Nghiên cứu tác động của bộ biến đổi xúc tác đến hàm lượng các chất độc hại trong khí thải động cơ diesel

- - DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1-1 Các nguồn nhiễm khơng khí ……………………………… 16 Bảng 1-2 Lượng chất thải gây ô nhiễm từ nguồn thải Việt Nam năm 2005…………………………………………………………… 16 Bảng 1-3 Tỷ lệ phát thải nhà kính (CO2) đầu người (tấn/người)…… 16 Bảng 1-4 Lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải phương tiện giao thông giới đường bộ………………………………………………… 19 Bảng1-5 Giới hạn tối đa cho phép thành phần nhiễm khí xả phương tiện vận tải (TCVN 6438-2001………………………… 19 Bảng 1-6 Tthống kê phương tiện kiểm định Trung tâm Đăng Kiểm Xe Cơ Giới Khánh Hịa % khơng đạt khí thải (từ tháng 01– 12/2010) 20 Bảng 2-1 Thành phần độc hại khí thải động xăng 47 diesel Bảng 2-2 Thành phần chất độc hại khí thải động xăng diesel chế độ khơng tải tồn tải………………………………… 47 Bảng 4-1 Thơng số kỹ thuật động YANMAR 6T95L-GB 79 Bảng 4-2 Thông số kỹ thuật máy phát điện………………… 80 Bảng 4-3 Đặc điểm kỹ thuật biến đổi xúc tác MD90…………… 81 Bảng 4-4 Kết thực nghiệm không tải…………………………… 89 Bảng 4-5 Kết thực nghiệm có tải………………………………… 91 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - DANH MỤC CÁC HÌNH Trang H 1-1 Phổ xạ từ mặt trời (a) mặt đất (b)…………………………… 14 H 1-2 Hiệu ứng nhà kính………………………………………………… 14 H 1-3 Tỉ lệ % chất khí gây hiệu ứng nhà kính…………………… 14 H 1-4 Hoạt động giao thơng Hà Nội vào cao điểm………………… 17 H 1-5 Biểu đồ thống kê phương tiện giao thông vận tải đường Việt Nam tính đến tháng 12/2010………………………………………………… 17 H 1-6 Tỷ lệ phát thải chất gây ô nhiễm phương tiện giới đường Việt Nam…………………………………………………………… 17 H 1-7 Tỷ lệ phát thải chất gây ô nhiễm phương tiện giới đường Thành phố Hà Nội……………………………………………………… 18 H 1-8 Mức độ ứng dụng tiêu chuẩn Euro nước giới………… 20 H 1-9 Hiện tượng băng tan………………………………………………… 22 H 1-10 Hiện tượng lũ lụt …………………………………………………… 22 H 2-1 Biến thiên tỷ lệ NO2/NO theo tải tốc độ quay động 24 diesel… H 2-2 Đặc điểm biến thiên  theo tải (Gk)và tốc độ quay (n) động xăng……………………………………………………………………… 26 H 2-3 Những khu vực xuất hiện tượng màng lửa………………… 26 H 2-4 Đặc điểm phân bố thành phần hỗn hợp cháy tia nhiên liệu động diesel……………………………………………………………… 27 H 2-5: Ảnh hưởng hệ số dư lượng khơng khí () đến nồng độ monoxide carbon………………………………………………………………………… 29 H 2-6 Quá trình tạo bồ hóng động diesel………………………… 32 H 2-7 Cấu trúc chuỗi bồ hóng dạng hạt sơ cấp………………… 32 H 2-8 Cấu trúc tinh thể graphit mơ hình cấu trúc hạt sơ cấp…………… 32 H 2-9 Ảnh hưởng số cetane đến hàm lượng CO HC khí thải động diesel…………………………………………………………… H 2-10 Ảnh hưởng  đến hàm lượng chất CO, NOx,và HC Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 37 - - khí thải động xăng…………………………………………………… 40 H 2-11 Ảnh hưởng góc phun sớm tới mức độ phát sinh ô nhiễm…… 42 H 2-12 Ảnh hưởng góc phun sớm đến mức độ phát sinh CnHm NOx 42 H 2-13 Cơ cấu phối khí cho phép điều chỉnh pha phối khí ……………… 50 H 2-14 Đặc điểm cấu tạo buồng đốt trước động xăng……………… 51 H 2-15 Sơ đồ hệ thống thơng gió cacte kín……………………………… 53 H 2-16 Hệ thống thu hồi xăng………………………………………… 53 H 2-17 Bộ lọc khí xả……………………………………………………… 55 H 2-18 Lõi lọc……………………………………………………………… 55 H 2-19 Lõi lọc kim loại xốp………………………………………… 57 H 3-1 Vị trí lắp đặt biến đổi xúc tác…………………………………… 59 H 3-2 Cấu tạo biến đổi xúc tác…………………………………… 60 H 3-3 Các dạng cấu tạo bên khối xúc tác…………………………… 60 H 3-4 Cấu tạo chi tiết lõi xúc tác…………………………………… 60 H 3-5 Ảnh hưởng hệ số dư lượng khơng khí đến hiệu BĐXT đa chức năng………………………………………………………………… 62 H 3-6 Các biến đổi xúc tác……………………………………………… 65 H 3-7 Sơ đồ cấu tạo DOC………………………………………………… 66 H 3-8 Bộ lọc khí thải SMF………………………………………………… 66 H 3-9 Lõi lọc SMF………………………………………………………… 66 H 3-10 Hệ thống SMF hãng HJS 68 H 3-11 Bộ xúc tác trước Bộ lọc 69 H 3-12 Bộ xúc tác sau……………………………………………………… 69 H 3-13 Hệ thống xử lý khí thải đa chức Mitsubishi 69 H 3-14 Gia tăng nhiệt độ khởi động xúc tác theo thời gian 70 H 3-15 Hoạt động chất xúc tác phụ thuộc nhiệt độ 71 H.3-16 Nhiệt độ khởi động BĐXT chất hữu khác 71 H 3-17 Ảnh hưởng chì đến hiệu BĐXT 72 H.3-18 Ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh nhiên liệu đến phát sinh hạt rắn theo nhiệt độ khí thải H.3-19 Ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh nhiên liệu đến nhiệt độ Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 73 - - khởi động xúc tác 73 H 3-20 Sơ đồ hệ thống đốt phụ 75 H 3-21 Hiệu tái sinh xúc tác bồ hóng số loại oxit 76 H 3-22 Sơ đồ hệ thống tái sinh lọc cách phun ngược khơng khí 77 H 4-1 Tổ hợp Động 6T95L-GB - Máy phát điện 80 H 4-2 Bộ biến đổi xúc tác MD90 82 H 4-3 Thiết bị đo độ đục khí thải MDO 82 H 4-4 Thiết bị MGT5 đo hàm lượng HC CO 83 H 4-5 Thiết bị LANO đo hàm lượng NOx 84 H 4-6 Vị trí đặt cảm biến đầu lấy mẫu khí thải 85 H 4-7 Thiết bị thực nghiệm động chạy chế độ có tải 86 H.4-8 Sơ đồ hệ thống kiểm định khí thải động 86 H 4-9 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến độ đục khí thải chế độ khơng tải 89 H 4-10 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến hàm lượng HC chế độ không tải 90 H 4-11 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến hàm lượng CO chế độ không tải 90 H 4-12 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến hàm lượng NOx chế độ không tải 91 H 4-13 Ảnh hưởng tải catalyst đến độ đục khí thải 92 H 4-14 Ảnh hưởng tải catalyst đến hàm lượng HC ……………… 92 H 4-15 Ảnh hưởng tải catalyst đến hàm lượng CO 93 H 4-16 Ảnh hưởng tải catalyst đến hàm lượng NOx 93 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐXT - Bộ biến đổi xúc tác (Catalytic Converter) ĐCĐT - Động đốt EGR - Luân hồi khí khải (Exhaust Gas Recirculation) ECU - Bộ điều khiển trung tâm H - Hình HAP - Hydrocarbon thơm đa vịng PVR - Áp suất bão hòa PM - Chất thải dạng hạt (Particle Matter) SOF - Hợp chất hữu VOC - Chất hữu dễ bay VVT-i - Hệ thống phân phối khí thơng minh  - Hệ số dư lượng khơng khí Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - LỜI NĨI ĐẦU Mơi trường trở thành vấn đề cấp bách, khơng nước mà tồn giới, không riêng cho nhà khoa học môi trường mà tất người Thế tất nhận thức môi trường Môi trường sống – nôi nhân loại ngày bị ô nhiễm trầm trọng người Cùng với phát triển xã hội, hủy hoại môi trường mối quan tâm không riêng quốc gia Bảo vệ môi trường nghĩa vụ cộng đồng toàn cầu Việt Nam nói riêng Chỉ thị số 36/CT-TW ngày 25/06/1998 Bộ Chính trị Đảng Cộng Sản Việt Nam thể đường lối đạo đắn cơng tác bảo vệ giữ gìn mơi trường sống nước ta Hiện trạng mơi trường khơng khí nước ta, đặc biệt khu công nghiệp thị lớn thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Đồng Nai, v.v mối lo ngại cho quan quản lý nhà nước mặt mơi trường tồn thể dân cư khu vực Việc xây dựng đất nước sở cơng nghiệp hóa, đại hóa với mức độ gia tăng đáng kể khu vực đô thị, khu dân cư khơng có quy hoạch đồng bộ, tổng thể thiếu hợp lý lại gây phức tạp thêm cho công tác quản lý khống chế ô nhiễm từ nguồn thải Các phương tiện giao thông công cộng khơng thuận tiện cho việc lại nhân dân với trạng quy hoạch mạng lưới tuyến đường không đáp ứng nhu cầu ngày cao sống góp phần lớn gây nhiễm mơi trường khơng khí khu đô thị lớn thành phố lớn Trong trình phát triển, thập kỷ vừa qua, vấn đề môi trường ngày nghiêm trọng hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải sinh hoạt gây với mức độ hàm lượng khác Trong nguồn phát thải chất ô nhiễm từ động đốt hoạt động giao thông vận tải nguồn ô nhiễm đáng kể Nhằm mục đích củng cố mở rộng kiến thức chuyên môn, đồng thời bước đầu nghiên cứu giải vấn đề kỹ thuật thực tế lĩnh vực công tác Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - mình, tơi chọn đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu tác động biến đổi xúc tác đến hàm lượng chất độc hại khí thải động diesel ” Luận văn bố cục thành chương: Chương 1: Tổng quan nhiễm khơng khí khí thải động đốt Chương 2: Giải pháp giảm độ độc hại khí thải động đốt Chương 3: Bộ biến đổi xúc tác xử lý khí thải động đốt Chương 4: Thí nghiệm ảnh hưởng biến đổi xúc tác đến độ độc hại khí thải động diesel 6T95L-GB Mặc dù cố gắng tìm hiểu nghiên cứu vấn đề, nhiên lần đầu độc lập thực cơng trình mang tính tổng hợp nghiên cứu khoa học, với kiến thức thân hạn chế, tài liệu tham khảo chưa đầy đủ nên khó tránh khỏi sai sót Rất mong q Thầy, Cơ giáo đồng nghiệp góp ý chân thành để luận văn hoàn thiện Nhân dịp này, cho phép em bày tỏ lời cảm ơn chân thành PGS.TS Nguyễn Văn Nhận, quí Thầy khoa Kỹ thuật tàu thủy, môn Kỹ thuật ơtơ, bạn gia đình động viên hỗ trợ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Nha Trang, tháng năm 2011 Học viên Cao Tấn Lợi Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - Chương TỔNG QUAN VỀ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA LIÊN QUAN VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG [1], [2] 1) Môi trường Môi trường yếu tố vật chất tự nhiên nhân tạo, lý học, hóa học, sinh học tồn không gian bao quanh người Các yếu tố có quan hệ mật thiết, tương tác lẫn tác động lên cá thể sinh vật hay người để tồn phát triển Tổng hòa chiều hướng phát triển nhân tố định chiều hướng phát triển cá thể sinh vật hệ sinh thái xã hội người Môi trường nơi sống sinh vật, môi trường cho phép sinh vật sinh trưởng phát triển Nơi sống sinh vật vùng đất hay khoảng khơng gian, có sinh vật khác sống xung quanh Chẳng hạn động vật có khả di chuyển nên nơi sống vùng đất rộng lớn, nơi sống thực vật thường nhỏ hẹp Sinh vật sống môi trường có đặc điểm thích nghi với môi trường Đối với người, khái niệm môi trường chứa nội hàm rộng Theo định nghĩa Unesco: mơi trường bao gồm tồn hệ thống tự nhiên hệ thống người tạo (những