Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01N3/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, снижающим выбросы вредных веществ с отработавшими газами двигателями внутреннего сгорания, в частности тепловозными дизелями.

Известен комбинированный каталитический преобразователь, содержащий два сотовых катализатора и расположенную наклонно между ними перегородку, заполненную гранулированным катализатором. Между сотовыми катализаторами и перегородкой имеется воздушная полость.

Недостатком данного устройства является то, что неподвижный гранулированный слой катализатора создает большое аэродинамическое сопротивление. Это приведет к большому росту противодавления в выхлопном тракте Д В С. Неподвижный катализатор может быть закоксован несгоревшими частицами отработавших газов и при росте температуры может быть выжжен.

Известен также каталитический нейтрализатор, содержащий монолитный блок катализатора с зазором между наружной поверхностью блока и внутренней поверхностью корпуса. Вокруг части наружной поверхности от блока расположен элемент газового уплотнения. Зазор между остальной частью наружной поверхности блока и внутренней поверхности корпуса заполнен проволочной сеткой.

Недостатком этого нейтрализатора является то, что в случае напыления частичек сажи в каналы монолитного блока нейтрализатор не защищен от роста противодавления в тракте отработавших газов, а выгорание блока за счет выгорания сажи на его поверхности приводит к выходу из строя всей системы нейтрализации.

Наиболее близким к изобретению является нейтрализатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и реактором, разделенным на внутреннюю и наружную зоны, расположенные коаксиально.

Недостатком данного нейтрализатора является то, что выжигание сажи начинается.в случае загрязнения фильтра при условии роста противодавления. Для выгорания сажи необходимо время, т. е. какое-то время двигатель будет работать с увеличенным противодавлением в тракте. А также известная система не компактна.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что внутренняя зона выполнена в виде блочного катализатора на сотовом носителе, а наружная зона заполнена гранулированным катализатором; гранулированный катализатор отделен от блочного при помощи эластичной перегородки, в верхней части которой со стороны выходного патрубка выполнено отверстие, расположенное выше уровня блочного катализатора; верхняя

часть эластичной перегородки, в которой выполнено отверстие, выполнена наклонной в обратную сторону к оси корпуса.

На чертеже показан каталитический нейтрализатор.

Каталитический нейтрализатор 1 содержит входной патрубок 2, блочный катализатор на сотовом носителе 3, гранулированный катализатор 4 и выходной патрубок 5. Гранулированный катализатор фиксируется вокруг блока эластичной перегородкой 6 с отверстием 7.

Отработавшие газы через входной патрубок 2 поступают в нейтрализатор 1. При

штатной работе отработавшие газы нейтрализуются на блочном катализаторе 3, а при запылении его каналов сажей и другими смолообразующими веществами отработавшие газы нейтрализуются на гранулированном катализаторе. Очищенные газы выходят из нейтрализатора через выходной патрубок 5. Гранулированный катализатор фиксируется вокруг блока при помощи эластичной перегородки 6..

При работе двигателя отработавшие газы поступают в нейтрализатор через входной патрубок 2. Наименьшее сопротивление газовому потоку оказывает блок на сотовом носителе 3, поэтому газы

пойдут предпочтительно через него. При работе двигателя на низких нагрузках, а также при большом количестве переходных режимов, которые неблагоприятны с точки зрения токсичности, в частности сажи, каналы

блока будут запыляться несгоревшими частичками сажи и другими твердыми и жидкими продуктами неполного сгорания топлива. В результате противодавление, создаваемое в выхлопном тракте блоком на

сотовом носителе, возрастает, поэтому происходит перераспределение газового потока, его основная часть проходит через наружную (гранулированную) зону, приводя катализатор в движение. Дальнейшего роста противодавления не будет, так как в кипящем слое на его величину не влияет скорость газового потока. Противодавление, создаваемое гранулированным катализатором во внешней зоне, не должно

превышать регламентированного.

Наклонная металлическая перегородка б позволяет организовать рыхлый слой гранулированного катализатора и существенного прироста к величине противодавления не будет.

. При росте нагрузки, а следовательно, и при росте температуры отработавших газов блок будет прогреваться и начнется выгорание сажи и других продуктов неполного сго- рания топлива в его каналах. При достижении в каналах температуры 360- 400°С происходит выгорание сажи и других смолообразующих веществ в каналах блока. В результате выгорания проходное сечение будет восстановлено и противодавление, создаваемое нейтрализатором, снизится до минимального уровня.

Формула изобретения 1. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий.корпус с входным и выходным патрубками и реактором, разделенным на внутреннюю и наружную зоны,

0

5

расположенные коаксиально, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, внутренняя зона выполнена в виде катализатора на сотовом носителе, а наружная зона заполнена гранулированным катализатором.

2.Нейтрализатор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что гранулированный катализатор отделен от блочного при помощи эластичной перегородки, в верхней части которой со стороны выходного патрубка выполнено отверстие, расположенное выше уровня блочного катализатора.

3.Нейтрализатор по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что верхняя часть эластичной перегородки, в которой выполнено отверстие, выполнена наклонной в обратную сторону к оси корпуса.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, снижающим выбросы вредных веществ с отработавшими газами двигателями внутреннего сгорания, в частности тепловозными дизелями. Нейтрализатор включает в себя реактор с блочным 3 и гранулированным 4 катализаторами, причем блок 3 на металлическом носителе находится в центре реактора, а гранулированный катализатор 4 размещен вокруг блока 3. Гранулированный катализатор 4 фиксируется вокруг блока 3, перегородка 6 располагается наклонно для образования рыхлого слоя катализатора.2 з. п. ф-лы, 1 ил.