觸媒轉化器(Catalytic Converter)

閱讀時間約 3 分鐘
  • 又稱催化轉換器、觸媒轉換器
  • 觸媒能促使化學反應加速進行,是因為它能降低反應所需的活化
  • 能改變化學反應的速度,不能改變化學平衡的位置
  • 觸媒在完成促進每次反應之後,又恢復到原先的化學狀態
  • 含有鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等貴金屬作為觸媒,利用催化機制減少有害廢氣
如碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)等。
氮氧化合物(NOx)與氧(O2) →二氧化氮(NO2);
二氧化氮(NO2)與碳微粒中的碳(C) →一氧化碳(CO)與一氧化氮(NO);
一氧化碳(CO)+一氧化氮(NO)+氧(O2)→二氧化碳(CO2)+-二氧化氮(NO2)。
  • 化學反應過程中,催化劑只促進反應的進行,不是反應物的一部分
溫度問題
  • 觸媒在高溫才會反應
  • 在廢氣將觸媒轉換器加熱到工作溫度前,廢氣問題仍然嚴重
  • 可以在觸媒轉換器裡面放電熱系統預熱,減少起動時的廢氣(少有車輛使用預熱系統)
  • 混合動力車輛或純電汽車可以大幅減少空氣污染
  • 為防止觸媒轉化器內的未燃油氣點燃,應注意
觸媒轉化器本身極易變熱,可能會因過熱而損壞
  • 限用無鉛汽油。
  • 油量不足時請勿行駛,否則燃油耗盡會導致觸媒轉化器損壞。
  • 請勿在怠速非常不穩或不發火的運轉條件下,讓引擎作長時間的高速運轉,以避免觸媒轉化器損害。
  • 關掉點火開關時,請勿踩油門,以避免觸媒轉化器因未燃燒之燃料受到損害。
  • 行駛時聞到燒焦的味道,則可能是觸媒嚴重或不正常過熱所引起。

使用限制

  • 傳統的含鉛汽油,裡面的四乙基鉛在引擎室內燃燒後轉變為鉛化合物,隨廢氣排出引擎,鉛可減少引擎爆震並保護汽門座(lifter)。
  • 但此鉛化合物會毒化觸媒轉化器使其失去作用,因此需使用無鉛汽油,汽門座的問題則由汽車廠商在製造時先做強化處理。使用無鉛汽油也減少催化器鉛中毒的可能性。

氧化催化轉換器(二元催化轉換器)

  • 只將排氣中的CO和HC(碳氫化合物)氧化為CO2和H2O。
  • 必須向氧化催化轉換器供給二次空氣作為氧化劑,才能使其有效地工作

三元催化轉換器

  • 利用鉑、銠、鈀做為觸媒劑
  • 只能在理論混合比附近區域發揮淨化功能
  • 必須裝置含氧量感知器及混合比回饋控制系統,以控制混合汽維持在理論混合比附近
  • 觸媒必須具備同時轉化碳氫化合物、一氧化碳及氮氧化合物的功能(同時減少CO、HC和NOx的排放)
  • 以排氣中的CO和HC作為還原劑,把NOx還原為氮(N2)和氧(O2)
  • CO和HC在還原反應中被氧化為CO2和H2O

氧化催化轉換器&三元催化轉換器

  • 同時採用兩種轉換器時,通常把兩者放在同一個轉換器外殼內
  • 三元催化轉換器置於氧化催化轉換器前面
  • 排氣經過三元催化轉換器之後,部分未被氧化的CO和HC,繼續在氧化催化轉換器中與供入的二次空氣進行氧化反應。

機車觸媒轉化器

  • 汽油引擎的熱效率很低,汽油的熱量只有20~30%成為引擎動能
其它就是熱能與未完全燃燒的廢氣排放到大氣中
  • 機車排放碳氫化合物和一氧化碳的濃度比汽車高,但氮氧化合物則較低
  • 觸媒轉化器為了減低壓降,大多以壓降小、機械強度高的蜂巢狀陶瓷基材為載體(機車避震效果不佳,蜂巢狀陶瓷基材經長期使用容易碎裂)
採用蜂巢狀金屬基材為載體;
壓降比蜂巢狀陶瓷載體更小。
  • 為了提高觸媒轉化器的催化活性,必須提高觸媒 活性及增加活性物質的總反應面積
  • 金屬載體的材質為鐵-鉻-鋁(Fe-Cr-Al),其上負載鉑、鈀及銠
鉑與鈀催化碳氫化合物和一氧化碳氧化;銠具有催化氮氧化合物還原的功能
  • 機車排氣管都必須有防燙措施
  • 碳氫化合物及一氧化碳的氧化屬放熱反應, 使得觸媒中心溫度大多高於攝氏 500 度以上
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一位在因緣際會之下,動了想去紐西蘭的念頭,卻陰錯陽差跑到澳洲打工度假的背包客。 脫離台灣世俗的期待,踏上打工度假的不歸路,第二人生正式在澳洲啟航。 如果人生很短,那青春就是短暫一瞬間,屬於你的第二人生,下一站在哪呢?還沒開始的理由,又是什麼呢? 歡迎來到我的澳洲故事館,分享我在澳洲的旅程故事。
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