باز کردن منو اصلی
کاتالیست ۱۹۹۶ Dodge Ram Van
مبدل هسته ای سرامیکی

کاتالیست تا ۹۰٪ گازهای سمی را بی‌اثر می‌کند به‌گونه‌ای که هیدروکربن‌های نسوخته که از موتور خارج می‌شوند را به آب و دی اکسید کربن تبدیل می‌کند.[۱] علاوه بر این اکسید ازت را به گاز ازت تبدیل می‌کند بنابراین کاتالیست در کاهش آلودگی هوا بسیار مؤثر است.[۲] طول عمر مفید کاتالیست ۵۰۰۰۰ تا ۶۰۰۰۰ کیلومتر است.[۳] مبدل‌های کاتالیست که هم‌اکنون بر روی خودروهای تولیدی در ایران نصب می‌شود تا میزان آلایندگی آن‌ها را کاهش دهد پس از ۸۰۰۰۰ کیلومتر پر شده و عملاً کارایی خود را از دست می‌دهد و میزان آلایندگی خودرو تا پنج برابر افزایش می‌یابد.[۴] متوسط عمر کاتالیست چیزی حدود ۴ سال است و پس از مدت زمان یاد شده باید قطعه مورد نظر تعویض شود.[۵]

عناصر تشکیل دهندهویرایش

عناصر اصلی که نقش کاتالیستی را انجام می‌دهند بسته به نوع فرآیندی که انجام می‌گیرد یا استانداردهای آلایندگی مورد استفاده عبارتند از: فلزهای گران‌بها، مانند پلاتین، پالادیم و رودیم و نیز فلزات غیر گران‌بها مانند آهن، منگنز، نیکل و مس. همچنین عنصر سریم در کاتالیست‌های سه‌گانه به عنوان بافر و ذخیره‌کننده و آزادکننده اکسیژن به کار می‌رود تا مخلوط گاز را همواره در حد نقطه استوکیومتری نگه دارد، زیرا در حول این نقطه کاتالیست‌های سه‌گانه بالاترین کارایی را نشان می‌دهند.

غیرفعال شدن کاتالیزورویرایش

کاتالیزورها دارای عمر مفید و معین هستند و با گذشت زمان از فعالیت و تأثیر آن در واکنش کاسته می‌شود یعنی نقاط فعالی روی کاتالیزور وجود دارد که این نقاط به مرور زمان مسموم می‌شوند. مسمومیت می‌تواند: - ایجاد لایه ضخیم از ماده واکنش دهنده بر روی کاتالیزور دهد. - باعث تغییر آرایش بلوری کاتالیزور شود. - باعث جذب ناخالصی‌ها در نقاط فعال شود.

طول عمر کاتالیست

کاتالیست مرغوب می‌تواند تا ۹۰ درصد از گازهای سمی خروجی از اگزوز را به گازهای بی‌خطر تبدیل کند\ اما رفته رفته که به عمر کاتالیزور اضافه می‌شود، این درصد نیز کاهش یافته و کمتر می‌شود. بنابراین باید بدانید هر کاتالیست یک عمر مفید دارد و پس از اتمام این عمر مفید باید تعویض شود. تعویض کاتالیست در اگزوزسازی‌ها انجام می‌شود و کاتالیز کهنه با یک کاتالیست جدید معاوضه می‌شود. به طور متوسط عمر مفید کارکرد هر کاتالیست خودرو بین ۸۰ تا ۱۰۰ هزار کیلومتر است و از این رقم تجاوز نمی‌کند. به طور متوسط هر کاتالیست عمر مفیدی بین ۳ تا ۴ سال دارد و پس از آن کارآیی خود را به طور کامل از دست می‌دهد و به این ترتیب خودرو به یک آلاینده محیط‌زیست تبدیل می‌شود.

عوامل مخرب و تاثیرگذار بر کاهش طول عمر کاتالیست

کاتالیست‌ها به‌دلیل ساختار خود حساس و شکننده هستند از این‌رو می‌تواند در صورت رعایت نکردن برخی نکات به سرعت آسیب ببیند. رایج‌ترین علل خرابی کاتالیست‌ها به گرفتگی منافذ اسنفجی آن باز خواهد گشت چرا که در صورت گرفتگی باعث می‌شود دود خروجی از سیلندر به‌راحتی از کاتالیست عبور نکند و این فشار بیش از حد موجب تخریب این قطعه خواهد شد.

از دیگر دلایل خرابی کاتالیست‌ها، به ضربه‌های فیزیکی به این قطعه باز خواهد گشت. همانطور که اشاره شد ساختار کاتالیست‌ها بسیار شکننده است و در صورت ضربه وارد شدن به محفظه خارجی آن باعث می‌شود کاتالیست خرد گردد. کاتالیست همچنین به دمای زیاد بسیار حساس است به‌طوری‌که اگر دمای این قطعه به بیش از حد مجاز برسد باعث خرابی و از دست دادن خاصیتش خواهد شد. این مشکل زمانی ایجاد می‌شود که دمای موتور به دلایل مختلف بیش از حد افزایش یابد.

میزان خلوص گازهای خروجی از سیلندر برای سلامت کاتالیست بسیار مهم است چراکه اگر گازهای خروجی به مواد دیگری آغشته باشد به مرور زمان اثر خود را از دست خواهد داد. برای مثال زمانی که واشر سرسیلندر خودرو دچار مشکل و ترکیب روغن و آب وارد سیلندر شود، به‌ناچار گازهای خروجی هم به مواد یادشده آغشته شده و به کاتالیست‌ها آسیب می‌زند. خرابی سیستم جرقه‌زنی موتور از دیگر عوامل خرابی پیش از موعد کاتالیست‌هاست چرا که در صورت احتراق نامناسب، مخلوط هوا و بنزین به‌صورت ناقص می‌سوزد و و گازهای حاصل از این احتراق ناقص باعث آسیب رساندن به کاتالیست‌ها خواهد شد. به‌دلیل وجود سرب در بنزین‌های نامرغوب و همچنین مکمل‌های انژکتورشور در باک یا اکتان بوسترها، استفاده از موارد فوق به کاتالیست آسیب می‌زند.

