Лесная техника

Термический нейтрализатор представляет собой камеру сгорания , которая размещается в выпускном тракте двигателя для дожигания продуктов неполного сгорания топлива – CH и CO. Он может устанавливаться на месте выпускного трубопровода и выполнять его функции. Реакции окисления CO и CH протекают достаточно быстро при температуре свыше 830 ^оС и при наличии в зоне реакций несвязанного кислорода. Поэтому в системы нейтрализации с термеческим и каталитическим дожигателем двигателей с принудительным воспламенением входит устройство для подвода дополнительного воздуха к выпускным газам.Дополнительный воздух целесообразно подводить в выпускной канал в головке цилиндра. Подвод дополнительного воздуха и тепловая изоляция выпускных трубопроводов позволяют заметно уменьшить выбросы CH и СO и тогда, когда нейтрализатор не применяется. Количество дополнительного воздуха может достигать 25% расхода воздуха двигателем.

Термический нейтрализатор (рис. 16) состоит из корпуса с подводящими (выпускными) патрубками и одной или двух жаровых труб – вставок из жаропрочной листовой стали. Для эффективного догорания СО и СН требуется достаточно большое время, поэтому скорость газов в нейтрализаторе задается невысокой,  вследствие  чего  объем  его  получается  сравнительно большим. Чтобыпредохранить падение температуры выпускных газов в результате теплоотдачи в стенки, выпускной трубопровод и нейтрализатор покрывают тепловой изоляцией. Несмотря на это, для прогрева термического нейтрализатора после пуска двигателя требуется значительное время. Термические нейтрализаторы мало эффективны на режимах холостого хода и малых нагрузках, так как температура выпускных газов недостаточно высокая и реакция протекает медленно.

На автомобилях находят применение главным образом каталитические нейтрализаторы отработавших газов. В присутствии твердых катализаторов реакции нейтрализация  токсических компонентов протекают эффективно при относительно низких температурах. Поэтому каталитические нейтрализаторы имеют низкую температуру начала эффективной работы (температуру зажигания) 250 – 270 ^оС. Окись углерода окисляется в СО₂ при 250 – 300 ^оС , углеводороды, бенз-а-пирен, альдегиды – при 400 – 450 ^оС , при этом у выпускных газов почти пропадает неприятный запах. При температуре 580 ^оС сгорает сажа. Они обладают следующими свойствами, необходимыми в условиях эксплуатации силовых установок автомобилей: быстро вступают в действие после пуска холодного двигателя; имеют небольшие размеры и массу, т.к. реакции нейтрализации эффективно протекают  при высокой скорости газов у поверхности катализатора; эффективно действуют во всем диапазоне режимов работы автомобильных двигателей, не вызывают снижение мощности двигателя и повышение расхода топлива; имеют достаточный срок службы.

В качестве катализаторов применяют преимущественно благородные металлы – платину, палладий, платинопалладиевы сплавы. Лучшими свойствами обладают катализаторы из платины  и палладия с добавками родия, рутения, иридия. Ограниченное применение находят также окисные катализаторы, представляющие собой соединения металлов переходной группы, например, окислы кобальта СО₃О₄, марганца МnO2, никеля NiO, меди CuO, хрома Cr2O3, и др. По основным показателям эффективности (активности и селективности) окисные катализаторы уступают катализаторам из благородных металлов. Их стойкость при высоких температурах ниже, они не обеспечивают достаточно устойчивого протекания реакций при повышенной скорости реагирующих газов.

Окисные катализаторы обеспечивают приемлемую степень превращения продуктов неполного сгорания топлива при температуре на 90 – 150^оС выше, чем катализаторы из благородных металлов.

Каталитические нейтрализаторы устанавливают в тех случаях, когда путем усовершенствования процессов смесеобразования  и сгорания невозможно снизить выбросы вредных веществ с отработавшими газами до установленных в конкретных условиях эксплуатации норм.

4 Responses to “Термический нейтрализатор”