ऑटोमोटिव्ह उत्प्रेरक कनव्हर्टर कसे कार्य करते?

अंतर्गत दहन इंजिनच्या ऑपरेशन दरम्यान, वातावरणात एक्झॉस्ट वायू सोडल्या जातात, जे वायू प्रदूषणाचे मुख्य कारणांपैकीच एक नाही, तर बर्‍याच रोगांचे एक कारण आहे.

वाहनांच्या एक्झॉस्ट सिस्टममधून बाहेर पडणार्‍या या वायूंमध्ये अत्यंत हानिकारक घटक असतात, म्हणूनच आधुनिक कार एका विशिष्ट एक्झॉस्ट सिस्टमने सुसज्ज असतात, ज्यामध्ये एक उत्प्रेरक नेहमी असतो.

उत्प्रेरक कनव्हर्टर निकास वायूंमध्ये हानिकारक रेणू नष्ट करतो आणि लोक आणि पर्यावरणासाठी शक्य तितके सुरक्षित करते.

उत्प्रेरक म्हणजे काय?

एक उत्प्रेरक कनव्हर्टर एक प्रकारचे डिव्हाइस आहे ज्याचे मुख्य कार्य ऑटोमोबाईल इंजिनमधून एक्झॉस्ट गॅसेसमधून होणारे हानिकारक उत्सर्जन कमी करणे आहे. उत्प्रेरक रचना सोपी आहे. हा धातूचा कंटेनर आहे जो कारच्या एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये स्थापित केलेला आहे.

टाकीमध्ये दोन पाईप्स आहेत. कन्व्हर्टरचे "इनपुट" इंजिनशी जोडलेले आहे, आणि त्यातून एक्झॉस्ट वायू प्रवेश करतात आणि "आउटपुट" वाहन एक्झॉस्ट सिस्टमच्या रेझोनेटरशी जोडलेले आहे.

जेव्हा इंजिन एक्झॉस्ट गॅस उत्प्रेरकात प्रवेश करते तेव्हा रासायनिक प्रतिक्रिया होतात. ते हानिकारक वायू नष्ट करतात आणि त्यांना निरुपद्रवी वायूंमध्ये बदलतात ज्या वातावरणात सोडल्या जाऊ शकतात.

उत्प्रेरक कनव्हर्टरचे घटक काय आहेत?

ऑटोमोबाईल उत्प्रेरक कनव्हर्टर कसे कार्य करते ते थोडे स्पष्ट करण्यासाठी, त्याचे मुख्य घटक काय आहेत याचा विचार करूया. तपशीलात न जाता, आम्ही केवळ त्यापासून बनविलेले मुख्य घटक सूचीबद्ध करतो.

सबस्ट्रेट

सब्सट्रेट ही उत्प्रेरकाची अंतर्गत रचना असते ज्यावर उत्प्रेरक आणि मौल्यवान धातू लेपित असतात. सब्सट्रेट्सचे अनेक प्रकार आहेत. त्यांचा मुख्य फरक म्हणजे ती बनवलेली सामग्री. बहुतेकदा हा एक जड पदार्थ असतो जो त्याच्या पृष्ठभागावर सक्रिय कण स्थिर करतो.

व्याप्ती

सक्रिय उत्प्रेरक सामग्रीमध्ये सामान्यतः अॅल्युमिना आणि सेरियम, झिरकोनियम, निकेल, बेरियम, लॅन्थॅनम आणि इतर संयुगे असतात. कोटिंगचा उद्देश सब्सट्रेटच्या भौतिक पृष्ठभागाचा विस्तार करणे आणि एक आधार म्हणून काम करणे आहे ज्यावर मौल्यवान धातू जमा होतात.

मौल्यवान धातू

उत्प्रेरक कनव्हर्टरमध्ये असलेले मौल्यवान धातू अत्यंत महत्त्वपूर्ण उत्प्रेरक प्रतिक्रिया पार पाडतात. प्लॅटिनम, पॅलेडियम आणि रोडियम या मौल्यवान धातू सामान्यतः वापरल्या जातात, परंतु अलिकडच्या वर्षांत मोठ्या संख्येने उत्पादकांनी सोन्याचा वापर करण्यास सुरुवात केली आहे.

गृहनिर्माण

गृहनिर्माण हे उपकरणाचे बाह्य कवच आहे आणि त्यात सब्सट्रेट आणि उत्प्रेरकचे इतर घटक असतात. ज्या सामग्रीमधून केस सामान्यतः बनवले जाते ते स्टेनलेस स्टील असते.

पाईप्स

पाईप्स वाहनाच्या एक्झॉस्ट सिस्टम आणि इंजिनला वाहनाचे उत्प्रेरक कनव्हर्टर जोडतात. ते स्टेनलेस स्टीलचे बनलेले आहेत.

ऑटोमोटिव्ह उत्प्रेरक कनव्हर्टर कसे कार्य करते?

अंतर्गत दहन इंजिनच्या ऑपरेशनसाठी, हे आवश्यक आहे की वायू-इंधन मिश्रणाची स्थिर दहन प्रक्रिया त्याच्या दंडगोलाकारांमध्ये होते. या प्रक्रियेदरम्यान, हानिकारक वायू तयार होतात, जसे कार्बन मोनोऑक्साइड, नायट्रोजन ऑक्साईड्स, हायड्रोकार्बन आणि इतर.

कारमध्ये कॅटॅलेटीक कन्व्हर्टर नसल्यास, या सर्व अत्यंत हानिकारक वायू, इंजिनमधून एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डमध्ये सोडल्यानंतर, एक्झॉस्ट सिस्टममधून जातील आणि आपण ज्या श्वास घेतो त्या थेट हवेत जाईल.

जर वाहनात उत्प्रेरक कनव्हर्टर असेल तर एक्झॉस्ट वायू इंजिनमधून मफलरकडे सब्सट्रेटच्या मधमाशातून जातील आणि मौल्यवान धातूंसह प्रतिक्रिया देतील. रासायनिक प्रतिक्रियेच्या परिणामी, हानिकारक पदार्थ तटस्थ होतात आणि केवळ निरुपद्रवी एक्झॉस्ट, मुख्यत: कार्बन डाय ऑक्साईड, एक्झॉस्ट सिस्टममधून वातावरणात प्रवेश करते.

आम्हाला रसायनशास्त्राच्या धड्यांवरून माहित आहे की उत्प्रेरक हा एक पदार्थ आहे जो रासायनिक अभिक्रिया घडवून आणतो किंवा त्यावर परिणाम न करता वेग वाढवतो. उत्प्रेरक प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेतात परंतु ते उत्प्रेरक किंवा उत्प्रेरक प्रतिक्रियेची उत्पादने नाहीत.

उत्प्रेरक पासमधील दोन टप्पे आहेत ज्याद्वारे हानिकारक वायू: कमी आणि ऑक्सिडेशन. हे कसे कार्य करते?

जेव्हा उत्प्रेरकाचे ऑपरेटिंग तापमान 500 ते 1200 डिग्री फॅरेनहाइट किंवा 250-300 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत पोहोचते तेव्हा दोन गोष्टी घडून येतात: घट आणि त्यानंतर लगेच ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया. हे थोडेसे क्लिष्ट वाटले, परंतु याचा अर्थ असा आहे की त्याच वेळी पदार्थाचे रेणू इलेक्ट्रॉन गमावत आहेत आणि मिळवित आहेत, ज्यामुळे त्यांची रचना बदलते.

उत्प्रेरकामध्ये होणारी घट (ऑक्सिजन वाढ) हे नायट्रिक ऑक्साईडला पर्यावरणास अनुकूल गॅसमध्ये रुपांतरित करण्याचे उद्दीष्ट आहे.

पुनर्प्राप्ती अवस्थेत एक मोटर वाहन उत्प्रेरक कसे कार्य करेल?

जेव्हा कारच्या एक्झॉस्ट गॅसमधील नायट्रस ऑक्साईड उत्प्रेरकात प्रवेश करते तेव्हा त्यामधील प्लॅटिनम आणि रोडियाम नायट्रोजन ऑक्साईड रेणूंच्या विघटनवर कार्य करण्यास सुरवात करतात आणि हानिकारक वायूला पूर्णपणे निरुपद्रवी करतात.

ऑक्सीकरण अवस्थेत काय होते?

उत्प्रेरकामध्ये उद्भवणार्‍या दुसर्‍या चरणाला ऑक्सिडेशन रिएक्शन म्हणतात, ज्यामध्ये न जळलेल्या हायड्रोकार्बन कार्बन डाय ऑक्साईड आणि ऑक्सिजन (ऑक्सिडेशन) मध्ये मिसळून पाण्यात रूपांतरित होते.

उत्प्रेरक मध्ये होणार्‍या प्रतिक्रियांमुळे एक्झॉस्ट वायूंची रासायनिक रचना बदलते आणि त्या बनलेल्या अणूची रचना बदलते. जेव्हा हानिकारक वायूंचे रेणू इंजिनमधून उत्प्रेरकांकडे जातात तेव्हा ते त्यांचे अणूमध्ये मोडतात. अणू यामधून कार्बन डाय ऑक्साईड, नायट्रोजन आणि पाणी या तुलनेने निरुपद्रवी पदार्थांमध्ये रेणू तयार करतात आणि एक्झॉस्ट सिस्टमद्वारे वातावरणात सोडले जातात.

गॅसोलीन इंजिनमध्ये वापरलेले मुख्य प्रकारचे उत्प्रेरक कन्व्हर्टर दोन आहेत: दोन-मार्ग आणि तीन-मार्ग.

द्विपक्षीय

दुहेरी-भिंत (दुहेरी बाजूंनी) उत्प्रेरक एकाच वेळी दोन कार्ये करतो: कार्बन मोनोऑक्साइडला कार्बन डाय ऑक्साईडमध्ये ऑक्सिडाईझ करते आणि कार्बन डाय ऑक्साईड आणि पाण्याचे हायड्रोकार्बन (ज्वलनशील किंवा अर्धवट जळलेले इंधन) ऑक्सिडाईझ करते.

1981 पर्यंत हायड्रोकार्बन आणि कार्बन मोनोऑक्साइडचे हानिकारक उत्सर्जन कमी करण्यासाठी डिझेल आणि पेट्रोल इंजिनमध्ये या प्रकारचे ऑटोमोटिव्ह उत्प्रेरक वापरले गेले, परंतु ते नायट्रोजन ऑक्साईडचे रुपांतर करू शकले नसल्यामुळे, 81 नंतर तिचे स्थान तीन-मार्ग उत्प्रेरकांनी बदलले.

थ्री-वे रेडॉक्स कॅटलॅटिक कनव्हर्टर

या प्रकारचे ऑटोमोटिव्ह उत्प्रेरक 1981 मध्ये सादर केले गेले आणि आज ते सर्व आधुनिक कारवर स्थापित केले गेले आहे. थ्री-वे उत्प्रेरक एकाच वेळी तीन कार्ये करतात:

• नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनला नायट्रिक ऑक्साईड कमी करते;
• कार्बन मोनोऑक्साइडला कार्बन डाय ऑक्साईड ऑक्सिडाईझ करते;
• कार्बन डाय ऑक्साईड आणि पाण्यात न जळलेल्या हायड्रोकार्बन्सचे ऑक्सिडायझेशन करते.

कारण या प्रकारचे उत्प्रेरक कनवर्टर उत्प्रेरक कमी करणे आणि ऑक्सिडेशन दोन्ही पायऱ्या पार पाडतो, ते त्याचे कार्य 98% पर्यंत कार्यक्षमतेने करते. याचा अर्थ असा की जर तुमची कार अशा उत्प्रेरक कनव्हर्टरने सुसज्ज असेल तर ते हानिकारक उत्सर्जनाने पर्यावरण प्रदूषित करणार नाही.

डिझेल इंजिनमधील उत्प्रेरकांचे प्रकार

डिझेल वाहनांसाठी, अलीकडेच, सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणार्‍या उत्प्रेरकांपैकी एक म्हणजे डिझेल ऑक्सिडेशन कॅटॅलिस्ट (डीओसी). हा उत्प्रेरक कार्बन मोनोऑक्साइडला कार्बन डाय ऑक्साईड आणि हायड्रोकार्बन्सला पाणी आणि कार्बन डाय ऑक्साईडमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी एक्झॉस्ट प्रवाहात ऑक्सिजनचा वापर करतो. दुर्दैवाने, या प्रकारचे उत्प्रेरक केवळ 90% कार्यक्षम आहे आणि डिझेलचा गंध दूर करण्यासाठी आणि दृश्यमान कण कमी करण्यास व्यवस्थापित करतो, परंतु नाही एक्स उत्सर्जन कमी करण्यास प्रभावी नाही.

डिझेल इंजिन वायू उत्सर्जित करतात ज्यामध्ये तुलनेने उच्च पातळीचे पार्टिक्युलेट मॅटर (काजळी) असते, ज्यामध्ये प्रामुख्याने मूलभूत कार्बन असते, ज्याचे डीओसी उत्प्रेरक सामना करू शकत नाहीत, म्हणून तथाकथित पार्टिक्युलेट फिल्टर्स (डीपीएफ) वापरून कण काढून टाकणे आवश्यक आहे.

उत्प्रेरकांची देखभाल कशी केली जाते?

उत्प्रेरकासह समस्या टाळण्यासाठी, हे जाणून घेणे महत्वाचे आहे:

• सरासरी उत्प्रेरक जीवन सुमारे 160000 किमी आहे. या अंतराचा प्रवास केल्यानंतर, आपल्याला ट्रान्सड्यूसर बदलण्यावर विचार करणे आवश्यक आहे.
• जर वाहन उत्प्रेरक कनव्हर्टरने सुसज्ज असेल, तर तुम्ही शिसेयुक्त इंधन वापरू नये, कारण ते उत्प्रेरकाची प्रभावीता कमी करते. या प्रकरणात एकमेव योग्य इंधन अनलेडेड आहे.

निःसंशयपणे, पर्यावरण आणि आपल्या आरोग्यासाठी या उपकरणांचे फायदे प्रचंड आहेत, परंतु त्यांच्या फायद्यांव्यतिरिक्त, त्यांच्या कमतरता देखील आहेत.

त्यांचा सर्वात मोठा गैरसोय म्हणजे ते केवळ उच्च तापमानातच कार्य करतात. दुसर्‍या शब्दांत, जेव्हा आपण आपली कार सुरू करता तेव्हा उत्प्रेरक कनव्हर्टर एक्झॉस्ट उत्सर्जन कमी करण्यासाठी जवळजवळ काहीही करत नाही.

एक्झॉस्ट वायू 250-300 डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केल्यावरच ते कार्यक्षमतेने कार्य करण्यास सुरवात करते. म्हणूनच काही कार निर्मात्यांनी उत्प्रेरकास इंजिनच्या जवळ हलवून या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी पावले उचलली आहेत, ज्यामुळे एकीकडे डिव्हाइसची कार्यक्षमता सुधारते परंतु त्याचे आयुष्य लहान होते कारण इंजिनच्या शेजारीच ते अतिशय उच्च तापमानात प्रकट होते.

अलिकडच्या वर्षांत, प्रवासी आसन खाली अंतरावर कॅटॅलिटिक कनव्हर्टर ठेवण्याचा निर्णय घेण्यात आला आहे जे उच्च इंजिन तापमानास संपर्क न करता अधिक कार्यक्षमतेने कार्य करू शकेल.

उत्प्रेरकांचे इतर तोटे म्हणजे वारंवार अडकणे आणि केक जाळणे. उत्प्रेरक कनव्हर्टर फीडमध्ये प्रज्वलित होणाऱ्या एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये जळत नसलेले इंधन प्रवेश केल्यामुळे बर्नआउट होते. खराब किंवा अयोग्य गॅसोलीन, सामान्य झीज, ड्रायव्हिंग शैली इत्यादींमुळे बहुतेकदा क्लोगिंग होते.

ऑटोमोटिव्ह उत्प्रेरकांचा वापर केल्याने आपल्याला मिळणा huge्या मोठ्या फायद्याच्या पार्श्वभूमीवर हे अगदी लहान तोटे आहेत. या उपकरणांबद्दल धन्यवाद, कारमधून हानिकारक उत्सर्जन मर्यादित आहे.

काही समीक्षकांचा असा युक्तिवाद आहे की कार्बन डायऑक्साइड देखील हानिकारक उत्सर्जन आहे. त्यांचा असा विश्वास आहे की कारमध्ये उत्प्रेरक आवश्यक नाही, कारण अशा उत्सर्जनामुळे ग्रीनहाऊस प्रभाव वाढतो. खरं तर, जर कारमध्ये उत्प्रेरक कनवर्टर नसेल आणि कार्बन मोनॉक्साईड हवेत सोडला असेल, तर हा ऑक्साईड वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडमध्ये बदलेल.

उत्प्रेरकाचा शोध कोणी लावला?

१ 1970 s० च्या उत्तरार्धापूर्वीपर्यंत उत्प्रेरक लोक सर्वसाधारणपणे दिसू शकले नाहीत, परंतु त्यांचा इतिहास यापूर्वी खूप सुरू झाला.

उत्प्रेरकाचे वडील फ्रेंच रासायनिक अभियंता यूजीन गौड्री मानले जातात, ज्यांनी 1954 मध्ये "एक्झॉस्ट कॅटॅलिटिक कन्व्हर्टर" या नावाने त्याच्या शोधाचे पेटंट केले.

या शोधाआधी, गुड्रीने उत्प्रेरक क्रॅकिंगचा शोध लावला, ज्यामध्ये मोठ्या जटिल सेंद्रिय रसायने निरुपद्रवी उत्पादनांमध्ये विभक्त केली गेली. मग त्याने वेगवेगळ्या प्रकारचे इंधन प्रयोग केले, त्याचे लक्ष्य स्वच्छ करणे हे होते.

१ 1970 s० च्या दशकाच्या मध्यभागी ऑटोमोबाईलमध्ये उत्प्रेरकांचा वास्तविक वापर झाला होता, जेव्हा कमी उत्सर्जन नियंत्रण नियम लागू केले गेले होते ज्यास निम्न-गुणवत्तेच्या गॅसोलीनमधून निकासातून शिसे काढून टाकणे आवश्यक होते.

प्रश्न आणि उत्तरे:

कारवर उत्प्रेरकची उपस्थिती कशी तपासायची? हे करण्यासाठी, फक्त कार अंतर्गत पहा. मुख्य मफलर आणि लहान मफलर (एक्झॉस्ट सिस्टमच्या पुढच्या बाजूला बसणारा रेझोनेटर) व्यतिरिक्त, उत्प्रेरक दुसरा बल्ब आहे.

कारमध्ये उत्प्रेरक कुठे आहे? उत्प्रेरकाने उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत कार्य करणे आवश्यक असल्याने, ते शक्य तितक्या एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डच्या जवळ स्थित आहे. हे रेझोनेटरच्या समोर आहे.

कारमध्ये उत्प्रेरक म्हणजे काय? हे एक उत्प्रेरक कनवर्टर आहे - एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये अतिरिक्त बल्ब. हे सिरेमिक सामग्रीने भरलेले आहे, ज्याचा मधाचा पोशाख मौल्यवान धातूने झाकलेला आहे.