Система для уменьшения выноса вредных частиц с выхлопными и топочными газами Советский патент 1993 года по МПК F01N3/00 B01D53/32 

Изобретение относится к системам для удаления частиц из выхлопных и топочных газов, образовавшихся при сжигании ископаемых топлив. Более конкретно изобретение относится к системе для удаления или по крайней мере значительного снижения содержания твердых частиц в выхлопе дизельного двигателя или в топочных газах, образующихся при сжигании дизельного топлива или более тяжелых фракций даже в случае их смешивания с легкими ароматическими фракциями (нагревательные установки, портативные электрогенераторы, мощные силовые установки и т.п.), а также угля.

Цель изобретения - повышение эффективности,

На фиг. 1 изображено сечение предлагаемой системы; на фиг. 2 - сечение части отбора частиц, которая может быть снята с системы вывода выхлопных (топочных газов.

На фиг. 1 стальная труба 1 для отвода выхлопных (топочных) газов (предпочтительно выполненная из нержавеющей стали) одновременно является одним из проводников системы отбора частиц к положительному полюсу высоковольтного генератора (не показан).

Описываемая система содержит выпускной трубопровод 1, размещенный на выпускном патрубке 9, источник газа, по меньшей мере одну пару изолированных

00

о

00

о ю

ON

00

один от другого электродов, подключенных к высоковольтному генератору и раз мещен- ных во внутренней полости выпускного трубопровода и устройство для уничтожения собранных вредных частиц, причем один из пары электродов 2 выполнен в виде удлиненного проводящего тела, расположенного вдоль оси трубопровода, а другой электрод образован внутренней поверхностью трубопровода 1.

В другом варианте электроды могут быть выполнены таким образом, что одна сторона каждого электрода обращена к другому электроду, от которого он изолирован,

В еще одном варианте один из указан- ных электродов может быть выполнен в виде внутренней поверхности трубопровода, а другой, соответствующим образом от него изолированный, в виде удлиненного электрода, расположенного вдоль оси ука- занного трубопровода.

Упомянутое устройство для уничтожения собранной сажи может представлять собой приспособление для подъема темпе

ратуры частиц и их сжигания с помощью

выхлопного газа или воздуха. Собранная сажа может также быть уничтожена путем применения сменных и съемных устройств, которые снимаются с системы и очищаются, причем в некоторых случаях возможно при- менение известных конструкций.

Устройство для подъема температуры собранных частиц может быть выполнено в виде маленького дополнительного сжигате- ля, подающего горячий газ. содержащий по- вышенное количество окислительных агентов, к упомянутым частицам, электрического нагревателя, который разогревает частицы в потоке выхлопного газа или воздуха или их смеси.

В вариантах, в которых трубопроводы выхлопных или топочных газов имеют вертикальное положение (например, в случае камина, печные трубы, а также выхлопные грубы некоторых коммерческих транспорт- ных средств), устройства для уничтожения частиц могут представлять собой собирающие ловушки, установленные в нижней части системы отбора частиц в точке, где газы входят в вертикальный участок. Собирание частиц в ловушку облегчается использованием соответствующих систем, таких как вибраторы, которые приводятся в действие во время остановки процесса сжигания и соответственно отвода потока топочных или выхлопных газов.

В еще одном варианте предусмотрена возможность использования имеющей соответствующие размеры системы удаления частиц, которая одновременно является

5

5 0

5

0

5 0

5 0 5

контейнером для собираемой сажи, которая выводится из линии выхлопных или топочных газов таким образом, что контейнер может быть удален и очищен так часто, как это необходимо, а затем возвращен на место для дальнейшего использования.

Система работает следующим образом.

Выхлопные газы подаются через выпускной патрубок 9, подсоединенный к другому полюсу генератора. Электрод размещен в трубе 1 через изолятор 8 и проходит вдоль оси трубы на некоторое расстояние частично в пределах изолятора 3. Свободный конец электрода 2 удерживается соответствующим изолятором 4, имеющим форму маленьких разнесенных в пространстве стержней, установленных между трубой 1 и электродом 2. Труба 1 имеет также внешний нагреватель 5. патрубок 6 и электроды 10 для образования искрового или тлеющего разряда.

