МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК F01N3/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для очистки отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Известен многоступенчатый каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля, содержащий корпус с внешними и внутренними стенками, тепловой изоляцией между ними, коаксиально установленными пористыми металлокерамическими окислительными и восстановительным каталитическими блоками, полым сажевым фильтром, поперечной перегородкой (см. патент РФ 2115002, МПК 6 F 01 N 3/28).

Основным недостатком известного нейтрализатора отработавших газов дизеля является низкая эффективность очистки отработавших газов, так как в процессе эксплуатации соединения серы, образующиеся при сгорании топлива, выносятся с отработавшими газами, активно оседают на поверхностях каталитических блоков и дезактивируют катализаторы.

Известен многоступенчатый каталитический нейтрализатор отработавших газов для дизеля, содержащий корпус с пористыми проницаемыми металлокерамическими окислительно-восстановительными каталитическими блоками, установленными коаксиально им с образованием полостей пористыми проницаемыми металлокерамическими окислительным и восстановительным каталитическими блоками, сажевыми фильтрами из многослойной перекрестной намотки на сетчатых каркасах нитей композитного углеродистого материала, входным и выходным патрубком с фланцами, внутренней перегородкой. Сажевые фильтры осесимметрично размещены внутри пористых проницаемых металлокерамических окислительного и восстановительного каталитических боков с образованием кольцевых полостей (см. патент РФ 2163300, МПК 7 F 01 N 3/28).

Основными недостатками описанного многоступенчатого каталитического нейтрализатора отработавших газов для дизеля являются низкая эффективность очистки отработавших газов, так как в процессе эксплуатации дизеля соединения серы, образующиеся при сгорании топлива, выносятся с отработавшими газами, оседают на поверхностях пористых проницаемых металлокерамических каталитических блоков даже при наличии сажевых фильтров и уменьшают долговечность этих блоков, а также низкое качество очистки отработавших газов, так как подача вспомогательного газа не решает проблемы дезактивации катализаторов соединениями серы в процессе эксплуатации дизеля.

Последняя конструкция каталитического нейтрализатора является наиболее близкой по технической сущности и принята за прототип.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки отработавших газов дизеля путем увеличения периода между регенерацией пористых проницаемых металлокерамических каталитических блоков и повышение качества очистки отработавших газов дизеля путем предотвращения дезактивации их соединениями серы.

Технический результат достигается тем, что многоступенчатый комбинированный каталитический нейтрализатор отработавших газов для дизеля, содержащий корпус с пористыми проницаемыми металлокерамическими окислительно-восстановительными каталитическими блоками, установленными коаксиально им с образованием полостей, пористыми проницаемыми металлокерамическими окислительным и восстановительным каталитическими блоками, осесимметрично размещенными внутри последних с образованием полостей сажевыми фильтрами, входным и выходным патрубками с фланцами, перегородкой, снабжен встроенными последовательно в входной патрубок перед корпусом кассетным сменным боком из пористой проницаемой металлокерамики, установленным в корпусе-держателе со сквозным отверстием, и индикатором содержания серы. Внутренняя полость кассетного сменного блока заполнена гранулированным реагентом, связующим соединения серы.

Предлагаемое выполнение каталитического нейтрализатора отработавших газов для дизеля относит его к классу многоступенчатых, так как в нейтрализаторе существует несколько ступеней очистки, сажевые фильтры, пористые проницаемые металлокерамические каталитические блоки и сменные блоки для очистки отработавших газов от соединений серы.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг.1, где изображен продольный по оси разрез многоступенчатого комбинированного каталитического нейтрализатора отработавших газов для дизеля; на фиг. 2 - корпус-держатель кассетного сменного блока; на фиг.3 - кассетный сменный блок.

Стрелками на фиг.1 обозначено направление движения отработавших газов.

Предлагаемый многоступенчатый комбинированный каталитический нейтрализатор для дизеля содержит корпус 1 с фланцами 2, с входным 3 и выходным 4 патрубками, оснащенными фланцами 5 и 6, торцевыми крышками 7 с установочными буртами 8. Полость реактора образована торцевыми крышками 7 и внутренними поверхностями полых пористых проницаемых металлокерамических окислительно-восстановительных каталитических блоков 9 и 10, установленных с зазором и образованием кольцевых полостей 11 и 12 между их наружными поверхностями и внутренней поверхностью корпуса 1. Окислительно-восстановительные каталитические блоки 9 и 10 размешены на установочных буртах 8 крышек 7 и буртах 13 внутренней перегородки 14. Коаксиально окислительно-восстановительным блокам 9 и 10 на буртах 8 крышек 7 и буртах 13 внутренней перегородки 14 закреплены пористые проницаемые металлокерамические блоки: восстановительный 15 и окислительный 16. Между коаксиально установленными каталитическими блоками 9, 16 и 10, 15 образованы кольцевые окислительно-восстановительные полости 17 и 18. Между осесимметрично размещенными внутри блоков 15, 16 металлокерамическими сажевыми фильтрами 19, 20 и этими блоками образованы кольцевые полости 21 и 22. В перегородке 14 между сообщающимися полостями 17 и 18 выполнены отверстия 23.

Перед корпусом 1, а именно перед входом в приемную полость 24 реактора, во входной 3 патрубок последовательно встроены кассетный сменный блок 25 со стенками из пористой проницаемой металлокерамики и индикатор 26 содержания серы. Внутренняя полость кассетного сменного блока 25 заполнена гранулированным реагентом 27, связующим соединения серы. Кассетный сменный блок 25 установлен в корпусе-держателе 28 со сквозным отверстием 29 и удерживается сменной крышкой 30.

В качестве реагента 27 могут быть использованы, например, гранулы КОН, или NaOH, или Nа₂СО₃.

Предлагаемый многоступенчатый комбинированный каталитический нейтрализатор отработавших газов для дизеля работает следующим образом. Отработавшие газы дизеля через входной патрубок 3 проходят через пористые металлокерамические проницаемые стенки кассетного блока 25, гранулированный реагент 28, очищаются от SO₂ и поступают в приемную полость 24 реактора. Такая очистка предотвращает поступление и осаждение соединений серы на поверхностях сажевых фильтров 19, 20 и всех каталитических блоков, что исключает дезактивацию последних. При индикации наличия соединений серы, определяемого индикатором 26, кассетный блок 25 заменяется без разбора нейтрализатора.

Очищенные газы поступают в полость, образованную внутри сажевого фильтра 20, и отводятся по выходному 4 патрубку.

Таким образом, в предлагаемом многоступенчатом комбинированном каталитическом нейтрализаторе отработавших газов повышаются эффективность очистки вследствие повышения долговечности пористых проницаемых металлокерамических каталитических блоков и качество очистки отработавших газов за счет устранения дезактивации этих блоков соединениями серы.

Изобретение может быть использовано при очистке отработавших газов дизельных ДВС. В корпусе нейтрализатора установлены пористые проницаемые металлокерамические окислительно-восстановительные каталитические блоки, пористые проницаемые металлокерамические окислительный и восстановительный каталитические блоки, сажевые фильтры, входной и выходной патрубки с фланцами, поперечная перегородка. Пористые проницаемые металлокерамические окислительный и восстановительный каталитические блоки размещены коаксиально пористым проницаемым металлокерамическим окислительно-восстановительным каталитическим блокам с образованием кольцевых полостей. Внутри пористых проницаемых металлокерамических окислительного и восстановительного каталитических блоков осесимметрично им с образованием кольцевых полостей расположены сажевые фильтры. Во входной патрубок последовательно встроены перед корпусом кассетный сменный блок из пористой проницаемой металлокерамики, установленный в корпусе-держателе со сквозным отверстием, и индикатор содержания серы. Внутренняя полость кассетного сменного блока заполнена гранулированным реагентом, связующим соединения серы. Технический результат: повышение эффективности и качества очистки отработавших газов путем предотвращения дезактивации их соединениями серы. 3 ил.

Многоступенчатый комбинированный каталитический нейтрализатор отработавших газов для дизеля, содержащий корпус с пористыми проницаемыми металлокерамическими окислительно-восстановительными каталитическими блоками, установленными коаксиально им с образованием полостей пористыми проницаемыми металлокерамическими окислительным и восстановительным каталитическими блоками, осесимметрично размещенными внутри последних с образованием полостей сажевыми фильтрами, входным и выходным патрубками с фланцами, перегородкой, отличающийся тем, что он снабжен встроенными последовательно во входной патрубок перед корпусом кассетным сменным блоком из пористой проницаемой металлокерамики, установленным в корпусе-держателе со сквозным отверстием, и индикатором содержания серы, причем внутренняя полость кассетного сменного блока заполнена гранулированным реагентом, связующим соединения серы.