hữu thị, hồ chứa, v.v vơ tập qn, nghệ thuật, v.v.), người sống lao động mình, họ khai thác tài nguyên thiên nhiên nhân tạo nhằm thỏa mãn nhu cầu Như vậy, mơi trường sống với người không nơi tồn tại, sinh trưởng phát triển cho thực thể sinh vật người mà “khung cảnh sống, lao động nghỉ ngơi người” Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - Trong luật mơi trường Quốc hội khóa IX thơng qua kỳ họp thứ “Mơi trường bao gồm yếu tố tự nhiên yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với bao quanh người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất, tồn tại, phát triển người thiên nhiên” 2) Ơ nhiễm mơi trường Theo luật bảo vệ môi trường Việt Nam, khái niệm ô nhiễm mơi trường định nghĩa sau: “Ơ nhiễm mơi trường làm thay đổi tính chất mơi trường, vi phạm tiêu chuẩn mơi trường” Ơ nhiễm mơi trường làm thay đổi trực tiếp gián tiếp thành phần đặc tính vật lý học, hóa học, sinh học, sinh hóa, chất hịa tan, chất phóng xạ, v.v thành phần môi trường hay tồn mơi trường vượt q mức cho phép xác định Sự gia tăng chất lạ vào môi trường, thay đổi yếu tố mơi trường gây tổn hại có tiềm gây tổn hại đến sức khỏe, an toàn hay phát triển người sinh vật môi trường 3) Nhiễm bẩn Một mơi trường bị nhiễm bẩn sau bị nhiễm, mơi trường bị nhiễm bẩn chưa phải ô nhiễm Khái niệm ô nhiễm bao hàm nhiễm bẩn nhiễm bẩn chưa phải ô nhiễm Ví dụ: vùng than bùn thuộc địa phận xã Biên Mạch, U Minh Thượng, có thời kỳ nước bị nhiễm bẩn than nên có màu đen, người dân dùng nước để nấu ăn tắm giặt, người không bị ngộ độc cối tươi tốt Như vậy, môi trường nước bị nhiễm bẩn chưa bị ô nhiễm 4) Chất nhiễm Chất nhiễm chất có tác dụng biến môi trường lành trở nên độc hại trở lên độc hại Chất ô nhiễm chất rắn (rác, chất thải rắn, v.v.), chất lỏng (dung dịch hóa học, chất thải công nghiệp dệt nhuộm, rượu, chế biến thực phẩm, v.v.) chất khí (SO2 khói núi lửa, NO2 khí thải động đốt trong, CO khói lị gạch, v.v.) 5) Chất độc hại Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 10 - Một chất nhiễm có mặt mơi trường đến hàm lượng trở nên độc hại Chất độc hại mơi trường phân loại thành nhóm: chất độc hại chất chất độc hại không chất Chất độc hại chất, gọi chất độc hại tự nhiên, chất gây độc cho thể sinh vật đâu với hầu hết sinh vật với lượng nhỏ, ví dụ : H2S, Na2CO3, Pb, Hg, Cd, Be, St Chất độc hại không chất, gọi chất độc hại theo liều lượng, chất không độc hại nồng độ thấp điều kiện bình thường, chí cịn dinh dưỡng cần thiết cho sinh vật, trở nên độc hại nồng độ vượt giới hạn an tồn Ví dụ, mơi trường đất, NH4+ chất dinh dưỡng thực vật vi sinh vật nồng độ thấp, trở nên độc hại nồng độ vượt 1/500 trọng lượng; Fe nguyên tố cần cho thực vật động vật Fe2+ dung dịch vượt 500 ppm làm lúa chết, Fe nước uống vượt 0,3 ppm có hại cho sức khỏe người 6) Ơ nhiễm khơng khí Ơ nhiễm khơng khí có mặt chất lạ biến đổi quan trọng thành phần khơng khí, làm cho khơng khí khơng có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa Có nhiều nguồn gây nhiễm khơng khí chia thành nguồn tự nhiên nguồn nhân tạo Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm khơng khí núi lửa, cháy rừng, bão bụi, sản phẩm phân hủy sinh vật, v.v Núi lửa phun nham thạch nóng khói bụi giàu sunfua, mêtan nhiều