В процессе работы выхлопные газы подаются по патрубку 9 в трубу 1, проходя через нее справа налево. В пространстве между электродом 2 и трубой 1, которые подключены к выводам генератора напряжения, частицы углерода получают электрический заряд и оседают на внутренней стенке трубы 1, где заряд стекаете них и они собираются, образуя осадочный слой 7.

Когда этот осадок достигает определенной толщины или когда образующийся слой углерода проводника 1 достигает такой величины, когда электроды 2 и 10 могут быть удовлетворительно изолированы один от другого, напряжение между проводниками может весьма значительно упасть.

На этой стадии нагреватель 5, который может быть выполнен в виде электрического сопротивления и/или электродов для импульсного или тлеющего разряда 10, приводятся в действие. В другом решении самостоятельно или одновременно с этим осуществляют подачу сильно разогретого газа, поступающего от вспомогательной горелки, или воздуха. Перечисленные операции по отдельности или выполняемые по крайней мере попарно предназначены для подьема температуры углеродного осадка 7 до уровня в пределах 400-550°С, при которой углерод воспламеняется.

Для ускорения всей операции по крайней мере два таких трубопровода включают параллельно, причем сажа выводится из выхлопных газов в один из них, а уже наработанный осадок уничтожается в другом. Таким образом каждый из трубопроводов действует поочередно как осадитель. а затем дожигатель сажи.

Выбор желаемых операций, а также работа клапанов, которые направляют выхлопные газы из одного трубопровода в другой, могут управляться автоматически либо таймером, либо микропроцессором, получающим информацию от специальных зондов.

На фиг. 2 трубопровод 1 образует концевую часть выхлопной трубы 11, к которой она присоединена с помощью соединительного устройства 12, которое может быть выполнено, например, в виде байонетного разъема.

Это устройство выводит сажу точно также, как устройство, изображенное на фиг. 1. В этом случае возможно организовать две трубы, работающие параллельно, причем выхлопные газы при этом пропускают попеременно через одну из труб, а если их в конструкции больше двух, то через некоторые из них.

На фиг. 2, после этого как слой осажденной сажи достигает установленной величины, конечный участок 1 отсоединяют от основной трубы 11 для того, чтобы подвергнуть очистке, а на его место устанавливают другое уже очищенное устройство.

Формула изобретения

1. Система для уменьшения выноса вредных частиц с выхлопными и топочными

газами, образующимися при сгорании ископаемых топлив, содержащая выпускной трубопровод, размещенный на выпускном патрубке, источник газа, по меньшей мере

одну пару изолированных один от другого электродов, подключенных к высоковольтному генератору и размещенных во внутренней полости выпускного трубопровода, и устройство для уничтожения собранных

вредных частиц, причем один из пары электродов выполнен в виде удлиненного проводящего тела, расположенного вдоль оси трубопровода, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, другой

из пары электродов образован внутренней поверхностью трубопровода.

2. Система по п. 1,отличающаяся тем, что устройство для уничтожения частиц выполнено в виде приспособления для на- грева частиц и их сжигания с помощью газов, обогащенных воздухом, либо с помощью воздуха.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что приспособление для нагрева частиц выполнено в виде электронагревателя с электроискровой свечой или нитью накаливания.

4. Система поп. 1,отличающаяся тем, что выпускной трубопровод выполнен съемным с возможностью его замены.

Использование: для удаления частиц из выхлопных и топочных газов, образовавшихся при сжигании ископаемых топлив, Более конкретно: изобретение относится к системам для снижения содержания твердых частиц в выхлопе дизельного двигателя, Сущность изобретения: система содержит выпускной трубопровод, размещенный на выпускном патрубке источник газа, пару изолированных один от другого электродов, подключенных к высоковольтному генератору и размещенных во внутренней полости выпускного трубопровода, и устройство для уничтожения собранных вредных частиц. Один из пары электродов выполнен в виде удлиненного проводящего тела, расположенного вдоль оси трубопровода, а другой электрод образован внутренней поверхностью трубопровода. Устройство для уничтожения вредных частиц выполнено в виде приспособления для нагрева частиц и их сжигания с помощью газов, обогащенных воздухом, либо с помощью воздуха. 3 з. п. ф-лы, 2 ил. ел С