Способ удаления сажи из выхлопных газов дизельных двигателей Советский патент 1986 года по МПК B01D53/94 B01D53/86 

Изобретение относится к способам удапения сажи и капелек конденсата, образующихся при сгорании дизельно- го топлива, и может найти применение при эксплуатации дизельных дви- гателей.

Цель изобретения снижение температуры воспламенения сажи.

На фиг. 1 представлены кривые температуры дожигания и падения дав- ления в течение срока эксплуатации для фильтра, активированного согласно предлагаемому способу для одного цикла, на фиг. 2 - кривые температур воспламенения дизельной сажи и падения давления после дожигания сажи для активированного предлагаемым способом фильтра и для активированного фильтра.

Пример 1. Изготовление моно ванадата серебра.

В химическом стакане при нагревании в 1,5 л растворяют 234 г (1 моль) и подливают при перемешивании 178,5 г (1,05 моль) AgNOj в 250 мл . Монованадат серебра , имеющий интенсивно оранжевую окраску, сразу выпадает в осадок. Осадок отфильтровывают и дваткды отмывают 1 л НО, затем осадок суш:ат в сушильном шкафу при 80 С.

В качестве катализатора применимы все ванадаты серебра.

П р им е р 2. Нанесение на филь

Ванадат серебра может быть осаж- ден на носителе, устойчивом к нагреванию, или смешан с этим носителем. В качестве материала носителя могут применяться в частности , окислы алюминия , кремния , тита на , циркония и редкоземельных металлов. 1

Ванадат серебра или его комбинацию с носителем можно наносить на фильтрующий элемент, слуткащий струтурным усилителем. В качестве структурного усилителя могут быть использованы известные фильтрующие системы для выхлопных газов, в которых каналы, подводящие и отводящие выхлопные газы, расположены таким образом, что при максимально возможно фильтрующей способности обеспечивается минимум потери давления, ф :иль- трующий элемент располагают,в поперечном сечении кожуха, снабженного каналом, по которому отвоДят выхлопные газы. В качестве структурного усилителя может быть применена набивка из устойчивого к нагреванию метал1 ического или минерального волокна или иной фильтрующий элемент. Особенно благоприятным оказывается применение монолитного керамического элемента, пронизанного многочисленными, проводящими поток, каналами, имеющими на противоположных концах заглушки, таким образом, что канал, имеющий на одном торце заглушку открыт с противоположного торца. Такой фильтрующий элемент имеет форму обычного монолитного структурного усилителя для катализатора и может быть выполнен из oi-глинозема или кордиерита. Каналы, по которым движется поток, имеют макропористые стенки, которые служат в качестве фильтрующих поверхностей. Для обеспечения этого канал открыт с одного торца и закрыт с противоположного торца заглушкой, выполненной в виде керамической пробки, которая или спечена с материалом монолита, или приклеена огнеупорным клеем. Эти пробки установлены таким образом, что закрытому торцу канала противолежит открытый торец. Поэтому выхлопные газы вынуждены просачиваться через выполненные макропористыми стенками каналов, и дизельная сажа задерживается .

75 г ванадата серебра, полученного по примеру 1, распределяют в 250 мл , в течение 15 ч размалывают в шаровой мельнице и затем полу ченную суспензию разбавляют 800 мл HgO. Монолитный фильтрующий элемент из кордиерита, имеющий диаметр 1,85 см, длину 15,5 см и 15,5 ячеек на квадратный сантиметр, обрабатывают разбавленной суспензией, благодаря чему ванадат серебра осаждается на фильтрующем: элементе. После этого излишек суспензии удаляют и фильт с нанесенным на нем катализатором сушат в течение 3 ч при 300 С. Поглощение ванадата серебра составляет при этом около 35 г. По сравнению СсФильтром, не имеющим покрытия, фильтр, покрытый катализатором5имеет чуть более высокое давление подпора. Изменение давления подпора при постоянных условиях показано в таблице .

Пример 3. Технические испытания.

Активный фильтр, изготовленный по примеру 2, устанавливают в потоке выхлопных газов дизельного мотора и проводят проверку его способности к фильтрованию и снижению температур воспламенения дизельной сажи.

Параметры испытаний следующие: 4-цилиндровый дизельный мотор с непосредственным вспрыском (рабочий объем цилиндра 1,6 л, мощность 40 кВт); на фазе фильтрования сажи нагрузка 72 Н (около 400 С перед фильтром); количество оборотов 2100 мин и содержание кислорода в выхлопном газе 10% по объему на фазе дожигания число оборотов 3000 мин , нагрузка 75Н ( перед фильтром) или до 80 Н (570 С перед фильтром); содержание кислорода в выхлопном газе 5% по объему.

Во время фазы фильтрования сажи фильтр пропускает выхлопной газ до тех пор, пока разность давления не

Aianutwoton НПО «ittwry

Memaut fftt/aqa,

V75

О 2 f S 8 10 11 111 IS rt Вреня(ч) фи.2

Редактор Н.Данкулич

Составитель Г.Винокурова Техред И.Попович

2786/59

Тираж 663Подписное

ВНИИПИ 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

УМ т

достигнет 150 мбар. Для следующей за ней фазы дожига устанавливается число оборотов 3000 мин и нагрузка. Начиная с 72Н, непрерывно регулиру- J ется по возрастанию. Падение давления благодаря повышенному числу оборотов и температуре временно резко повьпяается до 300 мбар.

В то время как при неактивиро10 ванном фильтре падение давления при числе оборотов двигателя 3000 мин и нагрузке около 80Н остается на уровне 200 мбар, при активированном согласно изобретению фильтре оно опускается в течение очень короткого времени (около 1.2 мин) до величины ниже 100 мбар. Для демонстрации надежности отдельных измерений проводят последовательно один за дру20 гим несколько циклов по улавливанию и дожиганию с применением одного и того же фильтра (фиг. 2).

15

Активация, проведенная согласно предлагаемому способу снижает температуру воспламенения дизельной сажи на 50°С по сравнению с неактивированным катализатором и адновременно способствует ее полному сгоранию. После 6 ч работы фильтра с нанесенным ванадатом серебра температура воспламенения сажи составляет- -497 С. В тех.же условиях при использовании нанесенных перманганата и молибдата серебра температуры воспламенения сажи составляют 548 и 555 С соответственно.

- iP падение ЗаУаечая

Ппператиро.

KennoHtHtHtat

Корректор С.Черни