مبدل کاتالیستی یا کاتالیزور Catalytic converter

یکشنبه 13 بهمن 1392 09:18 ق.ظ

نویسنده : محمد علی

 

کاتالیست

 

معرفی

a) مبدل کاتالیست :

     مبدل کاتالیستی وسیله ای است که در سیستم اگزوز تمام ماشین ها بکار گرفته شده است حتی در وانت و ماشین های باری تا بدینوسیله آلاینده های شیمیایی مانند:کربن منو اکسید ، اکسید نیتروژن ، هیدروکربن ها را تبدیل به ترکیبات بی ضرر نماید .

 

b) محصول ها

مبدل های کاتالیستی از سال 1992 در تمام ماشین های اروپائی بکار رفته است و کشورهای عضو EEC از پیشقروالان تولید مبدل های کاتالیستی در کل اروپا بوده اند آنها ابتدا با ماشین هایی که نزد خریداران طرفدار بیشتری داشتند شروع کردند و بعد آن را تعیم دادند تا جائیکه امروزه بالغ بر 2000 نوع از اتواع کاتالیست تولید می کنند که در اروپا ، آسیا و آمریکا در طیف وسیعی از ماشین ها مانند بنز ، بی . ام . و ، آئودی – فورد – جنرال موتور و .... بکار می رود .

در سال 2002 کمپانی A&M انگلستان با کمک EEC تصمیم به تولید مبدل های کاتالیست برای ماشین های ایرانی گرفتند با این هدف که در صورت اجازه بازار و امکانات ایران ساخت کارخانه های آنرا به ایران انتقال دهند در همین راستا کارخانه میثاق ، که یکی از بزرگترین تولید کنندگان اگزوز در ایران می باشد با همکاری شرکت A&M شروع به تولید مبدل های کاتالیستی در اگزوز ابتدا برای بازار ایران و سپس صدور به کشور های اروپائی نموده است .

همانگونه که می دانیم استانداردی برای مبدل کاتالیستی وجود ندارد و فقط دو « حد مجاز » اروپائی و امریکایی برای مقدار گازهای مضری که ماشین ها تولید می کنند . می توانند برای سارندگان میان قرار بگیرد .

حد مجاز اروپایی به طور مشروح با توضیح مختصات آن در قسم تست و گواهی ها آمده است .

تولید ما توسط کارخانجات مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و حتی همیشه بالاتر از حد نصاب های تعیین شده نیز جواب گرفته است مانند محصولی که در ماشین های فورد استفاده می شود .

حالا به تشریح گازهایی که در اثر استفاده از سوخت های فسیلی متصاعد می شود به طور مختصر می پردازیم .

تصعید گازهای اگزوز

1-2) منو اکسید کربن : این گاز بی رنگ ، بی بو و بدون طعم و مزه در صورت تنفس مسموم کننده ی باشد چون در شش ها جذب خون می شود و مانع از جذاب اکسیژن می گردند .

جذب مقدار کمی از آن باعث سردرد و کم شدن فعالیت های مغزی می گردد و جذب مقدار زیادی از آن بیهوشی و مرگ را به همراه دارد .

در هوای آزاد بدن انسان می تواند منو اکسید کربن را از خود دفع نماید به شرط آنکه به مقدار زیاد در معرض آن قرار نگیرد .

2-2) هیدروکربن ها گازهای خروجی اگزوز در بردارنده ترکیبات هیدروکربنی بسیاری می باشد که عموما بدون ضرر ولی قابل احتراق می باشند اما به هر جهت بعضا این هیدروکربن ها سرطان زا می توانند باشند به اضافه اینکه باعث تحریک چشم ها و مخاط های گلو می شوند .

هیدروکربن ها در تشکیل باران های اسیدی نقش دارند و همچنین بعضی از ترکیبات آن در مقابل اشعه موارء بنفش در تشکیل گرد و غبار شیمیایی موثر می باشند .

3-2) اکسید های نیتروژن (NOX )

سوخت نیتروژن و اکسیژن در کنار هم مخلوط اکسید نیتروژن به وجود می آورد .

اکسید نیتروژن می تواند تبدیل به منو اکسید نیتروژن (NO) شود که گازی بدون بو ، رنگ و طعم می باشد که در مجاورت بیشتر اکسیژن به راحتی به دی اکسید نیتروژن (NO2) که گازی به رنگ قرمز متمایل به قهوه ای است تبدیل می شود .

این گاز سمی دارای بوی نافذی است که باعث از بین رفتن بافت شش ها می گردد .

این گازها به صورت ترکیبی و در کنار هم متصاعد می شوند به همین جهت فرمول کلی NO به آها اطلاق می شود در حالیکه پسوند X در بردارنده طیفی از یک و دو اتم می باشد .

اکسید نیتروژن در ترکیب باآب تشکیل باران اسیدی میدهندکه ترکیب پیچیده ای از اسید نیتروژنی می باشد و بخصوص برای محیط زیست زیان آور می باشد .

در شرایط خاصی از ارتفاع و یا تابش شدیدآفتاب ورطوبت زیاد اکسید نیتروژن در ترکیب با هیدروکربن باعث تشكیل گردوغبار میگردند .

موتور های با قابلیت احتراق کم در درجه حرارت بالاتری عملی میکنند در نتیجه نیتروژن موجود در هوا را با اکسیژن بیشتری می سوزانند و به این ترتیب مقدار زیادی دی اکسید نیتروژن به وجود می آورند که این باعث تولید بیشتری از باران های اسیدی در اتمسفرمی شوند .

