Рассуждаем на тему — бизнес на автомобильных катализаторах. Катализатор из чего состоит
Автомобильные катализаторы и бизнес
Освещая тему металлолома на нашем портале мы не могли обойти стороной автомобильные катализаторы. Ведь нередко в пункты приема металлолома поступают звонки с вопросами: «А вы катализаторы автомобильные покупаете?». Поэтому мы решили поделиться своими знаниями в этой области.
Немного теории
Основным предназначением автокатализаторов в транспортных средствах является минимизация вредных выбросов в окружающую среду. В последнее время тема сохранения экологии актуальна как никогда. А вредные выбросы, являющиеся итогом отработки машинного топлива, содержат очень токсичные газы, которые наносят существенный ущерб как экологии нашей планеты, так и всем живым организмам. Поэтому применение катализаторов считается очень полезным. Из чего состоит и как устроено это техническое оборудование?
Из чего состоит автомобильный катализатор
Конвертор или автокатализатор имеет цилиндрическую форму с круглым или эллиптическим сечением, он изготовлен из керамики или металла, а также химических материалов с применением металлов платиновой группы. Насыщенность автокатализатора ценными элементами таблицы Менделеева открывает большие возможности для создания прибыльного дела на отработанных и пришедших в негодность автокатализаторах.
Автокатализатор в разрезе
Из школьного курса химии всем известно, что катализаторами являются определенные вещества, которые способны вызывать какую-либо химическую реакцию или ускорять процесс, при этом не входя в конечный продукт. Таким образом получается, что металлы платиновой группы никуда не исчезают, а наоборот, проявляются на керамической или металлической поверхности в виде тонюсенького платинового слоя. Именно они и проводят доокисление:
- углеводородов, которые имеют неприятный запах;
- окисей азота, которые могут выпадать в виде кислотных осадков. Они так же, как и углеводороды, участвуют в образовании смога и способствуют возникновению у человека заболеваний дыхательных путей, являются первопричиной образования озоновых дыр;
- угарного газа, который кроме ужасно неприятного запаха приводит к общему отравлению организма и может привести к летальному исходу. Это химическое соединение без цвета и запаха очень ядовито;
- частиц сажи, имеющих канцерогенное действие.
Кроме всего сказанного, слой автокатализатора минимизирует образование частиц сажи, которые способствуют возникновению у человека онкологических заболеваний.
Как получают драгоценные металлы?
Есть несколько способов получить драгоценные металлы из катализатора — это аффинаж и гидрохлорирование, а также способы электрохимической обработки.
Аффинаж в утилизации катализаторов и добыче драгоценных металлов имеет такую же последовательность, как и при получения золота их микросхем. В емкость с концентрированной азотной кислотой помещаются части катализатора с содержанием платины — через несколько дней кислота растворит абсолютно всё, кроме драгоценных металлов.
Аффинаж в данном случае не очень подходит для этого бизнеса, т.к.к нужны промышленные масштабы
Гидрохлорирование, когда хлор воздействует на катализатор в диспергированном растворе или в водной среде, что также позволяет извлечь драгоценные металлы. Этот способ требует навыков и специального оборудования и больше подходит для промышленной добычи.
Электрохимическая обработка — это травление, оксидирование и т.д. Этот способ позволяет избавиться от таких металлов, как хром, олово, свинец, цинк и алюминий. Также относится к промышленным способам утилизации автомобильных катализаторов.
Сразу сделаем важное замечание, что утилизация автомобильных катализаторов и добыча из них драгоценных металлов — дело промышленников, т.к. чтобы при всех затратах на оборудование и материалы выйти «в плюс» нужно считать катализаторы тысячами, а то и десятками тысяч.
Существуют специальные приборы для измерения содержания платиноидов методом рентгено-флюоресцентного анализа.
Анализатор содержания металлов
Каковы реальные перспективы развития бизнеса на б/у катализаторах?
Сегодня в интернет-ресурсах достаточно часто можно встретить объявления о покупке пришедших в негодность автокатализаторов. Согласно последним данным статистик, в Европе спрос на б/у конверторы растет из года в год. И это неспроста. Такой бизнес очень быстро окупается.
Как было сказано ранее, катализаторы, особенно те, которые установлены в современных европейских автомобилях, насыщены драгоценными металлами. К примеру, автомобили китайских и японских товаропроизводителей содержат на 15% меньше платины, чем европейские. А конверторы отечественных транспортных средств содержат на 40% меньше родия, чем европейские. В автокатализаторах американских автомобилей также на 50% меньше драгоценных металлов, чем в европейских. Для тех, кто забыл европейские марки авто, напомним — это BMW, Audi, Citroen, Volkswagen, Mersedes-Benz и другие.
