Устройство для нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: очистка отработавших газов. Сущность изобретения: устройство, содержащее выхлопной трубопровод, связанный с ним нейтрализатор и водоподводящую трубку с распылителем, дополнительно содержит обводной трубопровод с двумя заслонками на входе и выходе, установленный в обводном трубопроводе сажеуловитель с газопроницаемой перегородкой, фильтром и водосборником, осушитель, дополнительный фильтр, дополнительный водосборник и водяной насос. Обводной трубопровод связан входом и выходом через заслонки с выхлопным трубопроводом. Водоподводящая трубка размещена горизонтально в сажеуловителе над газопроницаемой перегородкой, а под последней установлен водосборник, сообщенный с водоподводящей трубкой через водяной насос. Фильтр расположен между газопроницаемой перегородкой и водосборником, а осушитель газа размещен перед нейтрализатором, установленным в обводном трубопроводе, причем в нижней части нейтрализатора закреплен дополнительный водосборник и над последним размещен дополнительный фильтр. Кроме того, газопроницаемая перегородка выполнена из гофрированных лент, размещенных с образованием газовых каналов, и установлена наклонно относительно горизонтальной плоскости. 1 ил.

Изобретение относится к очистке отработавших газов, в частности - к устройствам для нейтрализации отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известно устройство для очистки ОГ ДВС от содержащихся в них частичек (пат. США N 4651524, кл. F 01 N 3/02), в котором очистка производится с помощью устройства, содержащего корпус, сборник, регенератор и фильтр. Корпус имеет вход и выход. Через него проходят ОГ. На сборнике оседают частицы, входящие вместе с ОГ в корпус.

Недостатком этой системы является то, что из ОГ не удаляются окислы углерода, азота и серы, являющиеся наиболее опасными для жизни человека соединениями.

Известна также система для очистки ОГ от частичек углерода в ДВС, содержащая устройство для возврата ОГ в систему всасывания воздуха, а также в выпускном трубопроводе - фильтр для улавливания из ОГ сажистых частиц. Выхлопной трубопровод снабжен байпасом и клапаном для отпирания и запирания выхлопного тракта. В этой системе производится очистка от газообразных окислов углерода, азота и сернистых ангидридов, которые содержатся в ОГ энергетических установок, что приводит к попаданию их в атмосферу.

Известно устройство нейтрализации ОГ ДВС (авт. св. N 1320467, кл. F 01 N 3/04), принятое за прототип и содержащее выхлопной трубопровод, связанный с ним нейтрализатор и водоподводящую трубу с распылителем. Водоподводящая трубка частично размещена в нейтрализаторе в слое катализатора. В этой системе не производится очистка от газообразных окислов углерода, азота и сернистых ангидридов, что снижает эффективность очистки ОГ ДВС.

Цель изобретения - повышение эффективности нейтрализации и очистки ОГ ДВС.

В предлагаемом устройстве так же, как и в прототипе, имеется выхлопной трубопровод, связанный с ним нейтрализатор и водоподводящую трубку с распылителем. Отличие устройства состоит в том, что оно содержит обводной трубопровод с двумя заслонками на входе и выходе, установленный в обводном трубопроводе сажеуловитель с газопроницаемой перегородкой, фильтром и водосборником, осушитель, дополнительный фильтр, дополнительный водосборник и водяной насос, обводной трубопровод связан входом и выходом через заслонки с выхлопным трубопроводом, водоподводящая трубка размещена горизонтально в сажеуловителе над газопроницаемой перегородкой, а под последней установлен водосборник, сообщенный с водоподводящей трубкой через водяной насос. Фильтр расположен между газопроницаемой перегородкой и водосборником, а осушитель газа размещен перед нейтрализатором, установленным в обводном трубопроводе, причем в нижней части нейтрализатора закреплен дополнительный водосборник, а над последним размещен дополнительный фильтр.

Дополнительные отличия состоят в том, что газопроницаемая перегородка выполнена из гофрированных лент, размещенных с образованием газовых каналов, и установлена наклонно относительно горизонтальной плоскости.

На чертеже приведено устройство для нейтрализации ОГ ДВС.

