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文章阅读:说说 catalytic convertor
[同主题阅读] [版面: 车轮上的传奇] [作者:jessemumu] , 1999年08月22日03:59:02
jessemumu
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发信人: jessemumu (Anakin), 信区: Automobile
标  题: 说说 catalytic convertor
发信站: The unknown SPACE (Sun Aug 22 03:59:02 1999) WWW-POST


  catalytic convertor 是目前美国和欧洲汽车上的标准装备,其作用是
将未充分燃烧的汽油(碳氢化合物CxHy)以及引擎内燃烧生成的有害气体
一氧化碳 (CO)和氮氧化合物 (NxOy)经进一步燃烧或相互反应,转化为
无害的气体,从而将汽车尾气对环境的毒害降至最小。
  Convertor里有数百上千粒的如人丹大小的圆球,其成份主要是0.1% 左右
的贵金属铂(即白金,Pt, platinum)和铑(Rh, rhodium)催化剂细粉,和绝大
部份的载体(具有很大的表面积,以增大催化剂与气体的接触)。在convertor
里铂与铑各司其职并且互相补充,催化着不同的反应。 要说它们具体怎么
工作,得先说engine里的燃烧反应。
  在engine里,碳氢化合物与空气中的氧气混合经火花引燃,完全反应应只生成
二氧化碳和水,
  CxHy + O2 -->  CO2 + H2O
  此燃烧反应放出大量的热,使得engine的正常工作温度达摄氏1200度。
  在如此高温下,空气中的氮气也会与氧气反应生成氮氧化合物。
  N2 + O2 --> NO + N2O3 + ....
  此外,燃烧不完全会产生一氧化碳和小分子的碳氢化合物。
  CxHy + O2 -->  H2O + CO, CxHz, ...
 
  这些产物都是空气污染的
元凶。尤其是氮氧化合物,它引起的臭氧层破坏比氟里昂要大得多-- 毕竟,
氟里昂工作在密闭的压缩机中不容易泄漏,而氮氧化合物会源源不断地从各种燃烧中
产生。一氧化碳是众所周知的毒物,在未经催化转化的汽车尾气中,它的
含量足以使人丧命。在催化转化器装备汽车前,经常有人利用汽车尾气自杀:
呆在封闭的garage中,将汽车发动,二十分钟后,done! 而在convertor使用
后,再也无法炮制了。
  理论上engine工作温度只要再低200度,各种污染物的含量就足够低,能满足直接排入

大气的要求了,但在目前的engine设计不可能兼顾性能与环保的双重要求,所以必须
使用附加设备将engine排气中的毒气净化。
  含有各种成份的气体从engine排出进入catalytic convertor。这里温度为1000度,
吸附在载体上的贵金属引发和加速以下的气体反应:
  铂催化一氧化碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳,
      CO + O2 --> CO2
     以及剩余碳氢化合物的完全燃烧,
         CxHy + O2 -->  CO2 + H2O

  铑催化一氧化碳与氮氧化合物反应生成二氧化碳和氮气,
     CO + NO ---> CO2 + N2

  这样的催化反应是快速和完全的(amazing, huh?),从convertor排出去的气体就
基本无害了。

  在美国每个catalytic convertor中,平均约含0.2克铑和1.8克铂。这个比例恰好
与美国国内的矿物中两种金属的含量一致,所以生产成本不高(约$40~50),而且
不必recycle。而欧洲矿产中两种金属比例不当,需费时费力地提炼,故那里的
convertor较贵,且必须回收再生,因为回收成本底于生产成本。
  这里可以提一提无铅汽油的问题了。以前人们将汽油中搀入四乙基铅作为抗爆剂,
后来发现铅严重污染环境,而且会使convertor中的催化剂失效(中毒),所以现在
发达国家已不再使用含铅汽油了。
  唉,不得不想想国内受苦受难的人们 ---- 大陆只有极少数大城市才刚刚强制使用
无铅汽油(北京,上海..??)。既然大部份汽车用含铅汽油,那就不可能用catalytic
convertor,所以大陆人民受到的汽车尾气污染实际上是双重的。听说几年前上海
儿童骨骼中铅的含量比健康值高一百倍.... 还好,今年十月起,上海所有汽车都要
装convertor了,多多少少是第一步么。

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※ 来源:.The unknown SPACE bbs.mit.edu.[FROM: ]

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