| کانورتر کاتالیستی سه کاره (Three way catalyst convertor) | |
| تعداد صفحات | ۱۴۰ |
| نوع فایل | word |
| حجم فایل | ۳٫۲۹ Mb |
کانورتر کاتالیستی سه کاره (Three way catalyst convertor)
در این قسمت پروژه با موضوع کانورتور کاتالیستی سه کاره (Three way catalyst convertor) به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
فصل اول
مقدمه ای بر آلودگی هوا
۱-۱- مقدمه
هوا يكي از پنج عنصر ضروري (هوا، آب، غذا، گرما، نور) براي ادامه حيات انسان است. هر فرد روزانه نزديك به ۲۲۰۰۰ بار تنفس مي كند و تقريبا به ۱۵ كيلوگرم هوا در روز نياز دارد. معمولا انسان مي تواند به مدت۵ هفته بدون غذا و مدت ۵ روز بدون آب زنده بماند، اما نمي تواند بدون هوا حتي ۵ دقيقه زنده بماند. اگرچه هوا در سطح زمين به فراواني موجود و قابل دسترس است. اما حاوي مقادير زيادي ناخالصي است. تمام ناخالصي هائي كه در هواي استنشاق شده وجود دارد به سلامت انسان آسيب نمي رساند و اين بستگي به چند عامل دارد از جمله نوع ناخالصي و درصد آن در هوا. انواع متعددي از آلاينده ها در اثر فعاليت هاي طبيعي و مصنوعي (ناشي از فعاليت هاي بشر) كه در زمين انجام مي گيرد وارد اتمسفر مي گردد. بنابراين به طور كلي آلودگي هوا به معني حضور يك ماده خارجي در هواست. مولفين و موسسات متعددي آلودگی هوا را تعريف نموده اند كه بعضي از آنها به قرار زير است : انجمن پزشكي آمريكا (AMA) و انجمن بهداشت صنعتي (COH) آلودگي هوا را به عنوان افزايش غلظت مواد خارجي در هوا كه اثرات مضر بر زندگي راحت افراد دارد يا سبب آسيب به اموال مي گردد، تعريف نموده اند.
به طور کلی آلودگي هواعبارت است از حضورآلاينده ها در هوا با مقدار و زمان ماندكافي كه بر سلامت و استفاده درست و مطلوب از اموال زندگي انسان، حيوانات و گياهان اثر زيان آور دارد.
۱-۲- عوامل موثر بر آلودگي هوا
عواملي كه برآلودگي هوا تاثيرمي گذارند به شرح ذيل مي باشند.
- خصوصيات هواشناسي (Meteorological Characteristics) :
پارامترهاي جوي مانند اندازه و جهت باد، ميزان هاي افت اتمسفري، رطوبت نسبي يك منطقه آلودگي هوا را تحت تاثير قرار مي دهند. باد با حركت افقي آلاينده ها را حمل و جا به جا خواهد كرد. غلظت آلاينده ها در سطح زمين اساسا به اندازه و جهت باد و ميزان افت بستگي دارد. تغيير درجه حرارت هوا با افزايش ارتفاع سبب حركت نسبتا سريع آلاينده ها مي گردد.
- شكل توپوگرافي :
ناهمواري موجود در زمين و موانعي مانند كوه ها بر انتشار آلاينده ها اثر مي گذارد. بسته به شرايط محلي و مكاني توپوگرافي ممكن است مفيد يا زيان آور باشد.
- خصوصيات آلاينده ها :
اهميت مسائل آلودگي هوا به نوع و اندازه آلاينده به جامد يا مايع يا گاز بودن آن بستگي دارد. همچنين بستگي به انرژي يا صدا يا گرما يا راديواكتيويته يا تركيبي از اين عوامل دارد. واكنش بين آلاينده ها در اتمسفر بسته به خصوصيات آلاينده ها ممكن است مقدار آلاينده در اتمسفر را افزايش يا كاهش دهد.
۱-۳- منابع آلودگي هوا
آلوده كننده هاي هوا ممكن است به هر سه شکل جامد، مايع و گاز باشند كه در اثر فعاليت هاي طبيعي و مصنوعي توليد مي شوند. فرآيندهائي كه به طور طبيعي اتفاق مي افتد مانند طوفان هاي گرد و غبار ، فوران هاي آتشفشان ها و غيره سبب آلودگي هوا مي گردند. همچنين فعاليت هاي مصنوعي مانند: صنايع و عمليات ساختمان سازي آلودگي ايجاد مي نمايند. براي سهولت مطالعه منابع مختلف آلودگي به صورت ذيل دسته بندي مي شوند.
منابع طبيعي:
- طوفانهاي گردوغبار :طوفان هاي گرد و غبار به علت حركت باد در اطراف زمين تشكيل مي شود و در بعضي از مناطق فرآيندهاي جوي جهاني سبب آلودگي محيط به گردوغبار مي گردد.
- آتش سوزي جنگلها : مقادير عظيمي از دود(ذرات كربن) در هنگام آتش سوزي جنگلها به هوا منتشر مي شود.
- اسپري دريا : اسپري دريا، يك پديده دائمي است كه منبع اصلي انتشار ذرات معلق (قطرات مايع) دراتمسفرمي باشد.
- آتشفشان ها : آتشفشان ها مقادير زيادي ذرات جامد و گازهائي مانند دي اكسيد گوگرد و اشعه به بيرون پرتاب مي نمايند. انرژي گرمائي ممكن است به چند كيلومتر دورتر پخش شود. مناطق اطراف بشدت تحت تاثير آلودگي گرمائي و گردوغبار زياد قرار گيرند.
- گرده گياهان : در فصل بهار مقادير زيادي از گرده گياهان توليد مي شود كه در اثر حركت باد بطور خيلي سريع در هوا پخش مي گردند و سبب افزايش ميزان گردوغبار و آلودگي اتمسفر مي شوند.
منابع مصنوعي:
- آلودگي خانگي : آلودگي خانگي در اثر فعاليت هاي خانگي يا نظافت منازل يا استفاده از حشره كش ها جهت نظافت و نگهداري منازل ايجاد مي شود. اگر چه مقدار اين آلودگي در مقايسه با منابع ديگر زياد نيست اما همين مقدار به تغيير كيفيت محيط شهري كمك مي كنند. روش هاي صحيح نگهداري منازل به كاهش آلودگي كمك خواهد نمود.
- آلودگي صنعتي : آلودگي ناشي از صنايع منبع اصلي آلودگي است كه د ر اثر فعاليت هاي مصنوعي ايجاد مي شود. نيروگاه هاي حرارتي، كارخانه هاي مواد شيميائي، سيمان سازي، كاغذ سازي، نساجي منابع اصلي آلودگي هوا هستند.
- آلودگي ترافيك(حمل ونقل) : آلودگي ناشي ازحمل ونقل به علت شهرسازي بي رويه و سريع به اندازه آلودگي صنعتي مهم و از اهميت برخوردار است. آلودگي ناشي از حمل و نقل وسايل نقليه به شكل گازهاي خروجي از اگزوز ، ذرات معلق ، صدا وغيره مي باشد.
اين آلودگي با اتخاذ روش هاي برنامه ريزي كشوري، منطقه اي، شهري و استفاده از اتومبيل ها و سوخت هاي مناسب همراه با اعمال تكنولوژي كنترل آلودگي به حداقل مي رسد.
۱-۴- طبقه بندي آلاينده هاي هوا بر اساس منشا آنها
- آلاينده هاي اوليه : آلاينده هاي اوليه، آن دسته از آلاينده هائي مي باشند كه مستقيما از منابع وارد اتمسفر مي شوند مثل آزاد شدن دي اكسيد گوگرد توسط احتراق ذغال.
- آلاينده هاي ثانويه : آلاينده هائي هستند كه در اثر واكنش دو يا چند آلاينده با يكديگر يا در اثر واكنش آلاينده هاي اوليه بااجزاء طبيعي اتمسفر همراه با واكنش يا بدون واكنش هاي نوري تشكيل مي شوند، مانند ازن.
