Hệ thống làm sạch khí thải bị thiếu và hậu quả khi dầu nhiên liệu chứa lưu huỳnh bị cháy trong động cơ diesel?

Làm sạch khí thải  là khía cạnh vô cùng quan trọng trong đời sống ngày nay. Trong thế giới động cơ diesel, việc sử dụng dầu nhiên liệu chứa lưu huỳnh là một thách thức đối với cả hiệu suất động cơ và bảo vệ môi trường. Hãy cùng khám phá điều gì xảy ra khi dầu nhiên liệu có chứa lưu huỳnh bị cháy trong động cơ diesel mà không có hệ thống làm sạch khí thải. 

Làm sạch khí thải đóng vai trò quan trọng

Việc làm sạch khí thải đóng vai trò quan trọng trong trường hợp sử dụng dầu nhiên liệu chứa lưu huỳnh trong động cơ diesel vì nó ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất, động cơ và sức khỏe của môi trường, cụ thể:

Thứ nhất, bảo vệ sức khỏe của động cơ:

Lưu huỳnh trong dầu nhiên liệu khi cháy tạo ra khí thải. Nếu không có hệ thống làm sạch khí thải, các chất này có thể tạo ra một lớp cặn và bám dính trên các bộ phận quan trọng của động cơ (bộ lọc khí và van). Điều này dẫn đến giảm hiệu suất của động cơ, tiêu hao nhiên liệu và giảm tuổi thọ của các linh kiện.

Thứ hai, bảo vệ môi trường:

Không chỉ ảnh hưởng đến động cơ, khói đen và chất độc hại từ việc đốt cháy dầu nhiên liệu chứa lưu huỳnh cũng góp phần vào ô nhiễm không khí. Hệ thống làm sạch khí thải giúp giảm lượng chất độc hại được phát thải vào môi trường, duy trì chất lượng không khí, giảm ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và động vật.

Thứ ba, tuân thủ tiêu chuẩn môi trường:

Trong nhiều khu vực, có các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khí thải động cơ diesel. Hệ thống làm sạch khí thải góp phần quan trọng để đảm bảo các phương tiện động cơ diesel tuân thủ những tiêu chuẩn này, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và xã hội.

Cơ chế đốt cháy nhiên liệu trong động cơ Diesel theo mô tả của Wright (2000) khi không có hệ thống làm sạch khí thải:

Sự phát thải oxit của lưu huỳnh (SOx; SO2 + SO3) là kết quả trực tiếp của hàm lượng lưu huỳnh trong dầu nhiên liệu. Trong quá trình đốt cháy, lưu huỳnh liên kết với nhiên liệu này nhanh chóng bị oxy hóa thành sulfur dioxide (SO2). Một phần nhỏ SO2, khoảng 3-5% có thể bị oxy hóa thêm thành sulfur trioxit (SO3) trong buồng đốt và ống xả.

Lượng thực tế phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất cháy, không khí dư thừa và hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu. Quá trình này được thúc đẩy bởi sự có mặt của các oxit sắt và vanadi đóng vai trò như chất xúc tác. Trong khí thải, phản ứng xảy ra giữa SO3 và hơi nước để tạo thành axit sunfuric (H2SO 4).

Trên 450°C, H2SO4 sẽ gần như bị phân tách hoàn toàn, nhưng khi nhiệt độ giảm, tỷ trọng ngày càng tăng sẽ xuất hiện dưới dạng hơi axit. Khi hơi này nguội đi và tiếp xúc với các bề mặt tương đối mát, nó sẽ ngưng tụ ở điểm sương phổ biến.

Khi dòng khí thải nguội đi sau quá trình xả ra khỏi buồng đốt, phần lớn SO2 bị oxi hóa thành SO3 trong dòng khí thải cũng sẽ được bao gồm trong phần hạt.

Vật chất dạng hạt là một hỗn hợp phức tạp của chủ yếu là muội than, tức là hầu như nguyên tố cacbon, tro dầu nhiên liệu có chứa các kim loại nặng như vanadi và niken, sunfat và nước liên kết, nitrat, cacbonat và nhiều thành phần hydrocacbon không hoặc bị đốt cháy một phần.

Tóm lại, một tỷ lệ SO3 được tạo thành trong quá trình làm lạnh khí thải sẽ phản ứng với một số hơi nước tồn tại dưới dạng axit sunfuric và sau đó sẽ hấp thụ hơi nước. Phần còn lại sẽ trải qua quá trình oxy hóa pha khí và ngưng tụ dưới dạng các giọt vi mô nhỏ hoặc sẽ oxy hóa thành các phần tử được hình thành trong quá trình đốt cháy (gọi chung là sulphat).

SO2   + ½ O2 <> SO3

Lưu ý: chỉ 3-5% oxit lưu huỳnh là lưu huỳnh trioxit

SO3 + H2O <> H2SO4 (axit sunfuric)

Tiêu chuẩn làm sạch khí thải: Sơ đồ hạt trong khí thải động cơ tàu thủy.
Tiêu chuẩn làm sạch khí thải: Sơ đồ hạt trong khí thải động cơ tàu thủy.
Hiệu suất làm sạch khí thải: Tóm tắt lượng khí thải điển hình từ động cơ diesel 2 thì tốc độ chậm
Hiệu suất làm sạch khí thải: Tóm tắt lượng khí thải điển hình từ động cơ diesel 2 thì tốc độ chậm

Việc duy trì và cải thiện hệ thống làm sạch khí thải không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe của động cơ mà còn đóng góp tích cực vào nỗ lực bảo vệ môi trường, là bước tiến quan trọng hướng tới một tương lai bền vững và xanh sạch hơn.

0901.856.888