В последнее время спрос на платину значительно возрос, и он превышает предложение. Аффинаж драгоценных металлов из пришедших в негодность автокатализаторов становится все выгоднее.
Эксперты многих стран считают, что если государство примет активное участие и сформирует определенные условия для этого вида бизнеса, он в ближайшем будущем выйдет на первые позиции в сфере ресурсосбережения. А создание приемлемого инвестиционного климата позволит ввести в действие разработку энергоемких технологий, которые будут ориентированы на самое результативное извлечение вторичного сырья. И когда этот бизнес станет расширяться, он позволит увеличить переработку конверторов, что повлечет за собой создание других предприятий и увеличение количества рабочих мест.
Такие предприятия смогут также заниматься скупкой отработанных автокатализаторов у специализированных автосервисов и мастерских для последующей переработки. Здесь катализаторы будут вынуждены пройти весь необходимый цикл утилизации для последующего получения более полного списка драгоценных металлов.
Как дело обстоит в России?
Да, для отечественных предпринимателей такой бизнес является чем-то новым, предстоит решить множество задач для его внедрения, но его эффективность и прибыльность давно доказана, поскольку количество транспортных средств будет постоянно увеличиваться, а рынок автокатализаторов будет расти и расширяться. И только поддержка подобного проекта государством обеспечит постепенное внедрение новейших отечественных технологий, которые будут способствовать стабилизации экосистемы в разных уголках нашей необъятной страны.
Но надо реально смотреть на жизнь. Сегодня владельцы станций техобслуживания все чаще при обслуживании и замене автокатализаторов не упускают возможность получить прибыль и продают автолюбителям такие устройства. Стоит только набрать нужный номер фирмы и обсудить будущие условия сделки с руководством.
xlom.ru
сколько содержится чистого драгметалла в детали автомобиля, как извлечь платину своими руками
Платиновый катализатор сегодня используется во многих автомобилях. Он является одним из основных элементов выхлопной системы и обеспечивает снижение уровня вредных выбросов. Его корпус покрыт драгоценными металлами, которые, при наличии определенных условий, можно извлечь. Однако сложно заранее предугадать, сколько платины содержится в катализаторе автомобиля.
Конструкция катализатора
Внутренняя часть автомобильного компонента заполнена особой конструкцией, выполненной из керамики или металла. Внешне она напоминает пчелиные соты. Верхняя часть катализатора покрыта тонким слоем драгоценного металла.
Наличие такого напыления обеспечивает снижение уровня вредных выбросов. Это достигается за счет того, что выхлопные газы, контактируя с драгметаллами и другими веществами, вступают с ними в химическую реакцию. Для напыления внутренней части автокомпонента используют сочетание:
- платины;
- родия;
- палладия.
Каждый из этих металлов оценивается довольно высоко. Поэтому автомобильные катализаторы привлекают многих людей, которые занимаются извлечением драгоценных материалов с целью их дальнейшей перепродажи.
Добычи указанных металлов – это довольно сложный процесс, требующий наличия соответствующих навыков и различных дорогостоящих веществ.
Существует несколько технологий, посредством которых можно извлекать драгметаллы. Они подбираются исходя из конечных целей работы.
Некоторые из указанных технологий, а также их результаты приведены в таблице.
| Выщелачивание посредством окислителей | Платина и родий |
| Гальванический метод | Палладий |
| Воздействие «Царской водкой» | Платина |
| Фторирование | Палладий |
Выбор в пользу конкретной технологии обусловлен в основном возможностями человека, который получает платину из катализатора. Также важно понимать, что в процессе аффинажа существуют неизбежные потери извлекаемых материалов. В частности, подобные недостатки отмечаются у техники выщелачивания, которая требует многократных промывок компонентов химической реакции.
Поверхность автокатализаторов покрыта напылением драгоценных металлов. Эти материалы, при наличии соответствующих навыков и реагентов, можно извлечь.
Техника выщелачивания
В домашних условиях и в промышленности для выделения родия и палладия чаще применяют выщелачивания. Такая техника предполагает использование окисляющих растворов, состоящих из концентрированных соляной и азотной кислот. При этом выщелачивание имеет ряд существенных недостатков отчасти обусловленных особенностями конструкции автомобильного катализатора.
Последний изготавливается либо из керамики, либо из алюминия. Наличие этого металла затрудняет проведение аффинажа, так как окислители вступают с ним реакцию. В процессе выделения платины, которая извлекается в виде раствора, необходимо многократное повторение выщелачивания и промывки исходных компонентов. Более того, даже такой подход не позволяет добыть драгоценный металл в достаточном количестве: избежать потери невозможно. Соответственно, для извлечения платины потребуется несколько катализаторов.
