Зачем удаляют катализаторы?

Как показывает практика, чаще всего это делают тогда, когда он просто выходит из строя. О такой неприятности водитель может узнать двумя различными способами: или по тому, что на приборной доске загорелась лампочка, имеющая соответствующий диагностический код, или по таким признакам неисправности, как значительный рост расхода горючего, падение мощности двигателя, весьма нестабильная его работа и т.п. Если такое происходит, то это устройство или же вышло из строя ввиду каких-либо внешних воздействий, или исчерпало тот ресурс, который был в нем заложен производителем. Бывает и такое, что вполне исправный катализатор демонтируют при проведении тюнинга для того, чтобы увеличить мощность автомобиля.

Удаление катализатора: что оно дает?

Если катализатор неисправен, то когда его удаляют, двигатель автомобиля вновь приобретает свои изначальные, заводские параметры, он начинает легче «дышать», в результате чего снижается расход топлива и возрастает мощность. В тех случаях, когда катализатор снимают для того, чтобы модернизировать выхлопную систему, то эта процедура, обычно дополняется монтажом нового глушителя прямоточного типа, который создает значительно меньше, чем катализатор, препятствий выхлопным газам. В сочетании с перепрошивкой силового агрегата (которая также производится) это приводит к увеличению мощности силового агрегата. Необходимо отметить, что такой способ тюнинга нередко именуется «любительским», поскольку при тюнинге выхлопной системы, выполняемом професиионалами (используемом, например, для «доработки» спорткаров) производится немало расчетов и задействуется большое количество параметров. Профессиональный тюнинг производится только высококлассными специалистами и обходится в немалые суммы.

Процедура правильного удаления катализатора

Большинство автовладельцев не являются специалистами в области тюнинга своих «железных коней», и поэтому для удаления катализатора им лучше всего обращаться в специализированные сервисные мастерские, где его заменят на пламегаситель, причем сделают это на высоком профессиональном уровне. Если же решено все-таки провести эту процедуру своими силами, то необходимо обязательно учесть целый ряд важных нюансов.

Прежде всего, очень желательно демонтировать оба датчика, которые имеет лямбда зонд, особенно если имеется хоть небольшая вероятность их сломать (они в своей конструкции имеют хрупкие керамические элементы). При их монтаже обратно надо внимательно следить за тем, чтобы не перекручивались проводники.

Необходимо также правильно выбрать пламегаситель по размеру для того, чтобы после его установки не была нарушена геометрическая конфигурация системы.

Когда выбивается керамический катализатор нужно следить за тем, чтобы в системе не оставалось его частиц. Очень желательно по окончании этого процесса продуть ее воздухом или же пропылесосить. Кроме того, удалять лучше всего сразу оба катализатора.

Как удалить катализатор самому?

Если вместе с желанием сделать эту работу самому, не прибегая к помощи профессионалов, есть еще и возможность воспользоваться подъемником или загнать автомобиль на яму, то предпочтительнее всего демонтировать узел, в котором располагается катализатор, и выбить его прямо на земле. Это снизит вероятность, что внутри останется пыли и частицы, да и просто это делать довольно удобно. Выбивают катализатор монтировкой или отверткой с молотком через отверстие. Если его снятие производится непосредственно на автомобиле, то произвести эту процедуру можно через вырезанный в корпусе небольшой люк. Нужно заметить, что все сказанное выше относится к демонтажу катализаторов из керамики. Если же они из металла (как, к примеру, на автомобилях BMW), то придется использовать болгарку и сварочный аппарат.

Перепрошивка двигателя после удаления катализатора

После того, как удален катализатор, настоятельно рекомендуется произвести перепрошивку двигателя. Некоторые автомобилисты игнорируют эту процедуру, однако она все же действительно необходима, особенно для тех автомобилей, которые соответствуют нормам Евро-2. дело в том, что именно после перепрошивки двигатель начинает работать в своем штатном режиме, причем мощность его увеличивается. К тому же, установка «обманки» вместо перепрошивки часто приводит к перерасходу, а не к экономии топлива.

плюсы и минусы удаления автомобильного катализатора

Каталитический нейтрализатор выхлопных газов водители и работники автомастерских обычно называют просто катализатором автомобиля. Это устройство устанавливается перед выхлопной трубой. Оно нужно, чтобы минимизировать вред окружающей среде, который наносят выхлопные газы.

В специальной камере, где содержится платина, палладий, радий и другие активные компоненты, происходит химическое «сжигание» вредных выхлопов. Благодаря химической реакции агрессивная окись углерода и азота превращаются в более безопасные компоненты: углекислый газ, воду, свободный азот.

Устройство катализатора автомобиля простое. Он представляет собой трубку, состоящую из мелких керамических или металлических «сот». Стенки ячеек покрыты активной смесью, которая и взаимодействует с выхлопами. Проходя через трубку, воздух очищается, и из выхлопной трубы в атмосферу поступает гораздо меньше токсичных веществ.

Почему каталитический нейтрализатор выходит из строя

Катализатор нужно менять довольно часто – каждые 100-150 тысяч км пробега. Именно за это время он успевает полностью исчерпать свой ресурс. Дело в том, что в нем идет химическая реакция, которая связывает определенные соединения из выхлопных газов. Как только активные реагенты заканчиваются, устройство становится бесполезным.

Но кроме этого, есть несколько причин, по которым каталитический нейтрализатор нужно будет заменить, не дожидаясь указанного пробега. Ускоренный износ устройства возможен при таких условиях:

• Регулярная езда по очень плохим дорогам. Постоянная тряска по камням, ухабам и неровным грунтовкам может приводить к тому, что керамические ячейки просто разбиваются и перестают выполнять свою функцию.
• Неполадки в двигателе. Если в самом моторе или системе зажигания есть проблемы, недогоревшее топливо и масло могут попадать в катализатор, забивая мелкие ячейки.
• Привычка постоянно резко вдавливать педаль газа в пол. В такой ситуации топливная смесь не успевает полностью сгорать, ее остатки также постепенно закупоривают «соты» нейтрализатора.
• Некачественное топливо или различные зимние добавки. В них содержатся примеси свинца и других тяжелых металлов, что сокращает срок жизни очистителя выхлопных газов.
• Постоянные пробки. Пока авто стоит в заторе, его двигатель все равно работает, соответственно, идет и выхлоп отработанного газа. Ресурс катализатора расходуется быстрее рекомендованного пробега.

Как понять, что каталитический нейтрализатор неисправен

Чаще всего катализаторы стоят на авто, которые уже оснащены электронной системой распознавания неполадок. Поэтому при проблемах с устройством на панели загорится лампочка «Проверьте двигатель». К тому же производители встраивают специальные кислородные датчики. Если выхлопные газы перестают очищаться, некоторые машины автоматически перестают запускаться.

Кроме этого, есть еще несколько признаков, по которым можно понять, что нейтрализатор выхлопных газов пора менять. В первую очередь, снизится мощность мотора, машина начнет хуже разгоняться. Также может появиться грохот во время старта авто. Все это происходит из-за того, что выхлопные газы не могут нормально выйти через забитую сетку и возвращаются назад в камеру сгорания – двигатель «задыхается».

Когда удаляют катализатор и как ездить без него

Удалить и заменить неисправную деталь обязательно нужно после того, как нейтрализатор выхлопных газов исчерпал свой ресурс. Это делается либо после определенного пробега, либо если уже наблюдаются явные признаки его неисправности. Если этого не сделать, авто начнет сильнее расходовать топливо, хуже стартовать и разгоняться, а некоторые модели и вовсе перестанут заводиться.

Самый простой выход – просто купить новый катализатор и установить его вместо отработавшего. Но такая деталь стоит дорого из-за содержащихся в ней драгоценных металлов. Поэтому многие владельцы машин просто ставят обманки и используют пламегасители.

Перепрограммирование датчиков

Это наиболее простой способ обойтись без нейтрализатора выхлопных газов. Производители автомобилей устанавливают два кислородных датчика, называемых лямбда-зондами, которые контролируют уровень загрязнения выходящего воздуха. Чтобы можно было ездить без катализатора, эти датчики отключают, а бортовой компьютер перепрошивают с учетом внесенных в конструкцию изменений.

Использование пламегасителя

Это более доступное устройство, чем каталитический нейтрализатор. Пламегаситель работает как глушитель, а также разделяет потоки выхлопных газов. У него нет такой мелкой ячеистой решетки, как в катализаторе, поэтому пламегаситель не настолько чувствителен к качеству горючей смеси и различных добавок. Кроме этого, он куда свободнее пропускает воздух, благодаря чему мощность двигателя увеличивается на 5-10%, а также снижается расход топлива.

«Обманки» для зондов

После установки пламегасителя или полного удаления катализатора понадобятся дополнительные «обманки» для лямбда-зондов, чтобы избежать перепрошивки бортовой системы автомобиля. Что представляют собой эти «обманки»? Это дополнительные проставки, которые отодвигают второй лямбда-зонд дальше от выхлопов. В результате фиксируется меньший уровень загрязнений, и бортовой компьютер не выдает сообщений о неполадках. «Обманки» бывают пустыми или же с мини-фильтром внутри для получения нужных данных по загрязнениям.

Плюсы и минусы удаления катализатора

Для владельцев машин преимуществ в удалении каталитического нейтрализатора выхлопных газов несколько:

• не нужно покупать и регулярно менять недолговечную дорогую деталь;
• возрастает мощность двигателя;
• снижается расход горючего;
• уменьшается чувствительность к качеству топлива;
• мотор не «задыхается» из-за ухудшения отвода выхлопных газов.

Но несмотря на все достоинства удаления катализатора, у этой процедуры есть и ряд недостатков. В первую очередь, ухудшается состав выхлопа, и как результат – более разрушительное действие автомобиля на окружающую среду. А если по какой-то причине выхлопные газы попадают в салон, там может ощущаться неприятный запах. Если не открывать окна на проветривание, начинает болеть голова – водитель и пассажиры получают слабое отправление СО и окисью азота.

Если катализатор удален некорректно или же неправильно установлен пламегаситель, на приборной панели могут постоянно гореть сообщения о неисправности двигателя. Кроме того, возникают сложности с техосмотром, а также может появиться неприятный дребезжащий звук во время езды.

Где удалить катализатор

Можно убрать устройство для очистки воздуха самостоятельно – для этого нужно снять выхлопной коллектор, разобрать нужный узел или вырезать его болгаркой. Однако для этого нужно знать, где именно располагается катализатор. Если пришлось вырезать его болгаркой, дополнительно понадобится сварка. При самостоятельном вмешательстве велик риск того, что появится запах в салоне или неприятный звук при езде.

Лучше всего доверить эту работу профессионалам из автомастерской. Специалисты гарантированно сделают все быстро и правильно, а также помогут выбрать оптимальную альтернативу каталитическому нейтрализатору: перепрошивка, «обманки» или пламегаситель.

Удаление катализатора: когда это действительно необходимо

Рано или поздно владельцы автомобилей сталкиваются с необходимостью удаления катализатора. Или думают, что сталкиваются. Или их просто в этом убеждают. Мы побеседовали со специалистом СТО «Mastery», специализирующейся на решении любых проблем с глушителем – выпускной системой двигателя.

 – На самом деле, мало кто из владельцев автомобилей правильно представляет, когда нужно производить удаление катализатора. Другое дело, что не все автосервисы компетентны в этом вопросе и порой предлагают удалить катализатор в любой непонятной ситуации, – объясняет специалист. – Кроме того, на просторах интернета скопилось множество неверной информации, начитавшись которой, многие владельцы автомобилей чаще всего принимают неверное решение об удалении катализатора.

Когда действительно нужно удалять катализатор?

Ни для кого не секрет, что внутренность катализатора – это керамические или металлические соты, на стенки которых нанесены специальные элементы, выступающие катализаторами химических реакций, в ходе которых вредные соединения, такие как углеводороды (CH), окислы азота (NOx), угарный газ (CO), распадаются и окисляются до безвредных углекислого газа (CO2) и водяного пара (h3O). Таким образом, проходя через катализатор, отработавшие газы становятся чище и не так воняют.

Существует немало симптомов, указывающих на старение катализатора и его выход из строя. У бензиновых и дизельных автомобилей эти симптомы немного разные.

На бензиновых автомобилях с катализатором могут случиться две вещи:
● снижение эффективности;
● механическое разрушение.

На дизельных автомобилях с катализатором может произойти следующее:
● засорение сажей. 

Рассмотрим все неисправности катализатора подробнее. 

Снижение эффективности катализатора

Со временем катализатор постепенно теряет свою способность очищать выхлопные газы, и автомобиль по экологичности выбросов перестает соответствовать своей норме (например, Евро 4, Евро 5). И если автомобиль, оборудован вторым лямбда-зондом, расположенным после катализатора, и являющимся диагностирующим (примерно с 1999 года он уже стоит практически на всех машинах), то на панели приборов загорается ошибка, которая при компьютерной диагностике чаще всего имеет номер P0420 и расшифровывается как «Степень преобразования каталитического конвертера ниже порогового значения», «старение катализатора», «недостаточная эффективность катализатора» и т.п. Понятное дело, что эта ошибка также появится, если катализатор удалить. Что надо делать?

В большинстве случаев эта ошибка совершенно никак не влияет на работу двигателя и не отражается на езде машины, но многих автовладельцев вполне обоснованно не устраивает посторонняя «лампочка», постоянно горящая перед глазами, и они хотели бы сделать так, чтобы она не горела. Есть три способа убрать ошибку. Первый – установка нового оригинального или универсального катализатора, что, собственно, и предусмотрено автопроизводителями и законодательством во всем цивилизованном мире. Действительно, можно купить новый катализатор, но никто этого не делает из-за высокой цены нового катализатора. Новый оригинальный катализатор – недешевая деталь, которая обойдется в сумму от нескольких сотен долларов до тысячи и даже больше. Поэтому в нашей стране новый катализатор, тем более оригинальный, никто по своей воле не ставит. Но есть более бюджетная альтернатива «оригиналу» – новый универсальный катализатор. Правда, это решение подходит не всегда. В некоторых случаях, когда родной катализатор имеет слишком специфическую форму и расположение, подобрать подходящий по размеру универсальный может оказаться затруднительно. Кроме того, они, как правило, китайского производства, и их ресурс и прочность самой керамики существенно ниже, чем у оригинала. Поэтому в случаях, когда установка универсального катализатора является оптимальным решением, мы предлагаем его исключительно в металлическом исполнении, так как металлические соты по крайней мере не подвержены рассыпанию на куски в отличие от хрупкой керамики. Вообще следует понимать, что катализатор – это такая вещь, сохранность и срок службы которой в меньшей степени зависят от самого катализатора, а в основном определяются условиями, в которых он работает. Техническая исправность двигателя, в частности нормальная работа топливной системы и системы зажигания, позволяют катализатору служить долго. Именно поэтому, покупая катализатор, вы никогда не получите какой-либо серьезной гарантии на него, даже если берете оригинал у официального дилера. Слишком много внешних факторов способны оказывать негативное влияние на ресурс катализатора.

Второй способ убрать ошибку «по катализатору» – поставить под второй лямбда-зонд специальную проставку, которая также известна как «обманка лямбда-зонда». Эта обманка уменьшает количество выхлопных газов, поступающих к лямбда-зонду, а если она усовершенствованная, с маленьким катализатором внутри, то этот выхлоп еще и проходит некоторую очистку. В результате лямбда-зонд подает на блок управления сигналы, соответствующие исправно работающему катализатору, поэтому ошибка не загорается. Если обманка лямбда-зонда не помогает, есть третий способ – программное отключение второго лямбда-зонда. Эта процедура известна как «перепрошивка на Евро-2». Перепрошивка заключается в редактировании заводской настройки блока управления двигателем («мозгов») таким образом, что в ней второй лямбда зонд никак не фигурирует и не опрашивается, а в остальном двигатель работает так же, как и прежде. Однако такое решение применимо не для всех машин, очень много тут зависит от года выпуска и модели блока управления. Также в некоторых случаях программное устранение ошибки возможно лишь путем увеличения пороговых значений сигнала со второго лямбда-зонда, а сам датчик при этом должен оставаться на месте и быть исправным.

Механическое разрушение катализатора

Если двигатель всю свою жизнь работает идеально и без сбоев, то теоретически катализатор может оставаться целым весь срок службы автомобиля, даже если он уже давно утратил свою эффективность. Но, к сожалению, так бывает не всегда и не у всех. Катализатор – довольно уязвимая деталь, и любая неисправность топливной системы или зажигания может привести к его разрушению. Как это происходит? Очень просто.

Если мотор работает нестабильно, троит или нарушены фазы газораспределения, то несгоревший в цилиндре бензин попадает в катализатор, воспламеняется там, мгновенно разогревая его до таких температур, при которых керамика перегревается (буквально светится красным), теряет свою прочность и впоследствии начинает крошиться на куски и толочься в пыль. А может и сразу оплавиться, превратившись в твердый сгусток, препятствующий свободному прохождению газов. Кстати, на многих свежих машинах (до 5 лет) катализатор может рассыпаться и без каких-либо явных причин. Видимо, это связано с общей тенденцией к снижению запаса прочности и ресурса деталей у новых машин.

Если произойдет разрушение катализатора, водитель наверняка почувствует соответствующие симптомы. В зависимости от того, насколько сильно поврежденный катализатор препятствует прохождению выхлопных газов, может снизиться тяга автомобиля (вплоть до полной неспособности передвигаться своим ходом), двигатель с трудом будет набирать обороты, так и не достигая высоких значений (вплоть до невозможности нормально работать даже на холостом ходу). Разумеется, разрушенный катализатор не должен оставаться на машине. Как его удалять, что вместо него ставить (трубу, пламегаситель, другой катализатор) – это в каждом конкретном случае решается индивидуально, исходя из технических возможностей, бюджета и целесообразности.

Катализатор на дизельных автомобилях.

Пожалуй, единственное, что может случиться с катализатором на дизельной машине – это его засорение сажей. Как скоро это происходит, во многом зависит от манеры езды и от состояния топливной аппаратуры. То есть чем хуже сгорает дизельное топливо, тем больше образуется сажи и быстрее забивается катализатор, опять же ухудшая динамику машины. Кроме того повышенное сопротивление выхлопу отрицательно сказывается на сохранности турбины.

Обычно в таких случаях катализатор удаляют, что, конечно, не идет на пользу экологии, но позволяет забыть о проблеме и в некоторой мере сберечь бюджет владельца в дальнейшем. Реже их промывают специальной химией, но нет уверенности в том, что это поможет надолго, особенно если не решена проблема с повышенным сажеобразованием, и из трубы валит черный, словно чернила каракатицы, дым.

Когда же действительно нужно удалять катализатор?

Катализатор действительно нужно удалять в случае его механического разрушения. Или если владелец автомобиля, понимая все, что изложено выше, хочет сделать это в любом случае, независимо от его состояния.

Вопреки распространенному заблуждению, появление ошибки P0420 не означает, что катализатор нужно удалять. Катализатор, утративший эффективность не обязательно разрушен. Он вполне может оставаться целым и не мешать машине ехать.

В свою очередь, самый верный способ продиагностировать катализатор на предмет разрушения – это заглянуть непосредственно внутрь него. Ошибки, указывающей на забитость, не существует, а потеря мощности может произойти и вследствие многих других неисправностей, не относящихся к системе выпуска. 

Когда не нужно или бесполезно удалять катализатор?

Если из выхлопной трубы пошел дым, не спешите винить катализатор и звонить в ремонт глушителей. Катализатор здесь ни при чем. Токсичные газы, которые он нейтрализует бесцветны, а дым говорит о том, что в двигателе плохо сгорает топливо (например, из-за неисправности форсунок, плохих свечей или проводов) или кроме топлива сгорает что-то еще (например, масло или антифриз). Ищите проблемы там. 

Когда приходится устанавливать катализатор?

Если автомобиль зарегистрирован в РБ, и в техпаспорте указано, какому классу экологичности соответствует автомобиль, то на техосмотре его будут проверять на соответствие этому классу. Так что если катализатор утратил эффективность, то владельцу все-таки придется купить катализатор (новый оригинальный или универсальный катализатор), чтобы пройти техосмотр своим ходом. Если в техпаспорте ничего такого не указано, то на машину распространяются общепринятые нормы по выбросам, которым будет соответствовать любая машина, независимо от того, есть у нее катализатор или уже удален. Но при условии, что двигатель и все его системы исправны. А если по двигателю есть проблемы, и выхлоп слишком токсичный, то никакой катализатор тут не поможет.

Пламегаситель – это не катализатор, он не выполняет функцию по очистке выхлопа, равно как и не гасит никакого пламени. По своей конструкции и сути это еще один прямоточный резонатор в системе, не допускающий повышения громкости выхлопа после удаления катализатора и устраняющий характерный неприятный звон, возникающий в пустом корпусе катализатора. 

Благодарим за беседу специалистов СТО «Mastery».
autospot.by

Удаление катализатора — все что нужно знать и цена

В данной статье постараемся ответить на несколько основных вопросов, связанных с удалением катализатора:

Зачем удалять катализатор

В большинстве случаев катализатор вырезают, когда он выходит из строя, о чем может сообщить как ошибка катализатора — горящая лампочка на приборной панели, которая при диагностике имеет соответствующий код, так и внешние признаки — это снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива, нестабильная работа мотора и так далее. Это говорит о том, что катализатор исчерпал заложенный ресурс или пришел в негодность вследствие внешних воздействий. Второй случай, когда он исправен, но его удаляют при тюнинге автомобиля для увеличения мощности.

Что дает удаление катализатора

При неисправности катализатора его удаление дает, естественно, как минимум возвращение к заводским параметрам и плюс мотору становится легче дышать, что благоприятно скажется на мощности и расходе. Если же катализатор удаляют при модернизации выхлопной системы, то это, как правило, сопровождается установкой прямоточного глушителя и перепрошивкой автомобиля для увеличения мощности, и в данном случае важно, чтобы было как можно меньше препятствий для выхода выхлопных газов. Это так называемая «любительская» доработка, при профессиональном же тюнинге выхлопной системы, например для спортивных автомобилей, учитывается множество параметров и проводится множество расчетов, что делается специалистами и стоит дорого.

Как правильно удалить катализатор

Если вы далеки от обслуживания своего автомобиля самостоятельно, наиболее правильным будет удалить катализатор в специализированном автосервисе с заменой его на пламегаситель. Если все же чувствуете, что вам это по плечу, учтите несколько важных моментов:

• желательно выкрутить оба датчика лямбда зонда, если есть хоть малейший риск их повредить — они имеют внутри керамический элемент,
• при вкручивании датчиков назад, следите чтобы провода не перекрутились,
• при установке пламегасителя, старайтесь правильно подобрать его размер, чтобы не нарушать геометрию системы,
• при выбивании керамического катализатора следите, чтобы не оставалось его частиц, по возможности продуйте внутренности воздухом или пройдите пылесосом,
• если удаляете первый катализатор, удалите и второй — он вам уже не к чему, в то же время забудете об этой проблеме навсегда.

Удаление катализатора своими руками

Тем же у кого есть возможность загнать автомобиль на яму или подъемник и желание произвести удаление катализатора своими руками, порекомендуем сперва снять с автомобиля деталь, на которой он расположен и выбивать его на земле — так гораздо удобнее и меньше вероятности, что там останется пыль и частицы. Выбить его можно через отверстие монтировкой или длинной отверткой и молотком. На автомобиле же это можно сделать и через вырезанный в корпусе лючок при трудном доступе или сложности демонтажа.

Это относится к удалению керамических катализаторов, в случае же, если они металлические (как например на БМВ) без болгарки и сварки никак не обойтись.

Перепрошивка после удаления катализатора

Если вы устанавливаете наши обманки лямбда зонда, перепрошивка после удаления катализатора не требуется. Достаточно просто сбросить ошибку отключением клемм аккумулятора или диагностическим сканером и ездите на здоровье!

Удаление катализатора — физическое и программное

На всех современных автомобилях с бензиновыми двигателями установлены один или несколько катализаторов. В следствии естественных причин (забился при большом пробеге авто) илив связи с определенными обстоятельствами (некачественное топливо, механические повреждения, неисправность двигателя или выхлопной системы) катализаторы выходят из строя. Выходят из строя, значит не выполняют свою основную функцию — очищение выхлопных газов. Перестают очищать выхлопные газы они по причине засоренности, оплавления или разрушения. После этого автомобиль теряет тягу, повышается расход топлива, возникает нестабильная работа двигателя на холостых оборотах, ну и появляется всеми любимый Джеки Чан «Check Engine» на приборной панели. Для восстановления нормальной работоспособности автомобиля необходимо произвести ремонт катализатора. Ремонт подразумевает замену старого катализатора на новый (оригинальный очень дорогой, а неоригинальный среднего качества просто дорогой) или удаление катализатора. Поскольку первый вариант ремонта нецелесообразен (катализатор очень дорогой, а менять его придется снова), далее мы расскажем о вариантах удаления катализатора.

Что такое катализатор

Катализатор или каталитический нейтрализатор — это элемент выхлопной системы автомобиля, предназначенный для очищения выхлопных газов и как следствие снижения вредных выбросов в окружающую среду. Состоит он из керамической матрицы с напылением драгоценных металлов (платиновой группы) на стенках. Соты этой матрицы задерживают в себе вредные частицы, которые образуются в следствии химической реакции выхлопных газов и напыления на сотах матрицы. В результате из очень вредных газов в атмосферу попадают уже менее вредные очищенные газы. Катализаторы стали устанавливать на автомобили в конце 90-х годов. Благодаря им появился экологический класс ЕВРО 2. Отличительная особенностью данного класса — возможность физически удалить катализатор без необходимости программных манипуляций или установок обманок и эмуляторов. Говоря простым языком, неисправный катализатор можно было просто удалить без каких либо негативных последствий. Это важно знать для понимания необходимости удаления современных катализаторов (Евро 3 и выше), как самого эффективного способа ремонта.

Разновидности катализаторов

Если говорить о разновидностях катализаторов с точки зрения сложности и стоимости ремонта для потребителя, то стоит выделить:

Катализаторы с 1 лямбда зондом (ЕВРО 2) — имеют 1 датчик кислорода. Он устанавливается до катализатора и измеряет уровень кислорода в выхлопных газах. Самый простой вариант. Катализатор просто удаляется. Вы оплачиваете только слесарные работы по удалению.

Катализаторы с 2 лямбда зондами (ЕВРО 3,4,5) — имеют 2 датчика кислорода. Первый устанавливается до катализатора и измеряет содержание кислорода в выхлопных газах, поступающих из выпускного коллектора. Второй устанавливается после катализатора, получает информацию о количестве кислорода от 1-го датчика, сравнивает с количеством кислорода которое осталось после прохождения через матрицу катализатора и выносит вердикт. Если кислорода стало больше — катализатор исправен. Если количество кислорода не изменилось — катализатор неисправен. Этот вариант намного сложнее. Поскольку после удаления матрицы катализатора, кол-во выхлопных газов до и после катализатора (т.е на обоих датчиках кислорода) становится одинаково — автомобиль впадает в аварийный режим. Основная задача специалиста — «убедить» второй лямбда зонд в разном содержании кислорода или избавиться него насовсем.

Коллекторные катализаторы — катализатор находится внутри корпуса коллектора. Для ремонта необходимо снятие коллектора, что увеличивает стоимость ремонта. Т.е помимо стандартных работ по удалению необходимо оплачивать работы по съему и установке коллектора, что на некоторых автомобилях долго и дорого.

Признаки неисправного катализатора

1. Значок Check Engine на приборной панели. Компьютерная диагностика выдает ошибку P0420 «Низкая эффективность системы каталитической нейтрализации».
2. Увеличенный расход топлива.
3. Потеря тяги.
4. Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу.

Последствия эксплуатации автомобиля с неисправным катализатором

Из-за того, что нормально эксплуатировать автомобиль с неисправным катализатором не получится, случаи серьёзных поломок достаточно редкое явление. Но если они происходят, то заканчиваются дорогостоящим ремонтом. Распространенным случаем является расплавление сот катализатора и их попадание в камеру сгорания, что приводит к задирам в цилиндрах двигателя и поршневой группе.

Volkswagen Tiguan 2.0 t подробнее

Mitsubishi Lancer 9 подробнее

Honda Accord 8 подробнее

Для того чтобы понимать суть разных вариантов работ по удалению катализатора, необходимо знать что такое эмулятор и обманка для датчика кислорода, пламегаситель и турбинка.

Что такое эмулятор сигнала датчика кислорода

Эмулятор сигнала второго датчика кислорода это электронное устройство, основной функцией которого является перехват, корректировка показаний датчика кислорода и их передача в ЭБУ двигателем. Если говорить просто, то эмулятор преобразует аварийный сигнал второго датчика кислорода в нормальный, тем самым предотвращая включение аварийного режима на автомобиле.

Что такое механическая обманка на датчик кислорода

Это маленькая проставка внутри которой находится керамический сетка с каталитическим напылением. Принцип действия такой же как и у обычного катализатора: выхлопные газы проходят через обманку, вступают в реакцию с каталитическим напылением и выходят наружу очищенными. Разница в том, что эффект очищения минимальный, но его хватает, чтобы датчик второго лямбда зонда зафиксировал положительные изменения в количестве кислорода и не выдавал ошибку на ЭБУ.

Что такое пламегаситель (турбинка)

Специальная ремонтная вставка в корпус катализатора, выпускного коллектора или в разрез приеной трубы. Представляет из себя конструкцию из двух труб разного диаметра. Внутри труб находится специальный шумопоглащающий материал на основе базальтового волокна или металлическое антикоррозийное наполнение.

Почему нельзя просто оставить пустым корпус катализатора?

1. Звук будет как у консервной банки,
2. Быстрее выйдут из строя элементы выхлопной системы,
3. Автомобиль впадет в аварийный режим (для машин с двумя датчиками кислорода).

А это безопасно? Плюсы и минусы удаления катализатора

Да, это безопасно! Катализатор не несет никакой жизненно важной функции для двигателя. Он просто очищает выхлопные газы. Более того, наличие катализатора отягощает двигатель дополнительными заботами, что влияет на общий КПД. Тем не менее на современных автомобилях недостаточно просто удалить катализатор, необходимо создать заводские условиях для функционирования выхлопной системы автомобиля.

Плюсы:

Если говорить про ощутимые плюсы, то их два:

1. автомобиль возвращается к нормальной эксплуатации
2. если не экономить на ремонте, можно избавиться от проблем с катализатором раз и навсегда

Многие пишут про увеличение мощности двигателя, снижении расхода топлива и т.д. Это все актуально, но разница настолько невелика, что вы её не почувствуете. Если нужно добиться снижения расхода топлива, большего крутящего момента и мощности необходимо делать специальный чип тюнинг.

Минусы:

• автомобиль больше загрязняет окружающую среду.

Варианты удаления катализатора

Удаление катализатора подразумевает два вида работ: слесарные и программные.

Слесарные работы

Удаление катализатора с заменой на пламегаситель или турбинку

Самый распространенный и разрекламированный способ. Катализатор удаляют и на его место устанавливают пламегаситель (внутрь родного корпуса катализатора) или турбинку (в разрез приемной трубы).

Недостатки пламегасителя и турбинки:

1. Не создают необходимый подпор газов, как с родным катализатором.
2. Неэффективная работа при высоких оборотах двигателя;
3. Небольшой срок службы.

Удаление катализатора с заменой на вставку из нержавеющей стали

Этот способ был разработан в нашей компании после неудачного опыта установки катализаторов и турбинок на современные автомобили. Современный автомобиль имеет очень сложное устройство и требует к себе технологичный подход. Наша фирменная вставка изготавливается из высококачественной стали марки 12Х18Н10Т. У неё есть два важных преимущества:

1. Создает необходимый подпор газам, как и родной катализатор.
2. Имеет большой срок службы.

Наша вставка одинаково эффективно работает при любых оборотах двигателя. Газодинамические характеристики системы восстанавливаются до заводского уровня. На сегодняшний день она не имеет недостатков по сравнению с пламегасителями и турбинками.

Программные работы

Установка обманок или эмулятор на сигнал второго лямбда зонда (датчика кислорода)

Эмулятор — корректирует сигнал от второго датчика кислорода и передает ЭБУ двигателя данные о том, что катализатор в порядке.

Обманка — выдает на второй датчик кислорода очищенные выхлопные газа, создавая эффект исправного катализатора.

Перепрограммирование автомобиля под нормы ЕВРО 2

По своей сути это чип тюнинг, только основной задачей является программное удаление катализатора, а не повышение мощности и крутящего момента двигателя. С помощью оригинальных (не китайских) программаторов мы считываем заводскую прошивку ЭБУ, на месте (не отправляя в сторонние организации) производим перепрошивку под нормы ЕВРО 2, тем самым удаляя из блока управления двигателем второй лямбда зонд.

Мы рекомендуем всем нашим клиентам выбрать вариант физического удаления катализатора с заменой на нашу фирменную вставку + перепрограммировать ЭБУ под нормы ЕВРО 2. На такой вариант ремонта мы предоставляем гарантию 10 лет! На практике такой ремонт избавит вас от проблем с неисправным катализатором раз и навсегда.

Что дает удаление катализатора? | Лёха Выхлоп

Катализатор или как ещё его называют – каталитический нейтрализатор или конвертер, выполняет не самую простую роль в жизни выхлопной системы автомобиля. Он выполняет функцию по очистке выхлопных газов от химических веществ, которые вредны для окружающей среды.

Чтобы качественно удалить катализатор, приезжайте к нам!

Чтобы качественно удалить катализатор, приезжайте к нам!

Наши специалисты умеют удалять катализатор без последствий

Наши специалисты умеют удалять катализатор без последствий

Удаление катализатора дает небольшой прирост мощности двигателя

Удаление катализатора дает небольшой прирост мощности двигателя

Удаление.

Удаление катализатора даёт некоторые изменения выхлопной системе транспортного средства:

• Уменьшается расход топлива
• Изменение мощности авто
• Не появляется ошибка по катализатору

Конвертер в некоторой степени затормаживает проход выхлопным газам, именно поэтому, после его удаления происходит увеличение пропускной способности, так как у выхлопных газов больше нет препятствий. Таким образом, и происходит прирост мощности двигателя авто.

У нас в наличии всегда большой ассортимент различных катализаторов

У нас в наличии всегда большой ассортимент различных катализаторов

Также у нас в ассортименте большое количество сажевых фильтров для дизельных автомобилей

Также у нас в ассортименте большое количество сажевых фильтров для дизельных автомобилей

Причины удаления.

Причины для удаления катализатора могут быть разными. Конечно же, самая популярная, это просто избавление и детали, по которой может возникнуть ошибка н панели управления, но также удаление каталитического нейтрализатора без дальнейшей установки нового, могут послужить такие причины:

• Механические повреждения от ударов из вне
• Катализатор засоряется
• Нейтрализатор начал разрушаться из-за постоянных перегревов
• Использование топлива низкого качества
• Нет должного облуживания автомобиля

Такие причины с невероятной легкостью могут подтолкнуть к удалению катализатора без ремонта или замены на другой компонент.

Услуги.

Автосервис «Лёха Выхлоп» может предоставить несколько услуг, которые напрямую связаны непосредственно с каталитическим нейтрализатором выхлопной системы транспортного средства.

Специалисты нашего сервиса всегда готовы помочь разобраться в любых интересующих Вас вопросах, которые связаны с нейтрализатором выхлопных газов. Вам расскажут о всех преимуществах и недостатках при его удалении. Также, посетив нас по адресу: г. Москва, Загородное шоссе 1, кор 2, Вы получите полную компьютерную диагностику выхлопа при помощи новейших технологий, чтобы убедиться в исправности работы выхлопной системы.

Мифы и разоблачение про удаление катализатора, EGR

28.10.2020, Просмотров: 3961

В этой статье я расскажу вам о мифах и реальности про удаление катализатора, после о том, зачем нужно удалять EGR на своем автомобиле с пробегом.

Краткое вступление

Удаление катализатора и клапана EGR довольно популярная процедура, которой пользуются владельцы автомобилей с пробегом более 100 000 км. Причина, по которой автовладельцы это делают — выход из строя таких дорогих компонентов, попытка открыть “второе” дыхание мотору, увеличение мощности за счет улучшения пропускной способности выхлопной системы, а также стабильность работы двигателя за счет отсутствия клапана ЕГР, который забивается масляными отложениями.

Итак, для того, чтобы понять для себя, нужен ли катализатор вашему авто — разрушим несколько мифов.

Миф №1 — в катализаторе топливо догорает

Это не совсем так. Главное назначение катализатора — окисление угарного газа, который содержится в выхлопе. Внутри катализатора находятся керамические соты, именно такая форма позволяет улучшить контакт выхлопных газов с поверхностью платино-иридиевого сплава. Частицы несгоревшей рабочей смеси, соприкасаясь с поверхностью катализатора окисляются кислородом, поэтому в катализаторе смесь не догорает и не сгорает. Внутри катализатора температура варьируется от 400 до 800 градусов, и это считается оптимальной средой для эффективной работы, итог чего становится выхлоп газов, практически безвредных для окружающей среды. Кстати, катализатор является и пламегасителем, разбивая поток газов.

Миф №2 — для катализатора нужно специальное топливо

Это точно миф, единственная правда из этого то, что этилированный бензин может мгновенно вывести из строя “катал” и циркониевое покрытие датчика кислорода. В таком топливе есть тетраэтилсвинец, мгновенно расплавляющий керамические стенки, из-за чего пропускная способность падает, двигатель начинает работать крайне нестабильно.

Миф №3 — катализатор быстро выходит из строя

Средний срок службы, при качестве нашего топлива, варьируется от 50 до 200 тысяч километров. По истечении определенного пробега необходима замена катализатора, но в силу дороговизны, его вырезают и устанавливают с пламегаситель. Каталитический нейтрализатор это своеобразный фильтр, а фильтры, как известно, мы меняем. На ресурс нейтрализатора непосредственно влияет качество топлива, правильная работа топливной и системы зажигания. Катализатор может быть керамическим и металлическим, поэтому в силу дешевизны многие автопроизводители останавливаются на втором варианте. Керамический нейтрализатор крайне уязвим к ударам и попаданиям воды на раскаленную деталь. Именно поэтому мы можем наблюдать, что катализатор у многих авто находится практически сверху под капотом.

Миф №4 — каталитический нейтрализатор урезает мощность

Миф оправдан и логичен, ведь всякое сопротивление требует больше энергии для высвобождения газов. Исправный катализатор вообще не отнимает мощности, чего нельзя сказать о вышедшем из строя, который может вообще перекрыть выпуск газов. Поэтому производители рекомендуют после 100 000 заменить нейтрализатор.

Как понять что катализатор вышел из строя:

• мощность двигателя резко снижается;
• на щитке приборов горит ошибка по датчикам кислорода;
• нестабильная работа двигателя, троение, бывает что мотор просто глохнет;
• появление резкого запаха сероводорода.

Стоит ли глушить датчик кислорода после удаления катализатора

Лямбда-зонд непосредственно влияет на работоспособность двигателя, мощностные и экономические показатели. Выявляя количество кислорода в выхлопе он влияет на смесеобразование. Устанавливается до и после катализатора, тем самым контролируя и его работу. Если двигатель не замудренный — можно перепрошить блок управления двигателем под нормы Евро-2. Это немного увеличивает расход топлива, зато отмечается, что двигатель работает “веселее”.

О клапане EGR

Для чего нужен клапан ЕГР? Здесь снова идет речь об экологии. Exhaust Gas Recirculation (EGR) призван снизить оксид азота в выхлопе. Смысл работы клапана рециркуляции отработанных газов одинаков для всех автомобилей, однако есть несколько вариантов исполнения системы. Поэтому ЕГР это только про экологию, на “здоровье” мотора это может только пагубно влиять за счет низкого ресурса клапана и его быстрого засорения сажей, которая распространяется по внутренней поверхности клапанной крышки, на дросселе и других деталях, даже косвенно касающихся выхлопной и масляной системе.

Почему EGR выходит из строя

Наиболее распространенные случаи поломки клапана:

• коробление корпуса, из-за чего начинается подсос воздуха и троение двигателя;
• разрыв цепи актуатора;
• заклинивание клапана, зависание его в определенном положении — кстати, наиболее распространенные случаи.

Заклинивание клапана рециркуляции случается часто по банальным причинам: при сгорании рабочей смеси образуется сажа, которая постоянно накапливается. Вся сажа накапливается на клапане ЕГР, и если он заклинит в открытом положении, то лучше сразу его заменить или вовсе удалить, ибо вся сажа попадет непосредственно в цилиндры.

Как удаляют EGR

Смысл удаления кроется в перекрывании потока газов через клапан. Обычно вместо клапана ставят заглушку, только она должна быть металлическая и четко отформованная по плоскости клапана. Минимальная толщина метала заглушки — 2 мм. ситуация усложняется когда у клапана ЕГР есть свой охладитель, и если он автономный то проблем нет, а если это звено цепи системы охлаждения, то ее придется грамотно кольцевать.

Вторая часть удаления — программная. Помимо того, что из блока управления двигателем удаляется вся информация по EGR, еще приходится корректировать воздушную карту, ибо потом ЭБУ будет “сходить с ума” не понимая, откуда пришел воздух и сколько его в итоге, и что делать с этим количество кислорода.

Что дает в итоге совместное удаление катализатора и клапана EGR?

1. Теперь не нужно раз в 100 000 км менять такие дорогие компоненты, как клапан ЕГР и катализатор.

2. Свободное дыхание автомобиля.

3. Небольшой прирост мощности.

4. Отсутствие проблем с попаданием керамики в цилиндры двигателя, а также с засорением мотора сажей.

5. Вы загрязняете окружающую среду.

Удаление катализатора — Matyjaszewski Polymer Group

Как обсуждалось на странице разработки механизмов и катализаторов, в основе ATRP лежит обратимый гомолитический перенос радикально переносимого атома или группы, обычно атома галогена, от мономерного, полимерного или поверхностно-связанного алкил (псевдо) галогенида на комплекс переходного металла первоначально в более низкой степени окисления, образуя активный органический радикал и комплекс переходного металла в более высокой степени окисления, с последующей отдачей перенесенного атома / группы обратно растущему радикалу, реформируя спящие олиго / полимерные частицы и более низкое окисление состояние комплекса переходных металлов.Поэтому комплексы переходных металлов играют ключевую роль в ATRP и стали предметом нескольких достижений, включая разработку каталитических систем на основе новых металлов (1-6) и лигандов, что привело к разработке каталитических систем, более чем в 10000 раз более активных, чем наши первоначальные. систем. (7-16)

При первоначальной разработке ATRP (17,18) концентрация каталитического комплекса, используемого в типичной полимеризации, была эквивалентна молям инициатора, используемого для реакции; т.е. с bpy в качестве лиганда мольное соотношение реагентов было [I]: [Cu]: [L] = 1: 1: 3, чтобы достичь устойчивых скоростей реакции.Следовательно, удаление катализатора или восстановление катализатора было и остается критическим этапом при получении чистых сополимеров, особенно потому, что удаление катализатора и его рециркуляция могут вызвать экологические проблемы и привести к экономическим затратам, которые коммерческим производителям придется решать.

В лаборатории соединения переходных металлов первоначально удаляли из реакционной среды путем пропускания раствора, содержащего продукт и окисленный катализатор, через колонку или подушку из кислого или нейтрального оксида алюминия, диоксида кремния и / или глины.(19) Если вас беспокоит функциональность конца цепи, следует использовать нейтральный оксид алюминия.

Диапазон сред, которые можно было использовать на этой стадии удаления катализатора, был позже расширен за счет включения ионообменных смол с кислотными группами, которые позволили бы извлекать и рециркулировать переходный металл. (20,21) Скорость удаления катализатора оказалась равной зависит от полярности растворителя и обычно увеличивается с увеличением полярности растворителя и / или температуры. Скорость удаления катализатора также зависела от размера комплекса меди и типа ионообменной смолы.Макропористая смола Dowex MCS-1 размером 20-50 меш была наиболее эффективной из исследованных смол, а комплексы Cu / PMDETA и Cu / Me ₆ TREN были самыми быстрыми для адсорбции.

Другие агенты, которые, как сообщается, успешно удаляют медные каталитические комплексы, включают технический углерод, угольные фильтры, каолин, гидротальцит, кислые глины и силикат магния.

Недавний независимый обзор (22), посвященный удалению меди из неочищенных амино-функционализированных полиметакрилатных цепей, подтвердил эти наблюдения.В обзоре сообщается о серии высокопроизводительных экспериментов, направленных на автоматическую оптимизацию удаления медных катализаторов из полимеров. (23)

Недавно компания ATRP Solutions разработала новую высокоэффективную иммобилизованную систему для удаления меди. ATRP Pure ^® представляет собой смесь ионообменных смол. (24)

Zhu сообщил, что если для ATRP используются определенные линейные аминовые лиганды, добавление дополнительного галогенида Cu ^II в конце полимеризации может вызвать осаждение растворимого комплекса меди, и твердое вещество может быть удалено с помощью микрофильтрации.(25)

Был также разработан многоразовый и экологически чистый ионный трехъядерный комплексный катализатор железа для радикальной полимеризации с переносом атома. (26)

Тем не менее, остается желательной целью определить дополнительные методы для уменьшения количества переходного металла, используемого в процессе, и разработать процедуры для удаления и потенциальной рециркуляции металлического комплекса после завершения полимеризации, чтобы предоставить варианты для корпораций, которые хотят рассматривать ATRP как метод подготовки материалов для конкретного применения.

В водных двухфазных системах, когда катализаторы ATRP на основе меди подвергаются воздействию воздуха, они окисляются до Cu ^II и в присутствии соответствующего лиганда мигрируют в водную фазу эмульсии или миниэмульсии. Каталитический комплекс может быть адсорбирован на ионообменной смоле или, по прошествии некоторого времени, они выпадают в осадок, как твердое неопубликованное наблюдение.

Катализатор может быть легко переработан с использованием процедур инициирования AGET или ARGET ATRP.

В следующей таблице и изображениях обобщены результаты некоторых процедур очистки, используемых для удаления меди из реакции ATRP.

Таблица 1 . Концентрация меди (в миллионных долях по массе), остающаяся после очистки полистирола, полученного с помощью нормальных, ARGET и ICAR ATRP.

	нормальный ATRP	ARGET ATRP		ICAR ATRP
Очистка техника а	[Cu] (частей на миллион)	[Cu] (частей на миллион)	[Sn] (частей на миллион)	[Cu] (частей на миллион)
НР / НП	3718	35.9	107	–
NR / HP	2636	34,6	53,5	33,4
NR / MP	–	–	–	14,9
AC / NP	2.19	1,44	5,90	–
AC / HP	1,37	1,07	5,80	0,66
AC / MP	–	–	–	0,50
10Р / НП	1451	1.48	7,30	–
10R / HP	1405	1,18	8,55	1,43
10R / 2HP	–	–	–	1,05

^a Где NR = отсутствие удаления меди непосредственно из полимеризационного раствора, NP = отсутствие осаждения, HP = осаждение в гексаны, MP = осаждение в метаноле, AC = прохождение раствора полимера через колонку с оксидом алюминия, 10R = перемешивание раствор полимера с 10 мас.-% смолы ATRP Pure® и 2HP = 2 осаждения в гексан.

Рисунок 1 . Изображение образцов полистирола, полученных с использованием обычного ATRP после различных методов очистки, где NR = отсутствие удаления меди непосредственно из раствора для полимеризации, NP = отсутствие осаждения, HP = осаждение в гексаны, MP = осаждение в метаноле, AC = пропускание раствора полимера через колонка с оксидом алюминия и 10R = перемешиваемый раствор полимера с 10 мас.% чистой смолы ATRP.

Рисунок 2 .Изображение образцов полистирола, полученных с использованием ARGET ATRP после различных методов очистки, где NR = отсутствие удаления меди непосредственно из полимеризационного раствора, NP = отсутствие осаждения, HP = осаждение в гексаны, MP = осаждение в метаноле, AC = пропускание раствора полимера через колонка с оксидом алюминия и 10R = перемешиваемый раствор полимера с 10 мас.% чистой смолы ATRP.

Рисунок 3 . Изображение образцов полистирола, полученных с использованием ICAR ATRP после различных методов очистки, где NR = отсутствие удаления меди непосредственно из раствора для полимеризации, NP = отсутствие осаждения, HP = осаждение в гексаны, MP = осаждение в метаноле, AC = пропускание раствора полимера через колонка с оксидом алюминия, 10R = перемешивание раствора полимера с 10 мас.-% смолы ATRP Pure® и 2HP = 2 осаждения в гексан.

ССЫЛКИ

(1) Matyjaszewski, K .; Wei, M .; Xia, J .; МакДермотт, Н. Э. Макромолекулы 1997 , 30 , 8161-8164.

(2) Ando, ​​T .; Kamigaito, M .; Савамото, М. Макромолекулы 1997 , 30 , 4507-4510.

(3) O’Reilly, R.K .; Гибсон, В. С .; White, A.JP .; Уильямс, Д. Дж. Журнал Американского химического общества 2003 , 125 , 8450-8451.

(4) Granel, C .; Dubois, P .; Jerome, R .; Тейсси, П. Макромолекулы 1996 , 29 , 8576-8582.

(5) Uegaki, H .; Kotani, Y .; Kamigaito, M .; Савамото, М. Макромолекулы 1997 , 30 , 2249-2253.

(6) Braunecker, W.A .; Itami, Y .; Matyjaszewski, K. Macromolecules 2005 , 38 , 9402-9404.

(7) Patten, T. E .; Ся, Дж.; Абернати, Т .; Matyjaszewski, K. Science (Вашингтон, округ Колумбия) 1996 , 272 , 866-868.

(8) Matyjaszewski, K .; Patten, T. E .; Xia, J. J. Am. Chem. Soc. 1997 , 119 , 674-680.

(9) Xia, J .; Matyjaszewski, K. Macromolecules 1997 , 30 , 7697-7700.

(10) Xia, J .; Gaynor, S.G .; Matyjaszewski, K. Macromolecules 1998 , 31 , 5958-5959.

(11) Kickelbick, G .; Matyjaszewski, K. Macromol. Rapid Commun. 1999 , 20 , 341-346.

(12) Xia, J .; Чжан, X .; Matyjaszewski, K. ACS Symp. Сер. 2000 , 760 , 207-223.

(13) Matyjaszewski, K .; Goebelt, B .; Paik, H.-j .; Хорвиц, К. П. Макромолекулы 2001 , 34 , 430-440.

(14) Gromada, J .; Matyjaszewski, K. Macromolecules 2001 , 34 , 7664-7671.

(15) Tang, H .; Arulsamy, N .; Радош, М .; Shen, Y .; Царевский, Н. В .; Braunecker, W.A .; Tang, W .; Matyjaszewski, K. Журнал Американского химического общества 2006 , 128 , 16277-16285.

(16) Царевский, Н. В .; Braunecker, W.A .; Tang, W .; Brooks, S.J .; Matyjaszewski, K .; Weisman, G.R .; Вонг, Э. Х. Журнал молекулярного катализа A: Химический 2006 , 257 , 132-140.

(17) Ван Дж.-S .; Matyjaszewski, K. J. Am. Chem. Soc. 1995 , 117 , 5614-5615.

(18) Matyjaszewski, K .; Ван, Ж.-С. В PCT Int. Прил. ; (Университет Карнеги-Меллона, США). WO 9630421, 1996; p 129 с.

(19) Matyjaszewski, K .; Coca, S .; Gaynor, S.G .; Greszta, D .; Patten, T. E .; Wang, J.-s .; Xia, J. In PCT Int. Прил. ; (Университет Карнеги-Меллона, США). WO 9718247, 1997; с.182 с.

(20) Матыяшевский, К.; Pintauer, T .; Гейнор, С. Макромолекулы 2000 , 33 , 1476-1478.

(21) Matyjaszewski, K .; Gaynor, S.G .; Paik, H.-j .; Pintauer, T .; Pyun, J .; Qiu, J .; Теодореску, М .; Xia, J .; Zhang, X. In PCT Int. Прил. ; (Университет Карнеги-Меллона, США). WO 0056795, 2000; с 200 с.

(22) Ydens, I .; Moins, S .; Botteman, F .; Degee, P .; Dubois, P. e-Polymers 2004 , Нет стр.

(23) Чжан, Х.; Abeln, C.H .; Fijten, M. W. M .; Schubert, США e-Polymers 2006 , Нет стр.

(24) http://www.atrpsolutions.com .

(25) Faucher, S .; Окрутный, П .; Чжу, С. Макромолекулы 2006 , 39 , 3-5.

(26) Niibayashi, S .; Hayakawa, H .; Jin, R.-H .; Нагашима, Х. Chemical Communications 2007 , 1855–1857.

Каковы преимущества удаления каталитических нейтрализаторов с автомобилей?

Джейсон Медина

Каталитические нейтрализаторы, отвечающие за воспламенение и сжигание несгоревших выхлопных газов двигателя, стали стандартным автомобильным оборудованием на всех автомобилях, начиная с 1975 модельного года.Хотя каталитические нейтрализаторы помогают очистить выхлопные газы двигателя, они не лишены своих минусов. Ниже приводится краткий список потенциальных преимуществ удаления автомобильных каталитических нейтрализаторов.

Увеличенная мощность двигателя

У автомобилей, у которых удалены каталитические нейтрализаторы, увеличивается мощность двигателя. Каталитические нейтрализаторы создают значительный источник противодавления двигателя из-за ограничивающего воздействия, которое они оказывают на выходящие из двигателя выхлопные газы.Удаление каталитических нейтрализаторов с автомобилей позволяет выхлопным газам выходить из двигателей намного быстрее и на более высоком уровне.

Лучший пробег по газу

Поскольку снятие каталитического нейтрализатора позволяет выхлопным газам выходить из двигателя автомобиля на повышенных оборотах, снижается противодавление двигателя, что снижает нагрузку на двигатель. Это снижение противодавления в двигателе и его нагрузки позволяет двигателю работать более легко и, таким образом, снижает расход топлива и увеличивает расход топлива.

Пониженная рабочая температура двигателя

Поскольку удаление каталитического нейтрализатора снижает нагрузку на двигатель автомобиля, позволяя выхлопным газам легче выходить из двигателя, чистым эффектом является снижение рабочей температуры двигателя.Чем легче двигатель функционирует и чем меньше работы он должен выполнять, тем меньше трение, меньше нагрузка и, в конечном итоге, рабочая температура.

Дополнительные варианты топлива

Автомобили, оборудованные каталитическими нейтрализаторами, работают только на неэтилированном бензине. Бензин на основе свинца, который обеспечивает большую мощность и лучшее сгорание двигателя, быстро разрушает внутренние материалы катализатора каталитических нейтрализаторов. Автомобиль без каталитического нейтрализатора сможет работать на различных видах топлива на основе свинца и / или высокоэффективных топливах, которые были бы невозможны с каталитическим нейтрализатором.

Более здоровый звук выхлопных газов

Каталитические нейтрализаторы работают как автомобильные глушители, единственная цель которых — заглушить звук выходящих выхлопных газов двигателя. Хотя каталитические нейтрализаторы сжигают несгоревшие выхлопные газы на выходе из двигателя, тем самым делая выхлоп из выхлопной трубы чище, они также дополнительно заглушают звук выхлопа автомобиля и издают несколько робкий, сдержанный звук выхлопа. Без каталитического нейтрализатора звук выхлопа автомобиля становится немного громче, глубже и отчетливее.

Еще статьи

Новое решение для удаления остатков катализатора на основе металлов из биоразлагаемого полимера

Присутствие катализаторов на основе металлов в полимерах является одним из препятствий для их применения в упаковке пищевых продуктов и компостировании. Текущие способы удаления этих соединений неэффективны; они включают несколько этапов и используют большое количество органических растворителей и кислот. Для решения этих проблем мы разработали новый экологичный подход, в котором CO ₂ насыщенная вода использовалась для экстракции этих соединений из коммерческого полимера, полипропиленкарбоната (PPC).Хотя PPC имеет благоприятные свойства для упаковки пищевых продуктов и многих других применений, высокий уровень катализатора на основе металла остается в его матрице после полимеризации. Перед процессом экстракции измеряли растворимость различных соединений на основе металлов в CO ₂ насыщенной воде. Наши результаты показали, что при 160 бар и 40 ° C растворимость адипата цинка (ZnAA), глутарата цинка (ZnGA) и метилглутарата цинка (ZnMGA) составляла 0,66 мг / мл ^-1 ,1.37 мг мл ^-1 и 1,54 мг мл ^-1 соответственно. Таким образом, мы попытались очистить PPC, содержащий 2450 ppm остатка ZnGA, используя этот метод. Наши результаты показали, что CO ₂ насыщенная вода способна удалить почти 90% катализатора из PPC при 70 бар и 45 ° C в статическом режиме экстракции. Процесс, разработанный в этом исследовании, превосходит существующие методы, поскольку он не только снижает остатки цинка на 70% больше, чем традиционный метод в отсутствие какого-либо органического растворителя и кислоты, но также позволяет нам удалить другие примеси, такие как циклический пропиленкарбонат. (cPC).Таким образом, этот метод очистки сыграл ключевую роль в улучшении физико-химических свойств PPC. Например, после очистки температура термического разложения ППК была сдвинута со 124 ° C до 214 ° C, что является первостепенным для термической обработки, такой как экструзия горячего расплава; его модуль упругости увеличился с 1 МПа до 1,4 МПа, что имеет решающее значение для упаковки и других применений. Эти результаты показали, что CO ₂ насыщенная вода является эффективным экологически чистым растворителем для удаления металлических соединений из полимера до приемлемого уровня, рекомендованного агентствами по охране окружающей среды для компостирования.Это также откроет путь для расширения применения возобновляемых полимеров для упаковки пищевых продуктов для решения основных экологических проблем.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Катализатор окисления дизельного топлива

Катализатор окисления дизельного топлива

W. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Катализаторы окисления дизельного топлива способствуют химическому окислению CO и HC, а также органической фракции (OF) твердых частиц дизельного топлива. Они также окисляют диоксид серы, который присутствует в выхлопных газах дизельных двигателей при сгорании серосодержащего топлива. Окисление SO ₂ приводит к образованию твердых частиц сульфата и может значительно увеличить общие выбросы твердых частиц, несмотря на уменьшение органической фракции.В современных системах нейтрализации дизельных двигателей важной функцией DOC является повышение содержания NO ₂ в выхлопных газах для поддержки работы катализаторов SCR и сажевых фильтров.

Каталитические реакции

Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) обязан своим названием своей способности способствовать окислению компонентов выхлопных газов кислородом, который в больших количествах присутствует в выхлопных газах дизельных двигателей. При прохождении над катализатором окисления оксид углерода (CO), газовая фаза углеводородов (HC), органическая фракция твердых частиц дизельного топлива (OF), а также нерегулируемые выбросы, такие как альдегиды или ПАУ, могут окисляться до безвредные продукты, и, следовательно, их можно контролировать с помощью DOC.В современных системах дополнительной обработки дизельного топлива важной функцией DOC является окисление оксида азота (NO) до диоксида азота (NO ₂ ) — газа, необходимого для поддержки работы сажевых фильтров и катализаторов SCR, используемых для снижения NOx. . Подробное обсуждение реакций DOC, кинетики реакций и других аспектов технологии можно найти в литературе [3829] .

Механизм реакции над дизельным катализатором окисления объясняется наличием активных каталитических центров на поверхности носителя катализатора, которые обладают способностью адсорбировать кислород.В целом реакция каталитического окисления включает следующие три стадии:

1. кислород связан с каталитическим центром,
2. реагентов, таких как CO и углеводороды, диффундируют к поверхности и реагируют со связанным кислородом, а
Продукты реакции
3. , такие как CO ₂ и водяной пар, десорбируются с каталитического центра и диффундируют в основную часть выхлопного газа.

Окисление углеводородов и CO в выбросах дизельного топлива можно описать следующими химическими реакциями:

[Углеводороды] + O ₂ = CO ₂ + H ₂ O (1)

C _n H _2m + (n + m / 2) O ₂ = nCO ₂ + mH ₂ O (1a)

2CO + O ₂ = 2CO ₂ (2)

Углеводороды окисляются с образованием диоксида углерода и водяного пара, как описано реакцией (1) или — более стехиометрически строго — реакцией (1а).Фактически реакции (1) и (1а) представляют собой два процесса: окисление газовой фазы HC, а также окисление соединений OF. Реакция (2) описывает окисление моноксида углерода до диоксида углерода. Поскольку углекислый газ и водяной пар считаются безвредными, вышеуказанные реакции приносят очевидную выгоду от выбросов. Окисление углеводородов также приводит к уменьшению запаха дизельного топлива.

Однако катализатор окисления будет способствовать окислению всех соединений восстановительного характера; некоторые из реакций окисления могут приводить к образованию нежелательных продуктов и, по сути, быть контрпродуктивными по отношению к назначению катализатора.Окисление диоксида серы до триоксида серы с последующим образованием серной кислоты (H ₂ SO ₄ ), описываемое реакциями (3) и (4), возможно, является наиболее важным из этих процессов.

2SO ₂ + O ₂ = 2SO ₃ (3)

SO ₃ + H ₂ O = H ₂ SO ₄ (4)

Когда выхлопные газы выпускаются из выхлопной трубы и смешиваются с воздухом либо в окружающей среде, либо в туннеле для разбавления, который используется для отбора проб твердых частиц, их температура снижается.В таких условиях газообразный H ₂ SO ₄ соединяется с молекулами воды и зародышеобразователями, образуя (жидкие) частицы, состоящие из гидратированной серной кислоты. Этот материал, называемый сульфатными частицами, способствует общему выбросу твердых частиц из двигателя. Каталитическое образование сульфатов, особенно в сочетании с дизельным топливом с высоким содержанием серы, может значительно увеличить общие выбросы ТЧ и, таким образом, стать препятствием для применения катализатора.

Окисление NO до NO ₂ имеет важное значение для работы современных систем контроля за выбросами дизельного топлива, где DOC является вспомогательным катализатором, поддерживающим работу других типов катализаторов, расположенных после катализатора окисления, для которых требуется повышенное содержание NO _{. 2} / NO соотношение.

2НО + O ₂ = 2НО ₂ (5)

Двуокись азота требуется для повышения эффективности некоторых типов катализаторов SCR, а также для содействия пассивной регенерации сажевых фильтров (DPF). DOC, используемые в приложениях DPF / SCR, обычно оптимизированы для производства с высоким содержанием NO ₂ .

Повышенные отношения NO ₂ / NO с катализаторами окисления — хотя и необходимы для работы систем нейтрализации дизельных двигателей — также были источником разногласий.Среди двух компонентов выбросов NOx NO ₂ показывает более высокую токсичность, чем NO. В некоторых случаях повышенные выбросы NO ₂ могут способствовать ухудшению качества воздуха. Этот потенциальный вредный эффект DOC был впервые обнаружен в подземных выработках [159] . Эта проблема также может играть роль в «уличных каньонах» с высокой интенсивностью движения, даже если термодинамическое равновесие реакции (5) может быть достигнуто быстрее в присутствии солнечного света, а NO может быстро окисляться озоном.

###

Катализаторы окисления метана

Катализаторы окисления метана

W. Addy Majewski, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Катализаторы на основе палладия обычно выбирают для контроля выбросов метана из двигателей, работающих на обедненном газе. Хотя Pd является наиболее активным катализатором окисления CH ₄ , для окисления метана и других короткоцепочечных углеводородов все еще требуются высокие температуры катализатора.Катализаторы Pd также чувствительны к отравлению серой и могут быть дезактивированы даже при незначительных количествах серы в выхлопных газах. Дезактивацию серой можно обратить вспять термической регенерацией, предпочтительно в восстановительных условиях.

Каталитическое окисление метана

Реакции и катализаторы

Окисление метана над катализатором окисления описывается уравнением:

CH ₄ + 2O ₂ = CO ₂ + 2H ₂ O (1)

Поскольку кислород необходим, катализаторы окисления метана (МОС) могут использоваться только для контроля выбросов CH ₄ от двигателей, работающих на обедненном газе.В стехиометрических (иногда именуемых «богатым сжиганием») газовых двигателях метаном можно управлять с помощью трехкомпонентного катализатора (TWC).

Метан является высокостабильным соединением — для разрыва связи C-H и окисления молекулы требуется высокая энергия активации. Следовательно, для окисления метана необходима более высокая температура катализатора по сравнению с углеводородами с более длинной цепью. Для достижения высоких конверсий CH ₄ в реальных условиях катализаторы окисления метана должны работать при температурах около 500 ° C.В то время как в некоторых лабораторных исследованиях сообщалось о зажигании катализатора CH ₄ (T ₅₀ ) ниже 350 ° C [3666] , такие результаты ограничиваются катализаторами с очень высоким содержанием драгоценных металлов, испытанными без или с очень низкой воздействие серы.

Катализаторы на основе палладия обычно считаются наиболее активными в окислении метана и других короткоцепочечных углеводородов, рис. 1 [3651] . Однако, помимо высокой температуры катализатора, другие проблемы каталитического окисления метана включают:

• Окислительная активность катализаторов Pd по CH ₄ ингибируется водяным паром [3456] и
Катализаторы
• Pd очень чувствительны к отравлению серой.

Рисунок 1 . Эффективность окисления метана для различных драгоценных металлов в зависимости от температуры

CH ₄ 1000 частей на миллион, O ₂ 10%, H ₂ O 10%, SV = 40000 л / ч.

Другие драгоценные металлы, рассматриваемые для окисления метана, — это платина и родий. Катализаторы на основе платины представляют интерес для сжигания обедненной смеси из-за их низкой чувствительности к воде и серосодержащим соединениям. Платина не образует стабильных гидроксидов или сульфатов.Сера может даже способствовать окислению метана над катализаторами на платиновой основе. Однако низкотемпературная активность катализаторов окисления метана на основе платины является низкой в ​​обедненных условиях, Рис. 1 [3649] [3651] . Катализаторы окисления на основе Rh также были испытаны. Родий имеет световые характеристики между Pd и Pt. Его чувствительность к отравлению серой также находится между таковой для Pd и Pt [3650] .

###

Удаленное роботизированное удаление катализаторов из реакторов

В 1970-х годах были разработаны первые коммерческие автомобили с дистанционным управлением (ROV) для морской нефтегазовой промышленности.До этого подводные осмотры и операции по техническому обслуживанию выполнялись персоналом в тяжелых подводных костюмах, оборудованном дыхательными аппаратами. Специалист по работе с катализаторами сталкивается с аналогичной ситуацией при входе в сосуды, заполненные азотом (N ₂ ), для вакуумирования отработанного материала катализатора. Количество каталитических емкостей с неподвижным слоем в мировой нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности оценивается в более чем 50 000 (в среднем 50–60 емкостей на установку), ¹ , и тем не менее процесс удаления катализатора практически не изменился за последние 75 лет. .

В 2018 году первый в отрасли промышленный робот для разгрузки катализатора был использован для удаления адсорбента молекулярного сита из дегидратора на заводе СПГ в Австралии. Разработка новой дистанционно управляемой роботизированной системы удаления катализатора ^и отвечает все более строгим требованиям по снижению риска для человека при входе в инертное замкнутое пространство. Это кульминация трехлетних усилий по разработке от концепции и дизайна до прототипирования и тестирования, и он представляет собой потенциальный поворотный момент в отрасли.

В этой статье демонстрируются проблемы, связанные с существующими технологиями удаления катализатора, а также неотъемлемые преимущества безопасности, которые новая система продемонстрировала в своих пилотных операциях. Одно тематическое исследование демонстрирует, что система устраняет необходимость входа в замкнутое пространство в инертных условиях во время выгрузки адсорбента из дегидратора. Во втором тематическом исследовании рассматривается использование системы на влажном слое катализатора в условиях заводнения. В последнем тематическом исследовании показано использование системы для удаления материала, накопившегося под углом естественного откоса, при температурах, не подходящих для входа человека.

РИС. 1. Рабочий входит в судно2

Традиционная выгрузка катализатора. На основе существующей технологии приблизительная оценка количества рабочих дней, подверженных риску из-за входа в замкнутое пространство во время выгрузки катализатора ( Рис. длительность входа в замкнутое пространство — 1 день на судно). ¹ Удаление катализатора обычно достигается, когда рабочий стоит на катализаторе и манипулирует концом вакуумного шланга большого объема ( Рис. 2 ).

РИС. 2. Рабочий пылесосит катализатор.3

Проблемы, с которыми сталкивается специалист по обращению с катализаторами, аналогичны проблемам глубоководного дайвера. Условия труда требуют подачи воздуха для дыхания для поддержания жизни, и одна ошибка может привести к катастрофическим последствиям.В то время как в морской индустрии были разработаны ROV, чтобы значительно снизить потребность в подводных погружениях на нефтяных платформах, меры по повышению безопасности при обращении с катализаторами были сосредоточены в первую очередь на улучшении средств индивидуальной защиты (СИЗ) и процедур.

Для многих сосудов требуются инертные условия на протяжении всего процесса выгрузки катализатора, как правило, потому, что пирофорные отложения на катализаторе могут самовоспламеняться в присутствии кислорода (O ₂ ). Были разработаны шлемы антипаники, которые состоят из конструкции раскладушки, прикрепленной болтами к голове пассажира.Шлем не может быть снят его обитателем — конструкция, которая стала стандартной передовой практикой — после того, как техники произошли из-за того, что техники сняли шлемы на судне. Скорее всего, они страдали клаустрофобией и не могли ясно мыслить, что могло повлиять на тепловое истощение. Во время работы подается воздух для дыхания, чтобы поддерживать в шлеме небольшое избыточное давление.

При работе с катализаторами произошли смертельные случаи из-за удушья, воздействия тепла и огня, падения с высоты, повышения давления и захвата катализатором. ⁴ Исследование, проведенное Советом по химической безопасности США, выявило 85 случаев облучения N ₂ в США в период с 1992 по 2002 год, в результате которых 80 человек погибли и 50 получили травмы. ⁵ Несмотря на то, что были внесены улучшения, гибель людей продолжает происходить.

В 2014 году на нефтеперерабатывающем заводе в Германии погиб рабочий, работавший с катализаторами. Рабочий откачивал катализатор со дна сосуда, когда сообщил о твердых участках катализатора через систему связи.Десять минут спустя рабочий позвал на помощь, и команда безопасности приступила к спасательным работам. Рабочий сообщил, что на него обрушилась стена катализатора, и он чувствовал тепло, исходящее изнутри катализатора. Выдох из шлема обеспечил достаточно O ₂ , чтобы вызвать возгорание пирофорной накипи на катализаторе. Общение с абитуриентом постепенно замедлялось, а затем прекратилось. Сгоревшее тело было извлечено только после того, как было удалено 350 футов ³ катализатора.

Хотя смертельный исход представляет собой высший риск, воздействие на здоровье специалистов по работе с катализаторами при выполнении операций вакуумирования вручную также является значительным.Эргономичное положение, которое занимает рабочий, — это приседать в горячей защитной одежде, маневрируя тяжелым вакуумным шлангом вокруг сосуда. Они не могут пить воду, находясь внутри сосуда, из-за системы подачи воздуха. Чтобы выбраться из судна на перерыв, им может потребоваться подняться по 40-футовой лестнице, чтобы добраться до люка, который может иметь ширину 18 дюймов.

Разработка удаленной роботизированной системы удаления катализатора. Ранние попытки создать робота для удаления катализатора были предприняты Грегом Краусом и Рэем Арнольдом из Catalyst Services Inc.в Техасе. В патенте, опубликованном в октябре 2008 года, в конструкции использовалась вакуумная линия, соединенная с шарнирным соплом, поддерживаемая по бокам сосуда с помощью стабилизирующих рычагов. ⁵ Одной из ключевых проблем, с которыми, вероятно, столкнулись изобретатели, было достижение эффективности удаления катализатора, сравнимой с эффективностью человека. Замена катализатора часто является критическим этапом во время капитального ремонта завода, а это означает, что задержки обходятся оператору дорого. Вероятно, именно эта проблема помешала коммерциализации концепции роботизированной руки.

Команда разработчиков новой системы придерживалась другого подхода. Цель состояла в том, чтобы разработать машину, которая сидит на катализаторе и пылесосит его во время движения. Характеристика катализатора «зыбучие пески» была критическим параметром, который необходимо было преодолеть. Был выбран амфирол (винтовой двигатель) ( рис. 3 ).

РИС. 3. Роботизированная система удаления катализатора — разработка прототипа — по часовой стрелке сверху слева: версии 1.0, 2.0, 2.1 и 3.0.

Робот для выгрузки амфиролового катализатора был адаптирован на основе технологии, которую производитель ранее реализовал для красных шламовых озер глиноземных заводов. Технология, в которой используется движитель с червячной передачей, позволяет устройству перемещаться на полужидком веществе. Комбинация легкой алюминиевой рамы и винтов большого диаметра обеспечивает эффект плавучести на катализаторе ( Рис. 4 ). Система была протестирована во всем диапазоне плотности среды (40 фунтов / фут ³ –80 фунтов / фут ³ ) и размера частиц (0 дюйм.–1 дюйм), обнаруженный при разгрузке катализатора.

РИС. 4. Испытания роботизированной системы удаления катализатора.

Амфирол управляется дистанционно с верхней платформы или на уровне ( Рис. 5 ). Движение вокруг слоя катализатора достигается с помощью дистанционно управляемых гидравлических двигателей с прямым приводом. Между тем, вакуумная головка, которая соединена с роботом через гидравлический цилиндр, может подниматься и опускаться дистанционно для достижения оптимальной эффективности преобразования катализатора в воздух / N ₂ .Электрооборудование системы рассчитано на использование во взрывоопасных зонах Зоны 1 и Класса 1, Раздела 2 (сертификация ATEX, IEC Ex и AEx для всей системы). Оборудование работает до температуры 167 ° F (75 ° C). При ручной разгрузке судно будет охлаждено до температуры менее 100 ° F (38 ° C) для входа человека, при этом поддерживается атмосферное давление. Система обеспечивает преимущества в производительности, поскольку ее можно развернуть, пока судно еще горячее. Он также может работать непрерывно в течение всей смены, а это означает, что вспомогательная бригада может устроить обеденный перерыв в шахматном порядке и сократить время простоя на 12–20%.

РИС. 5. Оперативная наладка роботизированной системы удаления катализатора.

Снижение рисков — важный аспект любого проекта. Команда роботизированной системы удаления катализатора подошла к разработке устройства с той же строгостью, что и при крупном новом проекте. Примеры результатов процесса оценки риска включают отключение низкого уровня гидравлического масла для минимизации потенциальной утечки из сломанного шланга; постоянный мониторинг нижнего предела взрываемости сосуда, содержания кислорода и температуры для минимизации риска пожара и / или взрыва; и порядок работы с пошаговыми инструкциями и утверждением для обеспечения эффективной работы оборудования.

Примеры из практики. Представленные тематические исследования подчеркивают использование новой системы удаления катализатора в ряде сложных обстоятельств, которые обычно возникают при выгрузке катализатора.

Дегидратор разгружен в инертных условиях. Система использовалась для удаленного удаления адсорбента из сосуда для дегидратации, что исключает необходимость входа рабочего в замкнутое пространство в инертных условиях.

РИС.6. Емкость дегидратора.

Сосуды для дегидратации, которые удаляют воду из газа до его сжижения, состоят из 2 000 футов ³ адсорбента на молекулярном сите, который является катализатором низкой плотности. При выгрузке под бланкетом N ₂ катализатор сухой и сыпучий. При разгрузке вручную сапог техника будет погружаться в материал по колено. Завод расположен в тропическом климате с температурой в судне до 120 ° F (49 ° C).Катализатор находится между нижним и верхним стальным сетчатым экраном с керамическими шариками наверху. Сосуды большого диаметра, не могут выгружаться под действием силы тяжести. Заказчик стремился исключить доступ в замкнутое пространство в инертных условиях.

РИС. 7. Станция управления.

Новая система использовалась для разгрузки сосудов для дегидратации в инертных условиях, без необходимости проникновения человека в среду N ₂ .Это был первый раз, когда система использовалась на действующем заводе. Робот был впервые использован для удаления 1 дюйм. керамические шарики сверху верхнего сетчатого экрана. Экран был проткнут и снят с верхнего люка. Затем систему использовали для удаления адсорбента молекулярного сита, перемещаясь ко всем частям емкости, в том числе внутри и вокруг датчиков влажности, расположенных ближе к дну слоя. Затем сосуд открывали для воздуха, чтобы можно было удалить нижние внутренние детали.

Система удаленно удалила из сосуда более 95% адсорбента молекулярного сита, включая керамический опорный материал в верхней части слоя.Инертные условия поддерживались на протяжении всего процесса, и требование о входе рабочего в замкнутое пространство в атмосфере с дефицитом O ₂ было устранено.

РИС. 8. Камера на роботе.

Дегидратор разгружен в условиях заводнения. Система была успешно использована для удаления влажного материала из другого резервуара для обезвоживания после операции заводнения.Это удаление произошло на части того же завода, что и в предыдущем примере.

Некоторые операторы стремились полностью уйти от входа в замкнутое пространство в инертных условиях. Этого можно добиться, несколько раз заливая емкость водой, чтобы смыть остаточные углеводороды. В случае пирофорного материала катализатор остается относительно влажным за счет медленного снижения уровня воды в слое по мере удаления катализатора. Хотя катализатор затем можно пропылесосить на открытом воздухе, вода представляет дополнительную опасность для пассажиров, и по-прежнему требуются полные костюмы с дыхательными аппаратами.

РИС. 9. Пост-работа роботизированной системы удаления катализатора.

Система использовалась для вакуумирования влажного адсорбента. Винты эффективно позволяли роботу маневрировать на слое катализатора, тем самым поддерживая равномерный уровень катализатора во время удаления, что было важно, поскольку катализатор не был сыпучим.

Использование системы на влажном адсорбенте показало, как эту технологию можно использовать в тандеме с методом заводнения.Время риска входа в замкнутое пространство было значительно сокращено.

Газовый реактор выгружен постгравитационным отвалом. Система использовалась для удаленного удаления отложений катализатора под углом естественного откоса при температуре емкости, превышающей 120 ° F (49 ° C). Это был первый случай, когда система использовалась на действующем заводе в США.

РИС. 10. Система управления прицепом.

Катализатор из емкости реактора газовой конверсии был удален в первую очередь с использованием разгрузочного сопла, расположенного на дне слоя катализатора.Это позволяло выгружать катализатор с судна самотеком; однако не весь катализатор был удален. Остаточный катализатор может составлять до 40% от общего объема емкости. Рабочие обычно должны входить в емкость для вакуумирования оставшегося материала и должны опасаться накопления катализатора вокруг стенок емкости и связанного с этим риска быть захороненным. Пирофорный материал также имеет тенденцию нагреваться, если продувка N ₂ недостаточна для поддержания инертных условий. На этом заводе поставки N ₂ были низкими, а температуру в емкости было трудно контролировать.

Система использовалась для выгрузки остаточного материала катализатора (пост-сброс) в корпусе реактора газового сдвига. Он эксплуатировался при температурах, не подходящих для проникновения людей. Система успешно удалила катализатор до тех пор, пока горячая точка на слое катализатора не заставила пластмассовые прототипные винты расплавиться. Горячие слои катализатора не редкость, и рабочие иногда чувствуют тепло сквозь обувь, и в этот момент они должны поднести
к лестнице, прежде чем подошвы их обуви расплавятся.

Это использование системы продемонстрировало, что роботизированная технология удаления катализатора может быть эффективно использована в сочетании с гравитационным сбросом, чтобы минимизировать время, проводимое рабочими внутри ограниченного пространства во время выгрузки катализатора.Температура сосудов после операции по выгрузке катализатора все еще была слишком высокой для проникновения человека; однако использование системы удаления катализатора позволило продолжить работу.

РИС. 11. Камера наверху судна.

Хотя набор винтов был разрушен из-за горячей точки в слое катализатора, этот инцидент высветил причину того, что роботизированное удаление катализатора внедряется в качестве альтернативы ручной вакуумной разгрузке.В настоящее время производится новый набор алюминиевых винтов, напечатанных на 3D-принтере, которые, как ожидается, выдержат температуру катализатора выше 200 ° F (93 ° C).

Будущая работа. В некоторых случаях катализатор может расплавиться, как правило, в результате нарушения технологического процесса перед остановкой или продолжительных прогонов между заменами. Во время внутренних испытаний система прорвала слой корки, образованной смесью углерода и строительного раствора. Винты на установке эффективны в условиях катализатора с умеренной агломерацией или «полками» (скопление липкого материала на стенках после сброса).Однако разрабатываются дополнительные приспособления для расширения возможностей для сильно агломерированных или закоксованных слоев, которые обычно встречаются при применении тяжелой нефти.

Робот системы удаления катализатора теперь управляется дистанционно с помощью джойстика и видеозаписи с видеокамеры изнутри судна. В настоящее время реализуется совместный промышленный проект с университетом в Брисбене по автоматизации перемещения роботов вокруг кровати. Цель состоит в том, чтобы амфирол системы автоматически перемещался по слою для поддержания равномерного обслуживания катализатора и автоматически регулировал положение вакуумной головки для оптимизации эффективности удаления катализатора.

Takeaway. Являясь первым в отрасли промышленным роботом для разгрузки катализатора с неподвижным слоем, роботизированная система удаления катализатора ^a направлена ​​на снижение связанного с этим риска помещения людей в сосуды. Это могло бы помочь запустить революцию робототехники для наземной нефтегазовой отрасли, подобную той, что наблюдали с ROV в оффшорной индустрии.

Система имеет простую конструкцию с небольшим количеством движущихся частей. Используя винты для движения, он свободно перемещается по поверхности сыпучего материала.Он легкий и легко маневрирует внутри судна с помощью джойстика и обратной видеосвязи в реальном времени. Кроме того, система способствует эффективному вакуумному удалению катализатора без необходимости вмешательства человека во время фазы выгрузки объемного катализатора при замене емкости.

Команда разработчиков системы поставила под вопрос статус-кво, согласно которому выгрузка катализатора должна полностью зависеть от персонала. Роботизированная система удаления катализатора может радикально изменить то, что делалось таким же образом почти 75 лет. GP

Цитированная литература

1. «Мировой обзор нефтепереработки 2017 г.», 5 декабря 2016 г., онлайн: https://www.ogj.com/downloadables/survey-downloads/worldwide-refining/2017/2017-worldwide-refining-survey.html
2. Mourik, «Услуги по обращению с катализаторами», онлайн: http://www.mourik.co.uk/catalyst-handling-services.php
3. Catalyst Handling, «Устанавливая новые стандарты», онлайн: http://www.catalysthandling.com
4. Malewitz, et al., «Смертельная индустрия», 2015 г., онлайн: http://www.ehstoday.com/safety/deadly-industry
5. Совет США по химической безопасности и расследованию опасностей, «Опасности азотной асфиксии», Бюллетень по безопасности № 2003-10-B, июнь 2003 г.

Примечание

^a CAROL (амфирол для удаления катализатора)

Крис Янсен — менеджер программы в WorleyParsons в Брисбене, Квинсленд, Австралия, и соавтор роботизированной технологии удаления катализатора компании Advisian Digital, CAROL ™ (амфирол для удаления катализаторов).Свои производственные знания и опыт в области безопасности процессов он приобрел в качестве инженера-химика на нефтеперерабатывающем заводе BP Bulwer Island в Брисбене, Австралия. Затем он присоединился к WorleyParsons в 2014 году, где вскоре решил воплотить свою идею о разгрузке роботизированного катализатора из концепции в реальность. Сейчас он управляет глобальным внедрением и коммерциализацией технологии. Г-н Янсен с отличием окончил Сиднейский университет со степенью в области химического машиностроения и торговли.

Эндрю У.Sloley — главный консультант Advisian (WorleyParsons Group) в Хьюстоне, штат Техас. Он отвечает за консультации по вопросам оптимизации нефтепереработки и нефтехимии, а также интеграции нефтепереработки и нефтехимии. Он управляет консалтинговыми проектами, которые варьируются от оптимизации агрегатов до полной комплексной интеграции, выбора технологий, внедрения передовых практик и повышения надежности. Г-н Слоули развил свои знания в области оборудования и технологий благодаря 40-летнему опыту работы в операционных, торговых, инженерных и консалтинговых фирмах.Он много издает и участвует во многих мероприятиях API, AFPM и AIChE. Г-н Слоули имеет степень (с отличием) в области химического машиностроения в Университете Талсы и является лицензированным профессиональным инженером в штате Техас.

Скотт Шредер — старший технический консультант Advisian (WorleyParsons Group) в Хьюстоне, штат Техас. В Advisian он отвечает за газопереработку и нефтехимические технологии.В его обязанности входит экономическая оценка, выбор технологий и поддержка операционной эффективности. Он проработал более 20 лет в сфере криогенной обработки газа, СПГ, очистки газа, переработки отходящих газов нефтепереработки, фракционирования ШФЛУ и нескольких новых процессов. Г-н Шредер получил степени бакалавра и магистра в области химического машиностроения в Университете Небраски. Он является зарегистрированным профессиональным инженером в штате Техас и провинции Альберта. Он также является соавтором двух патентов, третий патент находится на рассмотрении.

Новые катализаторы для удаления NOx загрязнений

изображение: Степень превращения оксидов азота при различных температурах для обычного оксида V (V) и оксида V (IV) + V (V) «дефектного»; катализаторы.Смесь оксидов V (V) и V (IV) показала 10-кратное улучшение в диапазоне от 100 до 150 градусов Цельсия. посмотреть еще

Кредит: Токийский столичный университет

Токио, Япония — Ученые из Токийского столичного университета разработали низкотемпературный катализатор для удаления газа NOx из промышленных выхлопных газов с использованием аммиака. Состоящий из объемного «дефектного» оксида ванадия вместо оксидов ванадия, нанесенных на оксид титана, как в промышленных катализаторах, катализатор работает при более низких температурах (

Окись азота (NO) и двуокись азота (NO ₂ ) или оксиды азота (NOx) являются обычными загрязнителями атмосферы, образующимися при сжигании ископаемого топлива, угля и природного газа.Они являются основной причиной фотохимического смога и кислотных дождей, что делает их удаление с транспортных средств и заводских выбросов чрезвычайно важным. Ключевой технологией удаления оксидов азота является их реакция с аммиаком посредством селективного каталитического восстановления (SCR), при котором NOx обезвреживаются за счет восстановления до азота и воды. В частности, известно, что оксиды ванадия, нанесенные на двуокись титана, обладают превосходной селективностью по превращению в азот и успешно применяются в стационарных котлах.

Однако серьезным узким местом для катализаторов на носителе является высокая температура, необходимая для каталитической активности, часто от 200 до 400 градусов Цельсия. Это часто приводит к размещению юнитов рядом, например, с котел на электростанциях, где они могут быть легко повреждены не только физически золой, но и накоплением сульфатов аммония. Этих дезактивирующих факторов можно избежать, если установить установку после электрофильтра для удаления пыли и системы десульфатации для удаления сульфатных отложений.Однако этот подход требует высокой каталитической активности при более низких температурах, поскольку температура выхлопных газов к этому моменту обычно упала примерно до 100 градусов Цельсия. Необходим катализатор, работающий при более низких температурах.

Теперь группа под руководством Юсуке Иномата и Тору Мураяма из Токийского столичного университета разработала катализатор на основе объемных оксидов ванадия. Оксид ванадия (V) (V ₂ O ₅ ) является обычным состоянием оксида ванадия; Однако команда успешно синтезировала смесь оксидов ванадия (V) и ванадия (IV), или «дефектный» оксид ванадия, путем нагревания прекурсора до 270 градусов Цельсия.Они обнаружили, что этот «дефектный» катализатор обладал превосходной каталитической активностью при температурах до 100 градусов Цельсия; при этой температуре скорость, с которой NOx превращается в безвредный азот, была в 10 раз быстрее, чем у обычных катализаторов на основе оксида ванадия на диоксиде титана, что показало исключительную эффективность там, где катализаторы конверсии не справлялись. Улучшение было приписано присутствию V (IV), который создает центры «кислоты Льюиса» (акцептирующие электроны), способствуя реакции оксида азота с аммиаком с превращением в азот.

Помимо практического применения в промышленном катализе, команда надеется, что обнаруженные ими механизмы послужат модельной системой для дальнейших научных исследований.

###

Эта работа была выполнена совместно с компанией Chugoku Electric Power Company, Incorporated и частично поддержана Программой совместных исследований Института катализа Университета Хоккайдо (грант № 19B1016).

---

---

DOI

10.1021 / acscatal.9b02695

Заявление об ограничении ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

.