Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Из чего состоит катализатор - фото автомобильного катализатора

Выхлопные газы автомобиля всегда были очень токсичными, но на сегодняшний день, благодаря достижениям в автопромышленности, данная ситуация нашла своё решение. Чтобы в атмосферу не попадали столь опасные для экологии и здоровья человека вещества, в современных транспортных средствах устанавливается специально разработанное устройство. Называется такое оборудование каталитический нейтрализатор (КН) и устанавливается он на ТС, которые функционируют на бензине или дизельном топливе.

Особенности и принципы функционирования современного катализатора

Каталитический преобразователь является неотъемлемой частью выхлопной системы современных моделей авто. В основном, устройство устанавливается после приёмной трубы, но есть случаи монтажа катализатора и непосредственно на данной трубе. Такая установка позволяет максимально быстро прогреть КН, ведь эффективно он способен работать только при температурном режиме более 300оС. Приобретая автомобиль с катализатором, расположенным на приёмной трубе, не стоит забывать о негативном влиянии значительных температур на изделие, а как результат и ограниченному сроку службы..

Основное предназначение КН заключается в минимизации количества токсичных выбросов, которые загрязняют экологию. Выполнение возложенных функций система реализовывает посредством восстановления оксидов азота и дожигания угарного газа, а так же недогоревших до конца углеводов.

На самом деле катализатор вызывает (ускоряет) химические реакции, но сам не является их частью. Все необходимые процессы возможны благодаря таким веществам, как:

  • медь;
  • никель;
  • золото;
  • палладий;
  • родий;
  • хром.

В основу принципа функционирования катализатора как раз и заложена способность данных элементов к ускорению химической реакции.

Конструкция КН и причины его преждевременного выхода из строя

Двигатель ТС вырабатывает такие безопасные и безвредные вещества, как азот, воду, углекислый газ в допустимых пределах. Небезопасным является именно сам процесс горения данных веществ, которые в процессе становятся очень токсичными.

Из чего состоит катализатор, учитывая вышесказанное, предположить не так трудно, а именно из трёх каталитических преобразователей, каждый из которых рассчитан на вышеуказанное вещество, количественный показатель которого стоит снизить. Независимо от того, какого типа или вида катализатор будет установлен на вашем ТС, все они будут трёхкомпонентными. Рассмотрев конструкцию

катализатора по фото, найти значительные отличия среди и разновидностей очень трудно.

Внешне такой прибор имеет вид металлического корпуса из нержавеющей стали. Внутренность катализатора состоит из сот или в некоторых случаях может иметь вид керамических бусин. Соты могут быть изготовлены из металла или керамики, но при этом в любом случае покрываются специальными веществами (перечислены выше). На практике, чаще всего, используется палладий, родий, платина, а так же золото, которое последнее время стало очень популярным среди производителей по причине своей доступности.

Именно благодаря столь ценному наполнению катализатор способен не только выполнять все возложенные на него функции, но может выгодно быть проданным по истечению отведённого срока службы или по причине преждевременного выхода из строя. Владелец таких устройств может получить приличное вознаграждение, если сможет найти достойную компанию для сотрудничества.

Что касается конструкций КН, то керамическая модификация фильтра распространена больше из-за приемлемой цены, но при этом на прочность рассчитывать не стоит, ведь керамика очень хрупкая. Керамические соты могут рассыпаться даже от незначительного удара.

На сегодняшний день в конструкции каталитического преобразователя применятся 2-а вида катализаторов:

  • восстанавливающий: при его создании используют платину, родий, основная цель при этом заключается в достижении минимальных показателей выбросов оксидов азота;
  • окислительный: с его помощью уменьшается количество несгоревшего топлива и окиси углерода посредством их окисления и воздействия палладия и платины.

«Как понять, что катализатор вышел из строя?» — вопрос, которым задаются практически все автолюбители. Признаки забитого катализатора выхлопных газов не сможет не заметить даже неопытный автолюбитель, ведь в такой ситуации будет слышен определённый звон и дребезжание, которое вызывается рассыпанными и стучащими о корпус сотами катализаторами. Кроме того, при снижении уровня пропускной способности отработанных газов в КН, ухудшается функциональность ТС. Это касается его динамических характеристик, обороты на холостом ходу плавают, авто уже не так «тянет».

К основным причинам преждевременной поломки катализатора, изготовленного из керамики можно отнести:

  • ДТП, наезд на камень, удар;
  • езда по лужам на прогретой машине, ведь в такой ситуации не исключено попадание воды на работающий катализатор;
  • поломка в системе зажигания (отсутствие процесса воспламенения может привести к попаданию топлива в приёмную трубу, далее в катализатор, где может взорваться).

Некачественный и этилированный бензин, достаточно длительное функционирование мотора на холостом ходу, так же как и переобогащенная топливно-воздушная смесь могут негативно отразиться на работе катализатора и преждевременно вывести его из строя. Это касается всех разновидностей КН.

Именно поэтому очень важно следить и за состоянием маслосъёмных колпачков, которые по допускают попадание масла на прибор. Так же стоит минимизировать возможность попадания на нейтрализатор жидкостей для промывки топливной системы.

Выгодно сдать вышедший из строя авто катализатор не составит труда, ведь рынок данных услуг переполнен самыми различными предложениями. только работающие легально, имеющие все необходимые документы и сертификаты компании могут предложить самые выгодные условия сотрудничества и высокую цену за ваш материал.

сколько содержится чистого драгметалла в детали автомобиля, как извлечь платину своими руками

Платиновый катализатор сегодня используется во многих автомобилях. Он является одним из основных элементов выхлопной системы и обеспечивает снижение уровня вредных выбросов. Его корпус покрыт драгоценными металлами, которые, при наличии определенных условий, можно извлечь. Однако сложно заранее предугадать, сколько платины содержится в катализаторе автомобиля.

Конструкция катализатора

Внутренняя часть автомобильного компонента заполнена особой конструкцией, выполненной из керамики или металла. Внешне она напоминает пчелиные соты. Верхняя часть катализатора покрыта тонким слоем драгоценного металла.

Наличие такого напыления обеспечивает снижение уровня вредных выбросов. Это достигается за счет того, что выхлопные газы, контактируя с драгметаллами и другими веществами, вступают с ними в химическую реакцию. Для напыления внутренней части автокомпонента используют сочетание:

  • платины;
  • родия;
  • палладия.

Каждый из этих металлов оценивается довольно высоко. Поэтому автомобильные катализаторы привлекают многих людей, которые занимаются извлечением драгоценных материалов с целью их дальнейшей перепродажи.

Добычи указанных металлов – это довольно сложный процесс, требующий наличия соответствующих навыков и различных дорогостоящих веществ.

Существует несколько технологий, посредством которых можно извлекать драгметаллы. Они подбираются исходя из конечных целей работы.

Некоторые из указанных технологий, а также их результаты приведены в таблице.

МетодРезультат
Выщелачивание посредством окислителейПлатина и родий
Гальванический методПалладий
Воздействие «Царской водкой»Платина
ФторированиеПалладий

Выбор в пользу конкретной технологии обусловлен в основном возможностями человека, который получает платину из катализатора. Также важно понимать, что в процессе аффинажа существуют неизбежные потери извлекаемых материалов. В частности, подобные недостатки отмечаются у техники выщелачивания, которая требует многократных промывок компонентов химической реакции.

Поверхность автокатализаторов покрыта напылением драгоценных металлов. Эти материалы, при наличии соответствующих навыков и реагентов, можно извлечь.

Техника выщелачивания

В домашних условиях и в промышленности для выделения родия и палладия чаще применяют выщелачивания. Такая техника предполагает использование окисляющих растворов, состоящих из концентрированных соляной и азотной кислот. При этом выщелачивание имеет ряд существенных недостатков отчасти обусловленных особенностями конструкции автомобильного катализатора.

Последний изготавливается либо из керамики, либо из алюминия. Наличие этого металла затрудняет проведение аффинажа, так как окислители вступают с ним реакцию. В процессе выделения платины, которая извлекается в виде раствора, необходимо многократное повторение выщелачивания и промывки исходных компонентов. Более того, даже такой подход не позволяет добыть драгоценный металл в достаточном количестве: избежать потери невозможно. Соответственно, для извлечения платины потребуется несколько катализаторов.

В целях снижения потерь, возникающих во время проведения аффинажа, автокомпонент на начальном этапе смачивают в водном растворе соляной кислоты. В дальнейшем катализатор подвергается нагреву. Далее, когда под воздействием высокой температуры появились пары, на исходный компонент наносятся окислители.

Кроме того, в зависимости от состава сплава, который напылялся на поверхность катализатора, для проведения аффинажа можно применить смесь концентрированной азотной кислоты и 30-процентного раствора пероксида водорода.

В промышленных масштабах для извлечения платины используют специальную решетчатую сетку, на которую помещается деталь. На нее затем оказывают воздействие парообразного окислителя. Для этого сначала заготавливают раствор соляной кислоты, в которую помещается деталь, а затем ее доводят до кипения. По окончании этого процесса, в ходе которого пары многократно проходят через каналы и поры катализатора, последний подвергается промывке чистой водой.

Использование парообразного окислителя имеет несколько преимуществ в сравнении с жидкостными кислотами. Основное отличие между двумя приведенными выше подходами заключается в том, что газовая смесь обладает большей проникающей способностью. Поэтому она лучше «промывает» катализатор, затрагивая даже мелкодисперсные частицы.

Особенности добычи палладия

Для извлечения палладия из автомобильного катализатора можно применять техники, описанные выше. Но в таком случае полученный металл включает в себя множество примесей, что снижает его ценность. Наиболее действенным способом добычи палладия из автомобильных деталей считается электродуговое нагревание (гальванический метод).

Однако предпочтительнее использовать несколько иной подход. Он предполагает нагревание исходного компонента до 500 градусов с последующим фторированием. Эта технология позволяет получить металл с минимальным содержанием разнообразных примесей. Результатом данного процесса становится фтористый палладий, который необходимо остудить до 100 градусов. Для выделения чистого металла из раствора потребуется минеральная кислота.

Метод фторирования позволяет выделить практически весь палладий, что содержит в себе автомобильный катализатор.

Примеры выделения драгоценных металлов

Ниже приведены три примера, наглядно объясняющие процесс выделения драгоценных металлов из автомобильных компонентов.

Пример 1.
В данном примере используется катализатор с автомобиля марки Volvo. Его сплав состоит из палладия (0,08% от общей массы компонентов) и родия (0,006%). Ввиду того что в исходной детали содержится углерод в относительно большом количестве, ее предварительно обжигают, в течение 45 минут оказывая воздействие при температуре в 540 градусов. Далее смешиваются между собой 230 мл воды и 46 мл концентрированной соляной кислоты. После этого в раствор добавляются 184 мл пироксида углерода, после чего его нагревают. Аффинаж проводится на протяжении 1 часа.

Пример 2.
Для извлечения драгметаллов используется 1,2-киллорамовый катализатор, взятый с автомобиля марки Mercedes-Benz. В составе его сплава встречаются платина (0,12% от общей массы детали) и родий (0,008%).

Автокомпонент помещается во фторопластовый реактор. Далее он смачивается посредством 260 мл водного раствора соляной кислоты. После этого автокомпонет подвергается воздействию 70 мл данной кислоты, используемой в чистом виде.

Далее раствор доводится до кипения. В процессе нагрева в смесь добавляются 60 мл концентрированной азотной кислоты и 150 мл 30-процентного раствора пероксида водорода. Этот элемент вводится по частям. Аффинаж палладия занимает около 1,5 часа. По истечении указанного срока полученный раствор промывается водой (1 к 2) и осаждается.

Пример 3.
В последнем примере применяется катализатор от автомобиля Honda. В составе сплава встречаются платина (0,04% от общего веса детали), палладий (0,06%), родий (0,007%) и церий (1,4%). Подход в данном случае используется тот же, что был приведен в предыдущем примере. Разница между техниками добычи наблюдается только на конечном этапе. Достигнув точки кипения, автокомпонент обрабатывается соляно-азотной кислотой и пероксидом водорода.

Применение выщелачивания позволяет получить из автокатализаторов относительно чистые драгоценные металлы, пригодные для повторного использования.

Платиновый катализатор - извлечение драгметаллов, стоимость

Использование платины в промышленности, в автомобильной отрасли распространено в современной жизни. Toyota, Volkswagen, BMW и другие используют в автомобилях платиновый катализатор, задача которого понизить уровень выброса выхлопных газов в экологию.

Корпус катализатора покрыт драгоценным металлом, который можно извлечь, обладая знаниями и нужными реактивами. Этим и занимаются многие народные умельцы самостоятельно в домашних гаражах с помощью кислоты. Но раньше времени сложно определить, сколько граммов драгметалла можно будет извлечь из одного автомобильного каталитического нейтрализатора.

Из чего состоит катализатор?

Внутри размещена металлическая (алюминиевая) или керамическая конструкция, которая похожа на пчелиные соты. Как раз верхняя часть сот и покрывается тоненьким слоем драгметаллов платиновой группы.

Нанесенные частицы драгметаллов в виде напыления уменьшают объем токсичных выбросов в окружающую среду. Это происходит за счет увеличения площади поверхности, контактирующей с выбросами. На ней драгметаллы вступают в химическую реакцию с продуктами горения, превращая их в безопасные для экологии.

На катализатор наносятся такие металлы:

  • Платина. Помогает превращать более 90% вредных веществ в безопасный углекислый, газ, водяной пар и азот.
  • Наличие компонента в катализаторе, родия, добавленного к платине, увеличивает механическую прочность, повышая срок эксплуатации сетки.
  • Палладий способствует удешевлению катализатора и незначительно (не более 2%) увеличивает его активность.

Срок эксплуатации платиновой сетки не превышает полтора года, в некоторых случаях она может прослужить не больше года. Пришедшая в негодность сетка снимается и взамен ставится новая.

Стоимость одного грамма этих драгметаллов значительно превышает цену за грамм золота, в результате чего существует много желающих заняться их добычей из катализатора для последующей перепродажи.

Поскольку автовладельцы знают о наличии ценных металлов в автомобильном компоненте, перед ними встает вопрос, можно ли их оттуда извлечь и каким способом это сделать. В химической промышленности добыть драгоценные металлы довольно просто. Но следует понимать, что извлечение небольшого содержания металла из каталитического нейтрализатора дома – процесс, требующий специфических знаний и опыта. А также необходимы разнообразные вещества, которые имеют высокую стоимость, поэтому самостоятельно заниматься этим нецелесообразно.

Для добычи конкретного металла применяются различные способы. К распространенным относятся следующие:

  1. Метод выщелачивания с использованием окислителей применяется для добычи платины и родия.
  2. Гальванический – применяется для извлечения палладия.
  3. Метод с применением «царской водки» применяется для изъятия платины.
  4. Фторирование применяется для добывания палладия.

Применение указанной технологии напрямую зависит от возможностей того человека, который планирует заняться добычей драгметаллов. И также необходимо знать, что в процессе добычи будет и урон, ведь применение выщелачивания предполагает неоднократное промывание компонентов.

Извлечение платины и родия

Метод выщелачивания пользуется популярностью для добычи платины и родия из сетки в условиях гаража. Он подразумевает применение специального окисляющего раствора из азотной и соляной кислот высокой концентрации. Но имеет весомые минусы, обусловленные конструктивной спецификой нейтрализатора, ведь кроме драгоценных металлов (платиновой группы) в этих устройствах присутствует окись алюминия, предотвращающая полную добычу платины.

Даже применение многократного выщелачивания для полного изъятия Pt и промывание устройства не всегда будет давать полное извлечение металла. Еще одним недостатком этого метода является высокая затратность на его проведение.

Чтобы снизить потери при аффинаже, применяется более надежный способ, когда металл переводится в жидкое состояние. Вначале устройства смачивают раствором воды и соляной кислоты, нагревают катализатор и при появлении пара на него наносятся окислители.

Для добычи металлов используется раствор из азотной концентрированной кислоты и 30%-го раствора пероксида водорода. Это зависит от частиц, нанесенных в качестве напыления на соты, и от того, сколько платины в катализаторе. Достоинством такого способа считается простота и возможность получения максимального количества драгметалла, содержащегося в конкретных моделях катализаторов.

В промышленности для добычи платины используют решетчатую сетку, на которую устанавливают деталь для воздействия на нее парообразного окислителя. Такой способ добычи имеет свои плюсы, ведь парообразная смесь обладает способностью глубже проникать, а значит, и лучше «промывать».

Для добывания платины существует изобретение, относящееся к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде.

Как происходит добыча палладия?

Добыча палладия происходит на основе данных методов, но тогда полученный драгметалл будет содержать много примеси, а это снизит его стоимость.

Самым приемлемым выступает гальванический метод или электродуговое нагревание. Но многие предпочитают нагревать катализатор до высокой температуры (500 градусов) и производить фторирование. Применение такой методики предполагает добычу практически чистого палладия, но с содержанием фтора.

После этого он остывает до 100 градусов и, используя минеральную кислоту, очищается. Это позволяет добыть из фтористого раствора чистый металл без примесей.

Методом фторирования можно извлечь почти весь Pd, находящийся в каталитических нейтрализаторах автомобилей.

Современная промышленность применяет и другие методы добычи драгметаллов, которые способствуют получению чистого металла платиновой группы. Но недостатком можно считать необходимость одновременного огромного количества автомобильных устройств для перерабатывающего процесса, ведь ради крупиц, пусть и дорогих, нет смысла начинать весь процесс.

Каталитический нейтрализатор от автомобиля содержит не слишком много драгоценных металлов платиновой группы, которые активно участвуют в преобразовании вредных выхлопных газов, превращая их в безопасные. К ним относятся родий, палладий, платина. Из катализатора в домашних условиях можно добыть ничтожно малое количество этих металлов (не самого чистого). Сумев продать, ваши затраты на реактивы не окупятся.

Целесообразнее сдать катализатор в специализированные пункты переработки и получить без всяких затрат гораздо большую сумму.

Добывать драгметаллы из автомобильных устройств будет выгодно только в промышленных масштабах, где переработке поддается огромное их количество (от нескольких десятков до сотен единиц).

Загрузка...

Рассуждаем на тему - бизнес на автомобильных катализаторах — Портал о ломе, отходах и экологии

Освещая тему металлолома на нашем портале мы не могли обойти стороной автомобильные катализаторы. Ведь нередко в пункты приема металлолома поступают звонки с вопросами: “А вы катализаторы автомобильные покупаете?”. Поэтому мы решили поделиться своими знаниями в этой области.

Немного теории

Основным предназначением автокатализаторов в транспортных средствах является минимизация вредных выбросов в окружающую среду. В последнее время тема сохранения экологии актуальна как никогда. А вредные выбросы, являющиеся итогом отработки машинного топлива, содержат очень токсичные газы, которые наносят существенный ущерб как экологии нашей планеты, так и всем живым организмам. Поэтому применение катализаторов считается очень полезным. Из чего состоит и как устроено это техническое оборудование?

Из чего состоит автомобильный катализатор

Конвертор или автокатализатор имеет цилиндрическую форму с круглым или эллиптическим сечением, он изготовлен из керамики или металла, а также химических материалов с применением металлов платиновой группы. Насыщенность автокатализатора ценными элементами таблицы Менделеева открывает большие возможности для создания прибыльного дела на отработанных и пришедших в негодность автокатализаторах.

Автокатализатор в разрезе

Из школьного курса химии всем известно, что катализаторами являются определенные вещества, которые способны вызывать какую-либо химическую реакцию или ускорять процесс, при этом не входя в конечный продукт. Таким образом получается, что металлы платиновой группы никуда не исчезают, а наоборот, проявляются на керамической или металлической поверхности в виде тонюсенького платинового слоя. Именно они и проводят доокисление:

  • углеводородов, которые имеют неприятный запах;
  • окисей азота, которые могут выпадать в виде кислотных осадков. Они так же, как и углеводороды, участвуют в образовании смога и способствуют возникновению у человека заболеваний дыхательных путей, являются первопричиной образования озоновых дыр;
  • угарного газа, который кроме ужасно неприятного запаха приводит к общему отравлению организма и может привести к летальному исходу. Это химическое соединение без цвета и запаха очень ядовито;
  • частиц сажи, имеющих канцерогенное действие.

Кроме всего сказанного, слой автокатализатора минимизирует образование частиц сажи, которые способствуют возникновению у человека онкологических заболеваний.

к содержанию ↑

Есть несколько способов получить драгоценные металлы из катализатора – это аффинаж и гидрохлорирование, а также способы электрохимической обработки.

Аффинаж в утилизации катализаторов и добыче драгоценных металлов имеет такую же последовательность, как и при получения золота их микросхем. В емкость с концентрированной азотной кислотой помещаются части катализатора с содержанием платины – через несколько дней кислота растворит абсолютно всё, кроме драгоценных металлов.

Аффинаж в данном случае не очень подходит для этого бизнеса, т.к.к нужны промышленные масштабы

Гидрохлорирование, когда хлор воздействует на катализатор в диспергированном растворе или в водной среде, что также позволяет извлечь драгоценные металлы. Этот способ требует навыков и специального оборудования и больше подходит для промышленной добычи.

Электрохимическая обработка – это травление, оксидирование и т.д. Этот способ позволяет избавиться от таких металлов, как хром, олово, свинец, цинк и алюминий. Также относится к промышленным способам утилизации автомобильных катализаторов.

Сразу сделаем важное замечание, что утилизация автомобильных катализаторов и добыча из них драгоценных металлов – дело промышленников, т.к. чтобы при всех затратах на оборудование и материалы выйти “в плюс” нужно считать катализаторы тысячами, а то и десятками тысяч.

 

Существуют специальные приборы для измерения содержания платиноидов методом рентгено-флюоресцентного анализа.

Анализатор содержания металлов

к содержанию ↑

Каковы реальные перспективы развития бизнеса на б/у катализаторах?

Сегодня в интернет-ресурсах достаточно часто можно встретить объявления о покупке пришедших в негодность автокатализаторов. Согласно последним данным статистик, в Европе спрос на б/у конверторы растет из года в год. И это неспроста. Такой бизнес очень быстро окупается.

Как было сказано ранее, катализаторы, особенно те, которые установлены в современных европейских автомобилях, насыщены драгоценными металлами. К примеру, автомобили китайских и японских товаропроизводителей содержат на 15% меньше платины, чем европейские. А конверторы отечественных транспортных средств содержат на 40% меньше родия, чем европейские. В автокатализаторах американских автомобилей также на 50% меньше драгоценных металлов, чем в европейских. Для тех, кто забыл европейские марки авто, напомним – это BMW, Audi, Citroen, Volkswagen, Mersedes-Benz и другие.

В последнее время спрос на платину значительно возрос, и он превышает предложение. Аффинаж драгоценных металлов из пришедших в негодность автокатализаторов становится все выгоднее.

Эксперты многих стран считают, что если государство примет активное участие и сформирует определенные условия для этого вида бизнеса, он в ближайшем будущем выйдет на первые позиции в сфере ресурсосбережения. А создание приемлемого инвестиционного климата позволит ввести в действие разработку энергоемких технологий, которые будут ориентированы на самое результативное извлечение вторичного сырья. И когда этот бизнес станет расширяться, он позволит увеличить переработку конверторов, что повлечет за собой создание других предприятий и увеличение количества рабочих мест.

Такие предприятия смогут также заниматься скупкой отработанных автокатализаторов у специализированных автосервисов и мастерских для последующей переработки. Здесь катализаторы будут вынуждены пройти весь необходимый цикл утилизации для последующего получения более полного списка драгоценных металлов.

к содержанию ↑

Как дело обстоит в России?

Да, для отечественных предпринимателей такой бизнес является чем-то новым, предстоит решить множество задач для его внедрения, но его эффективность и прибыльность давно доказана, поскольку количество транспортных средств будет постоянно увеличиваться, а рынок автокатализаторов будет расти и расширяться. И только поддержка подобного проекта государством обеспечит постепенное внедрение новейших отечественных технологий, которые будут способствовать стабилизации экосистемы в разных уголках нашей необъятной страны.

Но надо реально смотреть на жизнь. Сегодня владельцы станций техобслуживания все чаще при обслуживании и замене автокатализаторов не упускают возможность получить прибыль и продают автолюбителям такие устройства. Стоит только набрать нужный номер фирмы и обсудить будущие условия сделки с руководством.

Платиновый катализатор - извлечение драгметаллов, стоимость

Использование платины в промышленности, в автомобильной отрасли распространено в современной жизни. Toyota, Volkswagen, BMW и другие используют в автомобилях платиновый катализатор, задача которого понизить уровень выброса выхлопных газов в экологию.

Корпус катализатора покрыт драгоценным металлом, который можно извлечь, обладая знаниями и нужными реактивами. Этим и занимаются многие народные умельцы самостоятельно в домашних гаражах с помощью кислоты. Но раньше времени сложно определить, сколько граммов драгметалла можно будет извлечь из одного автомобильного каталитического нейтрализатора.

Из чего состоит катализатор?

Внутри размещена металлическая (алюминиевая) или керамическая конструкция, которая похожа на пчелиные соты. Как раз верхняя часть сот и покрывается тоненьким слоем драгметаллов платиновой группы.

Нанесенные частицы драгметаллов в виде напыления уменьшают объем токсичных выбросов в окружающую среду. Это происходит за счет увеличения площади поверхности, контактирующей с выбросами. На ней драгметаллы вступают в химическую реакцию с продуктами горения, превращая их в безопасные для экологии.

На катализатор наносятся такие металлы:

  • Платина. Помогает превращать более 90% вредных веществ в безопасный углекислый, газ, водяной пар и азот.
  • Наличие компонента в катализаторе, родия, добавленного к платине, увеличивает механическую прочность, повышая срок эксплуатации сетки.
  • Палладий способствует удешевлению катализатора и незначительно (не более 2%) увеличивает его активность.

Срок эксплуатации платиновой сетки не превышает полтора года, в некоторых случаях она может прослужить не больше года. Пришедшая в негодность сетка снимается и взамен ставится новая.

Стоимость одного грамма этих драгметаллов значительно превышает цену за грамм золота, в результате чего существует много желающих заняться их добычей из катализатора для последующей перепродажи.

Можно ли извлекать драгметаллы из катализатора?

Поскольку автовладельцы знают о наличии ценных металлов в автомобильном компоненте, перед ними встает вопрос, можно ли их оттуда извлечь и каким способом это сделать. В химической промышленности добыть драгоценные металлы довольно просто. Но следует понимать, что извлечение небольшого содержания металла из каталитического нейтрализатора дома – процесс, требующий специфических знаний и опыта. А также необходимы разнообразные вещества, которые имеют высокую стоимость, поэтому самостоятельно заниматься этим нецелесообразно.

Для добычи конкретного металла применяются различные способы. К распространенным относятся следующие:

  1. Метод выщелачивания с использованием окислителей применяется для добычи платины и родия.
  2. Гальванический – применяется для извлечения палладия.
  3. Метод с применением «царской водки» применяется для изъятия платины.
  4. Фторирование применяется для добывания палладия.

Применение указанной технологии напрямую зависит от возможностей того человека, который планирует заняться добычей драгметаллов. И также необходимо знать, что в процессе добычи будет и урон, ведь применение выщелачивания предполагает неоднократное промывание компонентов.

Извлечение платины и родия

Метод выщелачивания пользуется популярностью для добычи платины и родия из сетки в условиях гаража. Он подразумевает применение специального окисляющего раствора из азотной и соляной кислот высокой концентрации. Но имеет весомые минусы, обусловленные конструктивной спецификой нейтрализатора, ведь кроме драгоценных металлов (платиновой группы) в этих устройствах присутствует окись алюминия, предотвращающая полную добычу платины.

Даже применение многократного выщелачивания для полного изъятия Pt и промывание устройства не всегда будет давать полное извлечение металла. Еще одним недостатком этого метода является высокая затратность на его проведение.

Чтобы снизить потери при аффинаже, применяется более надежный способ, когда металл переводится в жидкое состояние. Вначале устройства смачивают раствором воды и соляной кислоты, нагревают катализатор и при появлении пара на него наносятся окислители.

Для добычи металлов используется раствор из азотной концентрированной кислоты и 30%-го раствора пероксида водорода. Это зависит от частиц, нанесенных в качестве напыления на соты, и от того, сколько платины в катализаторе. Достоинством такого способа считается простота и возможность получения максимального количества драгметалла, содержащегося в конкретных моделях катализаторов.

В промышленности для добычи платины используют решетчатую сетку, на которую устанавливают деталь для воздействия на нее парообразного окислителя. Такой способ добычи имеет свои плюсы, ведь парообразная смесь обладает способностью глубже проникать, а значит, и лучше «промывать».

Для добывания платины существует изобретение, относящееся к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде.

Как происходит добыча палладия?

Добыча палладия происходит на основе данных методов, но тогда полученный драгметалл будет содержать много примеси, а это снизит его стоимость.

Самым приемлемым выступает гальванический метод или электродуговое нагревание. Но многие предпочитают нагревать катализатор до высокой температуры (500 градусов) и производить фторирование. Применение такой методики предполагает добычу практически чистого палладия, но с содержанием фтора.

После этого он остывает до 100 градусов и, используя минеральную кислоту, очищается. Это позволяет добыть из фтористого раствора чистый металл без примесей.

Методом фторирования можно извлечь почти весь Pd, находящийся в каталитических нейтрализаторах автомобилей.

Современная промышленность применяет и другие методы добычи драгметаллов, которые способствуют получению чистого металла платиновой группы. Но недостатком можно считать необходимость одновременного огромного количества автомобильных устройств для перерабатывающего процесса, ведь ради крупиц, пусть и дорогих, нет смысла начинать весь процесс.

Имеет ли смысл самостоятельно извлекать металл?

Каталитический нейтрализатор от автомобиля содержит не слишком много драгоценных металлов платиновой группы, которые активно участвуют в преобразовании вредных выхлопных газов, превращая их в безопасные. К ним относятся родий, палладий, платина. Из катализатора в домашних условиях можно добыть ничтожно малое количество этих металлов (не самого чистого). Сумев продать, ваши затраты на реактивы не окупятся.

Целесообразнее сдать катализатор в специализированные пункты переработки и получить без всяких затрат гораздо большую сумму.

Добывать драгметаллы из автомобильных устройств будет выгодно только в промышленных масштабах, где переработке поддается огромное их количество (от нескольких десятков до сотен единиц).

Что такое катализатор в машине и почему его хотят все удалить? – отвечаем на частые вопросы

Содержание статьи:

Добрый день. Каталитический нейтрализатор, он же катализатор, предназначен для удаления, нейтрализации вредных веществ в выхлопных газах. Он «дожигает» не сгоревшие углеводороды, преобразуя ядовитые соединения в очищенные газы.

В середине 60-х годов в США над городами нависали большие тучи смога. В силу развития автомобильной промышленности и увеличения числа авто на дорогах, стал остро вопрос, как уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Правительство издала декларацию «О чистом воздухе», в 1975 года на машины начали устанавливать устройства очистки отработанных газов.

Сегодня об этом устройстве мы подробно поговорим. Разберем на конкретных примерах, что это такое, где оно находится, как работает. Поговорим о возможных проблемах с ним, признаках выхода из строя и способах их решения.

Что это такое и для чего он нужен

Это фильтр выхлопных газов. Точнее – приспособление, конвертирующее ядовитые вещества автомобильного выхлопа в нейтральные химические компоненты. По-простому – очищает выхлоп машины, чтобы он не «вонял». Замечал не раз, как иногда приятно пахнут газы авто после нейтрализатора, но это мое субъективное мнение.

В начале развития технологии быстрой очистки выхлопа машины пытались применять разнообразные устройства – от обычного фильтрующего элемента, который забивался за короткий пробег, примитивных химических катализаторов.

Какие бывают и из чего они состоят

Все современные автомобильные каталитические нейтрализаторы разделяются на два типа по материалу изготовления:

  1. Металлические
  2. Керамические

Каждый из этих двух типов обладает своими плюсами и минусами. Разберем их подробно.

Металлические

Он выполнен на основе металлических ячеек, сот, подобно пчелиному улику. Его преимуществом является прочность, хорошее противодействие физическим повреждениям, вследствие ударов. То есть, наехавши автомобилем на бугор, шанс повредить внутренности катализаторы минимальный.

Минус – повышенная цена на новое изделие.

Керамические

Его основным элементом является керамика. Из неё выполнены ячейки. В зависимости от производителя её качество, толщина может сильно отличаться. Например, корейские автопроизводители в погоне за снижением цены на авто, делают катализаторы из очень тонкого керамического материала. Иногда говорят, что они их штампуют из рисовой бумаги. Последствия такой экономии могут быть печальными для двигателя. Об этом поговорим ниже.

Недостатки:

  1. Хрупкие, при незначительном физическом воздействии ячейки начинают крошиться;
  2. В большей степени они подвержены оплавлению при воздействии высоких температур;
  3. Сложно очистить их.

Плюсы – относительно невысокая цена.

Катализаторы в машине разделяются по месту расположению в выхлопной магистрали:

  1. Коллекторные
  2. Магистральные

В начале развития технологии каталитической нейтрализации выхлопных газов, они устанавливались под днищем автомобилей. Подобно резонаторам, глушителям они находились в выхлопной магистрали. Поэтому из называли «магистральные».

С ужесточением экологических норм, инженерам необходимо совершенствовать нейтрализаторы, повышать их эффективность. Чтобы улучшить очистку выхлопных газов, необходимо было увеличить температуру прогрева катализатора. В магистральных типах этого добиться не удавалось. Принято решение перенести место его расположение ближе к блоку цилиндров, где температура выхлопных газов выше, чем в середине трубы.

Поэтому их стали располагать непосредственно в выхлопном коллекторе. Их стали называть «коллекторные». Что увеличило шанс повреждения двигателя автомобиля. Об этом потом.

Что внутри?

Внутренний наполнитель каталитических нейтрализаторов состоят из двух или трех частей – «блинчиков». Первые два призваны дожигать несгоревшие в моторе углеводороды, угарный газ. В результате образуется вода и CO2.

Третья часть борется с окислами азота. Он образуется в результате горения обедненной топливовоздушной смеси, которую вынуждены применять на современных двигателях конструкторы. Все для повышения экологичности выхлопа и уменьшения потребления топлива.

Все части катализатора покрыты тонким слоем благородных металлов. Применяются золото, платина или иридий. По этой причине, стоимость новой детали может достигать 700 долларов.

Преимуществом использования данных материалов – они практически не расходуются при протекании реакций нейтрализации. В теории, нейтрализаторы должны служить более 500 тысяч километров, но на практике это встречается крайне редко. Именно поэтому, их на малых пробегах меняют или удаляют (вырезают).

Как понять, что он вышел из строя?

В результате оплавления ячеек или разрушения керамики, крошка забивает следующие по ходу движения выхлопных газов «блинчики». Двигателю становится тяжело дышать, он не может выдуть выхлоп.

Из этого вытекают первые признаки выхода из строя катализатора:

  1. Двигатель теряет мощность. Многие водители жалуются, что машина перестает ехать, пропадает динамика;
  2. На приборной панели выпадает ошибка «Check Engine». При сканировании блока управления мотором это ошибка по второй лямбде;
  3. Некоторые отмечают, что при поломке частично или полностью пропадает выхлоп их выхлопной трубы;
  4. Увеличивается расход топлива.

Что делать, если возникли с ним проблемы?

Есть три пути развития событий:

  1. Удаление, замена катализатора на пламегаситель;
  2. Установка новой детали или ремонтного нейтрализатора;
  3. Промывка, очистка, если его наполнитель не разрушился.

Первый вариант самый распространенный. Наши автолюбители предпочитают «вырезать» его из системы, чтобы в последствии не тратиться на его замену или не возникли другие проблемы из-за него. В случае корейского автопрома, боязнь «убить» двигатель подталкивает владельцев избавляться от него уже на пробегах 30 тыс. км, даже при его полной работоспособности.

Это связано с качеством керамики и особенностями расположения катализатора в выхлопном тракте. Он очень близко находится к блоку цилиндров, конструкция выхлопного коллектора способствует забросу керамической крошки в камеры сгорания. Последствия – задиры на стенках цилиндров и поршней. Это капитальный ремонт мотора.

В автомобилях других марок, керамический наполнитель более качественный, поэтому удалять его на коротких дистанциях пробега авто не нужно. Но со временем он выходит из строя. Стоимость новой детали большая, а срок службы ограниченный. Чтобы несколько раз не платить большие деньги за его замену, предпочитают его удалять, заменяя пламегасителем.

Второй пункт можно опустить. Редко кто из владельцев современных автомобилей желает устанавливать новый каталитический нейтрализатор. Это дорого и не всегда оправдано. Зачем владельцу его менять на новый, если он покатается 2-3 года и продаст машину? Дешевле вырезать его, покататься и «спихнуть» другому владельцу. Но я против такого варианта.

Как и чем промывать и получится это сделать?

Чистить катализатор необходимо только в тех случаях, когда нет серьезных повреждений сот. Они могут разрушиться, могут оплавится из-за некорректной работы двигателя или качества топлива. Поэтому, перед чисткой его нужно проверить эндоскопом.

Выкручиваем датчики кислорода, осматриваем первый и последний «блинчик» на предмет целостности ячеек. Если видно, что они целые, просто забиты нагаром, то можно попробовать его прочистить.

Для этих целей хорошо подойдет специальное средство для очистки поршней от нагара или очиститель дросселя, или карбюратора.

  1. Снимаем его;
  2. Берем для промывки садовый распрыскиватель. Подойдет любая емкость с узким носиком и способная разбрызгивать средство под давлением;
  3. Заливаем в нее жидкость для очистки;
  4. Закрываем выходной патрубок, чтобы жидкость не выливалась из катколлектора. Впрыскиваем очиститель внутрь;
  5. Даем ему время «настоятся», сливаем в чистую ёмкость.
  6. Промываем катализатор дистиллированной водой, чтобы смыть остатки чистящего средства, она может загореться в коллекторы или взорваться.

Результат должен порадовать, если каталитический нейтрализатор целый без оплавленных ячеек, то промывка может помочь.

Важно! Рекомендуется это делать на теплом каталитическом нейтрализаторе.

Второй способ – хлопотный

Рассказывали, что некоторые боролись с оплавлением сот необычным методом. В данном случае важно, чтобы его наполнитель был целым, не наблюдалось разрушения керамики.

Снимаем его с выхлопной системы. Аккуратно вырезаем верхнюю его крышку, чтобы получить доступ к содержимому катализатора. Вынимаем «блинчики». Обрезным кругом по керамике отрезаем внешние части оплавленных ячеек. Можно отрезать небольшими частями, контролировать целостность сот.

Убедились, что удалили оплавленные ячейки катализатора, собираем конструкцию до кучи. Укладываем «блинчики» в том же порядке, как и были, завариваем верхнюю крышку. Устанавливаем все на место.

В некоторых случаях данная процедура помогала избавиться от ошибки при выходе из строя катализатора. Но данный способ ремонта трудозатратный. Не все могут самостоятельно пользоваться сварочным аппаратом, не у всех он есть вообще.

Удаление каталитического нейтрализатора

Это самый радикальный способ избавится от проблем с ним. Но владельцев подстерегает некоторые сложности после его «вырезания» – нужно правильно настроить всю систему работы двигателя, так как блок управления считывает данный от датчиков кислорода, которые находятся на входе и выходе из катализатора. Так как его уже нет в выхлопе, его нужно как-то обмануть.

Для этого используют обманки лямбда-зондов. Их есть несколько разновидностей, подробно я писал про них в статье, ссылка выше. У каждой есть свои плюсы и минусы.

Можно выделить важные моменты, после его вырезания:

  1. Нельзя скупится на покупку качественных обманок, желательно использовать электронные лямбда-обманки;
  2. В случае перепрошивки «мозгов» обращаться только к профильным специалистам. В противном случае получить большие проблемы в работе и надежности двигателя.

Стоит ли его удалять?

Это должен каждый решить для себя сам. Я лишь перечислю недостатки его удаления:

  1. Экологическая обстановка в нашей стране и так плохая. Удалив катализатор, вы её еще больше усугубляете;
  2. Неправильная настройка оборудования может привести к ухудшению основных характеристик мотора;
  3. Не все обманки лямбда-зондов будут работать вечно, их корректная работа зависит от типа и качества детали.

Основная причина, почему многие склоняются к его замене на пламегаситель – цена нового изделия. Если бы они не стоили так дорого, я уверен, что многие не стали бы заморачиваться с его удалением.

На этом буду заканчивать свою статью. Если будут вопросы – пишите их в комментариях. Делитесь её с друзьями, если считаете её полезной. Всем удачи на дорогах!

Что такое автомобильный катализатор и как проверить (или удалить)

Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют катализатором или нейтрализатором, хотя это то же самое. Расскажем что это такое и как проверить самому, рассмотрим основные причины, если он забит.

Что это такое

Катализатор — устройство, которое располагается в выхлопной системе и нужно для очистки выходящих оттуда газов. С помощью химических реакций в данном устройстве вредные вещества превращаются в менее пагубные, которые выходят наружу. Т.е. из выхлопной трубы после его работы выходит воздух с минимальными загрязнениями.

Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя он бездействует.

Вместе с ним работают кислородные датчики, которые определяют состав смеси и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси. Ведь от этого соотношения зависит, какая будет смесь: обогащённая или обеднённая. Кислородные датчики, в зависимости от показаний, управляют работой катализатора.

Располагается катализатор в выхлопной трубе между двигателем и глушителем, закрытое снизу (обязательно!) дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется почти докрасна.

Как проверить: работает или нет

У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полурабочее, нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина при каждом из них. В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка ошибки на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.

В «полурабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:

  • Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «за зад держит».
  • По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, чтобы завелся.
  • Иногда «куда-то пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается. Машина начинает чрезмерно потреблять бензин.

Возможна еще такая проверка — подтверждение «полурабочего» состояния. Когда у Вас начались подобные проблемы, надо завести двигатель и «утопить» педаль до упора. Если двигатель начнет медленно поднимать обороты и остановится где-то на двух-трех тысячах, а дальше — ни в какую — возможны проблемы с катализатором.

В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится, т.е. даже не «схватывает».

«Третье состояние» проверить просто: надо в момент пуска машины подойти к выхлопной трубе и посмотреть (почувствовать, например, приложенной рукой) – идут оттуда выхлопные газы или нет.

Как удалить катализатор авто

Вопросы экологии и покупки нового не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нём платины. Хочется предостеречь от распространенной ошибки: всегда удаляйте его полностью, а не пробивайте только отверстие. Кто даст гарантию, что время это отверстие не забьется?

После удаления внимательно осмотрите внутренность той емкости, в которой находился катализатор и увидите «прикипевшую» к поверхности металлическую сеточку, одну или несколько. Ее удаляйте тоже.

Можно вырезать катализатор и вварить гофровую трубу. Это даст не жесткое соединение мотора и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.

Возможно ли почистить катализатор

Это зависит от степени и вида загрязнения. Если он забился серой и парафином после заправки плохим бензином — то ничего не поможет. В этом случае меняют на новый или ставят обманку. Другое дело, если забился серой. Специальная автохимия его может очистить.

Каталитические преобразователи: их назначение и значение

Хотя изобретение автомобиля, несомненно, сделало мир более удобным, оно также сделало его более загрязненным.

Во время движения автомобили выбрасывают загрязнения , которые могут затемнить здания и ухудшить качество воздуха. Независимо от того, насколько удобными могут быть автомобили, это загрязнение наносит вред окружающей среде и снижает качество жизни людей, которые живут в крупных городских районах с большим количеством автомобилей на улице.

К счастью, технология нашла решение: каталитический нейтрализатор.

Вот все, что вам нужно знать об этих удобных инструментах и ​​о том, как они выполняют свою работу:

Двигатели и загрязнение 101

Чтобы понять, почему каталитический нейтрализатор на двигателе так важен, важно сначала понять, почему и как двигатели создают загрязнение.

Вот разбивка:

Автомобильные двигатели работают на дизельном или бензиновом топливе.Нефть, в свою очередь, состоит из углеводородов. Когда углеводородное топливо горит кислородом воздуха, оно выделяет большое количество энергии. Поскольку бензин содержит около 150 различных химикатов (включая присадки), он производит больше, чем просто энергию: он производит загрязнение.

Загрязнение, создаваемое сжиганием бензина, создает оксид углерода, летучие органические соединения и оксиды азота, которые вместе образуют смог и дымку. Это, в свою очередь, вредит окружающей среде и ухудшает качество жизни людей, живущих в густонаселенных районах.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Хотя загрязняющие газы состоят из вредных молекул, эти молекулы состоят из атомов. Из-за этого лучший способ разложить газы - разделить частицы после того, как они покинут двигатель, но до того, как попадут в воздух.

Это то, что делает каталитический нейтрализатор .

Хотя это может показаться сложным процессом, это довольно просто. Катализаторы - это химические вещества, которые ускоряют химические реакции без изменения их общего процесса.Каталитический нейтрализатор - это металлический инструмент, прикрепленный болтами к днищу автомобиля. Он состоит из входного и выходного патрубков. Входная труба вытягивает горячие пары из двигателя, а выходная труба выталкивает пары наружу. Когда газы из двигателя обдувают катализатор, он вызывает серию химических реакций, предназначенных для изменения газов и превращения их в газы, которые не причинят вреда окружающей среде.

Хотя каталитические преобразователи не устраняют загрязнение воздуха, они могут сыграть важную роль в сокращении непосредственного локального загрязнения воздуха, включая загрязнение с дорог.Каталитические нейтрализаторы также лучше всего работают, когда они теплые, что занимает около 10-15 минут езды или на холостом ходу . Это означает, что ваш автомобиль может по-прежнему выделять выхлопные газы в течение первых нескольких минут поездки.

Чемодан для каталитических нейтрализаторов

Хотя каталитические нейтрализаторы не на 100% эффективны в сокращении выбросов, они являются важным шагом на пути к снижению загрязнения от автомобилей. К сожалению, они работают хорошо только тогда, когда работают хорошо. Если вам нужно обслуживание глушителей или выхлопных систем, свяжитесь с нашей командой .Мы предлагаем широкий спектр услуг по ремонту автомобилей, чтобы вы в целости и сохранности ездили по дороге.

Как работает каталитический нейтрализатор?

Ответ: С 1975 года каждый автомобиль, производимый в США, должен иметь каталитический нейтрализатор. Каталитический нейтрализатор отвечает за контроль вредных выбросов из вашего автомобиля. Он расположен в нижней части вашего автомобиля, сразу за двигателем. Разбив его название, мы можем точно проанализировать его функцию.Каталитические преобразователи содержат вещества или соединения, такие как платина, родий или палладий, которые действуют как катализаторы и преобразователи. Соединения действуют как катализаторы, поскольку вызывают химическую реакцию, но не меняют своей первоначальной формы. Эти соединения также действуют как преобразователи, поскольку они вступают в реакцию и преобразуют вредные газы, такие как окись углерода, углеводороды и оксиды азота, производимые вашим двигателем. Это преобразование в менее вредные газы происходит до того, как они выйдут из выхлопной системы в воздух.Каталитические нейтрализаторы содержат сотовые (покрытые крошечными порами) структуры, покрытые платиной, родием или палладием в зависимости от стадии катализатора. Выхлопные газы двигателя проходят через сотовые конструкции с покрытием и вступают в реакцию с соединениями. Выбросы проходят через две разные стадии катализатора: катализатор восстановления и катализатор окисления. На первой стадии катализатора (катализатор восстановления) оксиды азота реагируют с сотовой структурой, покрытой платиной и родием.Когда эти вредные оксиды азота реагируют с катализаторами (платина и родий), катализаторы удаляют молекулу азота, удерживают ее и высвобождают молекулы кислорода. Затем оставшиеся молекулы азота соединятся с другими молекулами азота и выйдут через выхлопную систему. На этом этапе вредные газы оксидов азота превращаются в безвредные газы кислорода и азота. Во время второй стадии катализатора (катализатор окисления) оксид углерода и углеводороды окисляются.Это означает, что молекулы кислорода будут реагировать с молекулами монооксида углерода и углеводородов. Эти вещества проходят через сотовую структуру, покрытую платиной и палладием, которая действует как катализатор и способствует реакции. На этом этапе очень вредные угарный газ и углеводородные газы преобразуются в менее вредные углекислые газы и пары воды. Каталитические преобразователи также работают рука об руку с системой управления. Эта система управления управляет системой впрыска топлива и контролирует выбросы, покидающие двигатель, до того, как они попадут в каталитический нейтрализатор.Он также содержит кислородный датчик, который определяет, сколько кислорода поступает в выхлопную систему. Датчик кислорода контролирует количество кислорода и сообщает системе впрыска топлива, что нужно увеличить или уменьшить количество кислорода, используемого в топливно-воздушной смеси, используемой для питания двигателя. Датчик также следит за тем, чтобы в выхлопной системе было достаточно кислорода для использования каталитическим нейтрализатором на стадии катализатора окисления.

7.1: Каталитические преобразователи - Chemistry LibreTexts

Каталитический нейтрализатор - это устройство, используемое для снижения выбросов от двигателя внутреннего сгорания (используется в большинстве современных автомобилей и транспортных средств).Недостаточно кислорода для полного окисления углеродного топлива в этих двигателях до двуокиси углерода и воды; таким образом образуются токсичные побочные продукты. Каталитические преобразователи используются в выхлопных системах, чтобы обеспечить место для окисления и восстановления токсичных побочных продуктов (например, оксидов азота, монооксида углерода и углеводородов) топлива до менее опасных веществ, таких как диоксид углерода, водяной пар и газообразный азот.

Введение

Каталитические нейтрализаторы

были впервые широко внедрены в автомобили американского производства в 1975 году из-за правил EPA по сокращению токсичных выбросов.Закон Соединенных Штатов о чистом воздухе требовал сокращения выбросов всех новых моделей автомобилей на 75% после 1975 года, причем снижение должно было осуществляться с использованием каталитических нейтрализаторов. Без каталитических нейтрализаторов автомобили выделяют углеводороды, окись углерода и окись азота. Эти газы являются крупнейшим источником приземного озона, который вызывает смог и вреден для растений. Каталитические нейтрализаторы также можно найти в генераторах, автобусах, грузовиках и поездах - почти все, что имеет двигатель внутреннего сгорания, имеет форму каталитического нейтрализатора, прикрепленного к его выхлопной системе.

Каталитический нейтрализатор - это простое устройство, в котором используются базовые окислительно-восстановительные реакции для уменьшения количества загрязняющих веществ, производимых автомобилем. Он преобразует около 98% вредных паров, производимых автомобильным двигателем, в менее вредные газы. Он состоит из металлического корпуса с керамической сотовой внутренней частью с изолирующими слоями. Этот сотовый интерьер имеет тонкостенные каналы, покрытые тонким слоем оксида алюминия. Это пористое покрытие увеличивает площадь поверхности, позволяя протекать большему количеству реакций и содержит драгоценные металлы, такие как платина, родий и палладий.В одном конвертере уходит не более 4-9 граммов этих драгоценных металлов.

Конвертер использует простые реакции окисления и восстановления для преобразования нежелательных паров. Вспомните, что окисление - это потеря электронов, а восстановление - это их получение. Драгоценные металлы, упомянутые ранее, способствуют переносу электронов и, в свою очередь, преобразованию токсичных паров.

Последняя секция преобразователя управляет системой впрыска топлива. Этой системе управления помогает датчик кислорода, который отслеживает количество кислорода в выхлопном потоке и, в свою очередь, сообщает компьютеру двигателя, что нужно отрегулировать соотношение воздух-топливо, поддерживая работу каталитического нейтрализатора на стехиометрической точке и около 100%. эффективность.

Функции

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор выполняет одновременно три функции:

  1. Восстановление оксидов азота до элементарного азота и кислорода: \ [NO_x \ rightarrow N_x + O_x \]
  2. Окисление окиси углерода до двуокиси углерода: \ [CO + O_2 \ rightarrow CO_2 \]
  3. Окисление углеводородов до диоксида углерода и воды: \ [C_xH_ {4x} + 2xO_2 \ rightarrow xCO_2 + 2xH_2O \]

Есть два типа «систем», работающих в каталитическом нейтрализаторе: «обедненная» и «богатая».«Когда система работает« на обедненной смеси », кислорода больше, чем требуется, и поэтому реакции способствуют окислению монооксида углерода и углеводородов (за счет восстановления оксидов азота). Напротив, когда система работает «богатый», топлива больше, чем необходимо, и реакции способствуют восстановлению оксидов азота до элементарного азота и кислорода (за счет двух реакций окисления). При постоянном дисбалансе реакций система никогда не достигает 100% эффективность.

Примечание: конвертеры могут накапливать «лишний» кислород в потоке выхлопных газов для дальнейшего использования. Это хранилище обычно происходит, когда система работает экономно; газ выделяется, когда в выхлопном потоке недостаточно кислорода. Выделяемый кислород компенсирует недостаток кислорода, полученный в результате восстановления NO x , или когда происходит резкое ускорение, и система соотношения воздух-топливо обогащается быстрее, чем каталитический нейтрализатор может адаптироваться к этому. Кроме того, высвобождение накопленного кислорода стимулирует процессы окисления CO и C x H 4x .

Опасности загрязняющих веществ

Без окислительно-восстановительного процесса для фильтрации и преобразования оксидов азота, оксидов углерода и углеводородов качество воздуха (особенно в больших городах) становится вредным для человека.

Оксиды азота: Эти соединения относятся к тому же семейству, что и диоксид азота, азотная кислота, закись азота, нитраты и оксид азота. Когда NO x выбрасывается в воздух, он вступает в реакцию, стимулируемую солнечным светом, с органическими соединениями в воздухе; результат - смог.Смог является загрязнителем и оказывает вредное воздействие на легкие детей. NO x , реагируя с диоксидом серы, производит кислотный дождь, который очень разрушителен для всего, на что он падает. Кислотный дождь разъедает автомобили, растения, здания, национальные памятники и загрязняет озера и ручьи до непригодной для рыбы кислотности. NO x также может связываться с озоном, создавая биологические мутации (например, смог) и уменьшая пропускание света.

Окись углерода: Это опасный вариант природного газа, CO 2 .Не имеющий запаха и цвета, этот газ не выполняет многих полезных функций в повседневных процессах.

Углеводороды: Вдыхание углеводородов из бензина, бытовых чистящих средств, топлива, керосина и других видов топлива может быть смертельным для детей. Дополнительные осложнения включают нарушения центральной нервной системы и сердечно-сосудистые проблемы.

Каталитическое ингибирование и разрушение

Каталитический нейтрализатор - это чувствительное устройство с внутренним покрытием из драгоценных металлов.Без этих металлов окислительно-восстановительные реакции не могут происходить. Есть несколько веществ и химикатов, которые тормозят работу каталитического нейтрализатора.

  1. Свинец: Большинство автомобилей работают на неэтилированном бензине, в котором весь свинец удален из топлива. Однако, если свинец добавляется в топливо и сжигается, он оставляет осадок, покрывающий каталитические металлы (Pt, Rh, Pd и Au) и предотвращающий контакт с выхлопными газами, что необходимо для проведения необходимых окислительно-восстановительных реакций.
  2. Марганец и кремний: Марганец в основном содержится в металлоорганическом соединении ММТ (метилциклопентадиенил-трикарбонил марганца).MMT - это соединение, используемое в 1990-х годах для увеличения октанового числа топлива (более высокое октановое число указывает на то, что газ с меньшей вероятностью воспламеняется, вызывая взрыв двигателя. Это важно, поскольку двигатели с более высокими рабочими характеристиками имеют высокую степень сжатия, что может нужен бензин с более высоким октановым числом, чтобы дополнить степень сжатия в двигателе), и в настоящее время запрещен к коммерческой продаже из-за правил EPA. Кремний может просачиваться из камеры сгорания в выхлопной поток из охлаждающей жидкости внутри двигателя.

Эти загрязнения препятствуют нормальной работе каталитического нейтрализатора. Однако этот процесс можно обратить вспять, запустив двигатель при высокой температуре, чтобы увеличить поток горячих выхлопных газов через преобразователь, расплавив или сжижая некоторые загрязнения и удалив их из выхлопной трубы. Этот процесс не работает, если металл покрыт свинцом, потому что свинец имеет высокую температуру кипения. Если отравление свинцом достаточно серьезное, весь преобразователь приходит в негодность и подлежит замене.

Термодинамика каталитических нейтрализаторов

Напомним, что термодинамика предсказывает, являются ли реакция или процесс самопроизвольными при определенных условиях, но не скорость этого процесса. Приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции протекают медленно без катализатора; даже если процессы термодинамически благоприятны, они не могут происходить без надлежащей энергии. Эта энергия представляет собой энергию активации (\ (E_a \) на рисунке ниже), необходимую для преодоления начального энергетического барьера, препятствующего реакции.Катализатор способствует термодинамическому процессу за счет снижения энергии активации; сам по себе катализатор не производит продукт, но он влияет на количество и скорость образования продуктов.

  1. Восстановление оксидов азота до элементарного азота и кислорода: \ [NO_x \ rightarrow N_x + O_x \]
  2. Окисление окиси углерода до двуокиси углерода. \ [CO + O_2 \ вправо CO_2 \]
  3. Окисление углеводородов до диоксида углерода и воды. \ [C_xH_ {4x} + 2xO_2 \ стрелка вправо xCO_2 + 2xH_2O \]

Кража каталитического нейтрализатора

Из-за наличия драгоценных металлов в покрытии внутренней керамической конструкции многие каталитические нейтрализаторы стали объектами краж.Преобразователь является наиболее легкодоступным компонентом, поскольку он находится снаружи и под автомобилем. Вор легко мог проскользнуть под машину, пропилить соединительные трубки на каждом конце и уйти вместе с каталитическим нейтрализатором. В зависимости от типа и количества драгоценных металлов внутри каталитический нейтрализатор можно легко продать по 200 долларов за штуку.

Глобальное потепление

Хотя каталитический нейтрализатор помогает снизить токсичность выхлопных газов автомобильных двигателей, он также оказывает вредное воздействие на окружающую среду.При конверсии углеводородов и окиси углерода образуется двуокись углерода. Двуокись углерода - один из наиболее распространенных парниковых газов, вносящий значительный вклад в глобальное потепление. Конвертеры иногда вместе с углекислым газом перестраивают азотно-кислородные соединения с образованием закиси азота. Это то же соединение, которое используется в веселящем газе и в качестве усилителя скорости в автомобилях. Как парниковый газ, закись азота в 300 раз сильнее углекислого газа и пропорционально способствует глобальному потеплению.

Список литературы

  1. Тимберлейк, Карен К. Химия: Введение в общую, органическую и биологическую химию . 10-е изд. Верхняя Сэддл Ривер: Высшее образование Прентис Холл, 2008.
  2. Петруччи, Ральф Х., Уильям С. Харвуд и Джефф Э. Херринг. Общая химия: принципы и современные приложения . 9 изд. Верхняя река Сэдл: Prentice Hall, 2006. d Biological Chemistry . 10-е изд. Тимберлейк, Карен К. Химия: Введение в общие, органические и биологические Chmi

Проблемы

  1. Каковы потенциальные опасности токсичных веществ, выбрасываемых автомобилем без каталитического нейтрализатора?
  2. Какие 3 окислительно-восстановительные реакции происходят в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе?
  3. Каталитический нейтрализатор работает с КПД 100%? Почему или почему нет?
  4. Как можно повредить или неправильно использовать каталитические нейтрализаторы?
  5. Почему кражи каталитических нейтрализаторов? What ar

Авторы

Что такое каталитический нейтрализатор и как он работает?

Что это?

Каталитические нейтрализаторы (или сокращенно «коты») - одна из важнейших частей выхлопной системы современных автомобилей.Каталитический нейтрализатор, обычно расположенный рядом с двигателем, устраняет загрязнения, выходящие из выхлопной трубы.

Проще говоря, это металлический ящик, который очищает выбросы, выходящие из задней части вашего автомобиля, но наука, лежащая в основе этого, намного сложнее, чем это.

Как это работает?

Каталитические нейтрализаторы содержат катализаторы - химические вещества, которые ускоряют процесс химических реакций, которые сами по себе не изменяются во время этого процесса.Катализаторы разрушают вредные выхлопные газы, выходящие из двигателя, разделяя атомы, составляющие эти молекулы.

Обычно внутри обычного трехкомпонентного каталитического нейтрализатора находятся два разных катализатора: один устраняет оксид азота путем удаления кислорода с помощью процесса, называемого восстановлением, а другой превращает оксид углерода в диоксид углерода путем добавления кислорода, называемого окислением.

2

Существует также вторая реакция окисления, которая происходит внутри каталитического нейтрализатора, которая превращает несгоревшие углеводороды в диоксид углерода и воду.

Все это сводится к тому, что выхлопные газы автомобилей выходят меньше дыма и запаха, чем до введения каталитических нейтрализаторов австралийскими властями в 80-х годах для всех продаваемых здесь автомобилей.

Также стоит отметить, что каталитические нейтрализаторы - одна из причин, по которой сегодня мы должны использовать неэтилированное топливо в автомобилях, поскольку этилированное топливо, которое больше не продается в Оз, препятствует разрушению катализаторами загрязняющих веществ в выхлопных газах.

Почему это важно?

Возможно, если бы не использовались каталитические нейтрализаторы, города были бы намного более дымными, чем они есть, и смог бы нанести гораздо больший вред окружающей среде и людям.

Поскольку каталитические нейтрализаторы играют жизненно важную роль в сокращении краткосрочного загрязнения воздуха, их, безусловно, можно считать полезными, хотя они не лишены недоброжелателей.

Некоторые органы, занимающиеся проблемами окружающей среды, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата, утверждали, что из-за количества производимого ими закиси азота они наносят окружающей среде больше долгосрочного вреда, чем пользы.

Однако новые каталитические нейтрализаторы производят гораздо меньше закиси азота, чем старые, и их влияние на сокращение выбросов углеводородов, монооксида углерода и оксидов азота, безусловно, заметно.

Что такое каталитический нейтрализатор и зачем он вам?

Некоторые заправщики считают их помехой, но кошки - жизненно важный компонент системы контроля выбросов вашего автомобиля.

Война за выбросы бушует большую часть 40 лет, когда правительства жестко обрушиваются на автомобильную промышленность.В 1970-х годах правительство США ввело в действие закон, гласящий, что каждый автомобиль, произведенный с этого года, должен быть оснащен устройством, называемым каталитическим нейтрализатором. Это устройство вскоре распространилось по всему миру автомобилей и теперь стало основным средством контроля выбросов и интегрировано практически в каждую современную выхлопную систему.

Что такое каталитический нейтрализатор и для чего он нужен?

Кот сидит примерно на трети пути вниз по выхлопной системе и напоминает небольшую металлическую камеру, которая принимает выхлопные газы и меняет их химическую природу, чтобы уменьшить объем вредных выбросов, только что выходящих из выхлопного коллектора.Внутри кошачьего корпуса находится сотовая структура на керамической основе, облицованная чрезвычайно драгоценными металлами, каждый из которых выполняет определенную функцию по сокращению выбросов.

Есть три основных выброса, производимых автомобильными двигателями: газообразный азот (N2), двуокись углерода (CO2) и водяной пар (h3O). Однако каталитический нейтрализатор в основном используется для борьбы с более мелкими и более вредными продуктами, которые образуются из-за естественного несовершенного процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Это оксид углерода, углеводороды и оксиды азота.Поэтому большинство кошек в наши дни называют трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами из-за трех основных типов выбросов, с которыми им удается справиться.

96 КБ

Выхлопная система от старого Chevy с изображением каталитического нейтрализатора.

«Катализатор» - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, и внутри каталитического нейтрализатора есть два типа катализатора.Первый - это восстановительный катализатор, в котором в сотах используются платина и родий для снижения выбросов NOx. NOx производится оксидом азота и диоксидом азота в выхлопных газах. Азотные газы вступают в контакт с металлами-катализаторами, которые вырывают атомы азота из молекул, что, в свою очередь, выделяет более чистый кислород, который попадает в выхлопную систему.

Катализатор второго типа представляет собой катализатор окисления, в котором для завершения работы используются платина и палладий.Эти катализаторы окисляют или сжигают окись углерода и углеводороды, остающиеся в поступающем газе, помогая уменьшить количество смога, производимого испарившимся несгоревшим топливом.

Сотовая сетка увеличивает площадь поверхности, с которой выхлопные газы взаимодействуют.

Заключительный этап контроля выбросов представляет собой датчик O2, расположенный прямо перед котом.Датчик передает обратно в ЭБУ, сколько кислорода содержится в выхлопных газах, а бортовой компьютер затем может регулировать соотношение воздух / топливо, чтобы двигатель работал как можно ближе к стехиометрической точке.

Это точка, в которой - теоретически - все топливо, поступающее в камеру сгорания, будет использовать весь предоставленный кислород для завершения процесса сгорания. Эта последняя стадия не только способствует общей эффективности двигателя, но также позволяет ему обеспечивать кошку достаточным количеством кислорода для эффективного завершения процесса окисления с помощью второго катализатора.

Так что же такое спортивный кот?

Спортивная кошка умеет делать все, что может делать обычная кошка, но в гораздо более гладкой и эффективной упаковке.Сотовая конструкция стандартного котла спроектирована таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности катализаторов при сохранении их общего объема на низком уровне из-за огромной стоимости используемых драгоценных металлов.

К сожалению, соты можно рассматривать как препятствие для выхлопных газов, которые должны выходить в окружающую среду как можно быстрее и эффективнее. Таким образом, каталитический нейтрализатор замедляет выхлопные газы, заставляя двигатель работать тяжелее, поскольку он изо всех сил пытается выдохнуть выхлопные газы в конце каждого цикла двигателя.Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора также способна развалиться от перегрева, создавая тем самым дополнительную блокировку для выхлопных газов.

Сотовая структура внутри разрушилась из-за чрезвычайно высоких температур, создаваемых несгоревшим топливом.

Основная цель выхлопной системы состоит в том, чтобы отводить выхлопные газы от двигателя плавно и быстро, с ограничениями и расширениями, такими как большой каталитический нейтрализатор, вызывая только турбулентность и, следовательно, нарушенный, более медленный поток воздуха.Спортивные кошки делают все возможное, чтобы решить эту проблему, уменьшая размер камеры и создавая более гладкую поверхность внутри камеры, чтобы газы проходили через нее быстрее и легче.

Чтобы снизить выбросы, керамическая матрица в сотовой конструкции намного мельче, чем у обычной кошки, что гарантирует, что катализаторы могут эффективно преобразовывать соответствующие гадости туда, где они должны быть, чтобы соответствовать правилам выбросов. Небольшого увеличения мощности можно добиться, переключившись на спортивную кошку, при этом цикл двигателя будет освобожден, чтобы максимизировать его эффективность.

Является ли декат приемлемым вариантом?

Здесь вы можете увидеть, что каталитический нейтрализатор был полностью заменен на прямую «трубу для удаления воды».

В большинстве случаев прямой ответ - нет.Многие заправщики решают, что каталитический нейтрализатор создает серьезную закупорку в выхлопной системе, которую необходимо устранить, и поэтому полностью удаляют кошку из системы, заменяя ее прямой трубой. Хотя это увеличит объем вашей трансмиссии и потенциально лишит двигатель еще нескольких лошадиных сил, в большинстве стран вождение автомобиля без каталитического нейтрализатора считается незаконным.

Очистка кошки - это еще одна форма очистки кошки, которая представляет собой процесс удаления сотовых внутренностей кошки, чтобы просто уменьшить количество ограничений, налагаемых на выхлопные газы.

Очистка от ката неизбежно увеличит объем вашей выхлопной системы, но приведет к очень небольшому увеличению мощности. Видео на YouTube-канале robsri18

Большинство людей, которые идут по пути полного удаления кошки, решают рискнуть и просто имеют кошку, ожидающую, когда ее снова поставят на место, когда придет время ТО.Но если вас поймает проницательный полицейский с фонариком, игра может быть окончена. А учитывая, что прирост мощности потенциально можно пересчитать по одной руке в зависимости от размера двигателя, спортивный кот кажется гораздо более жизнеспособным вариантом, если вы действительно чувствуете, что серийный кот на вашем автомобиле сдерживает вашу трансмиссию.

Последствия раздевания кошек своими руками

Однако в автомобиле с турбонаддувом воздействие декаттинга будет усилено, поскольку удаление прекаталитического преобразователя позволит увеличить поток выхлопных газов в турбокомпрессор.Каталитические нейтрализаторы работают лучше всего при высоких температурах, поэтому предварительный катализатор - это уменьшенная версия, которая находится выше выхлопной системы, чтобы помочь снизить выбросы при запуске, когда двигатель работает на очень богатой смеси.

В системе выхлопа с турбонаддувом предварительный клапан обычно находится прямо перед турбокомпрессором, поэтому удаление ограничит эту область выхлопа. Но опять же, это будет рассматриваться как вмешательство в стандартную систему контроля выбросов выхлопных газов и будет считаться незаконным в большинстве стран.

48 КБ

Выхлопная система от Subaru WRX, показывающая предварительную установку перед местом размещения турбокомпрессора.

Вы переоделись в спортивного кота или ходили по канату целой дудки? Прокомментируйте ниже свои мысли об этой распространенной, но рискованной модификации!

Каталитический нейтрализатор

- обзор

2.5.2 Современные низкосортные схемы

Наличие больших объемов каталитических нейтрализаторов из автомобилей (автокотов) привело к развитию технологий плавки, основанных на улавливании железа и меди (Mishra and Reddy, 1987; Hoffmann, 1988). Энгельхард разработал пирометаллургические и гидрометаллургические технологии для концентрирования и очистки различных материалов, содержащих низкие содержания драгоценных металлов, включая золото (Benson et al., 2000). Это отличие от типичных плавильных печей с автокатастрофой, где золото не рассматривается как сырье для печи.

Плавильный завод представляет собой угольную дугу под флюсом мощностью 2,5 МВА с трехэлектродным кольцом (AC) и работает как печь сопротивления шлака. Плотность мощности этой специализированной печи относительно высока и составляет 320 кВт / м 2 для подачи высокоглиноземистого сырья. Печь футерована огнеупором и охлаждается тремя водоохлаждаемыми медными пластинами для разработки футеровки замораживания. Операция полунепрерывная; выпуск шлака производится каждые 3 часа через водоохлаждаемую шлакобезьянку, а выпуск сплава производится один раз в день через выпускное отверстие в глиноземном блоке.Брызговик используется для открытия и закрытия летки из сплава, а летка для шлака открывается и закрывается вручную.

Поток отходящего газа проходит через термический окислитель для окисления CO до CO 2 , смешивается с охлаждающим воздухом и фильтруется с использованием статического мешка для первичной очистки. Затем отходящий газ очищается щелочью и проходит через электрофильтр перед окончательным выбросом в атмосферу.

Для плавки доступно довольно большое количество разнообразных материалов, включая остатки нефтепереработки, образующиеся во внутренних контурах гидрометаллургической переработки; автокатализаторы (также обозначаемые как autocats ) от внутреннего производства и сторонних поставщиков, а также отработанные катализаторы от химической промышленности.Остатки нефтепереработки представляют собой нерастворимые материалы, обычно остатки выщелачивания, содержащие значительное содержание МПГ, включая золото и серебро вместе со значительными количествами натрия и хлорида.

При производстве Autocat образуется значительный объем отходов с небольшим, но значительным содержанием МПГ. Эти керамические подложки представляют собой алюмосиликаты с высокой температурой плавления, а именно кордиерит [Mg 2 Al 4 Si 5 O 18 ] и муллит [Al 6 Si 2 O 13 ], с различными количества глинозема.Автокоты после продажи значительно различаются по содержанию МПГ, с загрязнителями, которые включают железо, никель, хром, свинец, фосфор, цинк и редкоземельные металлы, такие как CeO 2 .

Отработанные катализаторы представляют собой тугоплавкие материалы с широким спектром составов, от оксида алюминия, алюмосиликатов, цеолитов и силикатов до карбидов кремния. Содержание металлов колеблется от 0,1% до 5% МПГ, а составы варьируются от отдельных МПГ (Pt на Al 2 O 3 ) до отдельных МПГ плюс основной металл (Pt / Fe на Al 2 O 3 ). к смешанным МПГ (Au / Pd на Al 2 O 3 ).Эти материалы обычно имеют относительно небольшое содержание МПГ и большую площадь поверхности и плохо реагируют на выщелачивание из-за значительной потери МПГ, происходящей при повторной абсорбции.

Более традиционные очистители также добавляются в цикл плавки и включают в себя очистители для ювелиров, которые обычно содержат менее 0,1% золота, а также полировальные помады, которые представляют собой смеси тугоплавких абразивных материалов, таких как оксиды железа, корунд [Al 6 Si 2 O 13 ] и оксид алюминия [Al 2 O 3 ].Плавка таких сложных смесей требует хорошего химического анализа для расчета добавок извести и других флюсов для образования жидких шлаков в диапазоне 1500–1600 ° C. Для этого при компаундировании плавильных смесей делается ссылка на тройные фазовые диаграммы для CaO – Al 2 O 3 –SiO 2 и CaO – FeO – SiO 2 .

Механизм сбора, по сути, использует карботермическую реакцию между гематитом и углеродом с образованием мелкодисперсных частиц железа, которые действуют как коллектор.Считается, что условия плавки являются окислительными, когда большая часть железа выводится в шлак в виде FeO, но некоторая часть оксида железа восстанавливается до металла, образуя плотную мелкодисперсную металлическую фазу. Мелкодисперсный коллектор железа проходит через расплавленный шлак, сталкиваясь с золотом и МПГ, и при достижении критического размера частиц гравитационные силы заставляют частицы оседать на поду.

Основные карботермические реакции резюмируются следующим образом:

(47.1) Fe2O3 + C → 2FeO + CO (г)

(47,2) FeO + C → Fe + CO (г)

Оксид железа - не единственный источник металла-коллектора. При температуре 1600 ° C большинство оксидов металлов восстанавливается до металла, что приводит к дополнительному выпадению металла, что снижает содержание МПГ в сплаве. Это особенно верно в присутствии SiO 2 , где восстановление до кремния термодинамически благоприятно при температурах выше 1600 ° C. Восстановление приводит к образованию в сплаве ферросилиция, что нежелательно с гидрометаллургической точки зрения.Образовавшийся сплав имеет плотность 7–8 г / см 3 и значительно плотнее шлака, который обычно составляет 2–4 г / см 3 . Содержание МПГ в получаемом сплаве обычно находится в диапазоне 10–15%.

Коэффициенты распределения D x интересующих металлов между фазой сплава и шлака приведены в Таблице 47.3.

Таблица 47.3. Коэффициенты распределения МПГ в типичных условиях плавки

Элемент D x
Au 130
Pt
Rh 230

D x (% (м / м) металла X) сплав / (% (м / м) металла X) шлак .

На рис. 47.3 показана типовая схема концентрации МПГ из глинозема и алюмосиликатного сырья в плавильных и гидрометаллургических установках.

Рисунок 47.3. Типовая технологическая схема каталитических нейтрализаторов плавки и выщелачивания.

Для чего нужен каталитический нейтрализатор?

Не может быть ни одной единицы автомобильного оборудования более злонамеренной, чем каталитический нейтрализатор, но также может быть, что эта важная часть просто неправильно понята. Каталитический нейтрализатор находится прямо в центре автомобильных выбросов, бортовой диагностики и ремонта выхлопных газов, поэтому, если вы боретесь с проблемами производительности двигателя или диагностируете проблемы с выбросами, вы можете задаться вопросом: «Что делает каталитический нейтрализатор?»

Химический состав автомобильных выхлопов

Самая важная причина установки одного или нескольких каталитических нейтрализаторов в ваш автомобиль - это помочь каждому лучше дышать.Как? Во-первых, рассмотрим немного химии: чтобы добраться из точки A в точку B, двигатель сочетает кислород с топливом, богатым углеводородами. Внезапное окисление бензина или дизельного топлива высвобождает энергию, которая приводит в движение поршни, коленчатый вал, трансмиссию, дифференциалы и колеса. В идеале, когда точное количество кислорода и топлива сочетается, единственными отходами являются вода и углекислый газ, как показано в этом уравнении сгорания бензина:

2 C 8 H 18 (топливо) + 25 O 2 (кислород) → 18 H 2 O (вода) + 16 CO 2 (углекислый газ) + энергия

Однако реальное сгорание вряд ли является идеальным.Нежелательные изменения в составе бензина, загрязнителях топлива, состоянии двигателя, атмосферных условиях или даже требованиях водителя могут привести к неполному сгоранию и нежелательным химическим реакциям. Например, высокие температуры цилиндров приводят к образованию оксидов азота (NO x ), а плохое сгорание приводит к образованию монооксида углерода (CO) и несгоревшего топлива (HC), что означает, что эти вредные и токсичные соединения могут вызывать их путь в воздух.

Что делает каталитический нейтрализатор в отношении выбросов?

Обратная связь датчика состава топливовоздушной смеси и рециркуляция выхлопных газов могут смягчить некоторые из неэффективности реального сгорания, но не все.Каталитический нейтрализатор - это последняя защита от выхлопа двигателя. Он позволяет проводить специализированные химические реакции с использованием тепла и редкоземельных металлов, таких как платина, палладий и родий, для объединения нежелательных выбросов в более безопасные соединения:

  • Оксиды азота и окись углерода производят двуокись углерода и азот: 2 CO + 2 NO x → 2 CO 2 + N 2
  • Топливо и оксиды азота производят диоксид углерода, воду и азот: HC + NO x → CO 2 + H 2 O + N 2
  • Водород и оксиды азота производят воду и азот: 2 H 2 + 2 NO x → 2 H 2 O + N 2
  • Окись углерода окисляется с образованием диоксида углерода: 2 CO + O 2 → 2 CO 2
  • Топливо окисляется с образованием диоксида углерода и воды: HC + O 2 → H 2 O + CO 2

Тепло важно для работы каталитического нейтрализатора - реакции начинаются при 800 ° F (426 ° C) - так что некоторые ок. Талитические преобразователи встроены в выпускной коллектор.Это помогает быстрее довести их до рабочей температуры, уменьшая или устраняя нежелательные выбросы.

Как каталитический нейтрализатор влияет на производительность?

Многие считают, что каталитические нейтрализаторы снижают производительность и эффективность. Люди, которые выпотрошили свои каталитические нейтрализаторы или просто установили прямые трубопроводы, действительно сообщили об улучшении производительности в диапазоне от 5 до 10%. Если ваша цель - извлечь максимум мощности в день трассы, тогда каталитический нейтрализатор с высокой пропускной способностью или прямые трубы могут быть весьма желательными, но для такой небольшой выгоды от ежедневного водителя, зачем рисковать провалом проверки выбросов или получением штрафов? Если вы все же решите снять каталитический нейтрализатор, уберите очищенный автомобиль от дорог общего пользования.

Ознакомьтесь со всеми продуктами для выхлопа, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *