Katalitik Konvertör Nedir? Nasıl Çalışır?

[makinist]

KATALİTİK KONVERTÖR NEDİR? NASIL ÇALIŞIR?

Dünyada ve ülkemizdeki milyonlarca araç hava kirliliğinin kaynaklarından birini oluşturuyor. Özellikle kalabalık şehirlerde, egsoz gazlarının yaşam kalitesini düşürdüğü aşikar. Bu problemi azaltmak için araçlarda 1975 yılından itibaren katalitik konverterler kullanılmaya başlanmıştır. Katalitik konverterotomobilin egsoz çıkış borusuna bağlanan ve zararlı gaz emisyonunu azaltan bir çelik kutu şeklindeki elemandır. Son derece basit bir yapısı olan cihaz, çok önemli bir görev üstlenmekte ve havaya salınan zararlı gazları büyük ölçüde engellemektedir.

Günümüz araçlarda yanma odasına giren hava-gaz karışım oranları mümkün olduğnca optimum seviyede tutularak, emisyonlar azaltılır. Bu aracın motor devri göz önüne alınarak yanma odasına alınan hava ve yanabilecek yakıt miktarı hesaplanarak, bilgisayar kontrollü olarak işletilir. Bu sayede zararlı olan yanmamış gaz miktarı azaltılmış olur.Daha sonra katalitik konterverde bu gazlar çeşitli reksiyonlara girerek neredeyse tamamen zararsız hale getirilerek atmosfere salınırlar.





Bir otomobilden çıkan gaz emisyonları şunlardır:

• Nitrojen Gazı(N2) - Atmosferdeki havanın %78′ini oluşturan bu gaz, direkt olarak dışarı atılır. Zararsızdır.
• Karbondioksit Gazı(CO2) - Yanma sonrası oluşan ürünlerden birisidir. Karbon atomları havadaki oksijenle birleşerek oluşur. Havada %21 oranında bulunur. Fazlası zararlıdır. Oksijeni tutucu özelliği olduğundan fazlası oksijenin yayılmasını ve havada hissedilmesini engeller.
• Su Buharı(H2O) - Yine yanma sonrası oluşan ürünlerden birisidir.Hidrojenin oksijenle kimyasal bağ yaparak su buharı oluşturması şeklinde gerçekleşir. Zararsızdır.

Yukarıdakiler temel gazlar olup doğrudan dışarı atılırlar. Katalitik konverterin devreye girdiği ve engellediği gazla ise şunlardır:

• Karbonmonoksit(CO) - Renksiz ve kokusuz çok zararlı zehirli bir gazdır.
• Hidrokarbonlar ve Uçucu Organik Bileşikler(VOCs) - Yanmamış yakıt ve dumanı oluşturan buharlaşmış gaz parçacıklarından oluşurlar. Zehirleyici etkileri vardır.
• Nitrojenoksit(ler)(NO ve NO2 şeklinde iki tip olup NOx olarak gösterilirler) - Havadaki kirli sis bulutu ve asit yağmurlarının kaynağıdır. İnsanların sinir sistemi ve mukus zarları üzerinde etkili ve zararlıdır.

Katalitik konverter içerisinde iki tür katalik görev yapar; bunlar redüksiyon kataliti ve oksidasyon katalitidir. Konverter içerisinde alüminyumoksit, platinyum ve rodyum bulunur. Bu kimyasallar reaksiyona girerek artık gaz içerisindeki karbonmonoksit, hidrokarbon ve NOx’leri su buharı ve karbondioksite çevirirler.

Redüksiyon Kataliti: Platinyum ve rodyumu kullanarak NOx emisyonunu düşürmeye yardımcı olurlar. NO ve NO2 molekülleri katalite girdiğinde, katalit nitrojeni tutar ve oksiyen serbest kalır. Serbest kalan oksijen O2, nitrojen ise başka bir nitrojen atomuyla birleşip N2 oluştururlar.
Reaksiyon şöyledir:

Oksidasyon Kataliti: Katalitik konverterdeki ikinci basamaktır. Yanmamış karbon ve karbonmonoksiti platinyum ve alüminyuoksitlerle reaksiyona girerek birleştirirler.
Reaksiyon şöyledir:

Katalitik konverterin kesit görünüşü