Вопрос 59

Нейтрализация дымовых и выхлопных газов. Устройства и методы контроля.

Ответ:

При современном уровне развития техники наиболее эффективным способом снижения токсичности выхлопа является нейтрализация токсичных компонентов дымовых и выхлопных газов с использованием химических реакций окисления и (или) восстановления. С этой целью в выпускную систему устанавливают специальный термический реактор (нейтрализатор).

Для снижения выбросов вредных веществ устанавливаются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Трехкомпонентными их называют потому, что они нейтрализуют три вредных составляющих выхлопных газов: СО, СН и NO. Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор представляет собой корпус из нержавеющей стали, включенный в систему выпуска газов. В корпусе располагается блок носителя с многочисленными продольными порами, покрытыми тончайшим слоем вещества катализатора, которое само не вступает в химические реакции, но одним своим присутствием ускоряет их течение. В качестве катализатора используется платина и палладий, которые способствуют окислению СО и СН, а родий «борется» с NO_x. В результате реакций в нейтрализаторе токсичные соединения CO, CH и NO_x окисляются или восстанавливаются до углекислого газа СО₂, азота N₂ и воды Н₂О.

Как правило, носителем в нейтрализаторе служит спецкерамика -монолит со множеством продольных сот-ячеек, на которые нанесена специальная шероховатая подложка. Это позволяет максимально увеличить эффективную площадь контакта каталитического покрытия с выхлопными газами - до величин около 20 тыс.кв.м. Причем вес благородных металлов, нанесенных на подложку на этой огромной площади, составляет всего 2-3 грамма. Керамика сделана достаточно огнеупорной – выдерживает температуру до 800-850°С.

Контроль дымовых и выхлопных газов осуществляется при помощи газоанализаторов.

Первая группа приборов использует в основном физические методы анализа газовой смеси, химические реакции носят вспомогательную функцию. Действие второй группы приборов основано как на физических методах анализа, так и с широким вспомогательным перечнем анализа физико-химических процессов.

Они включают в себя электрохимические, фотоколориметрические, термохимические процессы. Измерение термохимических процессов возможно в результате теплового эффекта при горении или окислении газа. Электрохимические методы измеряют концентрацию определённого газа смеси после измерения электрической проводимости электролита, который поглотил этот газ.

Фотоколориметрический анализ фиксирует изменение цвета вещества, когда они вступают в реакцию с определённым компонентом смеси. Третья группа приборов основана исключительно на физических методах анализа. К ним относятся термомагнитные, оптические, термокондуктометрические.

Это наиболее прогрессивный способ работы газоанализатора, так как он выдаёт данные на основе измерения теплопроводимости газов, измерения концентрации кислорода, изменении спектра поглощения оптики после контакта с газовой смесью.

Вторая группа приборов распространена шире всего из-за относительной дешевизны, однако они же являются наиболее неточными и недолговечными в работе. В то же время, газоанализаторы делятся и по другим основаниям. В соответствии с функциональной принадлежностью выделяют сигнализаторы, течеискатели, индикаторы.

В соответствии с конструкцией; портативные, стационарные и переносные. В соответствии с количеством компонентов, которые может измерить газоанализатор – одно- или многокомпонентные.