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汽車(chē)尾氣凈化催化劑--三效催化劑為什么增加尾氣中的CnHm和CO

汽車(chē)尾氣凈化催化劑--三效催化劑TWC(Three-Way Catalyst) 汽車(chē)尾氣的主要有害成分是碳?xì)浠衔?CnHm)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。這三種物質(zhì)對(duì)人體都有毒害，其中CnHm及NOx在陽(yáng)光及其他適宜條件下還會(huì)形成光化學(xué)煙霧，危害更大。消除汽車(chē)尾氣中這些有害成分的方案主要有兩種:一種是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式以減少有害氣體的排放;另一種是采用催化轉(zhuǎn)化器將尾氣中的有害氣體凈化。首先，1975年美國(guó)在新型車(chē)上安裝了催化轉(zhuǎn)化器，接著日本、西歐等國(guó)家也先后采用催化轉(zhuǎn)化器以滿足自己國(guó)家汽車(chē)排放法規(guī)的要求。汽車(chē)催化轉(zhuǎn)化器有兩種類(lèi)型，一種是氧化型催化反應(yīng)器，使尾氣中的CnHm和CO與尾氣中的余氧反應(yīng)，生成無(wú)害的H2O和CO2，從而達(dá)到凈化目的。由于對(duì)NOx等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制化和降低燃料消耗的要求，一方面應(yīng)盡量控制空燃比在14.6附近運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面應(yīng)采用控制點(diǎn)火時(shí)間和廢氣再循環(huán)等方法，以減少尾氣中的NOx。然而這些方法的缺點(diǎn)是往往會(huì)增加尾氣中的CnHm和CO。: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-01-27

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汽車(chē)尾氣凈化催化劑--三效催化劑TWC(Three-Way Catalyst) 汽車(chē)尾氣的主要有害成分是碳?xì)浠衔?CnHm)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。這三種物質(zhì)對(duì)人體都有毒害，其中CnHm及NOx在陽(yáng)光及其他適宜條件下還會(huì)形成光化學(xué)煙霧，危害更大。消除汽車(chē)尾氣中這些有害成分的方案主要有兩種:一種是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式以減少有害氣體的排放;另一種是采用催化轉(zhuǎn)化器將尾氣中的有害氣體凈化。首先，1975年美國(guó)在新型車(chē)上安裝了催化轉(zhuǎn)化器，接著日本、西歐等國(guó)家也先后采用催化轉(zhuǎn)化器以滿足自己國(guó)家汽車(chē)排放法規(guī)的要求。汽車(chē)催化轉(zhuǎn)化器有兩種類(lèi)型，一種是氧化型催化反應(yīng)器，使尾氣中的CnHm和CO與尾氣中的余氧反應(yīng)，生成無(wú)害的H2O和CO2，從而達(dá)到凈化目的。由于對(duì)NOx等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制化和降低燃料消耗的要求，一方面應(yīng)盡量控制空燃比在14.6附近運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面應(yīng)采用控制點(diǎn)火時(shí)間和廢氣再循環(huán)等方法，以減少尾氣中的NOx。然而這些方法的缺點(diǎn)是往往會(huì)增加尾氣中的CnHm和CO。為了解決這個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)了三效催化劑(英文名為T(mén)hree-Way Catalyst)，簡(jiǎn)稱(chēng)TWC。這種催化劑的特性是用一種催化劑能同時(shí)凈化汽車(chē)尾氣中的一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?CnHm)和氮氧化物(NOx)，但為了發(fā)揮其催化性能，必須將空燃比經(jīng)?？刂圃?4.6±0.1附近，這種催化凈化器具有較高的凈化率，但需要有氧傳感器、多點(diǎn)式燃料電子噴射、電子點(diǎn)火等閉路反饋系統(tǒng)相匹配。這種催化凈化器是利用尾氣中的O2、NOx為氧化劑，CO、CnHm(以 CH2 為代表)和H2為還原劑，在理論空燃比附近可發(fā)生如下反應(yīng): 2CO+O2=2CO2 2CO+2NO=N2+2CO2 CH2 +3nNO= nN2+nCO2+nH2O 2NO+2H2=N2+2H2O 現(xiàn)在應(yīng)用的三效催化劑大部分是以多孔陶瓷為載體，再附著上所謂的活化涂層(Washcoat)，最后用浸漬的方法吸附活性成分。催化劑的活性成分主要采用貴金屬鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等。由于貴金屬資源少、價(jià)格貴，各國(guó)科學(xué)家都在致力于研究經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都可行的稀土/鈀三效催化劑。預(yù)計(jì)這種催化劑將有很好的應(yīng)用前景。三效催化凈化器的優(yōu)點(diǎn)是凈化率與燃料經(jīng)濟(jì)性都比較好，主要問(wèn)題是成本費(fèi)用昂貴。由于柴油機(jī)排放的氣體中殘留的氧較多，使氧傳感器的控制不靈敏，故三效催化凈化器一般不用于柴油機(jī)，而只適用于汽油機(jī)。: 回答者：網(wǎng)友

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