آلاينده هاي اوليه اصلي شامل : ذرات ريز(particulate matter)، اكسيدهای سولفور(SOx)، اكسيدهای نيتروژن(NOx)، تركيبات آلي فرار (VOCs)، دی اكسيد كربن و سرب مي باشند. که تعریف و بعضی خصوصیات این آلاینده ها به طور خلاصه توضیح داده می شود:
۱-۴-۱- اکسید نیتروژن
از ميان هفت اکسيد نيتروژن شناخته شده موجود در هواي محيط، اکسيد نيتريک (NO) و دي اکسيد نيتروژن (NO2) از آلوده کننده هاي مهم هوا به شمار مي روند. دي اکسيد نيتروژن گازي است مرئي با رنگ قهوه اي مايل به زرد يا قهوه اي مايل به قرمز که طي فرايندهاي پيچيده اتمسفر به ذرات معلق نيترات (NO3) تبديل مي شود. به علاوه دي اکسيد نيتروژن نيز همچون اکسيد نيتريک يکي از آلاينده هاي اصلي مه دود است. اين گاز در شهرها به علت فعاليتهاي انساني از غلظت بالايي برخوردار است. احتراق سوختها در دماي بالا سبب توليد اين آلاينده مي شود. اين دو گاز اثر مستقيم بر آلودگي هوا ندارند بلکه درصورتيکه با هوای مرطوب ترکيب شوند ، اين گازها با هواي مرطوب توليد اسيد سيتريک مي نمايند که در اين حالت موجب پوسيدگي شديد فلزات مي شوند. از طرفی چنانچه غلظت NO2به حدود ppm25/0 برسد قابليت ديد را به ميزان قابل توجهي کاهش خواهد داد. اگر گياهان به مدت ۱۰ الي ۱۲ روز در معرض هواي محتوي ppm 5/0 NO2 قرار بگيرند رشد آنها بسيار کاهش مي يابد.
۱-۴-۲- اکسید گوگرد
اکسيد گوگرد گاز بي رنگ، غيرآتش زا و بي بو است که در سطح کره زمين در تراکم هاي پايين وجود دارد. هنگامي که غلظت آن بين ppm 3-1 در اتمسفر باشد بر حس چشايي اثر خواهد گذاشت و در مقادير بالاتر از ppm 3 بوي بدي به همراه خواهد داشت. وقتي SO2در اتمسفر منتشر شود در جريان واکنش هاي پيچيده به صورت ذرات معلق سولفات(SO4) درمي آيد. برخي از سوختهاي فسيلي مانند زغال سنگ و مواد نفتي سنگين (نفت کوره و گازوييل) حاوي مقادير زيادي گوگرد مي باشند که اين گوگرد در اثر احتراق به شکل گاز دي اکسيد گوگرد در فضا پخش مي شود. خودروهاي ديزلي با وجود سهم اندک در ترافيک عامل انتشار تقريبا تمامي دي اکسيد گوگرد از منابع متحرک مي باشند. طبق برآورد سازمان بهداشت جهاني به طور تقريبي ۲۹۴ ميليون تن از اين گاز در سطح جهان توليد مي شود که حدود نيمي از اين مقدار از منابع طبيعي (فعاليت آتش فشان) توليد مي شود و نيم ديگر آن توسط فعاليتهاي انساني به وجود مي آيد که اساسا در اثر احتراق سوختهاي فسيلي است. دي اکسيد گوگرد معمولا در اتمسفر تبديل به تري اکسيد گوگرد و تري اکسيد گوگرد تبديل به اسيد سولفوريک مي شود. اکسيدهاي گوگرد در صورتي که در هوايي قرار نگيرند که ذرات معلق در آن وجود داشته باشند و رطوبت نسبي نيز نسبتا بالا باشد شديدترين اثر نامطلوب را بر آلوده نمودن محيط زيست خواهند داشت.
۱-۴-۳- مونوکسيد کربن
مونوکسيد کربن گازي است بي رنگ و بي بو که حتي در تراکم هاي بسيار کم نيز براي انسان و ساير جانوران خطرناک است. اين گاز بيشتر در اثر احتراق ناقص سوختهاي فسيلي توليد مي شود. هنگامي که در فرايند سوخت مواد آلي ، اکسيژن حاضر جهت احتراق کم باشد، منوکسيد کربن تشکيل مي شود. منبع نشت CO در مناطق شهري وسايل نقليه موتوري هستند به طوري که ميزان منوکسيد کربن با افزايش تعداد وسايل نقليه در مناطق مختلف شهر افزايش مي يابد. طبق برآورد سازمان بهداشت جهاني مقدار توليد منوکسيدکربن در جهان به طور تقريبي ۲۶۰۰ ميليون تن در سال برآورد گرديده است که ۶۰% اين مقدار توسط فعاليتهاي انساني توليد مي شود. مواد موجود در خاک مي تواند مقداري از اين CO را جذب نموده و مقداري نيز در اثر فعل و انفعالات به CO2 تبديل مي شود. در صورتيکه ميزان CO از ppm 750 تجاوز نمايد سبب مرگ خواهد شد. در مناطق شهري غلظت گاز منوکسيدکربن به بار ترافيکي وابسته بوده و با شرايط آب و هوايي مختلف نيز تغيير مي کند. از منابع غير شهري توليد کننده اين گاز مي توان سوزاندن پسماندهای کشاورزي و آتش سوزي جنگل ها را نام برد.
۱-۴-۴- سرب
سرب از جمله فلزاتی است که موارد استعمال بسيار دارد. سرب چه به صورت غبار و چه به صورت نمک های مختلف، از طريق دودکش کارخانه های مختلف وارد هوا می گردد. با همه اين احوال خطرناک ترين و وسيع ترين مرکز پخش اين ماده سمی از محيط زيست، اتومبيل است. در بنزين با ترکيبات تتراتيل سرب و تترامتيل سرب يافت می شود. در اثر سوختن بنزين از اتومبيل، سرب تبديل به اکسيد سرب شده و به اين صورت از لوله اگزوز خارج و به همين صورت نيز بوسيله هوای مورد تنفس وارد بدن انسان می شود. در آلمان غربی سالانه بين ۷۰۰۰ تا ۸۰۰۰ تن سرب وارد هوا می گردد. در تمام دنيا مقدار سرب توليد شده بوسيله اتومبيل ها و کارخانه های صنعتی به سالانه حدود ۰۰۰/۵۰۰ تن می رسد. انسانها، حيوانات و گياهان سرب را به صورت مختلف به بدن خود راه می دهند. سرب می تواند از طريق آبهای آلوده وارد نتايج آبهای نوشيدنی گشته ، از طريق اگزوز اتومبيل ها وارد هوا و بالاخره وارد ريه گردد و از طريق دودکش کارخانه ها وارد هوا و بعد وارد مواد غذائی می شود. با اين حال هوای آلوده به سرب مهمترين عامل گسترش اين آلودگی است. سرب وارد شده در هوا به سختی می توان تحت کنترل درآورد. آنچه سبب نگرانی است تأثير طويل المدت سرب بر روی محيط زيست می باشد. بعنوان مثال زمين های مجاور خيابان ها و اتوبان ها با ترافيک شديد ، همه با فاصله حدود ۵/۰ يا ۱ کيلومتری خيابان آلوده به سرب می باشند. همچنين در مورد موقعيت اقيانوس ها در رابطه با آلودگی به وسيله سرب بايد گفت که به مقدار سرب موجود در اقيانوس ها امروزه حدود ۵۰ برابر مقدار طبيعی خود می باشد.
۱-۴-۵- ذرات معلق
به هر ماده به جز آب خالص که به صورت مايع يا جامد در اتمسفر تحت شرايط نرمال در اندازه ميکروسکوپي يا زيرميکروسکوپي اما بزرگتر از ابعاد مولکولي باشد، ذرات معلق مي گويند. اندازه اين ذرات متفاوت است. در صورتيکه اندازه ذرات معلق از يک مولکول بيشتر (قطر يک مولکول معمولا ۰۰۰۲/۰ ميکرون است) و از ۵۰۰ ميکرون کمتر باشد اين ذرات مي توانند بين چند ثانيه تا چند ماه در هوا معلق بمانند. ذراتي که اندازه آنها کمتر از۱/۰ ميکرون باشد به صورت تصادفي حرکت نموده و با ذرات و مولکولهاي ديگر تصادف مي نمايند. ذراتي که قطر آنها بين ۰۱/۰ تا ۱ ميکرون است داراي سرعت متوسطي هستند که در مقايسه با سرعت باد اندک است. ذراتي که بزگتر از يک و کوچکتر از ۲۰ ميکرون هستند نيز داراي سرعت اندک بوده ولي قابليت رسوب يا خارج شدن از هوا را دارا هستند و ذرات بزرگتر از ۲۰ ميکرون معمولا به واسطه نيروي جاذبه سريعا از هوا خارج مي شوند. اين گونه ذرات معمولا باعث تيره رنگ شدن هواي شهر شده و هرچه مقدار اين ذرات بيشتر باشد هواي شهر آلوده تر به نظر مي رسد. ذرات معلق در اثر فرايندهاي احتراق يا گرمايش ايجاد شده و گرد و غبار ناشي از عمليات توليد، نقل و انتقال و فرايندهاي بکارگيري مواد پودر شده را نيز شامل مي شوند. بخش اعظم ذرات معلق موجود در هوا منابع طبيعي شامل زمين، اقيانوس ها و آتش فشان ها هستند. منابع مصنوعي ذرات معلق در مناطق شهري شامل صنايع مختلف از قبيل سيمان، ذغال سنگ، ذوب آهن، کارخانجات گچ پزي و کارگاه هاي بزرگ تراشکاري مي باشد.
فهرست مطالب
فصل اول.
مقدمه ای بر آلودگی هوا
۱-۱- مقدمه.
۱-۲- عوامل موثر بر آلودگي هوا
۱-۳- منابع آلودگي هوا
۱-۴- طبقه بندي آلاينده هاي هوا بر اساس منشا آنها
۱-۴-۱- اکسید نیتروژن.
۱-۴-۲- اکسید گوگرد
۱-۴-۳- مونوکسيد کربن.
۱-۴-۴- سرب.
۱-۴-۵- ذرات معلق.
۱-۵- تکنیک های کنترل و کاهش NOx
۱-۵-۱-کاهش کاتالیستی انتخابی NO(SCR)
۱-۶- تکنیک های حذف ترکیبات آلی فرار
۱-۶-۱- اکسیداسیون کاتالیستی.
فصل دوم.
کاتالیزور اگزوز اتومبیل.
۲-۱- مقدمه.
۲-۲- مشخصات انتشارها و استراتژی های کنترل.
۲-۳- کاتالیست های (Three Way Catalyst)TWC.
۲-۳-۱- سیر تاریخی کاتالیست های TWC.
۲-۳-۲- اصول و عملکرد TWC.
۲-۴- تکنولوژی های کنترل انتشار کم.
۲-۴-۱- نصب نزدیک کاتالیست.
۲-۴-۲- تله هیدروکربن.
۲-۴-۳- کاتالیزور گرم شونده الکتریکی (EHC)
۲-۴-۵- خودرو احتراق جرقه ایانتشارصفر.
۲-۴-۶- تله های NOx برای موتورهای بنزینی تزریق مستقیم
۲-۴-۷- کاتالیزور برای انتشارات دیزل.
۲-۴-۸- کاتالیزورهای اکسیداسیون دیزل تجاری.
۲-۴-۹-تله ذرات دیزل و مواد افزودنی به سوخت
۲-۴-۱۰- تکنولوژی های دیگر برای انتشار اتومبیل ها
تکنولوژی PremAir®
۲-۵- روشهاي توليدكاتاليزوراگزوزخودرو
۲-۵-۱- مقدمه
۲-۵-۲- روش توليد كاتاليستهاي سراميكي
۲-۵-۲-۱- روش شكل دادن
۲-۵-۴- روشهاي پوشش دهي TWC.
۲-۵-۵- مونولیتهاي فلزي
فصل سوم
مدل سازی کانورتور
۳-۱مقدمه
۳-۲-مدل سازی
۳-۲-۱-شیوه های مدل سازی
۳-۲-۲-انواع مدل های ریاضی
۳-۳-مدل سازی کانورتور
۳-۳-۱-کاتالیست های فلزات نجیب
۳-۳-۱-۱-تشریح مدل
۳-۳-۱-۲-معادلات حاکم
۳-۳-۱-۳-روش حل
۳-۳-۱-۴-مروری بر مطالعات انجام شده
۳-۳-۲-استفاده از پروسکایتها در تهیه مبدلهاي کاتالیزوري
۳-۳-۲-۱-کاتالیستهای پروسکیتی
۳-۳-۲-۲روشهای سنتز کاتالیستهای پروسکیتی
۳-۳-۲-۳-استفاده از کاتالیزورهای پروسکیتی در حذف کاتالیستی ترکیبات آلی فرار
۳-۳-۳هدف از ارائه و بررسی مدل سینتیکی
۳-۳-۳-۱-انواع مدل های سینتیکی
۳-۳-۳-۲روش انجام مطالعات سینتیکی
۳-۳-۳-۳-مطالعات سینتیکی انجام شده بر روی کاتالیست های پروسکیتی
منابع و مآخذ
| کانورتر کاتالیستی سه کاره (Three way catalyst convertor) | |
| تعداد صفحات | ۱۴۰ |
| نوع فایل | word |
| حجم فایل | ۳٫۲۹ Mb |