Способ нейтрализации отработавших газов и устройство для его осуществления

Способ нейтрализации отработавших газов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (5 1) 4 F 01 N 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ О

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773719/25-06 (22) 20.07.84 (46) 15. 04. 86. Бюл. № 14 (71) Ворошиловградский машинострои.тельный институт (72) А.М.Красносельский (53) 621.43.068.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 821715. кл. F 01 И 3/08, 1979. (54) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ, ЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ нейтрализации отработавших газов путем подачи вторичного воздуха в отработавшие газы, подогрева катализатора во время запуска двигателя, подогрева вторичного воздуха перед смешиванием с отработавшими газами, ионизации смеси отработавших газов с вторичныи воздухом в поле коронного разряда и активации смеси электромагнитным полем; о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, вторичный воздух перед сиешиванием с отработавшими газами активируют электромагнитным полем, а после смешения в том же поле активируют поток смеси на двух ступенях активации, причем степень активации увеличивают по ходу движения тр ока смеси, при этом на последней ступени активации изменяют направление движения потока смеси о меньшей мере один раз.

1224418

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- шийся тем, что ионизированный поток смеси отработавших газов с вторичным воздухом активируют электромагнитным полем до катализатора, в катализаторе и после катализатора.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что вторичный воздух во время активации электромагнитным полем нагревают.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что перед активацией потока смеси отработавших газов с вторичным воздухом в катализаторе последнйй подогревают.

5. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что электромагнитное поле экранируют за зоной активации вторичного воздуха.

6. Способ но п.3, о т л и ч а юшийся 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 коронирующий и некоронирующий электроды, 1

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

Целью изобретения является повышение 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, коронирующий б и некоронирующий 7 электроды. В корпусе 1 между внутренней

8 и наружной 9 решетками размещен отличающе ес я тем, что, С целью повышения 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 т л и ч аю щ е е с я тем, что корпус снабжен воздухоприемным кожухом, размещенным на его наружной поверхности.

9. Устройство по п.7, о т л и ч аю щ е е с я тем, что спиральный электрод размещен в оболочке из термостойкого диэлектрика.

10. Устройство по пп.7-9, о т л ич а ю щ е е с я тем, что корпус с впускным и выпускным патрубками, внутренняя и наружная решетки и цилиндрические стенки выполнены из термостойкого диэлектрика, а воздухоприемный кожух — из металла. катализатор 10 и спиральный электрод:

11., помещенный в оболочку из термо стойкого диэлектрика. С внешней стороны наружной решетки 9 расположены

S 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, 10 т.е. корпус 1, впускной 2 и выпускной 3 патрубки, внутренняя 8 и наруж— ная 9 решетки, цилиндры 12 и 13, рассекатель 14 выполнены из термостойкого диэлектрика. Воздухоприемный

И кожух 4 выполнен из металла.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

При движении потока отработавших Э газов по впускному патрубку 2 они с

1224418 помощью эжектора 5 засасывают вторичный воздух, который поступает через кольцевой зазор, образованный воздухоприемным кожухом 4 и корпусом 1.

Одновременно на коронирующий 6 и некоронирующий 7 электроды подается. соответственно положительный и отрицательный высоковольтные потенциалы величиной 10-15 кВ и зажигается коронный разряд. В 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 начале работы устройства подается. постоянный электрический ток напряжением 12 В, который разогревает катализатор 10 до рабочего состояния и затем отключается. В дальнейшем 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 кВ. С помощью спирального элек° трода 11 такой ток создает высокочастотное электромагнитное 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 вяутренней 8 и наружной 9 решетками вокруг спирального электрода 11. При этом она продолжает испытывать воздействие высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности и к этому воздействию добавляется еще и воздействие катализатора 10, активированного этим же полем. Воздействие высокочастотного электро магнитного коля большой напряженности на ионизированную смесь отработавших газов с вторичным воздухом продолжается и после ее прохождения сквозь слой катализатора 10.

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. Максималь,ное время пребывания смеси отработавших газов с вторичным воздухом в зоне действия высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности обусловлено прохождением ее через этот лабиринт.

Поток вторичного воздуха, необходимый"для нейтрализации отработавших газов, проходит в кольцевом зазоре между корпусом 1 и воздухоприемным кожухом 4. Корпус 1 нагревается теп, лом отработавших газов. Иеталлический воздухоприемный кожух 4, выполняющий роль экрана, нагревается вихревыми токами от высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности. Вторичный воздух охлаждает корпус 1 и воэдухоприемный кожух

4 и при этом нагревается сам. Одновременно поток вторичного воздуха испытывает воздействие высокочастотного электромагнитного поля большой напряженности, в результате повышается его химическая активность. Рассекатель 14 позволяет лучше распределить поток ионизированной смеси отработавших газов с вторичным воздухом по обьему катализатора 10 и уменьшить аэродинамические потери потока при выходе его из устройства для осуществления способа.

Использование высокочастотного электромагнитного поля большой напря.женности связано с его интенсивным рассеиванием в окружающее пространство, что об,славливает низкий КПД устройства.

Устройство для осуществления сгособа позволяет максимально испэльзо45 г вать 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, вышедшие 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.

1224418

Составитель О.Немцов

Редактор М. Келемеш Техред Г.Гербер Корректор В.Синицкая

Заказ 1901/29 Тираж 500 Подписное

БНИИПИ 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

Первой ступенью активации являет- ся 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- 10

3 ной смеси отработавших газов с вторичным воздухом в зону действия высокочастотного электромагнитного поля высокой напряженности. Заряженные частички, содержащиеся в газе, полу- 15 чают дополнительную энергию и с их помощью дополнительно производится значительная активация нейтральных молекул отработавших газов и вторич- ного воздуха. 20

Таким образом, к явлениям активации, протекающим в коронирующем слое и во внешней части короны, добавляются явления активации, вызванные воздействием высокочастотного электромаг25 нитного поля большой напряженности.

При этом происходит не простое суммирование активирующих воздействий коронного разряда и высокочастотного электромагнитного поля большой напря-З0 женности, а получается качественно новый результат активации физико-химических процессов нейтрализации отработавших газов.

Третьей ступенью активации являет-З ся воздействие высокочастотного электромагнитного поля высокой напряженности на катализатор и на смесь отрас ботавших газов с вторинным воздухом, которые непосредственно контактируют 40 с ним. Это приводит к новому качественному уровню повышения активности физико-химических процессов нейтрализации в объеме rasa 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 активации., 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 высокочас-, тотного электромагнитного поля большой напряженности резко повышается 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, главным образом, заряженными частицами.