ترجمه مقاله طراحی بهینه کاتالیست روکش دار مس- منگنه برای کاهش انتشار مونواکسید کربن در موتورهای بنزین
طراحی بهینه کاتالیست روکش دار مس- منگنه برای کاهش انتشار مونواکسید کربن در موتورهای بنزین.
چکیده:
یکی
از فناوری های مهندسی این است که بتوان به منظور کاهش آلودگی هوا، از مبدل
کاتالیزورینه نصب شده بر روی مجرای خروجی وسیله نقلیه اجرا گردد. متاسفانه
این ابزار بسیار گران قیمت در بازار بوده و همه وسایل نقلیه موتوری از این
تکنولوژی نمی توانند استفاده کنند. به این دلیل که این کاتالیزورها دارای
فلزاتی مانند پالادیوم و پلاتین است و آن ها را گران قیمت می کند. علاوه بر
این کاتالیزور، مستعد ابتلا به انسداد در عملکردش است که به دلیل وجود سرب
بوده و موجب آسیب به قسمت های لانه زنبوری کاتالیست می شود. بنابراین نیاز
به تحقیق به صورت آزمایشگاهی بر روی مواد دیگر به عنوان کاتالیزورات که
توانایی کاهش گاز مونو اکسید کربن را در خروجی اگزوز داشته باشد. همچنین
این تحقیق به مطالعه و بررسی قابلیت های عملکرد و ارزیابی اثر بخشی مس –
منگنه پوشش داده شده پرداخته است که برای به دست اوردن شکل مناسب و نوع
کاتالیستی کاتالیزور طراحی شده است و مناسب برای وسایل نقلیه موتوری می
باشد. نتایج در طراحی این کاتالیست نشان می دهد که اصلاح مواد کاتالیزوری
می توانند یک جایگزین بر غلبه بر مشکل آلودگی هوا در بخش حمل و نقل شده و
به خصوص گازهای خروجی از اگزوز خودروی بنزین را کاهش دهد. همچنین استفاده
ازپوشش مس- منگنه به عنوان یک کاتالیزور در مبدل کاتالیزوری به طور قابل
توجهی قادر به کاهش گازهای خروجی از اگزوز شامل کربن مونو اکسید می شود.
همچنین افزایش مقدار سلول های کاتالیزوری باعث کاهش غلظت گازهای خروجی
اگزوز شامل مونو اکسید کربن می شود. همچنین طراحی بهینه کاتالیست قادر به
کاهش گازهای خروجی از جمله مونواکسید کربن می شود.
کلمات کلیدی: مبدل کاتالیزوری – کاتالیزور مس، منگنز – گازهای خروجی از اگزوز – مونواکسید کربن.
1 – مقدمه:
استفاده
از مبدل کاتالیزوری برای کاهش انتشار از اگزوز خودرو به تازگی مورد بحث
است. بیشتر مبدل های کاتالیستی برای وسایل نقلیه موتوری در بازار از نوع یک
پلت و کاتالیزوری شامل مواد یکپارچه ساخته شده است که این مواد شامل
فلزاتی مانند پالاریسم و پلاتین و رادیوم است. این فلزات دارای خواص
فعالیتی خاص بالا بوده که درجه زیادی از نوسانات را داشته و به راحتی اکسید
شده و در دمای 500 تا 900 درجه سانتیگراد شکسته می شود که در نتیجه کاهش
فعالیت کاتالیست را به همراه دارد. علاوه بر این فلزات در دسترس بودن و
بسیار گران قیمت بودن آن ها مد نظر بوده و راه اندازی مبدل کاتالیزوری در
کانال خروجی با کاتالیزور پالاریوم و پلاتین و رادیوم و آلومینا و سیلیس و
سرامیک های دیگر است که آن را گران قیمت کرده و پیدا کردن آن مخصوصا در
اندونزی سخت است. چرا که بسیاری از سوخت ها را این کشور حاوی سرب بالایی
هستند و با این حال این نوع از مبدل کاتالیزوری می تواند گازهای خروجی از
اگزوز را به میزان 80 تا 90 درصد تبدیل کند. این اطلاعات منجر به جستجوی
مواد جدید جایگزین با قیمت پایین تر می شود. برای این جایگزین، اکسیدهای
فلزی واسطه، گزینه های امیدوار کننده ای هستند و ماننند آن ها شامل NIO و
CYO و CR2O3 می
باشد. مواد شناخته شده به عنوان کاتالیزور اکسید کننده پلاتین و پلوتینیم و
نیکل و منگنز و گروم و اتکال اکسیدهای دیگر فلزات است. در حالی که برخی از
فلزات به عنوان کاتالیزور مانند آهن، مس و آلیاژهای نیکل شناخته شده است.
علاوه بر این برخی از فلزات موثر برای اکسیداسیون و مواد کاتالیزوری شناخته
شده اند که در آن ها PT, PD, RU>MN و CU>>NI>PE>CR>TN و
دیگر اکسیدهای فلزی است. انواع اینها از مبدل کاتالیزوری می تواند گازهای
خروجی از اگزوز را با مقدار 16 تا 80% کاهش دهد. گزینه های دیگر نیز برای
اصلاح موتور خودرو وجود دارد. بنابراین چگونگی توانایی یک مبدل کاتالیزوری
برای کاهش گازهای خروجی اگزوز نیاز به بررسی دارد. این مطالعه با هدف طراحی
و یا برای ایجاد یک ابزار برای کاهش گازهای خروجی اگزوز وسایل نقلیه
موتوری است که اغلب با نام مبدل کاتالیزوری با تغییرات کاتالیست با پوشش
مس- منگنز می باشد. این ابزار به ویژه برای کاهش انتشار گاز مونواکسید کربن
از اگزوز و برای پیدا کردن طراحی بهینه مهم است.
Optimum Design of Manganese-Coated Copper Catalytic Converter
to Reduce Carbon Monoxide Emissions on Gasoline Motor
Abstract
One
of the engineering technologies that can be used to reduce air
pollution is the use of catalytic converter mounted on vehicle
gas exhaust duct. Unfortunately, these tools are very expensive in the market and not all motor vehicles use these technologis,
because the catalyst was made from exoensive metals and rarely available in the market, such as: Palladium, Platinum and
Rhodium. Besides, the catalyst is susceptible to premium fuel with low levels of lead (Pb) which results in the damage of the
function of the catalyst due to blockage in the honeycomb Catalytic Converter. Therefore research needs to be done in the
laboratory
to test the other substrate materials as a catalyst, to study the
ability of the catalyst in a catalytic converter to reduce
exhaust emissions of Carbon Monoxide. This research will also study the performance capabilities and assess the effectiveness of
Manganese-coated Copper catalysts which are designed in such a way to obtain the appropriate shape and type of Catalytic
Converter catalyst and suitable for premium fuel motor vehicles. The result showed that (1) Catalytic Converter design and
modification of catalytic materials can be an alternative to overcome the high air pollution problem from the
transportation sector, esspecially particular Carbon Monoxide exhaust emissions from gasoline motors. (2) The use
of Manganese-Coated Copper as a catalyst in the catalytic converter was significantly able to increase the reduction
of Carbon Monoxide exhaust emissions. (3) The increase of catalyst cells amount decreased the concentration of
Carbon Monoxide exhaust emissions. (4) Optimum Design of Model 2 Catalytic Converter was able to reduce
exhaust emissions of Carbon Monoxide.
© 2014 The Authors. Published by Elsevier B.V.
Peer-review under responsibility of scientific committee of the ICTCRED 2014.
Keywords: catalytic converter, copper catalyst, manganese, exhaust emissions, carbon monoxide
AbstractOne of the engineering technologies
that can be used to reduce air pollution is the use of catalytic
converter mounted on vehiclegas exhaust duct. Unfortunately, these tools
are very expensive in the market and not all motor vehicles use these
technologis,because the catalyst was made from exoensive metals and
rarely available in the market, such as: Palladium, Platinum andRhodium.
Besides, the catalyst is susceptible to premium fuel with low levels of
lead (Pb) which results in the damage of thefunction of the catalyst
due to blockage in the honeycomb Catalytic Converter. Therefore research
needs to be done in thelaboratory to test the other substrate materials
as a catalyst, to study the ability of the catalyst in a catalytic
converter to reduceexhaust emissions of Carbon Monoxide. This research
will also study the performance capabilities and assess the
effectiveness ofManganese-coated Copper catalysts which are designed in
such a way to obtain the appropriate shape and type of
CatalyticConverter catalyst and suitable for premium fuel motor
vehicles. The result showed that (1) Catalytic Converter design
andmodification of catalytic materials can be an alternative to overcome
the high air pollution problem from thetransportation sector,
esspecially particular Carbon Monoxide exhaust emissions from gasoline
motors. (2) The useof Manganese-Coated Copper as a catalyst in the
catalytic converter was significantly able to increase the reductionof
Carbon Monoxide exhaust emissions. (3) The increase of catalyst cells
amount decreased the concentration ofCarbon Monoxide exhaust emissions.
(4) Optimum Design of Model 2 Catalytic Converter was able to
reduceexhaust emissions of Carbon Monoxide.© 2014 The Authors. Published
by Elsevier B.V.Peer-review under responsibility of scientific
committee of the ICTCRED 2014.Keywords: catalytic converter, copper
catalyst, manganese, exhaust emissions, carbon monoxide
