Что такое катализатор в автомобиле

Из чего состоит катализатор?

Внутри корпуса данного устройства располагается металлическая или керамическая конструкция, что состоит из множества сот. Сверху их покрывают тонким слоем металла.

Подобная конструкция запчасти способствует увеличению площади поверхности, что контактирует с выхлопными газами. В результате наличия на этой поверхности специального каталитического слоя происходят химические реакции, превращающие вредные газы в экологически чистые.

Металл, который покрывает соты – это сплав драгоценных металлов: платины, родия и палладия, что имеют достаточно высокую стоимость. Скажем так — они превышают стоимость золота как минимум в два раза.

«О, круто» — скажите вы, побежал ломать, свой отработанный фильтр! Ребята не все так просто.

Как работают и из чего изготавливаются

Катализатор

Катализатор представляет собой специальный фильтрующий элемент, помещенный внутрь металлического корпуса. Его изготавливают из керамики, специального платиноиридиевого сплава. Фильтрующие элементы имеют сотовую конструкцию для увеличения рабочей поверхности активных каталитических веществ. От этого зависит эффективность очистки газов.

Различают двусторонние и трехсторонние нейтрализаторы, кроме того, бывают устройства для дизельных моторов и двигателей, которые работают на обедненных топливных смесях:

1. Двусторонние экземпляры предназначаются для нейтрализации несгоревших углеводородов, угарного газа.
2. Трехсторонние катализаторы дополнительно еще и расщепляют окись азота на составляющие компоненты.
3. Задачей двух остальных каталитических нейтрализаторов является уменьшение до минимума выбросов сажи.

Таким образом, катализатор характеризуется сложной конструкцией, поэтому он может выйти из строя даже из-за несильного удара. Особенно подвергаются опасности керамические изделия. Температурные колебания, попадание внутрь паров топлива, некачественное топливо, избыток неправильных присадок – все это может спровоцировать выход нейтрализатора из строя.

Как происходит кража катализатора

Все занимает несколько минут, не требует больших знаний и специализированных инструментов. В последний год полиция все чаще сообщает о краже катализаторов в нашей стране. Судя по резкому росту краж, многие преступники нащупали настоящую золотую жилу, в буквальном и переносном смысле. Так что надеяться на то, что волна краж пойдет на убыль, не стоит. Эта тенденция, по словам экспертов, только набирает обороты.

Самое плохое, что преступников не отпугивают современные системы безопасности, установленные на современные транспортные средства. Ведь для кражи катализатора вору достаточно залезть под машину и срезать нейтрализатор болгаркой или электропилой. Причем нередко такие кражи происходят прямо среди белого дня в оживленных местах. 

Так, в конце прошлого года пресс-служба УМВД России по Приморскому краю сообщала, что были задержаны преступники, подозреваемые в серии краж автомобильных катализаторов. 

Оперативная съемка / mvdmedia.ru

В дежурную часть УМВД по городу Владивостоку стали поступать массовые заявления от автовладельцев о краже катализаторов. Большинство накануне кражи слышали на улице звук болгарки. В результате оперативных мероприятий злоумышленники были задержаны и в последующем дали признательные показания. Общая сумма ущерба составила 800 тыс. рублей. 

Также в прошлом году в Петербурге был осужден Мухамед Шомахов, которого суд признал виновным в кражах катализаторов с каршеринговых автомобилей. Шомахов с подельником похитили катализаторы с 13 каршеринговых автомобилей. Ущерб составил 1 763 960 рублей.

И число подобных случаев только увеличивается. Особенно это касается внедорожников, с которых срезать катализатор намного легче. В том числе повышенный интерес преступники проявляют к японским автомобилям. 

Извлечение платины и родия

Один из самых распространенных способов отделения родия и платины из сотовой конструкции – ее выщелачивание с использованием специальных окисляющих смесей в жидком состоянии. Однако данный метод отличается целым рядом недостатков. В первую очередь это то, что кроме драгоценных веществ, в катализаторах также есть окиси алюминия, которые предотвращают полное изъятие платины.

Такая процедура для положительного результата подразумевает многократное выщелачивание и последующую промывку устройства для полного извлечения драгоценной смеси, поэтому требует дополнительных материальных затрат. Кроме того, даже в таком случае не всегда получается извлечь всю платину.

Более современным способом является такой, что основа на переводе металла в растворимое состояние.

Осуществляться это будет путем предварительного смачивания детали в соляной кислоте. Данный процесс проводится при нагревании для циркуляции смеси паров и газа.

