Устройство обработки выхлопных газов без их выпуска

Авторы патента:

ЖАНГ Югуанг (CN)

F01N3/05 - с помощью воздуха, например путем смешивания выхлопных газов с воздухом (глушители, работающие при добавлении воздуха в выхлопные газы F01N 1/14; приспособления для подачи дополнительного воздуха, необходимого для термального или каталитического превращения токсичных компонентов выхлопа F01N 3/30)

B01D53/92 - выхлопных газов (выхлопные устройства, имеющие средства для очистки и другой обработки выхлопных газов F01N 3/00)

Владельцы патента RU 2370307:

ЖАНГ Югуанг (CN)
ЖАНГ Жонквианг (CN)

Настоящее изобретение относится к устройствам для устранения загрязнения окружающей среды. Устройство содержит камеру 1 с отверстием, служащим только для входа газа, и участок обмена 2, содержащий не менее двух ступеней. Каждая ступень содержит по крайней мере одно сопло 21 и диффузор 22, газообменную камеру 23, соединяющую их друг с другом. В газообменной камере 23 первой ступени выполнено сквозное отверстие 24 для сообщения с атмосферой. Между двумя последовательными ступенями участка обмена 2 расположена камера смешения газа 3. Обратная труба 4 соединяет каждую ступень со входом первой ступени участка обмена 2. Данная конструкция позволяет осуществить полное обезвреживание выхлопных газов без их выпуска. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройствам для устранения загрязнения окружающей среды выхлопными газами, в частности к устройству без выпуска выхлопных газов в результате их обработки.

Предшествующий уровень техники

Известно множество способов предотвращения загрязнения выхлопными газами, например обработка отработанных газов в двигателях транспортных средств и т.п. Некоторые технологии базируются на сочетании работы с использованием как топлива, так и аккумуляторных батарей, с целью уменьшения выпуска выхлопных газов, однако технология утилизации использованных батарей недостаточно отработана, что может привести к вторичному загрязнению окружающей среды. Некоторые технологии основаны на электронном впрыске в сочетании с трехэлементными каталитическими очистителями, при этом правительство Китая усиленно способствует расширению применения такой технологии для устранения загрязнения окружающей среды выхлопными газами транспортных средств. Трехэлементный каталитический очиститель представляет собой внешнее устройство очистки, содержащее три металлических элемента, в частности из платины, родия и палладия, с ячеистой структурой абсорбции. Когда при высокоскоростном режиме работы двигателя транспортного средства его температура достигает 700~800°С, то происходит химическая реакция с участием этих трех элементов, и они высокоэффективно абсорбируют и очищают выхлопные газы автомобиля, понижая содержание СО, НС и NO_x, делая их содержание в соответствии с национальными стандартами, касающимися выхлопных газов. Поскольку трехэлементный каталитический очиститель является только внешним устройством очистки, то его нормальная эксплуатация зависит от соотношения воздушно-топливной смеси и условий впрыска топлива в двигателе. В случае, если элементы системы электронного впрыска типа датчика кислорода, контрольного переключателя и/или воздушного клапана выходят из строя, трехэлементный каталитический очиститель вскоре перестает работать и выполнять свои функции. Далее, ячеистая структура каталитического очистителя легко перенасыщается и закупоривается, в результате чего она теряет очищающую способность. При этом необходимо заменять старый очиститель на новый, что увеличивает расходы пользователя (нормальный срок службы очистителя составляет до 90 дней). Трехэлементный каталитический очиститель играет свою роль в снижении загрязнений, но он не способен полностью устранять загрязнение выхлопными газами.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечения такого вида устройства обработки выхлопных газов без их выпуска, которое позволяет осуществить полное обезвреживание выхлопных газов.

Для достижения вышеуказанной цели в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство обработки выхлопных газов без их выпуска, которое является камерой с отверстием, служащим только в качестве входа. Участок обмена за входом содержит не менее двух ступеней, каждая из этих ступеней включает по крайней мере одно сопло и соответствующий ему диффузор, а также газообменную камеру, выполненную между соплом и диффузором и соединяющую их друг с другом, сквозное отверстие, выполненное в камере обмена первой ступени участка обмена и сообщающееся с атмосферой, камеру смешения газа, выполненную между соединяемыми частями двух последовательных ступеней участка обмена. Имеется обратная труба для соединения каждой ступени со входом первой ступени участка обмена.

Также новым в настоящем изобретении является то, что для исключения выпуска имеется труба разрежения, соединяющая между собой газообменные камеры участка обмена от третьей ступени до последней ступени при их наличии или соединяющую между собой газообменную камеру и камеру смешения газа.

Дополнительно, новым в настоящем изобретении является то, что для исключения выпуска имеется патрубок для сообщения с атмосферой, выполненный на камере смешения газа последней ступени участка обмена.

Дополнительно, новым в настоящем изобретении является то, что для исключения выпуска сопла участка обмена могут быть выполнены в виде сопел с ламинарным потоком.

В такой конструкции, в устройство через его вход под давлением подаются выхлопные газы, которые поступают в секцию обмена и подаются на форсунки. Высокоскоростные струи газов вызывают усиленный эффект уноса и создают разрежение в газообменной камере, за счет чего воздух, содержащий кислород, всасывается в эту камеру из атмосферы через сквозное отверстие. Горючие газы в этой смеси газов высокого давления дожигаются в следующей газообменной камере и горючие и токсичные вещества распадаются за счет сжигания. Оставшиеся выхлопные газы поступают в следующую ступень участка обмена. На входе в следующую ступень участка обмена поток этих выхлопных газов закручивается с высокой скоростью благодаря разрежению в газообменной камере, созданному за счет обратной связи трубой разрежения, при этом отрицательная энергия от пониженного давления и положительная энергия потока выхлопных газов балансируются приводя к мощной циркуляции поток. Это вызывает мощные столкновения потоков и передачу импульса, т.е. возникновение газовой «черной дыры». Разрежение возрастает, за счет чего обрабатывается большее количество выхлопных газов, а оставшиеся несгоревшие газы возвращаются через обратную трубу ко входу устройства для повторной обработки. За счет этого способа происходит полное дожигание выхлопных газов без их выпуска.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - чертеж конструкции по одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - чертеж конструкции по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - чертеж конструкции сопла по настоящему изобретению.

Фиг.4 - чертеж конструкции сопла с ламинарным потоком по настоящему изобретению.

Фиг.5 - поперечный разрез А-А устройства, приведенного на фиг.1.

Фиг.6 - поперечный разрез Б-Б устройства, приведенного на фиг.1.

Пример осуществления изобретения

Как показано на фиг.1, 3, 4, 5, устройство обработки выхлопных газов без их выпуска представляет собой резервуар с отверстием только в виде впускного отверстия. Участок обмена 2 из тринадцати последовательных ступеней выполнен внутри резервуара за входным отверстием 1. Первая ступень участка обмена 2 снабжена пятьюдесятью соплами 21 и соответствующими диффузорами 22, а газообменная камера 23 выполнена между соплом 21 и диффузором 22, соединяя их каналы между собой. Сквозное отверстии 24, соединяющееся с атмосферой, выполнено в газообменной камере 23 первой ступени участка обмена 2. В каждой из второй и третьей ступеней участка обмена 2 выполнено по пятьдесят сопел 21 и диффузоров 22. В четвертой ступени участка обмена 2 выполнено по сто сопел 21 и диффузоров 22. В каждой из пятой, шестой, седьмой, восьмой и девятой ступеней участка обмена 2 выполнено по двести сопел 21 и диффузоров 22. В каждой из десятой, одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой ступеней участка обмена 2 выполнено по двести сопел 21 и диффузоров 22. Камера смешения газа 3 выполнена между двумя последовательными ступенями участка обмена 2, соединяя эти ступени. У камеры смешения газа 3 каждой из второй, восьмой и тринадцатой ступеней участка обмена 2 имеется обратная труба 4, которая соединяет их со входом первой ступени участка обмена 2. Между газообменными камерами 23 от третьей ступени до последней ступени участка обмена 2 или между их газообменными камерами 23 и камерами смешения газа 3 выполнена соединяющая их труба разрежения 5. Камера смешения газа 3 последней ступени участка обмена 2 снабжена патрубком 6 для сообщения с атмосферой. Сопла 21 участка обмена 2 могут быть заменены на сопла с ламинарным потоком. Как показано на фиг.2, у камеры смешения газа 3 каждой из шестой, одиннадцатой и тринадцатой ступеней участка обмена 2 имеется обратная труба 4, которая соединяет их со входом первой ступени участка обмена 2. Труба разрежения 5 соединяет между собой каждую из газообменных камер 23 и соответствующих им камер смешения газа 3 от третьей ступени до восьмой ступени участка обмена 2. Газообменная камера 23 девятой ступени и камера смешения газа 3 десятой ступени участка обмена 2 также соединены трубой разрежения 5. Трубой разрежения 5 также соединены газообменная камера 23 второй ступени и камера смешения газа 3 одиннадцатой ступени участка обмена 2.

В рамках правовой охраны формулы изобретения возможно выполнение варианта параллельного соединения нескольких модулей первой ступени участка обмена 2 и N-ступенчатого участка обмена, где могут объединяться камеры смешения газа 3 и/или возможно использовать обводной канал камер смешения газа 3. Существует множество вариантов, с помощью которых можно достичь цель обезвреживания выхлопных газов без какого-либо выхлопа.

Уже был изготовлен опытный образец по настоящему изобретению, при этом в ходе испытаний этого образца не было обнаружено выпуска токсичных выхлопных газов.

1. Устройство обработки выхлопных газов без их выпуска, содержащее камеру с отверстием, служащим только в качестве входа, характеризующееся тем, что включает участок обмена (2) за входом (1) для выхлопных газов, содержащий не менее двух ступеней, каждая из которых содержит по крайней мере одно сопло (21) и соответствующий ему диффузор (22), газообменную камеру (23), выполненную между соплом (21) и диффузором (22) и соединяющую их друг с другом, также включающее сквозное отверстие (24) для сообщения с атмосферой, выполненное в камере обмена (23) первой ступени участка обмена (2), камеру смешения газа (3), выполненную между двумя последовательными ступенями участка обмена (2), и обратную трубу (4) для соединения каждой ступени со входом первой ступени участка обмена (2).

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что дополнительно включает трубу разрежения (5), соединяющую между собой газообменные камеры (23) участка обмена (2) от третьей ступени до последней ступени при их наличии, или соединяющую между собой газообменную камеру (23) и камеру смешения газа (3).

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что дополнительно включает патрубок (6) для сообщения с атмосферой, выполненный на камере смешения газа (3) последней ступени участка обмена (2).

4. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что сопла (21) участка обмена (2) выполнены в виде сопел с ламинарным потоком.

Устройство для снижения токсичности выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания // 2263794

Изобретение относится к экологическим вопросам промышленности и автотранспорта и предназначено для снижения токсичности выхлопных газов наземного и подземного, используемого в горных выработках, автотранспорта.

Устройство обработки выхлопных газов с незначительным выпуском // 2363522

Способ и устройство для снижения продуктов сгорания в выхлопных газах // 2362612

Способ очистки уходящих газов газотурбинной установки и устройство для его осуществления // 2342185

Изобретение относится к технике очистки продуктов горения от вредных экологических загрязнителей: оксидов азота (NO x) и монооксида углерода (СО) путем сухого селективного взаимодействия, при этом NOX должны восстанавливаться до азота, а СО окисляться до углекислоты СО2 .

Способ и устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания // 2270051

Изобретение относится к способу очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, в частности дизельных двигателей, и к устройству для реализации способа. .

Устройство и способ для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания // 2227832

Изобретение относится к области очистки выхлопных газов транспортных средств. .

Катализатор хромово-никелевый для комплексной очистки газовых выбросов от оксидов азота и монооксида углерода // 2191624

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от токсичных газовых выбросов, а именно к катализаторам для комплексной очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от оксидов азота и монооксида углерода.

Матрица нейтрализатора выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и способ ее изготовления // 2179881

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к устройствам для нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. .

Сорбционный катализатор для комбинированной сорбционно- окислительной очистки выхлопных газов дизельных двигателей // 2144420

Изобретение относится к сорбционному катализатору для комбинированной, сорбционной и окислительной очистки выхлопных газов дизельных двигателей. .

Реактор термического окисления газовых выбросов // 2129908

Изобретение относится к оборудованию для термической очистки газовых выбросов и может быть использовано в промышленной экологии. .

Способ очистки отработавших газов // 639586

Устройство для обработки отходящих газов и способ его изготовления // 2388522

Изобретение относится к устройству для обработки отходящих газов

Устройство для уменьшения выбросов дибензодиоксина и дибензофурана с катализаторами, содержащими переходные металлы // 2411985

Изобретение относится к области очистки газов

Способ и устройство для обработки отработавших газов, образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания // 2457893

Фильтр-пылегазоуловитель частиц и аэрозолей // 2472569

Изобретение относится к фильтрам в устройствах очистки воздуха, предназначенным для использования в различных отраслях промышленности, авиации, для защиты от отравляющих веществ, для кондиционирования воздушной среды жилых и промышленных зданий, замкнутых объектов, например для кухонного воздухоочистителя в жилых помещениях или очистки выхлопа двигателей

Фильтр для улавливания твердых частиц с гидролизующим покрытием // 2506987

Группа изобретений относится к фильтру для улавливания твердых частиц с гидролизующим покрытием, который может быть использован, главным образом, в системах выпуска отработавших газов, образующихся при работе нестационарных двигателей внутреннего сгорания, например на автомобилях. Фильтр для улавливания твердых частиц имеет образованные пористыми стенками каналы, проходящие между его первым торцом и вторым торцом. На первом торце предусмотрены первые закупоривающие средства для перекрытия каналов, образующие своими передними поверхностями часть первого торца фильтра. Первый торец имеет гидролизующее покрытие вне каналов, причем гидролизирующим покрытием снабжены все образующие первый торец компоненты. Устройство для реализации метода селективного каталитического восстановления имеет, по меньшей мере, один выпускной трубопровод, по которому в направлении своего потока могут проходить отработавшие газы, сопло для подачи содержащего или образующего аммиак восстановителя и фильтр для улавливания твердых частиц. Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания содержит систему выпуска отработавших газов, которая имеет, по меньшей мере, один фильтр для улавливания твердых частиц или, по меньшей мере, одно устройство для реализации метода селективного каталитического восстановления. Техническим результатом является обеспечение полноты реакции селективного каталитического восстановления, соответственно, полноты гидролиза восстановителя. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Композиция на основе оксидов циркония, церия и по меньшей мере одного другого редкоземельного металла со специфической пористостью, способ получения и применение в катализе // 2529866

Изобретение относится к каталитической композиции, а также способам (вариантам) получения каталитической композиции для обработки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания на основе оксида циркония, оксида церия и оксида иттрия или на основе оксида циркония, оксида церия и по меньшей мере двух оксидов редкоземельных металлов, не являющихся церием, с массовым содержанием оксида циркония по меньшей мере 20% и оксида церия не более 70%. При этом после обжига при температуре 900°С в течение 4 часов композиция содержит две популяции пор, соответствующие диаметры первой из которых составляют величину от 20 до 40 нм, а второй - от 80 нм до 200 нм. Технический результат заключается в получении каталитической композиции с определенной оптимальной пористостью. 6 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил., 15 пр.

Каталитическая система для восстановления оксидов азота из выхлопных газов, применение указанной каталитической системы для обработки выхлопных газов и способ восстановления оксидов азота до азота // 2540965

Изобретение относится к каталитической системе для восстановления оксидов азота из выхлопных газов, содержащей, по меньшей мере, два слоя катализатора, в которой первый слой катализатора представляет собой железо-бета-цеолит, а второй слой катализатора, лежащий ниже по ходу потока, представляет собой серебро, нанесенное на оксид алюминия, а также к применению указанной каталитической системы для обработки выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания, работающих на обедненных смесях, газовых турбин и испарителей. Кроме того, изобретение относится к способу восстановления оксидов азота до азота в выхлопном газе, включающему пропускание выхлопного газа в присутствии восстанавливающего агента через каталитическую систему, содержащую, по меньшей мере, два слоя катализатора, в которой первый слой катализатора представляет собой железо-бета-цеолит, а второй слой катализатора, лежащий ниже по ходу потока, представляет собой серебро, нанесенное на оксид алюминия. Технический результат заключается в увеличении технологических возможностей удаления NOx из выхлопных газов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 пр.

Устройство управления выхлопными газами для двигателя внутреннего сгорания // 2592945

Изобретение относится к устройству управления выхлопными газами для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает выхлопной канал. Выхлопной канал включает трехкомпонентный катализатор и катализатор адсорбции окислов азота NOx. Катализатор адсорбции окислов азота NOx сконфигурирован, чтобы адсорбировать окислы азота NOx в выхлопном газе, когда воздушно-топливное соотношение выхлопного газа, поступившего в катализатор адсорбции окислов азота NOx, находится в обедненном диапазоне. Катализатор адсорбции окислов азота NOx сконфигурирован, чтобы высвобождать адсорбированные окислы азота NOx, когда воздушно-топливное соотношение выхлопного газа, поступившего в катализатор адсорбции окислов азота NOx, переводят в обогащенный диапазон. Устройство управления выхлопными газами содержит: электронный блок управления, сконфигурированный, чтобы контролировать сгорание в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания при первом базовом воздушно-топливном соотношении, когда двигатель внутреннего сгорания работает в заданной рабочей области низкой нагрузки двигателя, при этом первое базовое воздушно-топливное соотношение является обедненным воздушно-топливным соотношением; указанный электронный блок управления, сконфигурированный, чтобы переводить сгорание в камере сгорания в обогащенный диапазон воздушно-топливного соотношения с первым заданным интервалом, когда двигатель внутреннего сгорания работает в заданной рабочей области низкой нагрузки двигателя, и катализатор адсорбции окислов азота NOx высвобождает адсорбированные окислы азота NOx; указанный электронный блок управления, сконфигурированный, чтобы приводить сгорание в камере сгорания к теоретическому воздушно-топливному соотношению, используя обратную связь, когда двигатель внутреннего сгорания работает в заданной рабочей области высокой нагрузки двигателя; указанный электронный блок управления, сконфигурированный, чтобы контролировать сгорание в камере сгорания при втором базовом воздушно-топливном соотношении, когда двигатель внутреннего сгорания работает в заданной рабочей области средней нагрузки двигателя, при этом второе базовое воздушно-топливное соотношение является более низким, чем первое базовое воздушно-топливное соотношение, при этом заданная рабочая область средней нагрузки двигателя установлена между заданной рабочей областью низкой нагрузки двигателя и заданной рабочей областью высокой нагрузки двигателя; и указанный электронный блок управления, сконфигурированный, чтобы переводить сгорание в камере сгорания в обогащенный диапазон воздушно-топливного соотношения со вторым заданным интервалом, когда двигатель внутреннего сгорания работает в заданной рабочей области средней нагрузки двигателя, и катализатор адсорбции окислов азота NOx высвобождает адсорбированные окислы азота NOx, при этом второй заданный интервал является более коротким, чем первый заданный интервал. Техническим результатом изобретения является обеспечение более высокой степени очистки от окислов азота NOx и сокращение количества потребляемого топлива. 11 з.п. ф-лы, 23 ил.

Система регенерации, объединенная с устройством очистки и воспламенения // 2476694

Изобретение относится к системе регенерации, объединенной с устройством, предназначенным для очистки топливного инжектора и воспламенения топлива в процессе впрыска