Катализатор выхлопной системы заставили работать всего при 150 градусах
Химики разработали новый катализатор для переработки автомобильных выхлопов на основе платины и оксида церия. Стопроцентной конверсии угарного газа на таком катализаторе удается добиться при 150 градусах Цельсия, что примерно на 100 градусов ниже, чем во всех современных каталитических системах, пишут ученые в Science.
Чтобы повысить эффективность работы автомобильных двигателей, инженеры стремятся свести к минимуму количество энергии, уходящей в окружающую среду. Это приводит к тому, что и температура выхлопных газов постоянно снижается. Снижение температуры, в свою очередь, затрудняет работу катализаторов в автомобильных конвертерах, с помощью которых вредные компоненты выхлопов преобразуются в более безопасные для атмосферы и здоровья человека газы. Поэтому проблема разработки материала, позволяющего окислять угарный газ при умеренных температурах (до 200 градусов Цельсия) — одна из важных проблем современной химии катализаторов.
Чтобы можно было окислять оксид углерода при нужных температурах, химики из Китая и США под руководством Юн Вана (Yong Wang) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории предложили использовать новый тип катализатора на основе платины и оксида церия. Этот материал относится к относительно новому типу катализаторов на отдельных атомах. Он состоит из активных атомов платины, равномерно распределенных по поверхности оксида церия (с помощью похожего катализатора, в котором атомы платины распределены по поверхности медной подложки, можно, например, гидрировать непредельные углеводороды).
Для того, чтобы этот катализатор работал, его сначала при 750 градусах активировали с помощью обработки в гидротермальных условиях. При активации атом платины встраивается на место церия в поверхностном слое. Авторы работы отмечают, что подобную методику активации катализатора часто используют в цеолитных материалах, но для катализаторов на отдельных атомах его можно использовать лишь очень аккуратно и в отдельных случаях, чтобы не допустить образования металлических наночастиц.
Благодаря такой активации кислородные вакансии выходят на поверхность катализатора, и в них встраиваются молекулы воды. В результате образовавшаяся система с двумя атомами водорода легче адсорбирует молекулы угарного газа и кислорода, и осуществляет реакцию 2CO + O2 → 2CO2.
Это приводит к тому, что температура, при которой происходит полная конверсия угарного газа (то есть весь угарный газ превращается в углекислый) снижается с 320 градусов Цельсия до 148. Отдельно ученые отмечают, что во время катализа не происходит дезактивации катализатора основными или побочными продуктами реакции. При этом катализатор продолжает работать и при повышении температуры (вплоть до температуры активации в 750 градусов), не подвергаясь механической и химической деградации и не снижая своей эффективности.
Авторы работы отмечают, что для эффективной работы такого катализатора необходимо наличие молекул воды в реакционной смеси, однако в автомобильных выхлопных газах они всегда присутствуют.
При этом, кроме реакций конверсии угарного газа такой катализатор оказывается эффективным и для окисления других компонентов выхлопов: насыщенных и ненасыщенных углеводородов и оксидов азота. По мнению химиков, такие катализаторы уже в ближайшее время могут выйти на промышленное производство.
Оксид церия в качестве катализатора для реакций с участием кислорода используется довольно часто, но полностью объяснить его эффективность ученым до недавнего времени не удавалось. Лишь недавно химики смогли описать выигрыш энергии в процессе каталитической реакции с помощью введения нового вида конфигурационной анизотропии.
Александр Дубов
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Катализаторы в выхлопной системе — glushitel.zp.ua
Если посмотреть на катализатор (каталитический нейтрализатор) со стороны, то можно отметить особенности его строения: обычно это деталь с металлическим корпусом, внутри которого находится специальное устройство, представляющее собой сетку керамических или металлических сот.
Проходя через катализатор глушителя, выхлопные газы автомобиля соприкасаются с поверхностью сот. Если газы не догорели, то происходит их окисление и на выхлопное отверстие системы подается переработанный газ в виде обычного углекислого газа СО2.
Применение катализатора в выхлопной системе автомобиля позволяет сделать его использование более экологичным, но в то же время не все производители и владельцы автомобилей решаются на установку катализатора из-за их высокой стоимости.
Причем чем больше содержание драгоценных металлов в катализаторе тем более высокому уровню требований Евро-стандарта он соответствует.
Когда нужно менять катализатор глушителя?
В современных иномарках устанавливается 1 или 2 катализатора, но так как часто заменять катализатор может позволит себе не каждый владелец, то чаще всего катализатор заменяют на более дешевый пламегаситель.
Как же определить пора вам менять катализатор или он еще в состоянии выполнять возложенные на него функции?
Стоит задуматься о замене, если:
• вы ощущаете заметное дребезжание системы выхлопа, передающееся на корпус;
• при холостых оборотах наблюдаются плавающие движения стрелки тахометра;
• автомобиль работает с перебоями.
Все эти признаки сигнализируют о скором разрушении катализатора и его непригодности. В Европе даже существует специальный стандарт, согласно которому катализатор подлежит замене, если автомобиль проехал 100 тысяч километров, переводя на наши дороги и их качество, для Украины этот показатель снизится до 60-80 тысяч километров пробега.
Варианты, когда возможен ремонт катализатора
И, хотя многие говорят о невозможности ремонта катализатора, некоторые автовладельцы решаются и на такой шаг.
В этом случае обычно проводят следующие действия:
• просто выбивают засорившиеся соты катализатора – это немного продлевает срок его службы, но в итоге катализатор разваливается;
• меняют катализатор на кусок обычной трубы, что приводит к износу и поломке других деталей системы, которые рассчитаны на работу в паре с катализатором;
Если катализатор устанавливается заводом изготовителем, то лучше не демонтировать его совсем после поломки, а установить новый. Работа системы выхлопа и двигателя зависит от его присутствия, не говоря о экологической проблеме загрязнения окружающей среды, которую данная деталь помогает решить.
Очиститель дизельного выхлопа ➤ Лучшие системы выхлопа дизельных двигателей
Во время работы двигателя в камерах сгорания каждого дизельного двигателя в различных количествах образуется ряд вредных загрязняющих веществ. Дизельный выхлоп обычно содержит следующие вредные загрязняющие вещества, такие как: угарный газ (CO), углеводороды (HC) и твердые частицы (PM). Эти загрязняющие вещества вызывают раздражение глаз, носа и горла, головные боли, сонливость, потерю сознания и возможную смерть.
Наши очистители дизельных выхлопных газов помогут операторам оборудования соблюдать нормы CARB, CAL OSHA, EPA, MOL, RICE NESHAP и OSHA , эффективно снижая опасные концентрации вредных монооксидов углерода (CO), углеводородов (HC) и твердых частиц.
(PM) выбрасывают загрязняющие вещества на 90%+.
Очиститель дизельных выхлопных газов специально разработан для любой внедорожной горнодобывающей, туннельной и строительной техники. Благодаря передовой каталитической технологии мы можем улучшить здоровье и безопасность на рабочем месте, обеспечив самый низкий уровень выбросов в соответствии с вашими местными нормами.
Опции:
Для удобства наших клиентов мы предлагаем три различных варианта установки очистителя дизельных выхлопных газов:
- Глушитель скруббера очистителя выхлопных газов:
Глушитель-скруббер очистителя выхлопных газов дизельного двигателя является заменой глушителя вашего оригинального оборудования. Чтобы установить глушитель очистителя выхлопных газов дизельного двигателя, снимите стандартный глушитель оригинального оборудования и установите глушитель скруббера дизельного двигателя непосредственно на место. Когда вы размещаете заказ на покупку, нам потребуется ваша марка оборудования, модель, серийный номер машины и номер запасной части глушителя.
У нас на складе имеется широкий ассортимент глушителей очистителей дизельных выхлопов для таких моделей, как Bobcat, Caterpillar, John Deere, JLG, Takeuchi и других! Для получения дополнительной информации нажмите здесь. - Накладной скруббер (модель P) или (модель F):
Скруббер очистителя выхлопных газов дизельного двигателя P-Model (простой) представляет собой полностью сварной очиститель, предназначенный для установки в линию в выхлопной системе двигателя до или после глушителя оригинального оборудования. Очистители F-Model (зажимного типа) аналогичны очистителям выхлопных газов простого типа, в которых они представляют собой встроенный дополнительный блок, который можно прикрепить к любому двигателю. Зажимная модель оснащена быстросъемными V-образными зажимами с прокладками, позволяющими легко снимать каталитический сердечник. Обычно мы рекомендуем устанавливать очиститель-скруббер модели P или F как можно ближе к выпускному отверстию выпускного коллектора двигателя или выпускному отверстию турбонагнетателя. Скруббер очистителя накладного типа требует тепловой энергии выхлопных газов для правильной работы, поэтому чем ближе вы находитесь к выпускному отверстию выпускного коллектора двигателя или выпускному отверстию турбонагнетателя, тем лучше будет работать скруббер очистителя выхлопных газов дизельного двигателя. При размещении заказа на поставку нам потребуется внешний диаметр выхлопной трубы (OD). Все наши накладные скрубберы для дизельных выхлопных газов есть в наличии и могут быть отправлены в тот же день. Для получения дополнительной информации нажмите здесь. - OEM Глушитель Модификация:
Модификация OEM-глушителя очистителя выхлопных газов является внутренней модификацией стандартного OEM-глушителя. Просто снимите заводской глушитель OEM и отправьте его на наш завод. Внутри глушителя будет добавлен скруббер дизельного выхлопа. Модификация не изменит внешние размеры штатного глушителя OEM. Этот вариант является быстрым и очень доступным с минимальным временем простоя машины. Как только OEM-глушитель поступает в наш магазин, мы можем преобразовать его в глушитель с очистителем выхлопных газов в течение 1 рабочего дня.