loại khí khác Các đám cháy rừng, đồng cỏ xảy tượng tự nhiên sét đánh, cọ xát thực vật khô, v.v phát thải nhiều bụi khí gây nhiễm khơng khí Bão bụi gây nên gió mạnh bão, mưa bào mòn đất sa mạc, đất trồng gió thổi tung lên thành bụi nguồn gây nhiễm khơng khí Các q trình phân hủy xác động, thực vật tự nhiên phát thải nhiều chất khí, phản ứng hóa học khí tự nhiên hình thành khí sunfua, nitrit, loại muối v.v Các loại bụi, khí nguồn gây nhiễm khơng khí Nguồn gây nhiễm nhân tạo đa dạng, chủ yếu hoạt động cơng nghiệp, đốt nhiên liệu hóa thạch hoạt động phương tiện giới, ô Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 88 - đồng có tính chun sâu kiểm tra khí thải thiết bị phân tích mẫu thị thành phần độc hại khí thải xác Sau khí thải phân tích, so sánh giá trị lượng độc hại có khí thải với tiêu chuẩn giới hạn độc hại kết luận chất lượng động khí thải Khí thải động đưa vào hệ thống đo thông qua đầu lấy mẫu, (H.4-5), qua van sấy để tránh ngưng tụ nước, động phải đảm bảo nhiệt độ giá trị định để kết đo thu xác Khí thải sau vào buồng đo thiết bị quạt trung hòa làm tán rộng đồng buồng đo Sau lần đo, van đường ống đóng lại để quạt làm đưa hết khí thải lần đo trước ngồi buồng đo để thực lần đo 4.3.3 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM Số lần lấy mẫu thí nghiệm xác định theo phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên đơn giản (Simple Random Sampling) Với thiết bị kiểm tra khí thải nay, số liệu thực nghiệm xử lý phần mềm máy vi tính kèm với thiết bị kiểm tra khí thải Cục Đăng kiểm Việt Nam sử dụng tất Trung tâm Đăng kiểm Ở với số lần lấy mẫu lần/1điểm thỏa mãn điều kiện độ tin cậy 95% thiết lập cho thiết bị kiểm tra khí thải với điều kiện sai lệch lần đo không vượt 5% cho giá trị trung bình Từ kết thực nghiệm ta sử dụng phần mềm Exel để xây dựng hàm hồi qui đồ thị hồi qui Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 89 - 4.4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.4.1 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ KHƠNG TẢI Khơng có BĐXT Có BĐXT n Độ đục HC n Độ đục [v/ph] [%K] [ppm] [v/ph] [%K] 600 42 50 0.3 85 600 12 45 0.1 60 800 40 65 0.4 88 800 10 50 0.2 65 1000 35 75 0.5 90 1000 13 56 0.3 68 1200 42 80 0.6 95 1200 15 70 0.4 71 1400 54 85 0.7 98 1400 17 76 0.5 73 1600 62 90 0.8 100 1600 22 80 0.6 76 CO NOx [%Vol] [%Vol] HC CO [ppm] [%Vol] NOx [ppm] Biến thiên độ đục khí thải 70 60 Độ đụ c 50 40 Có catalyst 30 Không catalyst 20 10 0 500 1000 1500 2000 Tốc độ (v/ph) H 4-9 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến độ đục khí thải chế độ không tải Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 90 - HC Biến thiên HC 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Khơng có catalyst Có catalyst 500 1000 1500 2000 Tốc độ H 4-10 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến hàm lượng HC chế độ không tải Biến thiên CO C O (% V o l) 0.9 0.8 0.7 0.6 Khơng có catalyst 0.5 0.4 Có catalyze 0.3 0.2 0.1 0 500 1000 1500 2000 tốc độ H 4-11 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến hàm lượng CO chế độ không tải Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 91 - Biến thiên NOx 120 100 NOx 80 Khơng có catalyst 60 Có catalyst 40 20 0 500 1000 1500 2000 Tốc độ H 4-12 Ảnh hưởng tốc độ quay catalyst đến hàm lượng NOx chế độ không tải 4.4.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CĨ TẢI Khơng có BĐXT Có BĐXT Tải [% lực Độ đục HC CO NOX Độ đục phanh] [ %K] [ppm] [%Vol] [ppm] [%K] 10 40 65 0.4 88 18 50 0.3 65 20 35 75 0.3 90 17 56 0.3 68 30 42 80 0.3 95 19 70 0.2 72 40 54 85 0.4 98 21 76 0.2 74 50 62 90 0.5 100 24 80 0.3 76 60 70 94 0.6 112 28 85 0.4 78 70 85 102 0.7 120 32 88 0.4 81 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ HC CO [ppm] [%Vol] - 2011 NOX [ppm] - 92 - Biến thiên độ đục Đ ộ đ u c h (% K ) 90 80 70 60 Khơng có catalyst 50 40 Có catalyst 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Tải (%lực phanh) H 4-13 Ảnh hưởng tải catalyst đến độ đục khí thải Biến thiên HC 120 H C (p p m ) 100 80 Khơng có catalyst 60 Có Catalyze 40 20 0 20 40 60 80 Tải (%lực phanh) H 4-14 Ảnh hưởng tải catalyst đến hàm lượng HC Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 93 - Biến thiên CO 0.8 0.7 C O (% v o l ) 0.6 0.5 Khơng có catalyst 0.4 Có Catalyst 0.3 0.2 0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Tải (%lực phanh) H 4-15 Ảnh hưởng tải catalyst đến hàm lượng CO Biến thiên NOx 140 N O x (p p m ) 120 100 80 Khơng có catalyst 60 Có Catalyze 40 20 0 20 40 60 80 Tải (%lực phanh) H 4-16 Ảnh hưởng tải catalyst đến hàm lượng NOx Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 94 - 4.4.3 XÁC ĐỊNH HÀM HỒI QUI 4.4.3.1 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM KHƠNG TẢI 1) Độ đục khí thải Đồ thị hồi qui biến thiên độ đục khí thải 70 60 Có catalyst 40 Khơng catalyst 30 Poly (Khơng catalyst) 20 Độ đục 50 Poly (Có catalyst) 10 0 500 1000 1500 2000 Tốc độ (v/ph) Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = -3.10-08x3 + 0.0002x2 - 0.259x + 149.38 R2 = 0.9826 b) Có BĐXT : y = -4.10-09x3 + 2.10-05x2 - 0.0347x + 24.316 R2 = 0.9788 2) Hàm lượng hydrocarbon (HC) HC Đồ thị hồi qui biến thiên HC 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Khơng có catalyst Có catalyst Poly (Khơng có catalyst) Poly (Có catalyst) 500 1000 1500 2000 Tốc độ Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 95 - Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = 4.10-08x3 - 0.0002x2 + 0.2342x - 40.01 R2 = 0.9949 b) Có BĐXT : y = -3.10-08x3 + 0.0001x2 - 0.1117x + 77.687 R2 = 0.9738 3) Hàm lượng monoxit carbon (CO) Đồ thị hồi qui biến thiên CO 0.9 CO (% V ol) 0.8 0.7 0.6 Không có catalyst 0.5 0.4 Có catalyze 0.3 Poly (Có catalyze) Poly (Khơng có catalyst) 0.2 0.1 0 500 1000 1500 2000 tốc độ Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = 2.10-10x3 – 5.10-07x2 + 0.0009x - 0.067 R2 = 0.9949 b) Có BĐXT : y = 8.10-10x3 – 3.10-06x2 + 0.0034x - 1.0841 R2 = 0.9951 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 96 - 4) Hàm lượng oxit nitơ (NOx) Đồ thị hồi qui biến thiên NOx 120 100 Khơng có catalyst NOx 80 Có catalyst 60 Poly (Khơng có catalyst) 40 Poly (Có catalyst) 20 0 500 1000 1500 2000 Tốc độ Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = -4.10-09x3 + 2.10-05x2 - 0.0113x + 86.959 R2 = 0.9735 b) Có BĐXT : y = 9.10-09x3 – 4.10-05x2 + 0.0708x + 30.508 R2 = 0.943 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 97 - 4.4.3.