Ознакомление со способами уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов автотранспорта

реакции представляли из себя окисление (дожигание) молекул СО и С_пН_m до СО, и Н₂0:

2СО + 0₂ ->2С0₂ (температура 250.. .300 °С);                                                                                                                  (1)

С_пН_m + (п + 0,25т) 0₂ -» пСО₂ + 0,5m • Н₂0 (температура 400 °С).                                                                                                                  (2)

В корпусе из нержавеющей стали, располагается инертное тело (носитель) монолит из спецкерамики с многочисленными (в 1 см до 300) продольными сотами-ячейками 0 1-2 мм. На поверхность сот-ячеек нанесена шероховатая специальная подложка толщиной 20-60 мкм с раз­витым микрорельефом, что позволяет увеличить эффективную площадь контакта выхлопных га­зов с катализатором до 20 тыс. м. Монолитный блок носителя с подложкой и катализатором на­зывают реактором.

Катализатор не вступает в химические реакции, но одним своим присутствием ускоряет их течение. Из множества известных катализаторов (медь, хром, никель, палладий, родий) самой стойкой к воздействию сернистых соединений, которые образуются при сгорании содержащейся в бензине серы, оказалась благородная платина. Ею, в чистом виде или с добавлением палладия и родия, покрывают керамические соты нейтрализаторов. Причем вес благородных металлов, нанесенных на площадь подложки, составляет всего 2-3 грамма.

По составу активного вещества кроме благородных металлов Rи , Rh , Rd, Os, Ir, Рt ( (наиболее эффективны, термостойки и долговечны) используют катализаторы на основе пере­ходных металлов и их соединений, преимущественно окисные катализаторы - СиО на А1₂О_ъ, СиО + Nn₂О₃, СиО + Сг₂0₃ и другие. Промежуточное положение занимают проматированные ка­тализаторы, состоящие из соединений переходных металлов с небольшими добавками (до 0.1 % по массе) благородных металлов.

Огнеупорная керамика выдерживает температуру до 800-850°С, но при неисправности системы питания и длительной работе на переобогащенной рабочей смеси монолит может не вы­держать и оплавиться, нейтрализатор выходит из строя.

На американских автомобилях 1975 года выпуска появились транзисторные системы за­жигания с высокой энергией искры и свечи с медным сердечником центрального электрода - это свело к минимуму пропуски зажигания и последующие вспышки несгоревшего топлива в ката­лизаторе, грозящие оплавлением керамики.

В 1977-м к нему добавили "противоазотную" секцию, а еще через пару лет объединили все в едином: корпусе, дав неправильное название "трехступенчатый" нейтрализатор, хотя речь идет не о ступенях, а о трех подавляемых вредных веществах - СО, С_nН_m и NО_х.

На автомобилях современных моделей устанавливают 3-х компонентные каталитические (бифункциональные) нейтрализаторы, в которых в качестве носителей каталитического слоя используются тончайшие (в 1 см до 800) металлические соты (см, рис.1), из гофрированной не­ржавеющей фольги.

Рис. 1. Каталитический нейтрализатор с металлическими сотами-ячейками

Это позволяет увеличить площадь рабочей поверхности, получить меньшее противодав­ление, ускорить разогрев каталитического нейтрализатора до рабочей температуры и, главное, расширить температурный диапазон до 1000-1050°С.

В зависимости от типа носителя различают катализаторы с нанесением