ĐỘNG HÓA HỌC VÀ XÚC TÁC

ĐỘNG HÓA HỌC VÀ XÚC TÁC NGHIÊN CỨU XÚC TÁC TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI CỦA PHƯƠNG TIỆN GIAO THƠNG CƠ GIỚI – BỘ XÚC TÁC XỬ LÝ THÀNH PHẦN GVHD: TS Nguyễn Ngọc Tuệ Học viên: Nguyễn Quốc Thắng Lê Quốc Khánh Hanoi, January 8th 2016 - Số lượng phương tiện cá nhân tăng cao TP lớn -70% Khí thải nhiễm mơi trường từ PTGT Các khí độc hại gây nhiễm phát thải từ phương tiện giao thông chủ yếu là: CO, NOx, xăng dầu, bụi, chì, BTX, khí lưu huỳnh, nitơ Giải pháp? Tỷ lệ phát thải chất gây ô nhiễm phương tiện giao thông giới đường Việt Nam Thiết bị xử lý khí thải cơng ty Emitec, Đức Bộ xúc tác xử lý khí thải thành phần Cấu tạo chung Các ôxit thường sử dụng cho chất mang ôxit Zirconi (ZrO2) , ôxit Xêri (CeO2),… Phân loại Cấu tạo chi tiết lõi gốm nguyên khối cordierite: 2MgO.2Al2.5SiO2 phủ Al2O3 Dạng lõi thép, phủ Al2O3 Nguyên lý hoạt động Sơ đồ phản ứng hộp xúc tác ba thành phần Bộ xúc tác xử lý thành phần động xăng: Các kim loại quý Pt, Pd, Rh sử dụng làm chất xúc tác có khả kiểm sốt tốt khí thải Chúng thường sử dụng bị đầu độc thành phần khí độc hại khí thải • Có nhiều phản ứng xảy thời gian kết thúc phản ứng không đồng thời, nguyên nhân nồng độ chất HC, CO, NOx khí thải phụ thuộc vào hệ số dư lượng khơng khí động cơ, hệ số xấp xỉ hàm lượng CO HC nhỏ Để đảm bảo hiệu làm việc hộp xúc tác xử lý khí thải bắt buộc phải trì hệ số dư lượng khơng khí dải hẹp, khơng tỷ lệ chuyển đổi chất ô nhiễm giảm nhanh Vai trò cảm biến oxi Cảm biến oxi đo khác biệt lượng oxi khí thải lượng oxi khơng khí để kiểm sốt hệ số dư lượng khơng khí Hiện có nhiều loại cảm biến oxi khác nhau, phổ biến hai loại chính: cảm biến oxi với thành phần ZrO2 (Zirconium dioxide) cảm biến oxi với thành phần TiO2 (Titanium dioxide) Tác dụng cảm biến oxi • Cảm biến oxi chia làm hai phần chính, phần tiếp xúc khơng khí khí thải tín hiệu điện áp để ECM (mơ đun điều khiển động cơ) phân tích tính tốn hàm lượng oxi khí thải • Mục đích để trì tỷ lệ khơng khí/ nhiên liệu mức độ lý tưởng(thường 1:1) nhằm giảm lượng khí thải Khi tỷ lệ khơng lý tưởng (sinh nhiều khí thải) kích hoạt xúc tác xử lý khí thải thành phần Bên khung gầm Mitsubishi Lancer Evolution đời 2010 Bộ xúc tác xử lý thành phần động diesel: Hệ thống khí thải cho động Diesel tơ Cấu tạo xúc tác động Diesel Cấu tạo xúc tác giống động xăng Tuy nhiên, người ta đặt phía trước xúc tác động diesel lọc để hấp thụ hạt bụi từ khí thải động Sau đó, hạt bụi đốt cháy lần Cấu tạo lọc động diezel Bosch - Bộ lọc khí xả kiểu này được chế tạo từ: vỏ bằng thép lá dày chịu nhiệt, lõi lọc bên là ceramic xốp Vỏ bao kín mắc nối tiếp với hệ thống thoát khí xả và nằm sau cổ gom khí xả của động Tại đầu vào và đầu của bộ lọc bố trí hai bộ cảm biến đo lượng ô xy dư thừa (cảm biến lambda), và ở giữa vỏ có cảm biến nhiệt độ bộ lọc Cấu tạo lọc động diezel t0 từ 150 0C - 500 0C Các chất xúc tác cấu trúc phức tạp từ ôxit kim loại kiềm thổ, với khả bắt cháy khoảng từ 240 độ C đến 315 độ C, sử dụng để phủ lọc Nguyên tắc hoạt động: Nguyên tắc tích tụ hạt tự thiêu đốt • Quá trình hoạt đợng của bộ lọc xảy sau: khí xả của động mang theo nhiệt và muội đưa qua bộ lọc, lõi lọc tăng dần nhiệt độ và các hạt muội có kích thước lớn 300 µm bị giữ lại lớp ceramic xốp và khí xả thoát ngoài đã được lọc bớt các hạt làm giảm lượng muội thoát mơi trường • Các hạt ṃi nằm lớp lọc xốp bị nâng dần nhiệt độ lên tới nhiệt độ khoảng 400 oC đến 500oC, kết hợp với lượng ôxy dư thừa, tự đốt cháy một lần nữa bộ lọc Quá trình đốt cháy này tạo điều kiện phá vỡ cấu trúc của hạt muội và là tác nhân chuyển hóa các chất NOx và CO thành các chất ít độc hại và theo khí xả thải môi trường 2.3 Bộ xúc tác động Diesel • Về mặt kết cấu, kim loại quý dùng cho xúc tác oxy hóa Diesel chủ yếu Platine Palladium hợp kim hai chất này, Palladium ưa chuộng khó oxy hóa SO2 thành SO3 2.4 Phản ứng hộp xúc tác 2.4 Phản ứng hộp xúc tác Hạn chế xúc tác thành phần •Nếu động bị lửa nổ đường thải làm cho nhiệt độ thời khí thải tăng lên vượt 1.400 0C Khi đó, phần lõi lớp dẫn bị nóng chảy làm phá vỡ hồn tồn lớp hoạt tính đường dẫn khí thải Bơ xử lý khí thải thành phần bị tác đụng bay vật liệu •Hạn chế xúc tác phải sử dụng nhiên liệu chất lượng cao Nếu nhiên liệu chất lượng kém, phụ phẩm nhiên liệu bám chặt vào cảm biến ôxi ống xúc tác, ngăn cản tiếp xúc khí xả với cảm biến ôxi bề mặt xúc tác Điều làm giảm tác dụng xúc tác ... hoạt xúc tác xử lý khí thải thành phần Bên khung gầm Mitsubishi Lancer Evolution đời 2010 Bộ xúc tác xử lý thành phần động diesel: Hệ thống khí thải cho động Diesel tơ Cấu tạo xúc tác động Diesel... thép, phủ Al2O3 Nguyên lý hoạt động Sơ đồ phản ứng hộp xúc tác ba thành phần Bộ xúc tác xử lý thành phần động xăng: Các kim loại quý Pt, Pd, Rh sử dụng làm chất xúc tác có khả kiểm sốt tốt khí thải... Diesel Cấu tạo xúc tác giống động xăng Tuy nhiên, người ta đặt phía trước xúc tác động diesel lọc để hấp thụ hạt bụi từ khí thải động Sau đó, hạt bụi đốt cháy lần Cấu tạo lọc động diezel Bosch