torstai 27. huhtikuuta 2017

KATALYSAATTORIN TOIMINTA JA RAKENNE


   Toiminta:
 Paras puhdistusteho ja pisin toimintaikä saavutetaan lämpötila-alueella 400...800 °C.
- Kennomainen sisäosa pakottaa pakokaasut kulkemaan kapeiden kanavien kautta.
- Joka molekyylin lasketaan törmäävän seinämään yli 3000 kertaa matkallaan puhdistimen läpi.Katalyyttiseen hiukkaseen saastemolekyyli osuu vain noin 500 kertaa. 
- Hapettumiseen tarvitaan lisäksi vapaan happiatomin läsnäolo törmäyshetkellä sopivalla etäisyydellä. Laskettu syntyvän keskimäärin 5 kertaa kaasumolekyylin matkatessa katalysaattorin lävitse.
- Pelkkä katalysaattori pakoputkessa ei kuitenkaan vielä riitä, vaan kolmitoimikatalysaattori edellyttää apu- ja oheislaitteita toimiakseen tehokkaasti. Apulaitteet huolehtivat siitä, että puhdistimessa tapahtuvien muunnosreaktioiden olosuhteet ovat optimaaliset. 
  •  Polttoaineen ja ilman välisen seossuhteen tulee pysyä koko ajan hyvin lähellä teoreettisesti oikeaa (l = 1) 
  •  pakokaasujen happipitoisuuden tunnistin, ns. lambda-anturi
  •  moottoriohjausjärjestelmä
  •  riittävän lämpötilan, vähintään 250 °C. ( Paras puhdistusteho ja pisin toimintaikä saavutetaan lämpötila-alueella 400...800 °C.)

  
 Rakenne:
    Yleisimmin käytetyt katalyyttimetallit ovat platina (Pt) ja rhodium (Rh). Platina toimii hapetusreaktioiden ja rhodium pelkistysreaktioiden katalyyttinä. Myös palladiumia (Pd) on käytetty varsin laajasti, etenkin alkuaikoina, kun katalysaattorit olivat vain hapettavia. Se kesti kuitenkin huonosti mm. bensiinissä olevan lyijyn "myrkyttävää" vaikutusta. Viime aikoina sitä on kuitenkin taas tutkittu, koska se on halvempaa kuin sitä paljon harvinaisemmat platina ja rhodium. Autojen katalysaattorit ovat itse asiassa suurin yksittäinen käyttökohde näille varsin harvinaisille jalometalleille. Keskikokoisessa puhdistimessa tätä kallisarvoista jalometalliseosta on kuitenkin varsin vähäinen määrä, vain noin 2 g.

-Puhdistin rakentuu mehiläispesän hunajakennoja muistuttavien, tavallisesti keraamista ainetta olevien pohja-ainekennojen ympärille (voivat olla myös ohuesta metallifoliosta valmistettuja, jolloin se kasvattaa seinäpinta-alaa).
- Suuri pinta-ala on tarpeen, jotta pakokaasuissa olevat saastemolekyylit ehtisivät kaikki käydä riittävän lähellä aktiivista seinämää, jossa puhdistumiseen tarvittavat reaktiot tapahtuvat.(auki levitetyssä keskikokoisessa katalysaattorissa on sisäpinta-alaa parin jalkapallokentän verran) 
-Kennosto on suljettu ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo, joka on muodoltaan autoissa normaalisti käytettävien äänenvaimenninkammioiden kaltainen.
  • Kiinnitetty joustavasti, jotta kotelon ja kennoston erilaiset lämpölaajenemiset eivät vähitellen riko koko rakennetta.
-Kennoston pinnalle on sen huokoisuuden lisäämiseksi pinnoitettu alumiinioksidinen välikerros.. Sen päälle on sitten seostettu varsinainen katalyyttisesti aktiivinen jalometalliseospinnoite.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti