BO GIAO DUC VA DAO TAO TROGNG PAI HOC BACH KHOA HA NOL LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ô NHIEM MOI TROONG DO PHAT THAI CUA CAC PHOONG TIEN GIAO THONG CO GIGI DIGNG BỘ VÀ CAC BIEN PHAP KIỂM SOÁT NGANH: DONG CG DOT TRONG ME SỐ: 04-05 CỦ THỊ TAM Ng- di h- ống dẫn khoa học: PGS. PHẠM MINH TUẤN HA NOT 2005 MUC LUC Trang L Trang Mục lục 2 Lời nói đầu 3 Ch- ơng | Tổng quan 6 1.1 Giới thiệu chung 6 1,2 Khái niệm về phản ứng cháy 8 1.3 'Tác dộng t- ơng hỗ giữa khí thải và môi tr- ðng 32 1.4 Hiện I- ợng ô nhiễm và chống ô nhiễm môi tr-ững 29 Ch- ơng 2 Kiểm soát khí thải độc hại đối với xe mới 36 2.1 Các chu trình thử nghiệm 37 2.2 Ph- ơng pháp lấy mẫu và xác định các thành phần độc hại 44 2.3 'Tiêu chuẩn giới hạn độc hại 47 2.4 Một số kết quả thử nghiệm ö t6 Ford Laser L8 tại phòng tư | _ nghiệm động cơ AVL Ch- ơng 3 Kiểm soát độc hại đối với xe đang I- u hành 64 3,1 Thực trạng ph- ơng tiện xo cơ giới tại Việt Nam 64 3.2 Kiểm tra định kỳ tại các Trung tâm đăng kiểm ph- ơng tiện 65 giao thong co gidi d- dng bd IIA Noi 3.3 Tiêu chuẩn khí thải dối với xe dang ]-u hành 65 3.4 Khảo sắt mức phát thái của ô tô tai TT dang kiển Hà Nội 67 Ch-ơng 4 Các biện pháp kỹ thuật làm giảm mức độ gâyê nhiễm 15 liên quan đến động cơ đốt trong 4.2 Động cơ đi ê den 97 Kết luận và kiến nghị 109 "Tài liệu tham khảo 111 Hạc viên: CÀI" hị Tam - Cao hoa 2OO9 - 5Ô môn C/9 - Hạc viện. Frồng không -Kréng quan LOINOLDAU "Trong lịch sử phát triển của loài ng- ời trên trái đất, con ng- di luén phai đối đầu với sự khủng hoảng sinh thái. Chúng ta cảng ngày càng thấy rõ sự ô nhiễm môi tr- ờng đo công nghiệp phát triển, do sự bùng nể dân số ở các n- ớc chậm tiến và đang phát triển, do con ng-ời ch-a tuân thủ luật lệ về môi tr- ờng, đã phá vỡ quy luật tự nhiên về phát triển sinh thái, đã và đang dẫn đến những thiệt hại to lớn về vật chất dối với nền kinh tế quốc cân.
giảm tuổi thọ, tăng bệnh tật. Vì vậy, khoa học môi tr-ờng đã và đang trở thành vấn đề có Lm quan trọng đặc biệt và lã vấn để bức xúc mà cơn ng- ði cần phải nấm bắt đ- ợc, phải tôn trong né dé dam bao chất l- ợng cuộc sống. Bảo vệ môi tr- ðng là mục tiêu phấn đấu của toàn nhân loại. Ô nhiễm môi tr-ồng có nhiều nguồn khác nhau, ô nhiễm môi tr dng không khí.
có hai nguồn cơ bản: Ô nhiễm thiên nhiên - nguồn ô nhiễm thiên nhiên do các hiện t-ợng thiên nhiên gây ra nh- đất sa mạc, đất trồng trọt bị m- a giố bào mồn đem vào khí quyến: bụi đất, đá. thực vật, vv. Các núi lửa phun ra nhiều bụi nham thạch và nhiễu hơi khí vào khí quyển. lổng |- ong chất ô nhiễm đo nguồn thiên nhiên gây ra th- ờng rất lớn nh-ng có đặc điểm là đ- ợc phản bố †- ơng đối dêu trên toàn thế giới, nỗng dộ các chất ô nhiễm không tập trung ở một địa điểm nhất định, con ng- ời, động thực vật đã từ lâu làm quen với nồng độ ô nhiễm của các chất đó.
Hạc viên: CÀI" hị Tam - Cao hoa 2OO9 - 5Ô môn C/9 - Hạc viện. Frồng không -Kréng quan theo khả năng thực tế. Théng th- dng cdc hat chy don lé dé hon. Khi chdy tap trung đông sẽ nhanh hơn hai lần [11].
Các nghiên cứu cho thấy tốc độ cháy của các hại trong lập hợp có thể tăng nếu các hại cách xa nhau tạo thành ngọn lửa dài chứ không phải ngọn lửa tròn xung quanh mỗi hạt, vì có hiện t- ợng đối l-u gây tăng c-ờng bốc hơi. Khi cháy nhiên liệu (hoà kh?) sẽ chuyển năng ]- ợng hoá học thành nhiệt năng sinh công. Các phản ứng cháy chính xảy ra rất nhanh đến nỗi nhiều phần ứng vẫn côn tiếp tục sau khi màng lửa đi qua, Một sổ phản ứng phụ xảy ra quá chậm, không đạt đ- go trạng thái cân bằng sau khi màng lứa đã đi qua, chính các nhân ứng này sẽ tạo ra các chất độc hại trong khí xả.1 Sản phẩm cháy Sân phẩm cuối cùng của quá trình cháy gợi là sản phẩm cháy bao gồm các chất sau: CO, HO, Hạ, CO, Oz(d-), C - H - Ở (andêhit). C Hạ (cacbua hydrð), NÓ,, các chất thải dạng hạt (Particnlale Matter viết tất là P-M) các hợp chất chứa chì Pb (dối với động cơ dùng xăng pha chì) và các hợp chất chứa I-u huỳnh.
Trong số này chỉ có một số thành phần có tính độc hại đối với xuôi Ir ồng và sức khoế của øon ng- ði nên đ- ge gọi là thành phần độc hại. Đồ là tác nhân gây ö nhiễm không khí. Năm 1967 Cộng déng chung Chau Au định nghĩa: [IKháng khí gọi là ô nhiễm khi thành nhân của nó bị thay đổi hay khí có sự hiện diện của những chất lạ gáy ra những tác hại mà khoa học chứng mình d~ợc, hơy gây ra sự khó chịu đối với con người |. Tai thời điểm đó sự nhận biết chí đơn thuần là gây ra sự khó chịu đối với con nạ- ði nh- mùi hôi, màu sắc.
Đến nay, ng-ời ta dã xác định d- gc các chất ô nhiễm trong không khí mà phần lớn những chất đó có mạt trong khí xã của động cơ đốt trong. Để dâm bảo cuộc sống con ng- ði cần phải cớ không khí hít thở. Cuộc sống không thể tồn tại nếu thiếu không khí trong vài phút. lo đó nhu cầu về Hạc viên: CÀI" hị Tam - Cao hoa 2OO9 - 5Ô môn C/9 - Hạc viện.
Frồng không -Kréng quan Ô nhiễm do hoạt động của con ng- di cdn goi 14 6 nhiễm nhân tao: 6 nhiém do sẵn xuất công nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt. "Trong giao thông vận tải có ô tô, xe máy, máy bay, tầu hoả và các loại khác trong đồ ð tô và xe máy là ph- ơng tiện cơ giới đ-ờng bộ chính. Các ph- ơng tiện cơ giới d- dng bộ là một trong những nguồn ô nhiễm chủ yếu. Hiện nay, phần lớn ô tô, xe máy tập trung ở các đô thị lớn nh- Hà Nội (12%), "Tp Hồ Chí Minh (30%) gây ra 6 nhiễm môi tr- ðng nặng nẻ.
‘lai day, nỗng dộ các chất dộc hại tại một số nút giao thông gần khu dân œ- vào giờ cao diém dã đạt giới hạn cho phép. Vì vậy, việc nghiên cứu để hạn chế ô nhiễm do khí phát thai của các ph- ơng tiện cơ giới là một yêu cầu cấp bách. Xuất phái từ inh hình trên và theo sự gợi ý của PGS. Phạm Minh Tuấn - Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa Cơ khí - Tr- ong đại học Bách khoa Hà Nội - tôi quyết định chon để tài: “Ô nhiễm môi tr- Ong do phat thai cla cdc ph- ong tién cơ giới đ- ờng bộ và các biện pháp kiểm soát”, 3 tài dựa trên cơ sở khoa học là: - Lí thuyết phát sinh ô nhiễm của động cơ.
