Устройство для очистки выхлопных газов
Авторы патента:
Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано при обработке выхлопных газов двигателей с целью снижения загрязнения атмосферы. Устройство содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, выполненный в виде гофрированных и плоских лент, размещенных по спирали, носитель с катализатором, расположенный внутри корпуса с толщиной слоя 10-100 мкм и следующим составом, мас. %: Cr 0,3-1,5; Mn 0,2-1,5; Co 0,3-1,5; Cu 0,3-2,5; Ni 0,5-3,0; Pd 0,2-0,5; Re 0,2-0,5; Al2O3 остальное. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1 табл.
Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано при обработке выхлопных газов двигателей с целью снижения загрязнения атмосферы.
Известно устройство для очистки газов, включающее корпус с установленным в нем носителем с катализатором. Недостатком этого устройства является сложность его изготовления и невысокая каталитическая активность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для очистки выхлопных газов, содержащее корпус с впускным и выпускным патрубками и размещенную в корпусе керамическую каталитическую вставку каркасной конструкции. Недостатком такого устройства является сложность изготовления, невысокая активность катализатора из-за малой активной поверхности. Достигаемый технический результат заключается в повышении каталитической активности и термостабильности работы устройства. Для достижения технического результата в устройстве для очистки выхлопных газов, содержащем корпус с впускным и выпускным патрубками, расположенный в корпусе носитель со слоем катализатора, толщина слоя катализатора составляет 10-100 мкм, а состав и соотношение компонентов следующее, мас.%: Cr 0,3-1,5 Mn 0,2-1,5 Co 0,3-1,5 Cu 0,3-2,5 Ni 0,5-3,0 Pd 0,2-0,5 Re 0,2-0,5 Al2O3 Остальное Кроме того, носитель выполнен в виде гофрированных и плоских лент, размещенных по спирали чередующимися слоями. Выполнение носителя в виде тонких гофрированных и плоских лент позволяет значительно увеличить поверхность контакта с выхлопными газами, что приведет к повышению степени очистки выхлопных газов. Выполнение слоя катализатора предложенного состава позволит увеличить активность и термостабильность работы устройства в сочетании с высокой механической прочностью каталитического слоя. Кроме того, предложенный катализатор способен к регенерации. Окись алюминия (Al2O3) является важнейшим компонентом катализатора, определяющим его адгезию на поверхности металлической фольги, пористую структуру и активную поверхность. Наличие металлов переходного ряда, таких как Cr, Mn, Co, Cu и Ni приводит к значительному повышению окислительно-восстановительной способности каталитической системы за счет синергетического эффекта. Введение незначительных количеств высокодисперсного Pd и Re снижает температуру зажигания органических компонентов выхлопных газов, стабилизирует каталитическую систему в целом. Катализатор готовят следующим образом. На носитель - фехралевую ленту наносят окись алюминия. На слой окиси алюминия наносят смесь cолей металлов Co, Cr, Cu, Ni, Mn, Pd, Re. В роторно-пленочном аппарате проводят удаление воды, после чего носитель с катализатором сушат в сушильном шкафу при 95-105оС в течение 12 ч. Далее сушат при 300оС в течение 3 ч и при 500оС прокаливают в течение 5 ч. В указанных условиях происходит формирование пористой структуры носителя, причем соотношение между мелкими и крупными порами изменяется в зависимости от температуры, скорости нагрева и времени выдеpжки при определенных условиях. При этом происходит разложение солей с формированием каталитически активной поверхности, обеспечивающей работу катализатора. На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками. Внутри корпуса 1 расположен носитель 4 с каталитическим слоем. Каталитический слой имеет толщину 50 мкм при следующем составе компонентов, мас.%: Cr 1,0, Mn 1,0, Co 1,0, Cu 1,2, Ni 2,0, Pd 0,3, Re 0,3, Al2O3 остальное. Устройство работает следующим образом. Газы, подлежащие очистке, например выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, проходят через впускной патрубок, каналы каталитической очистки и выходят через выпускной патрубок 3. При этом газовая смесь контактирует с катализатором при 150-700оС, и примеси, отравляющие воздух, такие как CO, NOx, HC, превращаются в Н2О, СО2, N2. При использовании предлагаемого устройства в системе выпуска бензинового двигателя ВАЗ-2107 снижается содержание окиси углерода на 95%, токсичных органических соединений не менее чем на 90%, окислов азота примерно на 80%. После выхода из предлагаемого устройства выхлопные газы соответствуют требованиям стандарта. В таблице приведены примеры с составами катализаторов, подтверждающие оптимальность заявленного состава.Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ, содержащее корпус с впускным и выпускным патрубками, расположенный в корпусе носитель с нанесенным на него слоем катализатора, отличающееся тем, что толщина слоя катализатора составляет 10 - 100 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Cr 0,3 - 1,5 Mn 0,2 - 1,5 Co 0,3 - 1,5 Cu 0,3 - 2,5 Ni 0,5 - 3,0 Pd 0,2 - 0,5 Re 0,2 - 0,5Al2O3 Остальное
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что носитель выполнен в виде гофрированных и плоских лент, размещенных по спирали чередующимися слоями.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Изобретение относится к конструкциям каталитических аппаратов для очистки газовых выбросов в нестационарном режиме и может быть применено в химической, металлургической и других отраслях промышленности, где необходимо очищать газовые выбросы от токсичных примесей
Изобретение относится к конструкции устройств для получения водородсодержащих газов путем проведения паровой каталитической конверсии углеводородов и позволяет повысить экономичность аппарата, а также осуществить равномерный подвод высокотемпературного теплоносителя к катализатору
Каталитический реактор // 1832533
Изобретение относится к технике очистки технологических и вентиляционных газов от примесей органических веществ и может быть использовано в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности
Контактный аппарат // 1813558
Реактор // 1809778
Изобретение относится к устройствам для проведения каталитических, сорбционных и других процессов в аппаратах радиального типа и позволяет повысить надежность при эксплуатации и экономичность за счет сокращения трудозатрат при изготовлении и сборке, а также улучшить теплопередачу при эксплуатации
Реактор санитарной очистки газов // 1801569
Реактор // 1799292
Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для каталитических процессов, осуществляемых в реакторах с неподвижными слоями катализатора
Катализатор для крекинга углеводородов // 2021012
Катализатор для окисления органических соединений и олигомеризации олефинов и способ его получения // 2012396
Изобретение относится к катализаторам для окисления органических соединений и олигомеризации олефинов на основе кристаллического материала цеолитного типа, а именно на основе титансодержащего силикалита и к способу получения такого катализатора
Катализатор для изомеризации ксилолов // 1821999
Электродный вакуум-выпарной аппарат // 2024279