Устройство состоит из выхлопного трубопровода 1, снабженного байпасом 2, в котором размещены сажеуловитель 3 с фильтром 4 нейтрализации кислот и перегородкой 5, заслонки 6 и 7 на входе и выходе, нейтрализатор 8 окислов углерода, азота и серы с фильтром 9 нейтрализации кислот, осушитель 10 газа, размещенный между сажеуловителем 3 и нейтрализатором 8 окислов, распылитель 11 моющей жидкости, установленный в сажеуловителе 3 над перегородкой 5. Нейтрализатор 8 окислов и сажеуловитель 3 имеют индивидуальные водосборники 12 и 13. Водосборник 13 сообщен с распылителем 11 моющей жидкости через насос 14.

Контроль за составом выхлопных газов осуществляется при помощи газоанализатора 15, газоотборный зонд 16 которого установлен в основной магистрали выхлопных газов за байпасным участком.

Устройство работает следующим образом.

Выхлопные газы, содержащие смесь из частичек углерода, газообразных окислов углерода, азота и серы, поступают через заслонку 6 в сажеуловитель 3. В последнем часть свободных частиц углерода осаждается на перегородке 5. Из распылителя 11 моющей жидкости постоянно подается моющая жидкость (вода), которая, реагируя с газообразными окислами, образует кислоту, стекающую по перегородке 5. При этом перегородка автоматически очищается от сажистых частиц, фильтр 4 задерживает сажу и нейтрализует кислоты, присутствующие в моющей жидкости, поступающей в водосборник 12, из которого насосом 14 снова подается к распылителю 11. Газы, прошедшие через перегородку 15, поступают в осушитель 10 газа и далее в нейтрализатор 8 окислов, состоящий из волокнистой полимерной массы, пропитанной веществами, позволяющими нейтрализовать окислы азота, углерода и серы. Затем очищенные ОГ поступают в трубопровод 1 через заслонку 7 и далее в атмосферу. Образующиеся в нейтрализаторе 8 кислоты стекают в фильтр 9, расположенный непосредственно под нейтрализатором 8. В фильтре 9 кислоты нейтрализуются щелочными наполнителями, в результате чего образующаяся при реакции вода попадает в водосборник 12.

Очистка газов от сажи осуществляется путем организации противотока газа и разбрызгиваемой и стекающей по перегородке 5 воды. При этом перегородка выполнена из отдельных гофрированных секций (полос), соединенных внахлест так, что газ через щели в перегородке направляется вверх, а вода стекает по перегородке вниз. Таким способом достигается сбрасывание коксовых частиц и насыщается газ парами воды, которые создают условия для образования кислот (азотной, серной и др. ).

Осушитель 10 предусмотрен только для поглощения избыточного количества воды и выполняет роль концентратора влаги, которая участвует в образовании кислот.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является повышение качества очистки выхлопных газов. Введение в систему сажеуловителя предотвращает поступление углеродистых частиц (сажи) к нейтрализатору окислов углерода, азота, серы, которые резко сокращают срок его службы.

Снижение вредных выбросов в атмосферу с выхлопными газами силовых энергетических установок благоприятно влияет на экологию и уменьшает опасность для среды обитания людей.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1320467, кл. F 01 N 3/04, 1987.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее выхлопной трубопровод, связанный с ним нейтрализатор и водоподводящую трубку с распылителем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, оно дополнительно содержит обводной трубопровод с двумя заслонками на входе и выходе, установленный в обводном трубопроводе сажеуловитель с газопроницаемой перегородкой, фильтром и водосборником, осушитель, дополнительный фильтр, дополнительный водосборник и водяной насос, обводной трубопровод подключен входом и выходом через заслонки к выхлопному трубопроводу, водопроводящая трубка размещена горизонтально в сажеуловителе над газопроницаемой перегородкой, а под последней установлен водосборник, сообщенный с водоподводящей трубкой через водяной насос, фильтр расположен между газопроницаемой перегородкой и водосборником, а осушитель газа размещен перед нейтрализатором, установленным в обводном трубопроводе, причем в нижней части нейтрализатора закреплен дополнительный водосборник и над последним расположен дополнительный фильтр.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что газопроницаемая перегородка выполнена из гофрированных лент, размещенных с образованием газовых каналов, и установлена наклонно относительно горизонтальной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1