5. Các nội dung chính trong luận văn
1.3.4.Sự ô nhiễm môi trường của động cơ CNG
Cũng như đối với những loại nhiên liệu khác, đặc điểm phát sinh ô nhiễm của động cơ dùng CNG liên quan đến thành phần hydrocarbure của nhiên liệu, ( thường nhiên liệu CNG chứa ít nhất 90% methane). Khác với động cơ xăng, trong khí xả động cơ CNG hầu như không có hydrocarbure nào có hơn 4 nguyên tử cacbon, đặc biệt hơn nữa là không có sự hiện diện của thành phần hydrocarbure thơm.
Liên quan đến vấn đề tạo ozone ở hạ tầng khí quyển, khí thải động cơ CNG có hoạt tính thấp hơn động cơ xăng đến hai lần. Tính chất này chủ yếu do nhiên liệu CNG chứa phần lớn methane, thành phần các chất hoạt tính (butenes, buta-1, 3- diene, xylenes) rất thấp hoặc có thể bỏ qua.
Mặt khác, nhiên liệu CNG không bao giờ gây trở ngại đối với bộ xúc tác ba chức năng do thành phần lưu huỳnh như trong trường hợp lỏng. Tuy nhiên sự ôxy hóa methane còn lại trong khí xả rất khó khăn. Muốn loại trừ chất này cần sử dụng một bộ xúc tác đặc biệt.
Bảng 1.4 cho chúng ta một vài ví dụ liên quan đến mức độ phát ô nhiễm của ô tô vận tải sử dụng CNG. Chúng ta nhận thấy, mức độ CO và bồ hóng rất thấp. Mức độ HC đôi lúc gần với giá trị cho phép bởi luật môi trường, nhưng chỉ chứa phần lớn methane (khoảng 90%), còn lại các thành phần khác rất thấp.
Vũ Ngọc Hải Lớp 11BCKĐL-ST
28
Còn về mức độ phát sinh NOX khí xả động cơ CNG có nồng độ NOX rất thấp nếu động cơ làm việc với α = 1 và có lắp bộ xúc tác 3 chức năng. Nồng độ này cao hơn một chút nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép nếu dùng hỗn hợp nghèo.
Bảng 1.5 Mức độ ô nhiễm của động cơ CNG
Chất ô nhiễm Mức độ CO (g/mile) 0,655 HC tổng 0,230 HC không methane 0,016 NOX (g/mile) 0,112 CO2 (g/mile) 226,6
Tiêu thụ nhiên liệu 28,5
Hoạt động độc lập 175
Những phiền phức đặc biệt của động cơ diesel (ồn, hôi, khói đen …) sẽ được giảm đi rất nhiều đối với động cơ CNG. Mức độ ồn giảm được khoảng 3 db khi động cơ hoạt động không tải với ô tô bus thành phố.
Về mùi hôi, chất phụ gia chứa lưu huỳnh để phát hiện sự dò rỉ được thêm vào nhiên liệu với thành phần rất thấp (20 hay 25mg/m3) nên bị đốt cháy hoàn toàn. Vì vậy nên khí xả động cơ CNG rất ít hôi so với khí xả động cơ diesel.
Về sự ảnh hưởng của khí thải động cơ sử dụng CNG đến hiệu ứng nhà kính, Methane cũng như CO2 và N2O là khí gây hiệu ứng nhà kính một cách trực tiếp vì vậy ta rất quan tâm đến việc nghiên cứu ảnh hưởng của việc động cơ CNG đến việc nóng lên của bầu khí quyển.
Bảng 1.6 So sánh mức độ phát sinh khí gây hiệu ứng nhà kính đối với động cơ dùng xăng, diesel, và CNG (gCO2/Km), theo chu trình ECE.
xăng Diesel CNG
Trước bộ xúc tác 356 281 267
Vũ Ngọc Hải Lớp 11BCKĐL-ST
29
Trong thực tế động cơ CNG phát sinh ít CO2 so với động cơ nhiên liệu lỏng. Vì vậy, lượng chất khí gây hiệu ứng nhà kính trong khí xả động cơ CNG thấp hơn khoảng 25% so với động cơ xăng và 5% so với động cơ Diesel. Do đó việc sử dụng CNG sẽ làm giảm đi đáng kể lượng khí gây hiệu ứng nhà kính trên phạm vi toàn cầu.
Vũ Ngọc Hải Lớp 11BCKĐL-ST
30
Chƣơng 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHUYỂN ĐỔI ĐỘNG CƠ XĂNG HIỆN HÀNH SANG CHẠY CNG