CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ XÚC TÁC CẢI TIẾN
4.4. So sánh đánh giá chi phí vật liệu cấu thành lên lõi xúc tác
Giá thành của BXT phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó yếu tố quan trọng nhất là chi phí của các vật liệu cấu thành lõi xúc tác. Bảng 4.13 đưa ra so sánh về tổng chi phí các vật liệu sử dụng trong lõi xúc tác giữa BXTEMT và BXTct. So với BXTEMT, do cắt giảm được đáng kể lượng kim loại quý sử dụng (từ 0,14g xuống 0,07g) nên tổng chi phí vật liệu chế tạo lõi xúc của BXTct được giảm đi đáng kể, từ 335.300đ xuống còn 228.550đ, tương ứng với cắt giảm được 31,84% chi phí vật liệu.
Bảng 4.13. So sánh tổng chi phí vật liệu cấu thành lên lõi xúc tác
ST
T Vật liệu Đơn giá (đ) Đơn vị
Khối lượng sử dụng Thành tiền
BXTEMT BXTct BXTEMT BXTct 1 Lõi thép 50.000 chiếc 1 1 50.000 50.000 2 γ -Al2O3 500 g 20 20 10.000 10.000 3 Pt 1.800.000 g 0,1167 0,046 7 210.060 84.060 4 Rd 2.800.000 g 0,0233 0,023 3 65.240 65.240 5 CeO2 1.800 g 0 4 0 7.200 6 ZrO2 6.500 g 0 1 0 6.500 7 MnO2 1.000 g 0 4,2 0 4.200 8 CuO 750 g 0 1,8 0 1.350 Tổng chi phí 335.300 228.550 4.5. Kết luận chương 4
Trên cơ sở các thơng số kỹ thuật được tính tốn và lựa chọn, BXTct đã được chế tạo thành cơng. Trong đó, phương pháp phủ quay với dung dịch huyền phù (lớp vật liệu trung gian) và dung dịch muối (lớp vật liệu xúc tác) đã được thực hiện và mang lại hiệu quả tốt. Lớp vật liệu trung gian Al2O3-CeO2-ZrO2 được phủ trên nền lõi kim loại, kết quả phân tích SEM chiều dầy lớp phủ khoảng 25µm sau 20 lần phủ, các kim loại phân bố đều và bám dính tốt trên bề mặt kim loại nền với độ xốp cao qua đó giúp tăng diện tích phản ứng của lõi xúc tác.
Đối với lớp vật liệu xúc tác CuO-MnO2, kết quả cho thấy các kim loại xúc tác phân tán đều trên bề mặt lớp vật liệu trung gian. Xuất hiện cấu trúc spinel (tinh thể hỗn hợp) CuxMnyOz, đây là cấu trúc đã được chứng minh có hiệu quả tốt trong quá trình khử NOx.
Việc điều chế và nhúng phủ lớp vật liệu xúc tác kim loại quý Pt/Rh được thực hiện thành công. Đây là một trong những cơng đoạn phức tạp và khó khăn nhất trong q trình chế tạo BXT do số lượng kim loại ít, quy trình điều chế trải qua rất nhiều bước. Phân tích XPS cho thấy Pt/Rh với kích thước nanomet bám phân bố đều và bám dính trên lớp vật liệu xúc tác mới và lớp vật liệu trung gian.
Kết quả thực nghiệm khẳng định BXTct có hiệu suất được cải thiện rõ rệt. Cụ thể, hiệu suất chuyển đổi với cả ba thành phần phát thải đều tăng lên, trong đó hiệu suất chuyển đổi CO tăng 4,86%, HC tăng 5,93% và NOx tăng 13,35% so với BXTEMT. Không những vậy, mức độ chênh lệch hiệu suất chuyển đổi với mỗi thành phần phát thải khi sử dụng nhiên liệu sinh học ít thay đổi hơn so với BXTEMT.
Theo tính tốn sơ bộ, việc sử dụng xúc tác phi kim loại quý có thể giảm chi phí vật liệu chế tạo tới 31,38% qua đó sẽ góp phần giảm chi phí chế tạo BXT.
Từ các kết quả trên, có thể khẳng định BXTct đã đạt được các mục tiêu nghiên cứu đề ra ban đầu.