Các giải pháp giảm phát thải cho phương tiện đang lưu hành dùng động cơ diesel

MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Ký hiệu Tên gọi CO Monoxit cacbon Bộ lọc phục hồi liên tục CRT (Continuously Regenerating Traps) Bộ xúc tác oxy hóa DOC (Diesel Oxydation Converter) Bộ lọc giảm phát thải hạt DPF (Diesel Particulate Filter) Hệ thống luân hồi khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation) HAP Hydrocacbon thơm mạch vòng HC Hydrocacbon Xúc tác hấp thụ NOx dùng cho hỗn hợp nghèo LNT (Lean NOx Traps) PM2.5 Phát thải hạt có kích thước nhỏ 2.5(µm) Bộ lọc PM trang bị sợi đốt SFM (Sintered Metal Filter) Xử lý xúc tác khử NOx SCR (Seclective Catalyst Reduction) SCRT Hệ thống tổng hợp CRT, SCR Hàm lượng chất hữu độc hại bay lên VOCs khơng khí Ppm nồng độ theo khối lượng (Parts Per Million) λ Hệ số dư lượng khơng khí SOOT Bồ hóng thể tích chất hỗn hợp, tính Ppmv theo phần triệu (Parts Per Million by Volume) Pm Các hạt vật chất (Particulates Matter) DANH MỤC HÌNH Nội dung Hình 1.1 Sự phụ thuộc nồng độ NO vào nhiệt độ Hình 1.2 Tỷ lệ NO2/NOx theo chế độ tải Hình 1.3 Các giai đoạn hình thành PM Hình 1.4a Cơ chế trung gian động hóa học tạo thành bồ hóng từ phân tử aromatics Trang 12 14 15 Hình 1.4b Cơ chế hình thành PM từ aromatics aliphatics 16 Hình 1.5 Tỷ lệ phát thải gây ô nhiễm phương tiện giới đường Việt Nam 20 Hình 1.6 Tỷ lệ phát thải gây ô nhiễm phương tiện giới đường TP.Hà Nội 20 Hình 2.1 a Vịi phun thơng thường, b Vịi phun tích chết nhỏ 30 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý trình xử lý NOx xúc tác chọn lọc 33 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống SCR Adblue sử dụng thực tế 35 Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống SCR đại đáp ứng hoàn toàn tiêu chuẩn EURO 36 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống LNT 38 Hình 3.5 Quá trình hấp thụ NOx hỗn hợp nghèo 39 Hình 3.6 Các phẩn ứng buồng xử lý 39 Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống ln hồi khí thải EGR 42 Hình 3.8 Ảnh hưởng luân hồi khí thải EGR đến lượng phát thải 43 Nội dung Hình 4.1 Mức giảm thải DOC Trang 45 Hình 4.2 Kết cấu DOC Catalyst 46 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý DOC 46 16 Hình 4.4 Tác dụng giảm phát thải DOC 47 Hình 4.4 Sintered Metal Filter 51 Hình 4.5 Nguyên lý lọc SMF 52 Hình 4.6 Hệ thống SMF 52 Hình 4.7 Khả lọc PM SMF 53 Hình 4.8 Áp suất cản SMF 54 Hình 4.9 SMF- CRT 55 Hình 4.10 Nguyên lý làm việc SMF- CRT 55 Hình 4.11 Hệ thống DPF động Mitsubishi 57 Hình 4.12 Xúc tác trước lọc Bộ lọc 58 Hình 4.13 Bộ xúc tác sau lọc 58 Hình 4.14 Kết thử nghiệm XD 90 với PM 62 Hình 4.15 Cấu tạo hệ thống CRT 64 Hình 4.16 Kết cấu phận xúc tác 64 Hình 4.17 Kết cấu phận lọc PM 65 Hình 4.18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống CRT 65 Hình 4.19 Đưa thêm Glycol vào khí thải trước cho qua xúc tác 66 Nội dung Hình 4.20 Hiệu làm CRT 67 Hình 4.21 Tác dụng CRT hạt có kích thước