CHƯƠNG 2 PLASMA VÀ ỨNG DỤNG PLASMA TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ
3.3 Kết quả tính tốn và nhận xét
3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ khí ban đầu
Từ đồ thị ta thấy, khi tăng nồng độ NO lên thì thời gian khử NO kéo dài hơn. Lượng NO xấp xỉ bằng khơng tại 10.4 giây sau đó đi vào vùng ổn định, từ đồ thị ta thấy khi tăng lượng NO lên đồng nghĩa với lượng NOx tăng lên theo
Hình 4.9 Nồng độ các phân tử khí thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ NO = 150ppm -10 10 30 50 70 90 110 130 150 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Nồng độ c ác phâ n tử khí (ppm)
Thời gian khử các phân tử khí
Q=0,5L/min; I=1,0mA; KN=10500; KO=5250000; NO=150ppm
Lưu Ngọc Cao – Lớp: 2012B-CKĐL 75
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Kết luận
Ngày nay khi vấn đề môi trường đang được tất cả các quốc gia quan tâm một
cách sâu sắc để bảo vệ môi trường các quốc gia đều đưa ra các quy định nghiêm ngặt về tiêu chuẩn khí thải của động cơ việc nghiên cứu và ứng dụng lò phản ứng plasma loại bỏ các thành phần độc hại trong khí thải động cơ đang được quan tâm nghiên cứu. Trong luận văn đã tìm hiểu về các vấn đề sau:
Các thành phần độc hại trong khí thải động cơ, cơ chế hình thành các thành phần trong khí thải, các biện pháp xử lý khí thải
Tìm hiểu về plasma: định nghĩa, đặc tính, phân loại plasma, phương pháp tạo plasma.
Tìm hiểu về ứng dụng plasma trong xử lý khí thải động cơ
Tính tốn mơ phỏng q trình khử NOx bằng plasma có rào cản điện mơi. Khi tăng lưu lượng khí thải qua lị phản ứng plasma từ 0,5 L/min ÷ 2 L/min thì thời gian phản ứng giảm. Với trường hợp trong khí thải khơng có oxy thì nồng độ NOx trong khí thải ra khỏi lị phản ứng là tăng dần. Với trường hợp trong khí thải có nồng độ oxy thì nồng độ của NOx có thay đổi nhưng khơng đáng kể.
Khi thành phần khí thải khơng có oxy thì nồng độ của NOx ra khỏi lò phản ứng là rất cao do phản ứng oxy hóa NO bởi oxy khơng xảy ra.
Khi tăng dần hàm lượng oxy trong khí thải thì nồng độ NO có trong khí thải gần như bị oxy hóa hồn tồn bởi oxy. Nồng độ NOx giảm mạnh khi tăng hàm lượng oxy từ 0% ÷ 5%. Khi tiếp tục tăng hàm lượng oxy từ 5% ÷ 20% thì nồng độ NOx ra khỏi lò phản ứng thay đổi một lượng rất nhỏ.
Mặt khác với các điều kiện ban đầu không thay đổi mà tiến hành thay đổi cường độ dòng điện của lò phản ứng plasma lên 1,2mA ÷ 2.0mA thì sự dịch chuyển tương đối giữa những phần tử khí hoặc nguyên tử khí tăng lên q trình va chạm giữa các hạt trong chất khí ngày một mãnh liệt hơn tạo thành các hạt mang điện tích, electron và Ion q trình khử NO diễn ra nhanh dẫn đến lượng NOx giảm nhanh. Khi tăng cường độ dòng điện của lị phản ứng lên thì thời gian khử cũng giảm tương ứng với mỗi giá trị của cường độ dòng điện.
Lưu Ngọc Cao – Lớp: 2012B-CKĐL 76
Khi tăng lượng NO lên mà các điều kiện ban đầu khơng thay đổi thì thời gian khử NO cũng tăng lên lúc này do mật độ NO tăng lên cũng đồng nghĩa với lượng NOx trong khí thải tăng lên theo
Hướng phát triển
- Hiệu chuẩn và kiểm chứng mơ hình với lị phản ứng plasma trên động cơ. Sau đó sử dụng mơ hình sau nghiên cứu tối ưu hóa tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải động cơ.
Lưu Ngọc Cao – Lớp: 2012B-CKĐL 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Shuiliang. Plasma Reactors for Diesel Particulate Matter Removal. Chemical Research Group, Research Institute of Innovative Technology for the Earth,
Kyoto 619-0292, Japan.
[2] Grujicic M, Cao G, Rao AM, Tritt TM, Nayak S. UV-light enhanced oxidation of carbon nanotubes. Appl Surf Sci 2003; 214: 289-303.
[3] Fanick ER, Bykowski BB. Simultaneous reduction of diesel particulate and NOx using a pasma. SAE paper 1994; Paper No. 942070.
[4] Thomas SE, Martin AR, Raybone D, et al. Non thermal plasma after treatment
of particulates-theoretical limits and impact on reactor design. SAE Paper 2000; Paper No. 2000-01-1926.
[5] Yao S, Yamamoto S, Kodama S, et al. An Innovative after-treatment system for
diesel pm removal. International conference on automotive technologies,
Istanbul, Turkey 2008.
[6] Ronny Brandebburg, Alexander Schwock, David Cameron, Justyna Jaskowiak and Katherina Ulrich. Plasma treatment for environment protection.
[7] J.-O. Chae. Non-thermal plasma for diesel exhaust treatment. Journal of Electrostatics 57 (2003) 251–262.
[8] Y.Yankelevich, M.Wolf, R.Baksht, A.Pokryvailo, J.Vinogradov, B.Rivin, and E. Sher. NOx Diesel Exhaust Treatment Using Pulsed Corona Discharge: The
Pulse Repetition Rate Effect
[9] Ai-Min Zhu, Qi Sun, Jin-Hai Niu, Yong Xu, and Zhi-Min Song. Conversion of
NO in NO/N2, NO/O2/N2, NO/C2H4/N2 and NO/C2H4/O2/N2 Systems by Dielectric Barrier Discharge Plasmas. Plasma Chemistry and Plasma Processing, Vol. 25, No. 4, August 2005. DOI: 10.1007/s11090-004-3134-7. [10] GS.TS. Phạm Minh Tuấn. Khí thải động cơ và ơ nhiễm môi trường.
Lưu Ngọc Cao – Lớp: 2012B-CKĐL 78
[12] Chong-Lin Song, Feng Bin, Ze-Min Tao, Fang-Cheng Li, Qi-Fei Huang.
Simultaneous removals of NOx, HC and PMfrom diesel exhaust emissions by dielectric barrier discharges. State Key Laboratory of Engines, Tianjin
University, Tianjin 300072, China.
[13] Bernie M. Penetrante, Raymond C. Brusasco and Joseph D. Wander. Plasma- assisted catalytic reduction of NOx from stationary diesel engines.