Каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания

 

Каталитический нейтрализатор предназначен для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, а также для обезвреживания отходящих газов промышленных предприятий. Нейтрализатор состоит из корпуса с впускным и выпускным патрубками и размещенного в корпусе катализатора. Катализатор выполнен в виде прессованных пористых таблеток, размещенных вдоль корпуса и закрепленных к корпусу сеткой из цветного металла, керамики или стекловолокна. В нижней части впускного патрубка расположен завихритель газа, а в нижней части корпуса расположено днище с окнами. Изобретение позволяет снизить выброс в атмосферу экологически опасных составляющих выхлопных газов. 1 ил.

Каталитический нейтрализатор относится к области очистки газов от экологически опасных составляющих и может быть использован для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а также для обезвреживания отходящих газов промышленных предприятий, ТЭЦ, асфальтобетонных 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 органические 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 платинопалладиевых и алюмомедно-хромовых 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, 1996 г., стр. 145], содержащий 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 (кардиерт, нихром, никелид алюминия или нержавеющая сталь 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 от экологически опасных составляющих.

Технический результат, который может быть достигнут 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, катализатор выполнен в виде прессованных пористых таблеток, размещенных вдоль корпуса и закрепленных к корпусу сеткой из цветного металла, керамики или стекловолокна, завихрителя газа, расположенного в нижней части впускного патрубка, и днища с окнами, расположенного в нижней части корпуса и соединенного с выпускным патрубком.

Сущность устройства поясняется чертежом, где на фигуре представлен каталитический нейтрализатор в разрезе.

Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками, в корпусе 1 вдоль поверхности размещены спрессованные пористые таблетки катализатора 4, которые удерживаются вдоль стенок корпуса 1 кольцевой сетчатой перегородкой 5 из цветного металла, керамики или стекловолокна, в нижней части впускного патрубка 2 закреплен завихритель газа 6, который под действием центробежных сил отбрасывает тяжелые частицы углеводородов на поверхность таблеток катализатора 4, в нижней части корпуса 1, примыкающей к выпускному патрубку 3, находится днище 7 с выходными окнами 8 и перегородками 9 для отвода очищаемого газа.

Каталитический нейтрализатор работает следующим образом.

Выхлопные газы ДВС поступают в корпус 1 через впускной патрубок 2 и по винтовому каналу, образованному завихрителем газа 6, разворачиваются в спираль, ударяясь за счет центробежных сил о поверхность таблеток катализатора 4 и сетку 5, следует вниз вдоль вертикальной поверхности, для отвода очищенного газа предназначены выходные окна 8, разделенные перегородками 9 днища 7 и выходной патрубок 3.

Необходимая температура процесса обеспечивается расположением каталитического нейтрализатора относительно ДВС, температурой отходящего газа, за счет протекания химических реакций на поверхности катализатора, отводом тепла от стенок каталитического нейтрализатора.

Движение газа по спирали, наличие центробежных сил обеспечивают достаточный контакт и взаимодействие вредных составляющих газа с пористой поверхностью катализатора, что приводит к поглощению экологически опасных составляющих газа.

Спиральная лопасть завихрителя газа создает винтовое движение газа, а центробежные силы обеспечивают удар газового потока о поверхность пористых таблеток.

В то же время отсутствие сопротивления движению газа в центральной части корпуса обеспечивает щадящий режим работы ДВС, необходимо лишь некоторое избыточное против атмосферного давление очищаемого газа.

Давление, при котором прессуются таблетки, подобрано таким образом, что сохраняется большая пористость материала и соответственно способность к адсорбции веществ при одновременной прочности таблеток.

В качестве материала прессованных пористых таблеток можно использовать оксид алюминия, бентонитовую глину, отходы цветной металлургии и другие.

Использование вышеперечисленных материалов позволяет с помощью разработанной конструкции каталитического нейтрализатора удалять из выхлопных газов ДВС такие экологически опасные составляющие, как аэрозоли (до 100%), углеводороды (не менее 70%), монооксид углерода (не менее 30-50%), масляные составляющие (до 100%).

Использование предложенного каталитического нейтрализатора по сравнению с прототипом позволит значительно снизить выброс в атмосферу экологически опасных составляющих выхлопных газов ДВС, тем самым защитить окружающую среду от загрязнения.

Формула изобретения

Каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с впускным и выпускным патрубками, катализатора, размещенного в корпусе, отличающийся тем, что катализатор выполнен в виде прессованных пористых таблеток, размещенных вдоль корпуса и закрепленных к корпусу сеткой из цветного металла, керамики или стекловолокна, завихрителя газа, расположенного в нижней части впускного патрубка, и днища с окнами, расположенного в нижней части корпуса и соединенного с выпускным патрубком.

РИСУНКИ

Рисунок 1