1. Trang Chủ
  2. Khoa học tự nhiên
  3. Chuyên đề: Ô nhiễm môi trường (Do ô tô gây ra)

Chuyên đề: Ô nhiễm môi trường (Do ô tô gây ra)

ô nhiễm không khí ? - Định nghĩa về ô nhiễm không khí do cộng đồng Châu Âu đưa ra vào năm 1967 : “Không khí gọi là ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi, hay khi có sự hiện diện của những chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được, hay gây ra sự khó chịu đới với con người” BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT KHOA CÔ KHÍ ÑOÄNG LÖÏC BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ ooOoo CHUYEÂN ÑEÀ OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG ( DO OÂTOÂ GAÂY RA ) Giaûng vieân bieân soaïn: Th . S Ñoã Q

Thể loại Tài liệu miễn phí Khoa học tự nhiên

Số trang 77

Ngày tạo 8/29/2018 5:43:44 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Chuyên đề: Ô nhiễm môi trường (Do ô tô gây ra) (.pdf)

Xem mẫu

  1. BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT KHOA CÔ KHÍ ÑOÄNG LÖÏC BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ ooOoo CHUYEÂN ÑEÀ OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG ( DO OÂTOÂ GAÂY RA ) Giaûng vieân bieân soaïn: Th . S Ñoã Quoác AÁm TP. HOÀ CHÍ MINH, THAÙNG 3 NAÊM 2005
  2. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm CHÖÔNG I TOÅ NG QUAN VEÀ OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG I - CAÙ C CHAÁ T ÑOÄC HAÏI LAØM OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØ NG DO ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG SÖÛ DUÏNG NHIEÂN LIEÄU XAÊ NG GAÂY RA I.1-OÂ nhieãm khoâ ng khí ? - Ñònh nghóa veà oâ nhieãm khoâng khí do coäng ñoàng Chaâu AÂu ñöa ra vaøo naêm 1967: “Khoâng khí goï i laø oâ nhieãm khi thaø nh phaàn cuû a noù bò thay ñoå i, hay khi coù söï hieän ñieän cuû a nhöõng chaá t laï gaây ra nhöõng taùc haïi maø khoa hoïc chöù ng minh ñöôïc, hay gaây ra söï khoù chòu ñoá i vôùi con ngöôø i “ - Theo ñònh nghóa treân ta coù theå hieå u: caùc chaá t gaây oâ nhieãm coù theå nguy haïi ñeán töï nhieân vaø con ngöôø i maø khoa hoïc nhaän bieá t ñöôï c hay ñôn giaûn laø gaây ra söï khoù chòu chaú ng haïn nhö muø i hoâi, maøu saéc... - Caùc chaát oâ nhieãm vaø giôù i haïn veà noàng ñoä cho pheùp cuû a chuùng trong caù c nguoàn phaùt thaû i M . HC coù theå thay ñoåi theo thôø i gian. - Ngaø y nay, ngöôøi ta ñaõ xaù c ñònh ñöôïc caùc chaát oâ nhieãm KT TPkhoâng khí, maø phaàn lôùn laø trong SP caùc chaát ñoù coù trong khí xaû ñoä ng cô ñoá t trong. ôøn g ÑH à Trö äc ve thuo q uyeàn Baûn Thôø i kyø tieà n Hieä n nay Toá c ñoä taêng Chaá t oâ nhieãm Coâng nghieäp (ppm) (%/naêm) * (ppm) CO2 270 340 0.4 NOX 0.28 0.30 0.25 CO 0.05 0.13 3 SO2 0.001 0.002 2 * ppm: part per million ( moä t phaàn trieäu ) Baû ngI.1: Söï gia taêng cuû a caùc chaát oâ nhieãm trong baàu khí quyeå n. - Tuyø theo chính saùch naên g löôï ng cuû a moãi nöôùc , söï phaân boá tyû leä phaùt sinh oâ nhieãm cuûa caù c nguoàn khaùc nhau khoâng ñoàn g nhaát: Nguoàn phaùt sinh oâ nhieãm CO HC NOX OÂ toâ 93 57.3 39 Saûn xuaát ñieän 0.1 0.1 21.5 Quùa trình chaùy trong Coâng nghieäp 0.0 26.4 31.3 Caùc quaù trình chaùy khaù c 6.3 0.7 0.8 Coâng nghieäp daàu moû - 14.8 5.1 Caùc hoaï t ñoäng khaùc 0.6 0.7 2.6 Toång coäng 100 100 100 Baû ng I.2 Tyû leä phaùt thaû i caù c chaát oâ nhieãm ôû Nhaät (tính theo %) Trang 1 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  3. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm Nguoàn phaùt oâ nhieãm CO HC NOX OÂ toâ 64.7 45.7 36.6 Caùc phöông tieän giao thoâng khaùc 9.0 7.2 10.5 Quùa trình chaùy coâng nghieäp 9.1 16.8 42.8 Coâng nghieäp daàu moû 5.2 5.3 1.7 Caùc hoaï t ñoäng khaùc 12 25 8.4 Toång coäng 100 100 100 Baû ng I.3: Tyû leä phaùt thaû i caù c chaá t oâ nhieãm ôû Myõ (tính theo %). I.2- Caùc chaát oâ nhieãm sinh ra treâ n ñoä ng cô ñoát trong söû duïng nhieân lieä u xaêng Quùa trình chaùy lyù töôûng cuû a hoãn hôïp hydrocarbone vôùi khoâ ng khí chæ sinh ra CO2, H2 O, vaø N2. Tuy nhieân , do söï khoâng ñoàn g nhaá t cuûa hoãn hôïp, cuõng nhö tính chaá t phöùc taïp cuû a hieä n töôïn g lyù hoaù dieãn ra trong quaù trình chaù y neâ n trong khí xaû ñoäng cô ñoát trong luoân coù chöù a moä t haøm löôïng ñaùng keå caù c chaát ñoäc haï i nhö:  oxide nitô: NO, NO2, N2O goïi chung laø NOX M . HC T TP  Monoxide cacbon: CO SPK g ÑH  Hydrocarbon chöa chaùy : HC ôøn  Boà hoùng, muoä i than à Trö äc ve  Chì: Pb ; Löu huyønh: S thuo q uyeàn caù c chaát phuï gia trong nhieân lieäu cuõ ng coù aûnh höôûng ñeán Baûn - Nhöõn g chaát nhö löu huyøn h, chì vaø thaønh phaàn caùc chaá t oâ nhieãm trong saûn phaåm chaùy. Moät trong nhöõng thoâng soá coù tính toång quaùt aûn h höôûn g ñeán möù c ñoä phaùt sinh oâ nhieãm cuû a ñoäng cô laø heä soá dö löôïng khoâng khí . Hình I.4 trình baøy moät caùch ñònh tính söï phuï thuoä c cuûa noàng ñoä NOX, CO, HC trong khí xaû theo heä soá dö löôïn g khoân g khí  Hình I..4: Bieán thieân noàng ñoä caù c chaá t oâ nhieãm theo heä soá dö löôïng khoân g khí Trang 2 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  4. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm I.2.1 NOx ( oxide nitô) : - NOX laø teân goïi chung cuû a oxide nitô goàm: NO, NO2 vaø N 2O. Hình thaønh do söï keát hôïp giöõ a oxi vaø nitô ôû ñieàu kieän nhieät ñoä cao. - Moät trong nhöõng xu höôù ng naân g cao tính kinh teá cuû a ñoä ng cô ngaøy nay laø aùp duïng kyõ thuaä t cheá hoaø khí phaân lôùp cho ñoäng cô laøm vieä c vôù i hoãn hôïp ngheøo. Trong ñieàu kieän ñoù NOx laø ñoá i töôïng chính cuû a vieä c xöû lyù oâ nhieãm. - Möùc ñoä phaùt sinh oâ nhieãm trung bình cuû a quaù trình chaùy nhieâ n lieäu hydrocarbon. Chaá t oâ nhieãm Löôï ng phaù t sinh (g/kg nhieân lieäu ) NOx 20 CO 200 HC 25 Boà hoùng 2÷5 M P. HC Treâ n ñaây laø soá lieäu trung bình, ôû ñieàu kieän chaùy cuû a hoãn PKT T heä soá dö löôïng khoân g khí  hôïp coù HS = 1. Tuy nhieân trong nhöõng ñieàu kieän chaùy ôû aù p suaáøng Ñnhieä t ñoä cao, heä soá dö löôïng khoâng khí öô t vaø r ve T  lôùn thì tyû leä thaønh phaàn caù c chaát oâ nhieãoäc seõ à thay ñoå i theo höôùng gia taêng NOx . th um I.2.2- Monoxide Carbon : CO yeàn qu Baûn Monoxide Carbon coù maë t trong khí xaû ñoän g cô ñoá t trong laø quaù trình chaùy khoâ ng hoaøn toaøn cuû a hoãn hôïp giaøu hay do söï phaân giaûi saû n vaät chaùy vôùi nhieä t ñoä. - CO laø chaát khí khoân g maøu , khoâ ng muø i raát ñoäc . Theo soá lieä u thoáng keâ caù c nguoà n phaùt sinh oâ nhieãm chuû yeáu hieän nay, ngöôøi ta thaáy 70% löôïng CO trong khí quyeån laø do khí xaû ñoäng cô oâtoâ gaây ra, toác ñoä gia taêng noâng ñoä CO trong khí quyeå n ôû möù c ñoä cao, gaàn 3% naêm I.2.3-Hydrocarbon chöa chaùy: HC - HC coù maë t trong khí xaû chuû yeáu laø do caù c khoâng gian cheát trong buoà ng chaùy hay noù i caù ch khaù c laø HC ñöôï c hình thaø nh ô ûnhöõn g nôi coù nhieä t ñoä thaá p. Ngoaøi ra khi hoãn hôï p quaù ngheøo, toá c ñoä chaùy thaá p daãn ñeán tình traïng boû löû a, khi ñoù seõ laø nguyeân nhaân laøm taêng noàng ñoä HC trong khí thaûi. I.2.4-Boà hoù ng –muoäi than , chì , löu huyønh: - Boà hoù ng, muoä i than: ñoái vôù i ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu xaên g haøm löôïng boà hoùng, muoä i than khoâng ñaùng keå. Tuy nhieân ñaây laø chaát oâ nhieãm quan troïng trong khí xaû ñoä ng cô Diesel. - Löu huyø nh: Thoâ ng thöôø ng xaêng coù chöù a khoaûng 600 ppm löu huyønh. Trong quaù trình chaùy, löu huyøn h bò oxy hoaù thaøn h SO3, chaát naøy coù theå keá t hôï p vôù i nöôù c ñeå taïo ra H2SO4. SO3 + H2 O = H2 SO4 - Chì: ñeå taêng tính choán g kích noå cuûa nhieân lieä u, ngöôøi ta pha theâm tetraetyl chì Pb(C2H5)4 vaøo xaêng. Sau khi chaùy, nhöõng haï t chì coù ñöôøn g kính cöï c beù thoaù t ra theo khí xaû, lô löûng trong khoâng khí vaø trôû thaønh chaát oâ nhieãm ñoá i vôùi baàu khí quyeån, nhaát laø khu vöï c thaøn h phoá coù maä t ñoä giao thoâng cao. Trang 3 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  5. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm II- TAÙ C HAÏ I CUÛA CAÙC CHAÁ T OÂ NHIEÃM: II.1-Ñoái vôùi con ngöôøi : II.1.1 CO : - CO laø chaá t khí khoâng maøu, khoâng muø i, khoâ ng vò. CO ngaên caûn söï dòch chuyeån cuû a hoàng caàu trong maùu, laøm cho caù c boä phaän cuû a cô theå bò thieáu oxy. Naïn nhaân seõ bò töû vong khi 70% soá hoàn g caàu bò khoán g cheá (khi noàng ñoä CO trong khoâng khí >1000 ppm). ÔÛ noàng ñoä thaáp hôn, CO cuõng coù theå gaây nguy haï i laâu daøi vôùi con ngöôø i. - Khi 20% hoàng caàu bò khoáng cheá , naïn nhaân bò nhöù c ñaàu, choùn g maë t vaø buoàn noân. - Khi 50% hoàng caàu bò khoáng cheá , naõo boä con ngöôø i bò aûnh höôûng maïnh. -Tuy nhieân CO laø chaát trung gian quan troïng trong quaù trình oxy hoaù cacbon thaønh cacbonic, khí cacbonic thoâng qua quang hôï p seõ taïo ra oxi. Quang hôïp 6CO2 +6H2O C6H12 O6 + 6O2 CM H TP. II.1.2-NOX .: S PKT ñaïi ÑH - NOX laø hoï caùc oxide nitô, trong ñoù NO chieám ôøng boä phaä n. NOX ñöôï c hình thaø nh do N2 taùc r ö duïng vôùi O2 ôû ñieàu kieän nhieä t ñoä cao. oäc veà T h u - NO khoâng nguy hieåm nhieàuuyeàn t noù laø cô sôû ñeå taïo ra NO2 . ûn q , nhöng - NO laø chaát khí maøu Ba ng nhaït, coù muø i, khöùu giaùc coù theå phaùt hieän khi noàn g ñoä cuûa noù hoà trong khoâng khí khoaûng 0,12ppm. NO2 laø chaát khoù hoaø tan, do ñoù noù coù theå theo ñöôøng hoâ haá p ñi vaøo phoå i gaâ y vieâm vaø huyû hoaï i caùc teá baøo cuû a cô quan hoâ haáp . Naïn nhaân seõ bò maá t nguû, ho, khoù thôû. II.1.3-Hydrocarbon : HC - HC coù trong khí thaûi do quaù trình chaùy khoâng hoaøn toaøn khi hoãn hôïp giaøu, hoaëc do hieän töôïng chaùy khoâ ng bình thöôøng. - Chaá t gaây taù c haï i ñeán con ngöôø i chuû yeáu laø caùc HC thôm. - Khi noàng ñoä cuû a caùc HC thôm lôùn hôn 40 ppm seõ gaây ra beänh ung thö maùu. - Khi noàng ñoä lôùn hôn 1g/cm3 seõ gaây roá i loaïn heä thaàn kinh. - Ngoaø i ra HC cuõ ng laø nguyeâ n nhaân gaây ra caùc beänh veà gan. II.1.4-SO2 : - SO2 laø moät chaá t haùo nöôù c, do vaäy SO2 raát deã hoø a tan vaøo nöôù c muõi, sau ñoù oxy hoaù thaønh H2SO4 roà i ñi theo ñöôøng hoâ haáp vaøo trong phoå i. - Ngoaøi ra SO 2 coøn laøm giaûm khaû naêng ñeà khaù ng cuû a cô theå vaø laøm taên g cöôø ng ñoä taù c haï i cuû a caùc chaát oâ nhieãm khaùc ñoá i vôù i naïn nhaân. II.1.5-Boà hoùng : - Boà hoùng laø chaá t oâ nhieãm quan troï ng, noù toàn taïi döôùi daïng nhöõng haït raén coù ñöôøng kính trung bình khoaûng 0,3m, neâ n raá t deã xaâm nhaäp saâu vaøo phoå i. -Boà hoùng ngoaøi vieäc gaây trôû ngaï i cho cô quan hoâ haáp, noù coøn laø nguyeâ n nhaâ n gaây ra beänh ung thö do caù c HC thôm maïch voøng ñöôï c haáp thuï treân beà maë t cuû a chuùng trong quaù trình hình thaønh. Trang 4 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  6. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm II.1.6-Chì: - Chì coù trong khoâng khí thaû i do tetraetyl chì Pb(C2H5)4 ñöôïc pha vaø o xaên g nhaèm taên g tính choáng kính noå cuû a nhieân lieäu. Söï pha troä n chaát naøy vaøo xaêng ñang laø vaán ñeà baøn caõi cuûa giôù i khoa hoïc. - Chì toàn taï i trong khí xaû döôùi daïng haï t, coù ñöôøng kính raát nhoû. Vì vaä y raát deã xaâm nhaäp vaøo cô theå qua da hoaëc ñöôøn g hoâ haáp . Khi ñaõ vaøo ñöôï c cô theå, khoaûng 30-40% löôïng chì naøy ñi vaø o maùu. - Söï hieän ñieän cuû a chì gaây xaùo troä n söï trao ñoåi ion ôû naõo, laøm trôû ngaï i cho söï toå ng hôïp enzyme ñeå hình thaønh hoà ng caàu . Ñieàu ñaëc bieät laø chì seõ taùc ñoäng leân heä thaàn kinh laøm cho treû em chaäm phaù t trieån trí tueä. - Chì baé t daàu gaây nguy hieåm cho con ngöôø i khi noà ng ñoä cuû a noù trong maùu vöôï t quaù 200 -250 g/lít. M . HC II.2-Ñoái vôùi moâi tröôø ng: T TP SPK g ÑH röôøn II.2.1-Thay ñoåi nhieä t ñoä khí quyeån: ñaëc à T - Söï hieän ñieän cuû a caù c chaát oâ nhieãm,oäc vebieät laø caù c chaát khí gaâ y hieäu öùng nhaø kính, trong u khoâng khí tröôù c heát aûnh höôûng ñeán àn th trình caân baèng nhieä t cuû a baàu khí quyeån. uye quaù q Baûn - Trong soá nhöõng chaá t khí gaây hieäu öù ng nhaø kính, ngöôøi ta quan taâm ñeán khí cacbonic(CO2) vì noù laø thaønh phaàn chính trong saûn phaåm chaùy cuû a nhieân lieäu coù chöù a cacbon. - Söï gia taêng nhieä t ñoä baàu khí quyeån do caùc chaá t gaây hieäu öùng nhaø kính coù theå ñöôïc giaû i thích. + Quaû ñaát nhaän naêng löôïng töø maë t trôøi vaø böùc xaï laï i qua khoâng gian moä t phaàn nhieä t löôïng maø noù nhaän ñöôïc , nhöng trong quaù trình böù c xaï laïi khoâ ng gian thì moä t phaàn nhieä t löôïn g cuû a böùc xaï maë t trôø i bò lôùp khí gaây ra hieä u öùng nhaø kính giöõ laïi seõ böù c xaï ngöôï c veà traùi ñaát laøm cho baàu khí quyeå n cuûa traùi ñaát ngaøy caøn g noùng hôn. Hình I.5-Hieäu öùng nhaø kính - Vôùi toác ñoâï gia taêng noàng ñoä khí cacbonic trong baàu khí quyeå n nhö hieän nay. Ngöôø i ta döï ñoaùn vaøo khoaûng giöõ a theá kyû 22, noà ng ñoä khí cacbonic coù theå taêng leân gaáp ñoâ i. Khi ñoù theo döï tính cuû a caù c nhaø khoa hoï c seõ xaûy ra söï thay ñoå i quan troï ng ñoá i vôùi söï caân baèng nhieä t treân traù i ñaát. - Nhieä t ñoä baàu khí quyeå n seõ taêng leâ n töø 2 - 3 o C. - Moät phaàn baên g ôû vuø ng baéc cöï c vaø nam cöï c seõ tan ra laøm taêng chieà u cao möïc nöôù c bieån. Trang 5 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  7. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm - Laøm thay ñoå i cheá ñoä möa gioù vaø sa maïc hoaù theâm beà maët traùi ñaát. II.2.2-AÛ nh höôû ng ñeá n sinh thaùi : - Söï gia taêng cuûa NOX, ñaë t bieät laø NO2 coù nguy cô laøm gia taêng söï huyû hoaïi lôùp ozon ôû thöôïng taàng khí quyeån. Ñoù laø lôùp khí caàn thieát ñeå loï c tia cöï c tím phaù t xaï töø maët trôøi. - Tia cöï c tím gaây ung thö da vaø gaây ñoä t bieán sinh hoïc . Ñaëc bieä t laø laøm ñoä t bieán sinh ra caù c vi truøng coù khaû naêng laøm laây lan caùc beänh laï daãn ñeán huyû hoaï i söï soáng cuûa moï i sinh vaät treâ n traùi ñaát gioá ng nhö ñieàu kieän hieän nay treân sao hoû a. - Maët khaù c caùc chaá t khí coù tính acid nhö: SO2 , NO 2, bò oxy hoaù taïo thaøn h caùc acid sunfuric, acid Nitric hoaø tan trong möa, trong tuyeát , trong söông muø… laøm huyû hoaï i thaûm thöïc vaä t treâ n maët ñaá t (do möa acid) vaø gaây aên moøn caùc coâng trình kim loaïi. M . HC PK T TP ÑH S ôøng à Trö huo äc ve quyeàn t Baûn Trang 6 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  8. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm CHÖÔNG II CÔ CHEÁ HÌNH THAØNH CAÙ C CHAÁ T ÑOÄC HAÏI VAØ CAÙ C YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG CUÛ A ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG SÖÛ DUÏNG NHIEÂN LIEÄU XAÊNG Döôù i söï taùc ñoäng cuûa quaù trình chaùy trong ñoän g cô ñoá t trong, khí thaû i khoâ ng nhöõng bao goàm vôùi soá löôïng lôùn caù c chaá t nhö: CO2, H2O, N2 …maø coøn mang theo nhöõng chaá t ñoä c haïi khaù c, taù c ñoäng xaáu ñeán söùc khoeû con ngöôøi vaø moâi tröôøng nhö : monoxidecarbon (CO), caù c hydrocarbon chaùy khoâng heát (HC), caù c oxyt nitô (NOx) , caù c hôïp chaá t cuûa chì … I-CÔ CHEÁ HÌNH THAØNH CAÙ C OXIDE NITÔ (NOx) I.1-Cô cheá hình thaøn h caùc oxide nitô (NOx) NOX laø teân goï i chung cuûa caù c oxide nitô goàm coù caù c chaát nhö: NO, NO2, N2O, chuùng ñöôïc hình thaøn h do söï keá t hôïp giöõ a oxi vaø nitô ôû ñieàu kieän nhieä t ñoä cao. I.1.1-Cô cheá hình thaønh monoxide nitô (NO) mM - Trong quaù trình hoaï t ñoä ng cuû a ñoäng cô löôïn g NO sinh ra chieáHCtyû leä lôùn nhaá t trong hoï TP. NOX (90 - 98% toång hôïp NOX). PKT ÑHi S u kieä n heä soá dö löôïng khoâng khí ö øng Söï hình thaønh NO do oxi hoaù nitô trong khoân g ôkhí vôù ñieà xaáp xæ 1, caùc phaûn öù ng chính sau xaûy ra: oäc v eà Tr O+N2eàn thu ûn q uy NO + N (1) BaN+O2 NO + O (2) N+OH NO + H (3) Phaûn öùn g (3) xaûy ra khi hoã n hôï p raát giaøu, NO taïo thaønh trong maø ng löû a vaø trong saûn phaåm chaùy phía sau maøng löaû. m/s Hình II.1 söï phuï thuoäc noàng ñoä NO theo nhieät ñoä Hình II.1 Cho thaáy löôïng NO hình thaøn h phuï thuoäc raát lôùn vaøo nhieä t ñoä. Löôï ng NO sinh ra theo phaûn öùng sau: ≥ 1100OC N2 + O2 2NO (4) Noàng ñoä NO phuï thuoäc vaø o ñieàu kieän nhieä t ñoä cao vaø noàn g ñoä O2 coù trong saûn phaåm chaùy. Trang 7 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  9. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm I.1.2-Cô cheá hình thaø nh dioxide nitô : (NO2) - NO2 laø chaá t khí ñoä c haïi, noù ñöôï c hình thaønh ôû nhieät ñoä thöôøn g khi NO keát hôïp vôù i O2 coù trong khoâ ng khí. 2NO + O 2 2NO2 (5) - NO2 coøn ñöôï c hình thaøn h töø NO vôùi caùc chaát trung gian cuû a saûn vaä t chaùy theo phaû n öùng. NO + HO2 NO2 + OH (6) - Trong ñieàu kieän nhieä t ñoä cao, NO2 taïo thaønh coù theå phaân giaûi theo phaûn öù ng (7). tO NO2 + O NO + O 2 (7) - Trong tröôøn g hôïp NO2 sinh ra trong ngoïn löû a bò laøm maùt ngay bôû i moâ i chaá t coùp nhieä t ñoä thaáp thì phaû n öùn g phaân giaû i (7) bò khoán g cheá nghiaõ laø NO2 tieá p tuï c toàn taïi trong saûn vaät chaùy. Vì vaäy khi ñoäng cô laøm vieä c ôû cheá ñoä khoâng taû i hay taû i thaáp thì noàng ñoä NO2 trong khí thaû i seõ gia taên g. M . HC T TP SPK I.1.3-Cô cheá hình thaø nh protoxide nitô (N2O) - N2O ñöôï c hình thaønh chuû yeáu töø caù c chaát trung g ÑH NH vaø NCO khi chuùng taù c duïng vôù i ôøn gian à Trö NO: uo äc ve NH th uyeàn + NO N2 O + H (8) B aûn q NCO + NO N2O + CO (9) N2O cuõ ng chuû yeáu ñöôï c hình thaønh ôû vuøng oxy hoaù ôû noàng ñoä nguyeân töû H cao, maø hydrogene laø chaát taïo ra söï phaân huyû maïn h protoxide nitô theo phaûn öùng: N2O + H NH + NO (10) N2O +H N2 + OH (11) Vì theá N2O chæ chieám tyû leä raá t thaáp trong khí xaû cuû a ñoäng cô ñoá t trong (khoaûng 3-8 ppm/l) I.2- Caùc yeá u toá aû nh höôû ng ñeá n söï hình thaø nh oxide nitô: I.2.1-Aûn h höôûng cuû a heä soá dö löôï ng khoân g khí : () - Nhieät ñoä chaùy cöïc ñaïi töông öùn g khi =0.9 (hoãn hôï p hôi giaøu). Tuy nhieân luù c naøy noàng ñoä O2 thaáp neân löôï ng NO coù trong khí thaûi khoâng lôù n. - Noàng ñoä NO ñaï t cöïc ñaïi khi  1.1 luù c naøy noà ng ñoä O 2 taêng ñoàng thôøi nhieä t ñoä hoã n hôïp giaûm, caû hai yeáu toá naøy laøm löôï ng NO ñaï t cöïc ñaï i. - Khi  taên g quaù lôùn, luù c naøy ñoä ñaäm ñaë c cuûa hoãn hôïp giaûm , nhieä t ñoä chaùy thaáp neân löôïng NO cuõng giaûm theo  Trang 8 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  10. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm HìnhII.2:Bieán thieân noàng ñoä NO theo heä soá dö löôïng khoân g khí  I.2.2 AÛn h höôûng cuûa heä soá khí soùt : Khí soùt giöõ vai troø laøm baån hoãn hôïp, do ñoù laøm giaûm nhieä t ñoä chaùy daãn ñeán söï giaûm noàng ñoä NOx. Tuy nhieân, khi heä soá khí soù t gia taêng quaù lôù n ñoäng cô seõ laøm vieä c khoâ ng oån ñònh, laøm giaûm tính kinh teá cuû a ñoän g cô vaø taên g noàng ñoä HC. M P. HC T Tn noàng ñoä NO Hình II.3-AÛ nh höôûng cuû a tyû leä khí xaû hoàSPK ñeá i löu ÑH öô g - Theo ñoà thò (Hình II.3) noàng ñoä chaá t oâ nhieãmønNO giaûm maïnh theo söï gia taêng cuû a tyû leä r veà T hoài löu khí xaû cho ñeá n khi tyû leä naøy ñaïhuoäc %. eàn t t 15-20 I.2.3 AÛn h höôûng cuûa goùc ûn qny löûa sôùm . Ba ñaù uh - Khi goù c ñaùnh löûa taêng, thôøi ñieåm chaù y cuûa hoãn hôïp sôùm leân, aùp suaá t cöï c ñaïi gaàn ñieåm cheá t treân hôn. Nhieät ñoä cöï c ñaïi cuõn g taêng vaø thôø i gian toàn taïi khí chaùy cuõng taêng theo: hai yeáu toá naøy khieán NO taên g. - Vì theá , taêng goùc ñaùn h löûa sôùm seõ laøm taêng noàng ñoä NO trong khí xaû cho neân cuøn g moät aùp suaá t cöï c ñaïi khi giaûm goù c ñaùnh löû a sôùm 10 coù theå giaûm noàng ñoä NO töø 20-30% Hình II.4–AÛn h höôûng cuûa goùc ñaùnh löû a sôùm ñeán noàng ñoä NO. I.2.4- Aû nh höôûng cuûa nhieä t ñoä buoà ng chaùy : - Nhieä t ñoä buoà ng chaùy seõ tyû leä thuaä n vôù i löôïng hoãn hôïp ñöôïc ñoát chaùy, vì vaäy khi môû lôùn böôùm ga, hoãn hôïp vaøo ñoäng cô taêng, nhieä t ñoä buoàng chaùy taêng vaø löôïn g NOx taên g ngay caû khi 
  11. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm II- CÔ CHEÁ HÌNH THAØNH CARBON MONOXIDE (CO) II.1-Cô cheá hình thaønh CO - Löôïng CO trong khí xaû ñoän g cô chòu aû nh höôûng chính do tyû leä hoãn hôïp ( ). + Tröôøng hôïp hoã n hôïp giaøu (1) treân lyù thuyeá t khi löôïng dö khoâng khí lôùn thì khí thaû i seõ laø CO2 vaø H2 O. Tuy nhieâ n vôùi (>1) hoãn hôïp ngheøo, khi vaøo buoàng ñoá t seõ khoâ ng ñöôï c hoaø troä n vaø phaân boá ñeàu taïo neân caùc vuøng cuï c boä trong buoà ng ñoá t laøm cho vieäc chaùy khoâng hoaøn toaøn. Töø ñoù sinh ra löôïng CO cao trong khí thaû i. + Trong ñieàu kieä n nhieä t ñoä cao phaûn öùng phaân giaûi saûn phaåm chaùy seõ xaûy ra laøm gia taêng löôïng CO trong khí thaû i. tO cao 2CO2 2CO + O2 M . HC T TP SPK ôøn g ÑH à Trö äc ve thuo q uyeàn Baûn Hình II.5- AÛ nh höôûng cuûa heä soá dö löôïng khoâng khí ñeán noàng ñoä C - Khi ñoäng cô laøm vieäc ôû taûi nhoû, ñieàu kieän chaùy cuû a hoãn hôïp khoâng toá t, taïo ra caùc vuøng chaùy khoâng hoaøn toaøn, daãn ñeán noàng ñoä CO trong khí xaû cao baát chaáp coù söï ñieàu chænh heä soá dö löôïn g khoâng khí quanh giaù trò chaùy hoaøn toaøn . Do vaäy khi oâ toâ hoaït ñoäng trong