Катализатор металлический или керамический: Как выбрать каталитический нейтрализатор: металлический или керамический

Содержание

Какие бывают катализаторы и чего они боятся | Vincast.ru

Во-первых, катализатор ы различаются по типу носителя, на который непосредственно наноситься каталитический слой. Это может быть керамическая вставка в виде сот или вставка выполненная в виде металлической ленты керамические катализаторы более распространены чем металлические они более дешевые недостаток керамического катализатора — его хрупкость. Достаточно удара камня на дороге, чтобы расколоть катализатор или проехать по луже с раскаленным катализатором в обоих слачаях керамические соты раскалываються и катализатор выходит из строя. Так-же причиной разрушения катализатора может послужить неправильно отрегулированная система впрыска если двигатель не заводиться сразу то несгоревшая топливная смесь скапливается перед катализатором и после ее взрыва также возможно разрушение сот катализатора то несгоревший бензин скапливается в ближайшей ёмкости выпускного тракта, а это почти всегда и есть катализатор, и когда, наконец, мотор заводится, то этот скопившийся бензин взрывается, а соты, естественно, рассыпаются.

Металлический блок более надёжен и может длительное время выдерживать различные механические нагрузки. Но и керамический и металлический каталитические нейтрализатор ы одинаково боятся следующих вещей:

  • некачественный или этилированый бензин,
  • попадающие в камеру сгорания масло или антифриз ,
  • «левые» технические жидкости, используемые в целях промывки топливной системы,
  • переобогащённая топливная смесь,
  • долгая работа двигателя на холостом ходу.

В результате воздействия вышеназваных факторов, помимо потери способности катализатора дожигать вредные примеси, происходит засорение каналов, что приводит к уменьшению их общего проходного сечения, потере мощности и к перегреву самого нейтрализатора , корпус которого может раскаляться даже до красного цвета. Известны случаи, когда от раскалённого катализатора расплавлялась аллюминевая теплозащита и загоралось антикоррозийное покрытие днища. Внутреняя температура неисправного каталитического конвертора настолько велика, что керамика может сплавляться и полностью забивать собой проход для выхлопных газов. Ремонт двигателя после этого почти неизбежен. Ещё один неприятный момент — это керамическая пыль. Керамический блок стареющего катализатора, невзирая на его внешнюю целостность и сохранность своих основных свойств, понемногу разрушается, и появляющаяся при этом керамическая пыль попадает в камеру сгорания, а иногда, при разборе двигателя для ремонта, в цилиндрах находят и небольшие кусочки керамики.

Нахождение в камере сгорания керамической пыли приводит к преждевременному износу стенок цилиндров и, соответственно, к более раннему ремонту двигателя. Такие вот неприятности могут быть от детали, которая на первый взгляд вроде бы отрицательно себя никак не проявляет. Не зря в Европе катализаторы меняют через 100000 км. пробега, невзирая на то, рабочий он или нет.

Место расположения катализаторов в выпускной системе — второй отличительный признак, важный для автовладельца. У большинства автомобилей каталитический нейтрализатор расположен или же сразу за приёмной трубой глушителя или совместно с ней, составляя одну деталь. Другой вариант расположения нейтрализатора — это когда он находится непосредственно в выпускном коллекторе, реже после него, перед приёмной трубой. Это самый неудачный вариант с точки зрения ремонтопригодности. На автомобилях конца 1990х годов и начала 21 века, катализатор, как правило, находится в коллекторе — такая конструкция облегчает выполнение экологических норм ЕВРО 4. Близкое расположение каталитического нейтрализатора выхлопных газов к камере сгорания обеспечивает более быстрый его прогрев до рабочей температуры и лучше сохраняет его от внешних воздействий и резких перепадов температуры, но сам коллектор при этом очень часто страдает. Треснутый выпускной коллектор — одно из последствий перегрева катализатора, а стоимость коллектора с катализатором обычно намного выше, чем стоимость коллектора простого. Поэтому владельцы автомобилей с таким расположением катализатора вынуждены, в случае его выхода из строя, платить больше и за саму деталь и за работу по её установке.

Источник:

www. almi-avto.ru

Поиск рационального варианта переработки автомобильных катализаторов на металлической основе

Автор: Коновалов Михаил Васильевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №23 (365) июнь 2021 г.

Дата публикации: 01.06.2021 2021-06-01

Статья просмотрена: 277 раз

Скачать электронную версию

Скачать Часть 1 (pdf)

Библиографическое описание:

Коновалов, М. В. Поиск рационального варианта переработки автомобильных катализаторов на металлической основе / М. В. Коновалов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 23 (365). — С. 40-42. — URL: https://moluch.ru/archive/365/81854/ (дата обращения: 10.10.2022).



В работе рассмотрена и обоснована актуальность переработки автомобильных катализаторов как вторичного сырья для производства металлов платиновой группы, проведен сравнительный анализ существующих в настоящее время технологий переработки и сделаны выводы о дальнейших направлениях исследований.

Ключевые слова: автомобильные катализаторы, вторичное сырье, переработка, металлы платиновой группы, концентрат.

Загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей является одной из глобальных проблем современной экологии. С каждым годом количество продаваемых автомобилей растет, а требования по охране окружающей среды ужесточаются. Для снижения выбросов вредных газов в автомобилях используют катализаторы. Автомобильный катализатор представляет из себя керамический (на основе кордиерита) или металлический носитель, по рабочей поверхности которого нанесен несущий слой, содержащий металлы платиновой группы (МПГ) — платина, палладий, родий. Данные металлы и являются катализаторами химических процессов окисления и восстановления токсичных продуктов, содержащихся в выхлопных газах.

Суммарное содержание металлов платиновой группы в катализаторах составляет порядка 0,15–0,2 %. Но общие объемы производства автомобилей растут, и доля МПГ, расходуемых на автомобильные катализаторы также увеличивается с каждым годом.

Ежегодно в автомобилях подлежат замене миллионы катализаторов, так как по мере эксплуатации на рабочей поверхности катализатора накапливаются продукты сгорания автомобильного топлива, из-за чего происходит пассивация рабочей поверхности и выход катализатора из строя. Деактивированные автомобильные катализаторы являются важнейшим вторичным ресурсом, содержание МПГ в которых в десятки раз превышает содержание ценных металлов в минеральном сырье.

В настоящее время выходящие из строя автокатализаторы на керамической основе перерабатываются только предприятием ОАО «Красцветмет», г. Красноярск, при этом рентабельной технологии переработки автокатализаторов на металлической основе по-прежнему не существует.

Переработка автокатализаторов проводится гидрометаллургическим, пирометаллургическим или комбинированным способом. Как и в любой технологии самым первым этапом является доводка сырья до требуемых кондиций. Поэтому первостепенной задачей ставится получение концентрата МПГ, который удовлетворяет требованиям аффинажных заводов. Как правило, основным критерием является суммарное содержание платины и палладия в концентрате на уровне порядка 15 %, родия — не менее 1 %.

Обогащение отработанных катализаторов на керамической основе (рисунок 1) является трудоемким и малоизученным процессом. На практике широко используются пирометаллургические и комбинированные методы переработки подобного сырья.

Рис. 1. Вид и структура керамического катализатора

Пирометаллургические методы позволяют на первом этапе получить концентрат требуемых кондиций, но основным недостатком технологии являются большой расход электроэнергии и низкое извлечение металлов из-за высоких потерь металлов со шлаками. Поэтому наиболее перспективными считаются комбинированные способы, в которых керамические катализаторы плавят на металлический коллектор получая при этом сплав МПГ, а затем доводят его до кондиции выщелачиванием в различных реагентах (рисунок 2).

Рис. 2. Комбинированная схема переработки отработанных автокатализаторов

Преимуществом данной технологии является высокое извлечение металлов — до 99 %, а также меньшая экологическая нагрузка, по сравнению с чисто пирометаллургической технологией.

В отличие от катализаторов на основе керамики, катализаторы на металлическом носителе поддаются обогащению крайне сложно. Несмотря на то, что в металлических катализаторах содержание МПГ такое же, как и в керамических, соотношение полезного компонента к общей массе катализатора гораздо выше.

Основная проблема переработки металлических катализаторов в том, что их трудно измельчить и расплавить, так как их изготавливают из тугоплавких сталей (рисунок 3).

Рис. 3. Металлический катализатор

Расплавление такого сплава требует больших затрат энергоресурсов, что ведет к удорожанию процесса переработки. Поэтому в качестве дальнейших исследований целесообразно провести изучение данной проблемы и начать поиск ее решения.

Литература:

  1. Ю. А. Котляр, М. А. Меретуков. Л. С. Стрижко «Металлургия благородных металлов» Часть 2.
  2. Патент РФ «Способ переработки материалов, содержащих платиновые металлы», номер RU 2 618 282
  3. Патент РФ «Способ переработки отработанных катализаторов, содержащих металлы платиновой группы», номер RU 2 138 568
  4. Патент РФ «Способ извлечения металлов платиновой группы» RU 2 360 984
  5. Патент США «Процесс восстановления металлов платиновой группы», номер US5252305 (A)

Основные термины (генерируются автоматически): катализатор, платиновая группа, вторичное сырье, керамическая основа, металлический носитель, окружающая среда, рабочая поверхность.

Ключевые слова

переработка, вторичное сырье, металлы платиновой группы, автомобильные катализаторы, концентрат

автомобильные катализаторы, вторичное сырье, переработка, металлы платиновой группы, концентрат

Похожие статьи

Поиск рационального варианта выделения

платиновых металлов

платиновая группа, катализатор, металл, вторичное сырье, группа способов, исходный материал, металлический коллектор, переработка катализаторов, полное извлечение.

Современное состояние мирового рынка

металлов платиновой

Металлы платиновой группы (МПГ, Платиновая группа, Платиновые металлы

На основе текущих трендов аналитик голландского банка считает, что в долгосрочной перспективе цены

мировой рынок металлов, металлы платиновой группы, производство, вторичное сырьё

Поиск рационального варианта выделения

платиновых металлов

С целью переработки автомобильных катализаторов и извлечения из них металлов платиновой группы, рационально использовать

Поскольку именно при высоких температурах достигается максимальное вскрытие активной поверхности металлов платиновой группы из. ..

Получение композиционных полимерных материалов заданного…

Основные термины (генерируются автоматически): вторичное сырье, окружающая среда, вторичное полимерное сырье, термическое разложение.

Использование в качестве рабочего органа деформируемую рабочую камеру позволяет получить новый механизм воздействия на…

Получение чардж-хрома современным методом с использованием…

При этом увеличиваются затраты на получение феррохрома. В целом использование кремнистых восстановителей для металлотермического процесса характеризуется высоким сквозным расходом энергии с учетом затрат на получение металлических

Оценка возможности и целесообразности извлечения из руд…

Был проведен аналитический контроль сырья и продуктов его переработки в химико-аналитической и спектральной лаборатории и проанализировано поведение попутных компонентов при обогащении руд и металлургической переработке концентратов.

Катализаторы риформинга | Статья в журнале «Молодой ученый»

Внедрение платиновых катализаторов в промышленности, способствовало резкому скачку развития процесса каталитического риформинга. Внедрение было обусловлено необходимостью производства для создания более высококачественных и высокооктановых моторных топлив.

Ситаллы — новые материалы в технике | Статья в журнале…

Расплавленные металлы и сплавы не дают стекло. Большинство веществ с температурой плавления ниже 1400 образует стекло. Тугоплавкие вещества за редким исключением не имеют способности к стеклообразованию. Легколетучие жидкие расплавы галогенидов металлов и…

Похожие статьи

Поиск рационального варианта выделения

платиновых металлов

платиновая группа, катализатор, металл, вторичное сырье, группа способов, исходный материал, металлический коллектор, переработка катализаторов, полное извлечение.

