Luận án Nghiên cứu giảm phát thải độc hại cho động cơ diesel xe tải nhẹ đang lưu hành

 i 
LỜI CAM ĐOAN 
 Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả nêu 
trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào 
khác. 
 Hà Nội, tháng 9 năm 2020 
 Tập thể giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh 
 GS.TS Phạm Minh Tuấn PGS.TS Trần Quang Vinh Nguyễn Mạnh Dũng 
 ii 
LỜI CẢM ƠN 
Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Phòng Đào tạo, 
Viện Cơ khí động lực, Bộ môn Động cơ đốt trong giúp đỡ tôi thực hiện luận án trong 
thời gian học tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Phạm Minh Tuấn và PGS.TS Trần Quang 
Vinh đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình, chu đáo về mặt chuyên môn để tôi có thể thực 
hiện và hoàn thành luận án. 
Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Ban chủ 
nhiệm, các thầy cô trong Khoa Công nghệ Ôtô đã tạo điều kiện và động viên tôi trong 
suốt quá trình nghiên cứu học tập. 
Trong thời gian học tập, tôi đã có giai đoạn bị bệnh phải đi điều trị mất thời gian 
khá dài, trong thời gian này tôi đã được sự động viên rất lớn từ gia đình và những 
người thân. Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những 
người đã động viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và 
thực hiện công trình này. 
 Nghiên cứu sinh 
 Nguyễn Mạnh Dũng 
 iii 
MỤC LỤC 
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ ii 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ...................................................... vii 
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... ix 
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .......................................................................... x 
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1 
i. Xuất xứ đề tài ...................................................................................................................... 1 
ii. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................ 2 
iii. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................................ 2 
iv. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 2 
v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................................. 3 
vi. Bố cục của luận án .............................................................................................................. 3 
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ................................................................................... 5 
1.1. Hiện trạng chất lượng không khí ...................................................................................... 5 
1.1.1. Tiêu chí đánh giá chất lượng môi trường không khí ........................................................................... 5 
1.1.2. Hiện trạng chất lượng không khí ......................................................................................................... 6 
1.2. Tổng quan sự phát triển các phương tiện giao thông ở Việt Nam ................................... 10 
1.2.1. Sự phát triển các phương tiện giao thông ở Việt Nam ..................................................................... 10 
1.2.2. Tiêu chuẩn phát thải từ động cơ diesel .............................................................................................. 12 
1.2. Tình hình nghiên cứu giảm phát thải độc hại cho động cơ diesel trên thế giới và Việt Nam
 16 
1.2.1. Giảm phát thải NOx .......................................................................................................................... 18 
1.2.2. Giảm phát thải hạt CO, HC và PM .................................................................................................... 20 
1.2.3. Bộ lọc hạt (DPF) ............................................................................................................................... 22 
1.3. Tổng hợp nghiên cứu giảm phát thải cho xe tải nhẹ sử dụng động cơ diesel trên thế giới 
và Việt Nam .......................................................................................................................... 24 
1.3.1. ghiên cứu giảm phát thải cho động cơ diesel trên thế giới ............................................. 24 
1.3.2. ghiên cứu giảm phát thải cho động cơ diesel ở Việt am .............................................. 29 
1.3.3. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................................... 30 
1.3.4. Cách tiếp cận vấn đề của đề tài ......................................................................................................... 31 
1.4. Kết luận chương 1 .......................................................................................................... 32 
 iv 
CHƯƠNG 2. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ 
THẢI CỦA ĐỘNG CƠ VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG BỘ 
XỬ LÝ KHÍ THẢI ............................................................................................... 33 
2.1. Sự hình thành các chất độc hại trong khí thải động cơ .................................................. 33 
2.1.1. Mônôxit cácbon (CO) .................................................................................................................... 33 
2.1.2. Hyđrô cácbon (HC) ........................................................................................................................ 33 
2.1.3. Ôxit nitơ ( Ox) .............................................................................................................................. 34 
2.1.4. Phát thải dạng hạt (PM) .................................................................................................................. 34 
2.2. Cơ sở l th ết t nh toán ch tr nh c ng tác của động cơ trên ph n ề AV - Boost . 36 
2.2.1. Giới thiệu chung ............................................................................................................................. 36 
2.2.2. Các phương trình cơ bản ................................................................................................................ 36 
2.2.3. Các mô hình điều kiện biên ............................................................................................................ 39 
2.2.3.1. Mô hình trao đổi nhiệt .................................................................................................................... 39 
2.2.3.2. Mô hình nạp thải ............................................................................................................................ 42 
2.2.3.3. Mô hình cháy AVL-MCC ............................................................................................ 43 
2.3. Cơ sở lý thuyết mô phỏng quá trình hình thành phát thải của động cơ diesel ................ 47 
2.3.1. Mô phỏng quá trình hình thành NOx ............................................................................................. 47 
2.3.2. Mô phỏng quá trình hình thành CO................................................................................................ 48 
2.3.3. Mô phỏng quá trình hình thành soot .............................................................................................. 48 
2.4. Cơ sở lý thuyết mô phỏng giải pháp xử lý phát thải cho động cơ diesel ......................... 50 
2.4.1. Mô phỏng bộ xử lý xúc tác SCR .................................................................................................... 50 
2.4.2. Mô phỏng bộ xúc tác ô xy hóa DOC .............................................................................................. 53 
2.4.3. Mô phỏng bộ lọc chất thải hạt DPF ................................................................................................ 54 
Kết luận chương 2 ................................................................................................................. 60 
CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ XÚC TÁC DOC, DPF 
VÀ SCR TRÊN ĐỘNG CƠ DIESE XE TẢI NHẸ ............................................ 61 
3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng động cơ D4BB .................................................................. 61 
3.1.1. Thông số kỹ thuật cơ bản xây dựng mô hình mô phỏng trên AVL - Boost ...................................... 61 
3.1.2. Mô hình mô phỏng động cơ D4BB ................................................................................................... 62 
3.1.3. Đánh giá độ chính xác của mô hình .................................................................................................. 63 
3.1.4. Xây dựng mô hình xử lý khí thải DOC-DPF-SCR ............................................................................ 66 
3.1.5. Kết quả mô phỏng phát thải của động cơ khi sử dụng DOC, DPF và SCR ...................................... 70 
3.2. Thiết kế tổng thể bộ xúc tác DOC, DPF và SCR trên động cơ D4BB ............................. 77 
3.2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống xử lý khí thải ............................................................................... 77 
3.2.2. Xác định vị trí và phương pháp lắp đặt hệ thống xử lý khí thải .................... 78 
 v 
3.3. Thiết kế chế tạo bộ xúc tác DOC, DPF và SCR .............................................................. 79 
3.3.1. Thiết kế, chế tạo vỏ bọc cho bộ xử lý xúc tác ................................................................................... 79 
3.3.2. Tính toán, thiết kế hệ thống phun urê ................................................................................................ 83 
3.4 Kết luận chương 3 ........................................................................................................... 93 
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM BỘ XÚC TÁC DOC, DPF VÀ SCR 
DÙNG CHO ĐỘNG CƠ DIESE XE TẢI NHẸ D4BB ...................................... 95 
4.1. Mục đ ch thử nghiệm ...................................................................................................... 95 
4.2. Thiết bị thử nghiệm ........................................................................................................ 95 
4.2.1. Băng thử động lực học ...................................................................................................................... 96 
4.2.2. Thiết bị phân tích khí thải FTIR ...................................................................................................... 100 
4.2.3. Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL 451S ................................................................................. 101 
4.2.4. Động cơ thử nghiệm ........................................................................................................................ 102 
4.3. Điều kiện thử nghiệm.................................................................................................... 102 
4.4. Bố tr , phương pháp và chương tr nh thử nghiệm ........................................................ 103 
4.4.1. Bố trí lắp đặt và hiệu chỉnh động cơ trên băng thử ......................................................................... 103 
