उत्प्रेरक कन्वर्टर्स कैसे काम करते हैं

संयुक्त राज्य अमेरिका में सड़कों पर लाखों कारें हैं, और हर एक वायु प्रदूषण का एक स्रोत है। विशेष रूप से बड़े शहरों में, प्रदूषण की मात्रा जो सभी कारें एक साथ उत्पन्न करती हैं, बड़ी समस्याएं पैदा कर सकती हैं।

उन समस्याओं को हल करने के लिए, शहर, राज्य और संघीय सरकार स्वच्छ-वायु कानून बनाती हैं जो कारों द्वारा उत्पादित प्रदूषण की मात्रा को सीमित करती हैं। इन कानूनों को बनाए रखने के लिए इन वर्षों में, वाहन निर्माताओं ने कार इंजन और ईंधन प्रणालियों में कई परिशोधन किए हैं। इनमें से एक परिवर्तन 1975 में एक दिलचस्प उपकरण के साथ आया जिसे उत्प्रेरक कनवर्टर कहा जाता है । उत्प्रेरक कनवर्टर का काम हानिकारक प्रदूषकों को कार के निकास प्रणाली से बाहर निकलने से पहले कम हानिकारक उत्सर्जन में परिवर्तित करना है।

उत्प्रेरक कन्वर्टर्स आश्चर्यजनक रूप से सरल उपकरण हैं, इसलिए यह देखना अविश्वसनीय है कि उनका कितना बड़ा प्रभाव है। इस लेख में, आप सीखेंगे कि एक इंजन द्वारा कौन से प्रदूषक उत्पन्न होते हैं और एक उत्प्रेरक कनवर्टर वाहन उत्सर्जन को कम करने में मदद करने के लिए इनमें से प्रत्येक प्रदूषक से कैसे निपटता है।

1. कार इंजन द्वारा उत्पादित प्रदूषक
2. कैसे उत्प्रेरक परिवर्तक प्रदूषण को कम करते हैं
3. प्रदूषण को नियंत्रित करना और प्रदर्शन में सुधार

उत्सर्जन को कम करने के लिए, आधुनिक कार इंजन अपने द्वारा जलाए जाने वाले ईंधन की मात्रा को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करते हैं। वे हवा से ईंधन के अनुपात को स्टोइकोमेट्रिक बिंदु के बहुत करीब रखने की कोशिश करते हैं , जो हवा से ईंधन का आदर्श अनुपात है। सैद्धांतिक रूप से, इस अनुपात में, हवा में सभी ऑक्सीजन का उपयोग करके सभी ईंधन को जला दिया जाएगा। के लिए पेट्रोल , stoichiometric अनुपात 14.7 के बारे में: 1 है, जिसका अर्थ है कि पेट्रोल के प्रत्येक पाउंड के लिए, हवा की 14.7 पाउंड जला दिया जाएगा। ड्राइविंग के दौरान ईंधन मिश्रण वास्तव में आदर्श अनुपात से काफी भिन्न होता है। कभी-कभी मिश्रण दुबला हो सकता है (हवा से ईंधन का अनुपात 14.7 से अधिक), और कभी-कभी मिश्रण समृद्ध हो सकता है (हवा से ईंधन का अनुपात 14.7 से कम)।

कार इंजन के मुख्य उत्सर्जन हैं:

ये उत्सर्जन ज्यादातर सौम्य हैं, हालांकि माना जाता है कि कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है। क्योंकि दहन प्रक्रिया कभी भी सही नहीं होती, कार के इंजनों में कुछ कम मात्रा में अधिक हानिकारक उत्सर्जन भी उत्पन्न होते हैं। उत्प्रेरक कन्वर्टर्स को तीनों को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है:

अगले भाग में, हम देखेंगे कि कैटेलिटिक कन्वर्टर के अंदर क्या होता है।

क्या लॉन घास काटने वाले अगले हैं?

गैलन के लिए गैलन, नए लॉन घास काटने की मशीन इंजन नई कारों की तुलना में 93 गुना अधिक स्मॉग बनाने वाले उत्सर्जन का योगदान करते हैं। इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि कैलिफ़ोर्निया के ईपीए और राज्य नियामक गोल्फ बॉल के आकार के उत्प्रेरक कन्वर्टर्स को लॉन घास काटने वाले और अन्य छोटे इंजनों में लाने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। हालांकि, 1970 के दशक की तरह ही, सांसदों को एक शक्तिशाली लॉबी से मुलाकात की जा रही है। छोटे इंजनों के अग्रणी निर्माता ब्रिग्स एंड स्ट्रैटन का कहना है कि इन नियमों से एक असुरक्षित उत्पाद बन जाएगा जो बहुत अधिक गर्मी उत्सर्जित करता है। चार छोटे लॉन घास काटने की मशीन इंजन निर्माताओं ने इस आरोप का खंडन किया है। ब्रिग्स एंड स्ट्रैटन का यह भी तर्क है कि यदि घास काटने की मशीन को छोड़ दिया जाता है और अभी भी बैठा रहता है, तो ओवरहीटिंग से ब्रश में आग लग सकती है। कैलिफ़ोर्निया के डेमोक्रेट्स और EPA को लगता है कि इसका बॉटम लाइन से अधिक लेना-देना है।कैलिफ़ोर्निया में प्रस्तावित लंबित नियम प्रति दिन 800,000 कारों के बराबर उत्सर्जन को कम कर सकते हैं [स्रोत:बैरिंगर ]।

रसायन विज्ञान में, उत्प्रेरक एक ऐसा पदार्थ है जो स्वयं को प्रभावित किए बिना रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण बनता है या तेज करता है। उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, लेकिन न तो अभिकारक हैं और न ही उस प्रतिक्रिया के उत्पाद जो वे उत्प्रेरित करते हैं। मानव शरीर में, एंजाइम स्वाभाविक रूप से होने वाले उत्प्रेरक हैं जो कई आवश्यक जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार हैं [स्रोत: केमिकूल ]।

उत्प्रेरक कनवर्टर में, दो अलग-अलग प्रकार के उत्प्रेरक काम करते हैं, एक कमी उत्प्रेरक और एक ऑक्सीकरण उत्प्रेरक । दोनों प्रकारों में धातु उत्प्रेरक के साथ लेपित सिरेमिक संरचना होती है, आमतौर पर प्लैटिनम , रोडियम और/या पैलेडियम। विचार एक ऐसी संरचना बनाने का है जो उत्प्रेरक के अधिकतम सतह क्षेत्र को निकास धारा में उजागर करती है, जबकि आवश्यक उत्प्रेरक की मात्रा को भी कम करती है, क्योंकि सामग्री बेहद महंगी होती है। कुछ नवीनतम कन्वर्टर्स ने भी अधिक पारंपरिक उत्प्रेरक के साथ मिश्रित सोने का उपयोग करना शुरू कर दिया है। सोना अन्य सामग्रियों की तुलना में सस्ता है और ऑक्सीकरण को बढ़ा सकता है, रासायनिक प्रतिक्रिया जो प्रदूषकों को ४० प्रतिशत तक कम करती है [स्रोत: केनेलोस ]।

अधिकांश आधुनिक कारें थ्री-वे कैटेलिटिक कन्वर्टर्स से लैस हैं । यह तीन विनियमित उत्सर्जन को संदर्भित करता है जो इसे कम करने में मदद करता है।

कमी उत्प्रेरक उत्प्रेरक कनवर्टर का पहला चरण है। यह NOx उत्सर्जन को कम करने में मदद करने के लिए प्लैटिनम और रोडियम का उपयोग करता है। जब कोई NO या NO2 अणु उत्प्रेरक से संपर्क करता है, तो उत्प्रेरक नाइट्रोजन परमाणु को अणु से बाहर निकालता है और उसे पकड़ कर रखता है, ऑक्सीजन को O2 के रूप में मुक्त करता है। नाइट्रोजन परमाणु अन्य नाइट्रोजन परमाणुओं के साथ बंधते हैं जो उत्प्रेरक से भी चिपके रहते हैं, जिससे N2 बनता है। उदाहरण के लिए:

2NO => N2 + O2 या 2NO2 => N2 + 2O2

2NO => N ₂ + O ₂ या 2NO ₂ => N ₂ + 2O ₂

ऑक्सीकरण उत्प्रेरक उत्प्रेरक कनवर्टर के दूसरे चरण में है। यह बिना जले हाइड्रोकार्बन और कार्बन मोनोऑक्साइड को प्लैटिनम और पैलेडियम उत्प्रेरक के ऊपर जलाने (ऑक्सीकरण) करके कम करता है। यह उत्प्रेरक निकास गैस में शेष ऑक्सीजन के साथ सीओ और हाइड्रोकार्बन की प्रतिक्रिया में सहायता करता है। उदाहरण के लिए:

2CO + O ₂ => 2CO ₂

उत्प्रेरक कन्वर्टर्स में दो मुख्य प्रकार की संरचनाएं उपयोग की जाती हैं - मधुकोश और सिरेमिक मोती । आज अधिकांश कारें छत्ते की संरचना का उपयोग करती हैं।

अगले भाग में, हम रूपांतरण प्रक्रिया के तीसरे चरण को देखेंगे और देखेंगे कि आप अपने उत्प्रेरक कनवर्टर से अधिकतम लाभ कैसे प्राप्त कर सकते हैं।

रूपांतरण का तीसरा चरण एक नियंत्रण प्रणाली है जो निकास धारा की निगरानी करता है, और इस जानकारी का उपयोग ईंधन इंजेक्शन प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए करता है । उत्प्रेरक कनवर्टर के ऊपर एक ऑक्सीजन सेंसर लगा होता है , जिसका अर्थ है कि यह कनवर्टर की तुलना में इंजन के करीब है। यह सेंसर इंजन कंप्यूटर को बताता है कि एग्जॉस्ट में कितनी ऑक्सीजन है। इंजन कंप्यूटर हवा से ईंधन के अनुपात को समायोजित करके निकास में ऑक्सीजन की मात्रा को बढ़ा या घटा सकता है। यह नियंत्रण योजना इंजन कंप्यूटर को यह सुनिश्चित करने की अनुमति देती है कि इंजन स्टोइकोमेट्रिक बिंदु के करीब चल रहा है, और यह भी सुनिश्चित करने के लिए कि ऑक्सीकरण उत्प्रेरक को बिना जले हाइड्रोकार्बन और सीओ को जलाने की अनुमति देने के लिए निकास में पर्याप्त ऑक्सीजन है।

उत्प्रेरक कनवर्टर प्रदूषण को कम करने में बहुत अच्छा काम करता है, लेकिन इसमें अभी भी काफी सुधार किया जा सकता है। इसकी सबसे बड़ी कमियों में से एक यह है कि यह काफी उच्च तापमान पर ही काम करता है। जब आप अपनी कार को ठंडा करते हैं, तो उत्प्रेरक कनवर्टर आपके निकास में प्रदूषण को कम करने के लिए लगभग कुछ भी नहीं करता है।

इस समस्या का एक सरल समाधान है उत्प्रेरक कनवर्टर को इंजन के करीब ले जाना। इसका मतलब है कि गर्म निकास गैसें कनवर्टर तक पहुंचती हैं और यह तेजी से गर्म होती है, लेकिन यह अत्यधिक उच्च तापमान के संपर्क में आने से कनवर्टर के जीवन को भी कम कर सकती है। अधिकांश कार निर्माता कनवर्टर को आगे की यात्री सीट के नीचे रखते हैं, जो इंजन से काफी दूर तापमान को उस स्तर तक बनाए रखने के लिए पर्याप्त है जो इसे नुकसान नहीं पहुंचाएगा।