Современное состояние мирового рынка

металлов платиновой

Металлы платиновой группы (МПГ, Платиновая группа, Платиновые металлы

На основе текущих трендов аналитик голландского банка считает, что в долгосрочной перспективе цены

мировой рынок металлов, металлы платиновой группы, производство, вторичное сырьё

Поиск рационального варианта выделения

платиновых металлов

С целью переработки автомобильных катализаторов и извлечения из них металлов платиновой группы, рационально использовать

Поскольку именно при высоких температурах достигается максимальное вскрытие активной поверхности металлов платиновой группы из. ..

Получение композиционных полимерных материалов заданного…

Основные термины (генерируются автоматически): вторичное сырье, окружающая среда, вторичное полимерное сырье, термическое разложение.

Использование в качестве рабочего органа деформируемую рабочую камеру позволяет получить новый механизм воздействия на…

Получение чардж-хрома современным методом с использованием…

При этом увеличиваются затраты на получение феррохрома. В целом использование кремнистых восстановителей для металлотермического процесса характеризуется высоким сквозным расходом энергии с учетом затрат на получение металлических

Оценка возможности и целесообразности извлечения из руд…

Был проведен аналитический контроль сырья и продуктов его переработки в химико-аналитической и спектральной лаборатории и проанализировано поведение попутных компонентов при обогащении руд и металлургической переработке концентратов.

Катализаторы риформинга | Статья в журнале «Молодой ученый»

Внедрение платиновых катализаторов в промышленности, способствовало резкому скачку развития процесса каталитического риформинга. Внедрение было обусловлено необходимостью производства для создания более высококачественных и высокооктановых моторных топлив.

Ситаллы — новые материалы в технике | Статья в журнале…

Расплавленные металлы и сплавы не дают стекло. Большинство веществ с температурой плавления ниже 1400 образует стекло. Тугоплавкие вещества за редким исключением не имеют способности к стеклообразованию. Легколетучие жидкие расплавы галогенидов металлов и…

Универсальный катализатор — установка и замена в автосервисе МСК!

Ежегодно эксплуатируемое транспортное средство выбрасывает в атмосферу планеты килограммы вредных веществ – окись углерода, оксид азота, двуокись серы, углеводороды, твердые частицы, прочие небезопасные элементы. Минимизировать количество токсинов, отравляющих окружающую среду, помогает универсальный катализатор или каталитический нейтрализатор – главный узел в выхлопной системе автомобиля. Фильтр, который выработал заложенный ресурс, не подлежит ремонту. Какая-либо попытка ввести в заблуждение бортовой компьютер априори приведет к увеличению содержания вредных веществ в выхлопе, на порядок превышающих утвержденные нормы. Решение – заменить оригинальный катализатор, на универсальный или пламегаситель. 

Цены обозначены приблизительные. Тип универсальных каталитических нейтрализаторов, производитель, функциональные возможности фильтров, требования, выдвигаемые к ним, уровень сложности установки – факторы, влияющие на ценообразование. Узнать точную стоимость выполнения работ вы можете по телефону, или в нашем автосервисе.

