сть нейтралізації зумовлюється температурою і тривалістю контакту ОГ з каталітичної поверхнею. Тривалість контакту ОГ з функціональними елементами нейтралізатора зручно оцінювати об'ємною швидкістю (Wг), тобто представляє ставленням об'ємного годинної витрати відпрацьованих газів (Vг) до обсягу каталізатора (Vк)
г=Vг / Vк (4.2)
Каталітичний процес окислення різних компонентів ОГ обумовлений дифузією молекул газу до робочої поверхні каталізатора і їх окисленням на його поверхні. В основу розрахунку кінетики хімічних реакцій нейтралізації продуктів неповного згоряння покладені реакційно-кінетичні закономірності процесу згоряння реагуючих компонентів. Швидкість окислення робочої суміші може бути представлена ??виразом.
Z=- dc / d? =KC і * Со2=kо * Cи * Со2 * е-E/RT (4.3)
де Z - швидкість згоряння, моль / (м3/сек);-Dc / d?- Дійсна швидкість згоряння моль / (м3 / сек); k - константа швидкості реакції; Cи - концентрація палива в суміші,%; Со2 - концентрація кисню,%; E - енергія активації, кДж / моль; R - газова постійна, кДж / (моль К); T - температура згоряння робочої суміші, К.
Основним чинником, що визначає швидкість хімічного перетворення, є енергія активації (Е), що представляє різницю енергій активного комплексу та вихідних реагуючих молекул. Якщо припустити, що реакція окислювання не порушує рівноважного розподілу енергії між молекулами, то ймовірність утворення активного комплексу, а отже, і швидкості реакції в першому наближенні пропорційна величині ехр (-Е/RТ). Швидкість реакції окислення тим більше, чим менше (Е), і внаслідок експоненційної залежності зростає значно навіть при невеликому зниженні (Е). Узагальнені параметри реакційно-кінетичних реакцій отримані для розрахунку константи рівноваги прямої і зворотної реакцій kп і kо
Контактна вплив каталізатора є поверхневим ефектом. Тому будь-яке стороннє речовина в горючій суміші, яке активно адсорбується на каталізаторі, може негативно вплинути на його властивості. Поверхневий каталіз використовують як в процесі окислення, так і в процесі відновлення. Сутність процесів каталітичної нейтралізації полягає у взаємодії шкідливих речовин ОГ між собою або з надлишком кисню. Результатом нейтралізації ОГ є окислення СО і СmНn за рівняннями
СО + Н2О=СО2 + Н2 (4.4)
СO + O2? 2СО2 (4.5)
СnНm + (n + m / 4) * О2=n * CO2 + m / 2 * (Н2О) (4.6)
Завершення реакцій в нейтралізаторі за короткий час при проходженні через нього ОГ вимагає створення ефективної окислювального середовища і підтримки робочої температури в межах (250 - 800) ° С. При температурі менше t < 250 ° С ефективність каталізатора невелика, а при температурі t> 1000 ° С може наступити дезактивація через спікання дрібних кристалів (платини, родію, паладію), що супроводжується руйнуванням поверхні активних ділянок.
Каталізатор є матеріал, що прискорює хімічний процес і не змінюється в процесі реакції. Він забезпечує підвищення швидкості реакції окислення і зниження робочої її температури. Для нейтралізації оксиду азоту NO використовують реакції його відновлення до молекулярного азоту (N2) та аміаку NH3. В якості відновної середовища використовують знаходяться в ОГ компоненти СВ, СmНn і Н2.
...
