Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô trên động cơ xăng tt

LỜI MỞ ĐẦU i Xuất xứ đề tài - Số lượng động đốt ngày tăng gây nên ô nhiễm môi trường cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch - Sử dụng nhiên liệu thay giải pháp hiệu để giảm phát thải đa dạng hóa nguồn nhiên liệu - Nhiên liệu hyđrơ cháy nhanh, trị số ốc tan cao, sản phẩm cháy tạo nguồn nhiên liệu tái tạo - Nhiệt trị mole thấp vấn đề an tồn, bảo quản ảnh hưởng đến việc sử dụng hyđrơ - động đốt Việc sử dụng hyđrô phụ gia nhiên liệu quan tâm nghiên cứu: sử dụng BXT tạo khí giàu hyđrơ nhờ tận dụng nhiệt khí thải giải pháp khả thi Hiện nay, BTX truyền thống sử dụng hệ xúc tác Ni/Al2O3, nhiên nhiệt độ làm việc BXT lớn 7000C, khơng phù hợp với nhiệt độ khí thải động Yêu cầu: cải thiện hiệu suất xúc tác tạo khí giàu hyđrơ phù hợp với tất chế độ làm việc động Luận án thuộc đề tài cấp nhà nước mã số KC.05.24/11-15 GS Lê Anh Tuấn ii Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu luận án nghiên cứu nâng cao hiệu xúc tác tạo khí giàu hyđrơ động xăng nhằm: - Nâng cao hiệu chuyển hóa xúc tác lên 40% nhiệt độ phản ứng thấp 550oC so với xúc tác truyền thống mà không làm tăng giá thành xúc tác - Bộ xúc tác lắp lên động cải thiện suất tiêu hao nhiên liệu động lên đến 5%, thành phần phát thải CO HC giảm tới 20% so với động sử dụng xúc tác cũ - Làm chủ công nghệ nghiên cứu phát triển xúc tác tạo khí hyđrô trực tiếp động iii Phạm vi nghiên cứu Luận án nghiên cứu động phun xăng điện tử Để giảm chi phí động cơ, nhiên liệu, thử nghiệm, động cỡ nhỏ xe máy Piaggio Liberty chọn làm đối tượng nghiên cứu Kết hồn tồn ứng dụng động ô tô - Bộ xúc tác không sử dụng kim loại để giảm giá thành - Thử nghiệm động phương tiện phòng thí nghiệm trường iv Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu luận án kết hợp nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm Phần nghiên cứu lý thuyết gồm nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp tạo khí giàu hyđrơ động lập mơ hình tính tốn sản lượng hiệu suất tạo hyđrô nhân tố ảnh hưởng Trên sở chọn phương pháp phù hợp thơng số tối ưu tạo khí giàu hyđrô phù hợp với chế độ làm việc động phục vụ nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu thử nghiệm động trang bị thêm hệ thống cung cấp hỗn hợp khí giàu hyđrơ Trong đó, bao gồm thử nghiệm tiến hành phòng thí nghiệm thử nghiệm thực đường v Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài * Ý nghĩa khoa học Luận án nghiên cứu điều chế vật liệu xúc tác Ni-Cu, để làm chất xúc tác tận dụng nhiệt khí thải tạo khí giàu hyđrơ động cơ, cho phép xác định sản lượng hiệu suất tạo khí giàu hyđrơ nhân tố ảnh hưởng, làm sở cho việc chọn chế độ làm việc thích hợp xúc tác phù hợp với chế độ làm việc động * Ý nghĩa thực tiễn Bộ xúc tác (vật liệu xúc tác mới) có giá thành rẻ hiệu chuyển hóa cao xúc tác truyền thống thử bền trường, đảm bảo hoạt động ổn định an tồn, kết mở hội ứng dụng sản phẩm thực tế nhằm nâng cao tính kinh tế giảm phát thải cho động vi Bố cục luận án Luận án gồm phần mở đầu, bốn chương, phần kết luận hướng phát triển CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ BỘ XÚC TÁC TẠO KHÍ GIÀU HYĐRƠ 1.1 Tổng quan nhiên liệu khí giàu hyđrơ Nhiên liệu khí giàu hyđrơ có nhiều ưu điểm: sản phẩm cháy tạo sạch; giới hạn cháy rộng, trị số octan lớn Tuy nhiên, hyđrơ có nhược điểm tỷ trọng nhiên liệu thấp nên việc vận chuyển, lưu trữ bảo quản nhiên liệu hyđrô đủ để thay hoàn toàn cho xăng diesel khó khăn 1.1.1 Tính chất nhiên liệu khí giàu hyđrô 1.1.1.1 Tỷ trọng 1.1.1.2 Hệ số khuếch tán 1.1.1.3 Nhiệt trị lượng cháy động 1.1.1.4 Giới hạn cháy 1.1.1.5 Năng lượng tia lửa yêu cầu 1.1.1.6 Tốc độ cháy 1.1.1.7 Nhiệt độ tự cháy 1.1.1.8 Khoảng cách dập tắt màng lửa 1.1.2 Các phương pháp tạo khí giàu hyđrơ Gồm: Phương pháp điện phân nước, khí hóa sinh khối nhiệt hóa nhiên liệu hyđrơ carbon [4] Phương pháp nhiệt hóa nhiên liệu hyđrơ carbon có ưu điểm: rẻ tiền, dễ sản xuất hàm lượng khí hyđrơ tạo thành lớn tới 70% Các phương pháp nhiệt hóa nhiên liệu hyđrơ carbon: - Phản ứng nhiệt hóa nhiên liệu hyđrơ carbon với nước [5-10] - Phản ứng ơxy hóa nhiên liệu khơng hồn tồn [11-16] - Phản ứng nhiệt hóa hyđrơ carbon với khí carbonic [16,17] 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng hỗn hợp khí giàu hyđrơ cho động đốt giới Việt Nam 1.2.1 Các nghiên cứu sử dụng khí giàu hyđrơ giới - Radu Chiriac [19] thử nghiệm phun khí HHO vào động chế độ tải nhỏ, hỗn hợp đậm (λ=0,92-0,94) hỗn hợp nhạt (λ=1,18-1,2) => Hiệu suất nhiệt có ích tăng, phát thải CO, CO2 HC giảm, nhiên NOx lại tăng lên - T D’Andrea [19]: Khi có oxy với hyđrô, momen động tăng 1-2 Nm, phát thải NO tăng - GS Changwei Ji [23]: bổ sung hyđrô-oxy, hiệu suất nhiệt thị động tăng Phát thải HC thấp động nguyên λ < 1,21 cao λ > 1,21 - CO NOx có xu hướng tăng với giá trị λ Thorsten Allgeier [24]: bổ sung lượng lớn khí hyđrơ làm cơng suất giảm nhiều Tsolakis [25] Alberto [26]: Sử dụng HHGH động biện pháp tốt để giảm phát thải khói bụi 1.2.2.2 Các nghiên cứu sử dụng khí giàu hyđrơ Việt Nam - PGS Hồng Đình Long [27] nghiên cứu, mơ tạo khí giàu hyđrơ cung cấp cho động diesel: Giảm hàm lượng muội, CO HC - Đề tài mã số KC.05.TN05/11-15 GS Lê Anh Tuấn, nghiên cứu tạo khí giàu hyđrơ phương pháp điện phân cung cấp cho động xe máy => Hiệu suất hệ thống tách khí giàu hyđrơ chưa cao chưa phù hợp với chế độ làm việc động - 1.3 Nghiên cứu nâng cao hiệu xúc tác tạo khí giàu hyđrơ 1.3.1 Hiện trạng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ 1.3.1.1 Hệ xúc tác Mo2C cho phản ứng nhiệt hóa iso-octane 1.3.1.2 Hệ xúc tác Ni/Al2O3 1.3.2 Nghiên cứu nâng cao hiệu xúc tác tạo khí giàu hyđrơ giới 1.3.2.1 Hệ xúc tác Ni-Pd/Al2O3 1.3.2.2 Hệ xúc tác Ni-Re/Al2O3 1.3.2.3 Hệ xúc tác Ni-Ce Ni-Mo 1.3.2.4 Hệ xúc tác Cu/CeO2 Ni-Cu Jiann-Horng Lin [35] nghiên cứu cho thấy thêm Cu vào hệ xúc tác Ni/CeLaOx nhiệt độ phản ứng khử giảm xuống 1.3.3 Các nghiên cứu nâng cao xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Việt Nam - PGS Hồng Đình Long TS Nguyến Thế Lương [39], trang bị xúc tác biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu xăng, nhiên đánh giá ảnh hưởng đến phát thải mà chưa tính lượng khí hyđrơ tạo thành Hơn nữa, khí giàu hyđrơ cung cấp cho động chứa nhiều hàm lượng khí nitơ carbonic nên công suất động bị giảm nhiều - Phạm Ngọc Anh [41] nghiên cứu sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 tạo khí giàu hyđrơ: 100% tay ga, nhiệt độ BXT lớn 700oC, Gnl giảm 11,53%, CO HC giảm 74% 29% 1.3.4 Giải pháp áp dụng - Ni/Al2O3 Mo2C bắt đầu đạt hiệu chuyển hóa nhiên liệu cao nhiệt độ xúc tác lớn 700oC - Thêm Pd vào hệ xúc tác Ni/Al2O3, hiệu suất chuyển hóa hyđrơ đạt 92% độ bền xúc tác tăng lên (gấp 10 lần so với Ni/Al2O3) Tuy nhiên, Pd kim loại quý, đắt - Thêm Ce, Mo, Cu/CeO2 vào hệ Ni/Al2O3 giúp cải thiện hiệu chuyển hóa nhiên liệu nhiệt độ thấp - Nghiên cứu đánh giá hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3, Ni-Ce/Al2O3, Ni-Mo/Al2O3, từ lựa chọn hệ xúc tác phù hợp để chế tạo lắp lên xe 1.3.5 Cách tiếp cận vấn đề đề tài - Đề tài thực sở ệ xúc tác nhiệt hóa nhiên liệu với nước - Kế thừa kết ại Viện Cơ khí động lực, Trường ĐHBK Hà Nội [30] - Thừa hưởng kết đề tài cấp nhà nước mã số KC.05.24/11-15 GS Lê Anh Tuấn Tham gia thực đề tài có NCS Phạm Ngọc Anh, Trần Văn - Hoàng Lê Đăng Đông NCS tham khảo báo đề tài cơng bố, tiến hành thí nghiệm điều chế, đánh giá đặc tính cấu trúc hiệu xúc tác tìm vật liệu xúc tác cải thiện hiệu xúc tác 1.4 Kết luận chƣơng Qua nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu sử dụng nhiên liệu giảm phát thải cho động cơ, giải pháp dùng hyđrô phụ gia nhiên liệu giúp cải thiện trình cháy, giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu phát thải có tính hiệu Có nhiều phương pháp sản xuất khí hyđrơ hỗn hợp khí giàu hyđrơ như: điện phân, nhiệt hóa nhiên liệu với nước, phản ứng oxy hóa nhiên liệu khơng hồn tồn, phản ứng nhiệt hóa nhiên liệu với khí cacbonic, phản ứng nhiệt hóa nhiên liệu với đồng thời nước, ôxy cacbonic Hầu hết nghiên cứu chứng minh hiệu sản xuất hyđrô Dựa số kết cơng trình nghiên cứu cơng bố rộng rãi tồn giới, thấy việc bổ sung khí hyđrơ hỗn hợp khí giàu hyđrơ cho động xăng giải pháp tương đối khả thi để nâng cao hiệu suất giảm phát thải Trên sở đó, phương pháp nhiệt hóa nhiên liệu với nước lựa chọn cho đề tài Đề tài tổng hợp hệ xúc tác nhiệt hóa nhiên liệu với nước, hệ xúc tác Ni-Cu nâng cao hiệu chuyển hóa nhiên liệu với nước nhiệt độ phản ứng thấp hơn, sở quan trọng để tiến hành điều chế đánh giá hiệu xúc tác thực chương CHƢƠNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ XÚC TÁC MỚI NHẰM TĂNG HIỆU QUẢ TẠO KHÍ GIÀU HYĐRƠ Trong chương 2, tìm hiểu sở lý thuyết tạo khí giàu hyđrơ nhờ xúc tác, chế phản ứng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ từ nhiên liệu, tiếp tiến hành điều chế hệ xúc tác đánh giá cấu trúc, hình dạng bề mặt, hiệu tạo chuyển hóa nhiên liệu thành khí giàu hyđrơ 2.1 Cơ sở lý thuyết phản ứng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ từ nhiên liệu Trong xúc tác tạo khí giàu hyđrơ, phản ứng hóa học q trình truyền nhiệt diễn phức tạp Các phản ứng bao gồm xúc tác đồng thể dị thể Phản ứng xúc tác đồng thể phản ứng xảy hai chất pha Phản ứng xúc tác dị thể phản ứng xảy hai chất khác pha 2.1.1 Cơ chế phản ứng xúc tác 2.1.1.1 Cơ chế phản ứng xúc tác đồng thể 2.1.1.2 Cơ chế phản ứng xúc tác dị thể 2.1.2 Cơ chế phản ứng xúc tác xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Các phản ứng hóa học xúc tác nhiệt hóa nhiên liệu phản ứng dị thể Các bước diễn phản ứng xúc tác bao gồm giai đoạn: - Sự di chuyển chất khí từ pha khí với số lượng lớn bề mặt - Sự khuếch tán chất khí vào lỗ rỗng xúc tác Sự hấp thụ chất khí lên bề mặt lớp Các phản ứng xúc tác diễn bề mặt Sự khuếch tán sản phẩm vào môi trường Bảng 2.1 số phản ứng xảy q trình nhiệt hóa iso-octane với nước: Bảng 2.1 Một số phản ứng xảy q trình nhiệt hóa iso-octane với nước [40] C8H18 + 8H2O C8H18 + 16H2O C8H18 Ho= 1310 kj/mol 8CO + 17H2 8CO2 + 25H2 C8H18 + 8CO2 CO + H2O CO + 3H2 CO2 + 4H2 (2 - 2) o (2 - 3) o (2 - 4) o (2 - 5) o (2 - 6) o H = - 165 kj/mol (2 - 7) H = 1684 kj/mol 8C + 9H2 H = 391 kj/mol 16CO + 9H2 H = 1639 kj/mol CO2 + H2 H = - 41 kj/mol CH4 + H2O H = - 206 kj/mol CH4 + 2H2O (2 - 1) o C + 2H2 CH4 Ho= - 75 kj/mol (2 - 8) CO + C CO2 Ho= - 172 kj/mol (2 - 9) CO + H2 Ho= 131 kj/mol (2 - 10) C + H2 O 2.2 Điều chế xúc tác 2.2.1 Các phương pháp tẩm chất mang - Phương pháp nhúng - Tẩm kèm theo bay dung dịch - Tẩm muối nóng chảy 2.2.2 Điều chế vật liệu xúc tác Quy trình điều chế hệ xúc tác: Điều chế dung dịch muối Ni, Cu, Ce, Mo Thấm tẩm dung dịch muối lên chất mang Al2O3 Làm khô mẫu vật liệu xúc tác Nhiệt phân mẫu vật liệu Hình 2.4 Quy trình điều chế hệ xúc tác Ni-Cu/γ-Al2O3[42] 2.3 Đặc tính cấu trúc, hình dạng bề mặt đánh giá hiệu xúc tác ện tích bề mặt vật liệu xúc tác Diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ rỗng đường kính lỗ rỗng giảm tăng tỷ lệ Ni0,5-Cu0,5 γ-Al2O3, tăng thay dần Ni Cu Kết diện tích bề mặt riêng mẫu 18% Ni0.5-Ce0.5/Al2O3 cao so với mẫu xúc tác 18% Ni0.5-Mo0.5/Al2O3 Bảng 2.2 Diện tích bề mặt riêng cấu trúc lỗ rỗng mẫu xúc tác khác Mẫu mẫu xúc tác Diện tích SBET (m2/g) Tổng thể tích rỗng (cm3/g) Đƣờng kính lỗ rỗng trung bình (nm) 18% Ni/ -Al2O3 152,8 0,22 2,2 18%Ni0.9-Cu0.1/ -Al2O3 153,1 0,22 2,3 18%Ni0.7-Cu0.3/ -Al2O3 154,4 0,23 3,1 18%Ni0.5-Cu0.5/ -Al2O3 156,8 0,24 4,6 18%Ni0.3-Cu0.7/ -Al2O3 160,4 0,28 5,1 18% Cu/ -Al2O3 165,9 0,29 5,8 18% Ni0.5-Mo0.5/ -Al2O3 154,7 0,23 3,1 18% Ni0.5-Ce0.5/ -Al2O3 171,4 0,31 6,6 6%Ni0.5-Cu0.5/ -Al2O3 197,2 0,35 7,4 36% Ni0.5-Cu0.5/ -Al2O3 105,4 0,17 1,6 mẫu xúc tác Giảm tỷ lệ CuO hỗn hợp với NiO, cường độ đỉnh nhiễu xạ CuO giảm Khi giảm tỷ lệ khối lượng Ni0.5-Cu0.5, cường độ nhiễu xạ đỉnh Ni0.5-Cu0.5 giảm Kết ảnh SEM cho thấy, NiO-CuO có kích thước khoảng vài chục nano mét xuất bề mặt chất mang Al2O3 Khi tăng dần tỷ lệ Ni0.5-Cu0.5, kích thước hạt Ni-Cu tăng dần, hạt có xu hướng kết tụ với từ vài chục đến vài trăm nano mét Kết phân tích phổ tán sắc lượng tia X cho thấy Cu Ni phân bố Al2O3 Kết hợp với kết phân tích XRD cho thấy trình điều chế thành cơng 2.3.4 Đánh giá hiệu suất tạo khí giàu hyđrơ 2.3.4.1 Xây dựng mơ hình đánh giá 2 2 2 Hình 2.10 Sơ đồ thí nghiệm đánh giá hiệu xúc tác Iso-octane; Khí trơ (N2); Nước; Bơm xăng; Van xăng; Van khí; Bơm nước; Van nước; Bộ hóa hơi; 10 Tín hiệu nhiệt độ hóa hơi; 11 Tín hiệu điều khiển; 12 Dây nguồn; 13 Bộ điều khiển hóa hơi; 14 Cám biến nhiệt độ lò nung; 15 Chất xúc tác; 16 Bơng thủy tinh; 17 Tín hiệu điều khiển; 18 Tín hiệu nhiệt độ lò nung; 19 Bộ điều khiển lò nung; 20 Lò nung; 21 Buồng phản ứng, 22 Bộ ngưng tụ nước; 23 Bộ phân tích khí GC Thermo; 24 Bơm hút Hình 2.12 Hệ thống đánh giá hoạt tính xúc tác sau lắp hoàn thiện 2.3.4.2 Phương pháp đánh giá hoạt tính xúc tác a Trường hợp đo hiệu xúc tác b Trường hợp đo hoạt tính xúc tác thơng qua đặc tính khử (TPR) 2.2.4.3 Phương pháp tính tốn hiệu chuyển hóa nhiên liệu Phương pháp tính tốn hiệu chuyển hóa nhiên liệu: dựa phương pháp cân lưu lượng: dauvao dauvao daura dauvao Ftong x X chuan = Ftong x X chuan (ml/phút) (2-35) Từ cơng thức trên, lưu lượng khí tính theo cơng thức sau: Fchuan Fst X idaura (ml/phút) daura X chuan Như vậy, cơng thức tính hiệu chuyển hóa sau: daura Fi = Ftong x X idaura = Cisô-ốctan = (2-36) daura daura daura FCO FCO FCH dauvao FHC CH2O = (2-37) daura daura FCO FCO dauvao FH 2O (2-38) 2.3.4.4 Đặc tính khử theo nhiệt độ mẫu xúc tác (TPR) Cường độ đỉnh khử nhiệt độ thấp tăng dần thành phần Cu tăng Điều cho thấy Cu trộn với Ni giúp cải thiện hiệu khử nhiệt độ thấp Khi giảm tỷ lệ khối lượng Ni0,5-Cu0,5 cường độ đỉnh khử có xu hướng giảm Kết hoạt tính khử xúc tác Ni-Cu/Al2O3 cao so với xúc tác Ni-Mo/Al2O3 Ni-Ce/Al2O3 nhiệt độ thấp 2.3.4.5 Đánh giá hiệu tạo khí giàu hyđrơ hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3 a Ảnh hưởng tỷ lệ nước/cacbon đến hiệu tạo khí giàu hyđrơ hệ xúc tác NiCu/Al2O3 Kết thực nghiệm cho thấy tỷ lệ khối lượng S/C cho hiệu tốt Bảng 2.3 Ảnh hưởng tỷ lệ S/C khối lượng tới phân bố thành phần hỗn hợp khí cho phản ứng nhiệt hóa iso-octane xúc tác 18% Ni0,5-Cu0,5/Al2O3 nhiệt độ 550oC Phân bố thành phần khí (%) Tỷ lệ S/C H2 CO CO2 CH4 0,5 47,1 6,5 12,8 33,6 0,7 64,3 6,9 13,1 15,7 70,1 8,3 15,6 71,6 6,9 15,0 6,5 70,8 11 14,7 3,5 65,3 18,4 12,7 3,6 b Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu tạo khí giàu hyđrơ hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Khi tăng dần nhiệt độ, CO2 giảm, CO gần không đổi, CH4 tăng H2 giảm, nhiên, hiệu suất chuyển hóa iso-octane tăng 120 Iso-octane conversion 100 H2 Hiệu suất chuyển hóa (%) 80 CO CO2 60 CH4 40 20 500 550 600 650 700 750 o Nhiệt độ ( C) Hình 2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu chuyển hóa phân bố thành phần hỗn hợp khí mẫu xúc tác 18 % Ni0,5-Cu0,5/ -Al2O3, N2 = 15 cm3/ph, iso-octane = 0,03 g/ph, S/C =2 Hiệu suất chuyển hóa phân bố thành phần khí (%) c Ảnh hưởng thành phần Ni-Cu hỗn hợp với -Al2O3 tới hiệu chuyển hóa Kết hiệu chuyển hóa iso-octane tăng tăng tỷ lệ Ni-Cu 80 H2 71.6 CO CH4 CO2 70.6 Iso octane 69.2 70 60 50 45.7 42.6 40 32.8 30 20 15.5 15.3 13.8 9.9 10 6.7 7.4 6.2 7.1 6.7 6% 18% Thành phần Cu0.5-Ni0.5 36% Hình 2.2 Ảnh hưởng thay đổi tỷ lệ khối lượng Ni0,5-Cu0,5 hỗn hợp với γ-Al2O3 tới Hiệu suất chuyển hóa phân bố thành phần khí (%) hiệu chuyển hóa: t =550 oC; N2 = 15 cm3/ph; iso-octane = 0,03 g/ph; S/C=2 Với tỷ lệ Cu0.5-Ni0.5 cho hiệu chuyển hóa hyđrơ Iso-octane tốt 80 H2 70 CO CO2 CH4 Iso octane 60 50 40 30 20 10 Cu Cu0.7-Ni0.3 Cu0.5-Ni0.5 Tỷ lệ Cu Cu0.3-Ni0.7 Ni Hình 2.3 Ảnh hưởng tỷ lệ mol Cu tới hiệu chuyển hóa mẫu xúc tác 18% Cux-Ni1o x/Al2O3: t =550 C; N2 = 15 cm /ph; iso-octane = 0,03 g/ph; S/C=2 10 Kết cho thấy hiệu chuyển hóa thành phần khí hyđrơ tạo thành hệ xúc tác 18% Ni0,5-Cu0,5/ -Al2O3 cao 18% Ni0,5-Mo0,5/ -Al2O3 18% Ni0,5-Ce0,5/ -Al2O3 Bảng 2.4 Hiệu chuyển hóa thành phần phản ứng nhiệt hóa iso-octane với nước hệ xúc tác khác nhau, t=550oC, N2 = 15 cm3/min; iso-octane =0,03 g/ph; S/C =2 Hiệu suất chuyển hóa (%) Phân bố thành phần khí (%) Mẫu xúc tác Iso-octane Nước H2 CO CO2 CH4 18 % Ni0,5-Cu0,5/ -Al2O3 42,6 12,2 70,6 7,4 15,3 6,7 18 % Ni0,5-Mo0,5/ -Al2O3 31,7 9,7 71,9 7,1 15,6 5,4 18 % Ni0,5-Ce0,5/ -Al2O3 28,3 8,2 72,0 7,6 16,1 4,4 2.4 Kết luận chƣơng Hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3, Ni-Mo/ -Al2O3 Ni-Ce/ -Al2O3 điều chế đánh giá hiệu xúc tác nhiệt độ thấp Kết phân tích cấu trúc hình dạng bề mặt cho thấy xuất đỉnh ơxít kim loại xúc tác kích thước hạt xúc tác khoảng vài chục đến vài trăm nano mét Kết đo đặc tính khử TPR cho thấy, Ni trộn với Cu giúp cải thiện phân tán Ni, qua cải thiện hoạt tính xúc tác nhiệt độ thấp, kết TPR cho thấy hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3 có hoạt tính khử cao hệ xúc tác Ni-Mo/ -Al2O3 Ni-Ce/ -Al2O3, đỉnh khử xuất nhiệt độ thấp Hiệu chuyển hóa xúc tác Ni-Cu/Al2O3 thay đổi tỷ lệ nhiên liệu nước nhiệt độ đánh giá Theo đó, tỷ lệ S/C 2:1 cho kết tỷ lệ hyđrô tạo thành cao nhất, đạt 71,6%, lựa chọn cho q trình tính lượng nhiên liệu nước cấp cho xúc tác Khi thay đổi nhiệt độ hiệu chuyển hóa iso-octane có xu hướng tăng dần H2 giảm dần Tại 550oC, hiệu chuyển hóa iso-octane H2 đạt 42,6 71,6% Kết đánh giá ảnh hưởng thành phần Ni-Cu cho thấy tăng tỷ lệ khối lượng Ni0,5-Cu0,5 đến 18% Al2O3 hiệu suất chuyển hóa iso-octane tăng nhanh, tiếp tục tăng hiệu suất tăng không đáng kể thành phần H2 giảm không nhiều Kết thay đổi tỷ lệ Cu hỗn hợp cho thấy với hỗn hợp Ni0,5-Cu0,5 cho hiệu tạo khí giàu hyđrơ tốt nhất, kết rằng, hệ xúc tác Ni-Cu cho hiều chuyển hòa thành phần khí hy đrơ cao so với hệ xúc tác Ni/Al2O3 Qua đó, hệ xúc tác 18 % Ni0,5-Cu0,5/ -Al2O3 lựa chọn để phủ lên xúc tác, sau thử nghiệm đánh giá hiệu lắp xe chương sau 11 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TẠO KHÍ GIÀU HYĐRƠ SỬ DỤNG HỆ XÚC TÁC NI-CU/AL2O3 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu động cỡ nhỏ phun xăng điện tử Piaggio Liberty 124,5 cm3 3.2 Tính tốn thiết kế hệ thống tạo khí giàu hyđrơ xe máy Hình 3.2 sơ đồ tổng thể bố trí hệ thống tạo khí giàu hyđrơ lắp động xe máy Trong q trình làm việc, xúc tác phải đảm bảo cung cấp đủ khí giàu hyđrơ phù hợp với chế độ làm việc động cơ, điều cần thiết phải tính tốn thiết kế xúc tác, hệ thống cấp nhiên liệu, nước cho xúc tác Hình 3.2 Bản vẽ thiết kế hệ thống cung cấp xăng nước cho xúc tác 3.2.1 Tính tốn thiết kế hệ thống tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 động 3.2.1.1 Tính tốn lượng nhiên liệu nước cần thiết cấp cho xúc tác chế độ làm việc động Khi bổ sung 3% lượng khí hyđrơ so với lưu lượng thể tích khí nạp hiệu suất nhiệt tăng thành phần phát thải độc hại động giảm [45, 46] NCS tiến hành nghiên cứu thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho xúc tác tính tốn lượng khí giàu hyđrơ thu 100% tay ga Kết nghiên cứu cho thấy, với tỷ lệ cấp 6% lượng nhiên liệu cho xúc tác tạo lượng khí giàu hyđrơ phù hợp 12 Tiến hành thử nghiệm động chế độ 20%, 50%, 75% 100% tay ga thay đổi tốc độ động để xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ chế độ Từ đó, NCS tính lượng nhiên liệu cấp cho xúc tác bảng 3.5 Bảng 3.1 Lượng nhiên liệu cấp cho xúc tác chế độ khác xe Tốc độ xe (km/h) 20% tải 50% tải 75% tải 100% tải Gnlbx (g/h) Gnlbx (g/h) Gnlbx (g/h) Gnlbx (g/h) 30 54 40 61,2 93,6 97,2 100,8 50 64,8 108 115,2 126 60 72 118,8 126 136,8 126 140,4 151,2 70 Kết chương hiệu suất phản ứng reforming đạt cao tỷ lệ khối lượng S/C = Do đó, NCS xác định lượng nước cấp cho xúc tác (Bảng 3.6) Bảng 3.2 Lượng nước cấp cho xúc tác chế độ khác xe Tốc độ xe (km/h) 20% tải 50% tải Gncbx (g/h) Gncbx (g/h) 75% tải 100% tải Gncbx (g/h) Gncbx (g/h) 30 108 40 122,4 190,8 194,4 201,6 50 129,6 216 234 248,4 60 144 234 255,6 273,6 248,4 277,2 302,4 70 3.2.1.2 Tính toán thiết kế hệ thống cấp nước xăng cho xúc tác a Bơm xăng Nhiên liệu cấp cho xúc tác trích từ đường xăng động cơ, bơm nhiên liệu động sử dụng để cấp nhiên liệu cho xúc tác Loại bơm sử dụng loại bơm tuabin, áp suất bơm kG/cm2 b Bơm nước NCS lựa loại bơm bơm màng Để đảm bảo cung cấp nước ổn định cho xúc tác, bơm nước chọn có áp suất lớn kG/cm2, lưu lượng lớn lít/phút c Vòi phun xăng nước Vòi phun hoạt động nguyên lý nâng hạ kim phun nhờ nam châm điện 3.2.1.3 Mạch điều khiển a Cấu trúc điều khiển động sử dụng xúc tác tạo hỗn hợp khí giàu hyđrơ b Thiết kế mạch nguyên lý điều khiển động xe máy sử dụng xúc tác tạo hỗn hợp khí giàu hyđrơ c Thiết kế hồn chỉnh mạch nguyên lý 13 3.2.2 Thiết kế xúc tác Ni-Cu/Al2O3 3.2.2.1 Phủ lõi xúc tác Ni-Cu/Al2O3 NCS lựa chọn lõi xúc tác để phủ có thơng số Bảng 3.9 Bảng 3.3 Thông số lõi chọn để phủ xúc tác STT Thông số Giá trị Đường kính lõi xúc tác (mm) 25 Chiều dài lõi xúc tác (mm) 60 Diện tích bề mặt (m2) 0,125 Số cell inch vuông 200 NCS sử dụng phương pháp sol-gel để phủ xúc tác lên lõi chọn a Mơ tả quy trình phủ Hình 3.1 Quy trình cơng nghệ chế tạo lớp phủ NiO-CuO/ -Al2O3/FeCrAl b Các bước quy trình cơng nghệ phủ Xử lý lõi kim loại Điều chế lớp vật liệu trung gian Điều chế lớp xúc tác Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật lõi xúc tác sau phủ STT Thơng số Giá trị Khối lượng hoạt tính Ni (g) 1,4 Khối lượng hoạt tính Cu(g) 1,5 Đường kính lõi xúc tác (mm) 25 14 Chiều dài lõi xúc tác (mm) 72 Diện tích bề mặt (m ) 0,125 Số cell inch vng 200 3.2.2.2 Tính tốn, thiết kế xúc tác a Tính tốn, thiết kế vỏ cho lõi xúc tác Bộ xúc tác đặt gần cổ xả, cách cổ xả 90 mm Đoạn nối với vỏ xúc tác đường kính đường kính ngồi 15 18 mm để phù hợp với cổ xả Hình 3.19 Hệ thống đường thải xe máy Piaggio Liberty trước lắp xúc tác Bộ xúc tác sau lắp đặt phải đảm bảo tiết diện lưu thông tổn thất áp suất phải khoảng cho phép [∑ΔP] = 0,1 m [49] Tổn thất đường ống phụ thuộc vào đường kính ống dẫn vận tốc dòng khí Vận tốc dòng khí thải tính theo công thức [49]: G v 1,27 d1 (3-3) Xác định vận tốc dòng khí thải 39,61 (m/s) Tiến hành xác định chế độ dòng chảy khí thải ống thơng qua hệ số Reynolds [50]: vd1 Re (3-4) u Từ xác định Re = 48056 > 104 Vì vậy, khí thải ống xả dòng chảy rối Tổng tổn thất hệ thống thải gồm tổn thất tất đoạn ống thẳng, cản cục cản bình tiêu âm: Δp = ∑ΔpT + ∑ΔpC + Δpta (3-5) Dựa vào kết tính tốn khơng gian lắp đặt đường thải xe Liberty, chọn đường kính xúc tác 0,044 0,047 m 15 Để giảm tổn thất cục bộ, NCS sử dụng côn mở côn thu 60o nối cổ xả với xúc tác Từ đó, xác định tổng chiều dài xúc tác sau thiết kế 122 mm (Hình 3.20 3.21) Hình 3.21 vẽ chi tiết vỏ xúc tác Hình 3.2 Hệ thống đường thải xe máy Piaggio Liberty lắp xúc tác Hình 3.3 Bản vẽ thiết kế vỏ xúc tác b Tính tốn, thiết kế đường xăng nước cấp cho xúc tác Lưu lượng xác định theo công thức: Q v.S v .d (3-10) Từ đó, tính d2 = 0,0032 m Kết hợp đường ống có sẵn trên thị trường, NCS chọn đường ống cấp xăng nước với đường kính ngồi mm c Tính tốn, thiết kế đường khí hyđrơ Đường kính ống dẫn khí hyđrơ phải hợp lý cho tồn khí hyđrơ sinh hút vào đường nạp động Viết phương trình Bernouli cho mặt cắt (1-1) (2-2): p1 v12 p2 v22 hw 2g 2g 16 (3-11) Từ đó, tính đường kính đoạn dẫn khí hyđrơ d = 0,00568 m Nên chọn d2 = mm, đường kính ngồi mm Hình 3.23 kết cấu hồn chỉnh xúc tác Hình 3.4 Đường khí hyđrơ cấp cho cổ nạp Hình 3.5 Bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh xúc tác 3.3 Chế tạo lắp đặt hệ thống tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 3.3.1 Chế tạo vỏ xúc tác Hình 3.24 trình gia công xúc tác từ phôi ban đầu hàn lên ống thải xe máy Hình 3.24 cho thấy đường nước, xăng, đường khí giàu hyđrơ sau lắp đuờng thải xe máy Hình 3.6 Bộ xúc tác tận dụng lượng khí xả lắp đường thải xe máy 3.3.2 Lắp đặt hệ thống phun xăng nước lên xe máy Piaggio Liberty 17 Hình 3.25 trình lắp đặt hệ thống cấp nước xăng xe máy Liberty Hình 3.7 Quá trình lắp đặt hệ thống cấp nước, xăng động xe máy Piaggio Liberty Hình 3.26 hình ảnh hệ thống tạo khí giàu hyđrơ lắp hồn thiện xe Liberty Hình 3.8 Hình ảnh thực tế hệ thống tạo khí giàu hyđrơ lắp xe máy Piaggio Liberty 3.4 Kết luận chƣơng Chương tính tốn lượng khí giàu hyđrơ tạo thành ứng với chế độ làm việc động cơ, lượng khí giàu hyđrơ lớn đạt 756l/h 100% tay ga tốc độ xe 70 km/h Tính tốn lượng nhiên liệu nước cấp cho xúc tác chế độ làm việc động cơ, lượng nhiên liệu nước lớn cấp cho xúc tác 151,2 g/h 302,4 g/h 100% tay ga tốc độ xe 70 km/h Chương tính tốn, thiết kế, chế tạo hệ thống cấp nước xăng cho xúc tác, bao gồm bơm, vòi phun mạch điều khiển Lắp đặt thành cơng hệ thống tạo khí giàu hyđrơ lắp xe máy Piaggio Liberty sử dụng xúc tác Ni0,5- Cu0,5/Al2O3 18 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ LẮP BỘ XÚC TÁC MỚI NICU/AL2O3 4.1 Phƣơng pháp, nhiên liệu trang thiết bị thử nghiệm 4.1.1 Phương pháp thử nghiệm Phương pháp thử nghiệm thực sở so sánh đối chứng xe lắp xúc tác Ni-Cu/Al2O3 xúc tác cũ Ni/Al2O3 tạo khí giàu hyđrơ Động xe Liberty lắp đặt lên băng thử CD 20”, chạy thử nghiệm với nhiên liệu xăng RON92 Xe thử nghiệm vị trí 20%, 50%, 75% 100% tay ga với tốc độ thay đổi từ 30-70 km/h Để đánh giá độ bền xúc tác, ta tiến hành so sánh đối chứng kết trước sau chạy bền 5000 km Sau chạy bền, xe lại lắp lên băng thử CD 20” đo kiểm nghiệm tính kinh tế kỹ thuật phát thải trước chạy bền vị trí 100% tay ga tốc độ từ 40 đến 70 km/h Hình 4.1 Xe Liberty thử nghiệm trường 4.1.2 Nhiên liệu thử nghiệm Nhiên liệu sử dụng xăng RON92 mua thị trường Petrolimex cung cấp 4.1.3 Trang thiết bị thử nghiệm Trang thiết bị thử nghiệm bao gồm băng thử xe máy CD20’’, thiết bị phân tích khí thải CEBII, thiết bị đo lượng tiêu hao nhiên liệu Fuel Balance 733S, cảm biến đo lamđa Bosch LSU 4.9 nhiệt độ xúc tác 4.2 Kết thử nghiệm so sánh đặc tính kinh tế kỹ thuật phát thải động sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 xúc tác Ni/Al2O3 4.2.1 Kết thử nghiệm so sánh theo đặc tính tốc độ 4.2.1.1 Tại 20% tay ga Khi bổ sung khí giàu hyđrơ nhờ xúc tác Ni-Cu/Al2O3 so với động nguyên bản, công suất động gần không đổi, suất tiêu hao nhiên liệu giảm, phát thải CO HC 19 giảm, CO2 NOx tăng Kết cho tương tự sử dụng xúc tác Ni/Al2O3, nhiên suất tiêu hao nhiên liệu, CO HC giảm không đáng kể so với sử dụng Ni-Cu/Al2O3 4.2.1.2 Tại 50% tay ga Kết công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu, phát thải 50% tay ga sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Ni/Al2O3 thu tương tự 20% tay ga 4.2.1.3 Tại 75% 100% tay ga Kết công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu, phát thải 75% 100% tay ga sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Ni/Al2O3 thu tương tự 50% tay ga Tuy nhiên, nhiệt độ khí thải chế độ lớn nên hiệu suất xúc tác Ni/Al2O3 cải thiện, sai khác suất tiêu hao nhiên liệu phát thải CO, HC sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 xúc tác Ni-Cu/Al2O3 không nhiều 4.2.1.4 Công suất, suất tiêu hao nhiên liệu khí thải trung bình vị trí tay ga Kết thử nghiệm sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 cung cấp hyđrơ cho động cơng suất thay đổi không nhiều Suất tiêu thụ nhiên liệu trung bình thử nghiệm động có bổ sung khí giàu hyđrô giảm từ 7,89% đến 10,50% Thành phần CO HC trung bình giảm mạnh, từ 24,14% đến 51,65% CO 12,51% đến 19,15% HC Trung bình CO2 tăng từ 12,83% đến 20,31% Trung bình NOx tăng từ 44,8% đến 163,8% Phát thải NOx tăng mạnh trình cháy tốt, dẫn đến nhiệt độ trình cháy lớn tạo điều kiện hình thành NOx (Hình 4.8) Hình 4.2 So sánh công suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải trung bình động sử dụng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Ni-Cu/Al2O3 với khơng cung cấp khí giàu hyđrơ Kết thử nghiệm cho thấy, công suất động sử dụng xúc tác NiCu/Al2O3 cao so với Ni/Al2O3, nhiên tăng không nhiều (luôn nhỏ 1,05%) Suất tiêu thụ nhiên liệu trung bình sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 so với Ni/Al2O3 giảm từ 1,50% đến 5,63% Thành phần CO HC trung bình giảm mạnh, từ 6,03% đến 20,80% CO 2,72% đến 10,11% HC Phát thải NOx CO2 sử dụng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Ni-Cu/Al2O3 cao sử dụng Ni/Al2O3 Trung bình CO2 tăng từ 2,87% đến 8,32% Trung bình NOx tăng từ 7,9% đến 39,8% (Hình 4.9) 20 Hình 4.3 So sánh cơng suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải trung bình động sử dụng xúc tác tạo khí giàu hyđrô Ni-Cu/Al2O3 với xúc tác truyền thống Ni/ Al2O3 4.2.2 Kết thử nghiệm so sánh theo vị trí tay ga 50 km/h Kết thử nghiệm cho thấy cơng suất trung bình động sử dụng xúc tác NiCu/Al2O3 cao so với động nguyên 0,86% (Hình 4.12), cao sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 0,52% (Hình 4.13), suất tiêu hao nhiên liệu trung bình sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 thấp nhiều so với động nguyên 9,24% (Hình 4.12), thấp sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 3,71% (Hình 4.13) Hình 4.4 So sánh cơng suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải trung bình động 50 km/h sử dụng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Cu- Ni/Al2O3 với khơng cung cấp khí giàu hyđrơ Thành phần CO HC trung bình sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 thấp so với động nguyên bản, 36,72% 17,01% (Hình 4.12), thấp so với sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 11,58% 6,58% (Hình 4.13) Phát thải NOx CO2 trung bình sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 cao so với động nguyên bản, 18,62% 147,7% (Hình 4.12), cao so với sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 5,42% 24,0% (Hình 4.13) 21 Hình 4.5 So sánh công suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải trung bình động 50 km/h sử dụng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Ni-Cu/Al2O3 với xúc tác truyền thống Ni/ Al2O3 4.2.3 Kết thử nghiệm sau chạy bền 5000 km với xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Hình 4.16 cho thấy sau chạy trường cơng suất động trung bình giảm 1,82%, suất tiêu hao nhiên liệu tăng 2,02%, phát thải CO, HC trung bình tăng 1,89% 1,84%, phát thải NOx, CO2 trung bình giảm 1,98% 1,90% so với trước chạy trường Hình 4.6 So sánh hiệu động sử dụng xúc tác tạo khí giàu hyđrơ Ni-Cu/Al2O3 trước sau chạy bền 5000 km 100% tay ga Ngun nhân giảm cơng suất hiệu suất xúc tác giảm, kết muội nhiên liệu bề mặt xúc tác, xuất phát từ vấn đề NCS kiểm tra tình trạng kết muội bề mặt xúc tác, phân bố kích thước hạt trước sau chạy bền Kết phân tích cho thấy sau chạy bền, hạt kim loại Ni, Cu, Al có xu hướng lớn Chính điều làm giảm diện tích phản ứng dẫn đến làm giảm hiệu suất xúc tác Ảnh chụp kính hiển vi điện tử cho thấy bề mặt xúc tác đọng bám hạt carbon kết tủa Chính hạt carbon làm giảm khả chuyển hóa nhiên liệu thành khí hyđrơ xúc tác 22 4.3 Kết luận chƣơng Chương lắp đặt, thử nghiệm thành công động lắp xúc tác tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Ni/Al2O3 Kết thử nghiệm cho thấy, sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 so với động nguyên bản, suất tiêu hao nhiên liệu giảm đến 10,5% mà cơng suất động gần khơng đổi Bên cạnh đó, phát thải CO HC giảm 51,65% 19,15% Kết thử nghiệm xúc tác Ni-Cu/Al2O3 cho hiệu suất cao Ni/Al2O3, suất tiêu hao nhiên liệu, CO, HC Ni-Cu/Al2O3 nhỏ Ni/Al2O3 5,63%, 20,80% 10,11% Hiệu kinh kế kỹ thuật phát thải động sử dụng xúc tác giàu hyđrô NiCu/Al2O3 đánh giá so sánh trước sau chạy bền 5.000km Kết rằng, công suất xe máy sau chạy thử nghiệm trường giảm không đáng kể so với trước chạy trường Cụ thể, chạy đặc tính tốc độ 100 % tải, cơng suất trung bình sau chạy bền giảm 1,82% so với trước chạy bền, chế độ thử nghiệm khác cơng suất giảm 2%, suất tiêu thụ nhiên liệu trung bình sau chạy bền tăng 2,02% Kết thử nghiệm cho thấy phát thải CO HC xe máy tăng lên so với trước chạy trường 1,89% 1,84%, đồng thời phát thải CO2 NOx trung bình giảm xuống 1,90% 1,98% Đây tượng giảm bình thường động sau chạy bền 5000 km Kết thử nghiệm bền 5000 km xúc tác cho thấy, hạt kim loại xúc tác có xu hướng tăng lên khơng nhiều, bề mặt xúc tác có đọng bám hạt carbon kết tủa, điều xử lý phương pháp đơn giản đốt nhiệt độ cao Như xúc tác làm việc tốt 5000 km 23 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Luận án nghiên cứu phương pháp tạo khí giàu hyđrơ cung cấp cho động cơ, giải pháp dùng hyđrô phụ gia nhiên liệu giúp cải thiện trình cháy, giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu phát thải có tính hiệu Trên sở đó, phương pháp nhiệt hóa nhiên liệu với nước lựa chọn Luận án tổng hợp hệ xúc tác nhiệt hóa nhiên liệu với nước, sở quan trọng để lựa chọn hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Hệ xúc tác Ni-Cu/Al2O3, Ni-Mo/ -Al2O3 Ni-Ce/ -Al2O3 điều chế đánh giá hiệu xúc tác nhiệt độ thấp Kết rằng, hệ xúc tác Ni-Cu cho hiệu chuyển hóa thành phần khí hyđrơ cao so với hệ xúc tác Ni truyền thống hệ xúc tác Ni-Mo/ -Al2O3 Ni-Ce/ -Al2O3 Luận án thiết kế, chế tạo lắp đặt thành công hệ thống tạo khí giàu hyđrơ lắp xe máy Piaggio Liberty sử dụng xúc tác Ni0,5-Cu0,5/Al2O3 Lắp đặt, thử nghiệm thành công động lắp xúc tác tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 Ni/Al2O3 Kết thử nghiệm cho thấy, sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 so với động nguyên bản, suất tiêu hao nhiên liệu giảm đến 10,5% công suất động gần khơng đổi Bên cạnh đó, phát thải CO HC giảm 51,65% 19,15% Kết thử nghiệm rằng, động sử dụng xúc tác NiCu/Al2O3 có suất tiêu hao nhiên liệu, CO HC thấp động sử dụng xúc tác Ni/Al2O3 5,63%, 20,80% 10,11% Hiệu kinh kế kỹ thuật phát thải động sử dụng xúc tác giàu hyđrô NiCu/Al2O3 đánh giá so sánh trước sau chạy bền 5.000km Kết rằng, công suất xe máy sau chạy thử nghiệm trường giảm không đáng kể so với trước chạy trường Cụ thể, chạy đặc tính tốc độ 100 % tải, cơng suất trung bình sau chạy bền giảm 1,82% so với trước chạy bền, chế độ thử nghiệm khác cơng suất giảm 2%, suất tiêu thụ nhiên liệu trung bình sau chạy bền tăng 2,02% Kết thử nghiệm cho thấy phát thải CO HC xe máy tăng lên so với trước chạy trường 1,89% 1,84%, đồng thời phát thải CO2 NOx trung bình giảm xuống 1,90% 1,98% Hướng phát triển Trên sở vấn đề giải nội dung đề tài, NCS đưa số hướng phát triển đề tài sau: - Nghiên cứu phát triển lắp đặt hệ thống tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác NiCu/Al2O3 lên động ôtô - Nghiên cứu phát triển hệ thống tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác Ni-Cu/Al2O3 sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E5 - E100 Nghiên cứu phát triển lắp đặt hệ thống tạo khí giàu hyđrơ sử dụng xúc tác NiCu/Al2O3 lên động diesel 24 ... mới) có giá thành rẻ hiệu chuyển hóa cao xúc tác truyền thống thử bền trường, đảm bảo hoạt động ổn định an tồn, kết mở hội ứng dụng sản phẩm thực tế nhằm nâng cao tính kinh tế giảm phát thải cho... cho động xe máy => Hiệu suất hệ thống tách khí giàu hyđrơ chưa cao chưa phù hợp với chế độ làm việc động - 1.3 Nghiên cứu nâng cao hiệu xúc tác tạo khí giàu hyđrơ 1.3.1 Hiện trạng xúc tác tạo... nâng cao hiệu suất giảm phát thải Trên sở đó, phương pháp nhiệt hóa nhiên liệu với nước lựa chọn cho đề tài Đề tài tổng hợp hệ xúc tác nhiệt hóa nhiên liệu với nước, hệ xúc tác Ni-Cu nâng cao