Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác tạo khí giàu hydro trên động cơ xăng

Mục tiêu luận án nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô trên động cơ xăng nhằm: Làm chủ công nghệ nghiên cứu thiết kế, chế tạo bộ xúc tác tạo khí hyđrô trực tiếp trên động cơ. Tìm ra vật liệu xúc tác mới cải thiện hiệu quả chuyển hóa của bộ xúc ở nhiệt độ phản ứng thấp 550oC phù hợp với nhiệt độ khí thải động cơ. Bộ xúc tác mới có hiệu suất chuyển hóa cao hơn so với bộ xúc tác cũ ở nhiệt độ phản ứng thấp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác tạo khí giàu hydro trên động cơ xăng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện. Luận án có sử dụng một phần kết quả do tôi và nhóm nghiên cứu thực hiện trong Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu phát triển công nghệ tạo khí giàu hyđrô để bổ sung cho động cơ xăng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm phát thải cho động cơ” mã số KC.05.24/11-15 do GS Lê Anh Tuấn là chủ nhiệm đề tài và tổ chức chủ trì là Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tôi đã được chủ nhiệm đề tài đồng ý cho sử dụng một phần kết quả của đề tài cấp nhà nước vào việc viết luận án. Tôi xin cam đoan các số liệu kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác. Hà Nội, tháng …..năm 2019 Tập thể giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh GS Phạm Minh Tuấn TS. Nguyễn Thế Lương Trần Văn Hoàng -i- LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, Viện Cơ khí Động lực, Bộ môn Động cơ đốt trong, Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong đã cho phép và giúp đỡ tôi thực hiện luận án trong thời gian học tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Lê Anh Tuấn đã cho phép tôi sử dụng một phần kết quả của đề tài để hoàn thành luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Minh Tuấn và TS Nguyễn Thế Lương đã chu đáo tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành luận án. Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những nguời đã luôn động viên và khuyến khích tôi trong suốt thời gian học tập tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Nghiên cứu sinh Trần Văn Hoàng - ii - MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ..........................................................vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...............................................................................ix DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................xiv LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................1 i. Xuất xứ đề tài .........................................................................................................1 ii. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................1 iii. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................2 iv. Phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................................2 v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.............................................................2 vi. Bố cục của luận án ................................................................................................3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ BỘ XÚC TÁC TẠO KHÍ GIÀU HYĐRÔ ......................................................................................................4 1.1. Tổng quan về nhiên liệu khí giàu hyđrô ...........................................................4 1.1.1. Tính chất nhiên liệu khí giàu hyđrô ...............................................................4 1.1.2. Các phương pháp tạo khí giàu hyđrô.............................................................9 1.1.2.1. Phản ứng nhiệt hóa nhiên liệu hyđrô carbon với hơi nước ........................9 1.1.2.2. Phản ứng ôxy hóa nhiên liệu không hoàn toàn ........................................10 1.1.2.3. Phản ứng nhiệt hóa hyđrô carbon với khí carbonic ..................................11 1.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng khí giàu hyđrô trên thế giới và Việt Nam ..11 1.2.1. Các nghiên cứu sử dụng khí giàu hyđrô trên thế giới .................................11 1.2.2. Các nghiên cứu sử dụng khí giàu hyđrô ở Việt Nam ..................................14 1.3. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô......................15 1.3.1. Hiện trạng bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô ....................................................15 1.3.2. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô trên thế giới 17 1.3.3. Các nghiên cứu nâng cao bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô tại Việt Nam .......23 1.3.4. Giải pháp áp dụng hiện nay .........................................................................23 1.3.5. Cách tiếp cận vấn đề của đề tài ...................................................................24 1.4. Kết luận chƣơng 1.............................................................................................24 CHƢƠNG 2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ XÚC TÁC MỚI NHẰM TĂNG HIỆU QUẢ TẠO KHÍ GIÀU HYĐRÔ .....................................................................26 - iii - 2.1. Cơ sở lý thuyết về các phản ứng xúc tác tạo khí giàu hyđrô từ nhiên liệu .26 2.1.1. Cơ chế của phản ứng xúc tác .......................................................................26 2.1.2. Cơ chế của các phản ứng xúc tác trong bộ xúc tác tạo khí giàu hyđrô .......29 2.2. Điều chế xúc tác ................................................................................................ 36 2.2.1. Các phương pháp tẩm trên chất mang ....... ...