I. TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI EURO LÀ GÌ? 

Tiêu chuẩn khí thải euro là là một trong những hệ thống tiêu chuẩn tiên tiến nhất, được áp dụng rộng rãi trên thế giới, gồm cả VIỆT NAM và các nước Đông Nam Á.

Tiêu chuẩn khí thải Euro bao gồm những định mức về nồng độ của các lọai khí sinh ra trong quá trình xe họat động như nitrogen oxide (NOx), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and particulate matter (PM – hạt bụi siêu nhỏ tạo ra từ quá trình đốt cháy dầu diesel) được các nước thành viên EU thông qua và áp dụng. Các định mức khí thải này cũng khác nhau khi áp dụng cho các lọai xe khác nhau (xe tải, xe hơi; xe hơi chạy xăng cũng khác xe chạy dầu diesel).

 

Mục tiêu của các tiêu chuẩn này là để lọai trừ những chiếc xe tạo ra quá nhiều ô nhiễm (do hỏng hóc hay cũ…) và cũng vì mục đích bảo vệ môi trường (các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra các tác động rất xấu của khí thải ô tô với môi trường lẫn con người), các nhà sản xuất xe cũng vì thế mà có động lực (hay áp lực) nhằm tạo ra những chiếc xe xanh hơn, sạch hơn, phù hợp với những tiêu chuẩn Euro cao hơn.

Ngày nay trên thế giới, xu hướng phát triển các công nghệ để cải thiện ô nhiễm môi trường cho ô tô nói chung và động cơ nói riêng có 3 phương thức khác nhau:   

• Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn bằng cách sử dụng các loại nhiên liệu sạch như khí (CNG, LPG) hoặc nhiên liệu sinh học biofuel;
•  Cải thiện quá trình cháy trong động cơ thông qua việc thiết kế động cơ cháy sạch với bộ phun nhiên liệu điện tử có áp suất phun rất cao (trên 2000 atm) tạo sự hoà trộn tốt hỗn hợp nhiên liệu - không khí, thường dùng hệ thống phun nhiên liệu điện tử CRDI (common rail direct injection);
•  Xử lý khí thải trên đường ống thải bằng cách tích hợp thêm công nghệ xử lý khí thải trên các loại xe để trung hòa các loại khí thải độc hại như CO, HC, NOx , hạt muội than PM (Particulate Matter)...

Để đáp ứng tiêu chuẩn Euro 4 theo quy định, Cty CP ÔTô TMT đã chủ động ứng dụng một số công nghệ xử lý khí thải tiêu biểu cho xe thương mại trang bị động cơ diesel (dựa trên nguyên tắc kết hợp: Động cơ của xe thương mại phải có hệ thống phun nhiên liệu điện tử CRDI, có hệ thống Turbo tăng áp và Intercooler)​

Trong khí thải động cơ diesel, có 2 chất độc hại chủ yếu cần loại bỏ là khí NOx và PM, do vậy xu hướng xử lý khí thải động cơ diesel ngoài việc dùng công nghệ phun nhiên liệu điện tử CRDI và bộ lọc hạt muội than DPF (Diesel Particulate Filter), còn cần công nghệ xử lý khí NOx . Trong vấn đề này, Cty CP ÔTô TMT sử dụng 2 công nghệ: 

•    Công nghệ hồi lưu khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation).
•    Công nghệ xúc tác khử NOx chọn lọc SCR (Selective Catalytic Reduction); 

II. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI EURO.

