Способ очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: очистка отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, Сущность: перед подачей во впускную систему осуществляют охлаждение и сепарацию потока газа в фильтрующем элементе, подают поток газа в газораспределитель, в последнем разделяют поток газа на два, один из которых пропускают через химически активное вещество, в качестве которого испспьзуют химический поглотитель известковый , а другой - через жидкость, растворяющую углекислый газ, в качестве которой используют моноэтаноламин, затем оба потока смешивают, сепарируют и направляют поток очищенных газов в газопровод и одновременно осуществляют циркуляцию жидкости с растворенным в ней углекислым газом из газораспределителя в газообменник, в последнем выделяют растворенный углекислый газ, который сепарируют, охлаждают и направляют в регенератор, под действием регенеративного вещества разлагают углекислый газ и получают кислород, последний подают в газопровод и смешивают с потоком очищенных в газораспределителе газов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 F 02 M

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4962625/06 (22) 27.08.90 (46) 23.05.93, Бюл. Ъ 19 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С.О,Макарова (72) В.А.Рычков и Ф.З.Байбурин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1530606, кл. F 02 M 25/06, 1990. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: очистка отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, Сущность: перед подачей во впускную систему осуществляют охлаждение и сепарацию потока газа в фильтрующем элементе, подают поток газа в газораспределитель, в последнем разделяют поток газа на два, Изобретенный способ относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использован на любом двигателе, . Известны способы очистки выхлопных газов двигателя с помощью фильтров и устройств, включающих химических вещества, реагирующие на дно, максимум три вида газа, в общей смеси выхлопных газов. Обычно таким образом удаляют окись углерода, дурнопахнущие вещества и сажевые частицы, Выхлопные газы в дальнейшем вбрасываются в атмосферу или частично направляются в двигатель и в атмосферу.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки.

На чертеже показана схема устройства для реализации способа.

Устройство для очистки отработавших газов двигателя 1 внутреннего сгорания содержит соединенный с выпускным коллек„„!Ж 1816888 А1 один из которых пропускают через химически активное вещество, в качестве которого испсчьзуют химический поглотитель известковый, а другой — через жидкость, растворяющую углекислый гаэ, в качестве которой используют моноэтаноламин, затем оба потока смешивают, сепарируют и направляют поток очищенных газов в газопровод и одновременно осуществляют циркуляцию жидкости с растворенным в ней углекислым газом из газораспределителя в газообменник, в последнем выделяют растворенный углекислый газ, который сепарируют, охлаждают и направляют в регенератор, под действием регенеративного вещества разлагают углекислый газ и получают кислород, последний подают в газопровод и смешивают с потоком очищенных в газораспределителе газов, 3 з,п. ф-лы, 1 ил. тором 2 фильтрующий элемент 3, связанный с ним гаэораспределитель 4. Газораспределитель 4 разделен на 2 объема, в первом объеме располагается химическое вещество, поглощающее углекислый газ, во втором — жидкость., растворяющая углекислый газ, . В качестве химического вещества используется ХПИ (химический поглотитель известковый) растворяющая жидкость — водный раствор моноэтаноламина или его производные, Жидкостная часть газораспределителя сообщена с газообменником 6, снабженным источником подогрева и связанным с регенератором, заполненным регенерирующим веществом. В качестве последнего используют надперекись натрия, Выпускной трубопровод регенератор сообщен с газоводом 5, один конец которого подключен к газораспределителю 4, а другой к выпускной системе 8 двигателя 1.

1816888

Способ осуществляется следующим образом.

Газы из выпускного коллектора 2 поступают в гаэоохладитель 3.

В гаэоохладителе 3 выхлопные газы очищают от сажевых частиц, используя сетчатый фильтр с периодической подачей на него напряжения. Затем выхлопные газы охлаждают до температуры 30-50 С путем распыла воды, которая подается под давлением на распылители. Одновременно с этим и происходит дополнительная очистка выхлопных газов от твердых частиц, Нэ выходе из газоохладителя выхлопные газы сепарируют и направляют в газораспределитель 4.

В газораспределителе 4 разделяют поток выхлопных газов с помощью механической заслонки на два, с последующей подачей первого на ХПИ, производят химическую очистку выхлопных газов от СОг, охлаждают и направляют в газопровод 5, второй поток направляют в нижнюю часть газораспределителя, в котором находится раствор моноэтаноламина, очищают выхлопные газы от СОг путем его растворения в жидкости и направляют вторую часть потока газов в газопровод 5, Жидкость, насыщенную углекислым газом подают в газообменник 6 на распылители, С помощью электрического нагревателя в гаэообменнике поддерживают температуру на

5-10 С выше чем в нижней части газораспределителя, Путем подогрева выделяют растворенный в жидкости СОг, сепарируют, охлаждают и направляют углекислый газ в регенеративное устройство. В регенеративном устройстве разлагают СОг химическим путем, получают чистый кислород Ог и подают его в газопровод 5. При прохождении через гранулы ХПИ выхлопных газов происходит реакция

Ca(OH)z+ СОг - СаСОз+

+ HzO (пары) + тепло

Количество поглощенного углекислого газа

ХПИ зависит от ряда факторов, в том числе и от температуры выхлопных газов, вступающих s реакцию, Если их температура выше

30-50 С, количество поглощенного СОг резко уменьшается. В газопровод поступают неочищенные выхлопные газы. Гаэораспределитель не выполняет своей основной задачи.