Виды универсальных катализаторов
  • Металлический. Наиболее дорогое устройства. Производство универсального металлического катализатора невозможно без точного современного оборудования. Зато результат оправдывает самые смелые ожидания – фильтр этой категории устойчив к повреждениям механического типа, экстремальным перепадам температуры. Металлический фасад фильтра играет роль термоэлемента. Низкое аэродинамическое сопротивление, достигнутое благодаря тонким стенкам конструкции, позволяют использовать узел на всех моделях авто, включая транспортные средства повышенной мощности. Определяющие достоинства: экономный (пониженный) расход горючего, увеличенный ресурс.
  • Керамический. Популярная конструкция, которую устанавливают большинство гигантов мирового автопрома на модели автомобилей собственного производства. Однако хрупкость керамики при общем состоянии дорожных покрытий РФ – еще один фактор, помимо некачественного бензина и пробок, который сокращает гарантированный европейским производителем срок эксплуатации фильтра.
  • Сажевый. Аналог бензинового каталитического нейтрализатора, который используется в автомобилях, работающих на дизельном топливе. Как правило, устройства предназначены лишь для улавливания сажи – отсюда название фильтра. Однако некоторые модели оборудуются керамическими сотами для дожигания вредных веществ.
  • Спортивный. Также дорогой катализатор. Ресурс и пропускная способность спортивного каталитического нейтрализатора на порядок превышает прочие конструкции. Такие результаты достигнуты за счет утолщения каталитического слоя из редкоземельных металлов. Пусть название не отпугивает владельцев бюджетных авто. Спортивные катализаторы ставят на спорткары, транспортные средства премиум класса, а также более дешевые автомобили.

Кроме основной классификации, фильтры могут быть двух- или трехсторонними. Они преобразуют угарный газ и несгоревшие углеводороды в h3O и CO2. Но двухсторонние устанавливают в выхлопные системы автомобилей с дизельными двигателями, а трехсторонние, помимо упомянутых функций, разлагают окись азота на чистый элемент и кислород.

Чем отличается оригинальный катализатор от универсального

Конструктивно – ничем. По прочности, надежности, долговечности они идентичны. Разница в цене – штатный каталитический нейтрализатор в несколько раз дороже универсального аналога. В стоимость оригинальной продукции заложено:

  • Производство с соблюдением уникальной формы.
  • Индивидуальное исполнение фиксаторов, которые соединяют фильтр с коллектором.
  • Фланцы.
  • Соединительные элементы, которые необходимы для установки катализатора в выхлопную систему автомобиля.

Универсальный (неоригинальный) катализатор – керамический или металлический наполнитель с каталитическим слоем, помещенный в защитный кожух без упомянутой выше фурнитуры.

Как следствие, замена оригинального устройства на универсальный катализатор – не только забота об окружающей среде, но и существенная экономия. На международном уровне приняты экологические стандарты: транспортные средства Евросоюза, сошедшие с конвейера после 2005 года, имеют категорию EURO-4. Под этот стандарт попадают модели, выпущенные корейским, североамериканским автопромами, начиная с 2006 года. А также российские и японские автомобили с 2010 года. Транспортные средства производства Китая – не ранее 2012 года выпуска. Выхлопные системы этих авто оборудованы катализаторами соответствующего стандарта.

Что же такое катализатор

По сути – это высокотехнологичный фильтр, функционально напоминающий аналогичные устройства для очистки водопроводной воды в жилых домах. Независимо от модели, марки автомобиля, катализатор устанавливается производителем всегда после выпускного коллектора. Стандартная конструкция каталитического нейтрализатора выглядит так:

  • Металлический кожух, оборудованный патрубками на входе/выходе – внешний корпус, защищающий от механических повреждений.
  • Термостойкая прокладка.
  • Основной блок – керамические соты, которые обеспечивают максимально большую рабочую поверхность для очистки выхлопных газов.
  • На соты нанесен каталитический слой, изготовленный из палладия, платины, иридия (в некоторых моделях используется золото) – благодаря этому тончайшему напылению из редкоземельных элементов, вредные вещества дожигаются практически без остатка.

Фильтровальный узел выхлопной системы начинает функционировать, когда температура работающего двигателя автомобиля достигает 300ºC. Ресурс по европейским трассам – 120 тысяч километров. Однако московские пробки и неудовлетворительное качество горючего, если сравнивать бензин из АЗС столицы с топливом европейских заправок, снижают ресурс фильтра на 25 – 30%. Поэтому замену целесообразно осуществлять 1 раз на 60 – 80 тысяч километров пробега.

Особенности установки каталитического нейтрализатора

Зависит от конструкции выхлопной системы – магистральный или коллекторный тип. У магистральных конструкций, фильтр устанавливается снизу авто – вблизи резонаторов. Процесс выглядит так:

  • Демонтаж выработавшего ресурс фильтра методом вырезания катализатора.
  • На освободившееся место ставят новый фильтр, приваривая его к выхлопной системе.

