1. Cel ćwiczenia i podstawy teoretyczne:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania katalizatora spalin oraz pomiar skuteczności dopalania tlenku węgla (CO) za jego pomocą.

Katalizator, substancja, której obecność w układzie reagentów wywołuje zmianę szybkości reakcji chemicznej. Bierze udział w zachodzących reakcjach, jednakże tak, że pozostaje po ich zajściu w niezmienionej ilości i postaci chemicznej, w związku z czym nie pojawia się w sumarycznych równaniach opisywanych reakcji. Rozróżnia się katalizę homogeniczną i heterogeniczną. Ta pierwsza zachodzi w fazie grupowej, natomiast ta druga – na granicy fazy stałej gazowej.

Kataliza heterogeniczna (znalazła zastosowanie w procesach spalania oraz w ochronie środowiska), polega na katalizowaniu przebiegu reakcji gazowej na zachodzącej na powierzchni ciała stałego. Adsorpcja (zagęszczenie czynnika gazowego na powierzchni lub w objętości porów ciała stałego) gazów zachodzi na centrach aktywnych, tj. na defektach struktury ciała stałego o strukturze krystalicznej.

Można wyróżnić wiele typów katalizatorów stosowanych w różnych reakcjach chemicznych. Najlepsze właściwości katalityczne mają platynowce, przede wszystkim platyna.

Urządzenie techniczne w którym zachodzi kataliza nazywamy reaktorem katalitycznym, a właściwy katalizator naniesiony jest bezpośrednio na nośnik. Najczęściej spotykane nośniki to ceramika ze względu na koszty eksploatacji. Poza atrakcyjną ceną cechuje się również odpornością na korozję, wysoką temperaturą topnienia, bardzo duża powierzchnia właściwą oraz dużą adhezją substancji czynnej. Wady natomiast to: mała odporność na szybkie zmiany temperatury oraz kruchość materiału.

Katalizatory znalazły swoje szerokie zastosowanie w:

• Domowych urządzeniach grzewczych opalanych gazem palnym (gaz ziemny, propan – butan);

• Turbinach gazowych;

• Motoryzacji

Można przyjąć że badany przez nas katalizator to katalizator samochodowy. Ćwiczenie przeprowadzone przez nas miało na celu porównanie sprawności przy dopalaniu zanieczyszczeń, tj. tlenku węgla. Naszym zadaniem miało być mierzenie poziomu CO przed i za katalizatorem, przy zadanych parametrach takich jak: moc silnika oraz strumień dostarczonego powietrza do układu, temperatury katalizatora za pomocą termopary

1. Schemat stanowiska pomiarowego:

Wykaz przyrządów pomiarowych:

• Watomierz

• Termopara

• Rotametr (pomiar strumienia objętości powietrza)

1. Wnioski

W doświadczeniu mieliśmy badać skuteczność dopalania tlenku węgla w zależności od ilości dostarczonego powietrza oraz w zależności od mocy silnika. Można podejrzewać, że tlenek węgla może się dopalać w większej ilości w przypadku dostarczenia większej ilości powietrza. Teoretycznie skuteczność katalizatorów najbardziej zależy od ilości dostarczonego powietrza. Niestety nie udało nam się wykonać doświadczenia z powodu nie działającego prawidłowo silnika spalinowego. Mamy jednak nadzieję, że przed ukończeniem studiów będziemy mieli możliwość je zrealizować.