4.4.2. Phương pháp và chương trình thử nghiệm ...................................................................................... 103 
4.5. Kết quả thử nghiệm và thảo luận .................................................................................. 104 
4.5.1. Đặc tính vòi phun urê ...................................................................................................................... 104 
4.5.2. Đặc tính nhiệt độ khí thải khi đi qua các bộ xử lý khí thải .............................................................. 105 
4.5.3. Ảnh hưởng lượng phun urê đến phát thải NOx ................................................................................ 106 
4.5.4. Đánh giá tính năng kinh tế và kỹ thuật của động cơ trước và sau khi lắp các bộ xử lý khí thải ...... 108 
4.5.5. Đánh giá chất lượng phát thải của động cơ khi lắp các bộ xử lý khí thải ........................................ 109 
4.6. Đánh giá kết quả mô phỏng và thực nghiệm khi áp dụng các giải pháp xử lý khí thải .. 114 
4.7. Kết luận chương 4 ........................................................................................................ 115 
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .......................................................... 116 
Kết luận ............................................................................................................................... 116 
Hướng phát triển ................................................................................................................. 116 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................ 118 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 119 
PHỤ LỤC LUẬN ÁN.......................................................................................... PL1 
PL.1. Trích bản tóm tắt kết quả mô phỏng tại tốc độ 2200 vòng/phút, toàn tải .................... PL1 
PL.2 Thông số của thiết bị thử nghiệm ................................................................................. PL6 
 vi 
PL.3 Kết quả thử nghiệ theo đường đặc tính ngoài ......................................................... PL11 
PL.4 Kết quả thử nghiệ theo đường đặc tính tải .............................................................. PL13 
 vii 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU 
Ký hiệu Diễn giải Đơn vị 
AQI 
Air Quality Index- Chỉ số đánh giá chất lượng không 
khí 
- 
CO Mônôxit cácbon - 
HC Hyđrô cácbon - 
PM Phát thải hạt - 
NOx Ôxít nitơ - 
SOx Ôxít lưu huỳnh - 
EMBARQ Viện tài nguyên thế giới Mỹ - 
DOC Diesel Oxidation Catalyst (bộ xúc tác ôxy hóa) - 
EGR 
Exhaust Gas Recirculation (hệ thống luân hồi khí thải) 
- 
DPF Diesel Particulate Filter (bộ lọc phát thải hạt) - 
VOCs 
Volatile Organic Compounds (hàm lượng hỗn hợp các 
chất hữu cơ độc hại bay lên trong không khí) 
- 
HSU Hartridge Smoke Unit 
PM10 Phát thải hạt có kích thước nhỏ hơn 10 µm - 
TSP Tổng lượng bụi lơ lửng trong không khí - 
TCCP Tiêu chuẩn cho phép - 
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam - 
PM-cat Bộ lọc phát thải hạt (dạng lọc bề mặt) - 
SCR Selective Catalyst Reduction (bộ xúc tác khử NOx) - 
CRT Continuous Regeneration Trap (bộ lọc tái sinh liên tục) - 
SMF 
Sintered Metal Filter (bộ lọc phát thải hạt có trang bị sợi 
đốt) 
- 
LNT Lean NOx Trap (bộ xúc tác hấp thụ NOx) - 
Soot Bồ hóng - 
 Hệ số dư lượng không khí - 
HAP Hyđrô cácbon thơm mạch vòng - 
SV Space Velocity (tốc độ không gian) m/s 
SCRT Hệ thống xử lý khí thải tổng hợp gồm CRT và SCR - 
 viii 
AVL-Boost Phần mềm mô p ... ----- 
 AVL - B O O S T 
 Version : v2013.2.0.0.0 
 Build: Nov 11 2013 16:58:06 
 System: ia32-unknown-winnt_i11 
 -------------------------------- 
LICENSE 
------- 
 Boost Main 2013.0@ Permanent license 
PROJECT 
------- 
 Preprocessor Version : 2013.2 
 Calculation date : 18.03.2020 
 File : D4BB_diesel1.bst 
 Case Set : Case Set 
 Case : Case 
 Project ID: "" 
 Run ID: "" 
 Model date: "7. Mar 2011 13:33:22" 
ELEMENTS 
-------- 
 Element Name Number 
 PIPE 23 
 SYSTEMBOUNDARY 2 
 PLENUM 2 
 CYLINDER 4 
 RESTRICTION 9 
 MEASURINGPOINT 8 
 AIRCLEANER 1 
 JUNCTION 3 
 ENGINE 1 
 PIPE_END 48 
 ASSEMBLED 1 
 ALL_PIPES 24 
 ALL_PLENUMS 4 
 ALL_BOUNDARIES 2 
 RESTRICTIONS 9 
 ALL_PIDS 1 
 PL2 
 PIPE_VAR_WALL_TEMP 24 
GLOBAL DATA 
----------- 
 Engine Speed : 2000.0 rpm 
 Calculationmode: BOOST Single 
 Cycle Duration: 720.00 degrees 
 Max. calc. period: 14400.00 degrees 
 Cycles calculated: 60 cycles 
 Calc. time steps: 0.60779 degrees (max) 
 0.48636 degrees 
 0.04053 ms 
 Traces results step: 1.00000 degrees 
 User concentrations: 0 
 Ref. pressure: 100000.00 Pa 
 Ref. temperature: 298.000 K 
 Gas properties: Variable 
 Gasproperties File: DIESEL.BGP 
 bgp_build_version: v2013.0.0.0.0 
 bgp_build_host: boosthost 
 bgp_build_user: boost 
 bgp_build_date: 2012.03.23 
 bgp_build_time: 08:00:00 
 Lower calorific: 0.42800E+08 J/kg 
 Stoic. A/F-ratio: 14.700 
 Warnings: 18 
 Convergence errors: 77 
------------- 
SYSTEMBOUNDARIES 
Attachments 
----------- 
 Type Nr. Pipe Mass flow 
 Nr. [g/cycle] 
 SYSTEMBOUNDARY 1 1 0.7522 
 SYSTEMBOUNDARY 2 8 0.7082 
PLENUMS: Average Values 
----------------------- 
 Pl. Pressure Temp. Mass Wallheat 
 nr. [bar] [K] [g] [kJ] 
 PLENUM 1 1.0250 309.98 3.453 0.000 
 Attached pipe 4: 0.7519 g/cycle 
 Attached pipe 5: 0.7519 g/cycle 
 PLENUM 2 1.1359 1260.87 0.935 0.000 
 PL3 
 Attached pipe 6: 0.7083 g/cycle 
 Attached pipe 7: 0.7082 g/cycle 
 AIRCLEANER 1 1.0493 305.89 1.075 0.000 
 Attached pipe 2: 0.7518 g/cycle 
 Attached pipe 9: 0.7518 g/cycle 
 AIRCLEANER 1 1.0258 310.29 1.151 0.000 
 Attached pipe 3: 0.7518 g/cycle 
 Attached pipe 9: 0.7518 g/cycle 
 DOC 1 1.1196 1230.70 0.157 0.000 
 Attached pipe 19: 0.7082 g/cycle 
 Attached pipe 124: 0.7082 g/cycle 
 DPF 1 1.1195 1088.71 0.179 0.000 
 Attached pipe 24: 0.7082 g/cycle 
 Attached pipe 25: 0.7082 g/cycle 
SCR 1 1.1195 1088.71 0.179 0.000 
 Attached pipe 25: 0.7082 g/cycle 
 Attached pipe 26: 0.7082 g/cycle 
------------- 
CYLINDERS: Average Values 
------------------------- 
 Total 
 Engine Cyl. 1 Cyl. 2 Cyl.3 Cyl.4 
Firing TDC [deg] 360.00 
Bore [mm] 105.00 
Stroke [mm] 97.00 
Conrodl. [mm] 158.00 
Piston pin offset [mm] 0.00 
Swept Vol. [l] 0.8399 0.8399 
Compression ratio [-] 18.00 
Dyn. Comp. ratio [-] 16.36 
------------- 
Combustion Data: 
---------------- 
Combustion Char. AVL-MCC 
Comb.start [deg] -10.44 
Comb.dur.1 [deg] 82.75 
Peak Fir.Pres. [bar] 54.31 54.31 
at Crankangle [deg] 8.77 8.77 
Peak Pres.Rise[bar/deg] 1.39 1.39 
at Crankangle [deg] -13.36 -13.36 
Peak Fir. Temp. [K] 2288.35 2288.35 
at Crankangle [deg] 43.88 43.88 
Peak T_burned [K] 2751.91 2751.91 
at Crankangle [deg] 5.01 5.01 
 PL4 
Res. Gascompr. [bar] 1.45 1.45 
at Crankangle [deg] 312.20 312.20 
------------- 
Performance: 
------------ 
IMEP [bar] 8.9316 8.9316 
Rel. to Ave. [-] 1.0000 
IMEP Exh. [bar] -1.5277 -1.5277 
IMEP Int. [bar] 0.9127 0.9127 
IMEP Gasex. [bar] -0.6149 -0.6149 
IMEP HP [bar] 9.5465 9.5465 
FMEP [bar] 1.3000 1.3000 
BMEP [bar] 6.9316 6.9316 
AMEP;SMEP [bar] 0.0000 0.0000 
ISFC [g/kWh] 247.9462 247.9462 
Rel. to Ave. [-] 1.0000 
ISFC (tr.f.) [g/kWh] 247.9462 247.9462 
BSFC [g/kWh] 290.1824 290.1824 
Indicated Eff. [-] 0.3241 0.3241 
Iso vol. comb. Eff [-] 0.7994 0.7994 
Polytropic Coeff. [-] 1.3596 
------------- 
Gas Exchange: 
------------- 
Volumetric Eff. [-] 0.7932 0.7932 
Rel. to Ave. [-] 1.0000 
Total Mass at SHP[g] 0.7890 0.7890 
