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2018/06/19129 作者:佚名
导读: 三元催化器早期失效的原因 1.温度过高常温下三元催化转化器不具备催化能力,其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力,通常催化转化器的起燃温度在250—350℃,正常工作温度一般在350—700℃。催化转化器工作时会产生大量的自量越高,氧化的温度也愈高,当温度超过850—1000℃时,其内涂层的催化剂很可能会脱落,载体碎裂。所以必须注意控制造成排气温度升高的各种因素,如点火时

三元催化器早期失效的原因

1.温度过高

常温下三元催化转化器不具备催化能力,其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力,通常催化转化器的起燃温度在250—350℃,正常工作温度一般在350—700℃。催化转化器工作时会产生大量的自量越高,氧化的温度也愈高,当温度超过850—1000℃时,其内涂层的催化剂很可能会脱落,载体碎裂。所以必须注意控制造成排气温度升高的各种因素,如点火时间过迟或点火次序错乱、断火等,这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器,造成排气温度过高,影响催化转化器的效能。

2.慢性中毒

催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感,硫和铅来自于汽油,磷和锌来自于润滑油,这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面,使催化剂无法与废气接触,从而失去了催化作用,即所谓的“中毒”现象。

3.表面积碳

当汽车长期工作于低温状态时,三元催化器无法启动,发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面,造成无法与CO和HC接触,长期下来,便使载体的孔隙堵塞,影响其转化效能。

4.排气恶化

催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度,因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总量过大,比如混合气偏浓等,就会影响催化器的催化转化能力,降低其转化效率。此外,由于废气中有大量的HC和CO进入催化反应器后,会在其中产生过度的氧化反应,氧化反应产生大量热量将使催化反应器温度过高而损坏。

5.与发动机不匹配

即使是同样的发动机,同样的三元催化转化器,车型不同,发动机常用的工作区间就不同,排气状况就发生变化,安装三元催化器的位置就不同,这都会影响三元催化转化器的催化转化效果。因此,不同的车辆,应使用不同的三元催化转化器。

6.氧传感路失效

为使废气催化率达到最佳(90%以上),必然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制,其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度,转换成电信号后发送给ECU,使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内(14.7:1),若空燃比大时,虽然CO和HC的转化率略有提高,但NOx的转化率急剧下降为20%,因此必须保证最佳的空燃比,实现最佳的空燃比,关键是要保证氧传感器工作正常。如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒。此外使用不当,还会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失准,排气状况恶化,催化转化器效率降低,长时间会使催化转化器的使用寿命降低。

三元催化器使用时应注意的问题

鉴于三效催化器早期失效的原因,使用时应注意如下事项:

1.勿用含铅汽油。

2.勿长期急速运转(开环控制状态)。

3.勿让发动机转速忽快忽慢。

4.点火时间勿太迟。

5.长时间启动不着。

6.不要长时间拔出高压线试火。

7.测量气缸压力时,要拔下燃油泵的中控接头,从而能停止喷油器向气缸内喷油。

8.发现有气缸工作不良时,应及时停车检查、排除故障。

9.避免混合气偏浓的诸多因素,如喷油器关闭不严,燃油压力调节器失效(油压过高)、氧传感器失效、空气流量传感器失效等。

10.催化转化器只要正确使用,一般不需要维护,故不要随便拆卸,如需更换时一定要与发动机匹配。

三元催化剂的养护方法

1、装有三元催化器的汽车不能使用含铅汽油,因为含铅油燃烧后,铅颗粒随废气排经三元催化器时,会覆盖在催化剂表面,使催化剂作用面积减少,从而大大降低催化器的转换效率,导致三元催化器铅中毒。

2、应避免未燃烧的混合气进入催化器。三元催化器开始起作用的温度是200摄氏度左右,最佳工作温度在400摄氏度至800摄氏度,而超过1000摄氏度后作为催化剂的贵金属成分自身也将会产生化学变化,从而使催化器内的有效催化剂成分降低,使催化作用减弱。因此,在车辆使用过程中要注意排除以下几种情况:一是过久的怠速空转;二是点火时间过迟;三是个别缸失火不工作;四是启动困难;五是混合气过浓;六是发动机烧机油、七是氧传感器失效;八是散热不良造成的水温过高。

3、行驶在不平整的道路时应特别注意不要“托底”,因为三元催化器大多数内部都是蜂窝陶器形成的催化剂承载体,碰撞后容易破碎,使催化器失效和排气管堵塞。

4、出现不正常的工作状况,如回火或重复性失速时,应及时停车检查,因为这些状况可导致催化转化器永久性损坏。

5、行驶着的车辆切勿切断点火开关。

6、在车辆保养时做好对三元催化器的检查。检查内容有:排气管有无异响,这种异响通常由排气管接头松动、三元催化器损坏、催化剂更换塞松动等原因造成;排气管有无开裂或外壳压扁之类的外观损坏;排气尾管有无催化剂颗粒排出。如果三元催化器外壳损坏或排气尾管排出颗粒,均需更换。

目前,再生的方法有两种,即湿法和火法。

3、湿法回收

用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解,使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内,再用氯气和盐酸浸出,使铂族金属进入溶液。在碱法中,所含SiO2不溶解全部留下来,从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取,因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。

而另一方面,各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度,这些都是众所周知的,例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一,就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率,尤其是铑的回收率不能令人满意。

湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下:

①废水数量过大;

②浸出过的载体扔弃后有待堆放;

③损失贵金属;

④铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。

它们的优点是:工作温度低;在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。

4、火法回收

通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣,对该过程至关重要。

氧化铝颗粒的熔点过于高(大约2000℃)是个大问题。因此,对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过程及其后的湿法化学阶段的难易。用硫酸浸出法将贵金属—铂、钯、铑与金属捕收剂分开。如果选用铜作捕收剂,也可以用电解法使之分离。与湿法冶金再生废汽车催化剂相比,火法的优点要大得多:

①在金属相内富集的浓度高;

②贵金属回收率高;

③可在有色金属常用的炉型(鼓风炉、转炉)或专用装置(如电炉)内进行再生;

④副产物或残渣的产出少。

4.1 普通熔炼过程

铜、镍或铅工业所用炉子的温度通常大约1300℃,因此不十分适于熔化陶瓷基汽车尾气催化剂。这种炉子用焦碳、煤气、燃油或富氧空气加热。大的熔炼厂对额外处理这类材料,肯定不存在任何问题。如果其进料量不足工厂总进料量的1%,则对熔炼过程不会产生任何影响。故而一方面,在这样大的炉子内借众所周知的冶炼方法处理含贵金属材料的真正优点是冶炼和处理进料成本低,但另一方面又存在不能以有效的回收率和高的产率回收贵金属特别是铑。铂族金属的稀释过分和造渣量过大。这种情况表明,后续的铂族金属回收与精炼等富集过程将需要更高的成本。获取纯金属是一个漫长而艰巨的过程。故而该法已被许多厂家摒弃。

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