4-2) سرب (pb )

سرب فلز سمی سنگینی است که حالت مسموم کنندگی بالایی دارد بالاخص در مغز و دستگاه عصب و برای حیوانات و گیاهان نیز زیان آور است .

بدن از دو راه سرب را جذب ی کند

         a ) از طریق شش ها به هنگام تنفس

         b ) از طریق دستگاه گوارش ازراه خوارکهای آلوده به سرب / سرب به صورت افزودنی anti – knock ..... در سوخت به دو حالت تتراتیل سرب و تترامتیل و با برومید بکار می رود که باعث یکنواختی احتراق می گردید .

در حدود 10% از این سرب به صورت ذرات به قطر کمتر 25X10 – 6mm در هوا متصاعد می شود که امکان اینکه در هوا به صورت معلق باقی بمانند وجود دارد .

25% ازاین سرب هم مخلوط باروغنهای تسهیل کننده می گردد یا در سیستم اگزوز باقی می مانند .

مقداری ازآن هم به سرعت درهواتجزیه شده ونشست می کنند در قسمت های بعدی راههای چگونگی خلاصی ازاین مواد مضر بررسی می شود .

شرایط عملکرد مبدل کاتالیستی

گازهای خروجی در یک موتور بنزینی در حد 300 درجه تا 400 درجه سانتیگراد حرارت دارند در حالیکه ممکن است که این درجه حرارت در حالت عمل با بار کامل به 900 درجه سانتیگراد هم برسد

در حالیکه شاخص درجه حرارت برای یک مبدل در شرایط خوب که طیفی بین 500 تا 600 درجه باید باشد بنابراین مبدل ها باید نوری ساخته شوند که طیفی بین 400 تا 800 درجه را بتوانند تحمل کنند.

اگر درجه حرارت مبدل در اگزوز برای مدتی به 800 درجه تا 100 درجه برسد فلز اصلی مبدل و پوشش لایه ای آن به تف جوشی رسیده و در نتیجه به فرسودگی آن کمک می شود کار یک مبدل در شرایط ایده آل در حدود 100000 کیلومتر عمر مفید می باشد

زور بیش از حد به موتور و در نتیجه هدر رفتن انرژی ممکن است که در اثر احتراق ناقص در اثر سرعت های غیر معقول و یابار بیش از حد در شرایط غیر عادی به وجود بیاید که این می تواند موحد بالا رفتن درجه حرارت گازهای خروجی از اگزوز گردد که اگر این حرارت 1400 درجه سانتی گراد بالاتر رود موجب ذوب شدن لایه های زیرین به کار رفته در مبدل می شود و در نتیجه خرابی مبدل ها را در پاساژهای شانه عسلی بدنبال دارد .

در حالیکه در درجه حرارت ثابت بالای 300 درجه سانتی گراد قابلیت یک ظرف مبدل نو در مورد مونو اکسید کربن ها 68% تا 99 % و برای هیدروکربن ها 95% می باشد .

اگر چه در درجه حرارت خیلی پائین تر از 300 درجه سانتیگراد مبدل ها قابلیت خود را از دست می دهند .

در درجه حرارتی که مبدل ها به قابلیت و کارایی 50% می رسند اصطلاحا درجه حرارت عطف و یا شاخص اطلاق می شود .

یک مبدل کاتالیستی هنگامی کارایی خود را از دست می دهند که مواد فعال در آ در معرض درجه حرارت گازهای اگزوز قرار بگیرند بین معنی که مواد تشکیل دهنده فعال  در یک کانورتور کارائی خود را در اثر حرارت زیاد و تف جوشی خاصیت خود را از دست بدهند و این شرایط در اثر قرار گرفتن رویه فعال به مدت طولانی در معرض شرایط گفته شده و در نتیجه از دست دادن خاصیت جذب گازهایی که از پاساژ فعال عبور می کند حاصل می شود تماس طولانی با عناصر مداخله کننده مانند عنصر  ضد ضربه انفجار در اثر احتراق ( سرب ) و فسفرهای افزوده در روغن ها باعث بسته شدن سایت فعال در کانورتورها و در نتیجه جلوگیری از تاثیر مواد شیمیایی فعال در کانورتور می شود به این عمل سمی شدن مواد شیمیایی در کنورتور گفته می شود که این عمل در مورد بنزین های بدون سرب در طولانی مدت نیز ممکن است اتفاق بیفتد .

مبدل های کاتالیست باید با کمترین حرارت مواد فعال آنها نسبت به منواکسید کربن ها و هیدروکربت ها فعال شوند کهاین مدت باید زیر یک دقیقه و حتی در حدود 30 ثانیه باشد و این مهم با قرار دادن کونوتو در نزدیکترین محل به مانیفولد موتور بدست می اید .
اگر چه نزدیکی زیاد بهلوله چند راهه اگزوز باعث می شود که گازهای اگزوز ( در شرایط خاص) و حرارت آنها از درجه مناسب بالاتر رود و بدین ترتیب به فلز اصلی و لایه های فعال کانورتور زیان رسانده و در نتیجه عمر مفید کانورتور را پایین بیاورد باید در شرایط نسبی استاکیومتری نسبت سوخت به هوای ، خوب کار بکند .
تولید اکسید های نیتروژن نسبت زیادی با بار موتور بخصوص ترکیب سوخت و هوای آن بخصوص اگر این نسبت در حدپائین استاکیومتری باشد دارد و این نکته اهمیت ترکیب سوخت و هوارا بخصوص نزدیکی آن به نقطه ایده آل استوکیومتری می رساند چون در این حالت تصاعد گازهای مضر به حداقل می رسد .

کاتالیست کانورتور

 

کاتالیزور


دیدگاه ها : () 




آخرین ویرایش: - -



شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات