Katalytisk omvandlare

Katalytisk omvandlare , neutralisator  - en anordning i avgassystemet på en förbränningsmotor , utformad för att minska toxiciteten hos avgaser genom katalytisk reduktion av kväveoxider och användning av syre som bildas från denna reaktion för att oxidera kolmonoxid och oförbrända kolväten .

Det bästa förhållandet mellan bränsle och luftintag till motorn för denna uppgift är stökiometriskt .

Dessutom styrs dess funktion av en restsyresensor (lambda-sond) .

Historik

Eugène Goudry spelade en avgörande roll i utvecklingen av katalysatorer . De började användas flitigt på bilar i USA i mitten av 1970-talet i samband med införandet av strängare miljökrav [1] .

Hur det fungerar

Huvudämnena som produceras under motordrift är ofarliga. Dom är:

Förbränningsprocessen är dock inte perfekt, och förutom ofarliga ämnen frigörs giftiga och skadliga ämnen under motordrift. Dessa ämnen är:

Två typer av katalysatorer används i katalysatorer: reducerande och oxiderande.

Reduktionskatalysatorn använder platina och rodium för att katalysera nedbrytningen av kväveoxider till inert, ofarligt molekylärt kväve och syre.

På en oxidationskatalysator, vanligtvis bestående av platina och palladium, reagerar det resulterande fria syret med kolvätena i det oförbrända bränslet och kolmonoxiden.

Redoxreaktioner mellan kväveoxid och kolmonoxid kan också förekomma.

I en förenklad form ser dessa kemiska reaktioner ut så här:

Och andra.

Katalysatorer som används i bilar kräver att motorn arbetar med ett överskottsluftförhållande (α) så nära enhet som möjligt. Detta gör det omöjligt att använda en mager blandning (α>1) för att öka effektiviteten och en rik blandning (α<1) för att få mer kraft i vissa lägen.

Katalysatorer för dieselmotorer

Katalysatorer i dieselmotorer gör ett dåligt jobb med att minska NOx- utsläppen . En anledning är att dieselmotorer själva arbetar vid en lägre temperatur än bensinmotorer och inte når den optimala temperaturen för denna typ av katalysator. Några av de ledande miljöbilsexperterna har kommit med ett nytt avgassystem som hjälper till att avhjälpa denna brist. De sprutar in en vattenlösning av urea i avgasröret innan gaserna når omvandlaren. Urean reagerar med NO x för att producera kväve och vattenånga, vilket minskar mängden kväveoxider i avgaserna med mer än 90 procent.

Konstruktion

Moderna katalysatorer är två- eller trekomponenter. En trevägskonverterare är ett metallhölje av rostfritt stål med ett termiskt distansorgan på väggarna, där det finns en "bikakestruktur" eller, mer sällan, en struktur av "keramiska pärlor". Bikakestrukturen är metall eller keramisk och belagd med katalysatorämnen, vanligtvis platina, rodium eller palladium (på senare år har vissa modeller börjat använda guld, eftersom det är billigare än andra katalysatormetaller).

Keramisk design är vanligare, eftersom det är billigare, men denna design har ett stort minus - bräcklighet. Ett litet slag räcker för att de keramiska bikakorna ska falla sönder.

Anteckningar

  1. ↑ Palucka, Tim (vintern 2004). "Att göra det omöjliga" . Uppfinning & Teknik . 19 (3). Arkiverad från originalet den 3 december 2008 . Hämtad 14 december 2011 .

Se även

Länkar