Thử nghiệm bộ xử lý khí thải xúc tác gắn trên động cơ xăng, HAY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
…………..o0o…………..
LÊ ĐÁT TOA
NGHIÊN CỨU, THỬ NGHIỆM
BỘ XỬ LÝ KHÍ THẢI XÚC TÁC GẮN TRÊN
ĐỘNG CƠ XĂNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Nha Trang, năm 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
…………..o0o…………..
LÊ ĐÁT TOA
NGHIÊN CỨU, THỬ NGHIỆM
BỘ XỬ LÝ KHÍ THẢI XÚC TÁC GẮN TRÊN
ĐỘNG CƠ XĂNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật tàu thủy
Mã số: 60.52.32
Giáo viên hướng dẫn:
PGS.TS Nguyễn Văn Nhận
Nha Trang, năm 2011

L I C M ƠN
hoàn thành chương trình cao h c và vi t lu n văn này, tôi ã nh n ư c s
hư ng d n, giúp và góp ý nhi t tình c a quý th y cô trư ng i h c Nha Trang.
Trư c h t, tôi xin chân thành c m ơn n quí th y cô trư ng i h c Nha
Trang, c bi t là nh ng th y cô ã t n tình d y b o cho tôi su t th i gian h c t p t i
trư ng.
Tôi xin g i l i bi t ơn sâu s c n Phó giáo sư – Ti n sĩ Nguy n Văn Nh n ã
dành r t nhi u th i gian và tâm huy t hư ng d n nghiên c u và giúp tôi hoàn thành
lu n văn t t nghi p.
Nhân ây, tôi xin chân thành c m ơn Ban Giám hi u trư ng i h c Nha
Trang cùng quí th y trong Khoa K thu t tàu th y ã t o r t nhi u i u ki n tôi h c
t p và hoàn thành t t khóa h c.
ng th i, tôi cũng xin c m ơn quí anh, ch và ban lãnh o trư ng Cao ng
ngh Phú Yên ã t o i u ki n cho tôi v thi t b o c có d li u th c nghi m vi t
lu n văn.
M c dù tôi ã có nhi u c g ng hoàn thi n lu n văn b ng t t c s nhi t tình và
năng l c c a mình, tuy nhiên ây là l n u c l p th c hi n m t công trình mang
tính t ng h p và nghiên c u khoa h c, v i ki n th c b n thân còn h n ch , tài li u
tham kh o chưa y nên không th tránh kh i nh ng thi u sót, r t mong nh n ư c
nh ng óng góp quí báu c a quí th y cô và các b n.
Nha Trang, tháng 8 năm 2011
H c viên
Lê át Toa

L I CAM OAN
Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên c u c a riêng tôi.
Các s li u, k t qu nêu trong lu n văn là trung th c và chưa t ng ư c ai
công b trong b t kỳ công trình nào khác.
Tác gi lu n văn
Lê át Toa

M C L C
Trang
Chương 1 T V N ...............................................................................................1
1.1 T NG QUAN V TÀI NGHIÊN C U............................................................ 1
1.1.1 Lý do nghiên c u................................................................................................... 1
1.1.2 M c ích nghiên c u............................................................................................. 2
1.1.3 Tính kh thi và ý nghĩa ng d ng c a tài ......................................................... 3
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U.................................................................................... 3
1.2.1 X lý khí th i ng cơ xăng b ng công ngh xúc tác trên th gi i....................... 3
1.2.2 X lý khí th i ng cơ xăng b ng công ngh xúc tác Vi t Nam ....................... 8
1.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ N I DUNG NGHIÊN C U ................................................ 9
1.4 PH M V VÀ GI I H N NGHIÊN C U ............................................................. 9
Chương 2 CƠ S LÝ THUY T ..................................................................................10
2.1 T NG QUAN V Ô NHI M DO KHÍ TH I C A NG CƠ XĂNG ............. 10
2.1.1 M t s nh nghĩa liên quan v n ô nhi m môi trư ng ................................... 10
2.1.2 V n ô nhi m không khí do khí th i c a ng cơ t trong ............................ 12
2.1.3 Tác h i c a khí th i c a ng cơ t trong ..........................................................19
2.2 GI I PHÁP GI M C H I C A KHÍ TH I NG CƠ XĂNG ............ 27
2.2.1. Cơ ch hình thành các ch t c h i trong khí th i c a ng cơ.........................27
2.2.2 Y u t nh hư ng n hàm lư ng các ch t c h i trong khí th i c a ng cơ . 33
2.2.3. Các gi i pháp gi m c h i trong khí th i c a ng cơ t trong..................35
2.3 B X LÝ KHÍ TH I XÚC TÁC NG CƠ XĂNG .................................... 51
2.3.1 c i m c u t o c a b x lý khí th i xúc tác....................................................51

2.3.2 Cơ ch x lý khí th i c a b bi n i xúc tác ......................................................63
2.3.3 Phân lo i b bi n i xúc tác................................................................................68
2.3.4 c i m khai thác b bi n i xúc tác................................................................72
Chương 3 K T QU NGHIÊN C U......................................................................... 80
3.1. M C TIÊU, N I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHI M ..........................80
3.1.1 M c tiêu và n i dung thí nghi m......................................................................... 80
3.1.2 Phương pháp và qui trình thí nghi m.................................................................. 80
3.2. TRANG THI T B THÍ NGHI M....................................................................... 83
3.2.1 ng cơ TOYOTA...............................................................................................83
3.2.2 ng cơ KIA ........................................................................................................84
3.2.3 B x lý khí th i xúc tác S10 .............................................................................. 84
3.3. K T QU TH C NGHI M................................................................................. 86
3.4. ÁNH GIÁ K T QU TH C NGHI M............................................................ 92
Chương 4 K T LU N VÀ XU T Ý KI N......................................................... 93
4.1 K T LU N: ........................................................................................................... 93
4.2 XU T Ý KI N: ............................................................................................... 94

DANH M C CÁC HÌNH V , TH
Trang
H. 1-1. Lõi l c b xúc tác b ng g m.......................................................................... 5
H.1-2. Các d ng lõi l c b ng g m. ............................................................................5
H. 1-3. Các d ng xúc tác b ng kim lo i......................................................................5
H. 1-4. C u trúc lõi l c c a b xúc tác kim lo i. ........................................................6
H.1-5. C u trúc các d ng ti t di n lõi ki u METALIT c a EMITEC. ..................... 6
H.1-6a. Kim lo i b ch kim ã dùng xúc tác cho ô tô c a Johnson Matthey .............. 8
H. 1-6b. Bi u phát tri n catalyst và gi m ô nhi m c a Johnson Matthey. ..............8
H.1-7. B xương g m t ong dùng cho xe máy (chưa t m xúc tác)......................... 9
H. 2-1. S lư ng phương ti n cơ gi i ho t ng hàng năm c a Vi t Nam ..............13
H. 2-2. Nhu c u xăng d u c a Vi t Nam nh ng năm qua và d báo cho n
năm 2025.......................................................................................................14
H. 2-3. Cơ c u tiêu th xăng d u theo các ngành c a Vi t Nam............................. 14
H.2-4. T l phát th i ch t gây ô nhi m do các ngu n th i chính Vi t Nam
năm 2005.......................................................................................................15
H. 2-5. Di n bi n n ng b i PM10 trung bình năm trong không khí xung
quanh m t s ô th t năm 2005 n 2009................................................. 16
H. 2-6. Di n bi n n ng TSP t i m t s tuy n ư ng ph giai o n 2005-
2009.............................................................................................................. 16
H. 2-7. Di n bi n n ng b i TSP trong không khí xung quanh các khu dân
cư c a m t s ô th giai o n 2005-2008....................................................17
H. 2-8. Di n bi n n ng NO2 ven các tr c giao thông c a m t s ô th ............ 17
H. 2-9. Di n bi n n ng SO2 t i các tr c ư ng giao thông m t s ô th ........18

H. 2-10. Di n bi n n ng CO t i các tuy n ư ng ph c a m t s ô th
2002-2006 .................................................................................................... 18
H. 2-11. N ng BTX trung bình 1 gi c a các khu v c thu c thành ph Hà
N i (quan tr c trong th i gian 12/1/2007-5/2/2007) ................................... 19
H. 2-12. Khói b i, ô nhi m ang gây h i cho ngư i dân............................................23
H. 2-13. Ph b c x t m t tr i...................................................................................24
H. 2-14. Ph b c x t m t t ..................................................................................24
H. 2-15. Hi u ng nhà kính........................................................................................ 25
H. 2-16. Bi n thiên n ng các ch t ô nhi m theo h s dư lư ng không khí..........27
H. 2-17. Bi n thiên n ng m t s hydrocarbure theo góc quay tr c khu u........... 32
H. 2-18. S hình thành HC do tôi màng l a trên thành bu ng cháy.......................... 32
H. 2-19. M c phát x HC c a ng cơ không x lý xúc tác và ng cơ có
x lý xúc tác..................................................................................................43
H. 2-20. C u t o c a m t b x lý khí th i xúc tác ....................................................51
H. 2-21. Monolithe céramique và monolithe kim lo i................................................53
H. 2-22. C u t o c a monolithe kim...........................................................................55
H. 2-23. Công ngh c i ti n m t rãnh c a monolithe ............................................56
H. 2-24. C u trúc c a kh i monolithe v i l p v t li u n n........................................ 58
H. 2-25. S di chuy n c a nguyên t O trong m ng tinh th Ce............................... 59
H. 2-26. Nh ng b xúc tác hoàn thi n ....................................................................... 63
H. 2-27. Quá trình x lý khí th i c a b xúc tác hai thành ph n ............................... 68
H. 2-28. Hình d ng c a m t b xúc tác ba ch c năng ............................................... 69
H.2-29. V trí l p t c a b c m bi n trên h th ng x ............................................70

H. 2-30. Hình d ng và c u t o b c m bi n lamda.....................................................71
H. 2-31. Bi n thiên hi u qu x lý c a b xúc tác 3 ch c năng ............................... 72
H. 2-32. K thu t s y b xúc tác b ng i n ............................................................... 77
H. 2-33. K t qu phát x HC trên quy trình th FTP khi s d ng nh ng phương
pháp kh i ng xúc tác khác ....................................................................... 79
H. 3-1. V trí l p t BXLKTXT trên ng cơ Toyota.............................................81
H. 3-2. V trí l p t BXLKTXT trên ng cơ Kia.................................................. 82
H. 3-3. Th c hi n o khí th i trên ng cơ Toyota...................................................82
H. 3-4. Th c hi n o khí th i trên xe Kia ................................................................ 83
H. 3-5. ng cơ xăng Toyota................................................................................... 84
H. 3-6. Ôtô du l ch Kia............................................................................................. 84
H.3-7. B x lý khí th i xúc tác S10....................................................................... 85
H.3-8. Thi t b o khí th i HG-520......................................................................... 85
H. 3-9. th n ng CO (% vol) trong khí th i khi ng cơ Toyota có s
d ng BXLKTXT và không s d ng BXLKTXT......................................... 87
H.3-10. th n ng CO2 (%) trong khí th i khi ng cơ Toyota có s d ng
BXLKTXT và không s d ng BXLKTXT.................................................. 87
H. 3-11. th n ng O2 (%) trong khí th i khi ng cơ Toyota có s d ng
H. 3-12. th n ng HC (ppm) trong khí th i khi ng cơ Toyota có s
H. 3-13. th n ng NOx (ppm vol) trong khí th i khi ng cơ Toyota có s
H. 3-14. th n ng CO (%) trong khí th i khi ng cơ Kia có s d ng

H. 3-15. th n ng CO2 (%) trong khí th i khi ng cơ Kia có s d ng
H. 3-16. th n ng O2 (%) trong khí th i khi ng cơ Kia có s d ng
BXLKTXT và không s d ng BXLKTXT...................................................90
H. 3-17. th n ng HC (ppm) trong khí th i khi ng cơ Kia có s d ng
H. 3-18. th n ng NOx (ppm vol) trong khí th i khi ng cơ Kia có s
d ng BXLKTXT S10 và không s d ng BXLKTXT. ................................ 91

DANH M C CÁC B NG
Trang
B ng 2-1. Di n bi n ô th hóa nư c ta trong ¼ th k qua và d báo n
2020........................................................................................................... 13
B ng 2-2. Ư c tính th i lư ng các ch t gây ô nhi m t các ngu n th i chính c a
Vi t Nam năm 2005 .................................................................................. 15
B ng 2-3. Tác h i c a khí th i phương ti n n s c kho và môi trư ng................. 19
B ng 2-4. H u qu c a s nhi m c CO các n ng khác nhau......................... 20
B ng 2-5. M c phát sinh ô nhi m trung bình c a quá trình cháy ........................ 28
B ng 2-6. Thành ph n các ch t c h i khi s d ng nh ng ngu n nhiên li u
khác nhau phương ti n v n t i ............................................................... 28
B ng 2-7. M c phát x trư c và sau khi x lý xúc tác......................................... 44
B ng 2-8. Tiêu chu n M i v i ng cơ ô tô du l ch............................................. 45
B ng 2-9. Tiêu chu n C ng ng Châu Âu i v i ng cơ ô tô t i h ng nh ........ 45
B ng 2-10. Tiêu chu n Euro i v i t ng lo i ng cơ ô tô ....................................... 46
B ng 2-11. Tiêu chu n Nh t B n i v i ng cơ v n t i nh s d ng ng cơ
xăng............................................................................................................46
B ng 2-12. N ng gi i h n ô nhi m m t s nư c ang phát tri n ....................... 47
B ng 2-13. Gi i h n khí th i cho ô tô và xe máy t i Vi t Nam .................................. 48
B ng 2-14. So sánh nh ng tính ch t c trưng c a m t s lo i ch t mang..................57
B ng 2-15. Năng lư ng ho t hoá c a ph n ng nhi t và ph n ng xúc tác .................63
B ng 2-16. Thành ph n khí x c a các lo i ng cơ....................................................64
B ng 2-17: Thành ph n các ch t ô nhi m i u ki n cân b ng và trong th c t ....... 64
B ng 2-18. Quá trình m t ho t tính c a b xúc tác dư i tác ng c a nhi t ...........73
B ng 3-1. M t s c i m k thu t c a ng cơ TOYOTA.....................................83

B ng 3-2. M t s c i m k thu t c a ng cơ KIA ............................................. 84
B ng 3-3. M t s c i m k thu t c a BXLKTXT S10 .........................................84
B ng 3-4. M t s c i m k thu t c a thi t b o khí th i HG-520........................85
B ng 3-5. Thành ph n khí th i c a ng cơ Toyota không trang b BXLKTXT...... 86
B ng 3-6 . Thành ph n khí th i cơ ng cơ Toyota v i BXLKTXT S10 ...................86
B ng 3-7. So sánh n ng các ch t trong khí th i khi ng cơ Toyota có s
d ng BXLKTXT và không có s d ng BXLKTXT................................. 88
B ng 3-8. Thành ph n khí th i c a ng cơ Kia không trang b BXLKTXT ........... 89
B ng 3-9. Thành ph n khí th i c a ng cơ Kia v i BXLKTXT ..............................89
B ng 3-10. So sánh n ng các ch t trong khí th i khi ng cơ Kia có s d ng
BXLKTXT và không s d ng BXLKTXT................................................91

- 1 -
Chương 1
T V N
1.1 T NG QUAN V TÀI NGHIÊN C U
1.1.1 Lý do nghiên c u
ng cơ t trong óng m t vai trò quan tr ng trong n n kinh t qu c dân. Và
là ngu n ng l c chính c a các phương ti n v n t i như: Ôtô, tàu th y, tàu h a, máy
bay… hay các máy công tác như: máy phát i n, máy xây d ng, các máy công c
trong công nghi p, nông nghi p… năng lư ng mà do ng cơ t trong cung c p
chi m kho ng 80% t ng năng lư ng toàn trái t. Tuy nhiên ng cơ t trong cũng là
ngu n g c gây ra ô nhi m môi trư ng.
Trong tình hình th gi i ang ngày càng phát tri n v i t c chóng m t, s n
lư ng công nghi p h ng năm ngày càng tăng nhanh thì ngu n năng lư ng tiêu th trên
th gi i ngày càng l n. ng cơ t trong là ngu n cung c p năng lư ng ch y u trên
trái t. Chính vì v y mà lư ng s n ph m khí th i t ng cơ t trong h ng năm trên
th gi i ngày càng tăng, gây ô nhi m môi trư ng n ng n nh hư ng tr c ti p bi n i
khí h u ngày càng ph c t p, trái t ngày càng nóng lên, nh hư ng r t x u t i s c
kho con ngư i, gây n n tuy t ch ng ng th c v t… trên toàn th gi i.
gi m lư ng c h i phát ra t s n ph m khí th i ng cơ t trong mà v n
có th duy trì ư c t c phát tri n c a n n công nghi p trên th gi i. M t s nư c có
n n công nghi p phát tri n hàng u trên th gi i, cũng là các nư c có lư ng khí th i
phát sinh c h i gây ô nhi m nhi u nh t trên th gi i như: M , Nh t B n và m t s
nư c Châu Âu ã i u trong vi c nghiên c u và ưa ra các bi n pháp gi m thi u
lư ng khí th i c h i ra môi trư ng. Bên c nh ó các nư c này cũng ưa ra các tiêu
chu n v n ng các ch t c h i trong khí th i ng cơ và b t bu c các hãng s n
xu t trong nư c cũng như nh p kh u u ph i tuân th các tiêu chu n khí th i.
ánh giá ch t lư ng ng cơ t trong v phương di n khí th i, ng cơ
ph i ư c th nghi m trong nh ng i u ki n c th và theo m t chu trình th nghi m
quy nh. Hi n nay trên th gi i có nhi u chu trình th như: Chu trình c a M , Nh t
B n, Châu Âu… ng v i m i chu trình th là m t tiêu chu n khí th i. Các h th ng
tiêu chu n ư c xây d ng cho các lo i ng cơ khác nhau như: ng cơ xe máy, ng
cơ tàu bi n, ng cơ tĩnh t i, ng cơ ô tô …. Châu Âu áp d ng m t s chu trình th

- 2 -
như: ECE15, EUDC, NEDC… th nghi m công nh n ki u cho các dòng xe m i.
B t u áp d ng tiêu chu n khí th i EURO 1 vào năm 1992, EURO 2 vào năm 1996,
EURO 3 vào năm 2000, EURO 4 vào năm 2005, EURO 5 vào năm 2008. Các tiêu
chu n ngày càng òi h i kh t khe hơn v n ng các ch t trong khí th i ng cơ.
Vi t Nam trư c tình hình n n kinh t ang bư c vào giai o n u c a nh ng
nư c có n n kinh t phát tri n chúng ta cũng ph i tuân theo xu hư ng chung c a th
gi i ó là: Phát tri n b n v ng, t c là phát tri n nhưng b o v môi trư ng. Chính vì
v y mà nhà nư c ta ã áp d ng chu trình th tiêu chu n Châu Âu th nghi m và
công nh n ki u cho các dòng xe. c bi t nhà nư c ta ã b t u áp d ng tiêu chu n
EURO 2 t ngày 01/07/2007 cho t t c phương ti n v n t i trên t nư c ta.
T các v n nêu trên cho th y c n thi t ph i y m nh phát tri n và ng d ng
các gi i pháp h n ch ô nhi m do khí th i t các ng cơ t trong, trong ó ch y u là
ng cơ xăng và ng cơ Diesel. Hi n nay, gi i pháp k thu t x lý ô nhi m khí th i
c a các lo i ng cơ t trong b ng b xúc tác ã ư c nhi u nhà s n xu t và qu c gia
trên th gi i áp d ng, ây là gi i pháp cho th y hi u qu cao, có kh năng áp ng
ư c các quy nh ngày càng ch t ch v h n ch ô nhi m. Nh m góp ph n vào vi c
nghiên c u ng d ng các gi i pháp h n ch ô nhi m t khí th i các ng cơ t trong
nư c ta, tôi ch n th c hi n nghiên c u tài “ Nghiên c u, th nghi m b x lý
khí th i xúc tác g n trên ng cơ xăng”.
Lu n văn ư c b c c thành 4 chương:
Chương 1: t v n
Chương 2: Cơ s lý thuy t
Chương 3: K t qu nghiên c u
Chương 4: K t lu n và xu t ý ki n
1.1.2 M c ích nghiên c u
- Phân tích, t ng h p các v n cơ b n v lý thuy t liên quan n gi i pháp x
lý ô nhi m trong khí th i ng cơ xăng b ng k thu t xúc tác và nghiên c u gi i pháp
s d ng b xúc tác x lý gi m ô nhi m khí th i c a m t s lo i ng cơ xăng g n
trên các phương ti n giao thông v n t i thông d ng ang lưu hành nư c ta chưa ư c
trang b h th ng x lý khí th i t nhà s n xu t.
- xu t phương án ng d ng r ng rãi gi i pháp x lý khí th i b ng b xúc tác
cho các lo i phương ti n giao thông v n t i nêu trên vào th c t , giúp các lo i phương

- 3 -
ti n này h n ch m c phát th i ô nhi m, áp ng ư c tiêu chu n quy nh v ô nhi m,
v i công ngh và chi phí phù h p v i i u ki n, c i m nư c ta, góp ph n y
m nh h n ch ô nhi m t các lo i phương ti n giao thông dùng ng cơ xăng nói
chung và các ng cơ tàu th y c nh lo i cao t c nói riêng.
1.1.3 Tính kh thi và ý nghĩa ng d ng c a tài
- Do ch nghiên c u trang b thêm cho các lo i ng cơ xăng thông d ng ang
lưu hành v i h th ng x lý khí th i b ng b xúc tác, nên s h n ch t i a vi c thay
i k t c u, thông s các h th ng c a ng cơ; có m c công ngh và chi phí phù
h p v i i u ki n nư c ta, t o kh năng ng d ng d dàng và r ng rãi vào th c t .
- ây là tài có liên quan n m t trong nh ng v n mang tính th i s c p
thi t hi n nay là h n ch ô nhi m, b o v môi trư ng s ng, ng th i góp ph n vào xu
hư ng c i t o, phát tri n các lo i phương ti n giao thông s ch, ít gây ô nhi m phù h p
v i các c i m, i u ki n c a m t nư c ang phát tri n như Vi t Nam.
- V i m t s lư ng phương ti n dùng ng cơ xăng r t l n ang ho t ng hi n
nay, nghiên c u gi i pháp x lý khí th i ng cơ xăng b ng b xúc tác có kh năng
ng d ng r ng rãi s mang l i l i ích v nhi u m t, nh t là góp ph n c i thi n môi
trư ng không khí, m b o s c kh e cho ngư i dân trong các thành ph l n và các
khu du l ch bi n.
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U
1.2.1 X lý khí th i ng cơ xăng b ng công ngh xúc tác trên th gi i
Chương trình ki m soát khí th i ô tô c a M là dùng b xúc tác khí th i. Năm
1974, M chi c xe u tiên ư c l p b xúc tác. T b xúc tác ô xy hóa hai ch c
năng u tiên n b xúc tác 3 ch c năng thu n l i như ngày nay, ã c t gi m ô nhi m
hơn 1,5 t t n và 100 nghìn t n chì trong nhiên li u M . ó là bư c ngo c l n i
v i ngành công nghi p. Hơn 30 năm, b xúc tác ã có uy tín trong vi c c i thi n ch t
lư ng không khí trên th gi i và nh ng năm g n ây, các nư c châu Á ang hư ng
n áp d ng. M c l ch s trong vi c phát tri n tính pháp lý môi trư ng và b xúc tác là
nguyên nhân mù sương quang hóa M vào nh ng năm 50 là do ô nhi m khí th i c a
ng cơ t trong.
CAA c a M ã thông qua vào năm 1963 và ti p t c b sung, i u ch nh
gi i h n các tiêu chu n khí th i d n n m c th p nh t cho ng cơ xăng t năm 1970
cho n nay. Vào nh ng năm 70 b xúc tác ch áp ng yêu c u ki m soát HC và CO

- 4 -
còn NOx ki m soát trong vài năm sau. Johnson Matthey chuyên gia catalyst ã ch ng
minh ch có b xúc tác, ng cơ xăng m i t tiêu chu n khí th i ra. T ó các o
lu t, tiêu chu n ki m soát khí th i và ng d ng b xúc tác c a M ư c truy n bá sang
c, Nh t, Úc và các nư c khác.
Ban u các nhà s n xu t b xúc tác quan tâm n h p kim cơ b n Crôm- ng,
Nhôm-Silic,... ph lên lõi l c g m. Tuy nhiên, kh năng d n nhi t c a các h p kim lúc
này còn kém, tr l c l n do v y, phát ô nhi m cao x y ra khi ng cơ xăng kh i
ng l nh. B xúc tác c n ph i t nhanh n th i i m nhi t làm vi c "light-off"
có nghĩa nhi t b t u xúc tác có hi u qu . T ó, các nhà nghiên c u ã tìm ra
vi c xúc ti n Platin v i kim lo i khác có ưu i m hơn xúc tác ch có Platin (Pt). Nhi u
tác ng xúc ti n ư c tìm th y ngoài nhóm kim lo i Pt ó là xúc tác gi a Platin(Pt)-
Rô i (Rh) và Pt- Palla i (Pd). Năm 1971, Johnson Marthey ch ng minh cho chính ph
M vi c dùng Rh xúc ti n ch t xúc tác Pt ki m soát NOx. B xúc tác ng cơ xăng
thành công là ph thu c vào s phát tri n c a kim lo i h tr (ch t n n) có th ương
u v i môi trư ng kh c nghi t c a khí x ng cơ xăng như: Nhi t thay i lên
n 10000
C, dao ng l n và ch u các rung ng t ng cơ, h th ng khí x và tác h i
x u c a lư ng chì, ph t pho và lưu huỳnh m c cao.
Năm 1981, b xúc tác 3 ch c năng ư c ưa vào áp d ng và có s phát tri n
c a c m bi n ô xy. Nhi m v b xúc tác 3 ch c năng là chia cách x lý CO, HC và
NOx, ph thu c m nh vào t l không khí /nhiên li u trong ng cơ là duy trì t l cân
b ng lý tư ng cho s bi n i c a c 3 ch t ô nhi m. H u h t b xúc tác có ch a hai
ch t xúc tác khác bi t: xúc tác kh và xúc tác ô xy hóa. Dòng khí x i qua ch t xúc
tác kh trư c tiên, bao g m m t kh i t ong b ng g m bình thư ng (H. 1-1) ư c ph
Pt -Rh. Trong o n này, NOx ư c chuy n thành ô xy và nitơ. Khi khí x i qua ch t
xúc tác ô xy hóa, Pt - Pd/ ho c Rh, HC không cháy và CO ư c ô xy hóa thành CO2 và
H2O.
Di n tích b m t ti p xúc là y u t c n thi t phát tri n k thu t ph cho lõi
l c. B xúc tác ph i ph l p áo ('washcoat') h tr , vi c ph l p áo lên các kênh
h p bên trong lõi có kh năng làm kênh b h p ho c t c ngh n và yêu c u ph i t
ư c s hút bám m nh c a nó lên ch t n n. Song song v i vi c phát tri n b xúc tác
g m, ch t n n kim lo i phát tri n khá nhanh và có nhi u ưu i m hơn g m nh ng
d ng k thu t nano ch t o c u trúc lõi l c.

- 5 -
Lõi l c b ng g m cũng a d ng v hình dáng như kim lo i. Tuy nhiên, s n
ph m kim lo i phát tri n m nh vào năm 1986 khi k thu t hàn n p g p phát tri n nên
có nhi u ưu i m như a d ng v hình d ng và kích thư c cho các lo i ng cơ, di n
tích b m t ti p xúc tăng hơn 4 l n, b n nhi t cao và tr l c th p hơn so v i g m và
d hàn g n.
H. 1-1. Lõi l c b xúc tác b ng g m
H.1-2. Các d ng lõi l c b ng g m. H. 1-3. Các d ng xúc tác b ng kim lo i
Trư c ây, b xúc tác ng cơ xăng thư ng là g m Cordierite Honeycomb vì
có dãn n nhi t th p, x p l n,... và ư c s d ng cho n nay. Bên c nh ó, ch t
n n kim lo i xo n tên METALIT_S thi t k ki u chu n S (Standard) ư c ưa ra th
trư ng vào năm 1986 ã kh c ph c b n mõi và ng su t nhi t.

- 6 -
C u trúc d ng phân l p
H. 1-4. C u trúc lõi l c c a b xúc tác kim lo i.
Năm 1991 thi t k ki u SM (H.1-4) ư c s d ng v i nh ng ng d ng có tr ng
t i r t cao. Các d ng c u trúc n p g p lá lõi l c theo chi u ngang ki u TS, chi u d c
LS và ki u c l PE c a EMITEC, ư c ng d ng cho các lo i ô tô t i và ô tô khách
s d ng xăng, diesel. Thi t k d ng r i TS và LS có kh năng bi n i xúc tác t t hơn
so v i S trong cùng i u ki n trên H 1-5.
H.1-5. C u trúc các d ng ti t di n lõi ki u METALIT c a EMITEC.
Ngày nay, có th s n xu t ch t xúc tác trên ch t n n g m t n 900cpsi và
chi u dày thành 0,05 mm, trong khi ó ch t n n kim lo i t n 1000cpsi và chi u
dày thành n 0,025 mm. Do ưu i m trên, b xúc tác v i ch t n n kim lo i ư c ưa
g n sát n c ng x , ki m soát t t khí th i khi kh i ng l nh. Nh ó b xúc tác
m b o vư t qua tiêu chu n khí th i nghiêm ng t mà v n có kh năng gi m ư c
lư ng kim lo i quý làm ph xúc tác.
Tuy nhiên, n nay tính năng kinh t k thu t c a b xúc tác còn ph thu c vào
m t s y u t : T l thành ph n h n h p λ, hàm lư ng chì, lưu huỳnh trong nhiên li u.
Chì và Lưu huỳnh làm h ng i ch t xúc tác kim lo i n n.
Do v y, EPA i u ch nh u tiên i v i lư ng chì và ph t-pho thêm vào trong
xăng năm 1973. Th i i m ó lư ng chì trung bình có trong xăng M t 2÷3
gram/gallon, k t qu là m i năm ng cơ xăng th i ra vào kho ng 200.000 t n chì.

- 7 -
u năm 1996, khi nhiên li u có chì b gi i h n hoàn toàn, lư ng phát th i c a
chì gi m xu ng g n 2000 t n m i năm. Lư ng lưu huỳnh cũng ư c quy nh h n ch
n giá tr th p t o thu n l i cho vi c áp d ng b xúc tác.
Ki m soát khí th i ng cơ xăng tr nên c p thi t và lan r ng trên th gi i trong
nh ng năm 90. Catalyst ư c gi i thi u châu Âu, Mê xi cô, Brazil và d n d n pháp
lý cũng ư c b t k p các nư c khu v c châu Á, như n , Trung Qu c, ài
Loan. Trên hình 1.6a, 1.6b, cho th y vi c s d ng b xúc tác ô tô và lư ng kim lo i
b ch kim ã gi m ư c 4 tri u t n ô nhi m c a Johnson Matthey.
n nay, b xúc tác trên th gi i ã t nh ng thành công nh t nh trong vi c
c t gi m khá l n lư ng ô nhi m khí th i t ng cơ t trong. Các thành t u ó ư c
úc k t l i như sau:
- ng cơ t trong c a ô tô ngày nay t tiêu chu n khí th i v i yêu c u gi m
n 98% i v i HC, 96% i v i CO và 95% cho NOx so v i m c chưa ki m soát
c a ô tô bán ra vào nh ng năm 1960.
- Vì b xúc tác b h y ho i do chì, nên s d ng nó giúp em l i vi c lo i b chì
ra kh i xăng d u, t c lo i b m t lo t m i nguy h i cho s c kh e con ngư i.
- Ngày nay, m t b xúc tác là m t ph n công ngh cao c a ô tô.
- B xúc tác cũng ư c phát tri n dùng cho xe t i, khách, xe buýt l p ng cơ
diesel, mô tô-xe máy, thi t b xây d ng, ng cơ tàu bi n và các ng cơ khác.
- B xúc tác cũng ư c dùng gi m ô nhi m khí th i t các ng cơ t trong
ã thay th nhiên li u như LPG, khí thiên nhiên, methanol, ethanol và propane.
- Năm 2003, g n 500 tri u ô tô có trang b b xúc tác ư c bán trên kh p th
gi i (H.1-6a và 1-6b).
- Năm 2000, 100% xe m i ư c bán M ư c trang b b xúc tác và trên th
gi i có trên 85% xe m i ư c bán có BXT.
- Hi p H i k sư ô tô c a M (SAE) ã bình ch n b xúc tác 10 thành t u l n nh t
hơn 100 năm qua.
Lư ng phương ti n giao thông gia tăng nhanh v i s lư ng l n các nư c châu
Á như n , Trung Qu c, Malaysia, Vi t Nam, Thái Lan và ài Loan,.... Do ó,
lư ng phát th i ô nhi m ra không khí càng gia tăng thì yêu c u các tiêu chu n b o v
môi trư ng càng kh t khe. Khuynh hư ng phát tri n s d ng b xúc tác cho ng cơ
xăng ã và ang ư c các qu c gia n , ài Loan và Singapore quan tâm.

- 8 -
H.1-6a. Kim lo i b ch kim ã dùng xúc
tác cho ô tô c a Johnson Matthey
H. 1-6b. Bi u phát tri n catalyst và
gi m ô nhi m c a Johnson Matthey.
B xúc tác g n trên ng cơ xăng s bi n i th a mãn các tiêu chu n khí
th i ra. Các quá trình s n xu t và làm v t li u lá tương t như ch t n n METALIT
thông thư ng cho ô tô. Có ti t di n, b m t hình h c như ch t n n m ng, nhưng t l
bi n i c a nó ph thu c vào nhi u y u t như: ư ng kính (D) và chi u dài lõi l c
(L), hàm lư ng ph ch t xúc tác và i u ki n làm vi c.
1.2.2 X lý khí th i ng cơ xăng b ng công ngh xúc tác Vi t Nam
Vi t Nam chưa s d ng b xúc tác gi m ô nhi m khí th i cho ng cơ t
trong. Vì tiêu chu n gi i h n khí th i xe cơ gi i c a ta còn th p hơn nhi u so v i các
tiêu chu n khí th i c a các nư c trong khu v c và th gi i. Xu th h i nh p thương
m i v i các nư c th gi i s n g n. Chính vì v y, n n công nghi p giao thông v n
t i trong nư c c n phát huy, b t k p quy ch h i nh p và các tiêu chu n gi i h n khí
th i cũng như dây chuy n công ngh s n xu t. ây là cơ h i ng cơ xăng s d ng
công ngh xúc tác khí th i t ư c các tiêu chu n hi n hành.
Năm 1995 n nay, Vi t Nam ã có m t s công trình nghiên c u x lý khí th i
t ng cơ t trong b ng ng d ng xúc tác trên cơ s Platin và m t s v t li u xúc tác
trên cơ s các kim lo i chuy n ti p và kim lo i hi m áp ng ư c yêu c u s d ng
cho ng x xe máy. Vi n V t li u ã ch t o b xương g m t ong b ng v t li u g m
Silica trên H. 1-7.
M t s lo i xúc tác ki u perovskite có kích thư c nanomet (20÷ 40 nm) ã
ư c ch t o t La, Sr, Mn, Co, Sn và t m lên b xương g m nói trên. Vi n nghiên
c u Khoa h c V t li u ã tìm ra ư c t h p ch t xúc tác (VN1, VN2, VN3,...) K t
qu chuy n hóa các khí th i c h i như CO, CxHy, NOx ho t ng trong vùng nhi t
khá r ng 200÷600O
C. Nhưng k t qu trên còn ang th nghi m.

- 9 -
H i ngh xúc tác khí th i vào tháng 5/2006, Trư ng HBK Hà N i ã o th
m u xúc tác kim lo i Metalit_S, 3 ch c năng c a EMITEC. Lo i 100cpsi, DxL:
33x60mm; m t ch t xúc tác 20g/ft3
, t l Pt/Rh = 5:1 cho m u xe Honda
SuperDream dung tích 100 cm3
. K t qu lư ng c h i gi m trung bình 43%.
H.1-7. B xương g m t ong dùng cho xe máy (chưa t m xúc tác)
ng d ng k thu t x lý khí th i tiên ti n trên th gi i s n có vào i u ki n c a
Vi t Nam em l i hi u qu t i ưu, ó là m c tiêu cho vi c x lý xúc tác khí th i
ng cơ xăng.
1.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ N I DUNG NGHIÊN C U
- Kh o sát, thu th p thông tin, tài li u v th c tr ng, m c gây ô nhi m môi
trư ng t khí th i ng cơ xăng
- Thu th p, tham kh o, t ng h p, phân tích các tài li u v nghiên c u, x lý khí
th i ng cơ xăng b ng k thu t xúc tác.
- Tìm hi u, phân tích m t s gi i pháp x lý khí th i có dùng b xúc tác có kh
năng ng d ng cho các lo i ng cơ xăng thông d ng ang lưu hành nhưng chưa ư c
trang b h th ng x lý ô nhi m khí th i, th c hi n l p t th nghi m và ánh giá k t
qu ; t ó xu t kh năng ng d ng r ng rãi trong th c t .
1.4 PH M V VÀ GI I H N NGHIÊN C U
Trên cơ s k th a, s d ng các k t qu nghiên c u, ng d ng gi i pháp x lý
khí th i b ng b x lý khí th i xúc tác cho ng cơ xăng ã có trên th gi i và trong
nư c, tài ch t p trung nghiên c u ng d ng gi i pháp x lý khí th i dùng b x lý
khí th i xúc tác cho m t s lo i ng cơ xăng thông d ng nư c ta chưa ư c trang b
h th ng x lý khí th i t nhà s n xu t. Trong ó có th c hi n ng d ng l p t, o c
th nghi m khí th i ng cơ xăng có dùng b xúc tác, làm cơ s phân tích ánh giá,
xu t gi i pháp ng d ng r ng rãi, phù h p v i i u ki n th c t .

- 10 -
Chương 2
CƠ S LÝ THUY T
2.1 T NG QUAN V Ô NHI M DO KHÍ TH I C A NG CƠ XĂNG
2.1.1 M t s nh nghĩa liên quan v n ô nhi m môi trư ng
Thu t ng môi trư ng (môi trư ng) - environment (ti ng Anh), ti ng Hoa: 情
況 Hoàn c nh. Môi trư ng bao g m các y u t t nhiên và v t ch t nhân t o bao quanh
con ngư i, có nh hư ng t i i s ng, s n xu t, s t n t i, phát tri n c a con ngư i và
sinh v t ( i u 3, Lu t b o v môi trư ng c a Vi t Nam, 2005).
• nh nghĩa 1
Theo nghĩa r ng nh t thì môi trư ng là t p h p các i u ki n và hi n tư ng bên
ngoài có nh hư ng t i m t v t th ho c s ki n. B t c m t v t th , m t s ki n nào
cũng t n t i và di n bi n trong m t môi trư ng. Theo Lê Văn Khoa (1995) [5], i v i
cơ th s ng thì “Môi trư ng s ng” là t ng h p nh ng i u ki n bên ngoài có nh
hư ng t i i s ng và s phát tri n c a cơ th .
• nh nghĩa 2
Môi trư ng bao g m t t c nh ng gì bao quanh sinh v t, t t c các y u t vô
sinh và h u sinh có tác ng tr c ti p ho c gián ti p lên s s ng, phát tri n và sinh s n
c a sinh v t (Hoàng c Nhu n, 2000). Theo tác gi , môi trư ng có các thành ph n
chính tác ng qua l i l n nhau:
Môi trư ng t nhiên bao g m nư c, không khí, t ai, ánh sáng và các sinh
v t. - môi trư ng ki n t o g m nh ng c nh quan ư c thay i do con ngư i.
Môi trư ng không gian g m nh ng y u t v a i m, kho ng cách, m t ,
phương hư ng và s thay i trong môi trư ng.
• nh nghĩa 3
Môi trư ng là m t ph n c a ngo i c nh, bao g m các hi n tư ng và các th c
th c a t nhiên,... mà ó, cá th , qu n th , loài,... có quan h tr c ti p ho c gián ti p
b ng các ph n ng thích nghi c a mình (Vũ Trung T ng, 2000) [8].
i v i con ngư i, môi trư ng ch a ng n i dung r ng. Theo nh nghĩa c a
UNESCO (1981) thì môi trư ng c a con ngư i bao g m toàn b các h th ng t nhiên
và các h th ng do con ngư i t o ra, nh ng cái h u hình (t p quán, ni m tin...) trong

- 11 -
ó con ngư i s ng và lao ng, h khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân t o
nh m th a mãn nh ng nhu c u c a mình. Như v y, môi trư ng s ng i v i con ngư i
không ch là nơi t n t i, sinh trư ng và phát tri n cho m t th c th sinh v t và con
ngư i mà còn là “khung c nh c a cu c s ng, c a lao ng và s vui chơi gi i trí c a
con ngư i”.
Như v y, có th nêu nh nghĩa chung v môi trư ng: môi trư ng là t p h p các
y u t t nhiên và xã h i bao quanh con ngư i có nh hư ng t i con ngư i và tác ng
qua l i v i các ho t ng s ng c a con ngư i như: không khí, nư c, t, sinh v t, xã
h i loài ngư i...
Môi trư ng s ng c a con ngư i thư ng ư c phân chia thành các lo i sau:
- Môi trư ng t nhiên: Bao g m các y u t t nhiên như v t lý, hóa h c, sinh
h c, t n t i ngoài ý mu n c a con ngư i nhưng cũng ít nhi u ch u tác ng c a con
ngư i.
- Môi trư ng xã h i: Là t ng th các quan h gi a ngư i và ngư i t o nên s
thu n l i ho c khó khăn cho s t n t i và phát tri n c a các cá nhân và c ng ng.
- Môi trư ng nhân t o: Là t t c các y u t t nhiên, xã h i do con ngư i t o
nên và ch u s chi ph i c a con ngư i.
Như v y, môi trư ng s ng c a con ngư i theo nghĩa r ng là t t c các nhân t
t nhiên và xã h i c n thi t cho s s ng, s n xu t c a con ngư i như tài nguyên thiên
nhiên, không khí, t, nư c, ánh sáng, c nh quan, quan h xã h i,... Theo nghĩa h p,
thì môi trư ng s ng c a con ngư i ch bao g m các nhân t t nhiên và nhân t xã h i
tr c ti p liên quan t i ch t lư ng cu c s ng c a con ngư i.
Chúng ta có th tham kh o nh nghĩa v không khí do c ng ng Châu Âu ưa
ra vào năm 1967: “ Không khí g i là ô nhi m khi thành ph n c a nó b thay i, hay
khi có s hi n di n c a nh ng ch t l gây ra nh ng tác h i mà khoa h c ch ng minh
ư c, hay gây ra s khó ch u i v i con ngư i”. Theo nh nghĩa ó thì:
- Các ch t gây ô nhi m có th nguy h i n t nhiên và con ngư i mà khoa h c
nh n bi t ư c hay ơn gi n là gây ra s khó ch u ch ng h n như mùi hôi, màu s c…
- Các ch t ô nhi m và gi i h n v n ng cho phép c a chúng trong các ngu n
phát th i có th thay i theo th i gian
Ngày nay, ngư i ta ã xác nh ư c các ch t ô nhi m trong không khí, mà
ph n l n là các ch t ó có trong khí x ng cơ t trong.

- 12 -
2.1.2 V n ô nhi m không khí do khí th i c a ng cơ t trong
2.1.2.1 Các ch t ô nhi m ch y u trong khí th i
Khí th i t cylindre ng cơ i ra môi trư ng, ngoài các s n v t cháy hoàn toàn
CO2, H2O, N2, còn ch a các s n v t chưa cháy hoàn toàn, các s n v t ư c phân gi i
t s n v t cháy ho c t nhiên li u. Các ch t c ch a trong khí th i g m có:
- Oxít nitơ, NO và NO2, g i chung là NOx t n t i r t ít trong s n v t cháy. NOx
góp ph n t o nên hi n tư ng sương mù và mưa axít.
- Oxít cacbon (CO) có trong khí th i do thi u oxy nên C không ư c cháy hoàn
toàn. ng cơ xăng ho t ng v i hòa khí m (α < 1) lư ng CO có th t i 10÷12%
th tích s n v t cháy.
- Các ch t hydrocacbua (HC), hay VOC: sinh ra ch y u t nhiên li u cháy
chưa h t. Ánh sáng m t tr i tác ng t i nh ng khí này, t o ra ozone (O3), thành ph n
ch y u có trong sương mù. HC ch a trong s n v t cháy dư i d ng các ch t CnHm và
benzơpiren-3, 4, r t d gây b nh ung thư.
- Khí SO2 và H2S, khi ng cơ dùng nhiên li u có lưu huỳnh. S lư ng SO2 có
th t i 250 mg/m3
, hàm lư ng H2S không áng k .
- Các s n v t ch a ôxy ch y u là al êhit (kho ng vài mg/l)
- Các h p ch t c a chì, trong khí th i c a ng cơ ch y b ng xăng pha chì, cũng
gây nhi u c h i v ngư i và nh hư ng x u n tu i th b xúc tác.
2.1.2.2 Tình hình ô nhi m không khí Vi t Nam
• Vi t Nam trong quá trình ô th hóa nhanh:
B o v môi trư ng ô th ngày càng có t m quan tr ng trong phát tri n b n
v ng qu c gia, b i vì dân s ô th càng l n, chi m t l trong t ng dân s ngày càng
cao. Các ho t ng phát tri n kinh t - xã h i c a qu c gia ngày càng t p trung trong
các ô th . Thí d , riêng Metro Bangkok (2005) óng góp 44% GDP c a Thái Lan,
Metro Manila (2006) óng góp 37% GDP c a Philippine, Thành ph H Chí Minh
(2006) óng góp 23,5% cho GDP Vi t Nam.
Năng lư ng tiêu th các ô th có th chi m t i ¾ t ng năng lư ng tiêu th
c a qu c gia. Năng lư ng tiêu th , t c là tiêu th nhiên li u than, d u, xăng, khí t
càng nhi u, ngu n khí th i càng l n, do ó các v n ô nhi m không khí tr m tr ng
thư ng x y ra các ô th , c bi t là thư ng x y ra các ô th l n.

- 13 -
nư c ta trong th i gian kho ng ¼ th k qua, cùng v i quá trình công nghi p
hóa, hi n i hóa t nư c là quá trình ô th hóa tương i nhanh ( B ng 2-1).
B ng 2-1. Di n bi n ô th hóa nư c ta trong ¼ th k qua và d báo n 2020 [3]
D báo
Năm 1986 1990 1995 2000 2003 2006 2009
2010 2020
S lư ng ô th
(t lo i V tr lên)
480 500 550 649 656 729 752 - -
Dân s ô th
(tri u ngư i)
11,87 13,77 14,938 19,47 20,87 22,83 25,38 28,5 40,0
T l dân ô th
trên t ng dân s
toàn qu c (%)
19,3 20,0 20,75 24,7 25,8 27,2 29,6 32,0 45,0
• Phương ti n giao thông cơ gi i tăng nhanh:
ô th càng phát tri n thì s lư ng phương ti n giao thông v n t i càng tăng
(H. 2-1). ây là áp l c r t l n i v i môi trư ng không khí ô th .
H. 2-1. S lư ng phương ti n cơ gi i ho t ng hàng năm c a Vi t Nam
(Ngu n: C c ăng ki m Vi t Nam và V KHCN&MT, B GTVT, 2009)
S lư ng phương ti n cơ gi i này t p trung ch y u t i các ô th l n, c bi t
là Tp. H Chí Minh và Hà N i. M t c trưng c a các ô th Vi t Nam là phương
ti n giao thông cơ gi i 2 bánh chi m t tr ng l n.
• Nhu c u tiêu th năng lư ng xăng d u:
Nhu c u tiêu th xăng d u trong nư c ngày càng tăng và d báo trong 25 năm
t i còn ti p t c tăng cao (H.2-2). N u các tiêu chu n v ch t lư ng xăng d u không
ư c th t ch t thì chúng ta s ph i i m t v i v n ô nhi m không khí ô th r t
nghiêm tr ng.
Tiêu th xăng d u là m t trong nh ng nguyên nhân phát th i các ch t c h i
như CO, hơi xăng d u (HmCn, VOC), SO2, chì, BTX (Benzen, toluen và xylen). Phát
th i nh ng ch t này liên quan ch t ch n ch t lư ng xăng d u. Trong cơ c u tiêu th

- 14 -
xăng d u c a qu c gia thì giao thông v n t i chi m t tr ng l n nh t (H. 2-3), là ngu n
phát th i ô nhi m l n nh t trong ô th .
H. 2-2. Nhu c u xăng d u c a Vi t Nam nh ng năm qua và d báo cho n năm 2025
(Ngu n: Quy ho ch phát tri n ngành d u khí Vi t Nam giai o n 2006-2015 - nh
hư ng n năm 2025, B Công nghi p, 7/2007)
H. 2-3. Cơ c u tiêu th xăng d u theo các ngành c a Vi t Nam
(Ngu n: Qui ho ch phát tri n ngành d u khí Vi t Nam giai o n 2006 – 2015.
nh hư ng n năm 2025, B Công nghi p, 7/2007)
• Ô nhi m môi trư ng không khí:
Ho t ng giao thông v n t i, các ngành công nghi p, th công nghi p và ho t
ng xây d ng là nh ng ngu n chính gây ô nhi m không khí các khu v c. Theo
ánh giá c a các chuyên gia, ô nhi m không khí ô th do giao thông gây ra chi m t
l kho ng 70%.
Xét các ngu n th i gây ra ô nhi m không khí trên ph m vi toàn qu c (bao g m
c khu v c ô th và khu v c khác), ư c tính cho th y, ho t ng giao thông óng góp
t i g n 85% lư ng khí CO, 95% lư ng VOCs. Trong khi ó, các ho t ng công
nghi p là ngu n óng góp kho ng 70% khí SO2. i v i NO2, ho t ng giao thông và
ho t ng s n xu t công nghi p có t l óng góp x p x nhau (H. 2- 4 và B ng 2-2)

- 15 -
H.2-4. T l phát th i ch t gây ô nhi m do các ngu n th i chính
Vi t Nam năm 2005
(Ngu n: C c b o v môi trư ng, 2006)
B ng 2-2. Ư c tính th i lư ng các ch t gây ô nhi m t các ngu n th i chính
c a Vi t Nam năm 2005( ơn v : t n/năm).
TT Ngành s n xu t CO NO2 SO2 VOCs
1 Nhi t i n 4.562 57.263 123.665 1.389
3 S n xu t công nghi p, d ch v , sinh ho t 54,004 151,031 272,497 854
4 Giao thông v n t i 301.779 92.728 18.928 47.462
C ng 360.345 301.022 415.090 49.705
(Ngu n: C c b o v môi trư ng, 2006)
• Hi n tr ng ch t lư ng môi trư ng không khí:
Môi trư ng không khí ô th b ô nhi m b i có tính ph bi n, n ng n và ô
nhi m các khí c h i có tính c c b .
Ô nhi m b i, v n n i c m c a ch t lư ng không khí hi n nay:
Môi trư ng không khí xung quanh c a h u h t các khu v c trong thành ph u
b ô nhi m b i, c bi t là các nút giao thông, các khu v c có công trư ng xây d ng
và nơi t p trung ho t ng s n xu t công nghi p
PM10 trung bình năm c a các thành ph l n c a Vi t Nam như Tp. H Chí
Minh, Hà N i, à N ng nhìn chung u vư t ngư ng trung bình năm theo khuy n
ngh c a WHO ( 20 g/m3
).
So sánh v i tiêu chu n Vi t Nam, t i h u h t các khu v c c a Hà N i và Tp. H
Chí Minh, n ng b i PM10 các năm g n ây u vư t quy nh chu n cho phép (50
g/m3
), (H. 2-5).

- 16 -
S li u quan tr c t i các tr m trong khu dân cư như tr m à N ng (TP. à
N ng) cho th y PM10 trung bình năm dao ng xung quanh ngư ng cho phép. Tuy
nhiên, t i các tr m này, v n có nh ng th i i m PM10 trung bình 24 gi vư t ngư ng
cho phép r t nhi u.
H. 2-5. Di n bi n n ng b i PM10 trung bình năm trong không khí
xung quanh m t s ô th t năm 2005 n 2009.
(Ngu n: TTKTTV Qu c gia, 2010; Chi c c BVMT Tp. H Chí Minh, 2010)
Tình tr ng ô nhi m i v i b i lơ l ng t ng s (TSP) r t áng lo ng i, c bi t
là ô nhi m d c hai bên các ư ng giao thông chính c a th (H. 2-6).
H. 2-6. Di n bi n n ng TSP t i m t s tuy n ư ng ph giai o n 2005-2009
(Ngu n: Các tr m QT&PTMT– M ng lư i QT&PTMT qu c gia, 2010)
Không ch các tuy n ư ng giao thông ư ng ph mà các khu v c dân cư c a
các ô th cũng g p ph i v n ô nhi m b i, c bi t là các khu v c dân cư n m sát
khu v c ang có ho t ng xây d ng ho c g n ư ng có m t xe l n (H. 2-7).

- 17 -
H. 2-7. Di n bi n n ng b i TSP trong không khí xung quanh
các khu dân cư c a m t s ô th giai o n 2005-2008
Ô nhi m m t s khí c h i:
Các khí CO, SO2, NO2 trong không khí t i các ô th nhìn chung v n trong
ngư ng cho phép. Tuy nhiên, t i m t s a i m và trong m t s th i i m, n ng
các ch t này có tăng lên, m t s trư ng h p ã vư t tr s cho phép.
H. 2-8. Di n bi n n ng NO2 ven các tr c giao thông c a m t s ô th
Do nh hư ng c a các ho t ng giao thông, n ng NO2 g n các tr c
ư ng giao thông cao hơn h n các khu v c khác. c bi t t i nh ng ô th có m t
phương ti n giao thông cao như Tp. H Chí Minh, n ng NO2 trong không khí cao
hơn h n nh ng ô th khác (H. 2-8). i u này ch ng t NO2 ư c phát sinh ch y u t
các ho t ng giao thông trong thành ph .
N ng SO2 và CO trung bình năm t i các khu v c trong thành ph nhìn
chung v n trong gi i h n cho phép c a TCVN.
Do ph n l n SO2 phát sinh t các ho t ng s n xu t công nghi p nên s chênh
l ch n ng SO2 gi a khu v c dân cư và tr c ư ng giao thông không nhi u và có xu

- 18 -
hư ng gi m i do m t ph n các cơ s s n xu t ư c di d i ra kh i các thành ph trong
các năm v a qua (H. 2-9).
H. 2-9. Di n bi n n ng SO2 t i các tr c ư ng giao thông m t s ô th
T i nh ng nơi có m t giao thông cao, n ng CO cao hơn h n. T i các ô
th phía Nam, n ng CO t i các ư ng giao thông các năm 2005-2009 u vư t
TCVN (H. 2-10)
H. 2-10. Di n bi n n ng CO t i các tuy n ư ng ph
c a m t s ô th 2002-2006[2]
N ng khí benzen, toluen và xylen (BTX) u có xu hư ng tăng cao ven
các tr c giao thông ư ng ph . T i Hà N i, m t s nghiên c u cho th y n ng BTX
cao nh t d c hai bên các tuy n ư ng giao thông và có gi m i các khu dân cư
n m xa các tr c ư ng l n (H. 2-11). i u này ch ng t ngu n g c c a nh ng khí này
ch y u t các phương ti n giao thông.

- 19 -
H. 2-11. N ng BTX trung bình 1 gi c a các khu v c
thu c thành ph Hà N i (quan tr c trong th i gian 12/1/2007-5/2/2007)
(Ngu n: Chương trình Không khí s ch Vi t Nam - Thu S , 2007)
2.1.3 Tác h i c a khí th i c a ng cơ t trong
2.1.3.1 Tác h i c a khí th i nh hư ng n s c kh e con ngư i
Phương ti n giao thông ã phát th i ra m t kh i lư ng áng k các ch t ô
nhi m v i nh ng nh hư ng khác nhau ư c tóm t t trong b ng 2-3.
B ng 2-3. Tác h i c a khí th i phương ti n n s c kho và môi trư ng [4]
nh hư ng n
s c kho
Bi n i khí h u
Ch t ô
nhi m
Tr c
ti p
Gián
ti p
Mưa
axít
Sinh
thái
Có th
nhìn th y
Tr c
ti p
Gián
ti p
CO
HC
NOx
PM
SOx
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
• Monoxyde Carbon (CO):
CO là ch t khí không màu, không v . Nó e d a nghiêm tr ng n s c kho con
ngư i, c bi t i v i thai nhi và ngư i m c b nh tim. Do áp l c c a hemoglobin
(Hb) trong máu i v i CO l n hơn 200 l n so v i O2 nên CO s c n tr v n chuy n
O2 t máu n các mô. Khi vào cơ th CO t n công HbO2 t o nên ph c b n
cacboxyhemoglobin (HbCO) như sau:
HbO2 + CO HbCO + O2

- 20 -
R t nhi u nguyên c u trên ngư i và ng v t ch ng t r ng nh ng ngư i y u
tim s thêm căng th ng khi lư ng CO trong máu tăng. Ngư i kho m nh cũng b nh
hư ng nhưng ch khi ti p xúc CO n ng cao và thư ng d n n nh ng hi n tư ng
như suy gi m th l c, s khéo léo, năng l c làm vi c, h c t p…
B ng 2-4. H u qu c a s nhi m c CO các n ng khác nhau.[4]
N ng CO
(ppm)
T l chuy n hoá (%)
HbO2 HbCO
nh hư ng i v i con ngư i
10 2
Gi m kh năng phán oán, au u,
chóng m t, m t m i…
100 15 Như trên (nhưng m c n ng hơn)
250 32 B t t nh
750 60 Ch t sau vài gi
1.000 65 Ch t r t nhanh
• Oxyde Nitơ (NOx):
Monoxyde nitơ (NO) là ch t chi m i b ph n trong h các oxyde nitơ. NO
không nguy hi m m y, nhưng nó là cơ s t o ra dioxyde nitơ (NO2), ây là ch t khí
màu h ng nh t, có mùi, kh u giác có th phát hi n n ng kho ng 0,12 ppm trong
không khí. NO2 g n li n v i vi c gia tăng lây nhi m ư ng hô h p, làm ngh n th
ngư i m c b nh hen và gi m ch c năng c a ph i. Nguyên nhân là do NO2 khó hòa tan
nên có th theo ư ng hô h p i sâu vào ph i gây viêm và làm h y ho i các t bào c a
cơ quan hô h p. NOx còn góp ph n tăng lư ng b i h t, t o mưa acide làm hư h i cây
c i vùng cao và tăng n ng acide các ao, h và sông su i, nh hư ng nghiêm
tr ng n sinh v t dư i nư c.
• Dioxyde Sunphur (SO2):
SO2 v i n ng cao có th gây suy gi m kh năng th t m th i i v i tr em
b hen và v i nh ng ngư i l n làm vi c n ng ngoài tr i. Nh ng ngư i b hen ch c n
ti p xúc trong th i gian ng n v i m c SO2 cao có th gây nên gi m ch c năng ph i
kèm theo các tri u ch ng như t c ng c, th ng n. Nh ng nh hư ng khác do ti p xúc
lâu dài v i n ng SO2 cao g m b nh hô h p, thay i kh năng b o v ph i và làm
tr m tr ng b nh tim m ch hi n có.

- 21 -
• Hydro Cacbon (HC):
Benzen
C c B o v Môi trư ng Hoa Kỳ (US-EPA) m i ây ã kh ng nh l i benzen
là ch t gây ung thư cho con ngư i khi ti p xúc b ng b t kỳ cách nào. Khi h hô h p
ti p xúc v i n ng benzen cao trong m t th i gian dài s gây ung thư các mô t o ra
b ch c u trong máu. Ti p xúc v i benzen hay ch t chuy n hoá c a nó cũng d n n
bi n i gen ngư i và ng v t. Hi n tư ng bi n i nhi m s c th nh ng ngư i
ti p xúc v i benzen ư c coi là bi u hi n ban u v nguy cơ nhi m b nh b ch c u.
Formaldehyt và Acetandehyt
US-EPA ã x p formaldehyt vào lo i ch t có kh năng gây ung thư tuy chưa
có căn c v gây ung thư cho ngư i nhưng l i căn c v gây ung thư cho ng
v t. Các nguyên c u d ch t h c nh ng công nhân ph i ti p xúc formaldehyt do ngh
nghi p ã ưa ra gi thuy t là hít th formaldehyt lâu ngày có th liên quan n các
kh i u trong vòm h ng, khoang mũi và xoang. Nguyên c u ã ch ng minh r ng
formaldehyt gây ra ho t ng bi n i gen trong quá trình nuôi dư ng t bào. Trong
không khí, hoá tính c a acetandehyt v nhi u m t tương t như formaldehyt, nó cũng
là ch t gây ung thư cho con ngư i.
Butadien-1,3
Vào năm 1985, butadien-1,3 ư c US-EPA xem là ch t gây ung thư cho con
ngư i nhóm B2. K t qu này d a trên các s li u nguyên c u v hai loài g m nh m
và s li u d ch t .
• Ch t l c chì (Pb):
Chì có m t trong khí x do Thétraétyl chì Pb(C2H5)4 ư c pha vào xăng tăng
tính ch ng kích n c a nhiên li u. S pha tr n ch t ph gia này vào xăng hi n nay v n
còn là tài bàn cãi c a gi i khoa h c. Chì trong khí x ng cơ t n tài dư i d ng
nh ng h t có ư ng kính c c bé nên r t d xâm nh p vào cơ th qua da ho c theo
ư ng hô h p. Khi ã vào ư c cơ th , kho ng t 30 n 40% lư ng chì này i vào
máu. S hi n di n c a chì gây xáo tr n s trao i ion não, gây tr ng i cho s t ng
h p enzyme hình thành h ng c u, và c bi t hơn n a, nó tác ng lên h th n kinh
làm tr em ch m phát tri n trí tu . Chì gây nguy hi m v i con ngư i khi n ng c a
nó trong máu vư t quá 200 n 250 mg/lít. Nh ng nh hư ng khác có th x y ra là:
- Gi m thi u ch c năng v n ng giác quan.

- 22 -
- Suy gi m ch c năng th n.
- Tăng huy t áp.
- nh hư ng n tình tr ng non cũng như gi m ch s tăng trư ng c a bào
thai.
• B i h t:
B i h t (PM) là i di n cho m t lo t l n các ch t khác nhau v hoá tính,
chúng t n t i như nh ng ph n t riêng bi t v i nhi u kích thư c khác nhau. c tính
hoá lý c a PM thay i r t l n theo th i gian, khu v c, khí tư ng và lo i ngu n, làm
ph c t p vi c ánh giá tác ng c a nó n s c kho c ng ng. n ng cao, PM
có th gây tác h i n s c kho con ngư i (ung thư ph i, ch t y u, làm tr m tr ng
thêm b nh hô h p và tim m ch, làm bi n i mô và c u t o ph i), làm gi m t m nhìn
và hu ho i các l p v t ch t, góp ph n làm l ng ng acide…
H U QU T VI C MÔI TRƯ NG KHÔNG KHÍ B Ô NHI M
Các nghiên c u ư c ti n hành M và Châu Âu ã thi t l p rõ m i liên h
gi a ô nhi m môi trư ng không khí và nh ng căn b nh v tim m ch, hen suy n, các
b nh v ư ng hô h p...Trong khi ó Châu Á, r t ít các nghiên c u v nh hư ng
c a ô nhi m không khí n s c kho c a ngư i dân. i u này ph n ánh kh năng y u
kém nói chung c a các nư c Châu Á trong vi c ti n hành các nghiên c u v nh
hư ng c a ô nhi m không khí n s c kho . Ư c tính c a WHO v t l t vong hàng
năm do ti p xúc nhi u v i không khí các vùng ông dân cư là kho ng 800.000
ngư i, trong ó có kho ng 500.000 ngư i Châu Á. Ngoài nh hư ng n s c kho
con ngư i, ô nhi m không khí còn gây t n th t áng k v tài chính và kinh t i v i
các h gia ình, ngành công nghi p và Chính ph các nư c Châu Á. S chênh l ch l n
trong s li u tính toán v chi phí cho s c kho m t s thành ph Châu Á là minh
ch ng cho s c n thi t ph i có nh ng nghiên c u t ng h p hơn n a v nh hư ng c a
ch t lư ng không khí Châu Á.
Nghiên c u v Gi i pháp Năng lư ng và nh hư ng S c kho c a Thư ng H i
ã xác nh ư c s ngư i m c b nh ngh n t c ph i kinh niên (COPD) do b i h t lơ
l ng (SPM) là 173.500 ngư i vào năm 1990. S trư ng h p b viêm ph qu n kinh
niên t i các qu n n i thành c a Thư ng H i do ti p xúc v i SPM vào năm 1999 ư c
tính kho ng 30.800 ngư i, trong ó 15.200 ngư i tu i 45-60. T i ài Loan, các
nhà nghiên c u ã theo dõi i u tra 165.173 h c sinh ph thông tu i 11-16 trong

- 23 -
hai khu v c và i n nh n nh r ng có m t m i liên h áng k gi a b nh hen suy n
và hàm lư ng các ch t gây ô nhi m trong không khí. M t nghiên c u tương t t i
H ng Kông cũng cho th y khi ô nhi m không khí tăng thì kh năng th bình thư ng
gi m xu ng và các b nh v ư ng hô h p tăng nhanh.
M t nghiên c u c a Ngân hàng th gi i năm 1997 t i Niu êli ã ch ng minh
ư c m i liên h m t thi t gi a ô nhi m b i h t và con s t vong hàng ngày không do
ch n thương cũng như nh ng nguyên nhân nh t nh khác. Ngư i ta ư c tính r ng
Niu êli c tăng 100mg/m3
SPM thì s m t i 51.403 năm tu i th . i u này tương
ương v i 1.385 ngư i ch t trong m t năm các nhóm tu i khác nhau. Trong th i
gian nghiên c u (1991-1994), m c SPM trung bình t i Niu êli là 378mg/m3
g n b ng
5 l n tiêu chu n trung bình hàng năm c a WHO. M t nghiên c u khác c a t ch c này
k t lu n r ng ô nhi m không khí t i Mumbai gây ra 2.800 trư ng h p ch t y u, 60
tri u ngày có tri u ch ng ư ng hô h p và 19 tri u ngày ho t ng h n ch , t t c t n
th t tính ra b ng 18 t rupi n m i năm.
H. 2-12. Khói b i, ô nhi m ang gây h i cho ngư i dân
Phát hi n t m t nghiên c u c a Ngân hàng th gi i t i Bangkok ư c tính r ng
thi t h i v tài chính do ô nhi m không khí i v i các h ti p xúc là 131 baht/tháng.
L i ích có ư c khi gi m 20mg/m3
n ng PM10 trung bình hàng năm t i Bangkok s
ti t ki m ư c t 1,6-4,2 t USD. ánh giá g n ây c a Ngân hàng th gi i v chi phí
s c kho do PM10 gây ra lên t i 424 tri u USD trong năm 2000.
T i Jarkata các nghiên c u c a Ostro (1994) và Deshazo (1996) ư c tính chi phí
hàng năm cho s c kho ã lên t i 2,16 t USD (tương ương 2% GNP) do nh hư ng
c a thành ph n chì và b i h t vư t quá tiêu chu n c a WHO. Con s này là 392 tri u
USD/năm t i th ô Manila. M t nghiên c u khác do Ngân hàng th gi i th c hi n nói
r ng b i h t Jarkata gây ra 4364 ca ch t y u, 32 tri u ngày ho t ng h n ch , 101

- 24 -
tri u ngày có tri u ch ng ư ng hô h p, b nh hen suy n, viêm ph qu n, vô s nh ng
ca c p c u…
Ti n sĩ Nguy n ình Tu n, Chi c c trư ng Chi c c B o v môi trư ng, kh ng
nh chính ngư i tham gia lưu thông cũng có m t ph n l i trong vi c t o ra nh ng tác
nhân gây ô nhi m không khí ven ư ng, nói m t cách nôm na: ngư i dân v a là th
ph m v a là n n nhân. Tình tr ng l n ư ng, l n tuy n là m t trong nh ng nguyên
nhân gây ra k t xe.
Càng k t xe lâu, khí th i t các phương ti n giao thông càng t a ra nhi u hơn
t i m t khu v c. H qu là m c ô nhi m nơi ó tăng lên. Vì th l i khuyên ây là:
hãy ch p hành lu t giao thông, i úng ph n ư ng quy nh khi tham gia lưu thông
trên ư ng.
2.1.3.2 Tác h i c a khí x nh hư ng n môi trư ng, khí h u [4], [10]
• Thay i nhi t khí quy n:
S hi n di n c a các ch t ô nhi m, c bi t là nh ng ch t khí gây hi u ng nhà
kính, trong không khí trư c h t nh hư ng n quá trình cân b ng nhi t c a b u khí
quy n. Trong s nh ng ch t khí gây hi u ng nhà kính, ngư i ta quan tâm n khí
carbonic CO2 vì nó là thành ph n chính trong s n ph m cháy c a nhiên li u có ch a
thành ph n carbon. S gia tăng nhi t b u khí quy n do s hi n di n c a các ch t khí
gây hi u ng nhà kính có th ư c gi i thích như sau:
- Qu t nh n năng lư ng t m t tr i và b c x l i ra không gian m t ph n
nhi t lư ng mà nó nh n ư c. Ph b c x nhi t c a m t tr i và v trái t trình bày
trên các H. 2-13 và H. 2-14. B c x m t tr i t c c i trong vùng ánh sáng th y
ư c ( có bư c sóng trong kho ng 0,4 – 0,73 mm) còn b c x c c i c a v trái t
n m trong vùng h ng ngo i (7 – 15mm).

- 25 -
H. 2-13. Ph b c x t m t tr i H. 2-14. Ph b c x t m t t
- Các ch t khí khác nhau có d i h p th b c x khác nhau. Do ó, thành ph n
các ch t khí có m t trong khí quy n có nh hư ng n s trao i nhi t gi a m t tr i,
qu t và không gian. Carbonic là ch t khí có d i h p th b c x c c i ng v i
bư c sóng 15mm, vì v y nó ư c xem như trong su t i v i b c x m t tr i nhưng là
ch t h p th quan tr ng i v i tia b c x h ng ngo i t m t tr i. M t ph n nhi t
lư ng do l p khí CO2 gi l i s b c x ngư c l i v trái t (H. 2-15) làm nóng thêm
b u khí quy n theo hi u ng nhà kính (Serre).
H. 2-15. Hi u ng nhà kính
V i t c gia tăng n ng khí carbonic trong b u khí quy n như hi n nay,
ngư i ta d oán vào kho ng gi a th k 22, n ng khí carbonic có th tăng lên g p
ôi. Khi ó, theo d tính c a các nhà khoa h c, s x y ra s thay i quan tr ng i
v i s cân b ng nhi t trên qu t:
- Nhi t b u khí quy n s tăng lên t 2 n 30
C.
- M t ph n băng vùng B c c c và Nam c c s tan làm tăng chi u cao m c
nư c bi n.
- Làm thay i ch mưa gió và xa m c hóa thêm b m t trái t.
• L ng ng Acide:
L ng ng acide hay còn g i là mưa acide góp ph n phá ho i cây c i vùng
cao và làm cho sông h nhi m acide, nhi u lo i sinh v t dư i nư c b tuy t ch ng gây
phá ho i h sinh thái nói chung. nh hư ng n t tr ng bao g m làm gi m ch t dinh
dư ng c a t, làm tăng kh năng hoà tan c a kim lo i. Hơn n a, l ng ng acide y
nhanh quá trình ăn mòn v t li u xây d ng và sơn, trong ó có các công trình xây d ng
không th thay th , các pho tư ng và các công trình iêu kh c mà chúng là m t ph n
di s n văn hoá c a nhi u nư c. Nhi u nghiên c u ã ư c ti n hành B c M và Tây

- 26 -
Âu, trong khi r t ít ư c th c hi n Châu Á, nơi mà m c tăng khí th i gây l ng ng
acide chi m ph n l n trong vài th p k t i.
• Bi n i khí h u:
Tính t năm 1800, n ng các khí nhà kính như CO2, CH4, và N2O trong
không khí ã tăng t i 30%, 145%, và 15% tương ng v i t ng lo i (U ban Liên chính
ph v Bi n i khí h u năm 1996). S tích t này ã làm thay i thành ph n b u khí
quy n trái t và có th nh hư ng n h khí h u toàn c u do nó nh hư ng n quá
trình cân b ng nhi t c a b u khí quy n.
Các nghiên c u cho th y ích l i c a ng cơ Diesel, lo i ng cơ ư c coi là
kinh t hơn ng cơ xăng v tiêu th nhiên li u, ã b suy gi m b i b i h t Diesel có
h i hơn là l i ích c a nó do l i th bù p c a CO2 mang l i, do nó làm gi m mây và
mưa. Như ti n sĩ James Hasen c a NASA ã nói “cacbon en làm gi m su t phân
chi u sol khí, bán tr c ti p làm gi m ám mây che ph , và gi m su t phân chi u c a
h t trong mây”.
• nh hư ng n sinh thái:
S gia tăng NOx, c bi t là protoxyde nitow N2O có nguy cơ làm gia tăng s
h y ho i l p ozone thư ng t ng khí quy n, l p khí c n thi t l c c c tím phát x
t m t tr i. Tia c c tím gây ung thư da và gây t bi n sinh h c, c bi t là t bi n
sinh ra các vi trùng có kh năng làm lây lan các b nh l d n t i h y ho i s s ng c a
m i sinh v t trên trái t gi ng như i u ki n hi n nay trên Sao H a.
Oxyde nitơ cũng t o nên l ng ng nitơ xu ng h sinh thái và d n n các c a
bi n d bão hoà nitơ. Khi ti n hành quan tr c m t th i gian dài Hoa Kỳ, Châu Âu và
nh ng khu v c phát tri n trên th gi i, ngư i ta ã ch ra r ng m c nitơ trong nư c b
m t vùng lưu v c sông ã tăng lên áng k gây nh hư ng n h sinh thái dư i
nư c. V n này là m i quan tâm c bi t vùng b bi n nơi có dòng ch y kém ho c
phân t ng. Ngoài ra, NOx còn nh hư ng n kh năng quang h p c a th c v t khi
n ng c a chúng l n hơn 0,5-0,7ppm.
Trên ây là nh ng tác h i vô cùng nghiêm tr ng c a m t s ch t c h i có
trong thành ph n khí x ng cơ t trong. Vì v y chúng ta c n s m có nh ng bi n
pháp th t h u hi u h n ch s phát x này n u không cu c s ng c a chính chúng ta
s b e d a nghiêm tr ng.

- 27 -
2.2 GI I PHÁP GI M C H I C A KHÍ TH I NG CƠ XĂNG
2.2.1. Cơ ch hình thành các ch t c h i trong khí th i c a ng cơ t trong[4]
Quá trình cháy c a h n h p nhiên li u-không khí là m t trong nh ng y u t
quan tr ng nh hư ng n công su t, hi u su t và m c phát ô nhi m c a ng cơ.
Quá trình cháy lý tư ng c a h n h p hydrocacbon v i không khí ch sinh ra CO2, H2O
và N2. Tuy nhiên, do s không ng nh t c a h n h p cũng như tính ch t ph c t p c a
các hi n tư ng lý hóa di n ra trong quá trình cháy nên trong khí x ng cơ luôn ch a
m t lư ng áng k các ch t c h i như oxyde nitơ (NOx), monoxyde cacbon (CO),
các hydrocacbon chưa cháy (HC), các h t r n...N ng các ch t ô nhi m này s ph
thu c vào lo i ng cơ và ch v n hành.
H. 2-16. Bi n thiên n ng các ch t ô nhi m theo h s dư lư ng không khí
Nh ng t p ch t, c bi t là các h p ch t ch a lưu huỳnh và các ph gia có trong
nhiên li u cũng có nh hư ng n thành ph n các ch t ô nhi m trong s n ph m cháy.
M t trong nh ng thông s có tính t ng quát nh hư ng n m c phát sinh ô nhi m
c a ng cơ là h s dư lư ng không khí λ. ng cơ xăng thư ng làm vi c v i h s
dư lư ng λ ≈ 1. th H. 2-16 cho th y ng cơ làm vi c v i h n h p nghèo có m c
phát sinh ô nhi m th p hơn, tuy nhiên n u h n h p quá nghèo thì t c cháy th p,
d có tình tr ng m t l a và ó là nguyên nhân làm gia tăng n ng HC chưa cháy.
Khi h n h p cháy có h s dư lư ng không khí λ = 1 thì m c phát sinh ô
nhi m trung bình như trong b ng 2-5. Tuy nhiên, trong nh ng i u ki n cháy c bi t

- 28 -
áp su t và nhi t cao v i h s dư lư ng không khí l n thì thành ph n các ch t ô
nhi m s thay i theo hư ng gia tăng NOx.
Nhi t c c i c a quá trình cháy cũng là m t nhân t quan tr ng nh hư ng
n thành ph n các ch t ô nhi m vì nó nh hư ng m nh n ng h c ph n ng, c
bi t là các ph n ng t o NOx. Nói chung, t t c nh ng thông s k t c u hay v n hành
nào c a ng cơ có tác ng n thành ph n h n h p và nhi t cháy u gây nh
hư ng tr c ti p hay gián ti p n s hình thành các ch t ô nhi m trong khí x .
B ng 2-5. M c phát sinh ô nhi m trung bình c a quá trình cháy[4]
Ch t ô nhi m Lư ng phát sinh (g/kg nhiên li u)
NOx 20
CO 200
HC 25
B hóng 2÷5
B ng 2-6. Thành ph n các ch t c h i khi s d ng nh ng ngu n
nhiên li u khác nhau phương ti n v n t i[4]
STT Ch t th i (g/kg) Xăng Diesel
1 CO 20,810 1,146
2 CO2 172,83 175,64
3 HC 29,100 5,740
4 SOx 2,325 3,800
5 NOx 19,788 24,581
6 R-COOH 1,432 1,327
7 R-CHO 1,125 0,944
8 Mu i (C) 1,250 6,250
9 Chì 0,625 0,000
10 B i 3,902 117,06
2.2.1.1 Cơ ch hình thành các Oxyde (NOx):
NOx là tên g i chung c a các oxyde nitơ NO, NO2, và N2O ư c hình thành do
s k t h p gi a oxy và nitơ (ch y u do N2 trong không khí n p vào ng cơ) i u
ki n nhi t cao. Trong m t s trư ng h p, nó là ch t ô nhi m chính làm gi i h n
tính năng k thu t c a ng cơ.
• Quá trình hình thành monoxyde nitơ (NO):

- 29 -
NO là h p ch t chi m t l cao nh t trong h NOx. S hình thành NO do quá
trình oxy hóa nitơ trong không khí có th ư c mô t b i cơ ch Zeldovich. Trong i u
ki n λ ≈ 1, nh ng ph n ng chính t o thành và phân h y NO là:
O + N2 NO + N (2.1)
N + O2 NO + O (2.2)
N + OH NO + H (2.3)
Ph n ng (2.1) và (2.2) di n ra m nh trong khu v c màng l a và trong vùng
khí ã cháy còn ph n ng (2.3) x y ra khi h n h p r t giàu. NO t o thành trong màng
l a và trong s n ph m cháy phía sau màng l a. Trong ng cơ, quá trình cháy di n ra
i u ki n áp su t cao, vùng ph n ng r t m ng (kho ng 0,1mm) và th i gian cháy r t
ng n, thêm vào ó áp su t trong cylinder tăng trong quá trình cháy, i u này làm nhi t
c a b ph n khí cháy trư c cao hơn nhi t t ư c ngay sau khi ra kh i khu v c
màng l a nên i b ph n NO hình thành trong khu v c sau màng l a:
N2 + O2 2NO (2.4)
Còn NO hình thành trong màng l a có kh năng t o ra nh ng h p ch t còn l i
c a h NOx. S hình thành NO ph thu c r t m nh vào nhi t , nhi t càng cao thì
t c t o NO càng l n. N ng NO cũng ph thu c m nh vào n ng oxy. Do ó,
trong i u ki n nhi t cao và n ng oxy l n thì n ng NO trong s n ph m cháy
s l n.
Trong ng cơ xăng, m t trong nh ng y u t quan tr ng nh t nh hư ng n s
hình thành NO là h s dư lư ng không khí c a h n h p. Khi h n h p quá m hay
quá nh t u d n n t c ph n ng t o NO gi m. Bên c nh ó, h s khí sót cũng
nh hư ng áng k n lư ng NO t o thành. S có m t c a khí sót là do khí cháy c a
chu trình trư c còn sót l i trong cylinder hay do quá trình h i lưu khí x . Khi không có
s h i lưu, lư ng khí sót trong cylinder ph thu c vào các ch t i, góc ph i khí
và c bi t là kho ng trùng i p gi a các soupap th i và n p. Kho ng trùng i p càng
tăng thì lư ng khí sót càng tăng, i u ó d n n n ng NO phát x s gi m. Tuy
nhiên, s tăng quá m c t l khí sót s làm gi m ch t lư ng quá trình cháy, ng cơ
làm vi c không n nh, tính kinh t gi m và tăng hàm lư ng HC trong khói th i. M t
y u t n a nh hư ng m nh n s phát sinh NO là góc ánh l a s m. Khi tăng góc
ánh l a s m s làm tăng n ng NO phát x . Nguyên nhân là do khi tăng góc ánh
l a s m, i m b t u cháy s xu t hi n s m hơn trong chu trình công tác, áp su t c c

- 30 -
i xu t hi n g n CT hơn và cũng t giá tr l n hơn, lúc này nhi t c c i cũng
tăng lên tương ng. M c khác, do th i i m cháy b t u s m nên th i gian t n t i c a
khí cháy nhi t cao cũng kéo dài. Hai y u t này u t o i u ki n thu n l i cho s
hình thành NO.
• Quá trình hình thành dioxyde nitơ (NO2):
Dioxyde nitơ (NO2) ư c hình thành t monoxyde nitơ (NO) và các ch t trung
gian c a s n v t cháy theo ph n ng sau:
NO + HO2 NO2 + OH (2.5)
Trong i u ki n nhi t cao, NO2 t o thành có th phân gi i theo ph n ng:
NO2 + O NO + O2 (2.6)
Trong trư ng h p NO2 sinh ra b làm mát ngay b i s v n ng c a dòng khí
có nhi t th p trong bu ng cháy thì ph n ng (2.6) b kh ng ch , nghĩa là NO2 ti p
t c t n t i trong s n v t cháy. Vì v y khi ng cơ làm vi c kéo dài ch không t i
hay ch t i th p thì n ng NO2 trong khí x s gia tăng do ph n ng ngư c bi n
i NO2 thành NO b kh ng ch b i các vùng không khí có nhi t th p. Dioxyde
nitơ cũng hình thành trên ư ng x khi t c t i th p và có s hi n di n c a oxy.
• Quá trình hình thành protoxyde nitơ (N2O):
Protoxyde nitơ (N2O) ch y u hình thành t các ch t trung gian NH và NCO
khi chúng tác d ng v i NO theo ph n ng:
NH + NO N2O + H (2.7)
NCO + NO N2O + CO (2.8)
N2O ch y u ư c hình thành vùng oxy hóa có n ng nguyên t H cao, mà
nguyên t H l i t o ra s phân h y m nh protoxyde nitơ theo ph n ng:
N2O + H NH + NO (2.9)
N2O + H N2 + OH (2.10)
Chính vì v y N2O ch chi m t l r t th p trong khí x c a ng cơ t trong
(kho ng 3÷8 ppmV).
2.2.1.2 Cơ ch hình thành Monoxyde Cacbon (CO):
CO sinh ra do quá trình cháy không hoàn toàn c a h n h p giàu hay do s phân
gi i s n ph m c a quá trình cháy. N ng CO ph thu c m nh vào thành ph n h n
h p hay h s dư lư ng không khí λ. i u ki n h n h p giàu, lư ng O2 có m t trong
h n h p không oxy hóa hoàn toàn cacbon c a nhiên li u thành CO2. M c khác,

- 31 -
i u ki n nhi t cao, ph n ng phân gi i s n ph m cháy cũng làm tăng n ng
CO ngay c khi h n h p nghèo. i u ki n nhi t r t cao (trên 1200 o
C), hơi nư c
t o thành có th b nhi t phân t o H2 và O2. Khi ó, H2 có th ph n ng v i CO2 t o
thành CO theo ph n ng:
CO2 + H2 CO + H2O (2.11)
Khi ng cơ làm vi c ch non t i, do i u ki n cháy c a h n h p không
thu n l i, t o ra các vùng cháy không hoàn toàn c c b nên n ng CO trong khí x
cao hơn dù h s dư lư ng không khí λ ư c i u ch nh dao ng chung quanh giá tr
cháy hoàn toàn lý thuy t. Chính vì l ó, khi phương ti n ho t ng trong thành ph
thì s phát sinh CO áng quan tâm nh t, do ng cơ thư ng xuyên làm vi c ch
t i th p.
S hình thành CO ch u nh hư ng c a nhi u y u t như áp su t n p nhiên li u
vào ng cơ, thành ph n c a h n h p nhiên li u-không khí, góc ánh l a s m, b n
ch t c a nhiên li u, h s khí sót…
2.2.1.3 Cơ ch hình thành Hydro Carbure (HC):
S phát sinh HC là do quá trình cháy không hoàn toàn m t s chu trình làm
vi c c a ng cơ (khi có s thay i v m c, góc ánh l a s m hay h i lưu khí
x ) ho c do m t b ph n h n h p n m ngoài khu v c lan tràn màng l a. i u này x y
ra do s không ng nh t c a h n h p ho c do s d p t t màng l a khu v c g n
thành hay trong các không gian ch t. Nghĩa là các khu v c có nhi t th p, khác v i
s hình thành CO và NOx di n ra trong pha ng nh t nh ng khu v c có nhi t
cao.
Nh ng ch t còn l i trong h n h p sau khi màng l a i qua không ph i là ngu n
phát sinh HC chính o ư c trên ư ng x c a ng cơ. H. 2-17 bi u di n s bi n
thiên n ng các thành ph n hydrocarbure theo góc quay tr c khu u trên thành bu ng
cháy c a ng cơ m t cylindre cho th y ngay khi màng l a i qua, n ng HC o
ư c th p hơn n ng HC có m t trong khí x và cu i chu trình n ng HC l i tăng
lên. ó là do khi màng l a lan n khu v c g n thành thì nó b d p t t và chính HC
thoát ra t các vùng không b cháy óng vai trò ch y u trong vi c tăng n ng HC.
S d p t t màng l a hay còn g i là tôi màng l a di n ra khi màng l a ti p xúc
v i thành bu ng cháy hay trong nh ng không gian nh liên thông v i bu ng cháy,
ch ng h n như khe h gi a piston và thành cylinder (H. 2-18). Khi màng l a b tôi, nó

- 32 -
gi i phóng m t l p m ng h n h p chưa cháy hay cháy không hoàn toàn trên các b
m t ti p xúc (culasse, piston, cylinder, soupape...) hay nh ng không gian ch t.
B dày c a vùng b tôi ph thu c vào nh ng y u t khác nhau: nhi t và áp
su t c a h n h p khí, t c lan tràn màng l a, h s d n nhi t, nhi t dung riêng, tình
tr ng b m t c a thành bu ng cháy, l p mu i than, nhi t thành bu ng cháy...
Quá trình tôi màng l a di n ra theo hai giai o n. Trong giai o n u, màng
l a b t t khi nhi t lư ng h p th vào thành bu ng cháy cân b ng v i nhi t lư ng do
màng l a t a ra. Vài giây sau khi tôi, do di n ra s khu ch tán hay s oxy hóa nên
n ng HC t i khu v c này nh hơn n ng o ư c khi tôi. M c khác, nh ng HC
thoát ra do màng l a b d p t t có th b oxy hóa trong quá trình giãn n hay th i.
H. 2-17. Bi n thiên n ng m t s hydrocarbure theo góc quay tr c khu u
H. 2-18. S hình thành HC do tôi màng l a trên thành bu ng cháy
Cu i cùng l p d u bôi trơn trên thành cylinder có th h p th HC, nh t là các
HC trư c khi bén l a giai o n n p và nén r i th i chúng ra trong kỳ giãn n . Quá
trình h p th và nh HC như v y là ngu n phát sinh HC quan tr ng trong khí x ng

- 33 -
cơ t trong. Ngoài ra, l p mu i than trong bu ng cháy cũng có nh hư ng n m c
phát sinh HC.
2.2.2 Y u t nh hư ng n hàm lư ng các ch t c h i trong khí th i c a ng
cơ t trong
Nói chung, n ng các ch t ô nhi m trong khí x ph thu c vào r t nhi u y u
t như:
- Lo i nhiên li u s d ng (xăng, LPG…)
- c i m c a ng cơ ( ng cơ 2 kỳ, ng cơ 4 kỳ…)
- Ch v n hành (thay i t c ng cơ, c t nhiên li u khi gi m t c, ch
d ng ng cơ trên ư ng…)
2.2.2.1 nh hư ng c a nhiên li u n m c phát ô nhi m
• Gi i thi u chung v xăng:
Xăng ng cơ là h n h p c a nhi u hydrocacbon có nhi t sôi n m trong
kho ng 20-215o
C (ch y u t C4-C10), m t ph n nh các h p ch t phi hydrocacbon
cùng các ph gia khác nh m m b o các yêu c u ho t ng c a ng cơ trong nh ng
i u ki n v n hành khác nhau cũng như trong i u ki n t n ch a. C ba h parafinic,
naphtennic, aromatic u có m t trong nhiên li u này. Nói chung, xăng ng cơ
thư ng ư c ph i tr n t nhi u ngu n khác nhau v i thành ph n ph thu c vào yêu
c u c a lo i xăng thương ph m. Bên c nh ó, tuỳ thu c vào t ng qu c gia, khu v c và
tuỳ t ng lo i ng cơ mà ch tiêu ch t lư ng c a xăng ( hoá hơi, tr s octan, t
tr ng, hàm lư ng S, hàm lư ng benzen…) có th thay i.
• nh hư ng c a kh i lư ng riêng nhiên li u:
Kh i lư ng riêng c a nhiên li u có quan h ch t ch v i thành ph n các
hydrocacbon t o thành h n h p nhiên li u, c bi t là t l carbon/hydrogene. S gia
tăng kh i lư ng riêng c a nhiên li u có khuynh hư ng làm nghèo h n h p i v i

- 34 -
ng cơ dùng b ch hoà khí và ngư c l i, làm giàu h n h p i v i ng cơ phun
nhiên li u.
• nh hư ng c a t l hydrocacbon thơm:
S có m t c a hydrocacbon thơm trong nhiên li u có kh năng tăng tính ch ng
kích n . Các hydrocacbon thơm có t s C/H cao nên kh i lư ng riêng c a chúng l n.
Do ó, nhi t lư ng to ra trên m t ơn v th tích cao nên nhi t cháy c a h n h p
tăng làm tăng hàm lư ng NOx trong khí x . Còn m c phát sinh CO ít b nh hư ng
b i hàm lư ng hydrocacbon thơm. Các hydrocacbon thơm có c u t o n nh hơn các
parafin nên ph n ng cháy x y ra ch m hơn. Do ó, trong cùng i u ki n cháy, s phát
sinh hydrocacbon chưa cháy c a nhiên li u ch a nhi u hydrocacbon thơm s cao hơn
nhi u. Bên c nh ó, các ch t thơm trong nhiên li u còn gi vai trò phát sinh
hydrocacbon thơm a nhân (HAP), phenol, và aldehyde thơm…
• nh hư ng c a tính bay hơi:
ây là m t c tính quan tr ng i v i ho t ng c a ng cơ, nó nh hư ng
n th i gian kh i ng c a ng cơ tr ng thái ngu i, tính ưu vi t khi gia t c và tính
n nh khi làm vi c ch không t i. Nh ng thành ph n quá n ng có nh hư ng
n s phát sinh HC chưa cháy. Nguyên nhân là do quá trình b c hơi kém nên cháy
không hoàn toàn d n n s hình thành aldehyde và gia tăng HC. Nh ng thành ph n
nh hơn, c n thi t cho vi c kh i ng và làm vi c tr ng thái ngu i s nh hư ng n
s phát ô nhi m khí x do t n th t bay hơi. Tính bay hơi c a nhiên li u không gây nh
hư ng n s phát sinh NOx trong khí x . Ch có CO và HC gia tăng theo PVR, n ng
CO và HC tăng kho ng 20% theo chu trình FPT khi PVR tăng t 65-80kPa.
• nh hư ng c a tr s octan:
Ch s octan có nh hư ng n m c phát sinh ô nhi m, c bi t khi ng cơ
b kích n . S gi m ch s octan làm gia tăng tính kích n d n n phát sinh NOx, nh t
là khi h n h p nghèo.
• nh hư ng c a ch t ph gia:
Nh ng lo i ph gia pha vào nhiên li u bao g m:
- Ph gia tăng ch s octan (alkyl chì, méthylcyclopenta-diényl mangan
tricarbonyle (MMT),ferrocene…)
- Ph gia ch ng oxy hoá (phenylene diamin, aminophenol…)
- Ph gia t y r a nh m làm s ch b m t ư ng ng n p do hơi d u bôi trơn.

- 35 -
- Các ch t màu và các ch t ph gia ch ng nh m l n.
S hi n di n c a ph gia trong nhiên li u ít nh hư ng n m c phát sinh
CO và NOx nhưng l i có tác ng n s phát sinh HC, aldehyde…
2.2.2.2 nh hư ng c a c i m ng cơ xăng
Nói chung, ng cơ 2 kỳ có m c phát ô nhi m cao hơn ng cơ 4 kỳ do quá
trình t o h n h p không hoàn thi n. M c dù có nhi u c i ti n v k t c u nh m h n ch
s hoà tr n gi a khí cháy và khí chưa cháy, c bi t i v i ng cơ dùng b ch hoà
khí nhưng v n không tránh kh i s th t thoát m t b ph n khí m i làm tăng s phát
sinh HC d n n gi m tính năng kinh t c a ng cơ 2 kỳ. Nh ng gi i pháp nh m
gi m t n th t nhiên li u bao g m: phân b m c c a h n h p nhiên li u-không
khí, phun nhiên li u vào bu ng cháy khi c a th i ã óng…
gi m su t tiêu hao nhiên li u cũng như gi m m c phát x các ch t ô
nhi m. ng cơ xăng làm vi c v i h n h p nghèo cũng ã ư c nguyên c u. Bên
c nh ó, còn nhi u tác ng cũng ư c th c hi n như n p ph n l p h n h p nhiên
li u-không khí (h th ng t o h n h p phân l p d ng bu ng d b CVCC, hay d ng
phun tr c ti p PROCO, TEXACO TCCS), gia tăng cư ng r i trong bu ng cháy,
i u ch nh góc ph i khí…
2.2.2.3 nh hư ng c a các ch v n hành ng cơ xăng
h n ch n ng HC trong giai o n gi m t c nhưng v n cài li h p, bi n
pháp t t nh t là ngưng cung c p nhiên li u. Tuy nhiên, ng tác này có th d n n
i u b t l i là làm xu t hi n hai i m c c i HC: i m th nh t t i th i i m c t
nhiên li u và i m th hai khi c p nhiên li u tr l i. Vi c d ng ng cơ h p lý khi
phương ti n ch y trong thành ph có th làm gi m ng th i m c phát sinh ô
nhi m và su t tiêu hao nhiên li u. Khi th i gian d ng vư t quá 50s thì nên t t ng cơ
n u ng tác này không làm gi m tu i th c a máy kh i ng và bình i n. Ngoài ra,
s thay i t c ng cơ cũng có nh hư ng n m c phát sinh ô nhi m. Khi
gi m m nh t c , n ng NOx có th gi m i vài ph n trăm nhưng làm tăng ôi chút
CO, HC. Còn khi tăng t c, nh s v n ng r i c a không khí phía sau xe nên nhanh
chóng khuy ch tán ch t ô nhi m vào không khí d n n làm gi m n ng c c b c a
chúng trong môi trư ng.

- 36 -
2.2.3. Các gi i pháp gi m c h i trong khí th i c a ng cơ t trong
i u gì s x y ra v i tình tr ng ô nhi m môi trư ng do phương ti n trên th gi i
nói chung, c bi t Châu Á n u chúng ta không hành ng gì? Lo ng i v m c ô
nhi m không khí ngày càng tăng do phương ti n cơ gi i ư ng b gây ra t i các thành
ph l n Châu Á, Ngân hàng Phát tri n Châu Á ã kh i xư ng m t d án v Gi m
thi u Khí th i Phương ti n vào tháng 11 năm 2000. D án ã thu th p nh ng kinh
nghi m t t nh t và ph bi n các thông tin v chính sách gi m thi u khí th i t các khu
v c khác nhau trên th gi i. ây là m t c ng thông tin v kinh nghi m gi m thi u khí
th i phương ti n các c p : qu c t , khu v c, qu c gia và thành ph . D án ã tr
thành di n àn chia s kinh nghi m gi a các nư c Châu Á qua năm cu c h i th o:
- Ch t lư ng nhiên li u, Nhiên li u thay th , và Công ngh tiên ti n cho phương
ti n t ch c vào ngày 2-4/05/2001 t i Niu êli, n .
- Gi m thi u khí th i t xe hai-ba bánh t ch c vào ngày 5-7/09/2001 t i Hà
N i, Vi t Nam.
- Tăng cư ng Ki m tra và B o dư ng phương ti n t ch c vào ngày 7-
9/11/2001 t i Trùng Khánh, Trung Qu c.
- Quy ho ch giao thông, Qu n lý nhu c u i l i và ch t lư ng không khí t ch c
vào ngày 26-27/02/2002 t i Manila, Philippin.
- H i th o t ng k t v gi m thi u khí th i phương ti n t ch c vào ngày 28/02-
01/03/2002 t i Manila, Philippin.
Nói chung, chi n lư c gi m thi u ô nhi m t ngu n di ng c a d án bao g m
nh ng gi i pháp t ng th v ki m soát ô nhi m phương ti n riêng cho t ng vùng như
sau:
- Nâng cao công ngh phương ti n và tiêu chu n khí th i cho xe m i và c
xe ang lưu hành.
- Ki m tra, b o dư ng và các chi n lư c khác nh m gi m thi u khí th i
phương ti n ang lưu hành.
- S d ng nh ng ngu n nhiên li u s ch hơn k t h p v i xây d ng nh ng
tiêu chu n nhiên li u (xăng, Diesel, nhiên li u thay th )
- Quy ho ch m ng lư i giao thông công c ng.
Bên c nh ó, d án còn xu t c n t o d ng môi trư ng cho các gi i pháp h u
hi u lâu dài như s h tr c a h th ng th ch và lu t pháp, xây d ng năng l c cho

- 37 -
các cơ quan ch u trách nhi m xây d ng và tri n khai chi n lư c gi m thi u khí th i
phương ti n, nâng cao nh n th c v t m quan tr ng c a v n ô nhi m không khí cho
m i ngư i…
Tuy có khó khăn nhưng kinh nghi m trong và ngoài Châu Á cho th y hoàn
toàn có th ti n hành các bi n pháp hi u qu gi m thi u khí th i phương ti n. Thành
công trong vi c lo i b xăng pha chì, t ng bư c áp d ng Diesel có hàm lư ng S th p,
áp d ng tiêu chu n khí th i ch t ch hơn cho phương ti n nhi u nư c Châu Á và các
th nghi m trong qu n lý ngu n ô nhi m di ng… t t c nói lên r ng chúng ta có th
t o ra s khác bi t.
2.2.3.1 Nâng cao ch t lư ng c a nhiên li u truy n th ng
Vi c nâng cao ch t lư ng c a nhiên li u truy n th ng g m các bư c chính và
các bư c ph . Các bư c chính là lo i b vi c pha nư c chì vào xăng, nhanh chóng
gi m hàm lư ng lưu huỳnh trong xăng và b sung các ph gia. Các bư c ph là làm
gi m áp su t hơi Reid và thành ph n benzen trong xăng.
Các ch t ô nhi m áng lưu ý nh t c a ng cơ xăng là CO, HC, NOx, h p ch t
chì và m t s ch t c khác (benzen, formaldehyt…). M i lo i ch t th i này u có th
b chi ph i b i thành ph n c a lo i xăng mà ng cơ ang s d ng. Xét v nh hư ng
n khí th i thì c tính quan tr ng nh t c a xăng là hàm lư ng chì, hàm lư ng lưu
huỳnh, tính bay hơi và thành ph n benzen. i v i m i thành ph n, nên có nh ng
chính sách riêng như sau:
- Lo i b ph gia chì: T u nh ng năm 1970, ã có xu hư ng gi m d n ph
gia chì trong xăng và ti n t i lo i b hoàn toàn. Hi n có kho ng 85% lư ng xăng ư c
bán ra trên th gi i là xăng không chì. T t c các ng cơ xăng hi n i ư c s n xu t
ngày nay u có th ho t ng t t b ng nhiên li u xăng không chì và có kho ng 90%
nh ng ng cơ này có l p b chuy n i xúc tác s d ng riêng cho nhiên li u
không chì.
- Gi m hàm lư ng lưu huỳnh (S): D a vào nghiên c u v Ô tô/Nhiên li u,
ngư i ta th y lư ng NOx có th gi m i 3% khi hàm lư ng S gi m i 100ppm i v i
nh ng xe có l p b chuy n i xúc tác. i v i các lo i xe c a M hi n nay và tương
lai ch y xăng ch a 330ppm S thì thành ph n khí th i s tăng 40% h p ch t h u cơ d
bay hơi (VOC) và 150% NOx so v i khí th i c a nhiên li u ch ch a kho ng 30ppm S.
Do có tác d ng như v y nên không h ng c nhiên là t i sao Nh t B n ã s d ng xăng

- 38 -
có hàm lư ng S tiêu chu n dư i 30ppm trong nhi u năm nay. M i ây, EU còn
ngh h hàm lư ng S xu ng còn t i a là 10ppm. phát huy h t công năng c a công
ngh xúc tác tiên ti n m i nh t, hàm lư ng S c n ư c kh ng ch m c th p nh t.
- Gi m áp su t hơi: M t thông s quan tr ng khác c a nhiên li u là áp su t hơi.
Áp su t hơi cho m i mùa ph i th p m c có th gi m s b c hơi các h th ng
phân ph i và t xe ang lưu hành. Nhưng nó cũng ph i l n có th kh i ng
ngu i ư c an toàn. Áp su t hơi c a xăng c n ph i ư c gi m n m c t i a là 60kPa
khi nhi t vư t quá 20o
C, nhi t thông thư ng nh ng nư c nhi t i ho c bán
nhi t i, như nhi u nư c Châu Á.
- Gi m hàm lư ng benzen: Benzen là HC thơm, thư ng t n t i d ng khí trong
khí x phương ti n. T l benzen trong khí th i r t khác nhau tuỳ theo công ngh ki m
soát (s d ng xúc tác…), thành ph n và c tính c a nhiên li u (hàm lư ng benzen,
t c bay hơi…) nhưng thư ng là 1%. EU ang th c hi n hàm lư ng benzen trong
xăng t i a là 1% (theo th tích).
- Thêm các ch t oxy hoá: Tr n m t t l nh các h p ch t oxy hoá như
methanol, ethanol, MTBE (methyl tert-butyl ether) vào xăng s có tác d ng gi m dung
năng c a nhiên li u nhưng l i làm tăng kh năng ch ng kích n c a nó. i u này d n
n gi m ư c ph gia chì và các h p ch t thơm có h i trong xăng.
MTBE có th ư c b sung vào xăng n 2,7% mà không làm tăng lư ng
NOx. Khi b sung ch t oxy hoá này vào xăng s x y ra hai tác ng trái ngư c nhau:
làm cho xăng g y hơn d n n làm tăng NOx và làm gi m nhi t cháy d n n làm
gi m NOx. V i lư ng l n hơn 2,7% thì tác ng làm gi m nhi t cháy ph bi n hơn.
M c dù, theo quan i m ngăn ng a ô nhi m không khí, vi c s d ng MTBE ư c coi
là r t h p d n thì m i ây M ngư i ta l i th y r ng vi c rò r ho c lan tràn MTBE ra
ngoài là m i e do nguy hi m i v i ngu n nư c u ng. i u ó d n n xu hư ng
s c m dùng MTBE trong xăng trong tương lai.
Ethanol có th ư c b xung vào xăng n 2,1% ôxy mà không làm tăng
áng k NOx nhưng quá m c ó NOx s b t u tăng. S li u th nghi m trên 100 xe
c a C c b o v Môi trư ng Hoa Kỳ ch ng t r ng lư ng ôxy 2,7% ho c cao hơn có
th làm tăng khí th i NOx lên 3-4%. Nghiên c u Ô tô/Nhiên li u k t lu n r ng NOx
tăng kho ng 5% n u lư ng ethanol b sung là 10% (3,5% ôxy). Vì ethanol d bay hơi
hơn so v i xăng nên kh năng bay hơi c a nhiên li u g c ph i ư c i u ch nh ngăn

- 39 -
s tăng kh năng bay hơi c a nhiên li u. Thông thư ng, lư ng bay hơi s tăng kho ng
1psi khi ethanol ư c b sung vào xăng.
- Thay i nh ng c tính khác c a xăng: Theo nghiên c u Ô tô/Nhiên li u,
khí th i NOx s gi m xu ng nh vào vi c h th p lư ng olephin và s tăng khi nhi t
T90 ư c h xu ng nhưng ch tăng r t ít khi hàm lư ng các ch t thơm gi m i. Nói
chung, vi c gi m ch t thơm và h T90 theo th ng kê s làm gi m áng k lư ng HC
(không ch a methan) và CO. Khi gi m hàm lư ng các ch t thơm t 45% xu ng 20%
làm cho lư ng benzen gi m i 42% nhưng lư ng formaldehyt l i tăng 23%,
acetandehyt tăng 20% và butadien-1,3 tăng kho ng 10%. Gi m olephin t 20% xu ng
5% làm gi m butadien-1,3 kho ng 31% nhưng l i gây nh hư ng n nh ng ch t c
h i khác. H nhi t T90 t 360o
F xu ng 280o
F s làm gi m áng k lư ng benzen,
butadien-1,3 (37%), formaldehyt (27%) và acetandehyt (23%).
2.2.3.2 S d ng các nhiên li u thay th hay các ngu n nhiên li u s ch
Trư c s tăng giá d u m và v n ô nhi m môi trư ng ngày càng tr m tr ng.
Các nhà nghiên c u ã nghĩ n nh ng gi i pháp thay th ngu n ng l c dùng ng
cơ xăng và ng cơ Diesel b ng các lo i ng cơ khác như ng cơ i n, ng cơ
hydro, ng cơ hybrid, ng cơ s d ng nhiên li u thay th như khí thiên nhiên
(NGV), khí d u m hóa l ng (LPG), biodiesel, DME (Dymethylether), ethanol,
methanol, nhiên li u t ng h p chi t su t t than á…
• ng cơ ch y b ng nhiên li u l ng thay th :
Các lo i nhiên li u l ng thay th quan tâm hi n nay là c n, colza, dimethyl
ether (DME), biodiesel, methanol...có ngu n g c t th c v t. Do thành ph n cacbon
trong các lo i nhiên li u này th p nên quá trình cháy ít sinh ra các ch t ô nhi m có g c
cacbon, c bi t là ch t khí gây hi u ng nhà kính CO2.
Methanol: Methanol có kh năng cháy cao, nhi t ng n l a th p d n n
phát sinh ít NOx. Xe h ng nh ch y methanol phát x NOx, CO tương t như xe ch y
xăng, lư ng VOC b ng kho ng m t n a nhưng lư ng formaldehyt cao hơn xăng và
các nhiên li u thay th khác. C n tr cơ b n c a vi c s d ng r ng rãi nhiên li u này là
giá thành cao và không n nh, ít có kh năng c nh tranh ư c v i nhiên li u thông
thư ng tr khi giá d u th gi i tăng lên.
Ethanol: i v i ng cơ ch y xăng chuy n sang dùng ethanol thì lư ng
VOC và CO gi m nhưng NOx tăng chút ít. M c gi m khi dùng ethanol nguyên ch t

- 40 -
ph thu c vào ngu n nguyên li u. Ethanol s n xu t t ngô có khí hi u ng nhà kính
th p hơn 15% so v i xăng, trong khi ethanol ư c s n xu t t c i r ng (E-100) có khí
th i th p hơn 60-75% so v i xăng thông thư ng. Brazin có chương trình khuy n
khích s d ng nhiên li u ethanol ch y xe mang tên “Prooalcool” ã thu hút s chú ý
c a toàn th gi i nh thành công c a nó.
Diesel sinh h c: Diesel sinh h c dù là h n h p hay nguyên ch t u làm
gi m ư c lư ng CO, HC và khói. Nhưng nhi u nghiên c u l i cho th y lư ng NOx
tăng khi dùng Diesel sinh h c, n u so v i nhiên li u Diesel i u ki n ng cơ bình
thư ng. Bên c nh ó, Diesel sinh h c còn làm m m và thoái hoá m t s ch t àn h i
nh t nh và h p ch t cao su t nhiên theo th i gian. S d ng v i hàm lư ng cao có
th nh hư ng n các b ph n c a h th ng nhiên li u (vòi, gioăng…). Giá thành cao
là c n tr chính Diesel sinh h c có th tr thành nhiên li u thay th h p d n.
• ng cơ ch y b ng khí thiên nhiên:
Khí thiên nhiên là nhiên li u s ch, r và có s n nhi u nư c trên th gi i. So
v i ng cơ xăng, ng cơ ch y b ng khí thiên nhiên có hàm lư ng CO, HC, NOx,
VOC trong khí x th p hơn. ng cơ NGV h ng nh có trang b h th ng ki m soát
nhiên li u i n t hi n i và b xúc tác ba ch c năng ã t ư c m c khí th i NOx
th p hơn 75% so v i tiêu chu n ng t nghèo v khí th i c a Bang Califonia c a M . So
v i ng cơ Diesel, ng cơ NGV có khí th i NOx th p hơn m t chút và b i h t thì
th p hơn nhi u, tr khi ng cơ Diesel ch y b ng nhiên li u có hàm lư ng S c c th p
và có b l c b i h t. V i hi u su t năng lư ng tương ương, khí th i hi u ng nhà
kính t NGV th p hơn kho ng 15-20% so v i xe ch y b ng xăng và tương ương v i
xe ch y Diesel. Nh ng khó khăn khi n cho ngu n năng lư ng này chưa ư c áp d ng
r ng rãi trên các phương ti n v n t i là v n lưu tr khí thiên nhiên, thi u h t ng
v n chuy n và kho ch a, th i gian n p nhiên li u tăng và quãng ư ng xe ch y ng n…
• ng cơ ch y b ng khí d u hóa l ng (LPG):
Là lo i nhiên li u dùng cho ng cơ ánh l a cư ng b c, LPG cũng có nhi u
c tính và l i th gi ng như khí t nhiên. Ngoài ra, nó còn ư c lưu tr d dàng trên
xe. K thu t ng cơ cho xe ch y LPG tương t như NGV nhưng chi phí chuy n i
xe ch y xăng sang ch y LPG r hơn, ch y u là do giá thành bình ch a khí th p hơn.
Theo s li u th ng kê năm 2001 thì th gi i có kho ng m t t phương ti n giao thông,
trong ó hơn 8 tri u phương ti n s d ng nhiên li u LPG. T lâu LPG ã ư c s

- 41 -
d ng trên các phương ti n v n t i các nư c phát tri n như Áo, Hoa Kỳ, Hà Lan,
Canada, Ý, Nh t B n, Hàn Qu c, Thái Lan,…và ngày càng ư c khuy n khích nhân
r ng trên nhi u qu c gia khác. Nh t B n, 260.000 xe taxi- chi m 94% i xe taxi
c a nư c này ang dùng LPG. Nhi u xe taxi ch y Diesel H ng Kông cũng ã
chuy n sang ch y LPG. n nay, t ng m c tiêu th LPG trên th gi i là 191,216 tri u
t n, trong ó lĩnh v c v n t i tiêu th kho ng 11,8 tri u t n, chi m 6% t ng m c tiêu
th LPG trên toàn c u. Hi n nay, lư ng cung LPG ã vư t c u các nư c có ch bi n
d u m nên giá thành r hơn so v i các nhiên li u khác.
• ng cơ ch y b ng i n:
ng cơ ch y i n v nguyên t c là ng cơ s ch tuy t i i v i môi trư ng
không khí. N u ngu n i n dùng cho ng cơ ư c s n xu t t các ngu n năng lư ng
tái sinh (năng lư ng th y i n, năng lư ng m t tr i...) thì ng cơ dùng i n là phương
ti n lý tư ng nh t v m t ô nhi m môi trư ng. Tuy nhiên n u ngu n i n ư c s n
xu t t nhiên li u hóa th ch thì ưu i m này b h n ch n u xét v m c phát ô
nhi m t ng th . Như c i m quan tr ng c a lo i ng cơ này là giá thành ban u cao
(cao hơn 30-40% so v i ng cơ dùng ng cơ nhi t truy n th ng).
• ng cơ ch y b ng pile nhiên li u:
N i lo c n ki t d u m ã khi n các nhà khoa h c không ng ng tìm ki m
nh ng ngu n năng lư ng b sung. M t trong nh ng gi i pháp c a ngu n năng lư ng
s ch cung c p cho ng cơ trong tương lai là pile nhiên li u. Pile nhiên li u là h
th ng i n hóa bi n i tr c ti p hóa năng c a nhiên li u thành i n năng. Do không
có quá trình cháy x y ra nên s n ph m ho t ng c a pile nhiên li u là i n, nhi t và
hơi nư c, do ó có th xem nó là ng cơ s ch tuy t i theo nghĩa phát th i ch t ô
nhi m trong khí x . ng cơ ch y b ng pile nhiên li u ch n p nhiên li u hydrogen
nên khó khăn ch y u liên quan n vi c lưu tr hydrogen.
• ng cơ hybrid:
Trong khi gi i pháp s d ng ng cơ ch y hoàn toàn b ng i n còn nhi u b t
c p thì ng cơ lai s d ng ng cơ i n và ng cơ nhi t t ra ưu th hơn. ng cơ
lai i n_nhi t ngoài ưu i m có m c phát sinh ô nhi m th p còn có hi u su t s
d ng năng lư ng cao.
2.2.3.3 C i thi n các tính năng c a ng cơ và t i ưu hóa quá trình cháy

- 42 -
ây là bi n pháp ng th i c t gi m m c phát sinh ô nhi m ngay t i ngu n,
nghĩa là trư c khi ra kh i soupape x và ti t ki m nhiên li u. Xu hư ng này ư c các
hãng s n xu t ng cơ c và Nh t c bi t chú tr ng.
nh ng ng cơ th h m i, ngư i ta tăng cư ng v n ng r i c a h n h p
nhiên li u-không khí trong quá trình cháy làm gi m n ng các ch t ô nhi m, c
bi t là HC. Vi c tăng cư ng chuy n ng r i s làm tăng t c lan tràn màng l a và
h n ch vi c xu t hi n nh ng vùng ch t (g n thành bu ng cháy). i u này có th th c
hi n b ng cách:
- Gia tăng v n ng xoáy l c c a h n h p trên ư ng n p.
- S d ng hai soupape n p khi ng cơ làm vi c ch toàn t i và m t
soupape n p khi làm vi c t i c c b .
- T o ra m t tia khí t c cao phun vào ư ng n p ph có kích thư c nh
hơn ư ng ng n p chính.
K thu t phun nhiên li u hay i u ch nh góc ph i khí u có nh hư ng n
s hình thành các ch t ô nhi m. Nh ng ng cơ m i ngày nay có khuynh hư ng dùng
nhi u soupape v i tr c cam có th i u ch nh ư c góc ph i khí. Gi i pháp này cho
phép gi m n ng HC và NOx 20-25% so v i ng cơ ki u cũ có cùng tính năng kinh
t k thu t. Gia tăng góc trùng i p s làm tăng lư ng khí x h i lưu do ó s làm
gi m NOx.
Cu i cùng, i v i ng cơ làm vi c v i h n h p nghèo, vi c gi m n ng
NOx trong khí x có th ư c th c hi n riêng l hay ng th i hai gi i pháp sau:
- T ch c quá trình cháy v i m c r t th p
- H i lưu m t b ph n khí x (EGR: Exhaust Gas Recircullation)
Ngày nay, h th ng h i lưu khí x ư c dùng ph bi n trên các lo i ng cơ
xăng c i n hay ng cơ th h m i làm vi c v i h n h p nghèo. Nó cho phép làm
loãng h n h p không khí-nhiên li u m t s ch công tác c a ng cơ nh m làm
gi m hàm lư ng oxy trong h n h p và làm gi m nhi t c a quá trình cháy, do ó
làm gi m ư c n ng NOx trong khí th i. Bi n pháp này hi n ang ư c áp d ng r t
ph bi n cho các xe Hoa Kỳ, Nh t, Hàn Qu c và Châu Âu.
H th ng h i lưu khí x ư c i u ch nh theo t c và t i c a ng cơ tránh
x y ra hi n tư ng cháy không bình thư ng làm gia tăng hàm lư ng HC trong khí x .
N u quá trình i u ch nh không úng ho c có tr c tr c các h th ng th i-n p thì quá

- 43 -
trình cháy c a ng cơ d b r i lo n, nh hư ng n công su t c a ng cơ. ư ng
luân h i khí x thư ng dùng cho nh ng ng cơ nhi u cylinder có s d ng bi n pháp
ng ng ho t ng m t s cylinder nâng cao hi u su t làm vi c c a ng cơ.
2.2.3.4 X lý các ngu n khí th i thoát ra t ng cơ
Các gi i pháp v m t ng cơ ã cho phép thõa mãn các yêu c u v gi i h n
m c phát x và tiêu th nhiên li u. Xong n nay, nó chưa th hoàn toàn thõa mãn
các yêu c u v n ng khí x có h i theo các lu t khí x ngày càng kh t khe như EU4,
EU5; ZEV; ULEV ho c SULEV. Theo l trình c t gi m khí th i nghiêm ng t c a
Châu Âu giai o n 1988-2008, cu c ua v công ngh x lý khí th i ng cơ gi a các
hãng xe ang n o n nư c rút.
Vi c x lý khí x ng cơ b ng b xúc tác ã ư c nghiên c u và phát tri n
M cũng như Châu Âu t nh ng năm 1960. u tiên, ngư i ta s d ng các b xúc
tác oxy hóa trên nh ng ng cơ ho t ng v i h n h p giàu. Sau ó h th ng xúc tác
lư ng tính ã ư c phát tri n x lý khí x . B xúc tác "ba ch c năng" u tiên ư c
ưa vào s d ng t năm 1975 trên ng cơ ánh l a cư ng b c làm vi c v i h s dư
lư ng không khí λ ≈ 1 và tr thành b xúc tác ư c ng d ng r ng rãi hi n nay. T
năm 1990, các b xúc tác m i ư c áp d ng trên ng cơ ánh l a cư ng b c làm vi c
v i h n h p nghèo, ng cơ Diesel và ng cơ 2 kỳ.
H. 2-19. M c phát x HC c a ng cơ không x lý xúc tác
và ng cơ có x lý xúc tác
Qu th c, s ra i c a k thu t x lý khí x b ng xúc tác ã làm gi m áng k
s phát th i các ch t ô nhi m ra môi trư ng không khí. K thu t này cho phép chuy n
hoá trên 90% nh ng ch t c h i trong khí x ng cơ như CO, HC, NOx…thành
nh ng ch t không ho c ít c h i. H. 2-19 cho th y m c phát x HC c a ng cơ

Thử nghiệm bộ xử lý khí thải xúc tác gắn trên động cơ xăng, HAY

Thử nghiệm bộ xử lý khí thải xúc tác gắn trên động cơ xăng, HAY

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (17)

Similar to Thử nghiệm bộ xử lý khí thải xúc tác gắn trên động cơ xăng, HAY

Similar to Thử nghiệm bộ xử lý khí thải xúc tác gắn trên động cơ xăng, HAY (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thử nghiệm bộ xử lý khí thải xúc tác gắn trên động cơ xăng, HAY