شرکت صنعت آفرین ماهان

حساب کاربری

کاتالیست چیست؟

فهرست مطالب

کاتالیست چیست؟ یک کاتالیست، به عنوان کاتالیزور نیز شناخته می شود و در بسیاری از واکنش های شیمیایی استفاده خواهد شد. برای درک بیشتر

در مورد استفاده از کاتالیزورها، ابتدا باید بدانید که همه واکنش های شیمیایی به یک شکل انجام نمی شوند.

در حالی که برخی از واکنش های شیمیایی به سرعت رخ می دهند، برخی دیگر نیاز به زمان، مواد یا تلاش بیشتری برای ایجاد یک واکنش شیمیایی دارند.

بنابراین در واکنش های شیمیایی دسته دوم به ماده مازاد بر واکنش دهنده های اصلی که برای افزایش سرعت واکنش و کاهش مدت زمان به محیط

واکنش اضافه می شود، کاتالیزور می گویند.

کاتالیست چیست؟

تاریخچه مبدل کاتالیزوری

مبدل های کاتالیزوری از قرن نوزدهم زمانی که سیلندرهای فلزی حاوی فیلترهای پوشش داده شده با پلاتین، رودیوم و پالادیوم در اتومبیل های اولیه

فرانسوی نصب شد، تا دود خروجی از اگزوز خودروها را پاک کنند.

این فناوری اولین بار توسط یوجین هودری فرانسوی به ثبت رسید که در دهه 1930 به لس آنجلس نقل مکان کرد و شرکتی به نام Oxy-Catalyst را

تأسیس کرد که مبدل های کاتالیزوری را در دودکش های صنعتی برای مبارزه با آلودگی نصب می کرد.

 

تاریخچه مبدل کاتالیزوری

کاتالیست چیست و چگونه کار مي کند؟

اگرچه مبدل‌های کاتالیزوری معمولاً برای سیستم‌های اگزوز در خودروها استفاده می‌شوند، اما در ژنراتورهای الکتریکی، لیفتراک‌ها، تجهیزات معدن،

کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، لوکوموتیوها، موتورسیکلت‌ها و کشتی‌ها نیز استفاده می‌شوند، آنها حتی در برخی از اجاق های چوبی برای کنترل انتشار گازهای

گلخانه ای استفاده می شوند.

نمونه های اولیه مبدل کاتالیزوری برای اولین بار در اواخر قرن نوزدهم در فرانسه طراحی شدند، زمانی که تنها چند هزار “ماشین نفتی” در جاده ها بودند.

نمونه های  اولیه کاتالیست دارای یک ماده خنثی براساس خاک رس بودند که با پلاتین، رودیوم و پالادیوم پوشانده شده و در یک استوانه فلزی مهر و موم شده بودند.

کاتالیست خودرو چگونه کار مي کند؟

مبدل کاتالیزوری چیست؟

مبدل‌ کاتالیزوری دستگاهی است که خودروی شما برای فیلتر کردن آلاینده‌های مضر اگزوز در  موتور دارد. این سیستم اگزوز آلاینده ها (هیدروکربن ها،

مونوکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن) را به ترکیباتی تبدیل می کند که جو زمین را تشکیل می دهند، مانند: (نیتروژن، اکسیژن، دی اکسید کربن و آب).

مبدل های کاتالیزوری با طراحی خوب می توانند انتشار هیدروکربن و مونوکسید کربن را حدود 90٪ و همچنین انتشار ذرات دیزل را تا 25-35٪ کاهش دهند.

این مبدل‌ها با استفاده از کاتالیزورهای فلزی برای انجام واکنش‌ها در دماهای پایین‌تر از حد معمول کار می‌کنند.

 

مبدل کاتالیزوری چیست؟

انواع مبدل کاتالیزوری

مبدل کاتالیزوری انواع مختلفی دارد، یک اکسیداسیون دو طرفه ساده کار می کند تا مونوکسید کربن (CO) را به دی اکسید کربن (CO2) و هیدروکربن ها را

که اساساً ذرات سوخت هستند به دی اکسید کربن و آب تبدیل کند.

مبدل‌های کاتالیزوری پیشرفته‌تر «سه‌طرفه» در خودروهای مدرن نصب می‌شوند و این مبدل‌ها کارهای فوق را انجام می‌دهند.

در حالی که انتشار اکسید نیتریک (NO) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) را نیز کاهش می‌دهند که با هم بیشتر به‌ عنوان NOx شناخته می‌شوند، علت اصلی

هوای موضعی است.

خودروهای دیزلی معمولاً دارای مبدل های کاتالیزوری ویژه ای برای مقابله با انتشار گازهای گلخانه ای خاص از موتورهای دیزلی با احتراق تراکمی هستند.

این واحدهای کاتالیست اکسیداسیون دیزل به طور معمول با فناوری‌های تصفیه اگزوز اضافی مانند گردش مجدد گاز خروجی، فیلترهای ذرات دیزل برای به

دام انداختن دوده و کاهش کاتالیستی انتخابی که از تزریق محلول اوره AdBlue برای حذف NOx استفاده می‌کند، جفت می‌شوند.

 

انواع مبدل کاتالیزوری

مبدل کاتالیزوری چه کاری انجام می دهد؟

خودروها هنگام کار دود و گازهای زیادی تولید می کنند که به آن گازهای گلخانه ای نیز می گویند، انتشار گازهای گلخانه ای باعث افزیش آلودگی هوا میشود.

به همین دلیل است که قانون هوای پاک در سال 1963 در ایالات متحده تصویب شد تا به کاهش میزان آلودگی تولید شده توسط طیف وسیعی از صنایع کمک کند.

قانون استانداردهای انتشار ملی آمریکا، اصلاحیه ای که در سال 1965 در قانون هوای پاک ایجاد شد، اولین استانداردهای فدرال آلایندگی خودرو را تعیین کرد.

هر ایالت دارای مقرراتی است که به استانداردهای فدرال پایبند است و بسیاری از ایالت ها نیاز دارند که تمام خودروهای ثبت نام شده برای ارزیابی خروجی آلایندگی آزمایش شوند.

مبدل کاتالیزوری چه کاری انجام می دهد؟

عملکرد مبدل های کاتالیزور چگونه است

مبدل‌های کاتالیزوری مواد مضر موجود در گازهای خروجی خودرو مانند مونوکسید کربن، اکسید نیتریک، دی‌اکسید نیتروژن و هیدروکربن‌ها را با واکنش‌های

شیمیایی به مواد کم‌ضرری مانند دی اکسید کربن و بخار آب تبدیل می‌کنند.

فضای داخلی  اگزوز معمولاً با ساختار لانه زنبوری پر می شود که روی آن پوششی اعمال می شود که حاوی یک کاتالیزور است، ماده ای که با گازهای

خروجی واکنش ایجاد می کند و ساختار شیمیایی آنها را تغییر می دهد.

مبدل های کاتالیزوری باید در دمای بالا تا 400 درجه کار کنند تا کارایی خود را به حداکثر برسانند.

عملکرد مبدل های کاتالیزور چگونه است

استفاده از کاتالیزور خودرو چه مزایایی دارد؟

مبدل کاتالیزوری ، بخش مهمی از هر خودروی مدرن با موتور بنزین سوز است. خودروهای برقی پلاگین مبدل های کاتالیزوری ندارند زیرا گازهای خروجی

اگزوز تولید نمی کنند، اما هیبریدی ها همچنان این مبدل ها را دارند.

مبدل‌های کاتالیزوری با استفاده از واکنش‌های شیمیایی به پاکسازی گازهای خروجی اگزوز خودروی شما کمک می‌کنند.

استفاده از کاتالیزور خودرو چه مزایایی دارد؟

مبدل کاتالیزوری چه کاری انجام می دهد؟

یک مبدل کاتالیزوری از محفظه ای به نام کاتالیزور برای تبدیل ترکیبات مضر از گازهای خروجی موتور به گازهای ایمن مانند بخار استفاده می کند.

این ماده برای تقسیم مولکول‌های ناایمن در گازهایی که خودرو تولید می‌کند قبل از رها شدن در هوا کار می‌کند.

مبدل کاتالیزوری در قسمت زیرین خودرو قرار دارد و شبیه یک جعبه فلزی بزرگ است، که دو لوله از آن خارج می شود. مبدل از این دو لوله و کاتالیزور در

طول فرآیند ایمن سازی گازها برای دفع استفاده می کند.

گازها از لوله “ورودی” متصل به موتور خودرو وارد می شوند، اینها روی کاتالیزور دمیده می شوند که باعث واکنش شیمیایی می شود که آلاینده ها را از

هم جدا می کند، گازهای کم ضرر اکنون از طریق لوله دوم یا “خروجی” که به لوله اگزوز خودرو متصل است، عبور می کند.

مبدل کاتالیزوری چه کاری انجام می دهد؟

سیستم اگزوز مدرن خودرو به چه شکل است؟

سیستم اگزوز مدرن در وسایل نقلیه دارای طیف وسیعی از قطعات است که به کنترل آلاینده ها کمک می کند و آنها را دوست دار محیط زیست می کند.

از جمله این قطعات یک مبدل کاتالیزوری است که به بسیاری از خودروسازان کمک کرد تا تحت نظر قانون استاندارد ملی آلایندگی به تولیدات خود ادامه

دهند.

وظیفه کاتالیزور ماشین چیست؟

اگرچه مبدل‌های دو طرفه در موتورهای بنزینی در سال 1981 توسط مبدل‌های «سه‌طرفه» که اکسیدهای نیتروژن (NOx) را نیز کاهش می‌دهند، منسوخ

شدند، اما آنها همچنان در موتورهای بدون سوخت برای اکسید کردن ذرات معلق و انتشار هیدروکربن استفاده می‌شوند.

موتورهای دیزلی  معمولاً از احتراق بدون چربی استفاده می کنند، زیرا مبدل های سه طرفه برای کاهش موفقیت آمیز NOx به احتراق غنی از سوخت یا

استوکیومتری نیاز دارند.

وظیفه کاتالیزور ماشین چیست؟

ساختار مبدل کاتالیزوری به شرح زیر است:

تکیه گاه یا بستر کاتالیزور، برای مبدل های کاتالیزوری خودرو، معمولاً یکپارچه سرامیکی است که ساختار لانه زنبوری دارد (معمولاً مربع، نه و شش

ضلعی) هستند.

  1. زیرلایه به گونه ای ساخته شده است که سطح وسیعی را پوشش می دهد، بستر سرامیکی کوردیریتی که در اکثر مبدل‌های کاتالیزوری استفاده می شود، توسط رادنی باگلی، ایروین لاچمن و رونالد لوئیس در کورنینگ گلس اختراع شده است، که به همین دلیل در سال 2002 به تالار مشاهیر مخترعان ملی معرفی شدند.
  2. پوشش شستشو حامل مواد کاتالیزوری است و برای پخش کردن مواد در سطح وسیعی استفاده می شود که می توان از اکسید آلومینیوم، دی اکسید تیتانیوم، دی اکسید سیلیکون یا مخلوطی از سیلیس و آلومینا استفاده کرد.

مواد کاتالیزوری قبل از اعمال بر روی هسته در پوشش شستشوی معلق می شوند، مواد شوینده برای تشکیل یک سطح ناهموار و نامنظم انتخاب

می شوند که  این نوع سطح را در مقایسه با سطح صاف بستر بهتری را افزایش می دهد.

کاتالیزور از ترکیب فلزات گرانبها تولید می شود که عمدتاً از گروه پلاتین هستند. پلاتین فعال ترین کاتالیزور است و به طور گسترده مورد استفاده قرار

میگیرد، اما به دلیل واکنش های اضافی ناخواسته و هزینه بالا برای همه کاربردها مناسب نیست.

پالادیوم و رودیوم دو فلز گرانبهای دیگر هستند که در کاتالیزور قرار می گیرند، رودیوم به عنوان کاتالیزور احیا، پالادیوم به عنوان کاتالیزور اکسیداسیون و

پلاتین هم برای احیا و هم برای اکسیداسیون استفاده می شود.

از سدیم، آهن، منگنز و نیکل نیز استفاده می شود، اگرچه هر کدام محدودیت هایی دارند برای مثال:  نیکل برای استفاده در اتحادیه اروپا قانونی نیست

زیرا واکنش آن با مونوکسید کربن به تترا کربنیل نیکل سمی  میشود ولی مس را می توان در همه جا به جز ژاپن استفاده کرد.

ساختار مبدل کاتالیزوری به شرح زیر است:

داخل یک مبدل کاتالیزوری چیست؟

کاتالیزور داخل مبدل کاتالیزوری معمولاً از پلاتین یا فلزی مشابه مانند رودیوم یا پالادیوم ساخته می شود.

گازها از طریق ساختار لانه زنبوری سرامیکی که در داخل محفظه گربه قرار دارد جریان می یابد، که با فلزاتی پوشیده شده اند که هر کدام کار خاصی

دارند که در کاهش انتشار گازهای مضرنقش بخصوصی دارند.

کاتالیزور چه کاری انجام میدهد و چگونه کار میکند؟

مبدل کاتالیزوری یک دستگاه کنترل انتشار خروجی اگزوز است که گازهای سمی و آلاینده های موجود در گاز خروجی از موتور احتراق داخلی را با کاتالیز

کردن یک واکنش به آلاینده های کمتر تبدیل می کند.

یکی دیگر از نمونه‌های معروف واکنش کاتالیزوری، فلز پلاتین موجود در مبدل‌های کاتالیزوری خودروها است. این پلاتین تبدیل گاز سمی، مونوکسید کربن،

به دی اکسید کربن را کاتالیز می کند با اینکاردود اگزوز خودرو برای انسان کمتر خطرناک می باشد.