Загрязнение воздуха вредными выбросами автомобилей в конце ХХ века стало одной из глобальных экологических проблем. Путь ее решения только один - автомобиль должен стать экологически чистым. Важное место здесь принадлежит системам нейтрализа ции, способным в несколько раз снизить токсичность выхлопных газов. Мировая практика давно доказала высокую эффективность применения нейтрализаторов, но распространение их в России сдерживается - все еще не решены экономические, технические и организационные проблемы.
Больше двадцати лет назад возникла идея ликвидировать вредные вещества, выходящие из цилиндров двигателя, уже в выпускной системе автомобиля, то есть до выброса их в атмосферу. На пути отработавших газов стали устанавливать каталитические нейтрализаторы - специальные устройства, в несколько раз уменьшающие токсичность выхлопных газов. Проходя через нейтрализатор, несгоревшие углеводороды окисляются до нетоксичных окислов, а оксиды азота восстанавливаются до азота и кислорода. Трудности использования этих устройств связаны с тем, что отработавшие газы проходят по выпускной системе с большой скоростью и температура их изменяется в широких пределах, а сами нейтрализаторы подвергаются значительным внешним механическим и термическим нагрузкам, поскольку устанавливаются в выпускной системе, расположенной под автомобилем.
Чтобы химические реакции в нейтрализаторе протекали быстро, применяют катализаторы, они значительно увеличивают скорость реакции, но сами в ней не участвуют. Используются катализаторы на основе благородных металлов: платины, палладия и родия.
В любом катализаторе есть так называемый активный слой, нанесенный на инертное тело - носитель. Распространение получили, в основном, моноблочные носители из нержавеющей стали, как правило, из гофрированной фольги, и керамические. В керамических носителях на 1 см2 приходится до 300 параллельных сквозных каналов, а в металлических - до 800. Эти каналы, дополнительно покрытые неровным промежуточным слоем - подложкой, и создают большую активную поверхность, на которой во много раз быстрее протекают химические реакции. Монолитный блок носителя с подложкой и катализатором называют реактором. Его размещают в металлическом корпусе из нержавеющей стали с входной и выходной горловинами. Для уменьшения шума, потерь тепла и перегрева наружных стенок корпус делают с двойными стенками и слоем термоизоляции.
Существуют еще гранулированные носители. Их применяют в нейтрализаторах для грузовых автомобилей. В последнее время используют в основном нейтрализаторы на моноблочном носителе, которые имеют меньшие габариты, вес, аэродинамическое сопротивление и быстрее прогреваются до выхода на рабочий режим.
Каталитические нейтрализаторы бывают двух видов: окислительные и трехкомпонентные (их еще называют бифункциональными). Первые уменьшают выбросы оксидов углерода и углеводородов на 80-90%, вторые снижают количество оксидов углерода, углеводородов и оксидов азота на 70-80%.
Окислительные нейтрализаторы на автомобилях с бензиновыми двигателями действуют как дожигатели продуктов неполного сгорания и снабжаются устройствами подачи дополнительного воздуха для поддержания реакции окисления. Это могут быть нагнетатели, пульсары или эжекторы.
В трехкомпонентном нейтрализаторе происходит, с одной стороны, восстановление оксидов азота до азота и кислорода и с другой - окисление оксидов углерода и углеводородов. Чтобы эти процессы протекали эффективно, нужно поддерживать состав горючей смеси в чрезвычайно узких пределах. Состав смеси регулируется с помощью датчика содержания кислорода, называемого l-зонд. Этот датчик фиксирует изменение концентрации кислорода в отработавших газах и подает сигнал в электронный блок управления подачей топлива, и уже электроника корректирует подачу топлива и восстанавливает оптимальный с точки зрения процессов нейтрализации состав смеси. Перейти на страницу: 1 2 3
Похожие записи:
Альтернативные источники энергии В наше время людям энергии требуется всё больше и больше энергии, поскольку они придумывают всё больше и больше новых изобретений, для которых требуется энергия. Рождение энергетики прои ...
Роль зеленых насаждений Проблема «зеленых насаждений» - это одна из острых экологических проблем на сегодняшний день. Вырубка лесов, уничтожение зелени в городах могут повлечь за собой разрушительные последствия. ...
Учение В.И.Вернадского и других ученых о ноосфере и ее роли в развитии земной цивилизации «В современных условиях физические, химические, биологические,социальные науки изучают отдельные стороны, процессы Вселенной, создавая частичное знание о мире. Синтетические, стыковые ...