NGHIÊN CỨU XÚC TÁC TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI CỦA PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG CƠ GIỚI – BỘ XÚC TÁC XỬ LÝ 3 THÀNH PHẦN

MỞ ĐẦU 3I, CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHỦ YẾU TỪ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ 6II, HỘP XÚC TÁC XỬ LÝ KHÍ THẢI 3 THÀNH PHẦN 71, Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm hoạt động 72, Các dạng bộ xúc tác xử lý 3 thành phần hiện nay 103, Một số phản ứng chính diễn ra trong bộ xúc tác 12III, Bộ xúc tác xử lý 3 thành phần trong động cơ xăng và động cơ diesel 141, Bộ xúc tác xử lý 3 thành phần trong động cơ xăng 14Vai trò của bộ cảm biến oxi. 152, Bộ xúc tác xử lý 3 thành phần trong động cơ diesel. 17Giới thiệu bộ lọc khí xả trên động cơ diesel của Bosch. 183, Ưu nhược điểm của bộ xúc tác xử lý 3 thành phần. 19IV, KẾT LUẬN 20TÀI LIỆU THAM KHẢO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC - - TIỂU LUẬN MÔN ĐỘNG HÓA HỌC VÀ XÚC TÁC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÚC TÁC TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI CỦA PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG CƠ GIỚI – BỘ XÚC TÁC XỬ LÝ THÀNH PHẦN GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Tuệ Học viên: 1/Nguyễn Quốc Thắng MSV: CB150011 2/ Lê Quốc Khánh - NCS MỤC LỤC MỞ ĐẦU .3 I, CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHỦ YẾU TỪ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ II, HỘP XÚC TÁC XỬ LÝ KHÍ THẢI THÀNH PHẦN 1, Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm hoạt động .7 2, Các dạng xúc tác xử lý thành phần 10 3, Một số phản ứng diễn xúc tác 12 III, Bộ xúc tác xử lý thành phần động xăng động diesel 14 1, Bộ xúc tác xử lý thành phần động xăng .14 Vai trò cảm biến oxi .15 2, Bộ xúc tác xử lý thành phần động diesel .17 Giới thiệu lọc khí xả động diesel Bosch 18 3, Ưu nhược điểm xúc tác xử lý thành phần .19 IV, KẾT LUẬN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 MỞ ĐẦU Cùng với phát triển kinh tế xã hội, nhiều năm trở lại đây, số lượng phương tiện cá nhân gia tăng nhanh chóng khiến cho mức độ ô nhiễm không khí Hà Nội nói riêng thành phố lớn Việt Nam ngày tăng Hiện nước có khoảng 1,5 triệu ô tô 40 triệu phương tiện xe máy tham gia giao thông Trong đó, tính riêng Hà Nội có khoảng triệu xe máy Tp.HCM có triệu xe máy lưu thông Nhiều phương tiện cá nhân không thực nghiêm túc chế độ bảo hành bảo dưỡng định kỳ nguyên nhân làm tăng lượng khí phát thải môi trường với mức độ độc hại ngày lớn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng không khí đô thị, đe dọa đến sức khỏe sống người dân thủ đô Khí thải từ phương tiện giao thông thủ phạm gây ô nhiễm không khí đô thị Theo chuyên gia giao thông, khí thải ô nhiễm môi trường có tới 70% bắt nguồn từ phương tiện giao thông Khi phương tiện sử dụng nhiên liệu để vận hành, động phát thải lượng lớn chất khí có thành phần độc hại gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới sức khỏe người Xe ô tô xem tác nhân lớn ảnh hưởng đến môi trường chuyển đổi khí thải xúc tác (Catalytic Converter) "anh hùng" thầm lặng mà biết đến Theo số thống kê Mỹ vào năm 2010, toàn giới có 1,015 tỷ xe lưu thông đường Đến tháng 10/2013, số chắn tăng lên nhiều, theo dự đoán đến năm 2050 có khoảng 2.5 tỷ Ví dụ có tỷ xe , chạy 10km/ngày thải trung bình 250g CO 2/km Như vậy, ngày có khoảng 2,5 triệu CO2 thải từ xe hơi, số vô khủng khiếp Đây nguyên nhân gây lên hiệu ứng nhà kính Ngoài khí thải có nhiều thành phần độc hại NO x, khí CxHy, khí CO… Những khí này, đặc biệt khí CO môi trường, xảy phản ứng hóa học tạo khí nitrat, HC tạo khí độc hại môi trường, gây độc hại làm cho người bị ngộ độc, chí ngạt thở Đối với động diesel gây bụi hóa học hít thở vào người gây độc cho phổi bệnh tim mạch Để khắc phục vấn đề này, giới nói chung Việt Nam nói riêng nghiên cứu chế tạo xử lý khí thải xúc tác, công nghệ xuất giới từ 26 năm trước thương mại hóa đại trà với giá từ 50 – 200USD Việt Nam việc triển khai chậm chưa tham gia sâu vào công giảm thiểu lượng khí thải phương tiện giao thông Trong khuôn khổ tiểu luận nhóm em xin trình bày ứng dụng công nghệ xúc tác khí thải lọc bụi khói giảm thiểu khí thải xe giới nhằm cải thiện chất lượng môi trường không khí, cụ thể hộp xúc tác xử lý khí thải thành phần Hình 1: Thiết bị xử lý khí thải công ty Emitec, Đức I CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHỦ YẾU TỪ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ: [1,2,3,5] Monoxyde Carbon (CO) - Cơ chế hình thành: trình oxi hóa không hoàn toàn nhiên liệu Tác hại: CO ngăn cản dịch chuyển hồng cầu máu làm phận thể thiếu oxi, hít nhiều gây tình trạng mệt mỏi, ngạt thở… Họ oxit nito (NOx) Cơ chế hình thành: NOx hình thành N2 tác dụng với oxi nhiệt độ cao (trên 1100oC) Tác hại: Theo đường hô hấp sâu vào phổi gây viêm hủy hoại tế bào quan hô hấp Hydro cacbur (HC) Cơ chế hình thành: trình cháy không hoàn toàn tượng cháy không bình thường Tác hại: gây tác hại đến sức khỏe người, chủ yếu hydro cacbon thơm gây ung thư, rối loạn hệ tiêu hóa, hệ thần kinh, ảnh hưởng đến gan… Oxit lưu huỳnh - Cơ chế hình thành: hình thành từ lưu huỳnh có sẵn nhiên liệu Tác hại: làm giảm khả đề kháng thể làm tăng cường độ độc hại chất ô nhiễm khác Bồ hóng - Là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng khí xả động diesel Nó tồn dạng hạt rắn có kích thước trung bình 0,3mm nên dễ xâm nhập sâu vào phổi gây trở ngại cho quan hô hấp, nguyên nhân gây bệnh ung thư hydro cacbon thơm hấp thụ bề mặt chúng trình hình thành Chì - Có mặt khí xả Pb(C 2H5)4 pha vào xăng để tăng tính chống kích nổ nhiên liệu - Tồn dạng hạt có đường kính cực bé nên dễ xâm nhập vào thể qua da theo đường hô hấp gây xáo trộn trao đổi ion não, gây trở ngại cho tổng hợp enzyme để hình thành hồng cầu • Khí thải động tác động đến môi trường sinh thái Ngoài tác hại người nêu chất ô nhiễm khí thải động có tác động đến môi trường sinh thái: - Thay đổi nhiệt độ khí quyển, gây hiệu ứng nhà kính - Sự gia tăng NOx đặc biệt NO2 làm gia tăng hủy hoại tầng Ozone thượng tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím phát xạ từ mặt trời Tia cực tím gây ung thư da gây đột biến sinh học, đặc biệt đột biến sinh vi trùng có khả làm lây lan bệnh lạ dẫn đến hủy hoại sinh vật - Các chất khí có tính axit SO2, NO2, … bị oxi hóa nguyên nhân gây tượng thời tiết cực đoan mưa axit, hủy hoại thảm thực vật, gây ăn mòn công trình kim loại II, HỘP XÚC TÁC XỬ LÝ KHÍ THẢI THÀNH PHẦN[3, 6,7] 1, Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động Hộp xúc tác xử lý khí thải thành phần hiểu xử lý đồng thời thành phần chất gây ô nhiễm CO, HC, NO x Ưu điểm xử lý gần hoàn toàn thành phần chất ô nhiễm nói phản ứng hóa học chuyển hóa thành khí Cacbonic, nito, nước Hộp xúc tác xử lý khí thải thành phần bắt đầu lắp đặt động xe giới từ năm 1975 ngày trở nên phổ biến phương tiện giao thông đường Hình 2: Động sử dụng xúc tác thành phần Hình 3: Bên khung gầm Mitsubishi Lancer Evolution đời 2010 Hình 4: Sơ đồ mô tả thiết bị sử dụng xúc tác thành phần Hình Cấu tạo thiết bị sử dụng xúc tác thành phần Do phản ứng nói phải thời gian dài để chuyển hóa hoàn toàn, thời điểm kết thúc phản ứng khác dẫn đến tỷ lệ thành phần chất ô nhiễm khí thải cao khỏi đường khí thải Để tăng tốc độ phản ứng, người ta sử dụng chất xúc tác kim loại quý: Pt, Pd, Rh Lớp hoạt tính nơi diễn phản ứng xúc tác chế tạo kim loại quý mạ thành lớp mỏng vật liệu (wash-coat) Vật liệu chủ yếu lớp nhôm gamma, bề dày khoảng 20-50 micron tráng bề mặt rãnh gộp Có tác dụng làm tăng bề mặt riêng rãnh gộp thuận lợi cho hoạt tính xúc tác kim loại quý Có loại kim loại quý thường dùng để tráng bề mặt vật liệu nền: Platine, Palladium, Rhodium Hai chất (Pt, Pd) dùng cho phản ứng xúc tác oxy hóa, Rh cần thiết cho phản ứng xúc tác khử NOx thành N2 Ngoài có số kim loại Ni, Fe, Si, Ba, K, Zr, La với hàm lượng nhỏ để tăng tính xúc tác, tính ổn định chống lão hóa Bộ xúc tác ba chức phát huy tác dụng nhiệt độ làm việc lớn 250°C Khi vượt qua ngưỡng nhiệt độ này, tỉ số biến đổi chất ô nhiễm xúc tác tăng nhanh, đạt tỉ lệ lớn 90% Hộp xúc tác xử lý khí thải thành phần bố trí nằm đường ống thải động giảm âm, nằm gần phía đường ống thải để tận dụng nhiệt lượng cho phản ứng hóa học (200 – 300 oC), vật liệu chế tạo thép không gỉ, hình trụ tròn ô van, hai đầu có lắp mặt bích để nối với đường ống trung gian hệ thống thải Cấu tạo bên hộp xúc tác xử lý gồm phần lõi lớp phủ chất xúc tác 2, Các dạng xúc tác xử lý thành phần Bộ phận quan trọng xúc tác xử lý khí thải thành phần phần lõi Hiện có dạng lõi khác lõi dạng viên gốm, lõi gốm nguyên khối lõi kim loại - Lõi dạng viên gốm gồm lớp viên gốm hình cầu Vật liệu chế tạo làm từ gốm chịu nhiệt cao (cordierite: 2MgO.2Al2.5SiO2), có hệ số hấp thụ nhiệt thấp nhiệt độ nóng chảy cao (1400oC) Các viên gốm có đường kính khoảng – 3mm phủ bề mặt Al2O3, chúng có khả chống mòn ma sát tốt sau nhiệt luyện nhiệt độ khoảng 1000oC gọi lớp Sau phủ bề mặt ngoài, vật liệu quý Pt, Pd, Rh thấm trực tiếp bề mặt viên gốm Hình 6: Phần lõi gốm xúc tác xử lý khí thải - Dạng lõi gốm nguyên khối thường có cấu trúc tổ ong, gồm nhiều rãnh nhỏ li ti kích cỡ mm xếp song song với hướng khí thải Lõi gốm làm từ vật liệu chịu nhiệt cordierit, rãnh nhỏ song song có tiết diện ngang hình tam giác hình vuông Các rãnh dẫn khí thải phủ lớp Al 2O3 xốp, mấp mô dày khoảng 0,02mm Sau lõi gốm thấm kim loại quý Pt, Pd, Rh Hình 7: Cấu tạo chi tiết lõi gốm nguyên khối - Lõi kim loại gồm thép phẳng thép dập lượn sóng có độ dày 0,04 – 0,05mm xếp thành lớp Sau chúng cuộn thành hình dạng chữ S hình tròn Phổ biến loại lõi kim loại chia thành phần riêng biệt, hai phần có khoảng trống nhỏ - Lõi thép phủ Al2O3 có độ xốp cao sau thấm kim loại quý Pt, Pd, Rh So với hai loại lõi lõi kim loại có nhiều ưu điểm vượt trội diện tích sử dụng có ích rãnh dẫn khí thải lớn khoảng 10 – 15%, độ bền cao hơn, trở lực (mức độ cản trở chuyển động dòng khí) khí thải thấp Nhưng công nghệ chế tạo lõi kim loại phức tạp hơn, khối lượng lớn giá thành đắt khoảng 15% 10 Hình 8: Phần lõi xúc tác xử lý khí thải thành phần dạng nguyên khối, có tiết diện ngang vuông 3, Một số phản ứng diễn xúc tác: Hình 9: Sơ đồ phản ứng hộp xúc tác ba thành phần 11 Do đặc thù trình đốt cháy nhiên liệu mà động xăng diesel có khác khí xả động Về khí xả động xăng độc hại động diesel Bởi xúc tác thành phần sử dụng hai loại động cấu tạo chúng khác III, BỘ XÚC TÁC XỬ LÝ THÀNH PHẦN TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG VÀ ĐỘNG CƠ DIESEL.[3,4,6,7, 8] Bộ xúc tác thành phần động xăng[3, 4,6,7] Đây xúc tác có cấu trúc dạng tổ ong, với tiết diện ống dạng tam giác hay vuông Xương ống làm từ hợp kim tốt inox làm từ hợp kim gốm sứ Ngày nay, người ta thường sử dụng xương ống kim loại liền có độ dày nhỏ, đó, chúng dẫn nhiệt tốt nên thời gian để kích hoạt xúc tác Xương ống phủ lớp dạng xốp làm chất mang để kết hợp với kim loại quý Bề mặt phủ lên có độ dầy từ 20-60 micromet, nhấp nhô để tăng diện tích tiếp xúc khí xả bề mặt chất xúc tác Chất mang thường ôxit kim loại có tác dụng tăng hoạt tính cho chất xúc tác đóng vai trò ổn định cấu trúc bề mặt xúc tác Các ôxit thường sử dụng cho chất mang ôxit Zirconi (ZrO2) , ôxit Xêri (CeO2),… Các kim loại quý xúc tác Rodi (Rh), bạch kim (Pt), paladi (Pd) chất xúc tác tốt khả kiểm soát khí xả Chúng thường sử dụng bị “đầu độc” thành phần độc hại khí xả Mỗi khí xả sử 12 dụng vài gam khối lượng chúng để làm chất xúc tác Rodi có khả khử tốt khí NOx, bạch kim paladi giúp trình ôxi hóa CO H-C dễ dàng Do đó, xúc tác ngày nay, lớp xúc tác kết hợp bạch kim Rodi paladi Rodi Để xử lí thật triệt để, thật chất độc, nhiệt độ chất xúc tác phải 400 C Ở nhiệt độ đó, chất xúc tác hoạt hóa hoàn toàn, thúc đẩy trình phản ứng hóa học, đưa loại chất thải có độc tố cao thành chất không độc Ở lớp khử, NOx bị tách thành khí nitơ khí ôxi Sau đó, khí ôxi vừa tách với lượng ôxi dư khí thải ôxi cung cấp thêm, tác dụng chất xúc tác ôxi hóa CO H-C thành chất không độc khí nhà kính CO2 nước o Hai kim loại quý Pt Pd chất xúc tác để phản ứng oxi hóa xảy ra, Rh chất xúc tác cho trình khử NOx thành N2 Có nhiều phản ứng xảy thời gian kết thúc phản ứng không đồng thời, nguyên nhân nồng độ chất HC, CO, NO x khí thải phụ thuộc vào hệ số dư lượng không 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 không khí dải hẹp, không tỷ lệ chuyển đổi chất ô nhiễm giảm nhanh * Vai trò phận cảm biến oxi Cảm biến oxi đo khác biệt lượng oxi khí thải lượng oxi không khí để kiểm soát hệ số dư lượng không khí Cảm biến oxi chia làm hai