Способ удаления сажи из выхлопных газов дизельных двигателей

 

СОЮЗ CQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5)) 4 В 01 D 53 36

OflHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY (54) (57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ САЖИ ИЗ

ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, включающий улавливание сажи и ее сжигание путем пропускания через фильтр с нанесенным катализатором, представляющим собой соединение серебра с оксидом переходного металла, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры воспла †менения сажи, в качестве катализатора используют ванадат серебра.

ФельХанс1 2

Время(ч) PU< I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502657/23-26 (22) 19. 10. 82 (31) P 3) 417) 3. 2 (32) 21.10.81 (33) ))Е (46) 23.05.86. Бюл. № 19 (71) Дегусса АГ (DE) (72) Райнер Домесле, Херберт кер (DE), Эдгар Коберштайн и

Дитер Плетка (AT) (53) 66.074.6(088.8) (56) Заявка ФРГ № 2951316, кл. F О1 N 3/)0, 02.07.81.

Заявка ФРГ ¹ 2944841, кл. F 01 N 3/)0, 21.05.81.

1200 о

b ?00

3 Е0

4 К0

000 ф ь 300 л

0 — — Поденце 1а5ленця

Тст ртпураперед цкщц6цройаниым (рилылром

О0 ф

200 ъ,ф

100

1233786

Изобретение относится к способам удаления сажи и капелек конденсата, образующихся при сгорании дизельно- . го топлива, и может найти применение при эксплуатации дизельных двигателей, Цель изобретения — снижение температуры воспламенения сажи.

На фиг. 1 представлены кривые температуры дожигания и падения дав- 1О пения:в течение срока эксплуатации для фильтра, активированного согласно предлагаемому способу для одного цикла, на фиг. 2 — кривые температур воспламенения дизельной сажи 15 и падения давления после дожигания сажи для активированного предлагаемым способом фильтра и для активиро— ванного фильтра.

Пример 1. Изготовление моно- 2О ванадата серебра.

В химическом стакане при нагревании в 1,5 л Н О растворяют 234 r (1 моль) NaVO 4Ч О и подливают при перемешивании 178,5 г (1,05 моль)

AgN0> в 250 мл Н О. Монованадат серебра. имеющий интенсивно оранжевую окраску, сразу выпадает в осадок.

Осадок отфильтровывают и дважды отмывают 1 л Н О,,затем осадок сушат ЗО

z о в сушильном шкафу при 80 С.

В качестве катализатора применимы все ванадаты серебра.

Пример 2. Нанесение на фильтр

Ванадат серебра может быть осажден на носителе, устойчивом к нагреванию, или смешан с этим носителем.

В качестве материала носителя могут применяться в частности, окислы алюминия, кремния, тита- 4О на, циркония и редкоземельных металлов.

Ванадат серебра или его комбинацию с носителем можно наносить на 45 фильтрующий элемент, служащий структурным усилителем. Б качестве структурного усилителя могут быть использованы известные фильтрующие системы для выхлопных газов, в которых 5Q каналы, подводящие и отводящие выхлопные газы, расположены таким образом, что при максимально возможной фильтрующей способности обеспечивается минимум потери давления, филь- 55 трующий элемент располагают.в поперечном сечении кожуха, снабженного каналом, по которому отводят выхлопные газы. В качестве структурного усилителя может быть применена набивка из устойчивого к нагреванию металлического или минерального волокна или иной фильтрующий элемент.

Особенно благоприятным оказывается применение монолитного керамического элеМента, пронизанного многочисленными, проводящими поток, каналами, имеющими на противоположных концах заглушки, таким образом, что канал, имеюший на одном торце заглушку, открыт с противоположного торца.

Такой фильтрующий элемент имеет форму обычного монолитного структурного усилителя для катализатора и может быть выполнен изб -глинозема или кордиерита. Каналы, по которым движется поток, имеют макропористые стенки, которые служат в качестве фильтрующих поверхностей. Для обесгечения этого канал открыт с одного торца и закрыт с противоположного торца заглушкой, выполненной в виде керамической пробки, которая или спе,ена материалом монолита, или приклеена огнеупорным клеем. Эти пробки установлены таким образом, что закрытому торцу канала противолежит открытый торец. Поэтому выхлопные газы вынуждены просачиваться через выполненные макропористыми стенками каналов, и дизельная сажа задерживается.

75 г ванадата серебра, полученного по примеру 1, распределяют в

250 мл Н О, в течение 15 ч размалывают в шаровой мельнице и затем полую ченную суспензию разбавляют 800 мл

Íz0. Монолитный фильтрующий элемент из кордиерита, имеющий диаметр

11,85 см, длину 15,5 см и 15,5 ячеек на квадратный сантиметр, обрабатывают разбавленной суспензией, благодаря чему ванадат серебра осаждается на фильтрующем элементе. После это— го излишек суспензии удаляют и фильтр с нанесенным на нем катализатором о сушат в течение 3 ч при 300 С. Поглощение ванадата серебра составляет при этсм около 35 г. По сравнению с,фильтром, не имеющим покрытия, фильтр., покрытый катализатором,имеет чуть более высокое давление подпора. Изменение давления подпора при постсяннъ х условиях показано в таблице, Изменение давления подпора, мм вод.ст.

Расход возз духа, м /ч

Г без покры-, с покрытия, тием

136

150

196

135

200 гим несколько циклов по улавливанию и дожиганию с применением одного и того же фильтра (фиг. 2). ственно.

I л Р лЫччм /аймак °

ЯУб/7 ДО777ЯРа

4Г ь.

%эЪ

Жуй

Ж ЧЮ

О 2 Е Э f0 f2 14 1f f4 фелю(д! (Рив. 2

Составитель Г.Винокурова

Редактор H.Äàíêóëè÷ Техред H.Ïîïîâè÷ Корректор С.Черни

Заказ 2786/59

Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 3. Технические испытания.

Активный фильтр, изготовленный по примеру 2, устанавливают в потоке выхлопных газов дизельного мотора и проводят проверку его способности к фильтрованию и снижению температуры воспламенения дизельной сажи.

Параметры испытаний следующие:

4-цилиндровый дизельный мотор с непосредственным вспрыском (рабочий объем цилиндра 1,6 л, мощность 40 кВт); на. фазе фильтрования сажи нагрузка

72 Н (около 400 С перед фильтром); количество оборотов 2100 мин и содержание кислорода в выхлопном газе

10К по объему на фазе дожигания число оборотов 3000 мин, нагрузка 75Н (500 С перед фильтром) или до 80 Н (570 С перед фильтром); содержание кислорода в выхлопном газе 57 по объему.

Во время фазы фильтрования сажи фильтр пропускает выхлопной газ до тех пор, пока разность давления не

; 3 3786 4 достигне т 1 50 мбар . Для следующей за ней фазы дожига устанавливается число оборотов 3000 мин и нагрузка, 1 начиная с 72Н, непрерывно регулиру5 ется по возрастанию. Падение давления благодаря повьппенному числу оборотов и температуре временно резко повышается до 300 мбар.

В то время как при неактивированном фильтре падение давления при числе оборотов двигателя 3000 мин и нагрузке около 80Н остается на уровне 200 мбар, при активированном согласно изобретению фильтре оно опускается в течение очень короткогп времени (около 12 мин) до величины ниже 100 мбар. Для демонстрации надежности отдельных измерений проводят последовательно один за друАктивация, проведенная согласно

25 предлагаемому способу снижает температуру воспламенения дизельной сажи на 50 С по сравнению с неактивированным катализатором и одновременно способствует ее полному сгоранию.

Зп После 6 ч работы фильтра с нанесен— ным ванадатом серебра температура о воспламенения сажи составляет 497 С.

В тех.же условиях при использовании нанесенных перманганата и молибдата серебра температуры воспламенения о сажи составляют 548 и 555 С соответ