К преимуществам такого метода относится простота в реализации и возможность получить максимально возможное для каждой конкретной модели катализатора количество драгоценного металла. А благодаря использованию современных окислителей есть возможность много раз проводить обмывание частиц вещества при помощи такого раствора.

Зачем скупают БУ катализаторы

В любом случае кроме последнего у вас на руках останется старый каталитический нейтрализатор. Что с ним делать? Выбросить? Это проще всего, но, можно сделать так, чтобы перед расставанием он сослужил своему владельцу последнюю службу в качестве детали, содержащей дорогостоящий родий, палладий и даже платину. Этими драгметаллами покрыты соты, нейтрализующие вредные продукты сгорания бензина в двигателе внутреннего сгорания. Стоимость этих металлов выше золота минимум в два раза.

Что делать с драгметаллами? Было бы здорово извлечь их самостоятельно, но, к сожалению, для этого нужно иметь соответствующее технологическое оборудование. Покупать его ради собственного нейтрализатора, в котором общий вес ценных металлов не превышает 0,1 грамма, не имеет смысла, а вот для переработки в промышленном масштабе – почему бы и нет. Этим и занимается компания «Лом-АКБ».

Для чего нужен катализатор

В начале разберемся, для чего нужен каталитический нейтрализатор или, как принято упрощать, катализатор. Это ведущий агрегат в устройстве нейтрализации отработанных газов. Устанавливается всегда и без исключения в выпускном устройстве машины. Рассчитан для ослабления выброса отработавших газов.

Катализатор путем розжига окисляет горючее, сгоревшее не до конца и выпускаемое как химическое соединение CH (углеводороды). А также окисляет результат его незавершенного сгорания – CO (оксид углерода). При этом еще и успевает разложить на первоначальные компоненты NO и NO2 (оксиды азота). Обычно они обозначаются одним словом NOx. При сгорании азота в цилиндрах двигателя повышается токсичность атмосферы в разы, распространяя его губительные оксиды.

Катализатор очищает выхлопные газы

Поэтому катализаторы принято считать трехкомпонентными: они уменьшают выброс трех основных элементов обработанных газов: CH, CO, NOx. Первые два – окисляя, а третий – восстанавливая.

Как дело обстоит в России?

Да, для отечественных предпринимателей такой бизнес является чем-то новым, предстоит решить множество задач для его внедрения, но его эффективность и прибыльность давно доказана, поскольку количество транспортных средств будет постоянно увеличиваться, а рынок автокатализаторов будет расти и расширяться. И только поддержка подобного проекта государством обеспечит постепенное внедрение новейших отечественных технологий, которые будут способствовать стабилизации экосистемы в разных уголках нашей необъятной страны.

Но надо реально смотреть на жизнь. Сегодня владельцы станций техобслуживания все чаще при обслуживании и замене автокатализаторов не упускают возможность получить прибыль и продают автолюбителям такие устройства. Стоит только набрать нужный номер фирмы и обсудить будущие условия сделки с руководством.

Почему растет число краж катализаторов: причина — на бирже

Оперативная съемка: преступников поймали с поличным во время резки катализатора

Возникшее в последнее время преступное явление кражи катализаторов — большая проблема для всех водителей. Тем, кто не может оставить машину в гараже или на охраняемой стоянке, необходимо учитывать возможные риски, связанные с кражей катализатора. Но почему неожиданно эта деталь стала так популярна у воров?

Ответ на этот вопрос нужно искать на мировых биржах. В настоящее время грамм палладия стоит около 75,90 американских долларов (75 904,25 $ за кг), что в пересчете по курсу ЦБ (17 февраля 2021 года) составляет 5 561 рублей за грамм. 

Для сравнения: золото сегодня на мировых биржах стоит 57,14 долларов за грамм (57 142,82 $ за кг), что составляет 4 187 рублей за грамм. 

В результате больших мировых цен на драгоценные металлы растет и стоимость катализаторов — как новых, так и б/у. Так, используемый катализатор может стоить в среднем от 7 до 15 тыс. рублей. В среднем в одном катализаторе от современного автомобиля может содержаться от 1 до 3 граммов палладия. 

Две тысячи рублей — из «мусора»

Катализаторы начали устанавливать на автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями в конце 1980-х годов. Сегодня этими устройствами серийно оснащают все легковые и грузовые автомобили, мотоциклы, автобусы. Нейтрализатор выхлопных газов помогает снизить попадание в воздух вредных веществ, выделяемых работающим мотором. Как и у любого агрегата, срок службы катализатора ограничен.