phần chính, phần tiếp xúc không khí khí thải tín hiệu điện áp để ECM (mô đun điều khiển động cơ) phân tích tính toán hàm lượng oxi khí thải Khi hỗn hợp nghèo oxi, cảm biến oxi cho tín hiệu điện áp khoảng 0,5 – 0,8V Ngược lại, hỗn hợp giàu oxi tín hiệu điện áp đầu 0,2 – 0,5V 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) Vì đặc thù nhiên liệu, động xăng dễ tạo khí xả chứa NOx, CO, H-C Đồng thời, nhiệt độ khí xả động xăng cao, lớn 600 độ C Do đó, đặt xúc tác vị trí phù hợp đường ống xả, xúc tác tự động kích hoạt chuyển hóa chất độc thành chất độc thải môi trường Mặt khác, để đạt hiệu 13 cao nhất, tỉ lệ khí – nhiên liệu phải dao động thường xuyên khoảng tiêu chuẩn cho phép Nếu hỗn hợp đậm, tạo nồng độ CO H-C khí xả cao, khử hóa học NOx xảy ra, thiếu ôxi nên CO H-C khí xả Hoặc, hỗn hợp nhạt, với nồng độ ôxi khí xả cao CO H-C bị ôxi hóa nhanh, NOx lại sau phản ứng Bởi cần đảm bảo tỉ lệ khí-nhiên liệu qua ECU động cảm biến ôxi đường xả Cảm biến ôxi đo lượng ôxi lại khí xả Từ xác định mức độ dư thừa không khí nhằm điều chỉnh cho phù hợp với tỉ lệ lý thuyết Hình 11: Bộ cảm biến oxi Mặt khác, chạy đường, tỉ lệ khí – nhiên liệu thay đổi theo điều kiện hoạt động xe Trong trường hợp khởi động lạnh, chạy không tải hay phanh động cơ, nhiệt độ buồng cháy thấp, dẫn đến nhiệt độ khí xả ống xả thấp Điều khiến xúc tác không làm việc Để hạn chế điều này, người ta sử dụng thêm xúc tác phụ đặt trước chính, gần động để tận dụng nhiệt từ động tỏa làm nóng nhanh xúc tác phụ Nhiệt độ xúc tác phụ lúc lên đến 1100o C, đòi hỏi vật liệu phải thật bền chịu nhiệt độ cao Các xúc tác ba thành phần chứa đựng khả dự trữ ôxi Khả nằm lớp phủ bao xương ống Lớp phủ làm từ Xêri, Ziconi, Bari… tác dụng với ôxi dư khí xả dư thừa không khí động tạo thành ôxit Khi khí xả xúc tác thiếu ôxi, ôxít nhả khí O cung cấp cho trình hóa học 14 Bộ xúc tác ba thành phần động diesel [3, 6,7,8] Đối với động diesel, thành phần độc hại CO, H-C, NOx thấp so với động xăng vấn đề động diesel hạt bụi từ khí thải Do đó, với 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 Tuy nhiên, nhiệt độ khí xả từ động diesel thấp, đạt từ 150 độ C đến 500 độ C, thường từ 240 độ C đến 350 độ C Nhiệt độ môi trường cần phải đạt đến 200°C xúc tác bắt đầu khởi động Vào khoảng 300°C, xúc tác bắt đầu oxy hóa đồng thời SO2 thành SO3 Các chất lưu huỳnh nhiên liệu tạo 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 15 Hình 12: Cấu tạo lọc động diezel Nếu dựa vào nhiệt độ khí xả, khó đảm bảo hạt bụi động diesel đốt cháy Trong đó, mục đích chất xúc tác giảm nhiệt độ bốc cháy chất độc hại Do vậy, 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 Tuy vậy, với công nghệ tiêu chuẩn khí thải Việt Nam nay, chất lượng khí xả từ động diesel chí không cần đến biện pháp xử lý đường xả Bộ lọc khí xả động diesel Bosch: Trong trình khắc phục chất độc hại khí xả đông diezel theo tiêu chuẩn khí xả EURO 4, hãng BOSCH chế tạo lọc muội khí xả theo nguyên tắc tích tụ hạt tự thiêu đốt Hình 12 Động dielzel 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 16 Hình 13 Bộ lọc khí xả động diesel Bosch Quá trình hoạt động 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 500 µm (5.10-6 m) bị giữ lại lớp ceramic xốp và khí xả thoát ngoài đã được lọc bớt các hạt làm giảm lượng muội thoát môi trường Các hạt muội nằm lớp lọc xốp bị nâng dần nhiệt độ lên tới nhiệt độ khoảng 400 oC đến 500oC, kết hợp với lượng ô xy 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 Nhiệt độ vùng trung tâm lõi có thể lên tới 900 oC và xảy ở phần đầu của bộ lọc Ở phần đuôi bộ lọc nhiệt độ giảm dần khoảng 600 oC Nhờ quá trình tự đốt cháy khí xả thoát môi trường có thể nằm dưới chỉ tiêu giới hạn của tiêu chuẩn EURO4 và hạn chế muội tích tụ bộ lọc, gây giảm khả lưu thoát khí xả của động Hình 14: Cấu tạo lọc Động diezel 17 Cần lưu ý rằng: bộ lọc khí xả đặt trước bộ giảm âm và đặt cạnh ống gom khí xả của động cơ, tức là đặt khoang chứa động của ô tô Vỏ bộ lọc khí xả có nhiệt độ cao Nếu động làm việc liên tục nhiệt độ vùng ngoài vỏ có thể lên tới 500oC Một đặc điểm cần lưu ý là: nhiên liệu (dầu diezel) có lẫn nhiều tạp chất, lượng hạt muội cũng sẽ tăng lên và nhiên liệu đốt cháy không hết tạo nên khả quá nhiệt cho bộ lọc khí xả và hiển nhiên vỏ bộ lọc có nhiệt độ cao Mặt khác, nếu để động chạy ga-lan-ty quá dài, lượng muội hình thành cũng lớn và cũng gây quá nhiệt cho bộ lọc khí thải, vậy các nhà sản xuất đều khuyến cáo không nên để động chạy ga-lan-ty quá từ đến phút Nhân tiện về chuyện cháy ô tô gần đây, ngoài các vấn đề về cháy xe ở xe có động xăng tia lửa điện, thì động diezel cũng có thể cháy việc không tuân thủ tốt về chất lượng nhiên liệu và vệ sinh khoang chứa động Khoang động của ô tô thường không hoàn toàn kín và có quạt làm mát làmviệc, các rác bẩn khô nằm khoang động bị di chuyển không theo quy luật và có thể nằm gần bộ lọc khí xả và cháy tạo nên nguồn phát lửa cháy xe Tất nhiên hiện tượng này chỉ xảy xe hoạt động hoặc xe mới dừng lại 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 àm phá vỡ hoàn toàn lớp hoạt tính đường dẫn khí thải Bô 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 Một số thành phần tẩy nhiệt độ cao lưu huỳnh, số khó tẩy chì Lưu huỳnh có chứa diesel xăng Hàm lượng lưu huỳnh chất khác nhiên liệu phụ thuộc vào tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu Ở Việt Nam nay, nhiên liệu có chất lượng cao đạt tiêu chuẩn Euro II Với xe nhập đạt tiêu chuẩn khí thải lên tới Euro IV, xe phải sử dụng loại nhiên liệu đáp ứng tiêu chuẩn Euro IV cho nhiên liệu Khi chạy xe với nhiên liệu chất lượng, tuổi thọ chức lọc khí độc hoạt 18 động không thiết kế ban đầu Các xúc tác đắt tiền có khả loại bỏ lưu huỳnh bám vào theo chu kỳ định Tuy vậy, trình có phản ứng phụ, tạo khí có mùi trứng thối H2S Hình 14 Cấu tạo hệ thống sử lý khí thải động Diesel Với xe đạt tiêu chuẩn khí thải Euro II, phụ phẩm rắn trình cháy lưu huỳnh bám vào thành ống xả Khi xe hoạt động tốc độ cao, nhiệt độ khí xả cao, phản ứng phụ sinh khí H2S dễ dàng xảy IV, KÊT LUẬN Trên nhóm em trình bày xúc tác xử lý khí thải thành phần với nguyên lý làm việc, cấu tạo, chức năng… trình lọc khí thải Vai trò chất xúc tác kim loại quý xử lý đóng vai trò then chốt, có yếu tố định với phản ứng khử, oxi hóa để làm giảm lượng khí độc hại Ngày ô nhiễm môi trường vấn đề nhức nhối người, đó, phần nguyên nhân không nhỏ bắt nguồn từ động ôtô Các biện pháp xử lí giảm thiểu khí thải độc hại sử dụng Mỗi biện pháp có ưu, nhược điểm khác nhau, đó, với khả dễ thay thế, bảo dưỡng có tác dụng triệt để xúc tác ba thành phần phương pháp thụ động tối ưu 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO d 1, PSG.TS Phạm Minh Tuấn (2003), Chuyên đề khí thải động ô nhiễm môi trường NXB Đại học Bách Khoa 2,Trương Hữu Trì (2002), Giáo trình sản phẩm dàu mỏ thương phẩm 3, Lý Thành Trung, Nguyễn Anh Tuấn, báo cáo chuyên đề ‘’Công nghệ xử lý khí thải ô tô’’ 4, Lê Đát Toa (2011), ‘’nghiên cứu, thử nghiệm xử lý khí thải xúc tác Động xăng’’ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 5, TS Nguyễn Hoàng Vũ (2004), Ô nhiễm môi trường động đốt Học viện kỹ thuật quân Trang web 6, http://vnexpress.net/tin-tuc/oto-xe-may/nhung-giai-phap-xu-ly-khi-thai-dong-cohien-dai-1977011.html 7, http://www.mt.gov.vn/moitruong/tin-tuc/993/22096/giai-phap-xu-ly-khi-thai-cho-xeo-to.aspx 8, http://xe365.net/2011/04/12/bo-loc-khi-xa-tren-dong-co-diesel-cua-bosch/ 9, http://www.hoahocngaynay.com/nghien-cuu-giang-day/phat-trien-ben-vung/hoa-hoc-vamoi-truong/430.html 10, http://vnexpress.net/tin-tuc/oto-xe-may/cong-nghe-xu-ly-khi-thai-bang-xuc-tac-van-xathuc-te-2070635.html 20 [...]... Phần lõi của bộ xúc tác xử lý khí thải 3 thành phần dạng nguyên khối, có tiết diện ngang vuông 3, Một số phản ứng chính diễn ra trong bộ xúc tác: Hình 9: Sơ đồ phản ứng trong hộp xúc tác ba thành phần 11 Do đặc thù về quá trình đốt cháy nhiên liệu mà động cơ xăng và diesel có sự khác nhau về khí xả của động cơ Về cơ bản khí xả động cơ xăng độc hại hơn động cơ diesel Bởi vậy tuy bộ xúc tác 3 thành phần. .. xăng độc hại hơn động cơ diesel Bởi vậy tuy bộ xúc tác 3 thành phần có thể sử dụng trên cả hai loại động cơ nhưng cấu tạo của chúng thì khác nhau III, BỘ XÚC TÁC XỬ LÝ 3 THÀNH PHẦN TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG VÀ ĐỘNG CƠ DIESEL. [3, 4,6,7, 8] 1 Bộ xúc tác 3 thành phần trên động cơ xăng [3, 4,6,7] Đây là bộ xúc tác có cấu trúc dạng tổ ong, với tiết diện ống dạng tam giác hay vuông Xương ống được làm từ hợp kim tốt... xúc tác ba thành phần đều chứa đựng khả năng dự trữ ôxi Khả năng này nằm trên lớp phủ bao ngoài xương ống Lớp phủ được làm từ Xêri, Ziconi, Bari… sẽ tác dụng với ôxi dư trong khí xả khi dư thừa không khí trong động cơ tạo thành các ôxit Khi khí xả trong bộ xúc tác thiếu ôxi, các ôxít này sẽ nhả khí O 2 cung cấp cho các quá trình hóa học tiếp theo 14 2 Bộ xúc tác ba thành phần trên động cơ diesel [3, ... Hạn chế của bộ xúc tác 3 thành phần Nếu động cơ bị mất lửa hoặc nổ trong đường thải có thể làm cho nhiệt độ nhất thời của khí thải tăng lên vượt quá 1.400 0C Khi đó, phần lõi và các lớp dẫn sẽ bị nóng chảy àm phá vỡ hoàn toàn lớp hoạt tính trong đường dẫn khí thải Bô xử lý khí thải 3 thành phần sẽ bị mất tác đụng do sự bay hơi của vật liệu Hạn chế của bộ xúc tác là phải sử dụng nhiên liệu chất lượng cao... diesel [3, 6,7,8] Đối với động cơ diesel, tuy các thành phần độc hại như CO, H-C, NOx