3 công nghệ xử lý khí phát thải từ động cơ

Khí thải từ các phương tiện giao thông như động cơ ô tô, xe khách, tàu thuyền là nguồn phát sinh nhiều khí thải gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng. Việc tuân thủ tiêu chuẩn khí thải đối với CO, HC, NO và dạng hạt vật chất như bụi mịn phát sinh từ các động cơ đốt trong.

Mặc dù trong thời gian qua vì ảnh hưởng dịch Covid-19 đã được giảm bớt, nhưng những tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt hay nhờ kỹ thuật xử lý khí thải cải tiến, các đô thị thường xuyên xuất hiện giá trị ô nhiễm vượt mức cho phép.

Công nghệ lọc hạt trong xử lý khí thải động cơ

Các chất dạng hạt mịn từ quá trình đốt cháy động cơ là chất gây ung thư và đặc biệt nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe con người. Vì thế bộ lọc hạt cho phép giảm hạt mịn từ khí thải động cơ rất hiệu quả và an toàn. Bộ lọc này thường sử dụng cho động cơ diesel hoặc động cơ xăng phun dưới dạng bộ lọc hạt xăng (GPF). Đặc trưng của bộ lọc hạt gồm:

• Hiệu quả lọc mạnh mẽ để tách các hạt cực mịn ra khỏi khí thải.
• Yêu cầu áp suất trở lại thấp ở trạng thái không tải.
• Khả năng chịu nhiệt cao.

Vì các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt, các thiết bị phương tiện tiết kiệm năng lượng nên bộ lọc hạt phải ngày càng phát triển trong tương lai. Theo đó, các nhà khoa học sẽ tập trung giảm áp suất ngược và cải thiện hiệu suất tách của bộ lọc hoặc kết hợp lọc hạt với chất xúc tác.

Để bộ lọc hạt hoạt động hiệu quả cần dựa vào các yêu cầu cụ thể như áp suất ngược, hiệu suất tách, lắng tro, cường độ, đặc tính nhiệt lý, thành phần hóa học và các tính chất vi mô. Trong thời gian qua, các nhà khoa học ngày càng khắc khe hơn trong việc lựa chọn quy trình, lựa chọn nguyên liệu đến xử lý nhiệt.

Công nghệ xử lý khí thải động cơ tuần hoàn (EGR)

Đây là công nghệ được đánh giá có tiềm năng lớn để giảm phát thải khí NOx từ động cơ diesel. Có 2 loại EGR khác nhau, gồm:

• EGR áp suất cao: là quá trình tái tuần hoàn khí thải giữa hai điểm áp suất cao, ống xả và ống đầu vào.
• EGR áp suất thấp: là quá trình tái tuần hoàn khí thải giữa 2 điểm áp suất thấp, ống đuôi của hệ thống xả và đầu vào của bộ tăng áp.

Khi một phần khí thải quay trở lại khí nạp, hàm lượng oxy giảm và nhiệt độ tăng lên khiến nhiệt đốt cháy thấp hơn và giảm lượng nito monoxit hơn. Tuy nhiên khi giảm hàm lượng oxy làm tăng lượng PM. Do đó phải kiểm soát tỷ lệ EGR trong quá trình vận hành động cơ.

Sự chênh lệch áp suất trên hệ thống EGR bị hạn chế và đạt được tốc độ dòng là thách thức lớn. Và sự chênh lệch áp suất làm thay đổi hiệu suất của bộ tăng áp hoặc đưa vào nhiều hệ thống phụ khác. Đối với EGR áp suất cao tuần hoàn lại khí thải chưa được lọc gây nhiễm bẩn động cơ và dầu bôi trơn. Còn EGR thấp tuần hoàn lại khí thải không chứa chất dạng hạt từ hạ lưu của bộ lọc PM.

Xử lý khí thải động cơ bằng bộ lọc xúc tác

Bộ chuyển đổi xúc tác được sử dụng trong các động cơ để giảm lượng khí thải cacbon monoxide, hydrocacbon và nito oxit. Đa phần những chất này đặc biệt rất nguy hiểm với sức khỏe con người và môi trường do tính độc hại của nó.

Và việc xử lý khí thải bằng bộ chuyển đổi xúc tác giúp phân tích đặc tính và loại bỏ nhiều thành phần khí thải độc hại. Và trong số các giải pháp này thì quá trình oxy hóa diesel và bộ chuyển xúc tác DeNOx và bộ lọc hạt chức năng có hiệu quả xử lý cao.

Các chất hỗ trợ xúc tác có giai đoạn lọc, độ xốp cao và cấu trúc khác nhau. Và việc ứng dụng giải pháp này ảnh hưởng bởi khả năng phản ứng, áp suất ngược. Thiết kế của hệ thống này giúp kiểm tra, phân tích và tối ưu hóa bộ chuyển đổi xúc tác và bộc lọc hạt. Tốc độ chuyển đổi xúc tác oxy hóa và SCR hoạt động trong môi trường tĩnh/động. Những phân tích của hệ thống phụ thuộc vào nhiệt độ, thành phần khí thải (CO, CO2, NOx, O2, HC, H2O, NH3, SOx) và lưu lượng thể tích.

Công ty môi trường Hợp Nhất, chân thành cảm ơn bạn đọc đã theo dõi bài chia sẻ này!