В целях снижения потерь, возникающих во время проведения аффинажа, автокомпонент на начальном этапе смачивают в водном растворе соляной кислоты. В дальнейшем катализатор подвергается нагреву. Далее, когда под воздействием высокой температуры появились пары, на исходный компонент наносятся окислители.
Кроме того, в зависимости от состава сплава, который напылялся на поверхность катализатора, для проведения аффинажа можно применить смесь концентрированной азотной кислоты и 30-процентного раствора пероксида водорода.
В промышленных масштабах для извлечения платины используют специальную решетчатую сетку, на которую помещается деталь. На нее затем оказывают воздействие парообразного окислителя. Для этого сначала заготавливают раствор соляной кислоты, в которую помещается деталь, а затем ее доводят до кипения. По окончании этого процесса, в ходе которого пары многократно проходят через каналы и поры катализатора, последний подвергается промывке чистой водой.
Использование парообразного окислителя имеет несколько преимуществ в сравнении с жидкостными кислотами. Основное отличие между двумя приведенными выше подходами заключается в том, что газовая смесь обладает большей проникающей способностью. Поэтому она лучше «промывает» катализатор, затрагивая даже мелкодисперсные частицы.
Особенности добычи палладия
Для извлечения палладия из автомобильного катализатора можно применять техники, описанные выше. Но в таком случае полученный металл включает в себя множество примесей, что снижает его ценность. Наиболее действенным способом добычи палладия из автомобильных деталей считается электродуговое нагревание (гальванический метод).
Однако предпочтительнее использовать несколько иной подход. Он предполагает нагревание исходного компонента до 500 градусов с последующим фторированием. Эта технология позволяет получить металл с минимальным содержанием разнообразных примесей. Результатом данного процесса становится фтористый палладий, который необходимо остудить до 100 градусов. Для выделения чистого металла из раствора потребуется минеральная кислота.
Метод фторирования позволяет выделить практически весь палладий, что содержит в себе автомобильный катализатор.
Примеры выделения драгоценных металлов
Ниже приведены три примера, наглядно объясняющие процесс выделения драгоценных металлов из автомобильных компонентов.
Пример 1.В данном примере используется катализатор с автомобиля марки Volvo. Его сплав состоит из палладия (0,08% от общей массы компонентов) и родия (0,006%). Ввиду того что в исходной детали содержится углерод в относительно большом количестве, ее предварительно обжигают, в течение 45 минут оказывая воздействие при температуре в 540 градусов. Далее смешиваются между собой 230 мл воды и 46 мл концентрированной соляной кислоты. После этого в раствор добавляются 184 мл пироксида углерода, после чего его нагревают. Аффинаж проводится на протяжении 1 часа.
Пример 2.Для извлечения драгметаллов используется 1,2-киллорамовый катализатор, взятый с автомобиля марки Mercedes-Benz. В составе его сплава встречаются платина (0,12% от общей массы детали) и родий (0,008%).
Автокомпонент помещается во фторопластовый реактор. Далее он смачивается посредством 260 мл водного раствора соляной кислоты. После этого автокомпонет подвергается воздействию 70 мл данной кислоты, используемой в чистом виде.
Далее раствор доводится до кипения. В процессе нагрева в смесь добавляются 60 мл концентрированной азотной кислоты и 150 мл 30-процентного раствора пероксида водорода. Этот элемент вводится по частям. Аффинаж палладия занимает около 1,5 часа. По истечении указанного срока полученный раствор промывается водой (1 к 2) и осаждается.
Пример 3.В последнем примере применяется катализатор от автомобиля Honda. В составе сплава встречаются платина (0,04% от общего веса детали), палладий (0,06%), родий (0,007%) и церий (1,4%). Подход в данном случае используется тот же, что был приведен в предыдущем примере. Разница между техниками добычи наблюдается только на конечном этапе. Достигнув точки кипения, автокомпонент обрабатывается соляно-азотной кислотой и пероксидом водорода.
Применение выщелачивания позволяет получить из автокатализаторов относительно чистые драгоценные металлы, пригодные для повторного использования.
prodragmetally.ru
Что такое катализатор в машине и для чего он нужен
Катализатор автомобиля, а если говорить правильно — каталити́ческий конве́ртер-нейтрализа́тор, один из важных элементов выхлопной системы. Сегодня им оснащаются все современные автомобили, выпускаемые с конвейера. Некоторые автолюбители, не понимая, что такое катализатор в машине, демонтируют его ради увеличения мощности мотора.
Для чего нужен катализатор в автомобиле
Нормами единого европейского стандарта регламентируется содержание CO (окиси углерода), CH (углеводородов) и NO в выхлопных газах. Катализатор в автомобиле служит для снижения концентрации вредных соединений, путём нейтрализации их.
