Способ нейтрализации отработавших газов

 

Изобретение относится к экологическим вопросам промышленности и автотранспорта и может быть использовано для нейтрализации отработавших газов ДВС. Техническим результатом изобретения является использование тепловой энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания для улучшения процессов нейтрализации активных ядовитых примесей. Для этого отработавшие газы из выпускного коллектора двигателя подают в вихревую трубу, в которой газы разделяют на охлажденный и подогретый потоки. Охлажденную часть газов подают в цилиндры двигателя вместе со свежим атмосферным воздухом, подогретую часть подают в нейтрализатор, в котором происходит окисление продуктов неполного сгорания топлива до конечных продуктов сгорания - углекислого газа и воды. Увеличение температуры, по сравнению с подачей выхлопных газов непосредственно от двигателя, повышает эффективность окисления отработавших газов в нейтрализаторе. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к экологическим вопросам промышленности и автотранспорта и может быть использовано для нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Известен способ рециркуляции части отработавших газов (см. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели, Л.: Машиностроение, 1972 г., стр.76).

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности использования тепловой энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания для улучшения процессов нейтрализации газов.

Также известен способ охлаждения газов в вихревой трубе, включающий передачу избытка кинетической энергии внешним слоям газов, которые нагреваются, а внутренние слои при этом охлаждаются. Внешние нагретые слои перемещаются к дроссельному вентилю, а холодные внутренние - в обратном направлении (см. Шемаханов М.М. Основы термодинамики и кондиционирования рудничной атмосферы, М.: Недра, 1974 г., стр. 182).

Недостатком известного технического решения является то, что подогретый поток газов не используют для нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ нейтрализации отработавших газов путем рециркуляции части газов, охлаждаемых в специальном холодильнике (см. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания, М.: Машиностроение, 1973 г., стр. 92).

Недостатком этого способа является то, что для охлаждения перепускаемых газов используется охлаждающая жидкость двигателя, подводимая к радиатору, по которому пропускаются отработавшие газы. В результате происходит дополнительный нагрев охлаждающей жидкости. Так же при этом нет возможности использовать тепловую энергию отработавших газов для улучшения процессов нейтрализации активных ядовитых примесей.

Задачей изобретения является использование тепловой энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания для улучшения процессов нейтрализации активных ядовитых примесей.

Поставленная задача решается тем, что в способе нейтрализации отработавших (выхлопных) газов, включающем рециркуляцию части выхлопных газов и разделение выхлопных газов на охлажденный и подогретый потоки в вихревой трубе, расположенной на выпускном коллекторе двигателя, при этом уменьшают образование окислов азота в двигателе путем рециркуляции части выхлопных газов и ускоряют реакцию окисления окиси углерода за счет повышения температуры газов в нейтрализаторе, причем охлажденный поток газов из вихревой трубы подают обратно на всас двигателя (в цилиндры двигателя вместе с атмосферным воздухом), а горячий поток подают в нейтрализатор.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа нейтрализации отработавших газов, где позициями обозначены: 1 - двигатель внутреннего сгорания; 2 - воздухозаборник двигателя; 3 - выпускной коллектор двигателя; 4 - вихревая труба; 5 - нейтрализатор продуктов неполного сгорания топлива; 6 - выхлопная труба; 7 - свежий воздух, поступающий в двигатель; 8 - газы, охлажденные в вихревой трубе; 9 - газы, подогретые в вихревой трубе; 10 - газы, поступающие из двигателя.

Способ осуществляют следующим образом.

Поток отработавших газов 10 из выпускного коллектора 3 двигателя 1 подают в вихревую трубу 4, где выполняют разделение газов на охлажденный 8 и подогретый 9 потоки, охлажденные газы подают в воздухозаборник двигателя 2, где происходит смешивание их с атмосферным воздухом 7, поступающим в двигатель, подогретые газы из вихревой трубы подают в нейтрализатор 5, в котором происходит окисление продуктов неполного сгорания топлива до конечных продуктов сгорания - углекислого газа и воды, затем нейтрализованные газы через выхлопную трубу 6 выбрасываются в атмосферу. При рециркуляции охлажденных отработавших газов выделение окислов азота значительно снижается. Увеличение температуры отработавших газов в нейтрализаторе, по сравнению с подачей выхлопных газов непосредственно от двигателя, повышает эффективность окисления продуктов неполного сгорания топлива. Таким образом, достигается высокая степень нейтрализации отработавших газов.

Такой способ целесообразно применять в подземных условиях рудников, где вопросы топливной экономичности двигателей по сравнению с необходимостью нейтрализации отработавших газов несущественны. Предложенный способ в 1-3 квартале 2003 г. будет проходить испытания в условиях рудников ОАО “Сильвинит”.

Формула изобретения

Способ нейтрализации отработавших газов, включающий рециркуляцию части выхлопных газов и разделение выхлопных газов на охлажденный и подогретый потоки в вихревой трубе, расположенной на выпускном коллекторе двигателя, при этом уменьшают образование окислов азота в двигателе путем рециркуляции части выхлопных газов и ускоряют реакцию окисления окиси углерода за счет повышения температуры газов в нейтрализаторе, отличающийся тем, что охлажденный поток газов из вихревой трубы подают обратно на всас двигателя, а горячий поток подают в нейтрализатор.

РИСУНКИ