उत्प्रेरक कनवर्टर को पहले से गरम करना उत्सर्जन को कम करने का एक अच्छा तरीका है। कनवर्टर को प्रीहीट करने का सबसे आसान तरीका इलेक्ट्रिक रेजिस्टेंस हीटर का उपयोग करना है। दुर्भाग्य से, अधिकांश कारों पर 12-वोल्ट विद्युत प्रणाली उत्प्रेरक कनवर्टर को पर्याप्त तेज़ी से गर्म करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा या शक्ति प्रदान नहीं करती है। अधिकांश लोग अपनी कार शुरू करने से पहले उत्प्रेरक कनवर्टर के गर्म होने के लिए कई मिनट इंतजार नहीं करेंगे। हाई-वोल्टेज बैटरी पैक वाली हाइब्रिड कारें उत्प्रेरक कनवर्टर को बहुत जल्दी गर्म करने के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान कर सकती हैं।

डीजल इंजन में उत्प्रेरक कन्वर्टर्स NOx को कम करने में भी काम नहीं करते हैं। एक कारण यह है कि डीजल इंजन मानक इंजनों की तुलना में कूलर चलाते हैं, और कन्वर्टर्स गर्म होने पर बेहतर काम करते हैं। कुछ प्रमुख पर्यावरण ऑटो विशेषज्ञ एक नई प्रणाली लेकर आए हैं जो इससे निपटने में मदद करती है। वे एक यूरिया के घोल को एग्जॉस्ट पाइप में इंजेक्ट करते हैं, इससे पहले कि यह कन्वर्टर तक पहुंच जाए, वाष्पित हो जाए और एग्जॉस्ट के साथ मिल जाए और एक रासायनिक प्रतिक्रिया पैदा करें जिससे NOx कम हो जाए। यूरिया, जिसे कार्बामाइड भी कहा जाता है , कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन से बना एक कार्बनिक यौगिक है। यह स्तनधारियों और उभयचरों के मूत्र में पाया जाता है। यूरिया नाइट्रोजन और जल वाष्प का उत्पादन करने के लिए एनओएक्स के साथ प्रतिक्रिया करता है, निकास गैसों में नाइट्रोजन ऑक्साइड के 90 प्रतिशत से अधिक का निपटान करता है [स्रोत:नवाचार रिपोर्ट ]।

उत्प्रेरक कनवर्टर चोरी

पूरे देश में, एसयूवी और ट्रक उत्प्रेरक कन्वर्टर्स के अंदर इस्तेमाल की जाने वाली मूल्यवान कीमती धातुओं को भुनाने के अवसरवादियों के लिए लक्ष्य बन रहे हैं। एक मानक उत्प्रेरक कनवर्टर में कई सौ डॉलर मूल्य के प्लैटिनम, पैलेडियम और रोडियम होते हैं। ट्रक और एसयूवी पर ग्राउंड क्लीयरेंस कन्वर्टर्स तक आसान पहुंच के लिए बनाता है, इसलिए चोर को केवल एक पारस्परिक आरा और लगभग 60 सेकंड की आवश्यकता होती है। इस प्रवृत्ति की पुलिस देश के कई हिस्सों में तलाश कर रही है जहां इस तरह की चोरी एक समस्या रही है। पुलिस ने एसयूवी और ट्रक ड्राइवरों को व्यस्त, अच्छी रोशनी वाले क्षेत्रों में पार्क करने के लिए सावधान किया।

मूल रूप से प्रकाशित: नवम्बर ८, २०००

उत्प्रेरक कनवर्टर क्या है?

क्या सभी कारों में उत्प्रेरक कनवर्टर होता है?

उत्प्रेरक कनवर्टर को ठीक करने में कितना खर्च होता है?

उत्प्रेरक कनवर्टर में ऐसा क्या है जो इतना मूल्यवान है?

कौन सी कारें अपने उत्प्रेरक कन्वर्टर्स चोरी कर रही हैं?

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