Каждый, кто изучал курс химии в школе, должен помнить, «кто такие» катализаторы и что такое катализ. Схожие процессы происходят и в самом каталитическом нейтрализаторе.
Как это происходит?
На картинке хорошо видно из чего состоит катализатор — многочисленные керамические либо металлические соты покрытые слоем сплава из радия, палладия и платины. Как раз при соприкосновении вредных соединений с этими химическими элементами под воздействием тепла и происходит процесс окисления (катализации), благодаря чему концентрация вредных веществ в выхлопных газах снижается. На выходе получаем безвредную воду, азот, и углекислый газ
Еще одна функциональная особенность катализатора – разбиение потока выхлопных газов. По сути, он является первичным резонатором и располагается в выпускном коллекторе – между двигателем и глушителем.
Какие же недостатки имеет конструкция?
- быстрый выход из строя при использовании топлива низкого качества. В низкосортном бензине содержится ядовитое металлоорганическое соединение — тетраэтилсвинец. В основном применяется как антидетонирующая присадка, повышающая октановое число топлива. Со временем соты катализатора забиваются этим веществом, и пропускная способность снижается;
- хрупкость керамики: при езде по плохим дорогам катализаторы часто повреждаются. Иногда вместо керамических катализаторов устанавливаются металлические, они гораздо прочнее, но в большей степени подвержены коррозии и дороже
Забитый катализатор
Cуществует ли альтернатива катализатору?
Снять катализатор и забыть о нём можно, но если вы проходите техосмотр, то прибор может выявить превышение концентрации вредных веществ. К тому же длительная эксплуатация без каталитического нейтрализатора приводит к прогоранию резонаторов глушителя и выпускного коллектора.
Однако есть и альтернативное решение – это пламегаситель. Для гашения колебаний устройство выполняется из двух слоёв нержавеющей стали. Это позволяет снизить вибрацию внутреннего слоя, за счёт наружного (если в конструкции используется толстые листы стали, то корпус выполняется однослойным).
Пламегаситель состоит из нескольких камер, а в некоторых модификациях для увеличения срока службы монтируется диффузор-рассекатель с наполнением или без. Преимущества пламегасителя налицо: соотношение цены и качества, высокая прочность.
При использовании пламегасителей степень концентрации вредных веществ всё же выше, поэтому не всегда можно уложиться в нормы EЕС.
Пламегаситель
Можно пойти другим путём – купить универсальный катализатор. Он стоит дешевле штатных аналогов (уложиться можно в 10 000 р., вместо 50 000р.). Плюс в том, что не придётся перестраивать работу автомобильного процессора.
Итак, мы выяснили, для чего нужен катализатор в автомобиле и сделали обзор альтернативных решений. Итог следующий: если устройство вышло из строя, то для экономии средств возможна установка пламегасителя или универсального катализатора.
avtoelement72.ru
Что такое автомобильный катализатор
Что такое катализатор — автомобильный катализатор является частью выпускной системы. Вообщем то это очень простое устройство не содержащее подвижных и электрических частей. Но при этом выполняющее очень серьёзную функцию очистки отработанных газов.
Как контролируется состав выхлопных газов и исправность катализатора — для контроля за составом выхлопных газов и приготовления правильной рабочей смеси служит датчик кислорода, лямбда зонд. Все современные автомобили имеют два лямбда зонда, один перед катализатором для контроля топливной смеси и второй после катализатора, для контроля за исправностью катализатора. Также в автомобиле может быть два или три катализатора и четыре датчика кислорода.
Основными веществами в выхлопных газах двигателя автомобиля являются-
Азот (N2) — воздух на 78 процентов состоит из газообразного азота, и большая часть этого азота проходит прямо через двигателя автомобиля и выходит, не вступив ни с чем в химическую реакцию.Углекислый газ (CO2) — это один из продуктов сгорания бензина.Водяной пар (h3O) — и ещё один продукт сгорания.Эти выбросы, в основном, доброкачественные и не вредят атмосфере и экологии, хотя выбросы углекислого газа, как полагают, способствуют глобальному потеплению. Поскольку процесс сгорания никогда не совершенен, также в автомобильных двигателях производятся некоторые меньшие количества более вредных выбросов. Катализаторы предназначены как раз для снижения содержания именно этих выбросов, а, точнее, трёх самых объёмных и самых вредных:
Окиси углерода (СО) — это ядовитый газ без цвета и запаха.Углеводородов (HC) и летучих органических соединений (ЛОС) — они являются одними из основных компонентов видимого нами дыма, который выходит при работе двигателя из выхлопной трубы автомобиля и производятся в основном из испарившегося, несгоревшего топлива.Оксидов азота (NO и NO2, вместе называемые NOx) — они являются также «соавторами» белого дыма, а ещё оксиды азота нередко провоцируют кислотные дожди, которые вызывают раздражение слизистых оболочек человека.Кстати, знаете ли Вы, что, согласно исследованиям, даже новые модели двигателей газонокосилок выбрасывают в воздух в 93 раза больше образующих смог выхлопов, нежели новые модели автомобилей в случае аналогично производимой работы? Это не удивительно, ведь законов, регулирующих выхлопы газонокосилок, не существует ни в России, ни во многих других странах. Тем не менее, введение таких законов только в США (именно там проводилось исследование) может снизить выбросы на эквивалент до 800 000 автомобилей в день, и это впечатляющие цифры.
Как работает катализатор?
Понятие «катализатор» пришло к нам ещё из химии школьной программы, давайте вспомним — катализатор представляет собой вещество, которое вызывает ускорение химической реакции, и при этом сам катализатор в этой реакции не участвует. Точнее, катализаторы прямо участвуют в реакции и влияют на время её течения, но не являются ни реагентом, ни продуктом реакции, которую они катализируют. В человеческом организме ферменты являются по аналогии естественным катализатором, отвечающим за многие необходимые биохимические реакции.
Вообще, каталитический нейтрализатор состоит из двух различных типов катализаторов в своей работе: катализатора восстановления и катализатора окисления. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим каталитиком, обычно платиной, родием и/или палладием. Идея заключается в том, чтобы создать структуру, которая предоставляет максимальную площадь поверхности катализатора в потоке выхлопных газов, а также свести к минимуму требуемое количество катализатора, поскольку материалы для него чрезвычайно дороги. Некоторые из новейших преобразователей даже начали использовать золото, смешанное с более традиционными катализаторами. Золото, кстати, стоит даже дешевле, чем другие перечисленные материалы, но может привести к увеличению окисления.
Большинство современных автомобилей оснащено трёхкомпонентными каталитическими нейтрализаторами. Это означает, что они помогают уменьшить количество выбросов трёх самых вредных веществ, перечисленных немного выше в содержимом выхлопов.
Катализатор восстановления является первым этапом каталитического нейтрализатора. Он использует платину и родий, чтобы помочь уменьшить выбросы NOx (оксидов азота). Когда молекулы NO или NO2 вступают в контакт с катализатором, то последний расщепляет его на два компонента, отщепляя атом азота из молекулы и освобождая кислород в известной нам формуле O2. Атомы азота, в свою очередь, вступают в связь с другими атомами азота, которые также производятся катализатором, образуя химический элемент N2 (абсолютно безвредная молекула азота). В виде химической формулы это можно проиллюстрировать таким образом:
2NO => N2 + О2 или 2NO2 => N2 + 2*O2Катализатор окисления является вторым этапом каталитического нейтрализатора. Он уменьшает количество несгоревших углеводородов и окиси углерода при окислении их в катализаторе за счёт платины и палладия. Этот катализатор способствует реакции СО и углеводородов с кислородом в выхлопных газах. Например:
2CO + O 2 => 2CO 2
Есть два основных типа конструкций, используемых в каталитических нейтрализаторах — сотовые и керамические. Большинство автомобилей сегодня используют сотовую структуру.
Третий этап работы катализатора заключается в системе управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива в двигатель. Существует кислородный датчик, установленный выше по потоку до катализатора (то есть он ближе к двигателю, чем катализатор). Этот датчик сообщает бортовому компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе. Компьютер может увеличить или уменьшить количество кислорода в выхлопных газах, регулируя соотношение воздух-топливо, поступаемое в цилиндры двигателя. Эта схема управления позволяет компьютеру двигателя убедиться, что двигатель работает на близкой к стехиометрической точке, а также что в выхлопе остаётся достаточное количество кислорода, чтобы окисление катализатора позволяло сжигать несгоревшие углеводороды и окись углерода.
Каталитический нейтрализатор делает большую работу по снижению загрязнения, но он всё ещё может быть значительно улучшен. Тем не менее, одним из самых больших его недостатков является то, что он работает только при достаточно высокой температуре. Когда Вы только начинаете прогревать свой автомобиль в холодную или тёплую погоду, каталитический нейтрализатор практически ничего не делает, чтобы уменьшить загрязнение в выхлопных газах.
Есть простое решение этой проблемы, которое состоит в перемещении катализатора ближе к двигателю. Это означает, что более горячие выхлопные газы достигнут катализатора, и он нагреется быстрее, но это также может уменьшить срок службы нейтрализатора, подвергая его воздействию очень высоких температур. Также такое расположение катализатора очень сильно поднимает температуру в подкапотном пространсве, что тоже не очень хорошо. Большинство автопроизводителей позиционируют каталитический преобразователь под передним пассажирским сиденьем — достаточно далеко от двигателя, чтобы поддерживать температуру такого уровня, который не будет вредить ему.