Коллекторный вариант более сложный – потребуется демонтировать выхлопную систему целиком. Затем разрезать корпус и заменить керамические соты новым наполнителем.

В финале – водрузить систему на старое место с последующей надежной фиксацией конструкции. Если все сделано грамотно, после установки бортовой компьютер погасит индикатор «Check Engine» на приборной панели. На первый взгляд – элементарная процедура, но не стоит заблуждаться. Во-первых, не все автовладельцы имеют в гараже сварочный аппарат и прочие необходимые инструменты. Во-вторых, если таковой есть в наличие, нужно уметь делать качественные сварочные швы. От этого прямо зависит срок службы установленного фильтра. Поэтому, целесообразно обратиться к профессионалам – мастерам автосервиса.

Выбор универсального катализатора

Неоригинальное устройство должно быть идентично штатному каталитическому нейтрализатору:

  • Отвечать экологическим стандартам. Если оригинал имел категорию EURO-4, нужно подбирать идентичный фильтр или прошить универсальный катализатор Евро-2 до соответствующего уровня очистки – эта опция также входит в реестр услуг, предлагаемых нашим автосервисом.
  • Учитывать форм-фактор – размеры (длина, ширина, если изделие не круглое), объем должен быть идентичным.
  • Помнить о пропускной способности – на 5-литровый двигатель нельзя ставить фильтр, рассчитанный на мотор с объемом 1,5 л. Катализатор просто не будет справляться со своей задачей.

Это ключевые аспекты, на которые нужно обращать внимание, выбирая универсальный каталитический нейтрализатор.

Данную задачу всегда можно облегчить, пройдя бесплатную диагностику выхлопной системы в автосервисе Мистер Глушитель. Мастера нашего сервиса подскажут, какой фильтр подходит к конкретной марке и модели автомобиля. В каталоге готовой продукции клиенты автосервиса выбирают и приобретают универсальные катализаторы Eberspacher. Сертифицированная продукция немецкого бренда устанавливается на все модельные линии мерседесов, опелей, фордов, тойот. Или покупают изделия известного североамериканского бренда Magnaflow, а также продукцию других фаворитов в области производства автомобильных запасных частей.

Наши преимущества

Сервис по глушителям в Москве предлагает следующие выгодные условия для своих клиентов:

  • Ремонт глушителя авто проводят наши автомеханики, опыт работы которых выше 15 лет. Мастера знакомы досконально со всеми особенностями, типами конструкций. Для них не составит труда заменить катализатор в Москве.
  • Благодаря инструменту, оборудованию, использующемуся в работе, трубы вскрываются с небольшими деформациями, сечи надежно заделываются.
  • Наш автосервис имеет узкую специализацию. Поэтому мастера, работающие у нас, обладают нужными познаниями, практическими навыками.
  • На все услуги предоставляем официальную гарантию 720 дней.
  • Приглашаем на бесплатную диагностику выхлопной системы.
  • Предлагаем на свои услуги цены, которые ниже средних по городу на 15%.

Мы проводим диагностику, чтобы клиент знал, сколько будет стоить ремонт. Мастера с 15-летним опытом быстро определят имеющиеся неисправности автомобиля, проведут калькуляцию ремонтных работ. Мы не только поможем устранить дефекты, но и подскажем, сколько рабочего ресурса осталось у деталей выхлопной системы. Данные важны для автомобилей, имеющих большой пробег, изношенные узлы. Наши автомеханики бесплатно проведут диагностику вашего автомобиля, развернуто проконсультируют по всем вопросам. Помогите продлить жизнь своего авто!

Способы оплаты

Ремонт катализатора в нашем автосервисе в Москве можно оплатить следующими способами:

  • Наличными средствами.
  • Банковской картой.
  • Для организаций доступен безналичный расчет.

стальная каталитическая камера сгорания или керамическая?