đều thấp hơn so với động cơ xăng nhưng vấn đề của động cơ diesel là các hạt bụi từ khí thải Do đó, với động cơ diesel, cấu tạo bộ xúc tác về cơ bản là giống động cơ xăng Tuy nhiên, người ta đặt phía trước bộ xúc tác trên động cơ diesel một bộ lọc để hấp thụ hạt bụi từ khí thải động cơ Sau đó, các hạt bụi này sẽ được... sử lý khí thải trên động cơ Diesel Với xe đạt tiêu chuẩn khí thải Euro II, các phụ phẩm rắn của quá trình cháy như lưu huỳnh sẽ bám vào thành ống xả Khi xe hoạt động ở tốc độ cao, nhiệt độ khí xả cũng sẽ cao, các phản ứng phụ sinh ra khí H2S có thể dễ dàng xảy ra hơn IV, KÊT LUẬN Trên đây nhóm em đã trình bày về bộ xúc tác xử lý khí thải 3 thành phần với các nguyên lý làm việc, cấu tạo, chức năng… trong. .. độ trong buồng cháy thấp, dẫn đến nhiệt độ khí xả trong ống xả thấp Điều này có thể khiến bộ xúc tác không làm việc Để hạn chế điều này, người ta sử dụng thêm một bộ xúc tác phụ đặt trước bộ chính, gần động cơ để tận dụng nhiệt từ động cơ tỏa ra làm nóng nhanh bộ xúc tác phụ Nhiệt độ của bộ xúc tác phụ lúc này có thể lên đến 1100o C, đòi hỏi vật liệu cũng phải thật bền và chịu được nhiệt độ cao Các bộ. .. biệt giữa lượng oxi trong khí thải và lượng oxi trong không khí để kiểm soát hệ số dư lượng không khí Cảm biến oxi được chia làm hai phần chính, một phần tiếp xúc trong không khí và khí thải chính là tín hiệu điện áp để bộ ECM (mô đun điều khiển động cơ) phân tích và tính toán hàm lượng oxi trong khí thải Khi hỗn hợp nghèo oxi, cảm biến oxi sẽ cho một tín hiệu điện áp khoảng 0,5 – 0,8V Ngược lại, khi... (ZrO2) , ôxit Xêri (CeO2),… Các kim loại quý trong bộ xúc tác như Rodi (Rh), bạch kim (Pt), paladi (Pd) đều là những chất xúc tác rất tốt trong khả năng kiểm soát khí xả Chúng thường được sử dụng vì ít bị “đầu độc” bởi các thành phần độc hại trong khí xả Mỗi bộ khí xả chỉ sử 12 dụng vài gam khối lượng của chúng để làm chất xúc tác Rodi có khả năng khử tốt khí NOx, trong khi bạch kim và paladi thì giúp quá... hơn Do đó, trong các bộ xúc tác ngày nay, lớp xúc tác chính là sự kết hợp của bạch kim và Rodi hoặc paladi và Rodi Để xử lí thật triệt để, thật sạch các chất độc, nhiệt độ chất xúc tác phải trên 400 C Ở nhiệt độ đó, các chất xúc tác được hoạt hóa hoàn toàn, thúc đẩy quá trình phản ứng hóa học, đưa 3 loại chất thải có độc tố cao thành các chất không độc Ở lớp khử, NOx bị tách thành khí nitơ và khí ôxi ... trung gian hệ thống thải Cấu tạo bên hộp xúc tác xử lý gồm phần lõi lớp phủ chất xúc tác 2, Các dạng xúc tác xử lý thành phần Bộ phận quan trọng xúc tác xử lý khí thải thành phần phần lõi Hiện có... .3 I, CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHỦ YẾU TỪ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ II, HỘP XÚC TÁC XỬ LÝ KHÍ THẢI THÀNH PHẦN 1, Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm hoạt động .7 2, Các dạng xúc tác xử lý thành phần. .. không khí, cụ thể hộp xúc tác xử lý khí thải thành phần Hình 1: Thiết bị xử lý khí thải công ty Emitec, Đức I CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHỦ YẾU TỪ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ: [1,2 ,3, 5] Monoxyde Carbon (CO) - Cơ