Также хорошим способом для сокращения выбросов является предварительный нагрев каталитического нейтрализатора. Самый простой способ для достижения такой цели заключается в использовании электрических нагревателей сопротивления. К сожалению, 12-вольтовые электрические системы на большинстве автомобилей не обеспечивают достаточно энергии или мощности для нагрева каталитического нейтрализатора достаточно быстро. Большинство людей не будут ждать несколько минут, пока каталитический нейтрализатор нагреется. А вот гибридные автомобили, которые имеют в наличии большие высоковольтные блоки батарей, могут обеспечить достаточно энергии, чтобы разогреть каталитический нейтрализатор очень быстро.
Еще один вариант быстрого разогрева автомобильного катализатора, это применение системы подачи вторичного воздуха, когда при запуске холодного двигателя воздушный насос подаёт дополнительный воздух в катализаторы для более быстрого их разогрева, при этом эта система также создаёт немало проблем на Тойотах и Лексусах.
Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.
Симптомы выхода из строя катализатора — загорается лампа «чек энжин», на Лексусах ещё VSC, на Субару мигает «CRUIS», эти системы отключаются для того чтобы автовладельцу не хотелось пользоваться неисправным автомобилем, а хотелось его как можно быстрее починить. Это называется с
нижение эффективности катализатора. В памяти блока управления при этом записываются ошибки P0420/P0430 — «низкая эффективность катализатора», или P0421 / P0431 «Слишком низкая производительность катализатора при прогреве»
Устранение ошибок катализатора — покупку нового катализатора не предлагаем, так как цена на него негуманна из-за применения в нём очень дорогих материалов .
Мы предлагаем установку электронного микропроцессорного эмулятора катализатора «P0420net» который благодаря встроенной программе полностью имитирует работу исправного катализатора. После установки эмулятора чек больше не загорается, всё работает как положено.
p0420net.ru
Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе
Катализатор имеет удивительно простое устройство, но воздействие его очень велико. Из этой статьи вы узнаете, какие загрязняющие вещества образуются в результате работы двигателя, и как каталитический преобразователь справляется с каждым из них, сокращая выбросы вредных выхлопных газов.
Автомобильные катализаторы
На дороги ежедневно выезжают миллионы автомобилей, и каждый из них - источник загрязнения воздуха. Особенно это чувствуется в крупных городах, где выхлопные газы автомобилей могут создавать большие проблемы.
Каталитический преобразователь или катализатор Для решения этих проблем каждая страна издает свои законы, которые ограничивают допустимый уровень загрязнения, который может создавать каждая машина. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать этим требованиям. Одно из значительных изменений произошло в 1975 году - именно в этом году появилось новое устройство, называемое каталитическим преобразователем (конвертером) или просто катализатором. Работа каталитического преобразователя заключается в преобразовании вредных выхлопных газов в менее вредные прежде, чем они покинут выхлопную систему автомобиля.
Выбросы загрязняющих веществ
В целях сокращения выбросов, современные автомобильные двигатели тщательно контролируют количество сжигаемого ими топлива. Их задача - сохранить соотношение "воздух-топливо" как можно ближе к идеальной точке, называемой стехиометрической. Теоретически, при этом соотношении все топливо сгорит с использованием всего имеющегося в воздухе кислорода. Для бензина стоихиометрический коэффициент - около 14,7:1, что значит, что при сожжении одной единицы бензина будет сожжено 17,4 единицы воздуха. фактически во время езды сгорание топливной смеси немного отличается от идеального соотношения. Иногда смесь может быть бедной (при коэффициенте "воздух-топливо" выше, чем 14,7), или, наоборот, насыщенной (при более низком коэффициенте).
Основные загрязняющие вещества, вырабатываемые двигателем, это:
- газообразный азот (N2) - воздух состоит на 78 процентов из газообразного азота, и большая часть его проходит сквозь автомобильный двигатель
- диоксид углерода (СО2) - один из продуктов сгорания. Углерод из топлива соединяется с кислородом воздуха.
- водяной пар (h3O) - еще один продукт сгорания. Водород из топлива соединяется с кислородом воздуха.
Это выбросы в основе своей не опасны, хотя, как считается, выброс углекислого газа (СО2) способствует глобальному потеплению. Но так как процесс горения никогда не совершенен, небольшое количество гораздо более вредных выхлопных газов выделяется при работе двигателя автомобиля. Именно на снижение их уровня ориентированы каталитические преобразователи:
- окись углерода (СО) - ядовитый газ без цвета и запаха
- углеводороды, также известные как летучие органические соединения - один из главных компонентов смога, образуется за счет неполного сгорания топлива
- оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) - также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.
В следующем разделе мы рассмотрим, какие именно процессы происходят внутри каталитического преобразователя.
Как катализаторы сокращают вредные выбросы в выхлопных газах
Если вспомнить химию, то катализатор - это вещество, которое ускоряет или вызывает химическую реакцию, само не входя в продукты реакции. Катализаторы участвуют в реакции, но не являются не реактивом, ни продуктом реакции. Так, для человеческого организма естественным катализатором многих важных биохимических реакций являются ферменты.
В каталитических преобразователях существуют два различных типа катализаторов: восстанавливающий катализатор и окислительный катализатор. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим катализатором (обычно это платина, родий и/или палладий). Идея заключается в том, чтобы создать структуру, которая подставляет под поток выхлопных газов максимальную площадь катализатора и свести к минимуму задействованное при этом количество самого катализатора, так как используемые материалы весьма дороги. В некоторых преобразователях даже стали использовать золото с примесью более традиционных катализаторов. Золото дешевле по сравнению с остальными катализаторами, и может повысить степень окисления на 40 процентов, что необходимо для снижения количества вредных газов.
Большинство современных выхлопных систем в автомобилях оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному для каждого из веществ, выброс которых необходимо уменьшить.
Восстанавливающий катализатор - первый этап каталитического преобразователя. Он использует платину и родий чтобы уменьшить выбросы NOx. Когда молекула NO или NO2 встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород - O2. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N2.
Окислительный катализатор - второй этап каталитического преобразователя. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью таких катализаторов, как платина и палладий. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ СО2.
Существуют два основных вида конструкций, используемых в каталитическом преобразователе - это конструкция по типу "соты" и "керамические бусины". Большинство автомобилей используют сотовые структуры.
Следующий раздел посвещен третьей стадии процесса преобразования, и тому, как добиться от своего каталитического преобразователя лучшего результата.
Контроль загрязнения и повышение эффективности выхлопной системы
Третьим этапом преобразования является система управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива. Один датчик кислорода установлен выше автомобильного катализатора, то есть ближе к двигателю, чем сам преобразователь. Этот датчик говорит компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе. Компьютер двигателя уменьшает или увеличивает количество кислорода в выхлопных газах за счет регулировки количества воздуха, поступающего к топливу. Эта схема позволяет контролировать двигатель компьютера, чтобы убедиться, что двигатель работает на соотношении, близком к стехиометрической точке, а также чтобы убедиться, что в выхлопных газах достаточно кислорода для работы окислительного катализатора для окисления несгоревших углеводородов и СО.
Каталитический преобразователь проделывает большую работу по уменьшению загрязнения окружающей среды, но его производительность может быть существенно улучшена. Одним из недостатков является то, что каталитический преобразователь работает только при достаточно большой температуре. Когда вы только заводите машину, каталитический преобразователь почти не работает.
Простое решение этой проблемы состоит в том, чтобы передвинуть каталитический преобразователь ближе к двигателю. Тогда выхлопные газы, поступающие в каталитический преобразователь, будут более горячими,и он нагреется быстрее, но это одновременно сокращает срок службы конвертера из-за воздействия чрезмерно высоких температур. Большинство автопроизводителей размещает каталитический преобразователь под передним пассажирским сиденьем, достаточно далеко от двигателя, именно для того, чтобы высокие температуры не вредили ему.
Подогрев каталитического преобразователя - хороший способ снижения выбросов. Самый простой способ подогреть катализатор - использование электрических нагревателей. К сожалению, 12-вольтовая электрическая система, установленная на большинстве машин, не может нагреть каталитический преобразователь достаточно быстро. Большинство людей не будет ждать несколько минут, пока нагреется каталитический преобразователь. Гибридные машины имеют большие, высоковольтные батареи, которые могут достаточно быстро нагреть автомобильный катализатор.
Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NOx. Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем обычные, а преобразователи работают лучше при нагреве. Некоторые ведущие эксперты в области "зеленого" автомобилестроения придумали новую выхлопную систему, которая помогает исправить этот недостаток. Они впрыскивают водный раствор мочевины в выхлопную трубу до того, как газы достигнут преобразователя. При этом возникает химическая реакция, которая уменьшает количество NOx. Карбамид, также известный как мочевина - органическое соединение углерода, азота, кислорода и водорода. Его можно обнаружить в моче млекопитающих и земноводных, что и объясняет такое название. Мочевина реагирует с NOx с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах более чем на 90 процентов.
