v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.3.1. Ảnh hưởng của mật độ lỗ tới hiệu suất xử lý của BXT
Các phản ứng chuyển đổi diễn ra chủ yếu trên bề mặt lõi xúc tác. Vì vậy để tăng hiệu suất của BXT cần tăng diện tích bề mặt lõi. Diện tích bề mặt có thể được cải thiện bằng hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất đó là tăng độ xốp, nhấp nhô bề mặt. Phương pháp này được thực hiện trong quá trình nhúng phủ, chế tạo lớp vật liệu nền và lớp vật liệu trung gian. Phương pháp thứ hai đó là sử dụng các công nghệ chế tạo nhằm gia tăng mật độ lỗ (cell). Để đánh giá ảnh hưởng của mật độ lỗ tới diện tích bề mặt lõi xúc tác, 4 lõi có cùng đường kính và chiều dài (50x100 mm) với mật độ lỗ lần lượt là 100, 200, 400 và 600 cell/in2 đã được sử dụng. Diện tích bề mặt và thể tích thông qua của các lõi xúc tác được thể hiện trong Bảng 3.9 [82]. Kết quả cho thấy khi tăng mật độ lỗ từ 100 lên 400 cell/in2 diện tích bề mặt lõi xúc tác tăng đến 2 lần.
Bảng 3.9. Mức độ thay đổi diện tích bề mặt và độ giảm thể tích thông qua BXT khi sử dụng các lõi có mật độ lỗ khác nhau [82] Lõi xúc tác Không lõi 100 cell/in2 200 cell/in2 400 cell/in2 600 cell/in2
Hình 3.7 thể hiện hiệu suất chuyển đổi các thành phần phát thải của BXT khi thay đổi mật độ lỗ lõi xúc tác. Kết quả cho thấy, khi mật độ lỗ tăng từ 100 đến 400 cell/in2, hiệu suất chuyển hóa tăng mạnh, tiếp tục tăng mật độ lỗ từ 400 lên 800 cell/in2 hiệu
suất tăng không nhiều. Nguyên nhân do mật độ lỗ là thông số ảnh hưởng đến diện tích phản ứng của khí thải với lớp vật liệu xúc tác, diện tích phản ứng có xu hướng tăng tỷ lệ với mật độ lỗ. Do đó, khi tăng mật độ lỗ lượng khí thải tác dụng với bề mặt lớp xúc tác càng nhiều dẫn tới hiệu suất chuyển hóa các thành phần phát thải càng cao. Khi mật độ lỗ lớn hơn 400 cell/in2, về lý thuyết có thể tăng diện tích của bề mặt phản ứng nhưng khi đó kích thước của các lỗ càng bé lại vì vậy không gian phản ứng tăng không đáng kể, chính vì vậy làm cho hiệu suất chuyển đổi các thành phần phát thải tăng không nhiều [82].
(% ) đổ i ch uy ển su ất H iệ u
Hình 3.7. Ảnh hưởng khi thay đổi mật độ lỗ (cell) tới hiệu quả chuyển đổi các thành phần phát thải của BXT, tại chế độ 50% tải, tốc độ 50 km/h, nhiên liệu RON95
Ngoài ra, khi tăng mật độ lỗ sẽ yêu cầu các công nghệ và kỹ thuật rất phức tạp nhằm phủ lớp vật liệu trung gian và vật liệu xúc tác đồng đều lên trên bề mặt lớp vật liệu nền. Nếu kỹ thuật phủ không phù hợp có thể dẫn đến làm thu hẹp thậm chí tắc lỗ và gây cản trở lưu động của dòng khí thải, làm tăng công thải dẫn tới giảm công suất và hiệu suất của động cơ [82].
Từ những phân tích trên, có thể thấy rằng lõi của BXTđc có mật độ lỗ phù hợp là 400 cell/in2 vừa đảm bảo hiệu suất chuyển đổi cao mà không làm ảnh hưởng quá lớn tới công suất, hiệu suất nhiệt của động cơ. Bên cạnh đó với mật độ lỗ không quá cao sẽ đòi hỏi các kỹ thuật nhúng, phủ, chế tạo BXT cũng không quá phức tạp.