nhỏ 68 Hình 4.22 SCRT 69 Hình 4.23 Vịi phun Urê 69 Hình 5.1 Bộ phận xương (bên trái) hình ảnh xương đùn qua khn (bên phải) 81 Hình 5.2 Bộ xúc tác oxy hóa hãng The Sun 85 Trang LỜI NÓI ĐẦU Với lịch sử phát triển hàng trăm năm, ngành động phát triển đạt thành tựu vượt bậc Trong năm gần việc thiết kế phát triển động đốt khơng trọng đến tính vận hành tính kinh tế mà cịn đặc biệt ý đến vấn đề môi trường Động nói chung động diesel nói riêng nguồn phát thải gây ô nhiễm nặng nề nước ta, đô thị Cùng với tăng trưởng kinh tế nhu cầu loại phương tiện giao thông dùng lĩnh vực vận tải đường bộ, hang không, vận tải biển ngày gia tăng Trong để đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ vận tải công cộng số lượng xe buýt tăng lên Tuy nhiên số lượng xe buýt đạt tiêu chuẩn phát thải Euro theo uy định cịn Để hạn chế thành phần gây nhiễm này, có nhiều giải pháp đưa bao gồm giải pháp với động giải pháp xử lý khí thải Các biện pháp giảm phát thải cho động diesel lắp phương tiện vấn đề cấp bách Với đề tài: “Các giải pháp giảm phát thải cho phương tiện lưu hành dùng động diesel” hướng tới góp phần giải yêu cầu giảm phát thải thực tiễn Mặc dù có nhiều cố gắng, thời gian kinh nghiệm cịn nên đề tài khơng thể tránh khỏi thiết sót Em mong góp ý thầy mơn, chuyên gia người quan tâm đến vấn đề để đề tài hoàn thiện Em xin cám ơn thầy Nguyễn Minh Châu tận tình hướng dẫn để em hồn thành đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy cô giáo khoa Kỹ thuật ô tô & Máy động lực, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên tận tình giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Phạm Văn Hậu CHƯƠNG I TÌNH HÌNH Ô NHIỄM DO KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ 1.1 1.1.1 Thành phần chế hình thành chất độc hại trình khai thác sử dụng động diesel CO Phản ứng cháy tạo CO: 2C + O2 → 2CO (1.1) Động Diesel loại động hình thành hỗn hợp cháy bên hoạt động cháy xảy bị nén Tuy hệ số dư lượng khơng khí λ >1, tức thừa Oxy có CO thành phần khí thải hỗn hợp hình thành buồng đốt thời gian ngắn, độ đồng không cao nên có vùng cục thiếu Oxy Tại đó, lượng Oxy khơng đủ để chuyển hóa CO thành CO2: 2CO + O2 → 2CO2 (1.2) Lượng CO có khí thải động Diesel thường nhiều so với động xăng 1.1.2 HC Do nguyên lí làm việc động Diesel, thời gian lưu lại nhiên liệu buồng cháy ngắn động đánh lửa cưỡng nên thời gian dành cho việc hình thành sản phẩm cháy khơng hồn tồn rút ngắn làm giảm thành phần hydrocarbure cháy khơng hồn tồn khí xả Do nhiên liệu Diesel chứa hydrocarbure có điểm sơi cao, nghĩa khối lượng phân tử cao, phân hủy nhiệt diễn từ lúc phun nhiên liệu Điều tăng tính phức tạp thành phần hydrocarbure cháy khơng hồn tồn khí xả Quá trình cháy động Diesel q trình phức tạp, q trình diễn đồng thời bay nhiên liệu hòa trộn nhiên liệu với khơng khí sản phẩm cháy Khi độ đậm đặc trung bình hỗn hợp lớn bé làm giảm khả tự cháy lan tràn màng lửa Trong trường hợp nhiên liệu đốt cháy phần phản