Способ нейтрализации отработавших газов и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК F01N3/08 

12

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что ионизированный поток смеси отработавших газов с вторичным воздухом активируют электромагнитным полем до катализатора, в катализаторе и после катализатора.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что вторичный воздух во время активации электромагнитным полем нагревают,

4.Способ non.lj отличающийся тем, что перед активацией потока смеси отработавших газов с вторичным воздухом в катализаторе последний подогревают.

5.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что электромагнитное поле экранируют за зоной активации вторичного воздуха.

6.Способ поп.З, отличающийся тем, что вторичный воздух подогревают тепловой энергией, выделенной при экранировании электромагнитного поля.

7.Устройство нейтрализации отработавших газов, содержащее цилиндрический корпус с впускным и выпускным патрубками и размещенные в нем слой катализатора, заключенный между внутренней и наружной решетками, и коро- нирующий и некоронирующий электроды.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу нейтрализации отработавших газов и устройству для его осуществления.

Целью изобретения является повы- шение эффективности.

На чертеже схематично показано устройство для осуществления способа нейтрализации отработавших газов, продольный разрез.

Устройство состоит из корпуса 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками. Снаружи корпуса 1 установлен воздухоприемный кожух 4. Во впускном патрубке 2 размещен эжектор 5, коро- нирующий 6 и некоронирующий 7 электроды. В корпусе 1 между внутренней 8 и наружной 9 решетками размещен

отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности, устройство дополнительно снабжено спиральным электродом, размещенным в слое катализатора, по меньшей мере двумя цилиндрическими стенками, расположенными коаксиально с зазором между наружной решеткой и корпусом так, что один из торцов первой стенки прилегает к торцовой поверхности корпуса, другой торец стенки расположен по отношению к второй торцовой поверхности корпуса с зазором, а торцы другой стенки размещены противоположно торцам первой.

8.Устройство по п.7, о тл и ч а- ю щ е е с я тем, что корпус снабжен воздухоприемным кожухом, размещенным на его наружной поверхности.

9.Устройство по п.7, отличающее с я тем, что спиральный электрод размещен в оболочке из термостойкого диэлектрика.

10.Устройство по пп.7-9, отличающееся тем, что корпус с впускным и выпускным патрубками, внутренняя и наружная 1зешетки и цилиндрические стенки выполнены из термостойкого диэлектрика, а воздухо- приемный кожух - из металла.

катализатор 10 и спиральный электрод 11, помещенньй в оболочку из термостойкого диэлектрика. С внешней стороны наружной решетки 9 расположены цилиндры 12 и 13. К задним торцам внутренней 8 и наружной 9 решеток цилиндра 13 примыкает рассекатель 14. Все основные элементы конструкции устройства для осуществления способа, т.е. корпус 1, впускной 2 и выпускной 3 патрубки, внутренняя 8 и наружная 9 решетки, цилиндры 12 и 13, рассекатель 14 выполнены из термостойкого диэлектрика. Воздухоприемный кОжух 4 выполнен из металла.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

При движении потока отработавших газов по впускному патрубку 2 они с

помощью эжектора 5 засасывают вторичный воздух, который поступает через кольцевой зазор, образованный возду- хоприемным кожухом А и корпусом 1. Одновременно на коронирующий 6 и не- коронирующий 7 электроды подается - соответственно положительный и отрицательный высоковольтные потенциалы величиной 10-15 кВ и зажигается коронный разряд. Б его поле ионизируется смесь отработавших газов с вторичным воздухом, а также протекает ряд химических реакций нейтрализации, например окисление продуктов непол- . ного сгорания. На спиральный электрод 11 в начаде работы устройства подается, постоянный электрический ток напряжением 12 В, который разогревает катализатор 10 до рабочего состояния и затем отключается. В дальней- шем температура рабочего состояния катализатора 10 поддерживается за счет тепла отработавших газов и тепла от реакции окисления продуктов неполного сгорания.

После этого на спиральный электрод подается высокочастотный электрический ток высокого напряжения, например частотой 200-600 кГц, величиной 0,001-0,005 А и напряжением 15-45 кБ. С помощью спирального элек- трода 11 такой ток создает высокочастотное электро1магнитное поле большой напряженности.

После выхода из зоны коронного разряда ионизирующая смесь отработавших газов с вторичным воздухом попадает во внутреннюю решетку 8, где

на нее действует высокочастотное

.-

электромагнитное поле большой напряженности. В дальнейшем ионизированная смесь отработавших газов с вторичным воздухом проходит сквозь слой катализатора 10, размещенного между вяут- ренней 8 и наружной 9 решетками вокруг спирального электрода 11: При этом она продолжает испытьгеать воздействие высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности и к этому воздействию добавляется еще и воздействие катализатора 10, активированного этим же полем. Воздействие высокочастотного электро- магнитного поля большой напряженности на ионизированную смесь отработавших газов с вторичным воздухом продолжается и после ее прохождения сквозь слой катализатора 10.

0

152025

2244184

Наличие цилиндров 12 и 13 позволяет создать лабиринт, образованный кольцевыми зазорами между наружной решеткой 9 и цилиндром 12, между цилиндром 12 и цилиндром 13, между цилиндром 13 и корпусом 1. Максимапь- ,ное время пребывания смеси отработавших газов с вторичным воздухом в зоне действия высокочастотного электромагнитного поля большой нaпpяжeннocт : обусловлено прохождением ее через этот лабиринт.

Поток вторичного воздуха, необхо- димый-для нейтрализации отработавших

между корпусом 1 и воздухоприемным кожухом 4. Корпус 1 нагревается теплом отработавших газов. Металлический воздухоприемный кожух 4, выполняющий роль экрана, нагревается вихревыми токами от высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности. Вторичный воздух охлаждает корпус 1 и воздухоприемный кожух 4 и при этом нагревается сам. Одновременно поток вторичного воздуха испытывает воздействие высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности, в результате повьпиа- ется его химическая активность. Рассекатель 14 позволяет лучше распределить поток ионизированной смеси отработавших газов с вторичным воздухом по объему катализатора 10 и уменьшить аэродинамические потери потока при выходе его из устройства для осуществления способа.

Использование высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности связано с его интенсивным рассеиванием в окружающее пространство, что обуславливает низкий КПД устройства.

Устройство для осуществления способа позволяет максимально использовать высокочастотные электромагнитные воздействия большой напряженности, во-первых, для максимальной активации физико-химических процессов нейтрализации отработавших газов и, во-вторых, для предварительной активации вторичного воздуха. Электромагнитные воздействия, вьш1едшие за пределы кольцевого промежутка между корпусом 1 и воздухоприемным кожухом 4, экранируются металлическим воздухоприемным кожухом 4 и могут быть использованы в виде тепла для нагрева вторичного воздуха.

Первой ступенью активации является обработка и ионизация смеси отработавших газов с вторичным воздухом в поле коронного разряда. При этом, кроме ионизации компонентов газа, происходит активация физико-химических процессов нейтрализации отработавших газов. Второй ступенью активации является попадание ионизирован- ной смеси отработавших газов с вторичным воздухом в зону действия высокочастотного электромагнитного поля высокой напряженности. Заряженные частички, содержащиеся в газе, полу- чают дополнительную энергию и с их помощью дополнительно производится значительная активация нейтральных молекул отработавших газов и вторичного воздуха.

Таким образом, к явлениям активации, протекающим в коронирующем слое и во внешней части короны, добавляются явления активации, вызванные воздействием высокочастотного электрома нитного поля большой напряженности. При этом происходит не простое суммирование активирующих воздействий коронного разряда и высокочастотного электромагнитного поля большой напря жениости, а получается качественно новый результат активации физико-химических процессов нейтрализации отработавших газов.

Третьей ступенью активации являет ся воздействие высокочастотного электромагнитного поля высокой напряженности на катализатор и на смесь отработавших газов с вторинным воздухом, которые непосредственно контактируют с ним. Это приводит к новому качестРедактор М. Келемеш

Составитель О.Немцов

Техред Г.Гербер Корректор В.Синицкая

Заказ 1901/29 Тираж 500 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4.

венному уровню пЬвьш1ения активности физико-химических процессов нейтрализации в объеме и на поверхности катализатора по сравнению с предыдущей ступенью.

Четвертой ступенью активации является продолжающееся воздействие высокочастотным электромагнитным полем большой напряженности после прохождения смеси отработавших газов с вторичным воздухом сквозь слой катализатора. При этом в их объеме с помощью высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности поддерживаются активные физико-химические процессы по нейтрализации отработавших газов, вызванные действием предыдущих ступеней активахщи. В этой ступени активации путь смеси отработавших газов с вторичным воздухом выбран таким, чтобы обеспечить максимальное время ее пребывания в зоне действия высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности. Это достигается пропусканием смеси отработавших газов с вторичным воздухом через лабиринт.

Эффективность действия высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности резко повьшгается за счет присутствия в объеме смеси отработавших газов с вторичным воздухом ионизированных частиц. Это обусловлено тем, что энергия высокочастотного электромагнитного поля в объеме ионизированной смеси отработавших газов со вторичным воздухом воспринимается, главиьм образом, заряжёнными частицами.

1. Способ нейтрализации отработавших газов путем подачи вторичного воздзгха в отработавшие газы, подогрева катализатора во время запуска двигателя, подогрева вторичного воздуха перед смешиванием с отработавшими газами, ионизации смеси отработавших газов с вторнчньм воздухом в поле коронного разряда и активации смеси электромагнитным полемj отличающийся тем, что, с целью повьшгения эффективности, вторичный воздух перед смешиванием с отработавшими газами активируют электромагнитным полем, а после смешения в том же поле активирзтот поток смеси на двух ступенях активации, причем степень активации увеличивают по ходу движения пртока смеси, при этом на последней ступени активации изменяют .направление движения потока смеси по меньшей мере один раз. i С/) Ы () -ОгоО 10 00