Khí CO
Oxytcacbon hay còn gọi là monoxitcacbon là sản phẩm cháy của các bon trong nhiên liệu ở điều kiện thiếu oxi. Monoxitcacbon ở dạng khí không màu, không mùi.
Trong quá trình đốt cháy do oxi không đủ sẽ tạo ra muội than-một dạng cacbon vô định, chính cacbon này tác dụng với O2 thiếu tạo ra CO:
2C + O2 → 2CO (1.7)
Khi một người hít phải khí CO vào phổi, khí CO sẽ vào máu kết hợp với sắc tố hồng cầu (hemoglobin), tạo ra chất carboxyhemoglobin (HbCO), đẩy dưỡng khí là khí oxi ra khỏi hồng cầu. Do khí CO có ái lực mạnh gấp 200 lần so với O2 trong sắc tố hồng cầu, nên khí O2 bị loại hết ra ngoài, dẫn tới cơ thể bị thiếu O2 gây chết ngạt rất nhanh.
Monoxitcacbon rất độc, chỉ với một lượng nhỏ trong không khí có thể gây tử vong. Hàm lượng cực đại cho phép [CO] = 33mg/m3
Khí HC
HC được sinh ra trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn, cũng như CO. Ngoài ra HC còn sinh ra trong các trường hợp sau:
Khí nạp thổi qua trong thời gian lặp của xupap. Hỗn hợp không khí- nhiên liệu càng giàu, càng sinh ra nhiều HC. Hỗn hợp càng nghèo, càng ít sinh ra HC. Lượng HC sinh ra càng trở nên lớn hơn khi hỗn hợp không khí- nhiên liệu quá nghèo, vì nó không cháy được.
Các loại động cơ xăng dầu sẽ sản sinh ra lượng khí hydrocarbons lớn hơn so với các loại động cơ diesel tương đương.
HC có rất nhiều loại, mỗi loại có ảnh hưởng (mức độ độc hại) khác nhau nên không thể đánh giá chung một cách trực tiếp.
Ví dụ: Paraphin và naphtanin có thể coi là vô hại. Trái lại, các loại cacbuahydro thơm thường rất độc.
Theo các nghiên cứu y khoa, trong HC có chứa benzen (3 hoặc 4 nhân), benzen được phát hiện gây cản trở quá trình sản xuất máu và gây ra bệnh thiếu máu. Ngoài ra, benzen còn được coi là một trong những nguyên nhân gây ung thư và còn có thể gây ra bệnh bạch cầu.
Để đơn giản khi đưa ra các tiêu chuẩn về môi trường, người ta chỉ đưa ra thành phần cacbuahydro tổng cộng trong khí thải. Cacbuahydro tồn tại trong khí quyển còn gây ra sương mù, gây tác hại cho mắt và niêm mạc đường hô hấp
Một số loại khí trong hỗn hợp hydrocarbons còn có thể kết hợp với khí NOx để tạo ra khí ozone, gây ra các bệnh về đường hô hấp, phổi…
Khí NOx
NOx được sinh ra do nitơ và oxi trong hỗn hợp không khí - nhiên liệu, khi nhiệt độ của buồng đốt tăng cao trên 1800𝑜𝐶. Nhiệt độ của buồng đốt càng cao, lượng NOx sản ra càng nhiều. Khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu nghèo, NOx sinh ra nhiều hơn vì tỷ lệ oxi trong hỗn hợp không khí-nhiên liệu
cao hơn. Như vậy, lượng NOx được sinh ra tuỳ theo hai yếu tố: Nhiệt độ cháy và hàm lượng O2.
N2 + O2 → NOx (NO2, N2, N2O,…) (1.8)
Hỗn hợp khí NOx có tác hại xấu đến sức khỏe con người, đặc biệt là những người có tiền sử về bệnh hô hấp. Ngoài ra, hỗn hợp khí NOx cũng kết hợp với một số chất khác trong không khí tạo ra khí ozone và các loại tạp chất dạng hạt. Khí NOx cũng được biết đến với nguyên nhân gây ra mưa axit gây hại cho cây cối và đất đai.
Một số thành phần độc hại khác trong khí thải động cơ
NO2: Pe-oxynitơ là một khí có mùi gắt và màu nâu đỏ. Với một hàm lượng nhỏ cũng có thể gây tác hại cho phổi, niêm mạc. Khi tác dụng với hơi nước sẽ tạo thành axit gây ăn mòn các chi tiết máy và đồ vật. Hàm lượng cực đại cho phép [NO2] = 9mg/m3
NO:Là thành phần chủ yếu của NOx trong khí thải. NO là một khí không mùi, gây tác hại cho hoạt động của phổi, gây tổn thương niêm mạc. Trong khí quyển, NO không ổn định nên bị oxi hoá tiếp thành NO2 và kết hợp với nước tạo thành axit nitoric. Hàm lượng cực đại cho phép [NO] = 9mg/m3
Andehit: Có nhiều dạng khác nhau nhưng có chung một công thức tổng quát là C-H-O. Khi ở dạng khí andehit có mùi gắt và có tác dụng gây tê. Một số loại có thể gây ung thư. Đối với foocmoldehit, hàm lượng cực đại cho phép là 0,6mg/m3.
Chì: Đối với tế bào sống, chì rất độc, làm giảm khả năng hấp thu oxi trong máu. Hàm lượng cực đại cho phép [Pb] = 0,1mg/m3.
SO2: Là một khí không màu, có mùi gắt, gây tác hại đối với niêm mạc. Khi kết hợp với nước tạo thành axit yếu H2SO3. Hàm lượng cực đại cho phép [SO2] = 2ml/m3
P-M: Hạt trong khí thải ở dạng rắn và lỏng (trừ nước) ở nhiệt độ nhỏ hơn 52oC. Các hạt rắn chủ yếu là muội than hay còn gọi là bồ hóng sinh ra do phân huỷ nhiên liệu và dầu bôi trơn. Muội than gây độc hại với con người trước hết đối với đường hô hấp. Ngoài ra một số loại HC thơm bám vào muội than có thể gây ung thư. Đối với môi trường P-M còn là tác nhân gây sương mù, ảnh hưởng đến giao thông và sinh hoạt của con người.
CO2: Là sản phẩm cháy hoàn toàn của cacbon với oxi. Tuy CO2 không độc đối với sức khoẻ con người nhưng nồng độ quá lớn sẽ gây ngạt, hàm lượng cực đại cho phép [CO2] = 9000mg/m3. Ngoài ra, CO2 là thủ phạm chính gây hiệu ứng nhà kính.
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HÒA TRỘN GIỮA KHÍ THẢI VÀ KHÔNG KHÍ BỔ SUNG TỪ ĐÓ TÌM VỊ
TRÍ, GÓC PHUN PHÙ HỢP VÀO ỐNG THẢI ĐỘNG CƠ MỘT XYLANH
Trong chương 1, chúng ta nhận thấy động cơ xe Zip chủ yếu làm việc trong vùng có hòa khí đậm (λ<1) cũng như nhiệt độ khí thải luôn đảm bảo T > 350°C. Trong nội dung chương này em sẽ tính toán thiết kế hệ thống bổ sung không khí trên đường thải với tiêu chí lượng không khí bổ sung được tính toán nhằm đảm bảo luôn đạt được λ=1.