ứng oxy hóa diễn chậm giai đoạn giãn nở sau hịa trộn thêm khơng khí Chúng ta chia hai khu vực phận nhiên liệu phun vào buồng cháy giai đoạn cháy trễ: khu vực hỗn hợp nghèo pha trộn với khơng khí q nhanh khu vực hỗn hợp giàu pha trộn với không khí q chậm Trong trường hợp đó, chủ yếu khu vực hỗn hợp nghèo diễn cháy khơng hồn tồn cịn khu vực hỗn hợp q giàu tiếp tục cháy hịa trộn thêm khơng khí Đối với phận nhiên liệu phun sau giai đoạn cháy trễ, oxy hóa nhiên liệu hay sản phẩm phân hủy nhiệt diễn nhanh chóng chúng dịch chuyển khối khí nhiệt độ cao Tuy nhiên hịa trộn khơng đồng làm cho hỗn hợp giàu cục hay dẫn đến làm mát đột ngột làm tắt màng lửa, sinh sản phẩm cháy khơng hồn tồn khí xả Mức độ phát sinh HC động Diesel phụ thuộc nhiều vào điều kiện vận hành; chế độ không tải hay tải thấp, nồng độ HC cao chế độ đầy tải Thêm vào đó, thay đổi tải đột ngột gây thay đổi mạnh điều kiện cháy dẫn đến gia tăng HC chu trình bỏ lửa Cuối cùng, khác với động đánh lửa cưỡng bức, không gian chết động Diesel không gây ảnh hưởng quan trọng đến nồng độ HC khí xả trình nén giai đoạn đầu trình cháy, khơng gian chết chứa khơng khí khí sót Ảnh hưởng lớp dầu bơi trơn mặt gương xylanh, ảnh hưởng lớp muội than thành buồng cháy ảnh hưởng tơi màng lửa [2] hình thành HC động Diesel không đáng kể so với trường hợp động đánh lửa cưỡng 1.1.3 NOX 1.1.3.1 Cơ chế hình thành monoxyde nitơ Trong họ NOx NO chiếm tỉ lệ lớn NOx chủ yếu N khơng khí nạp vào động tạo Nhiên liệu xăng hay Diesel chứa nitơ nên ảnh hưởng chúng đến nồng độ NO x không đáng kể Nhiên liệu nặng sử dụng động tàu thủy tốc độ thấp có chứa khoảng vài phần nghìn nitơ (tỉ lệ khối lượng) nên phát sinh lượng nhỏ NO x khí xả Sự hình thành NO oxy hóa nitơ khơng khí mơ tả chế Zeldovich Trong điều kiện hệ số dư lượng khơng khí xấp xỉ 1, phản ứng tạo thành phân hủy NO là: O + N € NO + N N + O2 € NO + O (1.3) (1.4) N + OH € NO + H (1.5) Phản ứng (1.5) xảy hỗn hợp giàu NO tạo thành màng lửa sản phẩm cháy phía sau màng lửa.Trong động cơ, q trình cháy diễn điều kiện áp suất cao, vùng phản ứng mỏng (khoảng 0,1mm) thời gian cháy ngắn; thêm vào đó, áp suất xilanh tăng trình cháy, điều làm nhiệt độ phận khí cháy trước cao nhiệt độ đạt sau khỏi khu vực màng lửa nên đại phận NO hình thành khu vực sau màng lửa Sự phụ thuộc nồng độ NO vào nhiệt độ hình 1.1 [2] Hình 1.1 Sự phụ thuộc nồng độ NO vào nhiệt độ Sự hình thành NO phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ Hình cho thấy mức độ tiến triển phản ứng: N + O2 € NO (1.6) Phản ứng tạo NO có tốc độ thấp nhiều so với phản ứng cháy Nồng 10 5.1.5.4 Tăng cường áp dụng số biện pháp nhằm kiểm sốt, giảm phát thải chất nhiễm khơng khí hoạt động sản xuất cơng nghiệp dân sinh - Các hoạt động công nghiệp phải tuân thủ quy định kiểm sốt nhiễm: tn thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn khí thải yêu cầu bắt buộc sở công nghiệp hoạt động với sở mới, sở mở rộng, đặc biệt sở công nghiệp có