   1. Công nghệ hồi lưu khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation).

Xử lý NOx theo công nghệ EGR: Là phương pháp giảm nồng độ NOx bằng cách đưa một phần khí thải tuần hoàn trở lại hệ thống nạp động cơ và làm giảm nhiệt độ cháy giai đoạn nhiệt hay làm giảm nồng độ oxy trong động cơ Diesel. Ngoài ra, khí thải tuần hoàn còn làm tăng nhiệt dung riêng của hòa khí nên nhiệt độ cháy giảm xuống. Mục tiêu của việc hạ những thông số trên là để ngăn cản quá trình sinh NOx , giảm nồng độ chất này trong khí thải. Bộ EGR có ưu điểm là hạn chế phản ứng tạo ra chất NOx , có khả năng kiểm soát tốt quá trình cháy và giảm nhiệt lượng khi cần thiết nên giúp giảm được lượng khí nạp, tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, do lượng khí được hồi lưu có tính trơ, không cháy nên sẽ làm giảm nồng độ oxy trong hỗn hợp, khiến hỗn hợp bị cháy nghèo. Sau một thời gian sử dụng, van EGR hay bị nghẹt muội than, do vậy cần bố trí thêm một bộ lọc muội than PDF. Nhưng nhìn chung, hệ thống EGR vẫn là một lựa chọn tối ưu, nhất là cho dòng xe tải nhẹ khi được bố trí thêm một bộ lọc muội than đi kèm, giúp hiệu quả xử lý khí thải tốt hơn rất nhiều.

    2. Công nghệ xúc tác khử NOx chọn lọc SCR (Selective Catalytic Reduction); 

Xử lý NOx theo công nghệ SCR: Là hệ thống xúc tác khử NOx chọn lọc, được tích hợp hệ thống phun dung dịch DEF (Diesel Exhaust Fluid). DEF có thành phần chính là 32,5% Ure ((NH2)2CO) với độ tinh khiết cao, 67,1% là nước tinh khiết và 0,4% là các chất phụ gia khác được phun trực tiếp vào dòng khí thải nóng, nhờ nhiệt độ cao làm hơi nước bốc hơi khiến ure trong dung dịch phân hủy thành amoniac và axit isoxianic, qua phản ứng hóa học sinh ra N2 và H2O thoát ra môi trường.

Công nghệ SCR cho phép các phản ứng giảm NOx diễn ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, được gọi là công nghệ “chọn lọc” vì nó làm giảm các mức NOx bằng cách sử dụng amoniac như một chất khử trong một hệ thống chất xúc tác. Phản ứng hóa học được gọi là “giảm”, trong đó DEF là chất khử có phản ứng với NOx để chuyển các chất ô nhiễm thành khí N2, nước và một lượng nhỏ CO2. DEF có thể bị phá vỡ nhanh để tạo ra ammonia oxy hóa trong dòng thải. Công nghệ SCR có thể đạt được mức giảm NOx lên tới 90%, đồng thời giảm lượng phát thải HC và CO từ 50- 90% và phát thải PM từ 30-50%. Các hệ thống SCR được kết hợp với bộ lọc muội than DPF để giảm lượng phát thải cho PM.

Hệ thống SCR cần phải bổ sung chất DEF theo định kỳ dựa trên hoạt động của xe. Đối với xe tải nhẹ, DEF nạp theo chu kỳ thay dầu động cơ, còn với xe tải nặng sẽ phụ thuộc vào điều kiện hoạt động, số giờ sử dụng, quãng đường đi, tải trọng và các yếu tố khác. Bộ SCR có ưu điểm là tối ưu hóa quá trình cháy, nên khả năng tiết kiệm nhiên liệu/năng lượng tốt hơn, không ảnh hưởng đến độ bền động cơ; đặc biệt, ure không phải là loại hóa chất gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người. Tuy nhiên, hệ thống động cơ sử dụng công nghệ SCR nặng hơn vì bộ SCR có kích thước và trọng lượng khá lớn; tốn chi phí cho việc mua ure; hiệu quả của bộ SCR cao nhất ở tốc độ không đổi và tải cao, tuy nhiên kém hiệu quả ở chế độ không tải, dừng và khởi động; ure là một chất gây ô nhiễm môi trường nước và có hại cho cá. Hệ thống SCR là một lựa chọn tốt cho các xe tải trung và tải nặng, thường bố trí thêm một bộ lọc muội than DPF đi kèm.

Như vậy các dòng xe cùng tiêu chuẩn khi thải EURO nhưng có xe xử dụng dung dịch (hay ở ngoài gọi là sử lý bằng nước) có xe không xử dung là do nhà sản xuất Ô Tô sử dụng công nghệ sử lý nào.

Thường thì xe tải nhẹ sử dụng Công nghệ hồi lưu khí thải EGR còn xe tải trung và tải nặng sử dụng công nghệ Công nghệ xúc tác khử NOx chọn lọc SCR