В нижнюю часть газораспределителя заливается жидкость химический раствор, соединение моноэтаноламина или его производные в воде. Жидкость обладает способностью при нормальных температурах поглощать углекислый газ из смеси га ов. При повышении температуры, подогреве жидкости, углекислый гэз выделяется иэ жидкости обратно. При температуре выхлопных газов выше 30 — 50 С поглощение СОг из выхлопных газов химическим раствором резко уменьшается. Охлаждение выхлопных газов до 30 С происходит на малой мощности до 50 С на полной мощности работы двигателя, Поглощение COz из выхлопных газов происходит из слоев соприкасающихся со

"0 свободной поверхностью химического раствора, Слои газов, расположенные далеко от свободной поверхности жидкости, не очищаются от СОг. Такое положение наступает, когда через нижнюю часть газораспре"5 делителя проходит большой объем газов, В этом случае, газораспределитель не выполняет своей функции. Если же над свободной поверхностью раствора проходит менее 1/3 объема выхлопных газов, такое явление ис2о ключается.

Поступление выхлопных газов в нижнюю часть разораспределителя, т.е, к химическому раствору, регулируется механической захлопкой, установленной на передней стенке поддона, куда залит химический раствор, Регулируемое отверстие для газов показано на чертеже одной стрелкой, В газообменник 6, поступает химиче30 ский раствор, насыщенный углекислым газом, температуры около 30 — 50 С. Вверху, на некотором расстоянии от крышки газообменника, оканчивается спускной трубопровод с распылителями. На боковой стенке, в

35 нескольких сантиметрах от днища поддона гаэообменника, установлен подогреватель, с помощью которого создают такую температуру в газообменнике, при которой происходит интенсивное выделение углекислого

40 газа из жидкости. Выделившийся гаэ собирается в свободном объеме гэзообменника

6 и поступает по трубопроводу в регенеративное устройство 7. Жидкость, химический раствор, стекает в поддон, оттуда забирает45 ся насосом на чертеже не показан, и подается в нижнюю часть газораспределителя. В корпусе регенеративного устройства 7 установлены пластины с регенеративным веществом, основу которого составляют

50 соединения калия или натрия вида КОг. Углекислый газ. проходя через толщу пластин, реагирует с веществом, Основные реакции таковы:

2КОг+ НгО -2 КОН + 1,5 Ог+ тепло

55 2 КОН + СОг - КгСОз+ НгО + тепло (HzO — пары воды)

Кислород собирается в верхней части регенеративного устройства и поступает в газопровод 5.

1816888

Составитель В, Рычков

Редактор О. Стенина Техред M. Моргентал Корректор M. Kynb

Заказ 1713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101

Количество кислорода, поступающего из регенеративного устройства 7 в газопровод 5 определяется количеством выхлопных газов, поступающих в нижнюю часть газораспределителя 4.

Формула изобретения

1, Способ очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания путем пропускания потока газов через сажевый фильтр фильтрующего элемента и подачи потока очищенных газов во впускную систему двигателя, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности, перед подачей во впускную систему осуществляют охлаждение и сепарацию потока газа в фильтрующем элементе, подают поток газа в газораспределитель, в последнем разделяют поток газа на два, один из которых пропускают через химически активное вещество, поглощающее углекислый газ, а другой — через жидкость, растворяющую углекислый газ. после прохождения газораспределителя оба потока смешивают, сепарируют и направляют поток очищенных газов в газопровод и одновременно осуществляют циркуляцию жидкости с растворенным в ней углекислым газом из газораспределителя в газообменник, в по5 следнем путем подогрева выделяют растворенный в жидкости углекислый газ, который сепарируют, охлаждают и направляют в регенератор, под действием регенеративного вещества которого разлагают углекислый

10 газ и получают кислород, последний подают в газопровод и смешивают с потоком очищенных в гаэораспределителе газов, 2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что в качестве химически активного ве15 щества используют химический поглотитель известковый.

З.Способпопп,1и 2, отличаюшийся тем, что в качестве жидкости, растворяющей углекислый газ, используют

20 моноэтаноламин или его производные.

4. Способ по пп, 1 — 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве регенеративного вещества используют надперекись калия, 25