nguy nhiễm cao - Ứng dụng giải pháp giảm thiểu phát thải chất ô nhiễm: ứng dụng giải pháp sản xuất hơn; Lắp đặt thiết bị xử lý khí thải nguồn phát thải ; Cải tiến quy trình đốt nhiên liệu sản xuất, thay nhiên liệu gây nhiễm - Giảm thiểu phát thải chất nhiễm khơng khí làng nghề ngồi thị: thay đổi sử dụng nhiên liệu đốt từ than sang Gas, điện; Áp dụng biện pháp xử lý khí thải sở sản xuất - Giảm ô nhiễm khơng khí hoạt động sinh hoạt khu dân cư biện pháp: tuyên truyền, khuyến khích cộng đồng sử dụng nhiên liệu đun nấu thay sử dụng dầu, than, củi; Nâng cấp chất lượng đường giao thông đô thị khu dân cư - Tăng mật độ xanh đô thị: trồng thêm đường phố, mở rộng công viên 5.1.5.5 Kiểm tra, giám sát chất lượng xăng dầu nhập khẩu, pha chế sản xuất nước Nghiêm chỉnh thực Quyết đinh số 50/2006/QĐ- TTG Thủ tướng Chính phủ quy định chất lượng xăng dầu nhập phải đạt tiêu chuẩn TCVN (TCVN 6776- 2005 xăng, TCVN 5689- 2006 dầu Diesel) Tăng cường kiểm tra, giám sát chất lượng xăng dầu nhập khẩu, pha chế sản xuất nước, đảm bảo tiêu chuẩn theo quy định hành Đặc biệt trọng đến hàm lượng chì xăng hàm lượng lưu huỳnh Diesel 75 5.1.6.Đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu, đào tạo mơi trường khơng khí 5.1.6.1 Đẩy mạnh nghiên cứu - Tăng cường hoạt động nghiên cứu khoa học cơng nghệ lĩnh vực mơi trường khơng khí - Tăng cường hoạt động nghiên cứu ảnh hưởng nhiễm khơng khí ảnh hưởng đến người, phát triển KT- XH để đề biện pháp phù hợp nhằm đảm bảo sức khỏe cộng đồng phát triển bền vững đất nước 5.1.6.2.Đẩy mạnh đào tạo - Tiếp tục mở rộng tiêu đào tạo chuyên ngành môi trường tất trình độ đào tạo, mở rộng đào tạo chuyên ngành môi trường không khí - Tăng cường lồng ghép nội dung đào tạo mơi trường chương trình đào tạo chuyên ngành khác Các chuyên gia lĩnh vực khác cần đào tạo có kiến thức bảo vệ môi trường 5.1.7 Tăng cường tham gia cộng đồng 5.1.7.1 Nâng cao nhận thức cộng đồng đô thị - Tăng cường nâng cao nhận thực cho nhà quản lý, lập sách nhiễm mơi trường khơng khí Các tác động, ảnh hưởng thiệt hại nhiễm khơng khí gây - Nâng cao nhận thức cộng đồng tầm quan trọng chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh sức khỏe cộng đồng ảnh hưởng tới chất lượng sống - Tăng cường tuyên truyền, cung cấp thông tin chất lượng không khí cho cộng đồng Xây dựng phổ biến áp dụng số chất lượng khơng khí (AQI) 76 - Công khai thông tin số liệu liên quan đến tình hình nhiễm khơng khí nguồn gây nhiễm khơng khí phương tiện thơng tin đại chúng để cộng đồng có nhận thực nhiễm khơng khí nâng cao ý thức cộng đồng việc BVMT khơng khí 5.1.7.2 Tăng cường tham gia cộng đồng - Đưa cộng đồng tham gia trực tiếp vào hệ thống quản lý môi trường, tham gia công đoạn công tác quản lý từ khâu bàn bạc ban đầu tới việc lên kế hoạch thực hiện, triển khai hoạt động đánh giá sau thực - Xây dựng chế cụ thể để thu hút ủng hộ, tham gia cộng đồng công tác BVMT khơng khí 5.1.8 Tiếp tục triển khai mạnh mẽ “Chương trình cải thiện chất lượng khơng khí đô thị” - Tiếp tục thúc đầy việc triển khai “Chương trình cải thiện chất lượng khơng khí đô thị” Các Giao thông vận tải, Bộ Tài nguyên Môi trường Bộ Công thương, Bộ Khoa học Công nghệ, Bộ Xây dựng tiếp tục thúc đẩy triển khai dự án ưu tiên thuộc khung kế hoạch tổng thể thực chương trình “Cải thiện chất lượng khơng khí thị” - UBND Tp Hà nội, UBND Tp Hồ Chí Minh đơn đốc thực dự án ưu tiên số “ Triển khai áp dụng giải pháp tổng hợp để giảm bụi đường phố đô thị Hà Nội Tp Hồ Chí Minh” để đảm bảo đạt mục tiêu đề Khung kế hoạch tổng thể - Bộ Giao thơng vận tải trình Thủ tướng Chính phủ xem xét phê duyệt tháng 10 năm 2008 “Đề án kiểm sốt khí thải xe mơtơ, xe máy lưu hành thành phố lớn” để tổ chức thực Năm 2009, Bộ giao thông vận tải đưa Trung tâm thử nghiệm khí thải xe giới vào hoạt động phục vụ công tác thử nghiệm, đánh giá mức phát thải phương tiện giao thông giới đường theo quy định 77 5.2 Yếu tố công nghệ 5.2.1 Tình hình thực tế Việc phát triển cơng nghệ giảm phát thải NO x (SCR, LNT, EGR) PM (CRT, DPF, ) đóng vai trị quan trọng Hiện nay, công nghệ phát triển nhiều hãng giới như: HJS, Eminox, Emitec… Ở Việt Nam, xuất số sản phẩm dựa cơng nghệ (Ví dụ: trung hịa xử lý khí thải hãng The SUN) tất mang tính tự phát, nhỏ lẻ nên chưa thể áp dụng rộng rãi Mặt khác, có sản phẩm lại chưa thử nghiệm kiểm định cách chặt chẽ nên khó đưa thơng số kỹ thuật xác cho sản phẩm loại 5.2.2 Tình hình phát triển cơng nghệ xử lý khí thải nước ta 5.2.2.1 Vật liệu xúc nano CuO/CeO2 Việc nghiên cứu vật liệu xúc tác hướng nghiên cứu quan trọng giúp tăng cường khả xúc tác xử lý khí thải, mặt khác nghiên cứu vật liệu phổ biến giúp làm giảm giá thành xúc tác Theo báo cáo viện khoa học công nghệ Việt Nam, hệ xúc tác chứa CeO2 vật liệu đa chức năng: + Khả thúc đẩy phản ứng nhiệt độ thấp + Làm bền xúc tác tác dụng phá hủy nhiệt độ + Khả điều tiết O2 tốt nhờ vào chu trình oxy hóa khử Ce 4+/Ce3+ dễ dàng Hệ xúc tác CuO/CeO2 có khả oxy hóa mạnh nhiệt độ thấp 100oC có độ chọn lọc cao, đặc biệt chúng sử dụng để xử lý khí thải CO HC có mặt lượng dư H CO2 Hoạt tính xúc tác CuO/CeO2 cấu trúc nano cao nhiều so với CuO CeO2 riêng rẽ, tương tác mạnh phân tử CuO CeO2 Trong hệ xúc tác 78 CuO/CeO2, tiểu phân CuO phân tán tốt bề mặt mạng CeO2 đóng vai trị chất xúc tác chính, cịn CeO2 đóng vai trò điều tiết O2 Xương gốm chế tạo phương pháp đùn qua khuôn, thiêu kết ~10000C, diện tích bề mặt 2, m2/g, có tính bền học cao: độ bền uốn bền nén ~1000 psi, hệ số giãn nở nhiệt thấp Hình 5.1 Bộ phận xương (bên trái) hình ảnh xương đùn qua khuôn (bên phải) Để tăng cường diện tích bề mặt cơng nghệ phủ bề mặt thành vách xương gốm lớp phủ γ- Al2O3 Lớp phủ có nhiều ưu điểm: khả bám dính xương gốm tốt, diện tích bề mặt lớn, thích hợp để phân tán chất xúc tác, tăng chuyển hố khí thải gây ô nhiễm CeO2 thêm vào thành phần lớp phủ nhằm tăng tính bền nhiệt ngăn chặn q trình chuyển hố γ-Al2O3 sang dạng thù hình α-Al2O3, κAl2O3 θ-Al2O3 5.2.2.2 Phương pháp tạo lớp phủ γ- Al O xương gốm:  Phương pháp 1: 79 Amoni stearat + 50oC, 60 phút n- butanol bột boehmite (AlOOH) + Sol đồng  Phương pháp 2: - Thí nghiệm 1: 70oC, 4h Axit citric + bohemite Hỗn hợp đồng khuấy Tẩm lên xương gốm ớp phủ màu trắng đồng bề mặt sản phẩm Để khơ khơng khí Sản phẩm Sấy 1000C 2h Thiêu kết 650oC (mẫu1) 850oC (mẫu 2) 6h - Thí nghiệm 2: - + Tương tự thí nghiệm 1, thành phần bột cho vào hỗn hợp có chứa 20% CeO2 so với khối lượng boehmite - + Sau thiêu kết nhiệt độ 850oC 5.2.2.3 Phương pháp điều chế hệ xúc tác CuO/CeO2  Phương pháp đồng kết tủa 80 dd Na2CO3 nhỏ giọt to phòng 1h Lọc rửa, sấy khô 1200C, 12h Kết tủa Mẫu bột Thiêu kết 4000C 9h Dd hỗn hợp Ce(SO4)2.4H2O Cu(NO3)2.3H2O  Phương pháp sol- gel citrat: dd Na2CO3 1) Lọc rửa, sấy khơ 1200C, 12h nhỏ giọt to phịng 1h Kết tủa Mẫu bột 2) Thiêu kết 4000C 9h Dd hỗn hợp Ce(SO4)2.4H2O Cu(NO3)2.3H2O 5.2.2.4 Kết đo xử lý khí thải CO, HC Thí nghiệm 1: Tiến hành đo khả xử lý khí thải CO, HC xương gốm mang xúc tác CuO/CeO2 lắp đặt ống xả đặc biệt thử nghiệm loại xe Viva Suzuki 110cc ta thu biểu đồ sau: C h u yể n h Vận tốc km/h 81 - Nồng độ khí CO (ppm/30) sau qua xúc tác Hiệu suất γ xử lý khí CO xúc tác (%) Đường đứt đoạn tương ứng với ngưỡng 0.15% cho phép hít thở thời gian 10 phút mà không gây nguy hại đến sức khỏe Chuyển hóa HC -Nồng độ khí HC (ppm) sau qua xúc tác -Hiệu suất xử lý khí HC xúc tác (%) Vận tốc (km/h) Thí nghiệm 2: Ðiều chỉnh cho ống xả xe máy hoạt động điều kiện thiếu oxi, lượng CO kh Bảng tập hợp kết đo nồng độ khí thải trước sau xúc tác CuO(70%)/CeO2 lắp đặt ống xả c 82 5.2.2.5 Đánh giá Bài báo cáo trình bày phương pháp đồng kết tủa điều chế hệ xúc tác CuO/CeO2 với kích thước trung bình CeO2 cỡ - 10 nm, kích thước hạt CuO cỡ 20- 25 nm; kết nghiên cứu bước đầu khả xử lý CO, HC hệ xúc tác có kích thước khoảng 100nm Các khảo sát cụ thể phụ thuộc kích thước hạt vào điều kiện thí nghiệm phương pháp nghiên cứu; khả xử lý CO, HC phụ thuộc điều kiện công nghệ chế tạo hệ xúc tác, kích thước hạt, tỉ lệ thành phần hệ xúc tác tiếp tục nghiên cứu Khác với hệ xúc tác Platin/Pladium, hệ xúc tác CuO/CeO2 với hoạt tính oxy hóa cao cho phép chuyển hóa CO với hiệu suất cao, nhiệt độ thấp ∼ 100 0C khả de- SO2 cao vật liệu xúc tác nhiều triển vọng xử lý khí thải nhiễm mơi trường Hệ xúc tác phù hợp với nhiệt độ khí thải thấp động Diesel 5.2.3 Bộ xúc tác trung hịa khí thải Công ty The Sun The Sun công ty đưa sản phẩm Catalyst converter Theo tài liệu giới thiệu công ty xúc tác đạt tiêu chuẩn Euro II - Kết cấu: Vào Ra VOCs N CO H2O NOx CO2 Khử NOx Oxy hóa CO, HC Lọc PM Hình 5.2 Bộ xúc tác oxy hóa hãng The Sun 83 - Nguyên lý hoạt động: +Khí thải vào qua phận giảm thiểu xúc tác.Tại đây, NO x chịu tác động xúc tác Platin, rhodium tạo thành N2 Oxy: 2NO → N + O2 NO2 → N + 2O2 + Tiếp tục qua phận Oxy hóa: 2CO + O2 → 2CO2 + Bộ lọc có tác dụng lọc phần hạt bụi khí thải - Đánh giá: + Sản phẩm có kết cấu tương đối đơn giản Tuy nhiên, hiệu làm việc không cao thiếu nhiều chi tiết phụ trợ như: hệ thống điện, điện tử + Lớp vỏ chế tạo sứ có khả giữ nhiệt cho phận xúc tác độ bền không cao + Đây xúc tác sản xuất Việt Nam.Tuy chưa có nhiều hiệu mặt kỹ thuật kinh tế tiền đề cho việc phát triển hệ thống giảm phát thải nước ta 5.2.4 Một số hệ thống cần nghiên cứu áp dụng cho xe lưu hành Việt Nam • Áp dụng cho động Diesel cỡ nhỏ, cỡ trung: sử dụng loại xe xe du lịch, xe tải nhẹ: EGR có tác dụng giảm mạnh NO x lại tăng PM cần kết hợp với lọc PM Ngồi hệ thống ln hồi khí thải EGR + hệ thống DPF hãng Mitshibishi ( Phần 4.2.2) cịn kết hợp EGR với hệ thống CRT SMF Hệ thống có khả tự làm lọc cách đốt PM bám • Áp dụng cho động Diesel cỡ lớn: 84 - SCRT: Do đặc điểm hệ thống cần trang bị thêm thùng chứa Urê nên thường trang bị cho xe lớn xe buýt, xe tải…và cần phải bố trí trạm tiếp Urê đường để bổ sung cần thiết - DOC  LNT DPF Phun khí nạp Áp dụng cho xe sử dụng động dùng nhiên liệu nghèo như: xe trang bị hệ thống điều khiển phun xăng điện tử đại (thường xe nhỏ) - DOC  SCR  DOC  DPF: Phun khí nạp Trang bị cho loại xe tải cỡ lớn loại xe đủ khơng gian để bố trí thêm bình đựng urê cung cấp cho hệ thống SCR - EGR + DOC + DPF: Engine + EGR DOC DPF Phun khí nạp Đây hệ thống phù hợp với yêu cầu mức phát thải thấp Việt Nam 5.2.5 Đánh giá tính khả thi Tuy chưa ứng dụng rộng rãi công nghệ giảm phát thải giới thiệu chương III, IV hoàn toàn khả thi ứng dụng Việt Nam Bởi vì: 85 - Những hệ thống SCR, LNT, CRT, DPF… số sản phẩm hàng đầu có kết cấu nguyên lý làm việc tương đối đơn giản Thuận lợi cho trình bảo dưỡng, sửa chữa hay nghiên cứu chế tạo cho sản phẩm - Đây hệ thống trang bị rời nên phù hợp xe đời cũ hoạt động (loại xe lưu hành phổ biến Việt Nam) - Bộ xúc tác DOC ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh chứa nhiên liệu Điều phù hợp với chất lượng nhiên liệu Diesel sử dụng nước - Tuy khó khăn việc tìm kiếm sử dụng vật liệu chế tạo xúc tác, lọc nước ta ngành công nghệ vật liệu ngày phát triển với hướng nghiên cứu loại vật liệu thay có khả xử lý tương đương ưu việt - Việc nghiên cứu chế tạo sản phẩm xử lý khí thải nằm “Lộ trình kiểm sốt khí thải phương tiện xe giới” nhà nước nên công việc được đầu tư mạnh sở vật chất công nghệ Hơn việc chuyển giao công nghệ với nước phát triển đẩy rút ngắn nhiều thời gian nghiên cứu 5.2.6 Hướng phát triển Vấn đề môi trường đảm bảo cho phát triển bền vững quốc gia Ở nước ta, nước phát triển nhanh chóng mơi trường thị vấn đề cần quan tâm Qua đề tài “Nghiên cứu giải pháp giảm phát thải cho phương tiện sử dụng động diesel” ta thấy số đáng báo động tình hình nhiễm phương tiện giao thông vận tải đặc biệt thành phố lớn Để giải vấn đề Chính phủ đề nhiều biện pháp xã hội như: tăng cường kiểm tra chất lượng loại xe tham gia lưu thông, tuyên truyền nâng cao ý thức người dân việc bảo vệ môi trường…Trong lĩnh vực công nghệ biện pháp sử dụng nhiên liệu thay diesel sinh học, dùng động hybrid…đang nghiên cứu 86 Qua trình nghiên cứu đề tài tổng hợp số cơng nghệ xử lý khí thải cho động diesel tiên tiến giới sau: Công nghệ xử lý NOx: - Phương pháp xử lý xúc tác khử NOx (SCR) - Bộ xúc tác hấp thụ NOx dùng cho hỗn hợp nghèo (LNT) - Hệ thống ln hồi khí thải (ERG) Cơng nghệ xử lý giảm phát thải PM - Bộ xúc tác oxy hóa (DOC) - Bộ lọc hạt (DPF) - Bộ lọc tái sinh liên tục (CRT) - Hệ thống kết hợp (SCRT) Cùng với phát triển công nghệ xử lý khí độc hại từ xe sử dụng động diesel nước có số cơng trình nghiên cứu khả quan như: nghiên cứu loại vật liệu xúc tác thay CuO/CeO Điều giúp làm giảm giá thành xúc tác thay vật liệu quý Platin, Pladin… Qua q trình nghiên cứu cơng nghệ xử lý khí thải em đưa hệ thống xử lý khí bao gồm kết hợp động có trang bị luân hồi khí thải, xúc tác DOC xúc tác xử lý PM DPF: Engine + EGR DOC DPF Phun khí nạp Hệ thống phù hợp với yêu cầu mức phát thải thấp nước ta (tiêu chuẩn Euro II) EGR giảm mạnh NOx lại sinh PM nhiều cần hệ thống lọc PM DOC DPF Khí nạp phun vào hệ 87 thống nhằm cung cấp đủ oxy cho q trình oxy hóa diễn xúc tác DOC Trong tương lai, tiêu chuẩn chất lượng khí thải Việt Nam ngày khắt khe, vậy, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ nước ta công việc cấp bách thiết thực Qua đề tài em mong đóng góp phần vào cơng việc 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Minh Tuấn, Khí thải động nhiễm mơi trường, NXB khoa học kỹ thuật, 2009 [2] Bùi Văn Ga, Giáo trình khí thải nhiễm mơi trường, Trường Đại học Đà Nẵng, 2007 [3] Cục Đăng kiểm Việt Nam Hướng dẫn kiểm tra khí thải xe giới nhập ô tô tham gia lưu thông Số 370/ĐK, ngày 11 tháng năm 2006 [4] Cao Xn Vịnh, Cục đăng kiểm Việt Nam Ơ nhiễm khơng khí phương tiện giới cần thiết phải áp dụng mức phát thải nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc tế Tài liệu hội thảo “áp dụng tiêu chuẩn châu Âu khí thải phương tiện giới đường bộ” ngày 19 tháng năm 2005 Hà Nội [5] Cục đăng kiểm Việt Nam Ô nhiễm khơng khí giao thơng thành phố lớn Hội thảo kiểm sốt khí thải mơ tơ, xe máy thành phố lớn”, Hà Nội, 22/01/2008 [6] Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Các tiêu chuẩn Việt Nam động ô tô năm 2005 89 ... với động giải pháp xử lý khí thải Các biện pháp giảm phát thải cho động diesel lắp phương tiện vấn đề cấp bách Với đề tài: ? ?Các giải pháp giảm phát thải cho phương tiện lưu hành dùng động diesel? ??... CHƯƠNG IV CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ GIẢM PHÁT THẢI PM CHO PHƯƠNG TIỆN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ DIESEL Đối với động Diesel trang bị cho phương tiện lưu hành Việt Nam, để đảm bảo cho việc giảm phát thải PM... chất thải dạng hạt cho động diesel (DPF), Bộ lọc có đốt cháy liên tục CRT, SCRT, … (Các giải pháp nêu đươc nói kỹ chương III, IV) 30 CHƯƠNG III CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ GIẢM PHÁT THẢI NOX CHO PHƯƠNG