Mass Delivered [g] 0.75192 0.75192 
Mass Delivered [g/s] 12.53197 12.53197 
Delivery Ratio [-] 0.7843 0.7843 
Rel. to Ave. [-] 1.0000 
Av.Airmass at SHP[g] 0.7604 0.7604 
Air Delivered [g] 0.76043 0.76043 
Air Delivered [g/s] 12.67384 12.67384 
Airdeliveryratio [-] 0.7932 0.7932 
Rel. to Ave. [-] 1.0000 
Airmass Trapped [g] 0.76043 0.76043 
Airmass Trapped [g/s] 12.67384 12.67384 
Trapp. Eff. Air [-] 1.0000 1.0000 
Rel. to Ave. [-] 1.0000 
Airpurity [-] 0.9638 0.9638 
Dyn. Swirl [-] 0.0000 0.0000 
Dyn. Tumble [-] 0.0000 
------------- 
 PL5 
Wall Heatlosses: 
---------------- 
Piston [kJ] -0.1224 -0.1224 
Cylinderhead [kJ] -0.08915 -0.08915 
Cylinderliner [kJ] -0.10750 -0.10750 
Sum of Wallheat [kJ] -0.31907 -0.31907 
Wall Heatlosses in High Pressure Phase: 
Piston HP [kJ] -0.10828 -0.10828 
Cylinderhead HP [kJ] -0.07885 -0.07885 
Cylinderliner HP [kJ] -0.05951 -0.05951 
Sum of Wallheat HP [kJ] -0.24663 -0.24663 
Wall Heatlosses Related to Heatinput: 
Piston [-] -0.0529 -0.0529 
Cylinderhead [-] -0.0385 -0.0385 
Cylinderliner [-] -0.0464 -0.0464 
Sum of Wallheat [-] -0.1378 -0.1378 
M. Eff. HTC [W/m2/K] 270.71 270.71 
M. Eff. Temp. [K] 1327.17 1327.17 
OVERALL ENGINE PERFORMANCE: 
=========================== 
Indicated Torque : 186.06 Nm Indicated Specific Torque : 
71.32 Nm/l 
Indicated Power : 39.85 kW, 53.30 PS Indicated Specific Power : 
15.21 kW/l, 20.61 PS/l 
Friction Torque : 10.79 Nm Friction Power : 2.24 
kW 
Effective Torque : 176.27 Nm Effective Specific Torque : 
67.5 Nm/l 
Effective Power : 37.01 kW, 50.80 PS Effective Specific Power : 
14.11 kW/l, 19.15 PS/l 
 PL6 
PL.2 Thông số của thiết bị thử nghiệm 
Bảng PL.2.1. Thông số cơ bản của phanh Alpha 160 
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Ghi chú 
1 Công suất lớn nhất kW 160 
2 Mô men lớn nhất N.m 400 
3 Tốc độ lớn nhất vòng/ph 10000 
4 Mô men quán tính kg.m
2 
0,237 
5 
Khối lượng khớp nối lớn nhất 
ở vòng quay lớn nhất 
kg 10 
6 Khối lượng của phanh thử kg 500 
7 Chiều dài mm 580 A 
8 Chiều rộng mm 550 B 
9 
Khoảng cách từ tâm của phanh 
đến mặt bích nối trục 
mm 308 C 
10 Chiều cao của tâm trục mm 630 D 
11 Tổng chiều cao của phanh mm 860 E 
Bảng PL.2.2. Các thống số kỹ thuật của hệ thống làm mát AVL-553S-200 
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 
1 ăng suất làm mát lý thuyết kW 200 
2 Công suất của động cơ được làm mát kW 70÷250 
3 Kích thước cơ bản (Dài x Rộng x Cao) mm 750x330x644 
4 Khối lượng kg 95 
5 ưu lượng vòng ngoài m3/h 12 
6 Nhiệt độ nước vào 0C 20÷30 
7 Nhiệt độ nước ra 0C 20÷85 
8 ưu lượng nước vòng trong m3/h 12 
9 Nhiệt độ nước vòng trong 0C 20÷135 
 PL7 
Bảng PL.2.3. Thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị PLU 160 
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 
1 Kích thước cơ bản (dài x rộng x cao) mm 120x104x315 
2 Khối lượng kg 2,2 
3 Dải đo lít/giờ 1÷160 
4 Hệ số hiệu chỉnh - 44 
5 Mức độ không chắc chắn trong hệ số hiệu chỉnh % 0,3 
6 Mức độ tin cậy % 95 
7 Tín hiệu đầu ra V 0÷9 
8 Sai số của ph p đo % 2 
9 Nhiệt độ môi trường 0C -20÷60 
Bảng PL.2.4. Các thông số cơ bản của bộ kéo ga tự động THA – 100 
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 
1 Kích thước (dài x rộng x cao) mm 172x350x285 
2 Hành trình kéo mm 110 
3 Lực kéo lớn nhất (ở 40 0C) N 120 
4 Tốc độ kéo lớn nhất m/s 0,5 
5 Vị trí có thể lặp lại mm 0,05 
6 Nhiệt độ vận hành 0C -30÷50 
7 Độ ẩm của môi trường vận hành % 20÷85 
Bảng PL.2.5. Thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị phân tích khí thải FITR 
Nhóm thông số Tên thông số Đơn vị Giá trị 
Kích thước cơ 
bản 
Chiều rộng mm 600 
Chiều dài mm 1180 
Chiều cao mm 1345 
Ống kết nối Vật liệu - Teflon/thép 
 PL8 
Nhóm thông số Tên thông số Đơn vị Giá trị 
