Chất ô nhiễm dạng hạt (PM) và biện pháp giảm thiểu

NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀINội dung chính đồ án tốt nghiệp của em gồm các phần sau: Chương 1: Tổng quan về khí xả Chương 2: Cơ chế hình thành khí xả dạng hạtPM Chương 3: Các biện pháp giảm

SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN XUÂN TÙNG

LỚP : K47CDL.01

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN TRUNG KIÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA KỸ THUẬT Ô TÔ & MÁY ĐỘNG LỰC

THÁI NGUYÊN -2016

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH

PHÁT THẢI VÀ HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ

nguồn phát thải gây ô nhiễm nặng nề ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung, nhất là các đô thị Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế thì nhu cầu về các loại phương tiện giao thông dùng trong các lĩnh vực vận tải đường bộ, hàng không, vận tải biển ngày một gia tăng Trong đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch

vụ vận tải công cộng thì số lượng xe buýt cũng tăng lên Tuy nhiên số lượng xe buýt đạt tiêu chuẩn phát thải Euro2 theo quy định còn rất ít Để hạn chế các thành phần gây ô nhiễm này, đã có rất nhiều giải pháp được đưa ra bao gồm các giải pháp liên quan tới động cơ và các giải pháp xử lý khí thải Các biện pháp giảm phát thải cho động cơ diesel lắp trên xe buýt nói riêng và phương tiện nói chung là một trong những vấn đề hết sức cấp bách Trước tình hình trên tác giả xin được lựa

chọn đề tài “ Chất ô nhiễm dạng hạt (PM) và biện pháp giảm thiểu” làm nội

dung nghiên cứu đồ án tốt nghiệp của mình.

NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI

Nội dung chính đồ án tốt nghiệp của em gồm các phần sau:

Chương 1: Tổng quan về khí xả

Chương 2: Cơ chế hình thành khí xả dạng hạt(PM)

Chương 3: Các biện pháp giảm phát thải dạng hạt (PM)

Kết luận

Ta đã biết động cơ động cơ đốt trong là động cơ nhiệt chuyển nhiệt năng của quá trình đốt cháy nhiên liệu thành cơ năng Quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ đốt trong diễn ra khá phức tạp, thực chất đó là quá trình oxy hóa nhiên liệu, giải phóng nhiệt năng, diễn ra trong buồng cháy động cơ, trong quá trình cháy diễn

ra trong động cơ sinh ra các hợp chất rất phức tạp Vấn đề này được nghiên cứu rất tỷ mỉ trong các công trình nghiên cứu về lý thuyết động học phản ứng Vì vậy trong quá trình cháy của động

cơ sản phẩm cháy gồm các chất như: CO2, HC, NOx, NO2, NO, Andehyt, Chì, SO2, khí thải dạng PM Đó là những khí thải trong quá trình làm việc của động cơ và hiện nay những thành phần trên cũng là nguyên nhân trực tiếp ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người Mỗi loại khí thải trên có cơ chế hình thành và tác hại, ảnh hưởng khác nhau đến môi trường và con người

Sau đây là nồng độ khí thải trong động cơ xăng trong môi trường không khí: N2 chiếm 70%, H2O chiếm 9,2%,CO2 chiếm 18,1%, các chất độc hạ chiếm 1,1%, chất rắn 0,0008%, NOx 0,13%, CmHn

0,09%, CO 0,9%

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN KHÍ XẢ

Hình 1.1 Thành phần khí xả trong động cơ diesel

Hình 1.2 Giới hạn cho phép đối với chất thải rắn đối với động cơ hạng nhẹ theo tiêu chuẩn Châu Âu theo chu trình thử ECE 15 -EUDC

TỔNG QUAN VỀ KHÍ XẢ

1.2 Thành phần độc hại trong khí xả động cơ đốt trong

1.2.1 Thành phần CO: là sản phẩm của quá trình cháy không

hoàn toàn

1.2.2 Thành phần HC: là các loại Hydrocacbon trong nhiên

liệu và dầu bôi trơn cháy không hết chứa trong khí thải Hydrocacbon có nhiều loại mỗi loại có mức độ độc hại khác nhau

1.2.3 Thành phần PM: là tất cả các chất không hòa tan trong

nước, thường tồn tại trong khí thải động cơ ở trạng thái rắn Trong các chất này có các hạt bồ hóng đường kính rất nhỏ

và nếu hít phải chúng có thể gây nguy hiểm đối với đường

hô hấp

nitơ có trong không không khí

1.3 Tác động và ảnh hưởng của khí thải động cơ đốt trong đến môi trường và con người.

1.3.1 Tác động đến con người

-Ngăn cản sự dịch chuyển hồng cầu trong máu làm cho các

bộ phận trong cơ thể thiếu ô xy hoặc đau đầu chóng mặt

-Gây ung thư máu, các bệnh về gan, rối loạn hệ thần kinh và làm chậm sự phát triển của trẻ nhỏ

1.3.2 Tác động đến môi trường

-Thay đổi nhiệt độ của khí quyển: gây nên một số hiện tượng như hiệu ứng nhà kính do nhiệt độ trái đất tăng nên

-Tác động đến môi trường sinh thái: một số chất phá hủy tầng ô zôn trong khí quyển, lớp khí cần thiết bảo về trái đất khỏi tia cực tím

TỔNG QUAN VỀ KHÍ XẢ

KẾT LUẬN

Thông qua chương 1 tổng quan về khí xả sẽ cung cấp một cách tổng quan nhất, cũng như giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khí xả dạng hạt

PM không những về tác động của nó tới sức khỏe con người và môi trường, mà ở đây trong đề tài này, chúng ta sẽ tiếp cận một cách rõ nét và rõ ràng hơn về khí xả dạng hạt PM như thành phần, cơ chế hình thành, rồi sau đó là đưa ra được các phương pháp xác định nồng độ trong khí xả và cuối cùng sẽ là những biện pháp cần thiết

để giảm thiểu, cũng như khả năng ứng dụng những phương pháp này trong thực tế.

-Khí thải dạng hạt PM bao gồm các hạt cơ đường kính 15-30nm, loại thứ nhất gồm có cacbon và các hạt kim loại, các hợp chất hữu cơ, sunphat Loại thứ 2 gồm có các mầm Hydrocacbon đặc

và SO4 Để tìm hiểu rõ hơn về từng thành phần ta sẽ đi phân tích

cụ thể từng thành phần:

+ Thành phần cacbon: phụ thuộc vào nhiệt độ cháy và hệ số dư lượng không khí của hỗn hợp

+ Dầu bôi trơn không cháy: chiếm tỷ lệ đáng kể phụ thuộc vào loại động cơ, điều kiện vận hành, mức tiêu thụ nhiên liệu

+ Nhiên liệu chưa cháy hoặc cháy không hết: phần này phụ thuộc vào khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu, nhiệt độ và hệ

số dư lượng của không khí

+ Sun phat:do lưu huỳnh có trong hơi nhiên liệu tạo thành SO2

và SO4

CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ XẢ DẠNG HẠT (PM)

2.2 Cơ chế hình thành khí xả dạng hạt

Hình 2.2 Cơ chế hình thành hạt PM

Chương 2: Cơ chế hình thành khí xả dạng (PM) cho chúng ta cái nhìn rõ nét và đầy đủ hơn về đề tài nghiên cứu, cũng như làm nổi bật được về thành phần trong hạt PM và quá trình hình thành khí

xả dạng hạt diễn ra thế nào

.

CÁC BIỆN PHÁP GIẢM PHÁT THẢI DẠNG HẠT PM

Hiện nay trên thế giới, cũng như ở trong nước các biện pháp chủ yếu tập trung vào việc giảm khí xả dạng hạt đều xoay quanh hai biện pháp chính đó là giảm phát thải dạng hạt PM tại nguồn phát sinh và sau nguồn phát sinh

3.1 Các biện pháp giảm phát thải dạng hạt tại nguồn phát sinh

-Tối ưu hóa tốc độ phun nhiên liệu

-Lựa chọn phương pháp tạo hỗn hợp

-Lựa chọn góc phun sớm thích hợp

-Điều chỉnh lượng nhiên liệu lớn nhất cung cấp cho một chu trình Còn rất nhiều biện pháp khác nhưng hiện nay chủ yếu tập trung vào những biện pháp chính như phương pháp đốt cháy HCCI, phương pháp phun, hình dạng buồng cháy, hỗn hợp nhiên liệu và không khí

3.2 Các biện pháp giảm phát thải dạng hạt sau nguồn phát sinh 3.2.1 Sử dụng bộ lọc bằng gốm

Hình 3.1 Bộ lọc bằng gốm

CÁC BIỆN PHÁP GIẢM KHÍ XẢ DẠNG HẠT (PM)

3.2.2 Bộ lọc bằng vật liệu thiêu kết

Hình 3.2 Bộ lọc bằng vật liệu thiêu kết

3.2.3 Bộ lọc hạt DPFs

Hình 3.3 Sơ đồ bức tường lọc

CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU KHÍ XẢ DẠNG HẠT (PM)

3.2.4 Bộ lọc DOCs

Hình 3.4 Sơ đồ bộ lọc DOCs

Thông qua đề tài “ Chất ô nhiễm dạng hạt (PM) và biện pháp

giảm thiểu” cho chúng ta một cái nhìn tổng quát về khí thải động

cơ đốt trong, đặc biệt là khí xả PM một trong những thành phần chiếm tỷ nhỏ, ít được quan tâm nhưng ảnh hưởng của nó là vô cùng to lớn

Từ việc xác định được thành phần và cơ chế hình thành của khí

xả dạng hạt PM ta tiến hành nghiên cứu và tìm ra các biện pháp khắc phục và hạn chế lượng phát thải này

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY

VÀ CÁC BẠN LẮNG NGHE!!!