Polutan udara dari bahan bakar – konverter katalitik dan desulfurisasi gas buang

KimiaKimia terapan dan praktikumUsia 16–17

Gunakan di kelas saya ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Model mesin, pembangkit listrik, dan atmosfer. Pilih bensin, solar, atau batu bara yang mengandung belerang, atur pasokan oksigen λ dan suhu nyala, lalu baca karbon monoksida, jelaga, hidrokarbon tak terbakar, NOₓ, dan SO₂ yang dihasilkan per kilogram bahan bakar. Nyalakan konverter katalitik Pt/Pd/Rh, bahan bakar rendah belerang, atau desulfurisasi gas buang untuk melihat emisi turun, lengkap dengan persamaan reaksi setara, dampak (gas beracun, hujan asam, peredupan global, penyakit pernapasan), dan tabel hasil.

Pelajaran: Polutan udara dari bahan bakar: pembakaran tidak sempurna, NOₓ, SO₂, hujan asam, konverter katalitik, dan desulfurisasi gas buang

Yang ditunjukkan

Membakar bahan bakar menghasilkan lebih dari karbon dioksida dan air. Tanpa oksigen yang cukup, pembakaran tidak sempurna dan menghasilkan karbon monoksida yang beracun, jelaga, serta hidrokarbon tak terbakar. Pada suhu tinggi di dalam mesin dan tungku, nitrogen dan oksigen dari udara bergabung membentuk nitrogen oksida, dan belerang dalam bahan bakar terbakar menjadi sulfur dioksida; keduanya larut dalam air hujan dan menyebabkan hujan asam. Konverter katalitik tiga arah mengoksidasi CO dan hidrokarbon serta mereduksi NO, tetapi hanya bekerja baik jika campuran hampir stoikiometris (λ ≈ 1). Bahan bakar rendah belerang dan desulfurisasi dengan batu kapur menghilangkan sebagian besar SO₂.

Cara menggunakan

Pilih Bahan bakar, lalu geser Pasokan oksigen λ dan Suhu nyala (λ = 1) sambil mengamati diagram batang emisi per kilogram bahan bakar. Centang Konverter katalitik untuk bensin atau solar, Bahan bakar rendah belerang, atau Desulfurisasi gas buang (FGD) untuk batu bara, lalu bandingkan batang pudar sebelum pengolahan dengan batang penuh. Tekan Catat hasil untuk menyusun tabel perbandingan, lalu baca kartu dampak dan persamaan di bawah.

Parameter yang dapat diubah

  • Bahan bakar Bensin (dimodelkan sebagai oktana, C₈H₁₈), Solar (dimodelkan sebagai dodekana, C₁₂H₂₆), Batu bara mengandung belerang (pembangkit listrik)
  • Pasokan oksigen λ (dibanding kebutuhan untuk pembakaran sempurna) 0,6–2
  • Suhu nyala pada λ = 1 1000–2400 °C
  • Gunakan bahan bakar rendah belerang
  • Pasang konverter katalitik (kendaraan bensin dan diesel)
  • Nyalakan desulfurisasi gas buang, FGD (PLTU batu bara)

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa mengurangi pasokan oksigen menaikkan CO dan jelaga tetapi menurunkan NOₓ?
  2. Mengapa konverter katalitik tiga arah hanya menghilangkan NOₓ saat λ sangat dekat dengan 1?
  3. Berapa gram SO₂ yang dihasilkan dari pembakaran 1 kg batu bara yang mengandung 2,5 % belerang?