- Tính thực tiễn của vấn dễ kiểm soát khí thải động cơ ở Việt Nam. Đề lài này nhằm mục đích: - Nhận thức tổng hợp về vấn đề ô nhiễm môi tr- ờng. - Để xuất các biện phần giảm ö nhiễm của ph- ơng tiện cơ giới đ- ðng bộ - Thí nghiệm trên một số đối 1- ợng cụ thể, Để đạt đ- ợc các mục đích nêu trên, luận văn đã đ- ợc thực hiện qua 4 ch- ơng sau: Ch-ơng l: Tổng quan. Ch- ơng 2: Kiểm soát độc hại đối với xe mới, Ch- ứng 3: Kiểm soát độc hại đối với xe dang lu hành Hạc viên: CÀI" hị Tam - Cao hoa 2OO9 - 5Ô môn C/9 - Hạc viện.
Frồng không -Kréng quan khoan những giếng, nếu trúng lớp dầu lỏng, dầu có thể tự phun lên. Khi áp suất lớp khí giảm, ng-ời ta đùng bơi húi đầu lên, hoặc ben n- ớc xuống để tang 4p suất dầu lên. Dầu mỗ là những hỗn hợp phức tạp của hàng trăm hyđrô các bon khác nhau, thuộc 3 loại chính: ankan, xicloankan và a ren. Anken (hay olelïn) là những hyđrô các bón mạch hở cớ một mối nối đôi trang phân tủ.
Công thức chung Call» (n> 2). Cacbua hyđrô thơm - C;H2ss (còn gọi là a ren n > 6). Dic tr-ng cho cacbua hydr6 thom 1A ben zen Cs [ls va đồng đẳng nh- metynbenzen (hay 16 lu en) Cell, Clb, Ngoai hyđrô cac bọn, trong dầu mỗ cồn có những |- gng rất nhỏ các hợp chất hữu cơ: ô xy. nitơ và lu huỳnh.
Dầu thô mới lấy ở mỗ lên đ- ợc chế biến vật lí (ch- ng phân đoạn) trong các nhà máy lọc dầu, sau đó một phần đ- ợc chế biến hoá học tại các nhà máy hoá dầu để nâng cao hiệu quả sử dụng. Dầu mỏ và các sản phẩm chế biến từ dầu mổ có thể làm ô nhiễm môi tr-ờng (n- ớc, không khí và đất). Vì vậy ở những nơi khai thác và chế biến dầu, cũng nh- trong quá trình vận chuyển, tầng trữ và sử dụng déu md ng- ời la rất quan tâm đến các biện pháp bảo vệ môi Ir- ðng. Xăng tli- ðng đ- ợc ch- ng cất có chứa 85% C&15%.
II, chú yếu cổ các phân 1ử ankan (paralin), xicloankan và ¡zô ôctan mạch vòng (các bua hyđrô thơm). L-ợng nguyên tử € < 12. Nhiên liệu đi ẽ den có tỷ trọng lớn hơn xăng, 86% C, 13% H va 1% Oz Hạc viên: CÀI" hị Tam - Cao hoa 2OO9 - 5Ô môn C/9 - Hạc viện. Frồng không -Kréng quan là thành phần ch- ng cất thu đ- ợc sau xăng.
Ngày nay nø- òi ta cồn trộn thêm. sản phim cracking nữa (nh- anken không nơ Ca Ha). L- ợng nguyên tử C<30.2 Khái niệm về phản ứng cháy: Các nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong déu d- ye dét chdy @ xy hod) dé igo nang I ợng sinh công. Nhiên liệu trong động cơ đốt trong cháy tại áp suất và nhiệt độ rất cao.
Quá trình cháy là quá trình chính xây ra trong xi lanh động cơ đối trong, trong đó nhiên liệu hoặc hoà khí đ- ợc đ-a vào xy lanh sẽ bốc chẩy bằng cách tự cháy hoặc cháy c- ðng bức phụ thuộc loại động cơ đốt trong. Phản ứng cháy là phản ứng ô xy hoá các chất (nhiên liệu) tạo ngọn lửa , tao nhiệt và tao sản phẩm cháy.