Блог

Jun 13, 2023

Что такое каталитический нейтрализатор? PH объясняет

Каталитический нейтрализатор — это устройство контроля выбросов, которое химически преобразует

Каталитический нейтрализатор — это устройство контроля выбросов, которое химически преобразует токсичные выхлопные газы в менее вредные выбросы. Реакции, происходящие в каталитическом нейтрализаторе, значительно снижают выбросы вредных веществ в атмосферу автомобилем; это помогает свести к минимуму проблемы с качеством воздуха, особенно в перенаселенных городских районах, а также связанные с этим проблемы окружающей среды и здоровья.

Как работают каталитические нейтрализаторы? Каталитический нейтрализатор, который устанавливается в выхлопную систему автомобиля, чтобы отработанные газы проходили через него, предназначен для борьбы с вредными выбросами двигателя. Внутри нейтрализатора находятся катализирующие элементы, которые реагируют с побочными продуктами выхлопных газов, чтобы уменьшить выбросы загрязняющих веществ. Современные каталитические нейтрализаторы предназначены в первую очередь для устранения вредных выбросов угарного газа, углеводородов и оксидов азота.

В основе каждого преобразователя лежит сотовая структура, часто выполненная из керамики или стальной фольги; керамический сердечник наиболее распространен в современных каталитических нейтрализаторах, и его часто называют «монолитом». Внутри этого керамического монолита находятся тысячи крошечных проходов, которые увеличивают площадь поверхности, доступную для протекания необходимых реакций.

Во время производства на этот сердечник наносится «вашкоут». Покрытие придает плоским поверхностям сердечника шероховатую поверхность, снова увеличивая доступную площадь поверхности, а также содержит сами катализаторы. В качестве катализирующих элементов используются благородные металлы, такие как платина, поскольку они не подвержены коррозии и легко выдерживают условия внутри конвертера. Другие металлы, которые можно использовать, включают родий и палладий, каждый из которых по-разному реагирует с выхлопными газами, снижая токсичные выбросы.

Эти катализирующие элементы затем нагреваются выхлопными газами и вступают в реакцию с протекающими через них газами. Затем внутри конвертера происходят два ключевых процесса, называемые окислением и восстановлением. Во время окисления к угарному газу добавляется кислород, превращающий его в углекислый газ. С другой стороны, восстановление удаляет кислород из оксида азота. Побочным продуктом этого процесса являются азот и кислород.

Распространенные типы каталитических нейтрализаторов Двухходовой преобразователь: часто встречается в старых бензиновых двигателях, но также широко используется в дизелях. Они преобразуют окись углерода в диоксид углерода и окисляют несгоревшие углеводороды в диоксид углерода и воду.

Трехходовой преобразователь. Эти более совершенные преобразователи обычно используются в автомобилях с бензиновыми двигателями. Они расширяют возможности двустороннего конвертера за счет дальнейшего восстановления оксидов азота до азота и кислорода.

Катализатор окисления дизельного топлива: эти нейтрализаторы используют кислород в выхлопных газах для окисления угарного газа в углекислый газ. Они также преобразуют несгоревшие углеводороды в воду и еще больше углекислого газа. Полезно то, что катализаторы окисления дизельных двигателей также уменьшают запах и выбросы сажи дизельных двигателей.

Селективное каталитическое восстановление: в этой установке в катализатор впрыскивается жидкость, например мочевина. Это вызывает реакцию, которая превращает оксиды азота в азот и воду, что значительно снижает выбросы оксидов азота.

Краткая история автомобильных каталитических нейтрализаторов Концепция каталитического нейтрализатора для автомобильной техники была впервые предложена французским химиком Мишелем Френкелем в 1909 году. Целью его системы, в которой используется никель, медь или платина, было «дезодорировать выхлопные газы автомобильного двигателя». Из-за небольшого количества автомобилей на дорогах и стоимости устройства в то время дело, казалось бы, не пошло дальше, но разработка каталитических нейтрализаторов продолжалась и в последующие десятилетия.

Именно французский инженер Эжен Удри в 1952 году разработал и запатентовал то, что мы называем современным каталитическим нейтрализатором. В то время он жил в Америке, и в конце 1940-х годов количество транспортных средств на дорогах резко возросло. Это привело к тому, что загрязнение стало серьезной проблемой в городских районах.