thaønh phoá thì söï phaùt sinh CO laø ñaùn g quan taâm nhaát vì oâtoâ thöôøn g xuyeâ n laøm vieä c ôû taûi thaáp . II.2- Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï hình thaønh CO: II.2.1- AÛnh höôûng cuû a aùp suaá t naï p: -ÔÛ cuøng soá voøng quay ñoäng cô, goù c ñaùnh löûa sôùm, vaø heä soá khí soù t. Neáu giaûm aù p suaát naïp seõ laøm taêng khaû naêng chaù y khoâng hoaøn toaøn, vì vaäy seõ laøm taên g noàng ñoä CO trong saûn phaåm chaùy. - Söï taêng giaûm aù p suaát naïp luoân xaûy ra. Tuy nhieân , töø söï thay ñoå i aùp suaát naï p daãn ñeá n thay ñoåi aùp suaát cöï c ñaïi cuûa quaù trình chaùy, nhöng aùp suaá t khí trong giai ñoaï n giaõn nôû khoâ ng thay ñoåi nhieàu. Do ñoù noàng ñoä CO treân ñöôøng xaû ít phuï thuoäc vaøo aùp suaá t naï p. Trang 10 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  12. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm II.2.2- AÛ nh höôûng cuûa thaønh phaàn hoãn hôïp : - Noàng ñoä CO trong khí xaû phuï thuoäc raát nhieàu vaøo möù c ñoä ñaäm ñaë c () cuûa hoãn hôïp (=1/ ) M . HC T TP SPK Hình II.6 : quan heä giöõa g ÑH ñoä CO vaø  ôøn noàng à Trö äc ve thuo - Hình II.6 cho thaáy noàng ñoä yeàn taêng raát nhieàu theo ñoä ñaäm ñaëc  vôù i: ûn q uCO  = 0.75  CO = Ba0.5%  =1.2  CO =2.1% II.2.3- AÛ nh höôûng cuûa goùc ñaùnh löû a sôùm : Söï taên g giaûm goùc ñaù nh löû a sôùm ( ) seõ laøm aûnh höôûng ñeán söï hình thaøn h CO trong khí xaû. _Khi goùc ñaùnh löûa sôùm  giaûm, quaù trình chaùy seõ keùo daø i treân ñöôøng giaõn nôû, aùp suaát giaûm taï i ñaây. Ñieà u ñoù laøm cho ñieà u kieän chaùy leân xaáu ñi, laøm taêng khaû naêng chaùy khoân g hoaøn toaøn, do ñoù seõ laøm taêng noàng ñoä CO trong khí xaû. Hình II..7 :Quan heä giöõ a noàng ñoä CO vaø goù c ñaùnh löû a sôùm  Trang 11 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  13. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm II.2.4-AÛnh höôûng cuû a thaønh phaà n nhieâ n lieäu : - Noàng ñoä CO seõ taêng giaûm phuï thuoä c vaøo söï coù maët cuûa löôïng C chöùa trong nhieân lieäu. Goùc quay truï c khuûyu M . HC Hình II. 8 :Quan heä giöõ a caù c loaïi nhieân lieäPKT TP phaùt sinh CO u veà söï ÑH S öôøng - Hình II.8 cho thaáy noàng ñoä CO taêng khi C trong nhieân lieäu taê ng: r veà T h uoäc II.2.5-Aû nh höôû ng cuûa heä soá uyeàn tt : khí soù q B ûn - Khi heä soá khí soù t taêng,anhieä t ñoä chaùy seõ giaûm, laøm giaûm toá c ñoä phaân giaû i CO2 thaøn h CO, do ñoù seõ laøm giaûm noàng ñoä CO trong khí thaû i (CO+ O2 = CO2 ) - Vì vaäy, treân ñoäng cô hieän ñaï i ñöôï c laép theâm heä thoán g löu hoài khí xaû EGR nhaèm khoán g cheá noàng ñoä NOX, ñoàng thôø i laøm giaûm noàng ñoä CO (ôû cheá ñoä taûi thaáp ) tröôùc khi thaûi ra moâ i tröôøng. Goùc quay truï c khuûyu Hình II..9 : Aûnh höôûn g cuûa heä soá khí soù t ñeán noà ng ñoä CO trong buoà ng chaùy . III – CÔ CHEÁ HÌNH THAØNH HYDROCARBON :HC - Treâ n ñoä ng cô HC hình thaø nh chuû yeáu do söï ñoá t chaùy khoâng hoaøn toø an hoãn hôï p trong buoà ng chaùy hoaëc chaùy khoâng heá t Trang 12 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  14. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm III.1 – Cô cheá hình thaøn h hydrocarbon chöa chaù y : - Do söï hình thaønh caù c vuøng daäp taét maø ng löû a, neâ n löûa khoâng lan ñeán ñöôïc hay khi lan ñeán thì nhieä t ñoä giaûm khoâng ñoát ñöôï c hoã n hôïp taïi nhöõng vuøn g ñoù. - Do söï truøng ñieä p cuû a xuù- paùp, seõ coù moâ t löôïng nhieân lieäu vöø a naï p vaøo ñaõ ñöôïc thaûi ra ngoaø i. - Vôù i tyû leä hoãn hôïp khoâng thích hôïp (giaøu hoaë c ngheøo) seõ laøm cho moät phaàn hoãn hôïp khoâng chaùy ñöôïc hoaëc chaùy khoâng hoaø n toaø n bò thaû i ra ngoaøi.  Nhöõng ñieà u kieän treân laøm cho löôï ng HC khoâng chaùy ñöïôc bò thaûi ra ngoaø i trong kyø thaûi. III.2-Cô cheá hình thaø nh HC trong qua trình chaù y: - Noàng ñoä HC taên g nhanh theo ñoä ñaäm ñaë c cuû a hoãn hôïp. Tuy nhieâ n, khi hoãn hôïp coù ñoä ñaäm ñaëc quaù thaáp cuõng laøm taêng HC trong khí thaû i do söï chaùy khoâ ng hoaøn toaøn cuû a ñoä ng cô. III.2.1- Hình thaø nh caùc vuøn g daäp taé t. M . HC ñeá T TP - Vuøng daäp taé t laø nhöõng vuøng coù maøn g löûa khoâng lan PKn ñöôïc (Nhöõng khoâng gian cheá t Ñ S trong buoàng ñoát): khe hôû giöõ a piston, xec-maê ng vôù ig xi-Hlanh, quanh naám vaø ñeá xuù -paùp, giöõa r öôøn càT naép thaân maùy vôùi ñeäm naép maùy. Trongocaùvekhoâ ng gian naøy seõ naïp moâ t löôï ng hoãn hôïp ôû kyø u äc à h naïp, seõ thoatù ra ôû kyø giaûn nôû vaøuthaûn. t n g hoãn hôïp naøy seõ khoâng chaùy hoaê c chaùy khoâng hoaø n aûn q ye i Löôï toaøn tröôù c khi ñöôï c thaûi raBmoâ i tröôøng qua ñöôøng xaû . - Caùc vuøng naøy ñöôc xem laø nguoàn chuû yeá u phaù t sinh HC. Do ñoù ñeå giaûm löôïng HC thaûi ra moâi tröôøng phaû i laøm giaûm caùc khoân g gian cheát trong buoàng ñoá t cuûa ñoäng cô. - Vì vaäy vieäc thieát keá hôïp lyù buoàng chaùy, piston, segment, ñeäm , naép maùy…. seõ laøm giaûm ñaùng keå löôïng HC trong khí thaûi. Trang 13 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  15. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm M . HC PK T TP ÑH S ôøng à Trö huo äc ve quy eàn t Baûn Hình II..10-Caù c nguoàn phaùt sinh HC chuû yeáu . III.2.2-Söï hình thaønh HC ôû maøng daà u boâ i trôn: - Ngoaø i caùc khoâng gian cheát ra, maø ng daàu boâ i trôn baùm vaøo thaønh cylinder cuõ ng laøm phaù t sinh HC ñaùng keå . ÔÛ thôøi kyø naïp, maøng daàu boâ i trôn ñöôï c traùn g leân beà maët cuûa cylinder seõ haáp thuï hôi hydrocarbon baõo hoaø, khi chaùy heá t nhieân lieä u söï giaûi phoù ng hôi nhieân lieä u töø maø ng daà u boâ i trôn vaøo khí chaùy baét ñaàu. Quù a trình naøy tieáp tuï c trong kyø giaõn nôû vaø thaûi, goùp phaàn laøm taên g löôïng HC trong khí thaû i. Ngoaøi ra söï hieâ n ñieä n cuû a muoä i than trong buoàng chaùy cuõng laøm gia taêng söï phaù t sinh HC trong khí thaûi. III.2.3-Caùc yeá u toá aûnh höôû ng ñeá n söï hình thaø nh HC: III. 2.3.1-AÛ nh höôûng cuûa quaù trình chaù y: Söï daä p taét maøng löû a coù aûnh höôû ng raát lôùn ñeá n söï hình thaø nh HC trong quaù trình chaùy, do coù söï daäp taét maøng löû a lan traøn laøm cho quaù trình chaùy dieã n ra khoâ ng hoaøn toaøn. Do vaäy, seõ hình thaønh vaø thaû i ra moâi tröôøng moät löôïng HC raát lôù n. III.2.3.2-AÛnh höôûng cuû a lôùp muoä i than: Muoäi than ñöôï c sinh ra trong buoàng chaùy laø do moä t löôïng daà u boâ i trôn bò chaù y hay löôïng oxide chì coù trong thieân nhieân bò chaùy. Aûn h höôûng cuûa chuùn g ñeá n söï hình thaønh HC trong khí thaûi raá t phöùc taïp.  Neáu caùc khe hôû (khoâng gian cheát) nhoû : lôùp muoä i than seõ khoân g cho hoã n hôïp vaøo caù c khoâng gian naøy nhieàu, seõ laøm giaûm löôïn g HC chaùy khoâng heá t. Trang 14 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  16. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm  Neáu caù c khoâng gian naøy lôùn: lôùp muoä i than seõ laøm giaûm tieát ñieä n loá i ra, daãn ñeán taêng söï daäp taét maøng löû a laøm cho löôïng HC sinh ra gia taên g. III.2.3.3-AÛnh höôûng cuû a quaù trình thaûi : Vaøo thôø i kyø cuoá i cuû a quaù trình thaû i, caû hai xuù-paùp ñeàu môû laøm cho moä t löôï ng hoãn hôï p chöa chaùy vöøa naïp vaøo lieàn thoaùt ra theo ñöôøn g xaû, ñoàng thôøi moâ t löôïn g daàu boâ i trôn cuõng theo ñoù ra ngoaø i. III.2.3.4-AÛnh höôûng cuû a aùp suaá t neùn : Khi taêng giaûm ga ñoä t ngoä t, seõ coù söï taêng giaûm toá c. Ñoái vôùi tröôøng hôïp giaûm toác, löôïng hoãn hôïp vaøo buoàng chaùy ít nhöng ñaäm, daãn ñeá n aùp suaá t neùn thaáp . Hoãn hôïp seõ chaù y khoâ ng kòp laøm phaù t sinh löôïng HC trong buoàng ñoá t lôùn . IV- CÔ CHEÁ HÌNH THAØ NH CHÌ : Chì toàn taï i trong xaê ng döôù i daïng tetraetyl chì Pb(C 2H5) 4 vôùi coâng duïng sau:  Laøm taên g chæ soá octan cuû a xaê ng.  Taïo moät lôùp maøng moûng giöõa beä xuù-paùp vaø xuù-paùp . Töø ñoù giaûm khaû naên g maøi moøn cuû a xuù-paùp. M . HC T TP SPK - Thoân g thöôøng löôïng Pb coù trong xaên g: 0.15÷0,4 g/lít coù khi leân ñeán 0,7÷0,8 g/lít (TCVN:0,15g/lít) ôøn g ÑH à Trö äc e - Löôïng tetraetyl chì naøy khi chaùy trongvbuoàn g ñoá t seõ sinh ra Pb vaø theo khí thaû i ra ngoaø i thuo döôùi daïng haï t nhoû. nq uyeàn BaûPb(C2 H5)4 + 13O2 Pb+CO2 + 10H2 O - Löôïn g chì coù trong xaê ng coøn aûnh höôûng tröï c tieáp ñeán caùc thieát bò khaùc nhö caûm bieán oxy baàu loï c xuù c taùc… - Ñeå khaé c phuï c ñieàu naøy, ngöôøi ta duøn g nhöõ ng chaá t phuï gia choáng kích noå khaù c khoâng coù goác chì ñeå thay theá. V –SÖÏ HÌNH THAØNH CAÙC AXÍT : H 2S03 , H 2S04: - Trong quaù trình chaù y löôïng S02, S03, H20 seõ hình thaøn h nhö sau:  Ñoái vôùi H 20: Phaû n öùng xaûy ra nhö sau:(Ví duï C8H8 ) 2C8H8 +2502 16CO2 +18H2 O Ñoái vôùi SO2,SO3 Löôï ng S coù trong nhieân lieäu khi chaùy seõ sinh ra SO2 , SO3 nhö sau. S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 - Nhö vaäy löôïng H2SO3, H2SO4 seõ ñöôï c hình thaøn h nhö sau: SO2 + H2 O H 2SO3 SO3 + H2 O H 2SO4  Nhöõng axít naøy gaây aên moøn raá t maïnh. VI-MOÄ T SOÁ YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛ NG ÑEÁN NOÀNG ÑOÄ CAÙ C CHAÁ T OÂ NHIEÃM TRONG KHÍ XAÛ ÑOÄNG CÔ ÑOÁ T TRONG: Trang 15 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  17. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm VI.1-Ñoäng cô laøm vieäc vôù i hoãn hôïp ngheøo - Ñoäng cô laøm vieäc vôù i hoãn hôï p ngheøo (heä soá dö löôïn g khí  >1,25) daãn ñeán noàn g ñoä CO2 giaûm noàn g ñoä caùc chaát oâ nhieãm chính CO, HC vaø NOX cuõng ñeàu giaûm, suaát tieâ u hao nhieân lieä u giaûm. Tuy nhieân, öu ñieåm naøy chæ coù ñöôï c trong ñieàu kieän phaûi toå chöùc toát quaù trình chaùy nhö phaân boá hôïp lyù ñoä ñaäm ñaëc cuû a hoãn hôïp trong buoàng chaùy . - Khi gia taêng heä soá dö löôïng khoân g khí hay laøm baån hoãn hôïp baèng khí xaû hoài löu vöôï t quaù giôù i haïn cho pheùp seõ daãn ñeán :  Giaûm toác ñoä chaùy, ñieåm cöï c ñaï i cuû a aùp suaá t seõ leä ch veà phía giai ñoaï n giaõn nôû duø ñaùnh löû a sôùm hôn.  Moment phaùt ra khoâng ñeàu daãn ñeán ñoäng cô laøm vieä c khoâng oå n ñònh.  Thöôøng xuyeân boû löûa.  Gia taêng möù c ñoä phaù t sinh HC.  Gia taêng suaát tieâu hao nhieân lieäu do toá c ñoä chaùy giaûm. VI.2-AÛnh höôû ng cuûa caùc cheá ñoä vaän haønh ñoän g cô xaêng: VI.2.1-Caét nhieâ n lieä u khi giaûm toác : M . HC - Ñeå haïn cheá noàng ñoä HC trong giai ñoaïn ñoäng cô ñoùn g vai P phanh oâ toâ (khi giaûm toác T T troø SPK nhöng vaãn caøi ly hôïp), bieä n phaù p toá t nhaát laø ôøng ÑHcung caáp nhieân lieäu. Tuy nhieân, ñieàu ngöng rö naøy coù theå daã n ñeán ñieàu baát lôïi laø laøm veà T hieän hai ñieåm cöï c ñaïi HC: thôø i ñieåm caé t nhieân äc xuaát huo lieäu vaø thôø i ñieåm caá p nhieân yeàn t laïi xaûy ra ôû ñoäng cô söû duïn g boä cheá hoaø khí. u lieäu trôû q Baûn VI.2.2-Döøng ñoä ng cô khi ñeø n ñoû : - Cheá ñoä döøng ñoä ng cô hôïp lyù khi oâ toâ chaïy trong thaønh phoá coù theå giaûm ñoàng thôø i möùc ñoä phaù t sinh oâ nhieãm vaø suaát tieâ u hao nhieân lieäu. Thöï c nghieäm cho thaáy khi thôø i gian döøng oâtoâ vöôït quaù moä t giaù trò cöïc ñaïi thì neân taé t ñoäng cô. Neáu khoâng xeù t ñeán suaát tieâ u hao nhieân lieäu thì vieä c taét ñoäng cô khoâng ñem laïi lôï i ích gì veà maë t oâ nhieãm trong tröôøng hôïp ñoäng cô coù boä xuùc taù c treâ n ñöôøn g thaûi. Trung bình thôø i gian döøn g cöïc ñaï i laø 50 giaây, khi vöôï t quaù thôøi gian naø y neân taé t ñoä ng cô neáu ñoäng taùc naøy khoâ ng laøm giaûm tuoåi thoï cuû a maùy khôûi ñoäng vaø bình accu. VI.3-AÛnh höôû ng cuûa vieäc giôù i haïn toác ñoä oâtoâ ñeán söï phaù t sinh oâ nhieãm: - Khi oâtoâ hoaï t ñoä ng oå n ñònh, ngöôø i ta thaáy noàng ñoä CO ñaït cöïc tieå u ôû toá c ñoä 80÷90km/h, noàng ñoä HC giaûm daàn ñeán khi toác ñoä ñaït khoaûng 100km/h, sau ñoù taêng leân chaäm coøn noàng ñoä NOx taêng töø töø ñeán khi toác ñoä ñoä ng cô ñaï t 70÷80km/h sau ñoù taêng maïnh, nhaát laø ñoá i vôùi ñoän g cô coù dung tích cylinder lôùn. Caùc keát quaû ño ñaï c treâ n chu trình coù ñieàu kieän thöû gaàn vôùi ñieà u kieän vaän haøn h thöïc teá cho thaá y giôùi haïn toá c ñoä ít gaây aûnh höôûng ñeán möù c ñoä phaù t sinh oâ nhieãm. Khi giaûm maïn h giôù i haïn toác ñoä , noàng ñoä NOx coù theå giaûm ñi vaøi phaàn traêm, nhöng laøm taê ng ñoâ i chuù t CO, HC. Khi taêng toá c, nhôø söï roá i cuû a khoâ ng khí phía sau xe, caùc chaá t oâ nhieãm thaûi ra khoûi oá ng xaû khueá ch taù n nhanh choùng trong khoâng gian, laøm giaûm noàng ñoä cuï c boä cuû a chuùng trong moâi tröôøng. - Treân xa loä Chaâu AÂu , toá c ñoä giôùi haïn laø 130km/h hoaï t ñoäng khi ñaï i boä phaän oâ toâ giaûm toác ñoä töø 119-107km/h ngöôøi ta thaáy noà ng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong baàu khoâ ng khí quanh heïâ thoáng xa loä giaûm ñi ñaùng keå : CO giaûm ñi 12, HC giaûm 1,7,NOX giaûm 10,5. oâtoâ thí Trang 16 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  18. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm nghieäm khaù c ñöôï c thöï c hieä n baèng caùch giaûm toá c ñoä giôùi haïn töø 100km/h xuoá ng 60km/h hoaï t ñoäng treân moät boä phaän xa loä, ngöôø i ta thaáy löôïng NOX giaûm ñi 50 trong 6 thaù ng. VI.4-AÛ nh höôûng cuûa nhieâ n lieä u ñeán möùc ñoä phaù t sinh oâ nhieãm cuûa ñoä ng cô (nhieân lieä u ñoä ng cô xaê ng ) - Vieä c ñieàu chænh ñoän g cô coù aûn h höôûng lôùn ñeá n löôïng oâ nhieãm phaùt sinh vì vieä c ñieàu chænh naøy taùc ñoäng ñeá n cô cheá hình thaønh hay phaân huyû caùc chaát oâ nhieãm tröôùc khi thoaù t ra ngoaø i khí quyeån. - Nhieân lieä u cuõ ng gaây aûnh höôûng ñeán söï phaù t sinh oâ nhieãm. Chuû yeáu laø do tæ leä khoâng khí/nhieân lieäu coù theå bò thay ñoå i do söï thay ñoå i caùc ñaë c tröng hoaù lyù cuû a chuùng khoâng phaû i luùc naøo cuõng ñöôï c buø laïi bôû i söï ñieàu chænh caùc thoâng soá cuû a ñoäng cô. Nhö ñaõ bieá t, ñoä ñaäm ñaëc cuû a hoãn hôïp aûnh höôûng lôùn ñeán möùc ñoä phaù t sinh oâ nhieãm: NOX ñaït cöï c ñaï i trong moâi tröôø ng hôi ngheøo ; CO, HC ñaït cöï c tieåu trong moâ i tröôøng ngheø o. VI.4.1-AÛ nh höôûn g cuûa khoá i löôï ng rieâ ng nhieâ n lieäu : Khoá i löôïng rieâ ng nhieân lieäu coù quan heä chaët cheõ vôùi thaøn h phaàn caù c hydrocarbon taïo thaønh M hoãn hôïp nhieân lieäu thöôøng hay super, ñaëc bieâït laø tæ leä nguyeân töû toång quaù t carbon/hydrogene. . HC Söï gia taê ng khoái löôïng rieâng cuû a nhieân lieäu coù khuynh PKTnTPlaøm ngheøo hoãn hôïp ñoái vôù i höôù g S ñoäng cô duøng boä cheá hoaø khí vaø ngöôï c laïi laøm giaøu g ÑHhôï p ñoái vôùi ñoäng cô phun xaên g. Tuy öôøn hoãn r g àT nhieân, do phaïm vi thay ñoå i khoá i löôïng rieânvenhieân lieäu raá t beù (töø 2,5 ñeán 4%) aû nh höôûng cuû a uoäc m cuû h noù ñeán möù c ñoä phaùt sinh oâ nhieãyeàn ta ñoäng cô khi ñaõ ñieà u saün vôù i moät löôïn g nhieân lòeäu cho qu tröôùc khoâng ñaù ng keå. Baûn VI.4.2- AÛ nh höôûn g cuûa tyû leä HC thôm: - Hieän nay ngöôø i ta coù khuynh höôù ng gia taêng haøm löôï ng caùc chaá t hydrocarbon thôm trong nhieân lieä u ñeå thay theá nhieân lieäu coù chì. - Caù c hydrocarbon thôm coù chæ soá octane nghieân cöùu >100 vaø chæ soá octane ñoä ng cô MON thöôøng lôùn hôn 90. Do ñoù theâm thaønh phaàn HC thôm vaøo trong nhieâ n lieä u laø moä t bieä n phaùp laøm taê ng tính choán g kích noå cuû a nhieân lieäu hieän ñaïi. - Caùc HC thôm coù tyû soá C/H cao hôn do ñoù khoá i löôï ng rieâng lôùn hôn. Do nhieä t löôïng toaû ra ñoái vôùi moät ñôn vò theå tích cao hôn neân nhieät ñoä chaùy cuû a hoãn hôïp taêng laøm taên g NOX. - Möùc ñoä phaù t sinh CO ít bò aûn h höôûng bôûi haøm löôïng hydrocarbon. Tuy nhieân , caùc hydrocarbon thôm coù caáu taïo oån ñònh neâ n coù ñoäng hoï c phaûn öù ng chaùy chaäm hôn.Do ñoù, trong cuøng moä t ñieàu kieä n chaùy,söï phaù t sinh hydrocarbon chöa chaùy cuûa nhieâ n lieäu chöù a nhieà u hydrocarbon thôm seõ cao hôn trong cuøng ñieà u kieän chaùy. VI.4.3-AÛnh höôû ng cuûa tính bay hôi . - Nhöõn g thaønh phaàn quaù naëng (bay hôi ôû nhieä t ñoä lôù n hôn 200-220C) coù aûnh höôû ng ñeán söï phaù t sinh HC chöa chaùy, do söï boá c hôi keùm chaùy khoân g hoaøn toaøn. - Nhöõng thaønh phaàn nheï hôn, caàn thieá t cho vieäc khôû i ñoän g vaø laøm vieä c ôû traïng thaù i nguoä i, ngoaø i ra coøn aûnh höôûn g ñeán toå n thaát do bay hôi. - Chính nhöõng thaønh phaàn deã bay hôi nhaát, ñaëc bieät laø caëp butane –penture. Caëp naøy nheï thöôøng coù nhieàu hôn quy ñònh trong quaù trình loï c daàu, ñöôï c pha vaøo nhieân lieä u ñeá n giôù i haïn toá i ña cho pheù p ñeå taän duï ng chæ soá octane cao cuû a noù (butane coù chæ soá octane nghieân cöù u = 94) nhaèm buø tröø vieä c giaûm haøm löôïng chì. Tính bay hôi cuû a nhieân lieäu khoâ ng gaây aû nh höôûng ñeá n söï phaùt sinh NOx trong khí xaû , chæ soá CO vaø HC gia taêng . VI.4.4-AÛ nh höôûn g cuûa chæ soá octane. Trang 17 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  19. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm Chæ soá octane coù aû nh höôûng ñeán möù c ñoä phaù t sinh oâ nhieãm , ñaëc bieä t khi ñoä ng cô bò kích noå, söï giaûm chæ soá octane daãn ñeán söï gia taêng tính kích noå, do ñoù laøm taêng NOX nhaá t laø khi hoãn hôïp ngheøo. VI.4.5-AÛnh höôû ng cuûa caùc chaá t phuï gia : - Trong nhieân lieäu duø ng cho ñoä ng cô xaêngthì thöôøng ñöôïc pha vaø o nhieàu chaá t phuï gia nhö: chaát phuï gia laøm taêng chæ soá octane, choáng oxi hoaù, laøm saïch beà maët ñöôøng oáng naïp … - Nhöõng chaá t phuï gia chì, duø raèng thaø nh phaàn cuû a noù khoâng ñuû ñeå loaïi tröø heát nhöõng lôùp baùm trong buoà ng chaùy. Söï hieän ñieän cuûa caùc lôùp baùm naøy döôøng nhö khoâng gaây aûn h höôû ng ñeán noàng ñoä CO vaø NOX nhöng laøm taêng HC. - Nhöõn g chaát phuï gia laøm saïch beà maët ñöôøn g oáng naïp cho pheùp giöõ ñöôï c söï ñieàu chænh ban ñaàu vaø söï oån ñònh veà möù c ñoä phaùt sinh CO vaø HC ôû cheá ñoä khoâng taû i. VI.4.6-AÛnh höôû ng cuûa vieäc söû duïng nhaàm nhieân lieä u - Nhaàm nhieâ n lieäu laø vieäc cung caáp khoâng ñuùng nhieân lieäu cho ñoäng cô. Trong thöï c teá thöôø ng dieã n ra söï nhaàm laãn cung caáp nhieân lieäu pha chì cho ñoän g cô coù oán g xaû xuù c taùc M .Chaát chì naøy gaây haï i cho boä xuùc taùc vaø laøm giaûm hieäu quaû cuû a noù daã n ñeán söï gia taêng . HC daàn caù c chaát oâ nhieãm sau oáng xaû. Trong tröôøng hôïp naøy, T TP SPK khi cung caáp xaê ng khoâ ng chì trôû laïi thì tính naêng cuû a boä xuù c taùc khoâng ñaï t ñöôcøng ÑHquaû ban ñaàu. ô hieä u à Trö VI.5-Thoâ ng soá thieát keá. äc ve thuo uyeàn Moái quan taâm haøng ñaàu cuû a vieä c thieát keá ñoäng cô laø phaû i laøm sao ñeå giaûm möùc ñoä phaùt sinh q oâ nhieãm. Baûn - Ñoái vôù i ñoäng cô xaêng, coù 3 chaá t gaây oâ nhieãm ñöôï c ñaëc bieä t quan taâm: NOx, HC vaø CO .Ñeå coù theå laøm giaûm noàng ñoä caù c chaát khí ñoä c haïi naèm trong giôùi haïn cho pheùp, caù c nhaø thieát keá phaû i cheá taïo ñoäng cô sao cho nhöõng thoâng soá veà thieá t keá vaø thoâng soá veà hoaï t ñoän g … phuø hôïp vôù i töøng loaïi ñoäng cô. VI.5.1-Tæ soá giöõa ñieä n tích beà maë t buoàn g ñoá t vaø theå tích cuû a noù . - Moät trong nhöõ ng thoâng soá ñaëc tröng cuû a buoàn g ñoá t laø tæ soá giöõ a ñieän tích beà maët buoàng ñoá t vaø theå tích cuû a noù(F/V). Caøng taêng tæ soá naøy thì soá löôïng hoãn hôï p tieáp xuù c vôùi thaønh buoà ng ñoá t caøng lôùn. Do ñoù söï maá t maùt nhieä t vaøo nöôùc laøm maù t seõ lôùn tính tieá t kieäm vaø toá c ñoä lan traø n maøng löaû giaûm xuoán g daãn ñeán löôïng HC coù trong khí thaûi taêng. Trang 18 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  20. Tröôøng ÑH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn OÂ nhieãm moâi tröôøng Th.S Ñoã Quoá c AÁm Hình II.1- Söï phuï thuoä c cuûa noàng ñoä HC coù trong khí thaû i vaøo tyû soá giöõ a beà maët vaø theå tích M buoàng ñoát.(F/V) . HC PK T TP ÑH S g tæ soá F/V seõ laøm taên g khoaû ng caùch töø bu- - Ngoaøi ra ôû caùc ñieàu kieän khaùc nhö nhau, khi öông taê øn à Tr äc ve i gian ñeå ñoá t chaùy heá t löôïn g hoãn hôïp hoaø khí seõ th o gi ñeá n ñieåm xa nhaát cuû a buoà ng ñoá t. Douñoù thôø uyeàn thaû i. Vì nhöõng nguyeân nhaân naøy seõ taïo ñieàu kieä n thuaä n taê ng laøm taên g löôïng HC coù ûn q khí trong Ba lôï i cho vieä c hình thaøn h muoä i than vaø sinh ra kích noå ôû ñoä ng cô. VI.5.2-Tæ soá neù n . - Nhöõ ng tính toaùn lyù thuyeá t cho thaáy khi taêng tæ soá neùn thì tính kinh teá cuû a ñoän g cô taêng, nhöng ñoàng thôø i cuõng taêng toån thaát cô giôùi. Ngoaø i ra, neáu taêng tæ soá neù n quaù lôùn thì seõ sinh ra hieän töôï ng kích noå ôû ñoäng cô. Vì vaäy vieäc taêng tæ soá neùn chæ coù lôï i trong moä t phaïm vi nhaá t ñònh. - Khi tæ soá neùn taên g nhieät ñoä cuoá i quaù trình chaùy taên g, ñieàu naø y laøm taêng noàn g ñoä NOx coù trong khí thaû i. Ngoaøi ra, taên g tæ soá neù n cuõng laøm cho nhieä t ñoä cuoá i quaù trình thaû i giaûm xuoáng, nhö vaäy seõ laøm taêng löôïn g HC, CO coù trong khí thaû i. - Theo giaùo sö B.Vpeâtôrop nhieä t ñoä cuoá i quaù trình thaûi ñöôïc tính Tr=1450/ + 1092/  + 0,14n - 494K (khi   1 ) Tr=1450/ + 738/  + 0,14n +1336K(khi   1 ) Trang 19 Thö vieän ÑH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược