آلاینده ها و کاتالیزور خودرو

آلاینده ها و کاتالیزور خودرو

اسلاید 1: عنوان پروژه: آلاینده ها و کاتالیزورهای خودرواستاد: *********دانشجو:**********1400_99

اسلاید 2: مقدمهمیلیون ها خودرو در سرتاسر جهان در حال تردد می باشند که هر کدام به عنوا ن یک منبع آلودگی بشمار می روند .این مورد ، خصوصاَ در شهرهای بزرگتر به عنوان مسئله بزرگی و بصورت لاینحل از زمان های قدیم مورد بحث بوده است .جهت حل این مشکل ، قوانینی به مرحله اجرا در آمده است که مقادیر آلاینده خروجی از سیستم اگزوز خودروها را تحت کنترل در آورده و محدود کرده است . به همین منظور ،کارخانجات خودروسازی ، سیستم های پالایش کننده ای را جهت کنترل مقادیر آلاینده خروجی از سیستم های موتور و سوخت رسانی تهیه و مورد بهره برداری قرار داده اند .

اسلاید 3: آلاینده ها و کاتالیزورهای خودرودر سال 1970 ، دولت آمریکا پس از آنکه گزارش آژانس کنترل آلودگی هوای کالیفرنیا را بررسی کرد ، اصلاحیه هوای تمیز را از تصویب گذراند و بدین ترتیب تولید کننده های آمریکایی به شدت دست به کار شده و مطابق قوانین ضدآلودگی وضع شده ، کمبودهای خود را برطرف کردند . در سال 1975 قوانینی مصوب گردیدکه اکثریت کمپانی های خودرو سازی ، مجبور به استفاده از سیستم مبدل کاتالیتیکی در خودروها شدند . به طور خلاصه طرز کار این سیستم بدین صورت بود که با انجام واکنش های شیمیایی گازهای سمی را به دی اکسید کربن و بخارآب تبدیل می کرد .نصب مبدل کاتالیتیکی از همین سال در سراسر آمریکا اجباری گردید و در اروپا نیز از سال 1993 مورد بهره برداری قرار گرفت .در این مقوله در خصوص انواع آلاینده های تولید شده توسط موتور خودروها و هم چنین نحوه عملکرد مبدل های کاتالیتیکی در خصوص کم کردن مقادیر این آلاینده ها صحبت خواهد شد.

اسلاید 4: به منظور كاهش انتشار آلاينده‌هاي توليدي توسط موتور خودروهاي جديد، سازندگان با دقت زياد مقدار سوخت مصرفي موتور را كنترل مي‌كنند. آنها سعي مي‌كنند نسبت هوا به سوخت را هر چه بيشتر به نقطه استوكيومتري نزديك كنند كه نسبت ايده‌ال هوا و سوخت در احتراق تلقي مي‌شود. از لحاظ نظري، با چنين نسبتي تمامي سوخت به طور كامل با اكسيژن هوا تركيب شده و احتراق كامل انجام خواهد گرفت. براي احتراق بنزين، نسبت استوكيومتري در حدود 1: 7/14 است. يعني براي سوختن يك كيلوگرم بنزين به 7/14 كيلوگرم هوا نياز است. در واقع طي رانندگي، اين نسبت همواره در حد ايده‌آل نبوده و تغيير مي‌كند. مثلاً در مواردي، مخلوط هوا و سوخت غني‌تر مي‌شود. يعني نسبت هوا به سوخت پايين‌تر از 7/14 مي شود.عمده گازهاي خروجي ناشي از عملكرد موتور خودرو عبارتند از: نيتروژن يا ازت (N2):ا78 درصد از هوا را گاز نيتروژن تشكيل مي‌دهد و بيشتر اين گاز از محفظه احتراق موتور، بدون هيچ‌گونه واكنشي خارج مي‌شود. دي اكسيد كربن (CO2): اين گاز يكي از گازهاي محصولات احتراق بوده كه از تركيب كربن سوخت با اكسيژن هوا تشكيل مي‌شود. بخار آب (H2O): اين بخار نيز محصول ديگر احتراق است كه از تركيب هيدروژن و هيدروكربورهاي سوخت با اكسيژن هوا ايجاد مي‌شود.

اسلاید 5:

اسلاید 6: گرچه انتشار دي‌اكسيد كربن به گرم شدن كره زمين كمك مي‌كند، اما اساساً اين گازهاي خروجي بي‌خطرند.از آنجا كه فرايند احتراق هيچ‌گاه كامل نيست، بسته به نحوه عملكرد موتور مقداري گازهاي مضر نيز توسط موتور خودرو توليد مي‌شود كه اين گازها عبارتند از:مونواكسيد كربن (CO): گازي بسيار سمي كه فاقد رنگ و بوست.هيدرو كربن‌ها يا تركيبات ارگانيك فرار (VOCs)ا2: كه ناشي از سوخت نسوخته تبخير شده‌اند.نور خورشيد، هيدروكربن‏ها را به اكسيدانت‌ها شكسته و با انجام واكنش با اكسيدهاي نيتروژن، موجب ايجاد اوزن سطحي در زمينه مي‌شود كه عامل ايجاد «مه دود» است. اكسيدهاي نيتروژن: NO يا NO2 كه به صورت NOX نشان داده مي‌شود، به ايجاد «مه دود» و باران‌هاي اسيدي كمك كرده و موجب بروز ناراحتي‌هاي پوستي مي‌شود.

اسلاید 7: موقعيت مبدل كاتاليزور در خودرواين سه گاز عواملي آلاينده‌اند كه بايد به دقت مورد كنترل قرار گيرند. مبدل كاتاليزور، به منظور كاهش اين آلودگي‌ها طراحي شده است.انواع مبدلهاي كاتاليستي براساس نوع جنس كاتاليستها براساس نوع جنس به سه نوع عمده: گلوله اي2 ، سراميكي3 و فلزي تقسيم ميشوند. اولين نوع مبدلهاي كاتاليستي، گلولهاي بودند كه از كرههاي پرسوراخ آلومينا (AL2O3) كه فلزات گرانبها (PM) در داخل آنها كاشته شده بود، تشكيل ميشدند (شكل 2). قطر اين گلولهها بين 10/1 تا 8/1 اينچ بود كه درون محفظهاي فلزي، زير خودروها قرار ميگرفتند. اين نوع مبدلها براي موتورهاي با حجم زياد، سرعت پايين و دماي پايين، همچون كاميونها استفاده ميشدند.