Katalyzátor v autoprůmyslu je katalyzátor důležitou součástkou. Hraje významnou roli v ochraně životního prostředí snižováním emisí z výfukových plynů. Urychluje chemické reakce, které přeměňují škodlivý oxid uhelnatý, uhlovodíky a oxidy dusíku na oxid uhličitý, vodu a dusík. Katalyzátor potřebuje každé auto se spalovacím motorem. Není totiž možné namíchání složení vzduchu a paliva, které by poskytlo dostatečný výkon a zároveň mělo minimální dopad škodlivin.
Po válce se v době hospodářského růstu stala auta dostupnější a došlo k jejich dramatickému nárůstu na silnicích. Zejména ve velkých městech došlo k výraznému zhoršení kvality ovzduší. Spalovací motory produkují škodlivé látky, které negativně přispívají ke vzniku smogu a kyselých dešťů. Vlády po celém světě začaly na situaci reagovat přísnějšími emisními normami, které vyžadovaly po automobilkách vývoj technologií pro snižování emisí. A to je období, kdy si v roce 1973 společnost Engelhard Corporation nechává patentovat první trojcestný katalyzátor, který byl revoluční technologií.
Emise. Samotné slovo pochází z latiny a znamená doslova “vypouštět”. Látky znečišťující ovzduší jsou plynné, kapalné nebo pevné. Pocházejí z různých zdrojů, energetika, zemědělství, průmysl i domácnosti, nás s ohledem na katalyzátory zajímá doprava. Spalování fosilních paliv v autech, letadlech a lodích produkuje oxidy dusíku, oxid uhelnatý, uhlovodíky a pevné částice. Pokud se nebudeme dostatečně snažit snižovat emise, nevratně poškodíme vše kolem nás, včetně sebe a nebude tu místo pro život.
Trojcestný katalyzátor dokáže redukovat všechny 3 hlavní škodlivé látky v jednom zařízení. Tím se výrazně zjednodušil celý výfukový systém a snížily se náklady na výrobu. Zavedení katalyzátorů vedlo k výraznému snížení emisí škodlivých látek z aut. Platina a palladium oxidují oxid uhelnatý a uhlovodíky na oxid uhličitý a vodní páru. Rhodium redukuje oxidy dusíku na dusík a kyslík.
Životnost katalyzátoru závisí na mnoha faktorech, jako je kvalita paliva, stav motoru a styl jízdy.
Kvůli obsahu vzácných kovů je recyklace katalyzátorů důležitá. Recyklací se získávají zpět cenné kovy a snižuje se těžba nových surovin. Narozdíl od mnoha jiných firem nefungujeme jen na katalogovém výkupu, ale vše pečlivě přeměříme kalibrovaným spektrometrem. Ostatní těží především z toho, že sami přesně netušíte, jakou hodnotu katalyzátor má. Nebo vám nezaplatí za obsah vsech 3 drahých kovů. Nešidíme vás. U celého procesu měření katalyzátoru můžete být s námi a dívat se nám pod ruce. Tak zjistíte jeho skutečnou hodnotu. Na základě měření vám připravíme cenovou nabídku.
Katalyzátory jsou zařízení snižující u automobilů emise výfukových plynů, které vznikají při nedokonalém spalovacím procesu. Primárním úkolem katalyzátoru je přeměna uhlovodíků, oxidu uhelnatého a oxidů dusíku, které jsou produkovány motorem, na méně škodlivé látky - vodní páru, oxid uhličitý a dusík. Pojmenování katalyzátor pochází z řeckého katalýtis, které označuje látku vstupující do chemické reakce, tuto chemickou reakci urychlí, ale sama z ní vystoupí nezměněná. V našem případě je katalyzátorem pro chemickou reakci vrstva vzácných kovů. Automobilový katalyzátor obsahuje vzácné kovy nanesené na reakční plochy nosiče, obvykle se používají směsi platiny (oxidační část) a rhodia (redukční část). Nosič má jemnou strukturu podobnou včelím plástvím, která i při kompaktních rozměrech katalyzátoru zaručuje velký povrch. Při teplotách 300 - 600 °C vznikají chemické reakce, které snižují obsah škodlivých složek. Nejdříve platina a rhodium štěpí oxidy dusíku na dusík (N) a kyslík (O) a pak platina a paládium spojují kyslík s oxidem uhelnatým a uhlovodíky. Výsledkem je nejedovatý oxid uhličitý (CO2) a voda (H2O).
Při studených startech není katalyzátor účinný, začíná fungovat až od teploty cca 300 ˚C. Pro dosažení této teploty je zapotřebí jistý čas, aby bylo možné tento čas zkrátit, je nutné zařadit do výfukové soustavy rozměrově menší předkatalyzátor, který je umístěn blíž k motoru. Katalyzátor (správněji: katalytický konvertor) je součást výfukového potrubí. Skládá se z takzvané lambda sondy a následně samotného katalytického zařízení.
Konvenční motory spalující uhlovodíková paliva mají nedokonalé spalování, proto při jejich chodu vznikají škodlivé plyny - emise. Např. oxid uhličitý (CO2), voda (H2O), oxid uhelnatý (CO), dráždivý oxid dusíku (NOx), karcinogenní nespálené uhlovodíky (HC), oxidy síry (SOx) a v případě vznětových motorů vznikají pevné částice (DPM). Na produkci těchto nežádoucích plynů má vliv kvalita hoření, tedy stav motoru, režim jeho chodu, kvalita a čistota paliva atd. Katalyzátor není filtr! V katalytické komoře procházejí výfukové plyny keramickými plástvemi, které jsou pokryty vzácnými kovy. Díky těmto kovům vznikají chemické reakce, které pomáhají rozkládat škodliviny na neškodné látky. Oxidace při oxidaci je oxid uhelnatý CO přeměňován (oxiduje) na oxid uhličitý CO2, zároveň uhlovodíky HC oxidují na vodu H2O a oxid uhličitý CO2.
Rozdělení katalyzátorů. V praxi se velmi často používá rozdělení katalyzátorů na dvoucestné a třícestné. Dvoucestný oxidační katalyzátor snižuje emise oxidu uhelnatého (CO) a nespálených uhlovodíků (HC). Třícestný (trojcestný) katalyzátor na rozdíl od dvoucestného redukuje také emise oxidů dusíku NOX. Třícestný katalyzátor může správně fungovat pouze v úzké oblasti poměru paliva a vzduchu v tzv. okně. Aby se motor mohl pohybovat v tomto okně, je nutné použít zpětnovazební smyčku pro řízení palivové směsi s tzv. lambda sondou. Tímto způsobem dnes pracují všechny modernější motory se vstřikováním paliva. Lambda sonda přes řídící počítač motoru jednoduše nastavuje poměr paliva a vzduchu tak, aby motor pracoval v optimálním režimu s tzv. stechiometrickou směsí.
Katalyzátory keramické mají keramickou vložku. Jedinou výhodou těchto katalyzátorů je o něco nižší cena. Keramické katalyzátory jsou však mnohem citlivější na poškození jak mechanické (uder cizího předmětu na vozovce) tak chemické a to zejména při špatném seřízení motoru. Katalyzátory kovové mají vložku kovovou. Tyto katalyzátory nejsou tak citlivé na mechanické poškození, není tak velké riziko poškození vlivem horšího chodu motoru. Životnost katalyzátoru je dána předpisem Evropské unie (EHK č. 83 bod 5.3.5.). Struktura keramické vložky katalyzátoru je podobná včelí plástvi, což umožňuje maximalizovat jeho aktivní plochu.
Katalyzátor pro dieselové motory. Vznětové motory pracují s přebytkem vzduchu (λ > 1), proto nelze provádět regulaci podílu kyslíku ve směsi palivo-vzduch. Čištění výfukových plynů dodatečným spalováním přebírá oxidační katalyzátor. K dodatečnému spalování (oxidaci) je použito zbytkového kyslíku ve výfukových plynech, tím se sníží obsah uhlovodíků (HC) a oxidu uhelnatého (CO). Množství dusíkatých složek není možné v oxidačním katalyzátoru měnit. Vzniklé oxidy dusíku se proto redukují už během spalování za pomocí systému recirkulace, což znamená, že se kontrolovaně zavádí výfukové plyny zpět do spalovacího prostoru. Ochlazené výfukové plyny se přivádí zpět do spalovací komory, a tak dochází ke snížení emisí NOX. Probíhá-li spalování za nízkého přebytku vzduchu, zvětšuje se ve výfukových plynech podíl oxidu uhelnatého (CO), uhlovodíků (HC) a pevných částic (PM).
PDP13 SQ - Katalyzátor
tags: #katalyzator #vyfukovych #plynu #obal