انواعویرایش

۱) دوگانه

این نوع از کاتالیزورها به‌طور عمده‌ای در موتورهای دیزلی برای کاهش آلاینده‌های مونوکسیدکربن و هیدروکربن‌های نسوخته به کار می روند. به علت عدم توانایی این‌گونه از کاتالیست‌ها در کاهش آلاینده‌های اکسید نیتروژن، امروزه در موتورهای بنزینی از این نوع کاتالیست‌ها استفاده نشده و به جای آن‌ها از کاتالیست‌های سه‌گانه بهره برده می‌شود. کاتالیزور دوگانه دو عمل را به‌طور هم‌زمان انجام می‌دهد:

آ) اکسیداسیون مونوکسید کربن به دی‌اکسید کربن: CO + 0.5O2 → CO2

ب) اکسیداسیون هیدروکربن‌های نسوخته و تبدیل آن‌ها به دی‌اکسید کربن و آب: CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2 → xCO2 + (x+1) H2O

۲) سه گانه

مبدل کاتالیستی سه‌گانه سه وظیفه زیر را انجام می‌دهد:

آ) کاهش اکسیدهای نیتروژن به اکسیژن و نیتروژن: 2NOx → xO2 + N2

ب) اکسیداسیون مونوکسیدکربن به دی‌اکسید کربن: CO + 0.5O2 → CO2

پ) اکسیداسیون هیدروکربن‌های نسوخته و تبدیل آن‌ها به دی‌اکسید کربن و آب: CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2 → xCO2 + (x+1) H2O

نکته بسیار مهم در رابطه با این نوع از کاتالیست‌ها این است که زمانی این کاتالیست‌ها بالاترین راندمان را دارند که گازهای خروجی از موتور و ورودی به کاتالیست به مقدار کمی بالاتر از نقطه استوکیومتری باشند. این بدان معناست که نسبت وزنی هوا به سوخت در مخلوط ورودی به کاتالیست در موتورهای بنزینی در حدود ۱۴/۶ تا ۱۴/۸ باشد.

در ایرانویرایش

در ایران، بود یا نبود کنیستر و کاتالیست‌ها در معاینه فنی خودروها سنجیده نمی‌شود و اگر در آن زمان هم مورد بررسی قرار بگیرد، نمی‌توان این قطعات را روی آن نصب کرد.[۲] شرکت‌های خودروسازی در ایران از سال ۱۳۸۲ نصب کاتالیست را در خودروهای داخلی آغاز کردند و قبل از این تاریخ خودروها فاقد استاندارد بوده‌اند و به همین دلیل آلایندگی این خودروها بیش از ۳۰ برابر سایر خودروها است و براین اساس خروج خودروهای مدل ۱۳۸۲ به پایین در سازمان حفاظت از محیط زیست ارائه شده‌است.[۶] احتمال می‌رود در تعدادی از خودروهای تولیدی سه ماهه آخر سال ۱۳۸۶ نیز قطعه کاتالیست نصب نشده باشد.[۷]

به موجب طرح جامع کاهش آلودگی هوا «آزمون صحت کاتالیست کانورتور و کربن کنیستر در معاینات فنی خودروها به منظور صدور برگه و برچسب معاینه فنی از ابتدای سال ۹۱ اجباری است».[۸]

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. «کاتالیست خودرو چیست و چه نقشی در عملکرد خودرو دارد؟». بیت ران.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ «میزان آلایندگی خودروها در گفتگوی «سلامت» با کارشناسان و مسؤولان،». پایگاه اطلاع‌رسانی سلامت ایرانیان، ۸ دی ۱۳۸۹. دریافت‌شده در ۴ بهمن ۱۳۸۹.[پیوند مرده]
  3. احتمال ممنوعیت تردد خودروهای قبل از ۸۲، روزنامه دنیای اقتصاد، ۱۶ بهمن ۱۳۸۹
  4. اگر «کنیستر خودروها» زائد بوده چرا نصب شد و اگر ضروری بود چرا حذف؟ خبرگزاری دانشجویان ایران - تهران پنج دی ۱۳۸۹[پیوند مرده]
  5. عصر خودرو: ایساکو نسبت به برداشتن کاتالیست کانورتور از روی خودروها هشدار داد. ۱۱ دی ۱۳۸۹
  6. عدم نصب کاتالیست در خودروهای زیر مدل ۸۲ ممنوعیت تردد آن‌ها را در پی دارد؛ خبرخودرو؛ دوشنبه، ۱۴ آذر ۱۳۹۰؛
  7. عدم نصب کاتالیست در خودروهای روآ دوگانه سوز؛ اطلاعیه فنی به نمایندگی‌های مجاز ایرانخودرو؛ ایساکو؛ ۲۵ خرداد ۱۳۸۷[پیوند مرده]
  8. «طرح جامع کاهش آلودگی هوای ۸ کلان شهر کشور ابلاغ شد؛ ۲۲ اسفند ۱۳۹۰». بایگانی‌شده از اصلی در ۲۳ مارس ۲۰۱۲. دریافت‌شده در ۱۳ مارس ۲۰۱۲.