— В идеале ресурс составляет 200−300 тысяч километров пробега. В реальных условиях эксплуатации он может сократиться в десять раз, — объясняет кандидат химических наук, заведующий Государственной лабораторией пробирного анализа «Унидрагмет БГУ» Мирослав Таразевич. — Срок службы может уменьшаться из-за некачественного топлива и масла, сбоев в работе систем зажигания и питания мотора, «спортивного» стиля езды, механических повреждений.

Мирослав Таразевич

Когда катализатор выходит из строя, у машины перестает «тянуть» мотор, из выхлопной трубы валит сизый дым, расход топлива резко увеличивается, а на приборной панели может появиться сообщения «Check engine» или «Check cat», а в некоторых случаях двигатель и вовсе перестает запускаться. В таком случае автомобиль лучше завести на СТО и проверить его. Удалять нейтрализатор стоит только при крайней объективной необходимости. Если в сервисном центре это все-таки рекомендовали сделать, то удаленную деталь нужно обязательно забрать: в «Унидрагмет БГУ» за нее можно получить деньги. В нейтрализаторе содержатся ценные платина, палладий и родий. В среднем стоимость одного катализатора составляет около 150 рублей, но в зависимости от модели автомобиля цена может доходить и до двух тысяч.

Куда преступники продают ворованные катализаторы? И не только преступники…

Примеры объявлений в Интернете и поисковая выдача организаций, скупающих катализаторы

Несмотря на то что в нашей стране существует запрет на незаконный оборот драгметаллов, в России процветает нелегальный рынок драгоценных металлов. И большую его долю как раз составляет скупка используемых катализаторов.

Достаточно набрать в поиске Сети «продать катализатор» или «скупка автомобильных катализаторов» — и перед вами предстанет множество сайтов, предлагающих купить срезанный с машины нейтрализатор. Причем у многих таких контор есть . Чем не рай для преступников?! Ведь понятно, что в таких незаконных «ломбардах» документы проверять никто не будет. Кстати, количество организаций и частников, участвующих в теневом рынке, связано несколько с волной краж катализаторов. Львиную долю предложений на черном рынке поддерживают автовладельцы, которые специально срезают со своих машин катализаторы. Но это уже другая история.

Как защитить автомобиль от кражи катализатора

 Щит, который защищает от кражи катализатора / drive2.ru

В связи с ростом краж катализаторов многие водители задаются вопросом, можно ли защитить свою машину от кражи. Конечно, самый верный способ — оставить машину в закрытом гараже или на охраняемой стоянке. Однако не у всех есть такая возможность. По идее, верный способ защитить свою машину от возможной кражи катализатора — это выбирать оживленные места для парковки, освещенные уличными фонарями. Также выбирайте места для парковки, которые попадают в поле зрения камер наблюдения. Обычно преступники предпочитают не попадать в камеры. 

В том числе можно приобрести и установить специальный щит-защиту, который препятствует срезанию катализатора. Для внедорожников на раме существует более радикальный способ защиты — с помощью тросов. 

Ну, также можно, конечно, не обращать внимание на рост краж, но тогда, как и с угонами, придется просто рассчитывать на удачу. Но мы все же не рекомендовали бы автомобилистам рассчитывать на русское авось, а все-таки внимательно отнестись к этой проблеме

Как минимум каждый автовладелец при парковке машины у дома должен призадуматься о том, чтобы поставить авто таким образом, чтобы преступникам было неудобно/опасно срезать катализатор. Ну, а чтобы спать спокойно, проще установить специальную защиту. 

 Оперативная съемка злоумышленников во время кражи катализатора / dailymail.co.uk

Есть еще один малодейственный способ — надеяться, что вас пронесет и цены на палладий, золото и другие драгметаллы в скором времени упадут. Но это маловероятно. В период экономической нестабильности по всему миру, связанной с коронавирусом, инвесторы вкладывают деньги в рынок драгоценных металлов.

Кроме того, ежегодно ужесточаются экологические требования по выбросам, что, как следствие, приводит к повышенному спросу на драгметаллы, используемые автопромышленностью в катализаторах. А в нынешних условиях, когда многие автомобильные компании заявляют, что будут стремиться к нулевым выбросам в автомобилях, надеяться, что количество драгметаллов в катализаторах уменьшится, не стоит.

Так что вряд ли в ближайшем будущем стоимость используемых нейтрализаторов на черном рынке уменьшится. 