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CĨ TẢI 1) Độ đục khí thải: Đồ thị hồi qui biến thiên độ đục 90 Độ đuch (%K) 80 70 60 Khơng có catalyst 50 Có catalyst 40 Poly (Khơng có catalyst) 30 20 Poly (Có catalyst) 10 0 20 40 60 80 Tải (%lực phanh) Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = -0.0003x3 + 0.0449x2 - 1.2591x + 47.143 R2 = 0.9842 b) Có BĐXT : y = -6.10-05x3 + 0.0111x2 - 0.3337x + 20.14 R2 = 0.9977 2) Hàm lượng hydrocarbon (HC) Đồ thị hồi qui biến thiên HC 120 HC (ppm) 100 Khơng có catalyst 80 Có Catalyze 60 Poly (Khơng có catalyst) 40 Poly (Có Catalyze) 20 0 20 40 60 80 Tải (%lực phanh) Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 98 - Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = 0.0002x3 - 0.0285x2 + 1.6218x + 51.571 R2 = 0.9984 b) Có BĐXT : y = -3.10-05x3 - 0.0043x2 + 1.1456x + 38 R2 = 0.9864 3) Hàm lượng monoxit carbon (CO) Đồ thị hồi qui biến thiên CO 0.8 0.7 CO (% vo l) 0.6 Không có catalyst 0.5 Có Catalyst 0.4 Poly (Khơng có catalyst) 0.3 Poly (Có Catalyst) 0.2 0.1 0 20 40 60 80 Tải (%lực phanh) Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = -6.10-06x3 + 0.0008x2 - 0.031x + 0.6286 R2 = 0.9965 b) Có BĐXT : y = -6.10-06x3 + 0.0008x2 - 0.0313x + 0.5429 R2 = 0.9608 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 99 - 4) Hàm lượng oxit nitơ (NOx) Biến thiên NOx 140 NOx (ppm) 120 100 Khơng có catalyst 80 Có Catalyze 60 Poly (Khơng có catalyst) 40 Poly (Có Catalyze) 20 0 20 40 60 80 Tải (%lực phanh) Phương trình hồi qui : a) Khơng có BĐXT : y = 0.0001x3 - 0.0092x2 + 0.4873x + 83.714 R2 = 0.9836 b) Có BĐXT : y = 0.0003x3 - 0.0289x2 + 1.2286x + 55.429 R2 = 0.959 Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 100 - 4.5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 1) Từ kết thí nghiệm cho thấy, biến đổi xúc tác MD90 có tác dụng giảm đáng kể hàm lượng chất độc hại khí thải động YANMAR 6T95LGB chế độ khơng tải có tải, cụ thể : Khi khơng mang tải: - Độ đục khí thải giảm 77% - HC giảm 54% - CO giảm 60 % - NOx giảm 58% Khi mang tải : - Độ đục khí thải giảm 70% - HC giảm 54% - CO giảm 62% - NOx giảm 67% 2) Đối với đa số ôtô trang bị động diesel nay, dễ dàng lắp đặt biến đổi xúc tác MD90 đường xả mà không cần thay đổi kết cấu ôtô 3) Qua nghiên cứu thực nghiệm; để ứng dụng rộng rãi biến đổi chất xúc tác động đề tài kiến nghị số ý kiến sau : + Cần lựa chọn kiểu loại thông số kỹ thuật BĐCXT cho phù hợp với động (thường lựa chọn theo loại nhiên liệu động sử dụng công suất động cơ) + Cần nghiên cứu thêm khả tự gia nhiệt BĐCXT để phát huy tối đa hiệu + Cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng việc lắp đặt thêm BĐCXT đến công suất động Ở đề tài với thí nghiệm thực cơng suất động thay đổi khơng đáng kể + Chính phủ phải thực nghiêm lộ trình kiểm tra khí thải động cơ, nhà sản xuất lắp ráp ô tô nước nước khu vực nhập ô tô vào Việt Nam, phải đạt tiêu chuẩn khí thải theo qui định Chính phủ ban hành Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 101 - + Các nhà nghiên cứu môi trường cần đầu tư nghiên cứu, chế tạo xúc tác nước nhằm giảm giá thành bắt buộc phương tiện tham gia giao thông trang bị xúc tác để hạn chế ô nhiễm môi trường + Kiểm tra nghiêm nhiên liệu nhập vào nước