Convertidores Cataliticos
Páginas: 7 (1560 palabras)
Publicado: 14 de abril de 2012
“Convertidores catalíticos”
* Antecedentes:
El convertidor catalítico hoy en día constituye la alternativa más difundida en el control de emisiones vehiculares provenientes de motores de ciclo Otto. La evolución de estos equipos partió cerca de los años 70 en los Estados Unidos con la introducción de los convertidores catalíticos oxidantes o de dos vías, que oxidan el monóxido decarbono (CO) y los hidrocarburos totales (HC), usando como metales preciosos Platino y/o Paladio.
Dentro de los convertidores catalíticos de tres vías se ha verificado la siguiente evolución:
En un principio se desarrollaron convertidores catalíticos de tres vías con inyección de oxígeno, que reducen los NOx en un bloque previo al que permite la oxidación tanto del CO como los HC, existiendoentre éstos una inyección de aire para mejorar el proceso de oxidación.
Esquema de un convertidor catalítico de tres vías con inyección de oxígeno.
¿Qué es un convertidor catalítico?
El convertidor catalítico o catalizador es un componente del motor de combustión interna alternativo y Wankel que sirve para el control y reducción de los gases nocivos expulsados por el motor de combustióninterna. Se emplea tanto en los motores de gasolina o de ciclo Otto como más recientemente en el motor diesel.
* Tipos de convertidores:
Existen dos tipos de convertidores: los de dos y tres vías; con referencia a la cantidad de gases producidos por el escape que son capaces de tratar.
Los de tres vías trabajan sobre tres subproductos (entre otros): El monóxido de carbono (CO), loshidrocarburos sin quemar (HC) y el óxido de nitrógeno (NOx). Mientras que los de dos vías se emplea principalmente en motores que utilizan diesel.
* Partes de un convertidor catalítico:
El convertidor catalítico se compone principalmente de 4 componentes que son básicos, tanto en el convertidor de 2 vías como en el de 3 vías.
Substrato: La función del substrato es proporcionar la mayorsuperficie de contacto posible con los gases de escape, con el fin de permitir la oxidación/reducción en la mayor cantidad de puntos posible. Para ello posee una configuración consistente en un cuerpo con una serie de cavidades paralelas de tamaño aproximado de 0,15 mm por lado, llamado monolito, el que suele ser ovalado y posee una densidad de celdas aproximada entre 200 y 500 celdas/in2, siendoun valor aceptable igual a 400 [celdas/in2] para lograr eficiencias de conversión por sobre el 80%.
El material cerámico está compuesto de cordierita (Mg, O, Al, Si), cuya temperatura de fusión es de 1400°C y cumple con poseer una rigidez térmica y mecánica alta, además de ser lo suficientemente inmune al choque térmico y resistir altas temperaturas3, requisitos básicos en el diseño de C.C.Otro diseño de convertidores catalíticos utiliza un lecho de pequeñas esferas cerámicas de aproximadamente 3 mm de diámetro, con el fin de maximizar la superficie de contacto con el flujo de gases de escape. En este caso, el flujo de gases es turbulento, lo que resulta en una tasa de transferencia de masa alta, a diferencia de la configuración de monolito, en que el flujo es laminar.
Portador“Washcoat”:
Sobre el cuerpo definido anteriormente se instala una capa de otro material llamado Washcoat mediante un proceso que se realiza de 400 a 500°C. Este recubrimiento es de un material inorgánico (normalmente Al2O3, SiO2, TiO2, zeolita, o cristales de silicato de alúmina) de estructura porosa sobre el cual se depositan los componentes activos por precipitación electrolítica. Estos seadhieren al substrato al sumergir este cuerpo en una solución que contiene tanto al portador como a los componentes activos.
El portador cumple con las siguientes funciones:
• Sirve como medio de conducción del calor de los gases de escapes a la fase activa catalizadora.
• Proporciona una superficie interna alta, beneficiosa para una distribución homogénea de los metales nobles, por ser de...
* Antecedentes:
El convertidor catalítico hoy en día constituye la alternativa más difundida en el control de emisiones vehiculares provenientes de motores de ciclo Otto. La evolución de estos equipos partió cerca de los años 70 en los Estados Unidos con la introducción de los convertidores catalíticos oxidantes o de dos vías, que oxidan el monóxido decarbono (CO) y los hidrocarburos totales (HC), usando como metales preciosos Platino y/o Paladio.
Dentro de los convertidores catalíticos de tres vías se ha verificado la siguiente evolución:
En un principio se desarrollaron convertidores catalíticos de tres vías con inyección de oxígeno, que reducen los NOx en un bloque previo al que permite la oxidación tanto del CO como los HC, existiendoentre éstos una inyección de aire para mejorar el proceso de oxidación.
Esquema de un convertidor catalítico de tres vías con inyección de oxígeno.
¿Qué es un convertidor catalítico?
El convertidor catalítico o catalizador es un componente del motor de combustión interna alternativo y Wankel que sirve para el control y reducción de los gases nocivos expulsados por el motor de combustióninterna. Se emplea tanto en los motores de gasolina o de ciclo Otto como más recientemente en el motor diesel.
* Tipos de convertidores:
Existen dos tipos de convertidores: los de dos y tres vías; con referencia a la cantidad de gases producidos por el escape que son capaces de tratar.
Los de tres vías trabajan sobre tres subproductos (entre otros): El monóxido de carbono (CO), loshidrocarburos sin quemar (HC) y el óxido de nitrógeno (NOx). Mientras que los de dos vías se emplea principalmente en motores que utilizan diesel.
* Partes de un convertidor catalítico:
El convertidor catalítico se compone principalmente de 4 componentes que son básicos, tanto en el convertidor de 2 vías como en el de 3 vías.
Substrato: La función del substrato es proporcionar la mayorsuperficie de contacto posible con los gases de escape, con el fin de permitir la oxidación/reducción en la mayor cantidad de puntos posible. Para ello posee una configuración consistente en un cuerpo con una serie de cavidades paralelas de tamaño aproximado de 0,15 mm por lado, llamado monolito, el que suele ser ovalado y posee una densidad de celdas aproximada entre 200 y 500 celdas/in2, siendoun valor aceptable igual a 400 [celdas/in2] para lograr eficiencias de conversión por sobre el 80%.
El material cerámico está compuesto de cordierita (Mg, O, Al, Si), cuya temperatura de fusión es de 1400°C y cumple con poseer una rigidez térmica y mecánica alta, además de ser lo suficientemente inmune al choque térmico y resistir altas temperaturas3, requisitos básicos en el diseño de C.C.Otro diseño de convertidores catalíticos utiliza un lecho de pequeñas esferas cerámicas de aproximadamente 3 mm de diámetro, con el fin de maximizar la superficie de contacto con el flujo de gases de escape. En este caso, el flujo de gases es turbulento, lo que resulta en una tasa de transferencia de masa alta, a diferencia de la configuración de monolito, en que el flujo es laminar.
Portador“Washcoat”:
Sobre el cuerpo definido anteriormente se instala una capa de otro material llamado Washcoat mediante un proceso que se realiza de 400 a 500°C. Este recubrimiento es de un material inorgánico (normalmente Al2O3, SiO2, TiO2, zeolita, o cristales de silicato de alúmina) de estructura porosa sobre el cual se depositan los componentes activos por precipitación electrolítica. Estos seadhieren al substrato al sumergir este cuerpo en una solución que contiene tanto al portador como a los componentes activos.
El portador cumple con las siguientes funciones:
• Sirve como medio de conducción del calor de los gases de escapes a la fase activa catalizadora.
• Proporciona una superficie interna alta, beneficiosa para una distribución homogénea de los metales nobles, por ser de...
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