Обложка: 1Gai.Ru

Как это работает

Катализатор представляет собой стальной корпус закрытого типа, внутри которого расположен термостойкий носитель из керамического пористого материала. На него нанесен слой активаторов, поверх которых – напыление из платины, палладия и родия. Специальный микрорельеф обеспечивает огромную площадь поверхности, контактирующей с выбросами. Ее полезная площадь составляет приблизительно 20 тыс. кв. м.

Катализатор располагают максимально близко к выпускному коллектору, поскольку реакция нейтрализации происходит при температуре 250 градусов. В любом двигателе топливо сгорает не полностью, в результате чего в выхлопные газы попадают токсичные вещества. При прохождении через катализатор вредные примеси распадаются по разным данным до 98%. Основные процессы в ходе катализации выполняет платина, она превращает токсичные вещества в безвредный углекислый газ, водяной пар и азот.

Родий служит для усиления прочности и срока службы самой сетки. Палладий усиливает процессы катализации не более чем на 2% и в основном используется для уменьшения стоимости платиновой сетки. На сегодняшний день в большинстве автомобилей устанавливают несколько катализаторов. Это позволяет обеспечить многоступенчатую систему очистки и коррекции газов на каждом этапе.Срок службы платиновой сетки — год-полтора, после чего потребуется заменить, а отработанную сдать в переработку.

Как извлечь драгоценные металлы из катализатора

Для получения ценного сырья соты нейтрализатора газов проходят механическую и химическую обработку. Они измельчаются и подвергаются воздействию активных веществ или электролизу, в зависимости от извлекаемого металла.

Родий и платина высвобождаются выщелачиванием. Измельченные соты катализатора подвергают многократному воздействию окисляющих смесей и промывкам. Содержащиеся в активном слое алюминиевые окислы препятствуют полному извлечению платины. Более эффективным способом является растворение металлов соляной кислотой или царской водкой при нагревании для лучшей циркуляции веществ.

Пирометаллургический метод состоит в дроблении сердцевин катализаторов, их нагреве до высоких температур и периодическом сливании примесей. Полученные гранулы с высоким содержанием драгоценных металлов используют для их дальнейшего промышленного извлечения.

Палладий из катализатора получают гальваническим методом и фторированием. Последний позволяет практически полностью извлекать палладий из сплава. При температуре 500 oC расплав фторируют, в результате чего получают фтористый палладий, легко расщепляемый минеральной кислотой.

Что такое катализатор и почему их скупают?

Уровень насыщенности автомобильным транспортом современного общества на рубеже XX-XI веков вынудил существенно повысить требования к экологической безопасности двигателей внутреннего сгорания. Ради сохранения экологии крупнейшие автопроизводители приступили к разработке специальных систем, очищающих автомобильные выхлопы. Результатом таких разработок стали специальные фильтрующие устройства — каталитические конверторы (катализаторы).

Многие владельцы машин даже не знают, что такое катализатори знакомятся с этим элементом выхлопной системы, только тогда, когда обнаруживают неисправность устройства. Каждый новенький автомобиль оснащен каталитический нейтрализатор (КН), который снижает количество токсичных компонентов в автомобильных выбросах.

Из чего состоит и как функционирует КН

Конструктивно нейтрализатор представляет собой вытянутый цилиндрической формы металлический корпус. Внутри расположен каталитически активный блок, который образован из керамических или металлических ячеек-сот. Ячеистая поверхность и стенки покрыты рабочим составом и сплава драгметаллов.

Сотовый наполнитель КН кратно увеличивает общую площадь поверхности, с которой соприкасаются опасные вещества и нейтрализуются. Компоненты автовыхлопов догорают и не отравляют атмосферу.

Каталитический конвертор образован из:

• корпуса с двумя патрубками (входной и выходной);
• каталитически активного блока;
• датчика, фиксирующего степень загрязнения выхлопа после очистки;
• защитного кожуха, выполняющего теплоизоляционную функцию и предохраняющего наполнитель от механических воздействий.

Нейтрализатор эффективно начинает работать только при достаточно высоких температурах. Поэтому КН устанавливают за выхлопной трубой либо во фланце выпускного коллектора. Отработанные горячие газы по входному патрубку направляются внутрь катализатора и полностью заполняют полые ячейки. Покрытие из металлов-катализаторов нейтрализует токсичные вещества, и очищенные газы выводятся в атмосферу через выходной патрубок.

Что делать с неисправным КН

Когда КН ломается или выходит из строя, то его невозможно починить. Владельцу автомобиля остается только обратиться в автосервис и удалить неисправный узел, чтобы установить новый катализатор. Отработанный нейтрализатор остается у водителя, но его нельзя выкидывать.