ta hàm lượng chì, lưu huỳnh, chất độc hại gây ảnh hưởng xấu môi trường, làm giảm tuổi thọ động xúc tác + Các nhà thiết kế chế tạo đông đốt phải nghiên cứu chế tạo đơng hồn thiện hơn, đốt thành phần khí sót độc hại khí thải + Khuyến kích đầu tư, sản xuất nhiên liệu sinh học; cồn, dầu thực vật, mỡ cá basa…trong điều kiện giá dầu giới tăng cao mà điều kiện sản xuất nhiên liệu sinh học nước ta thuận lợi, hướng khả quan để giảm giá thành nhiên liệu giảm ô nhiễm môi trường + Người sử dụng phương tiện phải tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn quy định quan quản lý nhà nước kiểm sốt khí thải động + Các Trung tâm đăng kiểm xe giới toàn Quốc cần phải đầu tư thiết bị kiểm tra khí thải đại, để đáp ứng tốt nhu cầu kiểm định + Giáo dục, tuyên truyền ý thức bảo vệ môi trường chủ phương tiện, lái phụ xe nói riêng nhân dân nói chung + Thường xuyên phối hợp quan ban ngành có chức kiểm tra, kiểm sốt khí thải, để kiểm tra phương tiện lưu thông đường kiểm tra Trung tâm đăng kiểm xe giới thực thi kiểm định khí thải tơ đơn vị Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - 102 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá (2000), Môi trường, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Lê Thanh Vân (2007), Con người môi trường, NXB Đại học Sư phạm Bùi Văn Ga (1999), Ơtơ nhiễm mơi trường, NXB Giáo dục Đỗ Văn Dũng, Trang bị điện điện tử ô tô đại, NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh Bộ tài nguyên môi trường (2007), Báo cáo môi trường quốc gia 2007 mơi trường khơng khí thị Việt Nam Cục Đăng kiểm Việt Nam, Báo cáo số lượng phương tiện giao thông tháng Cục Đăng kiểm Việt Nam, Giáo trình đào tạo Đăng kiểm viên hạng III hạng II Nguyễn Thành Lương (2002), Nguyên lý động đốt ,NXBXD, năm 2002 Nguyễn Đức Phú, Hồ Tuấn Chuẩn, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, Kết cấu tính tốn động đốt ,NXB Giáo dục 10 Nguyễn Bá Luân (2000), Pan ôtô - Kỹ thuật sửa chữa, NXBHP 11 Nguyễn Oanh (1995), Kỹ thuật sửa chữa ô tô động nổ đại, Tập II Động diesel, NXB Đồng Nai 12 Bùi Văn Ga (2005), Khí xả động tơ , NXB Đà Nẵng 13 Phạm Minh Tuấn (2001), Bài giảng : Chuyên đề khí thải động vấn đề ô nhiễm môi trường 14 Thông tư 02/TT- MTG ban hành tháng 01/2006 khoa học công nghệ môi trường 15 Hanby, V.S.,Exhaust Flow Performence and Pressure Drop of Exhaust componént and systems ASMS Jounal of Engineering for Power 16 N Kruse, A Frennet and J.-M Bastin (1997), CATALYSIS AND AUTOMOTIVE POLLUTION CONTROL I 17 Lấy từ trang web: http://www.diezelnet.com 18 Lấy từ trang web: http://www.autonet.com Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 ... khơng khí khí thải động đốt Chương 2: Giải pháp giảm độ độc hại khí thải động đốt Chương 3: Bộ biến đổi xúc tác xử lý khí thải động đốt Chương 4: Thí nghiệm ảnh hưởng biến đổi xúc tác đến độ độc hại. .. ĐỘ ĐỘC HẠI CỦA KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1.1 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH OXIT NITƠ (NOx) Các loại oxit nitơ (NOx) có khí thải. .. lĩnh vực công tác Cao Tấn Lợi - LUẬN VĂN THẠC SĨ - 2011 - - mình, tơi chọn đề tài luận văn tốt nghiệp ? ?Nghiên cứu tác động biến đổi xúc tác đến hàm lượng chất độc hại khí thải động diesel ” Luận