Zeolit ve silikalit üzerinde egzoz gazları ile hidrokarbonların adsorbsiyonu (katalitik konvertörler)

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi ZEOLİT VE SİLİKALİT ÜZERİNDE EGZOZ GAZLARI İLE HİDROKARBONLARIN ADSORPSİYONU (KATALİTİK KONVERTÖRLER) MERYEM SAKIZCI Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Ertuğrul YÖRÜKO?ULLARI 1997, Sayfa 58 Ulaşım, ısınma ve endüstri tesisleri hava kirliliğine neden olan üç ana kaynaktır. Hava kirliliğine neden olan bu faktörler içerisinde, ulaşımdan kaynaklanan kirlilik, en büyük orana ve en zarar verici etkiye sahiptir. Motorlu taşıtlardan kaynaklanan egzoz emisyonları içindeki başlıca kirletici bileşenler ise karbonmonoksit (CO), hidrokarbonlar (HC), azotoksitler (NOx) ve partiküller (PM) olarak sıralanabilir. Egzoz emisyonlarının tümü üzerinde etkili olan sistemler katalizörlerdir. Katalizör sisteminin yapısı üç tabakadan oluşur: En altta seramik veya adi metalden yapılmış taşıyıcı bir matris (dayanak), onun üstünde çok büyük yüzey alanlı gözenekli bir ara tabaka ve en üstte çok ince asıl katalitik malzeme (Pt, Pd, Rh gibi soy metaller ve hızlandırıcılar) bulunmaktadır. Katalizör yapısında bulunan taşıyıcı matris kanallarından geçen HC, CO ve NOx gazları, katalizörle reaksiyona girerek zararsız gazlara dönüşür. Üç fonksiyonlu katalizörler ise en gelişmiş katalizör sistemleri olarak gösterilmektedir. Katalizörlerin dezavantajları; kurşunsuz benzin kullanma zorunluluğu ve ancak belli sıcaklıklardan sonra etkili olmaya başladıklarından soğuk çalışma sırasında verimsiz olmalarıdır. Dizel emisyonlarında ise parlikül emisyonları en büyük orana sahiptir.Bu emisyonun etkisini azaltan filtreler ise paıtikül tutucu filtrelerdir. Bu çalışmada, egzoz emisyonlarının azaltılmasında kullanılan silikalit ve ZSM-5 katalizörleri incelenmiştir. Silikalit katalizörü, özellikle soğuk çalışma esasında oluşan emisyonlar üzerinde etkili olan bir katalizördür. ZSM-5 katalizörü ise, fakir hava-yakıt karışımlarında NOx'in daha da azaltılması amacıyla kullanılmaktadır. Anahtar kelimeler : ZSM-5, Silikalit, zeolit, katalitik konvertör, egzoz gazı, adsorpsiyon

ABSTRACT Master of Science Thesis ADSORPTION OF HYDROCARBONS AND OTHER EXHAUST COMPONENTS ON ZEOLITE AND SILICALITE (CATALYTIC CONVECTORS) MERYEM SAKIZCI Anadolu University Graduate School of Natural and Applied Sciences Physics Program Supervisor: Prof. Dr. Ertuğrul YÖRÜKO?ULLARI 1997, Page 58 Transportation, heating and industry are the three main contributors to the air pollution. The most serious and the biggest of them is the transportional pollution. The exhaust gases contain CO, HC, NOx and PM. Therefore, catalytic convectors are used for emission control (car/exhaust) It consists of three main layers. Support layer at the bottom is made up of ceramic or elemantary metal. On top of it we have wide porous inter layer (washcoat) and the top layer is fine (thiny) catalytic materials like speeders and noble materials such as palladium (Pd), platinum (Pt), rhodium (Rh). HC, CO and NOx gases interacted with the support layer while passing through the porous material and, therefore neutralized. The three ways of convectors are the most developed systems. Main disadvantage of the convectors are the necessity of using the unleaded fuel and the threshold temperature after which the can be effective. For example, they are not efficient in diesel emmisions. The best method to reduce the main pollution (the particular) in the diesel is to use the partical holder filter. In this work, we study how to reduce the emmision by the silicalite and ZSM-5 catalysts. The silicalite catalyst is specially more efficient in cold running than the others. On the other hand, ZSM-5 catalyst is better in reducing the NOx in the poor air-fuel mixture. Keywords: ZSM-5, silicalite, zeolite, catalytic converters, exhaust gas, adsorption