Đường kính trong ống dẫn khí mẫu mm 8/6 
Đường kính trong ống dẫn khí thải mm 6/4 
Đường kính trong ống khí nén mm 10/8 
Các khí cung 
cấp cho máy 
FTIR 
Áp suất khí hiệu chuẩn Bar 2,5÷4 
Áp suất khí nén Bar 5÷6 
 ưu lượng khí nén cho hệ thống khi 
đo 
Lít/phút 110 
Yêu cầu đối với 
chất lượng của 
khí nén 
Tiêu chuẩn áp dụng - 
PNEUROP 
6611/1984 
Kích thước các hạt lớn nhất m 1 
Khối lượng riêng của các hạt lớn nhất mg/m3 1 
 ượng dầu lớn nhất mg/m3 0,1 
 ưu lượng khi đo lít/phút 40 
 ưu lượng khi kiểm tra hệ thống lít/phút 90 
Yêu cầu đối với 
khí hiệu chuẩn 
và khí làm sạch 
hệ thống 
Khí hiệu chuẩn - N2 loại 5.0 
Nồng độ CO2 trong khí làm sạch ppm < 10 
Nồng độ H2O trong khí làm sạch ppm < 10 
Nồng độ HC trong khí làm sạch ppm < 2 
Bơm chân 
không 
 ưu lượng của bơm lít/phút 8÷18 
Áp suất cấp cho bơm bar 3,0÷5,3 
Loại khí cấp cho bơm - Khí nén 
Yêu cầu đối với 
môi trường đặt 
máy FTIR 
Áp suất bar 0,9÷4 
Nhiệt độ 0C 10÷40 
Độ ẩm % 5÷80 
Màn hình hiển 
thị 
Hệ điều hành - Windows 7 
Màn hình Inch 19 
Giao tiếp - Lan/IP 
Buồng đo 
Khí chuẩn - N2 
Dung dịch làm lạnh buồng đo - i tơ lỏng 
 PL9 
Nhóm thông số Tên thông số Đơn vị Giá trị 
Tốc độ lấy mẫu Hz 5 
Số khí có thể phân tích được - 25 
Thời gian đáp ứng T10 đến T90 giây 1 
Bảng PL.2.6. Các chất có thể phân t ch được và dải đo 
Tên chất Ký hiệu 
hóa học 
Tên trong 
máy FTIR 
Dải đo 
[ppm/% thể tích] 
 Xăng Diesel Ethanol 
Car bon monoxide CO CO 
0 ÷8000 
0 ÷ 10 % 
0 ÷8000 
0 ÷ 10 % 
0 ÷8000 
0 ÷ 10 % 
Carbon dioxide CO2 CO2 0 ÷ 20 % 0 ÷ 20 % 0 ÷ 20 % 
 ước H2O H2O 0 ÷ 30 % 0 ÷ 30 % 0 ÷ 30 % 
Nitrogen monixide NO NO 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Nitrogen dioxide NO2 NO2 0 ÷ 1000 0 ÷ 2000 0 ÷ 1000 
Nitrous oxide N2O N2O 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Ammonia NH3 NH3 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Methane CH4 CH4 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 3000 
Acetylen C2H2 C2H2 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Ethylene C2H4 C2H4 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Ethane C2H6 C2H6 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 - 
Propene C3H6 C3H6 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Propane C3H8 C3H8 - 0 ÷ 1000 - 
1,3-Butadiene C4H6 C4H6 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Iso-Pentane C5H12 IC5 0 ÷ 1000 - - 
N-Pentane C5H12 NC5 0 ÷ 1000 - - 
N-Octane C8H18 NC8 - 0 ÷ 1000 - 
Aromatic HC 
(Toluene) 
C7H8 AHC 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Ethanol C2H6OH ETOH 0 ÷ 1000 - 0 ÷ 1000 
Methanol C2H5OH MEOH 0 ÷ 1000 - 0 ÷ 1000 
Formaldehyde CH2O HCHO 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
 PL10 
Tên chất Ký hiệu 
hóa học 
Tên trong 
máy FTIR 
Dải đo 
[ppm/% thể tích] 
 Xăng Diesel Ethanol 
Acetaldehyde CH3CHO MECHO 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Carbonyl sulfide COS COS 0 ÷ 200 0 ÷ 200 - 
Sulfur dioxide SO2 SO2 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Isocyanic acid HNCO HNCO 0 ÷ 1000 
Hydrogen cyanide HCN HCN 0 ÷ 500 0 ÷ 500 
Formic acid CH2O2 HCOOH - 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
NOx NOx NOx 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
Hydrocarbon động 
cơ xăng 
- HCG 0 ÷ 1000 - - 
Hydrocarbon động 
cơ diesel 
- HCD - 0 ÷ 1000 - 
Hydrocarbon động 
cơ Ethanol 
- HCE - - 0 ÷ 1000 
Non-Methane 
hydrocabon 
- NMHC 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 0 ÷ 1000 
 PL11 
PL.3 Kết quả thử nghiệ theo đường đặc tính ngoài 
Bảng PL.3.1. Kết quả đo c ng s ất, mômen và suất tiêu thụ nhiên liệu theo 
đặc tính ngoài 
TT 
n 
Ne 
(NB) 
Ne 
(XLKT) 
Thay 
đổi 
Me 
(NB) 
Me 
(XLKT) 
Thay 
đổi 
ge 
(NB) 
ge 
(XLKT) 
Thay 
đổi 
vg/ph kW kW % Nm Nm % g/kW.h g/kW.h % 
1 1000 14.69 13.97 -4.90 140.14 133.18 -4.97 287.27 301.48 4.95 
2 1250 18.43 17.55 -4.77 140.6 134.25 -4.52 285.4 299.33 4.88 
3 1500 22.62 21.57 -4.64 143.52 137.03 -4.52 278.96 291.17 4.38 
4 1750 27.4 26.14 -4.60 149.03 141.76 -4.88 268.61 280.6 4.46 
5 2000 32.2 31.07 -3.51 153.58 146.22 -4.79 263.04 274.42 4.33 
6 2200 36.37 34.7 -4.59 157.95 151.63 -4.00 255.09 266.34 4.41 
Trung bình -4.50 -4.61 4.57 
Bảng PL.3.2. Kết quả đo phát thải CO và HC theo đặc tính ngoài 
TT 
n 
CO 
(NB) 
CO 
(XLKT) 
Thay đổi 
HC 
(NB) 
HC 
(XLKT) 
Thay đổi 
vg/ph ppm ppm % ppm ppm % 
1 1000 3663.68 884.18 -75.87 194.03 43.05 -77.81 
2 1250 2661.21 622.25 -76.62 146.74 32.08 -78.14 
3 1500 2180.31 493.48 -77.37 126.5 23.72 -81.25 
4 1750 1691.86 370.06 -78.13 112.89 20.01 -82.27 
5 2000 1320.88 262.81 -80.10 107.32 17.41 -83.78 
6 2200 1155.13 189.37 -83.61 99.56 13.78 -86.16 
Trung bình -78.61 -81.57 
 PL12 
Bảng PL.3.3. Kết quả đo phát thải NOx và S oke theo đặc tính ngoài 
TT 
n 
NOx 
(NB) 
NOx 
(XLKT) 
Thay đổi 
Smoke 
(NB) 
Smoke 
(XLKT) 
Thay đổi 
vg/ph ppm ppm % FSN FSN % 
1 1000 1195.42 174.20 -85.43 6.64 1.58 -76.20 
2 1250 1186.04 209.19 -82.36 4.78 1.03 -78.45 
3 1500 1156.41 221.48 -80.85 4.05 0.77 -80.99 
4 1750 1198.85 230.11 -80.81 3.65 0.56 -84.66 
5 2000 1230.22 238.78 -80.59 2.88 0.43 -85.07 
6 2200 1352.35 244.37 -81.93 2.33 0.22 -90.56 
Trung bình -81.99 -82.65 
 PL13 
PL.4 Kết quả thử nghiệ theo đường đặc tính tải 
Bảng PL.4.1. Kết quả đo phát thải CO và HC theo đặc tính tải tại tốc độ 
1500 vg/ph 
TT 
Me 
CO 
(NB) 
CO 
(XLKT) 
Thay đổi 
HC 
(NB) 
HC 
(XLKT) 
Thay đổi 
Nm ppm ppm % ppm ppm % 
1 14.35 245.12 122.18 -50.16 108.03 52.24 -51.64 
2 35.88 407.45 172.25 -57.72 100.74 40.57 -59.73 
3 71.76 613.67 198.48 -67.66 106.5 31.46 -70.46 
4 107.64 1161.81 340.06 -70.73 112.89 27.31 -75.81 
5 143.52 2180.31 493.48 -77.37 126.5 23.72 -81.44 
Trung bình -64.73 -67.82 
Bảng PL.4.2. Kết quả đo phát thải CO và HC theo đặc tính tải tại tốc độ 
2200 vg/ph 
TT 
Me 
CO 
(NB) 
CO 
(XLKT) 
Thay đổi 
HC 
(NB) 
HC 
(XLKT) 
Thay đổi 
Nm ppm ppm % ppm ppm % 
1 15.80 139.05 66.23 -52.37 110.15 51.07 -53.64 
2 39.49 252.37 97.75 -61.27 92.06 34.29 -62.75 
3 78.98 339.12 108.32 -68.06 85.34 24.56 -71.22 
4 118.46 761.43 205.81 -72.97 96.77 20.39 -78.93 
5 157.95 1155.13 189.37 -83.61 99.56 13.78 -86.57 
Trung bình -67.65 -70.62 
Bảng PL.4.3. Kết quả đo phát thải NOx và S oke theo đặc tính tải tại tốc độ 
1500 vg/ph 
TT 
Me 
NOx 
(NB) 
NOx 
(XLKT) 
Thay đổi 
Smoke 
(NB) 
Smoke 
(XLKT) 
Thay đổi 
Nm ppm ppm % FSN FSN % 
1 14.35 115.07 81.11 -29.51 0.06 0.01 -83.33 
2 35.88 383.19 177.24 -53.75 0.09 0.04 -55.56 
3 71.76 710.35 204.43 -71.22 0.75 0.22 -70.67 
4 107.64 959.89 215.09 -77.59 2.7 0.75 -72.22 
5 143.52 1156.41 221.48 -80.85 4.05 0.77 -80.99 
 -62.58 -72.55 
 PL14 
Bảng PL.4.4. Kết quả đo phát thải NOx và S oke theo đặc tính tải tại tốc 
độ 2200 vg/ph 
TT 
Me 
NOx 
(NB) 
NOx 
(XLKT) 
Thay đổi 
Smoke 
(NB) 
Smoke 
(XLKT) 
Thay đổi 
Nm ppm ppm % FSN FSN % 
1 15.80 229.12 145.82 -36.36 0.12 0.03 -75.00 
2 39.49 420.45 178.54 -57.54 0.17 0.05 -70.59 
3 78.98 742.67 202.81 -72.69 0.44 0.15 -65.91 
4 118.46 1104.85 230.67 -79.12 1.26 0.21 -83.33 
5 157.95 1352.35 244.37 -81.93 2.33 0.22 -90.56 
Trung bình -65.53 -77.08 
Bảng PL.4.5. Kết quả đo nhiệt độ khí thải theo đặc tính tải tại tốc độ 1500 
vg/ph 
TT 
Me T_Be_DOC T_Be_SCR 
Nm ˚C ˚C 
1 14.35 216 219 
2 35.88 289 294 
3 71.76 375 362 
4 107.64 431 371 
5 143.52 528 484 
Bảng PL.4.6. Kết quả đo nhiệt độ khí thải theo đặc tính tải tại tốc độ 2200 
vg/ph 
TT 
Me T_Be_DOC T_Be_SCR 
Nm ˚C ˚C 
1 15.80 220 224 
2 39.49 281 281 
3 78.98 377 377 
4 118.46 446 415 
5 157.95 512 460