›
›

Bài giảng Năng lượng sử dụng trên ô tô - Văn Thị Bông

pdf 77 trang hapham 1020
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Năng lượng sử dụng trên ô tô - Văn Thị Bông", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_nang_luong_su_dung_tren_o_to_van_thi_bong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Năng lượng sử dụng trên ô tô - Văn Thị Bông

  1. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. MOÂN HOÏC: NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ 7/20/2009
  2. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Chöông I: Giôùi thieäu chung 1.1 Naêng löôïng söû duïng 1.2 Phöông tieän giao thoâng 1.3 Tình hình oâ nhieãm moâi tröôøng Chöông II: Naêng löôïng truyeàn thoáng töø nguoàn hoùa thaïch 2.1 Giôùi thieäu khaùi quaùt 2.2 Xaêng 2.3 Nhieân lieäu diesel 2.4 Öu nhöôïc ñieåm cuûa naêng löôïng truyeàn thoáng Chöông III: Naêng löôïng thay theá 3.1 Khí thieân nhieân (NG) 3.2 Khí ñoàng haønh hoùa loûng (LPG) 3.3 Nhieân lieäu coàn 3.4 Nhieân lieäu biodiesel 3.5 Naêng löôïng ñieän 3.6 Teá baøo nhieân lieäu 7/20/2009
  3. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG 1.1 Naêng löôïng söû duïng 1.2 Phöông tieän giao thoâng 1.3 Tình hình oâ nhieãm moâi tröôøng 7/20/2009
  4. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 1.1 Naêng löôïng söû duïng Coù vai troø quan troïng thieát yeáu trong ñôøi soáng vaø xaõ hoäi, laø nguoàn goác cuûa moïi söï chuyeån ñoäng. Caùc nguoàn naêng löôïng ñöôïc khai thaùc chuû yeáu: - Ñoäng thöïc vaät töï nhieân vaø töï taïo (daàu, coàn, biofuel ) - Töø nguoàn goác hoùa thaïch (than ñaù, daàu moû, khí ) - Naêng löôïng thuûy (chuû yeáu laø thuûy ñieän). - Naêng löôïng maët trôøi. - Gioù, soùng bieån, ñòa nhieät. - Haït nhaân. 7/20/2009
  5. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 4% 2% Chaâu AÙ & Chaâu Ñaïi Döông 6% Chaâu Aâu 4% Chaâu Phi Baéc Myõ 12% Myõ La Tinh Lieân Xoâ cuõ 6% 66% Trung Ñoâng Tyû leä phaân boá daàu moû treân theá giôùi 7/20/2009
  6. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG Phaân boá söû duïng caùc nguoàn naêng löôïng treân theá giôùi CAÙC NGUOÀN 1980 1996 2010 Daàu moû 46% 39% 38% Khí ñoát 18 22 29 Than 25 25 22 Thuûy löïc 7 8 8 Haït nhaân 4 6 3 (Gaàn 90% naêng löôïng ñang söû duïng laø naêng löôïng töø caùc buoàng ñoát nhieät) Nguoàn: BP Amoco, Trung taâm Autogas Vieät Nam, thaùng 10/1999 7/20/2009
  7. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Döï ñoaùn xu höôùng söû duïng caùc nguoàn naêng löôïng treân theá giôùi Toång (10 15 Btu) : 280 376 612 7% 8% 8% 6% 22% 25% 4% 25% 3% 39% 38% 18% 29% 46% 22% 1988 1996 2020 Daàu Khí Than ñaù Taùi sinh Haït nhaân Xu höôùng söû duïng nhieân lieäu khí taêng daàn, daàu moû giaûm daàn 7/20/2009
  8. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG Caùc loïai naêng löôïng thoâng duïng söû duïng ôû Vieät Nam naêm 1995 Naêng löôïng nhieät töø: 8% - Cuûi, than cuûi: 61% 13% - Daàu khí: 18% 18% 61% - Than ñaù: 13% Thuûy ñieän: 8% Nguoàn: Vieät Nam Gas market study by Resource Development LTD ( 01/1995) 7/20/2009
  9. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG Caùc loïai naêng löôïng thoâng duïng söû duïng ôû Vieät Nam döï baùo ñeán naêm 2020 TIEÂU THUÏ NAÊNG LÖÔÏNG NAÊM 2004 DÖÏ BAÙO TIEÂU THUÏ NAÊNG LÖÔÏNG NAÊM 2020 Than ñaù 2.5% Daàu moû 20.0% 3.1% 2.9% 32.0% 17.0% 30.0% Khí Ñoát Ñieän Khaùc 8.5% Ñieän haït nhaân 15.0% 37.0% 32.0% Toång möùc naêng löôïng söû duïng haøng naêm taêng 8.5% Nguoàn: Tuyeån taäp baùo hoäi nghò KHKT “30 naêm daàu khí Vieät Nam (T8/2005) 7/20/2009
  10. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG Tyû leä tieâu thuï naêng löôïng cho caùc ngaønh ôû Vieät Nam 7% 4% Daân duïng: 67% Coâng nghieäp: 22% 22% 67% Giao thoâng vaän taûi: 7% Noâng nghieäp: 4% Nguoàn: Vieät Nam Gas market study by Resource Development LTD ( 01/1995) 7/20/2009
  11. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG Tyû leä tieâu thuï naêng löôïng cho caùc ngaønh ôû Vieät Nam naêm 2004 7.3% 5.0% Coâng nghieäp 14.7% Giao thoâng vaän taûi 42.0% Daân duïng Noâng nghieäp TM vaø DV 31.0% 7/20/2009
  12. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn CHÆ TIEÂU NAÊNG LÖÔÏNG THÖÔNG MAÏI TREÂN ÑAÀU NGÖÔØI CUÛA VN 1990 1995 2000 2004 Naêng löôïng sô caáp, kgOE/ng.naêm 100 152 249 318 Naêng löôïng cao caáp, kgOE/ng.naêm 64 110 157 218 Ñieän thöông phaåm, kWh/ng.naêm 94 155 289 488 Tieâu thuï naêng löôïng bình quaân treân ñaàu ngöôøi taïi Vieät nam thaáp nhaát trong caùc nöôùc ñang phaùt trieån (218 kg nhieân lieäu/ñaàu ngöôøi naêm), Chaâu AÙ 450 lít/ngöôøi naêm, Ñoâng AÙ 700 lít/ngöôøi naêm, baèng khoaûng 20% möùc bình quaân chung cuûa toaøn theá giôùi. 7/20/2009
  13. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG Tyû leä tieâu thuï naêng löôïng cho caùc ngaønh ôû Vieät Nam döï baùo ñeán naêm 2020 7% 8% 29% 41% Thöông maïi 34% Coâng nghieäp Daân duïng Giao thoâng 47% 16% 18% Naêm 2000 Naêm 2020 Toång möùc tieâu thuï naêng löôïng naêm 2020 döï baùo taêng gaáp 3 laàn naêm 2000 7/20/2009
  14. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TRONG OÂ TOÂ CHUÛ YEÁU LAØ NHIEÂN LIEÄU LOÛNG COÙ NGUOÀN GOÁC HOÙA THAÏCH 7/20/2009
  15. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn KHÍ THAÛI Naêng löôïng truyeàn thoáng OÂ Nhieãm moâi tröôøng Energy pollution Phöông tieän giao thoâng Transport 7/20/2009
  16. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 1.2 PHÖÔNG TIEÄN GIAO THOÂNG Vai troø cuûa phöông tieän giao thoâng - Laø mong öôùc cuûa con ngöôøi töø thôøi xöa vaø hieän nay. - Laø ñoøn baåy thuùc ñaåy phaùt trieån kinh teá- xaõ hoäi. Vì ? - Trong xaõ hoäi coâng nghieäp, nhu caàu vaän chuyeån haøng hoùa caøng nhieàu hôn, nhanh hôn, xa hôn. - Taïi caùc thaønh phoá nhu caàu giaûi trí, du lich taêng cao ñoøi hoûi phöông tieän giao thoâng ña daïng, tieän nghi vaø an toøan. 7/20/2009
  17. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Taïi Phaùp nhu caàu vaän chuyeån trong voøng 20 naêm gaàn ñaây taêng 75%, tuy nhieân soá phöông tieän löu thoâng trong thaønh phoá ñaõ taêng gaáp 2,5 laàn chæ trong voøng 15 naêm. Taïi Myõ (thò tröôøng oâtoâ lôùn nhaát theá giôùi) hieän nay: - Trung bình 1,3 ngöôøi coù 01 xe - Möùc saûn xuaát moãi naêm taêng 10% Moãi naêm saûn xuaát treân 10 trieäu xe caùc loïai 7/20/2009
  18. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Trung quoác laø quoác gia coù möùc tieâu thuï naêng löôïng ñöùng thöù 2 treân theá giôùi sau Myõ. • Töø naêm 1980 möùc söû dung naøy taêng khoaûng 5% haøng naêm, gaáp 3 laàn so vôùi möùc taêng bình quaân treân theá giôùi vaø gaáp gaàn 4 laàn so vôùi möùc taêng tröôûng daân soá taïïi Trung Quoác. • Ñaëc bieät möùc söû duïng naêng löôïng trong giao thoâng thöïc söï taêng ñoät bieán: ñaõ taêng voït tôùi 700% so vôùi naêm 1980. • Cuoái naêm 1996, Trung quoác ñaõ coù 11 trieäu xe caùc loïai goàm: - 3.6 trieäu xe khaùch, - 6 trieäu xe taûi- xe buyùt vaø - 1.4 trieäu caùc loaïi xe khaùc, chuû yeáu xe maùy. Nhöõng soá lieäu treân khoâng keå ñeán hôn 300 trieäu chieác xe ñaïp. 7/20/2009
  19. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • Xe oâtoâ ôû TQ ñaõ taêng gaáp 3 laàn trong suoát thaäp kyû qua trong khi toång löôïng xe oâtoâ treân toaøn theá giôùi chæ taêng gaáp ñoâi trong suoát 20 naêm qua vaø giöõ oån ñònh trong 11 naêm. • Möùc taêng xe oâtoâ taïi TG ñaït 28% trong 10 naêm cuøng thaäp kyû, trong khi soá xe ôû Myõ taêng 10%. • Moãi naêm TQ saûn xuaát treân 1,5 trieäu xe caùc loïai vaø nhaäp khaåu khoûang 100.000 xe. Rieäng xe khaùch döï ñoaùn seõ taêng gaáp ñoâi vaøo cuoái thaäp kyû, ñaït treân 40 trieäu xe vaøo naêm 2010. • Söï taêng tröôûng kinh ngaïc naøy ñaõ laøm aûnh höôûng roõ raøng ñeán thò tröôøng xe TQ. Hieän taïi cöù 115 ngöôøi daân TQ söû duïng 1 xe, so vôùi 1.3 daân ôû Myõ. Öôùc tính neáu TQ coù soá ngöôøi söû duïng xe nhö ôû Myõ tính theo ñaàu ngöôøi thì seõ coù 920 trieäu xe, nhieàu hôn toång soá xe söû duïng hieän nay cuûa toaøn caàu laø 47%. 7/20/2009
  20. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn SOÁ XE OÂ TOÂ CAÙC LOAÏI TÍNH TREÂN 1000 DAÂN TAÏI MOÄT SOÁ QUOÁC GIA TREÂN THEÁ GIÔÙI TEÂN QUOÁC GIA 1985 1990 1995 2000 Myõ 708 752 757 769 Canada 559 617 591 - YÙ 412 507 541 - Nhaät 375 456 527 - Phaùp 446 495 520 - Bæ 363 419 463 - Taây Ban Nha 276 403 430 - Achentina 173 180 167 - Brazil 86 87 89 - Trung Quoác 3 5 6 9 AÁn Ñoä 3 5 6 - Vieät Nam - 0,1 0,35 6,5 7/20/2009
  21. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Naêm 2004 Vieät Nam coù khoaûng 700.000 xe oâtoâ ñaêng kyù löu haønh, töông ñöông 8,5 xe/ 1000 daân ( 117 ngöôøi/1 xe). Hieän taïi Vieät Nam ñang coù 11 lieân doanh laép raùp oâtoâ ñang hoïat ñoäng, ( tröôùc 1996 coù 14 lieân doanh ñöôïc caáp pheùp ), vôùi toång soá voán ñaàu tö gaàn 900 trieäu U$ vaø naêng suaát döï kieán laø 155.000 xe/naêm. Caùc haõng lieân doanh hoïat ñoäng coù hieäu quaû: - Mekong Motor Corp. ( Nhaät Baûn) - Vietnam Daewoo Motors ( Ñaïi Haøn) - Mercedes Benz Corp. (CHLB Ñöùc) - Ford Vietnam Corp. (Myõ) - Toyota Vietnam (Nhaät Baûn). 7/20/2009
  22. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn DÖÏ BAÙO HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN OÂTOÂ TAÏI VIEÄT NAM - Töø giöõa thaäp kyû 80 chæ soá taêng tröôûng GDP trung bình: 6,8 -7% - Trong 3 naêm gaàn ñaây möùc taêng tröôûng cuûa ngaønh coâng nghieäp: 15% - Ñaëc bieät coâng nghieäp oâtoâ xe maùy coù möùc taêng tröôûng raát cao: Naêm 2001: OÂ toâ taêng 40% Xe maùy 200% - Dö baùo trong giai ñoïan 2001 – 2010 soá löôïng oâ toâ taêng haøng naêm: 12% Hieän taïi coù : 650.000 xe caùc loïai Naêm 2005 : 800.000 xe goàm: - 60% laø xe thöông duïng: xe taûi, xe bus, xe chuyeân duïng, khoaûng 47.000 – 63,500 xe thöông duïng/naêm. - 40% laø xe du lòch, khoaûng 13.000 – 17.500 xe con/naêm. 7/20/2009
  23. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Döï baùo naêm 2010 coù 1.100.000 xe caùc loïai Nhu caàu xe con : 45 – 50 % = 54.000 – 60.000 xe/naêm Nhu caàu xe thöông duïng: 50 – 55 % = 60.000 – 66.000 Toång nhu caàu oâ toâ vaøo naêm 2010 khoaûng 120.000 – 130 000 xe/naêm 7/20/2009
  24. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 1.3 Nguoàn naêng löôïng cho caùc thieát bò ñoäng löïc 7/20/2009
  25. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Xe oâ toâ chaïy baèng nhieân lieäu truyeàn thoáng coù nhöõng öu vieät sau: • Coù hieäu suaát söû duïng nhieân lieäu töông ñoái cao. • Coù ñoä oån ñònh vaø ñoä tin caäy laøm vieäc cao. • Ñoäng cô xe coù ñöôøng ñaëc tính coâng suaát vaø moment raát thích hôïp vôùi söû duïng thöïc teá, ñaùp öùng linh hoaït caùc cheá ñoä hoaït ñoäng thöôøng xuyeân thay ñoåi cuûa xe. • Kích thöôùc, khuoân khoå vaø troïng löôïng töông ñoái nhoû neân deã daøng boá trí, laép ñaët treân xe, goùp phaàn laøm giaûm troïng löôïng baûn thaân cuûa xe vaø nhö vaäy seõ laøm taêng ñöôïc taûi troïng coù ích cuûa xe. • Deã söû duïng vaø ñaõ ñöôïc söû duïng trong moät thôøi gian daøi neân ñaõ taïo ra “thoùi quen” cho ngöôøi söû duïng. • Naïp nhieân lieäu nhanh vaø an toaøn, löu tröõ vaø baûo quaûn ñôn giaûn. • Chi phí söû duïng thaáp do: + Giaù thaønh ñoäng cô thaáp. + giaù nhieân lieäu thaáp. + Maïng löôùi phaân phoái roäng khaép. • Deã baûo trì söûa chöõa vaø coù giaù thaønh baûo trì söûa chöõa thaáp vì noù quaù thoâng duïng. Do nhöõng lôïi ñieån treân maø ñoäng cô ñoát trong chaïy baèng nhieân lieäu loûng truyeàn thoáng vaãn laø nguoàn ñoäng löïc chính cho oâtoâ. 7/20/2009
  26. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Caùc haïn cheá cuûa nhieân lieäu truyeàn thoáng : • Quaù trình chaùy khoâng hoaøn toaøn, taïo ra caùc saûn phaåm chaùy : CO, CO2, HC, NOx, SOx, PM, gaây oâ nhieãm moâi tröôøng vaø maát caân baèng töï nhieân. • Nhieân lieäu söû duïng khoâng taùi taïo ñöôïc, • Nguoàn nhieân lieäu ngaøy caøng caïn daàn. Laø lyù do tìm kieám nhieân lieäu thay theá 7/20/2009
  27. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Bò leä thuoäc hoaøn toaøn vaøo nhieân lieäu loûng - ÔÛ möùc ñoä quoác gia, ñoái vôùi caùc quoác gia khoâng saûn xuaát naêng löôïng, thì phöông tieän vaän chuyeån hoaøn toaøn phuï thuoäc vaøo söï ñoäc quyeàn nhieân lieäu, bò aûnh höôûng bôûi giaù nhieân lieäu vaø söï ñaûm baûo löôïng naêng löôïng döï tröõ treân thò tröôøng quoác teá. - ÔÛ möùc ñoä toaøn caàu, trong khoaûng thôøi gian daøi sau naøy, nguoàn nhieân lieäu ñeå chaïy ñoäng cô nhieät seõ bò haïn cheá. Söï caïn kieät khoâng theå traùnh cuûa nguoàn taøi nguyeân naøy do vieäc tìm kieám vaø khai thaùc caùc moû daàu, moû khí môùi ngaøy caøng khoù khaên. 7/20/2009
  28. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG Tæ leä oâ nhieãm khoâng khí cuûa caùc nguoàn phaùt oâ nhieãm Thieân nhieân 1% Vaän taûi Thieân nhieân Vaän taûi Coâng nghieäp Thieân nhieân 24% 40% 30% 29% 70% Coâng nghieäp Vaän taûi 6% 70% Coâng nghieäp 30% a/ Nguoàn taïo CO, CO2 b/ Nguoàn taïo NOx c/ Nguoàn taïo HC 7/20/2009
  29. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Söï gia taêng cuûa caùc chaát oâ nhieãm trong khí quyeån ( sau 50 naêm) Chaát Thôøi kì tieàn coâng nghieäp Hieän nay Toác ñoä taêng oâ nhieãm (ppm) (ppm) (% naêm) CO2 270 340 0.4 N2O 0.28 0.3 0.25 CO 0.05 0.13 3 SO2 0.001 0.002 2 7/20/2009
  30. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Xöû lyù oâ nhieãm vôùi caùc ñoäng cô CAÙC GIAÛI PHAÙP XÖÛ LYÙ TOÅNG THEÅ ñang ñöôïc söû duïng  Xöû lyù beân trong ñoäng cô DUØNG NAÊNG LÖÔÏNG SAÏCH  Xöû lyù beân ngoaøi ñoäng cô NAÊNG NHIEÂN NAÊNG Nghieân cöùu söû duïng caùc nguoàn naêng löôïng saïch LÖÔÏNG LIEÄU LÖÔÏNG MAËT TRÔØI SAÏCH ÑIEÄN  Naêng löôïng ñieän.  Naêng löôïng maët trôøi. NHIEÂN NHIEÂN NHIEÂN TEÁ LIEÄU LIEÄU LIEÄU BAØO KHÍ KHÍ  Caùc nhieân lieäu saïch nhö: SINH NHIEÂN HOÙA THIEÂN KHOÁI LIEÄU . Nhieân lieäu khí hoaù loûng (LPG) LOÛNG NHIEÂN . Nhieân lieäu khí thieân nhieân (NGV) DAÀU KHÍ BIO THÖÏC . Nhieân lieäu coù nguoàn goác sinh khoái (BIOFUEL). COÀN DIESEL THÖÏC VAÄT VAÄT . Pin nhieân lieäu (FUEL CELL) 7/20/2009
  31. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn  Xöû lyù beân trong ñoäng cô: - Hoaøn thieän quaù trình chaùy trong xylanh ñeå ñoát saïch nhieân lieäu. - Hoaøn thieän keát caáu ñoäng cô, coù theå daãn ñeán thay ñoåi coâng ngheä cheá taïo oâ toâ, voán ñaàu tö lôùn. - Söû duïng caùc chaát phuï gia choáng oâ nhieãm pha vaøo nhieân lieäu ñeå caûi thieän quaù trình chaùy cuûa nhieân lieäu vaø giaûm oâ nhieãm moâi tröôøng.  Xöû lyù beân ngoaøi ñoäng cô: Xöû lyù khí thaûi treân ñöôïng oáng xaû baèng caùch duøng caùc boä loïc hoaëc caùc boä xuùc taùc Coù theå haïn cheá ñoä phaùt oâ nhieãm ôû möùc ñoä nhaát ñònh. 7/20/2009
  32. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Keát luaän: Vieäc tìm kieám caùc nguoàn nhieân lieäu thay theá ñeå giaûi quyeát vaán ñeà caïn kieät nguoàn nhieân lieäu truyeàn thoáng vaø oâ nhieãm moâi tröôøng laø raát caàn thieát vaø coù yù nghóa soáng coøn ñoái vôùi theá giôùi. 7/20/2009
  33. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn MOÂN HOÏC: NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ 7/20/2009
  34. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông II: Naêng löôïng truyeàn thoáng töø nguoàn hoùa thaïch 2.1 Giôùi thieäu khaùi quaùt 2.2 Xaêng 2.3 Nhieân lieäu diesel 2.4 Öu nhöôïc ñieåm cuûa naêng löôïng truyeàn thoáng 7/20/2009
  35. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Chöông II: NAÊNG LÖÔÏNG TRUYEÀN THOÁNG TÖØ NGUOÀN HOÙA THAÏCH 2.1 Giôùi thieäu khaùi quaùt Naêng löôïng truyeàn thoáng söû duïng treân oâtoâ laø naêng löôïng nhieät do ñoát chaùy nhieân lieäu loûng coù nguoàn goác töø daàu moû: Xaêng vaø nhieân lieäu diesel. Daàu moû : Coù nguoàn goác höõu cô hoaù thaïch. Hình thaønh do söï phaân huyû cuûa xaùc ñoäng vaø thöïc vaät trong caùc lôùp traàm tích ôû ñaùy bieån hoaëc trong loøng ñaát, döôùi taùc duïng phaù huyû cuûa caùc vi khuaån hieáu khí. Daàu khí laø teân goïi cuûa daàu moû (daàu thoâ) vaø hoãn hôïp khí thieân nhieân. Daàu khí laø moät nguoàn khoaùng saûn lôùn vaø quyù cuûa con ngöôøi. Daàu khí cung caáp : _ 60 ÷ 65% naêng löôïng tieâu thuï treân theá giôùi . _ 90% caùc saûn phaåm cuûa ngaønh coâng nghieäp hoaù daàu ( haøng nghìn loaïi saûn phaåm cuûa coâng nghieäp hoaù daàu). 7/20/2009
  36. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 2.2 ÑÒNH NGHÓA DAÀU MOÛ Daàu moû laø moät trong caùc chaát höõu cô hoaù thaïch (than ñaù , daàu moû , khí thieân nhieân), laø moät hoãn hôïp cuûa nhieàu loaïi hydrocacbon (CnHm), coù caáu truùc hoaù hoïc khaùc nhau vaø coù caùc tính chaát dò bieät. 7/20/2009
  37. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Thaønh phaàn nguyeân toá chuû yeáu taïo neân caùc hôïp phaàn cuûa daàu moû: • Cacbon (C) : 83,5 ÷ 87% • Hydro ( H) : 11,5 ÷ 14% Haøm löôïng hydro (H) coù trong daàu moû cao hôn haún so vôùi caùc khoaùng vaät coù nguoàn goác ñoäng thöïc vaät phaân huyû khaùc nhö than buøn: 5%, than ñaù: töø 2% ñeán 5%. Haøm löôïng H cao hôn C giaûi thích nguyeân nhaân daàu moû toàn taïi ôû traïng thaùi loûng. Ngoaøi ra trong daàu moû coøn chöùa moät löôïng nhoû löu huyønh, oâxy, nitô 7/20/2009
  38. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Lyù tính : • Daàu moû thöôøng ôû theå loûng nhôùt , coù moät soá daàu moû do haøm löôïng parafin cao neân ngay ôû nhieät ñoä thöôøng ñaõ ñoâng ñaëc. • Daàu coù maàu saéc töø vaøng nhaït, naâu saùng ñeán ñen saãm coù aùnh huyønh quang. • Ñoä nhôùt thay ñoåi trong moät khoaûng raát roäng töø 5 ñeán 100 cSt (10-6 m²/s) vaø coù theå hôn . daàu coù ñoä nhôùt lôùn hôn nöôùc haøng truïc, thaäm chí haøng traêm laàn nhöng laïi coù tyû troïng thaáp hôn. • Caùc hydrocacbon trong daàu moû coù khoái löôïng phaân töû khaùc nhau neân chuùng coù nhieät ñoä soâi khaùc nhau. • Khoái löôïng rieâng trong khoaûng ρ = 0,78 ÷ 0,98 kg/lít. Daàu moû coù maøu caøng saùng coù khoái löôïng rieâng caøng nhoû vaø caøng loaõng. 7/20/2009
  39. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Lyù tính: • Nhieät trò thaáp trong khoaûng QH = 41000 ÷ 46000 kJ/kg. • Daàu moû vaø caùc saûn phaåm cuûa daàu moû hoøa tan trong röôïu, töï hoøa tan toát trong môõ, daàu vaø axit beùo. • Daàu moû khoâng chöùa nöôùc vaø saûn phaåm cuûa daàu laø caùc chaát khoâng daãn ñieän. • Tính daãn ñieän cuûa daàu nhoû hôn cuûa kính, goám vaø söù töø 3 ñeán 4 laàn. Parafin ñöôïc duøng laøm chaát caùch ñieän vì theá töø daàu moû cheá taïo ra caùc loaïi daàu ñaëc bieät chuyeân duøng cho maùy bieán theá, tuï ñieän hoaëc moät soá thieát bò khaùc cuûa ngaønh ñieän. 7/20/2009
  40. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Thaønh phaàn chính cuûa daàu moû goàm 4 nhoùm chính: 1. Nhoùm hydrocacbon Parafin (alkan): • Coâng thöùc toång quaùt: CnH2n+2 • Parafin laø caùc hydrocacbon coù keát caáu phaân töû moät maïch cacbon hôû, caùc nguyeân töû caùcbon lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát ñôn beàn vöõng neân coù teân laø hydroâcacbon no (n-parafin) nhö: n- octan CH3 – CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 ( n –C8H18 ) 7/20/2009
  41. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Ôû ñieàu kieän thöôøng ( t = 25 C , p = 1bar ) parafin coù theå toàn taïi ôû 3 traïng thaùi: • Theå khí (C1 → C4): Meâtan ( CH4 ), Etan (C2H6) , Propan (C3H8) vaø Butan (C4H10) • Theå loûng (C5→C17) : Pentan (C5H12), hexan (C6H14) , heptan (C7H16) octan (C8H18), nonan (C9H20), decan (C10H22) , xetan (C16H34). • Theå raén (C18 trôû leân): octadecan (C18H38) , nonadecan (C19H40), ecoran (C20H42) Nhieät ñoä noùng chaûy cuûa caùc parafin raén taêng daàn theo ñoä daøi cuûa maïch C. Nhieät ñoä naøy cuûa n-parafin thöoøng lôùn hôn parafin phaân nhaùnh töông öùng (coøn goïi laø izo_ parafin hay parafin ñoàng vò). 7/20/2009
  42. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • n-alkan (alkan chuaån) coù khoái löôïng phaân töû caøng lôùn thì khaû naêng phaûn öùng caøng maïnh (caøng deã chaùy), neân chuùng coù nhieàu trong nhieân lieäu diesel nhö xetan (C16H34). • Izo parafin coù tính choáng kích noå cao vì coù ñoä beàn vöõng hoaù hoïc ôû nhieät ñoä cao hôn caùc n-parafin song ôû nhieät ñoä thöôøng caùc lieân keát izo laïi keùm beàn hôn. Trong xaêng thöôøng chöùa caùc alkan töø C6H14 (hexan) ñeán C11H24 (undecan) vaø caùc izo cuûa chuùng. • Alkan coù nhieät ñoä ñoâng ñaëc cao neân caàn haïn cheá chuùng trong thaønh phaàn nhieân lieäu vaø daàu môõ boâi trôn muøa ñoâng. • Alkan coù ñoä nhôùt nhoû, thaáp nhaát trong caùc loaïi hydrocacbon trong daàu moû. 7/20/2009
  43. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 2. Nhoùm Olefin ( alken ) laø caùc hydrocacbon khoâng no, CnH2n , ôû phaân töû Olefin caùc nguyeân töû caùcbon lieân keát vôùi nhau theo moät maïch cacbon hôû, baèng lieân keát ñôn vaø lieân keát ñoâi keùm beàn. Do coù lieân keát ñoâi, maïch caùcbon khoâng baõo hoaø neân caùc Olefin coù hoaït tính cao, keùm oån ñònh, keùm beàn vöõng. Caùc olefin cuõng coù caáu truùc thaúng (normal) vaø nhaùnh (izo). Etylen Propylen (n -C2H4) (n -C3H6) CH2 = CH2 CH3 – CH = CH2 3-heptan ( C7H14) CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 - CH3 (soá 3 chæ thöù töï cuûa nguyeân töû cacbon coù noái ñoâi ) Caùc hydrocacbon olefin khoâng coù maët trong daàu thoâ vaø khí thieân nhieân , nhöng laïi toàn taïi vôùi haøm löôïng khaù cao trong caùc saûn phaåm cheá bieán töø daàu moû, ñaëc bieät coù nhieàu trong xaêng. 7/20/2009
  44. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 3. Nhoùm hydrocacbon naphten (hydrocacbon voøng no) : CnH2n ÔÛ phaàn töû hydrocacbon naphten, caùc nguyeân töû cacbon lieân keát vôùi nhau taïo neân moät voøng cacbon kín baèng lieân keát ñôn beàn vöõng. Chuû yeáu laø voøng 5 cacbon ; Vaø voøng saùu cacbon Cyclopentan cyclohexan C5H10 C6H12 H2C CH2 CH2 H2C CH2 H2C CH2 CH2 H2C CH2 CH2 7/20/2009
  45. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • Naphten coù khoái löôïng rieâng hôi lôùn hôn parafin coù cuøng soá nguyeân töû cacbon vaø coù nhieät trò hôi nhoû hôn vì coù tyû leä C/H lôùn hôn. • Naphten khoâng nhöõng chæ coù moät voøng maø coù theå coù 2, 3 vaø nhieàu voøng. • Caùc hydrocacbon naphten coù tính oån ñònh hoaù hoïc vaø oån ñònh nhieät cao (do coù keát caáu phaân töû maïch voøng). ÔÛ nhieät ñoä thaáp khoâng bò oxy hoaù vaø khoâng gaây phaûn öùng hoaù hoïc vôùi axit vaø kieàm. ÔÛ nhieät ñoä cao coù theå bò oxy hoaù taïo thaønh axit naphten vaø giaûi phoùng hydro(H2). 7/20/2009
  46. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • Loaïi hydrocacbon naøy coù tính töï chaùy naèm giöõa n- parafin vaø izoparafin. • Napten coù soá voøng caøng nhieàu vaø coù maïch nhaùnh caøng daøi thì nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa noù caøng cao. • Napten coù nhieàu trong thaønh phaàn xaêng vaø daàu Diesel muøa ñoâng vì coù nhieät ñoä ñoâng ñaëc thaáp. • Loaïi coù maïch nhaùnh alkyl daøi thì coù ñoä nhôùt cao neân thöôøng coù nhieàu trong daàu môõ boâi trôn (chieám khoûang 70%). 7/20/2009
  47. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 4. Nhoùm hydrocacbon thôm (aromat) : CnH2n-6 Coù caáu truùc phaân töû moät voøng laø nhaân benzen (C6H6) goàm 06 nguyeân töû cacbon lieân keát voøng vôùi 03 noái ñôn vaø 03 noái ñoâi, saép xeáp xen keõ vôùi nhau. Benzen Metyl benzen (toluen) (C6H6) C6H5 – CH3 CH CH CH3 HC CH HC C HC CH HC CH CH CH 7/20/2009
  48. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • Loaïi naøy coù trong daàu moû vôùi haøm löôïng vaøi % vaø coù ít trong xaêng chöng caát thaúng. • Coù ñoä nhôùt, maät ñoä vaø nhieät ñoä soâi cao hôn so vôùi naphten vaø alkan coù cuøng khoái löôïng phaân töû. • Coù tính beàn vöõng hoaù hoïc cao, khoù töï chaùy neân coù tính choáng kích noå cao coù lôïi ñoái vôùi xaêng, nhöng laïi khoâng neân coù trong nhieân lieäu diesel do khoù chaùy deã taïo muoäi than. • Hydrocacbon thôm thöôøng coù trong daàu môõ boâi trôn ôû döôùi daïng lieân keát vôùi napten goïi laø napten – hydrocacbon thôm. 7/20/2009
  49. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 5. Nhöõng thaønh phaàn khaùc Trong khí daàu moû ngoaøi caùc hôïp phaàn hydrocacbon noùi treân coøn coù chöùa moät löôïng nhoû caùc hôïp chaát chöùa oâxy, löu huyønh, nitô vaø moät soá axit höõu cô. – OÂxy trong daàu moû ôû döôùi daïng caùc hôïp chaát chöùa oâxy nhö axit höõu cô, keo vaø nhöïa haéc ín. OÂxy chieám 0,1 → 1% , tuy nhieân coù loaïi daàu nhieàu nhöïa oâxy chieám 2 ÷3%. – Löu huyønh “S” trong daàu moû cuõng thöôøng gaëp ôû daïng hôïp chaát. Tuy nhieân moät soá moû daàu coù chöùa “S” nguyeân chaát döôùi daïng hoaø tan trong daàu. Chuùng coù tính oån ñònh nhieät thaáp neân ôû trong quaù trình chöng caát coù theå taùch ñöôïc moät phaàn S ra khoûi caùc saûn phaåm tinh cheá döôùi daïng “SH” nhö Sunfua hydro (H2S). Löu huyønh laø chaát hoaït tính, aên moøn kim loaïi maïnh neân raát haïn cheá coù trong nhieân lieäu vaø daàu môõ boâi trôn. Haøm löôïng “S”trong daàu moû töø 0,01 ñeán 3,05 % (töø toát ñeán xaáu). – Nitô (N2) chieám moät phaàn nhoû khoaûng 0,001 → 0,3%, ôû daïng amoâniaêc daãn ñeán muøi vò khoù chòu. – Khí trô argon (Ar) vaø Heli (He) 7/20/2009
  50. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Ngoaøi ra trong daàu moû coøn toàn taïi caùc hydrocacbon lai taïp nhö chaát nhöïa - asphalten laø caùc hôïp chaát thôm ngöng tuï , coù khoái löôïng phaân töû cao töø 600 –2500 hoaëc hôn nöõa. Nhöïa - asphalten coù tính oån ñònh hoùa hoïc keùm, deã bò oxy hoùa, deã laøm saûn phaåm daàu moû bieán chaát , ñoåi maàu, deã taïo coác Caùc chaát naøy laø nhöõng taïp chaát. Soá löôïng caùc chaát neâu treân caøng nhieàu thì chaát löôïng cuûa daàu moû caøng giaûm do: – Gaây aên moøn kim loaïi – Coù tính oån ñònh hoaù hoïc keùm, deã bò oâxy hoaù laøm bieán chaát daàu môõ, ñoåi maøu, deã taïo coác. – Laøm ngoä ñoäc caùc quaù trình xuùc taùc trong cheá bieán daàu. – Gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. 7/20/2009
  51. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Coâng ngheä cheá bieán ñöôïc chia laøm 03 nhoùm chính: – Taùch daàu moû thaønh caùc phaân ñoaïn rieâng bieät baèng chöng caát. – Bieán ñoåi thaønh caùc daïng hydrocacbon thích hôïp baèng caùc quaù trình cheá hoaù nhieät, nhieät – xuùc taùc (cracking), taùi taïo laïi hay quaù trình töông töï. – Tinh luyeän (laøm saïch) ñeå loaïi caùc thaønh phaàn khoâng mong muoán, coù haïi nhö : löu huyønh, chaát keo nhöïa, caùc hôïp phaàn hydrocacbon thôm coù caáu truùc phöùc taïp ña voøng, ñeå naâng cao chaát löôïng saûn phaåm (giaûm khaû naêng taïo coác, taêng tính oån ñònh cuûa ñoä nhôùt ñoái vôùi nhieät ñoä ). 7/20/2009
  52. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn CAÙC LOAÏI SAÛN PHAÅM CUÛA COÂNG NGHEÄ CHEÁ BIEÁN DAÀU KHÍ Nhoùm saûn phaåm naêng löôïng • Goàm: nhieân lieäu ñoäng cô caùc loaïi, nhieân lieäu caùc loø ñoát coâng nghieäp vaø chaát ñoát trong daân duïng sinh hoaït. • Nhieân lieäu khí • Nhieân lieäu loûng Laø loaïi saûn phaåm chuû yeáu, chieám tôùi 80 ÷ 90% saûn löôïng daàu khí cuûa toaøn theá giôùi. 7/20/2009
  53. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Nhoùm saûn phaåm phi naêng löôïng 1) Vaät lieäu boâi trôn (daàu môõ boâi trôn) Daàu môõ boâi trôn töø nguoàn daàu moû chieám khoaûng 10% so vôùi nhieân lieäu. Saûn phaåm boâi trôn töø daàu moû coù hai daïng : - Boâi trôn loûng laø daàu nhôøn, - Boâi trôn deûo laø môõ nhôøn. 2) Bitum (nhöïa ñöôøng) 3) Nhoùm saûn phaåm hoaù hoïc Töø nguyeân lieäu daàu khí coù theå cheá bieán ra raát nhieàu saûn phaåm phuïc vuï saûn xuaát vaø ñôøi soáng con ngöôøi, goïi laø saûn phaåm hoaù daàu (petrochemical products). Thöïc teá 90% caùc saûn phaåm höõu cô naøy coù nguoàn goác hoaù daàu. 7/20/2009
  54. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 2.2 XAÊNG Ñònh nghóa • Xaêng laø moät trong nhieàu saûn phaåm cuûa daàu moû, laø loaïi nhieân lieäu nhe,ï toàn taïi döôùi daïng loûng, coù nhieät ñoä boác hôi trong khoaûng töø (30÷40) C ñeán (180÷220) C , coù khoái löôïng rieâng ôû 15 C laø ρ = 0,65÷0,80 g/cm3. Xaêng chöùa khoaûng 80 ÷90% cacbuahydro nhoùm alkan vaø cycloalkan. • Thaønh phaàn toát nhaát cuûa xaêng laø parafin ñoàng vò (Iso-alkan) vaø cacbuahydro thôm vì coù keát caáu phaân töû beàn vöõng. Xaêng coù nhieàu caùc thaønh phaàn neâu treân seõ coù ñaëc tính choáng kích noå cao cho pheùp taêng tyû soá neùn ε cuûa ñoäng cô, keát quaû taêng coâng suaát Ne . 7/20/2009
  55. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn ÑAËC ÑIEÅM CUÛA ÑOÄNG CÔ XAÊNG • Tyû soá neùn thaáp • Soá voøng quay cao • Hoãn hôïp chaùy hoaø troän tröôùc, ñoàng nhaát • Chaùy cöôõng böùc, taâm chaùy xuaát hieän taïi bugi, chaùy lan ñeàu ra toaøn boä theå tích buoàng chaùy vaø keát thuùc taïi khu vöïc ngoaøi cuøng cuûa buoàng chaùy • Quaù trình chaùy dieãn ra raát nhanh • Chaùy bình thöôøng (toác ñoä lan truyeàn maøng löûa laø 20 ÷25 m/sec), aùp suaát khí chaùy trong xylanh taêng ñeàu ñaën, ñoäng cô hoaït ñoäng oån ñònh vaø eâm. • Chaùy kích noå laø chaùy keøm theo tieáng goõ kim loïai laøm giaûm coâng suaát vaø gaây hö hoûng ñoäng cô (caàn phaûi traùnh). 7/20/2009
  56. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn CAÙC YEÂU CAÀU ÑOÁI VÔÙI XAÊNG • Ñaûm baûo ñoäng cô deã khôûi ñoäng khi ñoäng cô nguoäi vaø chaïy eâm trong moïi ñieàu kieän ñòa hình vaø thôøi tieát. • Thaønh phaàn ñoàng nhaát, baét chaùy nhanh, coù nhieät trò cao. • Cung caáp ñuû coâng suaát thieát keá maø khoâng bò goõ (kích noå). • Coù suaát tieâu hao nhieân lieäu vaø chaát löôïng khí xaû theo tieâu chuaån quy ñònh. • Chaát löôïng xaêng ít bò thay ñoåi khi löu tröõ vaø vaän chuyeån. • Khoâng gaây aên moøn kim loaïi, khoâng taïo caën muoäi baùm leân caùc chi tieát trong buoàng ñoát. • Khoâng bò ñoâng ñaëc khi nhieät ñoä haï thaáp. 7/20/2009
  57. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Nhieät trò cuûa caùc loïai nhieân lieäu 7/20/2009
  58. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA XAÊNG Laø caùc chæ tieâu quan troïng aûnh höôûng leân chaát löôïng hoaït ñoäng cuûa xaêng. 1. Tính bay hôi Xaêng phaûi coù ñoä bay hôi thích hôïp . Khoang nhieät ñoä bay hôi cuûa xaêng oâ toâ töø 35-40 C ñeán 195- 220 C. Xaêng coù tính bay hôi keùm (thaønh phaàn naëng nhieàu hôn thaønh phaàn nheï) gaây: – Khoù khôûi ñoäng – Khoù ñieàu chænh – Chaùy khoâng heát xaêng (hao xaêng vaø gaây oâ nhieãm) – Taïo nhieàu muoäi than, laøm loaõng daàu nhôøn boâi trôn, ñoäng cô nhanh moøn . 7/20/2009
  59. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn TÍNH BAY HÔI CUÛA XAÊNG ÑÖÔÏC ÑAÙNH GIAÙ BAÈNG CAÙC CHÆ TIEÂU • Ñöôøng cong boác hôi • Thaønh phaàn ñieåm bay hôi • Aùp suaát hôi baõo hoaø • Khoái löôïng rieâng hay tyû troïng 7/20/2009
  60. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 7/20/2009
  61. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Hieän nay caùc loaïi xaêng thöông phaåm quy ñònh : tsñ = 35 ÷ 40 T10 = 60 ÷ 70 T50 = 115 ÷ 120 T10 = 180 ÷ 190 tsc = 195 ÷ 200 7/20/2009
  62. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn AÙP SUAÁT HÔI BAÕO HOAØ CUÛA XAÊNG (REID) Laø aùp suaát cuûa hôi ôû traïng thaùi caân baèng vôùi theå loûng trong moät thieát bò chuyeân duøng (bom Reid) ñöôïc ño taïi nhieät ñoä xaùc ñònh laø 37,80 C (hay 1000F). Aùp suaát hôi baõo hoaø Reid coù theå bieàu dieãn baèng nhieàu ñôn vò ño aùp suaát khaùc nhau nhö : Psi, Bar, kPa, mmHg, kG/cm2 • Aùp suaát hôi baõo hoaø Reid caøng cao thì khaû naêng bay hôi caøng maïnh. • Yeâu caàu caùc loaïi xaêng phaûi coù aùp suaát hôi baõo hoaø Reid phuø hôïp khoâng quaù cao vaø quaù thaáp. • Quy ñònh aùp suaát hôi baõo hoaø cuûa xaêng : – Khoâng quaù 500 mm Hg (tieâu chuaån xaêng cuûa Lieân xoâ), – Trong khoaûng : 44 ÷ 78 kPa (xaêng thöông phaåm cuûa caùc nöôùc khaùc) 7/20/2009
  63. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 2. TÍNH CHOÁNG KÍCH NOÅ XAÊNG Hieän töôïng chaùy kích noå coù theå xaûy ra khi ñieàu kieän chaùy khoâng phuø hôïp. Chính vì ñieàu naøy maø tyû soá neùn ñoäng cô xaêng khoâng vöôït quaù 12 (ε ≤ 12). Trong quaù trình chaùy lan truyeàn, aùp suaát vaø nhieät ñoä phaàn hoaø khí ôû phía tröôùc maøng löûa ñöôïc taêng lieân tuïc do böùc xaï nhieät vaø do cheøn eùp bôûi keát quaû nhaû nhieät cuûa hoaø khí ñaõ chaùy gaây ra, laøm gia taêng phaûn öùng phía tröôùc maøng löûa cuûa hoaø khí caøng saâu. Soá hoaø khí naøy töï phaùt hoaû khi maøng löûa chöa lan tôùi seõ taïo ra maøng löûa môùi coù toác ñoä chaùy lan truyeàn leân tôùi 1500 – 2500 m/sec, gaây ra hieän töôïng coäng höôûng aùp suaát laøm taêng, giaûm aùp suaát cuûa khí chaùy moät caùch ñoät ngoät (160 kG/cm2) vaø taïo ra caùc soùng xung ñoäng, va ñaäp vaøo vaùch xylanh, keát quaû laøm cho ñoäng cô noå rung giaät maïnh. 7/20/2009
  64. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 7/20/2009
  65. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn PHÖÔNG PHAÙP HAÏN CHEÁ KÍCH NOÅ • Phía ñoäng cô : – Giaûi nhieät toát (ñaûm baûo ñieàu kieän laøm maùt cho ñoäng cô). – Giaûm taûi ñoäng cô (ñoùng nhoû böôùm ga) seõ laøm: → giaûm löôïng hoãn hôïp khí naïp môùi vaøo xy lanh → giaûm thôøi gian chaùy cuûa hoãn hôïp. - Giaûm goùc ñaùnh löûa sôùm - Thay ñoåi tyû leä nhieân lieäu vaø khoâng khí (ñaäm hoaëc loaõng hôn ñeàu coù xu höôùng giaûm kích noå) 7/20/2009
  66. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • Phía nhieân lieäu : 1) Duøng loaïi xaêng coù tính choáng kích noå cao : • Xaêng coù nhieàu thaønh phaàn cacbuahydro nhoùm naphten (xyclo alkan), hydrocacbon thôm vaø parafin ñoàng vò vì chuùng coù keát caáu hoaù hoïc raát chaët, khoù bò oâxy hoaù, neân chuùng coù tính choáng kích noå cao. Caùc thaønh phaàn naøy coù nhieàu trong xaêng tinh cheá baèng phöông phaùp cracking xuùc taùc. • Ñeå ñaùnh giaù tính choáng kích noå cuûa xaêng ngöôøi ta duøng trò soá octan, xaùc ñònh baèng phöông phaùp thöïc nghieäm döïa treân söï so saùnh ñaëc tính chaùy cuûa xaêng naøy vôùi moät hoãn hôïp nhieân lieäu chuaån goàm : - Iso-otan laø parafin ñoàng vò C8H18 (2.2.4-tri metyl pentan) - n-heùptan laø parafin chuaån coù lieân keát “C” theo maïch thaúng : C7H16 Vôùi quy öôùc Iso-otane coù ON = 100 vaø n-heùptane coù ON = 0 7/20/2009
  67. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Trò soá octan laø % löôïng iso-otan tính theo theå tích trong hoãn hôïp nhieân lieäu maãu goàm iso-otane (C8H18 ) vaø n-heptane C7H16 (n-parafin ) maø noù coù hieän töôïng chaùy kích noå gioáng nhö nhieân lieäu ñem thöû. Tæ soá neùn Trò soá oâctan, RON Tæ soá neùn Trò soá oâctan, RON 5:1 72 9:1 95 6:1 81 10:1 100 7:1 87 11:1 104 8:1 92 12:1 108 Yeâu caàu trò soá oâctan cho cuøng ε coù theå giaûn töø 2 – 4 ñôn vò 7/20/2009
  68. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 2) Duøng phuï gia taêng tính choáng kích noå laø tetrra etyn chì (Pb+ (C2H5)4), goïi taét laøTEC • TEC laø chaát khöû peroxyd nhaèm giaûm cöôøng ñoä phaûn öùng oâxy hoaù taïi phaàn hoãn hôïp nhieân lieäu chöa chaùy ñeán, keát quaû haïn cheá ñöôïc hieän töôïng kích noå. • Chì laø chaát raát ñoäc ñoái vôùi con ngöôøi vaø moâi tröôøng sinh thaùi, neân töø naêm 1977 nhieàu nöôùc ñaõ daàn chaám döùt duøng xaêng coù chì. • Vieät Nam ñaõ chaám döùt duøng loaïi xaêng naøy töø ngaøy 1/7/2001. Haøm löôïng chì coù trong xaêng nhaäp vaøo VN hieän nay < 0,013g/lít. 7/20/2009
  69. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 3) Giaûi phaùp taêng trò soá octan ñoái vôùi xaêng khoâng chì : Taêng haøm löôïng caùc hydrocacbon coù tính choáng kích noå cao nhö: Hydrocacbon thôm, iso – parafin baèng caùc phöông phaùp cheá bieán saâu (platforming, cracking xuùc taùc, isome hoaù vaø alkyl hoaù). Baûng trò soá octan cuûa moät soá hydrocacbon Teân loaïi Coâng thöùc Nhoùm Soá octan (Hydrocacbon) (CnH2n) Hexan C6H14 Parafin chuaån (alkan) 25 Iso-hexan C6H14 Parafin ñoàngvò 93 Hexen C6H12 Oleâfin (moät noái ñoâi) 69 Hexadien C6H10 Diolefin (hai noái ñoâi) 79 Cyclohexan C6H12 Naphten 78 Benzol C6H6 Hydrocacbon thôm 106 Iso-octan C8H18 Parafin ñoàng vò 100 Heptan C7H16 Parafin chuaån (Alkan) 0 7/20/2009
  70. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 4) Troän xaêng thoâ vôùi caùc hôïp chaát ngaäm oâxy Moät loaïi xaêng khoâng chì khaùc ñöôïc caáu thaønh töø hai thaønh phaàn chính laø xaêng thoâ (cheá taïo baèng phöông phaùp chöng caát thaúng) vaø caùc loaïi coàn (ethanol), etse,vaø moät soá chaát höõu cô ngaäm oxy nhö Metyl- Tetiary-Butyl-Ether (MTBE). MTBE laø chaát loûng trong, coù ñoä nhôùt thaáp, coù muøi vò cay haêng, coù trò soá octan cao (ROM 117-121, MON 91-103), nhieät ñoä soâi thaáp (58 C) vaø aùp suaát hôi baõo hoøa trung bình 33,4 kPa, ít hoøa tan trong nöôùc tuy nhieân laïi deã hoøa tan hôn so vôùi xaêng. 7/20/2009
  71. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Trò soá octan cuûa xaêng pha Metyl-Tetiary-Butanol-Este (MTBE) hoaëc Ethanol Loïai xaêng pha 0% 15% MTBE 15% EtOH Thaønh phaàn: - Paraffins 3,9 7,7 9,0 - Iso-paraffins 48,4 28,9 27,5 - Olefins 4,6 4,9 4,7 - Naphthenes 6,1 8,3 6,5 - Hydrocacbon thôm 37,0 34,7 35,0 - MTBE / EtOH - 15,0 15,0 RON 96,6 97,6 98,6 MON 87,3 87,3 86,6 7/20/2009
  72. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Haøm löôïng MTBE cho pheùp pha vaøo xaêng cuûa moät soá nöôùc Teân nöôùc Haøm löôïng Haøm löôïng Ghi chuù oxy (%TV) MTBE (%TV ) Nhaät baûn 1,2 7,0 Thaùi lan 2,0 10,0 Oâxtraâlia 1,8 1,0 Haøn quoác 1 tôùi 2,3 - Chæ cho pheùp Chaâu Aâu 2,7 - duøng MTBE Myõ: - - Giai ñoaïn 1/1996 10,0 Caû etanol, - Giai ñoaïn 3 MTBE vaø caùc hôïp chaát Vieät Nam - 10,0 TCVN 7/20/2009 6776:2000
  73. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn • Ngoaøi ra ñeå choáng kích noå ngöôøi ta thöïc hieän baèng caùch phun moät löôïng nöôùc (khoâng quaù 10%) vaøo buoàng chaùy ngay khi piston vöøa qua khoûi ÑCT → giaûm cöôøng ñoä phaûn öùng oxy hoaù phaàn hoãn hôïp nhieân lieäu chöa chaùy ñeán. • Chuù yù : Khi ngöng maùy phaûi ngöng phun nöôùc tröôùc nhaèm traùnh gæ cho caùc chi tieát maùy. 7/20/2009
  74. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 3. Tính oån ñònh hoùa hoïc cuûa xaêng • Tính oån ñònh hoùa hoïc cuûa xaêng bieåu thò khaû naêng duy trì ñöôïc chaát löôïng ban ñaàu trong quaù trình baûo quaûn , vaän chuyeån töø nôi saûn xuaát cho ñeán khi tieâu thuï. • Tính oån ñònh hoùa hoïc cuûa xaêng ñaùnh giaù baèng caùc chæ tieâu : - Haøm löôïng nhöïa thöïc teá (mg/100ml xaêng) - Tính oån ñònh oxy hoùa (chu kyø caûm öùng, phuùt) • ÔÛ moät soá nöôùc coøn quy ñònh khoáng cheá haøm löôïng olefin (% kl) ñeå bieäu hieän cho tính oån ñònh hoùa hoïc cuûa xaêng vì haøm löôïng olefin cao tính oån ñònh hoùa hoïc cuûa xaêng keùm. Ví duï ôû Nhaät haøm löôïng olefin quy ñònh döôùi 20 % kl. 7/20/2009
  75. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn 4. Tính aên moøn kim loaïi cuûa xaêng • Trong xaêng coù chöùa moät löôïng nhoû caùc taïp chaát maø trong quaù trình cheá bieán khoâng loaïi boû trieät ñeå ñöôïc, hoaëc trong quaù trình toàn tröõ , vaän chuyeån xaêng bò nhieãm baån nhö : löu huyønh, taïp chaát kim loaïi, nöôùc • Ñaùnh gía tính aên moøn kim loaïi cuûa xaêng theo caùc chæ tieâu sau : - Kieåm nghieäm aên moøn maûnh ñoàng (ngaâm maûnh ñoàng trong xaêng trong ñieàu kieän nhieät ñoä 50oC sau 3 giôø phaûi ñaït caáp No1) - Haøm löôïng löu huyønh (% khoái löôïng) - Ñoä axit (mgKOH/100ml xaêng) • Ngoaøi ra coøn quy ñònh khoâng ñöôïc coù axit, bazô tan trong nöôùc cuûa caùc loaïi xaêng (tieâu chuaån cuûa Lieân xoâ cuõ GOST 6307). 7/20/2009
  76. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn CAÙC CHÆ TIEÂU ÑAÙNH GIAÙ VAØ CAÙC AÛNH HÖÔÛNG XAÁU CUÛA XAÊNG STT Teân chæ tieâu Caùc nhaân toá chòu aûnh höôûng 1 Ñöôøng cong bay hôi Khaû naêng hoaït ñoäng : Tính khôûi ñoäng, taêng toác, tính kinh teá vaø oâ nhieãm 2 RVP Khaû naêng hoaït ñoäng : Tính khôûi ñoäng, taêng toác, tính kinh teá vaø oâ nhieãm 3 Trò soá octan TSOT Tính choáng kích noå, tính kinh teá 4 Haøm löôïng löu huyønh Daàu ñoäc xuùc taùc, oâ nhieãm moâi tröôøng 5 Haøm löôïng chì Ñaàu ñoäc xuùc taùc, coù haïi cho söùc khoeû 6 Benzen Coù haïi cho söùc khoeû 7 Hydrocacbon thôm OÂ nhieãm moâi tröôøng, phaù huyû cao su 8 Olefin Coù haïi cho söùc khoeû, deã taïo nhöïa keo trong xaêng 9 Hôïp chaát ngaäm oâxy OÂ nhieãm moâi tröôøng (MTBE) 7/20/2009
  77. NAÊNG LÖÔÏNG SÖÛ DUÏNG TREÂN OÂTOÂ GVHD: THS. VAÊN THÒ BOÂNG. Email: VTbong@lib.hcmut.edu.vn Caùc chæ tieâu chaát löôïng cuûa xaêng lieân quan ñeán baûo veä moâi tröôøng Vieät nam Thaùi lan WWFC WWFC Chæ tieâu TCVN 6776-2000 BIS 2000 Loïai 1 Loïai 2 Research octane number, min 90/92/95 87/95 91/95/98 91/95/98 Motor octane number - 76/84 82/85/88 82/85/88 Sulphur (% m/m max) 0.15 0.1 0.1 0.02 Benzene (% v/v max) 5.0 3.5 5.0 2.5 Aromatics (% v/v max) - 35 50 40 Olefins (% v/v max) - - - 20 Lead content (g/litre), max 0.013 0.013 Nil Nil Oxygen content (% w max) - 1 - 2 2.7 2.7 7/20/2009