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

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

Известен каталитический нейтрализатор с кипящим слоем катализатора, например, содержащий реакционную камеру, засыпанную катализатором, и решетки для предотвращения выноса катализатора.

Недостатками такого нейтрализатора является то, что отсутствует возможность ступенчатой очистки отработавших газов, обеспечивающей условия восстановления окислов азота на катализаторе в среде дву- окиси углерода, отсутствие условий каталитических процессов вследствие охлаждения отработавших газов на режимах малых нагрузок и холостого хода двигателя.

Известен также каталитический нейтра- лизатор, содержащий корпус с входными и выходными патрубками и размещенные в нем реакционную камеру и теплообменник с подогревателем.

Недостатком такого нейтрализатора яв- ляётся низкая эффективность очистки отработанных газов из-за наличия одной секции реакционной камеры.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки.

Поставленная цель достигается тем, что реакционная камера и теплообменник разделены при помощи перегородок на ряд последовательно расположенных секций, а подогреватель размещен на корпусе со сто- роны выходного патрубка. Такое выполнение обеспечивает разворот очищаемого газа на 360°, а поток газов в теплообменнике - навстречу им.

На фиг.1 изображен нейтрализатор, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.З - схема управления нейтрализатором.

Нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками и теплоизоляцией 2, торцовые крышки 3 с двойными стенками, фланец 4. Крышки 3 снабжены входным . 5 и выходным 6 патрубками. Верхняя крышка 7 корпуса 1 выполнена с двойными стенками и с теплоизоляцией 8 между ними. В верхнюю крышку 7 вмонтированы трубы 9 с крышками 10 для пополнения реакционной камеры 11 катализатором 12. Реакционная камера 1 с кипящим слоем катализатора 12 расположена в корпусе 1 и выполнена в виде последовательно расположенных отдельных секций, каждая из которых состоит из корпусов, верхних 13 и нижних 14 решеток. В корпусах реакционной камеры 11 выполнены отверстия 15 для входа 16 и выхода

17 отработавших газов. Между секциями камеры 11 образованы циклонные проходные каналы 18, и под ними - подрешеточные пространства 19. В первую по ходу очищаемого отработавшего газа секцию камеры 11 встроена перфорированная труба 20, которая соединена с теплообменником 21 через коллектор 22. Теплообменник 21 выполнен в виде последовательно расположенных отдельных секций с перегородками. Количество секций реакционной камеры 11 и теплообменника 21 зависит от типа двигателя, его мощности и требований экологоэко- номических характеристик. Теплообменник 21 и решетки выполнены из жаропрочной стали.

На фиг.З приведена схема управления, включающая двигатель 24 с топливным насосом 25, датчиком 26 подачи топлива, трубы 27 подвода газа к нейтрализатору 28 в сборе, оборудованному датчиком 29 температуры. В схему включены управляющий блок 30 и топливный бак 31, система подогрева с камеоой 32 сгорания, форсункой 33 и свечей 34. Теплообменник 21 соединен с подогревателем 35, расположенным параллельно движению потока.

Такое выполнение нейтрализатора обеспечивает прогрев газов перед входом в каждую из реакционных камер, причем наибольший нагрев происходит за счет встречного движения газа перед последней по ходу очищаемых газов реакционной камерой, в которой идут восстановительные реакции очистки от окислов азота. Величина отверстий и их количество зависят от диаметра гранул катализатора и выбираются из условий обеспечения псевдосжиженного слоя на всех режимах эксплуатации.

Работа нейтрализатора осуществляется следующим образом,

Отработавшие газы двигателя 24 по трубам 27 подводятся через входной патрубок 5 в нейтрализатор 29, через циклонные проходные каналы 18 и отверстие 16 попадают в подрешеточные пространства 19, нагреваются теплообменником 21 перед реакционными камерами 11 и направляются в зону с кипящим слоем катализатора 12 и проходят последовательно, например, три стадии очистки.

На режимах малых нагрузок и холостого хода температура отработавших газов снижается до 120-150°С. В целях обеспечения высокой эффективности очистки по сигналам от датчиков 26 и 28 срабатывает электромагнитный клапан 23, через коллектор 22 направляются газы одновременно включенного подогревателя 35, поступают в перфо- рированную трубу 20, а затем через

отверстие в ней - в кипящий слой катализатора и нейтрализуются в реакционных камерах. За счет подогрева отработавших газов в теплообменнике перед каждой из реакционных камер увеличивается скорость резк- ции в слоях катализаторов.

Заправка нейтрализатора может осуществляться как одним, так и несколькими типами катализаторов на основе благородных металлов или соединений марганца, хрома, ванадия, никеля и других металлов.

Формула изобретения Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и размещенные в нем реакционную камеру и теплообменник с подогревателем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, реакционная камера и теплообменник разделены при помощи перегородок на ряд последовательно расположенных секций, а подогреватель размещен на корпусе со стороны выходного патрубка.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания от вредных компонентов. С целью повышения эффективности очистки отработавших газов путем активизации восстановительных и окислительных реакций в присутствии катализаторов реакционная камера 11 и теплообменник 21 выполнены в виде последовательно расположенных отдельных секций с перегородками. Подогреватель 35 установлен навстречу потоку очищаемого газа. Такое выполнение обеспечивает разворот очищаемого газа на 360°, а потока газов в теплообменнике 21 - навстречу им. Кроме того, такое выполнение нейтрализатора обеспечивает подогрев газов перед входом в каждую секцию реакционной камеры 11, причем наибольший нагрев происходит за счет встречного движения газа перед последней по ходу очищаемых газов реакционной камерой, в которой идут восстановительные реакции очистки от окислов азота. 3 ил. ел с

Фиг. 2