Источник: Авто Релиз.ру.autorelease.ru
Состав - катализатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Состав - катализатор
Cтраница 3
Составы катализаторов указаны без кислорода. [31]
Состав катализаторов гидрирования и, следовательно, их активность и другие свойства определяются содержанием в реакционной смеси сернистых соединений и водорода. Все катализаторы, независимо от их исходного состава, в процессе очистки сульфидируются в результате взаимодействия присутствующих в газе сернистых соединений с компонентами катализатора. При этом образуются такие сульфиды, как FeS, FeS2, NiS, Ni3S2, Co9S8, CoS, Co6S9 и др. В ряде случаев сера растворяется в сульфидах металлов с образованием пиротинов. [32]
Состав катализаторов конверсии углеводородов, получаемых методом соосаждения ( см. табл. 6), по своему характеру существенно отличается от состава смешанных катализаторов. Прежде всего это отражается в относительной простоте их состава. Во всех случаях общее число веществ, входящих в состав катализаторов данного типа, не превышает двух, не считая активного компонента. Это объясняется тем, что в качестве исходного сырья используются не технические материалы, а индивидуальные вещества. Высокая стоимость такого сырья является вероятной причиной относительно малой распространенности химически осажденных катализаторов конверсии углеводородов. [33]
В состав катализатора была введена платина. [34]
В состав катализаторов входят далее стабилизаторы: соединения щелочных и щелочноземельных металлов, также соединения металлов 5 - й и 6 - й групп и солеобразные соединения, заключающие поостой или комплексный кислотный радикал, включающий элементы: Сг, V, W, U, Мо, Мп, Та, Mb, Sb, Se, Те, P. Соединения, обменивающие основания ( силикаты), выщелачиваются минеральными кислотами дли удаления обмениваемых щелочей. [35]
В состав катализатора входит по крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей 2 - и 3-валентные металлы. Приготовление катализатора включает смешивание шлама, содержащего Мо и, по крайней мере, один элемент из группы Fe, Ni, Co, Mg, Cr, Mn, Zn, Pb, La и Се и имеющего рН 6 5 или выше ( до 11), с соединением висмута в виде раствора или шлама, сушку и прокаливание полученной смеси при 120 С. Шлам содержит силиказоль в отдельности или вместе с хелатообразующим агентом, выбранным из группы, включающей амины, аминополикарбоновые кислоты, поливалентные карбоновые, ароматические карбоновые, оксикарбоновые и кетакарбоновые кислоты, тиолы, соединения серы, аминокислоты и алкилфосфиновые кислоты. [36]
В состав катализатора помимо основного ( базового) металла входят также различные добавки - промоторы. По принципу действия их подразделяют на структурирующие и химические. Структурирующие ( или структурные) промоторы способствуют образованию развитой поверхности катализатора и препятствуют рекристаллизации его активной фазы. Для осажденных катализаторов аналогичную роль играют также носители - кизельгур, доломит, диоксид кремния, цеолиты, алюмосиликат. Химические промоторы увеличивают скорость реакции и влияют на ее селективность. [37]
Варьируя состав катализатора и температуру полимеризации, можно регулировать микроструктуру вплоть до образования практически стереорегулярного г мс-или / иранс-полимера. Так, содержание 1 4-транс-звеньев в ПБ, полученном на системе TiCl4 / MgCl2 - Al ( OEt) Et2 - NiClj, с повышением температуры от 20 до 60 С увеличивается с 6 до 83 % за счет уменьшения 1 4-цис-звеньев. В данных случаях производные магния можно рассматривать как сокатализаторы, превращающиеся в ходе формирования катализаторов в активные носители, регулирующие стереоспеци-фичность их действия. [38]
Этот состав катализатора, по-видимому, является оптимальным с точки зрения отложения углерода. На отложение углерода оказывает влияние также способ получения катализатора и его обработка перед синтезом: осажденные катализаторы, например, меньше обуглероживаются, чем полученные пропиткой, и обладают большим сроком службы. [39]
В состав катализатора, по литературным данным, рений не входит. [40]
Изменяя состав катализатора и условия процесса, можно значительно повысить выходы спиртов и прочих кислородных соединений. [41]
В состав катализаторов входят окись алюминия ( глинозем) АЦОз, окись кремния ( кремнезем) SiO2, редкоземельные элементы и в небольших количествах окислы кальция, магния, натрия, железа и других металлов. Основными компонентами катализаторов крекинга являются окислы алюминия и кремния; при их взаимодействии образуются алюмосиликаты разного состава, способствующие реакции расщепления углеводородов. Такие катализаторы называют алюмосиликатными. [42]
В состав катализатора могут войти и другие оксиды металлов. [43]
В состав катализатора обычно входят окись никеля и различные промоторы. Процесс ведут при температуре выше 700 С и давлении более 2 5 МН / м2 ( 25 атм) в трубчатых печах, через межтрубное пространство которых пропускают горячие топочные газы. [44]
Рассмотрены составы катализаторов, применяемые для гетерогенного окисления этана в формальдегид, эцетальдегид, этилен и спирты. [45]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