У нас на складе имеется широкий ассортимент глушителей очистителей дизельных выхлопов для таких моделей, как Bobcat, Caterpillar, John Deere, JLG, Takeuchi и других! Для получения дополнительной информации нажмите здесь. 
Скруббер очистителя накладного типа требует тепловой энергии выхлопных газов для правильной работы, поэтому чем ближе вы находитесь к выпускному отверстию выпускного коллектора двигателя или выпускному отверстию турбонагнетателя, тем лучше будет работать скруббер очистителя выхлопных газов дизельного двигателя. При размещении заказа на поставку нам потребуется внешний диаметр выхлопной трубы (OD). Все наши накладные скрубберы для дизельных выхлопных газов есть в наличии и могут быть отправлены в тот же день. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Как только OEM-глушитель поступает в наш магазин, мы можем преобразовать его в глушитель с очистителем выхлопных газов в течение 1 рабочего дня.Сердечник очистителя выхлопных газов дизельного двигателя превращает вредные загрязняющие вещества в безвредные газы:
Окись углерода: 2CO + O 2 → 2CO 2
Углеводороды: HC + O 2 03 904 + 904 + CO 2 O
Альдегиды: HCHO + O 2 → CO 2 + H 2 O
Характеристики:
- ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ «ИЗВЛЕКАТЕЛЬНЫЙ» КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СЕРДЕЧНИК
Наш скруббер очистителя выхлопных газов дизельного двигателя отличается уникальным «извилистым» каталитическим сердечником, включающим изогнутую конструкцию ячейки смешанного потока. При этом используются физические свойства вредных загрязняющих веществ, увеличивая контакт с поверхностью каталитического сердечника. Для сравнения, конструкция скруббера очистителя выхлопных газов дизельного двигателя с прямым потоком позволяет определенному проценту растворимых органических частиц проходить через каталитическую сердцевину без контакта с катализатором. - ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ
Наш скруббер очистителя выхлопных газов дизельного двигателя имеет тщательно распределенное высококачественное покрытие из драгоценных металлов на однородном высокопористом моющем слое. Покрытие обеспечивает более длительный срок службы и повышает термическую стойкость катализатора, повышая функциональность в самых неблагоприятных условиях эксплуатации. Высококачественное покрытие обеспечивает длительный и надежный срок службы в самых неблагоприятных условиях эксплуатации. - НИЗКОЕ ПРОТИВОДАВЛЕНИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
Сердцевина нашего очистителя дизельных выхлопных газов состоит из высокопрочных ультратонких металлических стенок, которые сводят к минимуму ограничение обратного давления выхлопных газов. Даже в условиях работы двигателя с высокой нагрузкой/скоростью эффективность работы двигателя не снижается. - ПРЕВОСХОДНАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ СИЛА
Наш очиститель дизельных выхлопных газов включает в себя несколько конструктивных особенностей, обеспечивающих превосходную стабильность и надежность при экстремально высоких температурах и сильной вибрации. Толстые стопорные кольца из фольги и загнутые каталитические кромки повышают общую жесткость конструкции. - НЕОБХОДИМОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ПРОСТАЯ УСТАНОВКА
Конструкция сердцевины нашего очистителя дизельных выхлопных газов сводит к минимуму образование накопленных твердых частиц. Компактная и эффективная конструкция очистителя дизельных выхлопных газов обеспечивает простоту установки и обслуживания с минимальным временем простоя оборудования.
Толстые стопорные кольца из фольги и загнутые каталитические кромки повышают общую жесткость конструкции.Что такое скруббер дизельного выхлопа?
Загрязняющие вещества в выхлопных газах двигателя, такие как окись углерода и углеводороды, могут вызывать раздражение глаз, носа и горла, головные боли и сонливость, а также более серьезные последствия, такие как потеря сознания. Они могут быть даже фатальными.
Дизельный скруббер — это устройство для контроля загрязнения воздуха, предназначенное для уменьшения этих и других вредных выбросов выхлопных газов двигателя. Эти устройства используются в коммерческом оборудовании, таком как строительная и горнодобывающая техника.
От скрубберов дизельных выхлопных газов часто требуется соответствие различным нормам, включая Cal/OSHA, CARB, EPA и RICE NESHAP.
Существует несколько различных типов скрубберов выхлопных газов. Глушитель дизельного скруббера заменит ваш существующий глушитель, тогда как накладной дизельный скруббер может быть установлен в выхлопной системе до или после глушителя. Некоторые существующие глушители можно модифицировать, добавив внутрь скруббер дизельных выхлопных газов.
Какие химические вещества содержатся в дизельных выхлопах?
Основными компонентами, связанными с выбросами выхлопных газов дизельных двигателей, являются двуокись углерода, двуокись азота, окись азота, твердые частицы (в основном пыль) и двуокись серы. Есть также второстепенные компоненты, такие как акролеин, бензол и формальдегид.
В состав скруббера для дизельного топлива входят драгоценные металлы, которые действуют как катализаторы и помогают превращать вредные загрязняющие вещества в менее опасные вещества.
Насколько эффективны скрубберы выхлопных газов?
В зависимости от вашего местоположения нормативные акты могут требовать, чтобы вы не превышали установленные уровни выбросов для некоторых загрязняющих веществ. Дизельный очиститель выхлопного воздуха может помочь вам соблюдать такие правила.
Скрубберы выхлопных газов для дизельных двигателей очень эффективны для снижения концентрации вредных загрязнителей выхлопных газов. Они могут снизить уровень угарного газа на целых 90 процентов, а иногда и больше. Уровни углеводородов могут быть снижены примерно на 80 процентов, а уровни альдегидов — на 85 процентов.
Более того, скрубберы дизельных выхлопных газов могут влиять на количество твердых частиц в выхлопных газах двигателя, снижая их до 30 процентов. Некоторые модели также эффективны против диоксида азота, влияя на его уровень более чем на 25 процентов.
Что такое компоненты дизельной выхлопной системы?
Выхлопные системы дизельных двигателей состоят из двух основных секций, часто называемых «холодной частью» и «горячей частью».
Холодная часть относится к части выхлопной системы, состоящей из глушителей (снижающих шум двигателя) и выхлопных труб.
Горячий конец относится к устройствам доочистки и сопутствующим трубопроводам. Устройства доочистки снижают выбросы загрязняющих веществ и включают скрубберы дизельных выхлопных газов, каталитические нейтрализаторы и дизельные сажевые фильтры (DPF).
Наконец, у вас есть элементы развязки, которые представляют собой гибкие шланги или трубы, поглощающие вибрацию двигателя и тепловое расширение. Они соединяют выхлопную систему с двигателем.
Существуют ли очистители выхлопных газов для небольших двигателей?
Да, очистители дизельных выхлопных газов бывают разных размеров. Выбор скруббера зависит от нескольких факторов, включая марку и модель вашей машины, марку, модель, тип и мощность двигателя, а также размер наружного диаметра трубы.
Полная выхлопная система — отказы каталитического нейтрализатора
Неисправности каталитического нейтрализатора
Если каталитический нейтрализатор нуждается в замене, то, скорее всего, одна из перечисленных ниже проблем
привела к его отказу.
Требуется настройка двигателя.
Каталитический нейтрализатор может выйти из строя из-за неисправности двигателя. Каждый раз, когда двигатель работает за пределами надлежащих спецификаций, ненужный износ и повреждение могут быть вызваны каталитическим нейтрализатором, а также самим двигателем. Повреждение часто является результатом неправильной топливно-воздушной смеси, неправильного времени или пропусков зажигания свечей зажигания. Любое из этих условий может привести к выходу из строя каталитического нейтрализатора или к худшему.
Избыток топлива в выхлопе.
Топливо, на котором работает ваш автомобиль, должно гореть только в камере сгорания. Любое топливо, которое выходит из камеры сгорания несгоревшим, попадает в выхлопную систему и гаснет, когда достигает каталитического нейтрализатора. Это может привести к перегреву преобразователя намного выше нормальных рабочих условий и вызвать расплавление. Возможными причинами являются неправильная топливная смесь, неправильное время, коррозия свечей зажигания, неисправный кислородный датчик, заедание поплавка, неисправная топливная форсунка или неисправный обратный клапан.
Попадание масла или антифриза в выхлоп.
Масло или антифриз, попадающие в выхлопную систему, могут блокировать воздушные каналы, образуя тяжелую углеродистую сажу, которая покрывает керамический катализатор. Эти тяжелые углеродистые отложения создают две проблемы. Во-первых, углеродистые отложения не позволяют каталитическому нейтрализатору снизить вредные выбросы в выхлопных газах. Во-вторых, углеродные отложения забивают поры керамического катализатора и блокируют поток выхлопных газов, увеличивая противодавление и заставляя тепло и выхлопы возвращаться в моторный отсек. Ваш двигатель может фактически втягивать сгоревшие выхлопные газы обратно в камеру сгорания и снижать эффективность следующего цикла сгорания. Результатом является потеря мощности и перегрев компонентов двигателя. Возможными причинами являются изношенные поршневые кольца, неисправные уплотнения клапанов, вышедшие из строя прокладки или деформированные компоненты двигателя.
Износ свечи зажигания или провода свечи зажигания.
Свечи зажигания, которые не воспламеняются или дают пропуски зажигания, приводят к попаданию несгоревшего топлива в выхлопную систему. Несгоревшее топливо воспламеняется внутри нейтрализатора и может привести к частичному или полному расплавлению керамического катализатора. Свечи зажигания и провода свечей зажигания следует регулярно проверять и заменять, если они повреждены или провода изношены или треснуты.
Датчик кислорода не работает должным образом.
Отказ датчика кислорода может привести к неверным показаниям выхлопных газов. Неисправный датчик может привести к слишком богатому или слишком бедному состоянию. Слишком богатый, и катализатор может расплавиться. Слишком бедная, и конвертер не сможет преобразовать углеводороды в безопасные элементы и может не пройти государственную проверку.
Повреждение дороги или сломанные вешалки.
Катализатор внутри каталитического нейтрализатора изготовлен из легкой тонкостенной керамики.
Он защищен плотным теплоизоляционным матом. Этот коврик удерживает катализатор на месте и обеспечивает умеренную защиту от повреждений. Однако попадание камня или дорожного мусора в нейтрализатор, а также неправильная или сломанная опора выхлопной системы могут привести к поломке катализатора. После разрушения керамического катализатора осколки становятся свободными, гремят и распадаются на более мелкие. Поток прерывается, и противодавление в выхлопной системе увеличивается. Это приводит к перегреву и потере мощности. Возможными причинами разрушения катализатора являются попадание дорожного мусора в нейтрализатор, ослабление или поломка подвески, выбоины или движение по бездорожью.
Каталитический нейтрализатор редко выходит из строя без возникновения проблемы или неисправности где-то в системе выпуска перед нейтрализатором. Важно определить, что вызвало сбой преобразователя, чтобы можно было устранить проблему и предотвратить повторение сбоя.
Плавка конвертера.
Это пример расплавления преобразователя. Преобразователь был перегрет из-за состояния сырого топлива в потоке выхлопных газов. Избыточное несгоревшее топливо воспламенялось при попадании на горячий керамический катализатор и поднимало температуру намного выше нормальных условий работы конвертера. Керамический катализатор не выдерживает чрезвычайно высокой температуры и начинает плавиться. Керамика разрушается, и преобразователь разрушается. Расплавленная керамика может заблокировать поток выхлопных газов и вызвать дополнительные повреждения двигателя. Раскаленный докрасна конвертер или признаки обесцвечивания от нагрева подтверждают эту ситуацию.
Состояние, приведшее к расплавлению нейтрализатора, может быть результатом ряда неисправностей, включая неисправный кислородный датчик, неправильную топливную смесь, изношенные свечи зажигания или свечные провода, неисправный обратный клапан, неправильное опережение зажигания, заедание поплавка, неисправное топливо.
форсунки или другие неисправности зажигания
Нагар.
Это пример преобразователя с углеродистыми отложениями в керамическом катализаторе. Обычно это происходит из-за попадания масла или антифриза в выхлопную систему или из-за слишком богатой топливной смеси. Тяжелые углеродистые отложения забивают нейтрализатор и уменьшают поток выхлопных газов. Это увеличивает противодавление и вызывает нагрев всей выхлопной системы. Тепло возвращается в моторный отсек и может привести к ряду проблем с двигателем, связанных с перегревом.
Небольшие углеродные задиры могут нанести меньший ущерб компонентам двигателя, но могут серьезно повлиять на способность преобразователя снижать вредные выбросы. Это может легко привести к тому, что автомобиль не пройдет тест на выбросы. Нагар может быть результатом неисправных клапанов, изношенных поршневых колец, изношенных или негерметичных прокладок или содержания свинца в топливе.
Разрушение катализатора.