Установка для очистки выхлопа двигателя, работающего на химическом топливе

 

Использование: в технике испытаний химических двигателей, в частности к устройствам выхлопных систем стендов для огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей, в различных технологических процессах химических производств. Сущность изобретения: установка содержит соединенные последовательно несколько ступеней эжекторов для транспортирования, охлаждения и смешения выхлопа и поглотительного раствора, дополнена закрытым бассейном поглотительного раствора, компрессором для сжатия выхлопа, накопительной емкостью, нейтрализатором высокого давления с устройством ввода выхлопа и противоточной башней, соединенными последовательно по направлению выхлопа, при этом последняя ступень эжектора соединена газоводом с бассейном под уровнем поглотительного раствора, а компрессор соединен входом с газовой подушкой бассейна и выходом через накопительную емкость с устройством ввода сжатого выхлопа нейтрализатора высокого давления. Новый результат достигнут за счет улучшения тепломассообмена выхлопа и поглощательного раствора в бассейне и нейтрализатора высокого давления. 1 ил.

Изобретение относится к технике испытаний двигателей, работающих на химическом топливе, в частности к устройствам выхлопных систем стендов для огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей, и может быть использовано также в технологических процессах различных химических производств.

Известна установка для очистки выхлопа двигателя, работающего на химическом топливе, содержащая соединенные последовательно двигатель, две ступени эжекторов с подачей абсорбента в активные сопла эжекторов для откачивания выхлопа двигателя и подачи его в дезактивационное устройство. Очистка выхлопа двигателя в этой установке ведется путем смешения и орошения его поглотительными растворами и веществами.

Недостатком известного решения является недостаточная эффективность очистки выхлопа двигателя при нестационарных и аварийных режимах работы, что обусловлено возрастанием токсичности выхлопа и относительно малым его энергетическим потенциалом.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки выхлопа двигателя.

Для этого установка снабжена последовательно размещенными за ступенями эжекторов закрытым бассейном с жидким абсорбентом, компрессором, газонакопительной емкостью, баком с жидким абсорбентом, в жидкостном и газовом объемах которого соответственно установлены смеситель сжатого выхлопа и абсорбента и сепаратор, противоточным оросительным абсорбером и отводящим газопроводом, при этом последняя ступень эжектора соединена с бассейном под уровнем жидкого абсорбента. При таком исполнении очистной установки энергетический потенциал выхлопа резко повышается благодаря сжатию его компрессором, что позволяет увеличить количество ступеней очистки и интенсифицировать тепломассообмен выхлопа с поглотительными растворами (абсорбентами).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема установки для очистки выхлопа двигателя в составе испытательного стенда.

Установка для очистки выхлопа двигателя 1 содержит соединенные последовательно две ступени эжекторов 2 и 3, в активные сопла 4 и 5 которых подаются абсорбенты. Установка снабжена последовательно размещенными за ступенями эжекторов закрытым бассейном 6 с жидким абсорбентом 7, компрессором 8, газонакопительной емкостью 9, баком 10 с жидким абсорбентом, в жидкостном 11 и газовом 12 объемах которого соответственно установлены смеситель 13 сжатого выхлопа и абсорбента и сепаратора 14, противоточным оросительным абсорбером 15 и отводящим газопроводом 16, при этом последняя ступень эжектора соединена газоводом 17 с бассейном 6 под уровнем 18 жидкого абсорбента 7.

Испытательный стенд, кроме устройства для очистки выхлопа, включает также барокамеру 19, в которой размещен двигатель 1, соединенную с охлаждаемой газодинамической трубой 20, на конце которой смонтирована первая ступень эжекторов. Смеситель 13 выполнен, в частности, в виде сопла и смесительной трубки, на одном конце которой укреплен сепаратор 14, на другом - конфузорный насадок напротив сопла смесителя.

На свободном конце газовода 17 установлена откидывающаяся при избыточном давлении ласта 21.

При работе ступеней эжекторов 2 и 3 выхлоп работающего двигателя 1 увлекается рабочим телом-абсорбентом, подаваемым в активные сопла 4 и 5, перемешиваясь с ним и частично охлаждаясь, под уровень 18 жидкого абсорбента 7 в закрытом бассейне 6. Давлением газов открывается ласта 21 и выхлоп барботирует через толщу абсорбента 7, эффективно охлаждается и частично очищается. Из газовой подушки бассейна выхлоп отсасывается и сжимается компрессором 8, накапливается в емкости 9 и подается в смеситель 13. Истечение выхлопа с высокой скоростью из сопла смесителя 13 сопровождается эжекцией жидкого абсорбента бака 10, интенсивным перемешиванием, тепломассообменом и взаимодействием токсичных веществ выхлопа и активных веществ абсорбента в смесительной трубке. Газожидкостная эмульсия разделяется в сепараторе 14 на газовую и жидкую фазы. Очищенный выхлоп подается в противоточный оросительный абсорбер 15, проходит через завесу другого абсорбента, после чего через отводящий газопровод 16 рассеивается в атмосфере. На каждой ступени взаимодействия выхлопа с абсорбентами могут быть применены разные активные вещества, поглощающие токсичные компоненты выхлопа.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА ХИМИЧЕСКОМ ТОПЛИВЕ, содержащая соединенные последовательно двигатель, две ступени эжекторов с подачей абсорбента в активные сопла, отличающаяся тем, что она снабжена последовательно размещенными за ступенями эжекторов закрытым бассейном с жидким абсорбентом, компрессором, газонакопительной емкостью, баком с жидким абсорбентом, в жидкостном и газовом объеме которого соответственно установлены смеситель сжатого выхлопа и абсорбента и сепаратор, противопоточным оросительным абсорбером и отводящим газопроводом, при этом последняя ступень эжектора соединена с бассейном под уровнем жидкого абсорбента.

РИСУНКИ

Рисунок 1