Каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение предназначено для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, а также для обезвреживания отходящих газов промышленных предприятий. Каталитический нейтрализатор состоит из корпуса с впускным и выпускным патрубками, размещенного в корпусе катализатора, выполненного из чередующихся слоев металла в виде стружки и/или порошка и бентонитовой глины в виде порошка или окатышей с внесенными в нее ионами цветных металлов. Между слоями расположены прослойки из жаропрочного, высокопористого материала. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки. 1 ил.

Изобретение относится к очистке газов от экологически опасных выбросов и может быть использовано для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а также для обезвреживания отходящих газов промышленных предприятий, ТЭЦ, асфальто-бетонных заводов и других технологических производств и агрегатов, содержащих в своем составе минеральные и органические аэрозоли, монооксид углерода, оксиды азота, серы и тяжелых металлов, хлориды, фториды и органическое соединения.

Известен [Тезисы докладов межотраслевой конференции "Решение экологических проблем г. Москвы в рамках программы "Конверсия - городу", г. Москва, 1994 г., стр. 201-202] нейтрализатор отработанных газов с применением платино-палладиевых и алюмомеднохромовых катализаторов.

Недостатками нейтрализаторов являются высокая стоимость, возникновение эффектов блокировки пор, капсулирования в них ряда органических соединений, отравление катализатора соединениями свинца, отсутствие термостойкости.

Наиболее близким техническим решением является каталитический нейтрализатор отработанных газов ДВС [Патент РФ N 2029107, F 01 N 3/00, опубл. БИ N 5, 1995 г., стр. 145], Одержащий корпус с впускным и выпускным патрубками и катализатор, размещенный в корпусе и выполненный из благородного металла, нанесенного на грунтовочное покрытие из оксида алюминия, нанесенное на подложку, выполненную из жаростойкого открытоячеистого высокопористого материала (кордиерт, нихром, никелид алюминия или нержавеющая сталь с пористостью 85-95%).

Недостатком прототипа является высокая стоимость используемых материалов, а также сложность изготовления.

Задачей изобретения является создание эффективного и недорогого каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов ДВС.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в достижении высокой степени очистки пылегазовой смеси с одновременной экономичностью процесса.

Этот технический результат достигается тем, что в известном каталитическом нейтрализаторе отработанных газов ДВС, состоящем из корпуса с впускным и выпускным патрубками, катализатора, размещенного в корпусе, и разделяющей жаростойкой, высокопористой прослойки, катализатор выполнен из чередующихся слоев металла в виде стружки и/или порошка и бентонитовой глины в виде порошка или окатышей с внесенными в нее ионами цветных металлов.

В качестве металла использовали железо, медь, хром, никель, нихром, титан, алюминий и другие металлы и сплавы.

Для формирования слоя металла можно использовать отходы инструментальных и других производств.

Слой металла выполняет функции катализатора и механического фильтра, задерживающего аэрозоли, кроме того, на поверхности раздела металл/воздух задерживаются углеводороды и другие дифильные молекулы ПАВ, образуя монослои.

Слой бентонитовой глины с внесенными в нее ионами цветных металлов (медь, хром, алюминий, молибден, вольфрам, ванадий, никель, цинк, титан и другие) получен при извлечении цветных металлов из водных растворов с применением бентонитовых глин, в т.ч. при извлечении из стоков промышленных предприятий как отход производства.

Слой бентонитовой глины с ионами цветных металлов выполняет функции механического фильтра, сорбента, катализатора и нейтрализатора кислотных газообразных оксидов (CO₂, SO₂, NO_x и т.п.), последняя - благодаря способности поглощать и удерживать большое количество влаги и наличию в своем составе щелочных компонентов.

Использование бентонитовой глины без осажденных на нее ионов цветных металлов, обладающих каталитическими свойствами, менее эффективно.

Перегородки из жаростойкого пористого материала выполнены из стекло- ткани, -волокна, высокопористой керамики, пористой металлической ленты.

На чертеже представлен каталитический нейтрализатор, разрез.

Каталитический нейтрализатор состоит из разъемного корпуса 1, выполненного из верхней и нижней частей, соединенных креплениями 2, снабженного впускным 3 и выпускным 4 патрубками; внутри корпуса 1 расположен стакан 5, в котором содержатся слои металла в виде стружки и/или порошка 6 и бентонитовой глины в виде порошка или окатышей с внесенными в нее ионами цветных металлов 7, заключенные между прослойками 8, 9, 10 из жаропрочного, высокопористого материала; прослойки и стакан имеют размеры пор и отверстий, не пропускающие сыпучие материалы слоев.

Устройство работает следующим образом: отработанные выхлопные газы ДВС проходят через впускной патрубок 3, прослойку 8 слой металла 6, прослойку 9, слой бентонитовой глины 7, прослойку 10 и выпускной патрубок 4. На выходе из выпускного патрубка 4 получают очищенный газ.

Экспериментами установлено, что разработанный каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов ДВС практически полностью задерживает аэрозоли, снижает содержание углеводородов на 65-75%, монооксида углерода до 50%, снижает содержание оксидов азота.

Использование разработанного каталитического нейтрализатора позволит по сравнению с прототипом снизить стоимость очистки выхлопных газов ДВС, обеспечить высокую эффективность очистки газов и решить задачу утилизации отходов производства.

Формула изобретения

Каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с впускным и выпускным патрубками, катализатора, размещенного в корпусе, и разделяющей жаропрочной, высокопористой прослойки, отличающийся тем, что катализатор выполнен из чередующихся слоев металла в виде стружки и/или порошка и бентонитовой глины в виде порошка или окатышей с внесенными в нее ионами цветных металлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1