В России растет число краж автомобильных катализаторов. Кому это выгодно, и что делать?

Как ранее передавали ведущие СМИ, до России докатился мировой тренд кражи автомобильных каталитических нейтрализаторов, который ранее накрыл Великобританию, Евросоюз и США. Как говорят эксперты, риск лишиться катализатора есть у абсолютно любого автовладельца. Мы в 1Gai.Ru решили разобраться с этим с целью узнать, кому это нужно, какие владельцы автомобилей под угрозой больше всего и что можно сделать, чтобы защититься от этой новой напасти. 

Как вы поняли, для воров лакомым кусочком может оказаться не вся машина, а только ее малая ценная часть, а именно каталитический нейтрализатор выхлопных газов, который имеет сегодня практически каждый современный автомобиль (в машине их может быть несколько).

YouTube

Катализатор можно относительно легко украсть, не открывая автомобиль и не используя общедоступные инструменты, которыми пользуются угонщики. Внутри катализатора есть драгоценные металлы (золото, палладий, платина, иридий и другие), мировые котировки которых за последний год взлетели до небес. 

ВЫВОДЫ

1. На данный момент в России стоит проблема регенерации автомобильных катализаторов для иномарок, которые эксплуатируются в стране, а в недалёкой перспективе эта же проблема встанет для отечественных автомобилей. Оценка рынка показывает, что потребность в замене автокатализаторов в настоящее время составляет до нескольких сотен в месяц, при этом выводятся из эксплуатации тысячи. Только московский рынок оценивается в 150-200 т отработанного автомобильного катализатора ежегодно. В перспективе речь будет идти о десятках тысяч автокатализаторов для регенерации или десятках тонн устройств, содержащих драгоценные металлы, общей стоимостью до 50 млн. долл. в год. Таким образом, задача возврата драгоценных металлов в оборот в виде регенерированных автомобильных катализаторов является уже в настоящее время актуальной с ещё большим ростом её актуальности в перспективе.

2. Однако, несмотря на приведённые цифры и факты, говорить о том, что в России в настоящее время сформировался и существует потребительский рынок оборудования и технологий для переработки отработанных автокатализаторов, пока рано. Ещё труднее оценить реальную ёмкость рынка из-за недостатка информации и разрозненных данных в этой сфере автомобильного бизнеса.

Цены лондонской биржи металлов на 06.02.2009 г. для тройской унции (33 г):
платина ……..987 долл.тр.унцию,
палладий …..210 долл./тр.унцию,
родий ………1150 долл./тр.унцию.
для сравнения:
золото ………..913 долл./тр.унцию.

4. В то же время в России имеются возможности для переработки автокатализаторов по традиционной схеме получения вторичных драгоценных металлов с конечной операцией – аффинаж. Причём выиграет тот, кто поставит на рынок весь комплекс услуг: от закупки отработанных конвертеров по максимальным ценам до поставки аффинированного металла конечному потребителю.

5. Ещё более эффективной представляется схема проведения регенерации автокатализатора на базе переработчика вторичных драгоценных металлов. Суть её заключается в сосредоточении всех этапов переработки на одном предприятии с исключением стадии аффинажа, так как конечным продуктом производства является регенерированный автокатализатор.

6. Для оптимизации утилизации отработанных автомобильных катализаторов и уменьшения стоимости новых катализаторов с целью сделать их более доступными необходимо создание перерабатывающих предприятий, занимающихся постоянной скупкой и переработкой отработавших автокатализаторов, которые поставляются автосервисом и мастерскими, частными лицами и организациями. На них автомобильные катализаторы, как содержащие драгоценные металлы, должны проходить полный цикл утилизации: механическое удаление стального корпуса, измельчение и пирогидрометаллургическую переработку с получением концентратов, слитков или солей драгоценных металлов.

7. Для российских перерабатывающих предприятий утилизация автомобильных катализаторов дело, безусловно, новое и предстоит выполнить ещё немало задач по оптимизации и созданию сетей по их сбору, доработке и повышению эффективности и сроков переработки, созданию рабочих отношений с производителями катализаторов. Количество автотранспорта будет увеличиваться, и указанный рынок по утилизации будет только расширяться и структурироваться.

Редакция благодарит В.А. Шипачева, с.н.с., к.х.н. Институт неорганической химии им. акад. А.В. Николаева СО РАН , г. Новосибирск, за предоставление информационных материалов, которые были взяты за основу при подготовке данной статьи.