Способ очистки отработавших газовдвигателя внутреннего сгоранияи устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаепиих

Социайистичесни»

РЕСПУбЛИК

< >821715 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130679 (21) 2779550/25-06 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 150481 Бюллетень М 14 (51)М. Кл.

01 М 3/08

Государственный комитет

СССР ао давам изобретений и открытий

И) ЧЖ 621. 43...068.4 54-44 (088.8) Дата опубликования описания 18.04,81 (72) Авторы изобретения

В.В. Лупин, В.В. Дьяков и В.A. Савранский

Свердловский горный институт им. В.В. Вахрушева

Р Ф) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ OTPAHOTABDIHX ГАЗОВ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам и устройствам очистки отработавших газов .двигателя внутреннего сгорания.

Известны способы очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания путем восстановления в реак-. торе окиси азота окисью углерода на катализаторе иэ сплава металлов переходной группы четвертого периода, по следующей реакции N0 + СО - и + CQZ..

Катализатор выполнен из сплавов .Ni — Сr, М! — Cu. Процесс очистки протекает в три ступени: частичное окисление продуктов неполного сгорания i5 в присутствии катализатора первой ступени, восстановление окиси азота во второй и полное окисление окиси углерода и углеводородов с помощью дополнительно подаваемого воздуха в 20 третьей ступени Г11.

Недостатком этого способа является то, что за счет окисления окиси углерода (СО) и углеводородов s первой ступени уменьшается содержание восстановителя СО, который необходим для реакции восстановления окиси азота во второй ступени, что приво.дит к значительному снижению эффективности подавления окиси азота. Кроме 30 того, реакция восстановления окиси азота окисью углерода является эндотермической и, следовательно, более эффективна при высокой температуре, которая в известном способе достигается за счет экзотермической реакции окисления, в первой ступени. В результате этого происходит pasoгрев всей смеси отработавших газов, а, следовательно, и увеличение активности кислорода, при этом последний может вступать в реакцию с молекулярным азотом, что приведет к дополнительному образованию окислов азота.

Известно также устройство для осуществления описанного способа, содержащее реактор с входным и выходиым патрубками и размещенным внутри реактора катализатором из сплава металлов переходной группы четвертого периода )1).

Недостатком этих катализаторов является низкая механическая термическая и вибрационная стойкость материала — носителя катализатора. Кроме того, при низких температурах отработавших газов, т.е. при холодном ,двигателе или нри его малых оборотах, „ происходит осмоление катализатора, ,например аэрозолями масел и сажей, 821715 что резко снижает эффективность газоочистки. При высоких температурах ,газов происходит также снижение эффективности нейтрализации эа счет уменьшения каталитической активности .

Цель изобретения — повышение эффективности очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания от окислов азота.

Цель достигается тем, что через катализатор пропускают электрический ток для нагревания его до необходимой температуры, а на поток отработавших газов в реакторе дополнительно воздействуют неоднородным электромагнитным полем.

Катализатор выполнен в виде электронагревательных элементов и в реакторе установлены электроды для получения неоднородного электромагнитного поля, В качестве катализатора из сплава металлов переходнои группы четвертого периода использованы сплавы

Ni-Сг, Ni-Cu.

Это обеспечивает эффективное протекание реакции восстановления окиси азота окисью углерода на поверхности катализатора разогретого электрическим током до температуры более 800 С, без значительного повышения температуры всей газовой смеси. Кроме того, создаваемое неоднородное электромагнитное поле повышает скорость протекания реакции восстановления. При этом обеспечивается степень очистки отработавших газов от окислов азота на 90-97% и окиси углерода на 50-60о.

Кроме того, снижается дымность выхлопа за счет выгорания сажи.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, общий вид.

Устройство содержит реактор 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками.

Внутри корпуса размещен катализатор

4, выполненный в виде электронагревательных элементов; навитых на термои механостойкие диэлектрические трубки, расположенные в шахматном порядке. Кроме того, внутри реактора 1 размещены электроды 5, одним из которых может быть электронагревательная спираль. Устройство снабжено рассеивающей сеткой 6.

Устройство работает следующим образом.

Отработавшие газы через входной патрубок 2 и рассеивающую сетку 6 поступают в реактор 1. Одновременно или непосредственно перед пуском двигателя .на катализатор 4 подают напряжение от источников электроэнергии и нагревают до температуры порядка 800-1000 С и на поток отработавших газов в реакторе дополнительно воздействуют неоднородным электромагнитным полем, создаваемым при помощи электродов 5. Отработавшие газы обтекают катализатор. При этом на нагретой поверхности происходит восстановление окиси азота NO окисью углерода СО, находящихся в газовой смеси по следующей реакции: NO+CO N +CO .

Предлагаемый способ и устройство для очистки отработавших газов дВига15 теля внутреннего сгорания повышают эффективность подавления токсичных компонентов, в частности окиси азота и окиси углерода соответственно до

90-97% и 50-60%. Кроме того, в про2Q цессе очистки отработавших газов снижается содержание сажи и аэрозолей.

Формула изобретения

ЗО

1. Способ очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания путем восстановления в реа кторе окиси азота окисью углерода на катализаторе из сплава металлов переходной группы четвертого периода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, через катализатор пропускают электрический ток для нагревания его до необходимой температуры, и на поток отработавших газов в реакторе дополнительно воздействуют неоднородным электромагнитным полем.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее реактор с входным и выходным патрубками и размещенным внутри реактора катализатором из сплава металлов переходной группы четвертого периода, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что катализатор выполнен в виде электронагревательных элементов и в реакторе установлены электроды для получения неоднородного электромагнитного поля.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве катализатора из сплава металлов переходной группы четвертого периода использованы сплавы Ni-Cr Ni-Cu.

I

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

9 1493398, кл. В 1 J, опублик. 1977.

821715

Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1752/52

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Игнатович

Редактор M. Погориляк Техред Н.Келуюак Корректор М. Нигула