Каталитический нейтрализатор отработавших газов

Каталитический нейтрализатор отработавших газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение служит для нейтрализации токсичных компонентов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и утилизации при этом их энергии. Цель изобретения состоит в повышении эффективности и долговечности. Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1, впускную 4 и выпускную камеры 5, реактор 6, выполненный в виде теплообменника-змеевика с циркулирующей охлаждающей жидкостью, устойчиво работающей в двухфазном состоянии, и дополнительный теплообменник 7, размещенный в выпускной камере 5 за реактором 6 и подключенный одним из концов к нижнему витку реактора 6. В реакторе 6, заполненном катализатором 11, отработавшие газы очищаются от окиси углерода и углеводородов и окислов азота. Последовательное двухступенчатое охлаждение газов с помощью высокотемпературного органического теплоносителя в реакторе 6, а затем в дополнительном теплообменнике 7 обусловливает стабильный тепловой режим и повышение эффективности и долговечности. Утилизированная при этом теплота отработавших газов может быть использована, например, для обогрева кабины автотранспортного средства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 01 N 3 00

ыыюзн

Д1тЦ!ч) Ttüi é

Е..1Б1";1О -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4622328/25-06 (22) 21.11.88 (46) 07.09.90. Бюл. № 33 (71) Могилевский технологический институт (72) В. Я. Груданов, Л. Т. Ткачова и О. И. Ковалев (53) 621.43.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 785533, кл. F 01 N 3/00, 1977. (54) КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ (57) Изобретение служит для нейтрализации токсичных компонентов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и утилизации при этом их энергии. Цель изобретения состоит в повышении эффективности и долговечности. Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1, впускную 4 и выпускную 5 камеры, реактор 6, выпол„„SU„„1590579 А i

2 ненный в виде теплообменника-змеевика с циркулирующей охлаждающей жидкостью, устойчиво работающей в двухфазном состоянии, и дополнительный теплообменник 7. размещенный в выпускной камере 5 за реактором 6 и подключенный одним из концоь к нижнему витку реактора 6. В реакторе 6, заполненном катализатором 11, отработавшие газы очищаются от окиси углерода и углеводородов и окислов азота. Последовательное двухступенчатое охлаждение газов с помощью высокотемпературного органического теплоносителя в реакторе 6, а затем в дополнительном теплообменнике 7 обусловливает стабильный тепловой режим и повышение эффективности и долговечности

Утилизированная при этом теплота отработавших газов может быть использована, например, для обогрева кабины автотранспортного средства. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1590579

10

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам снижения токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности и долговечности.

На фиг. 1 показана схема каталитического нейтрализатора, вид сбоку; на фиг. 2— нейтрализатор с источником потребления утилизированной энергии отработавших газов в системе обогрева кабины транспортного средства, оснащенного дизелем воздушного охлаждения, общий вид.

Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, впускную 4 и выпускную 5 камеры, оси которых расположенные параллельно между собой, реактор 6, установленный между камерами 4 и 5, дополнительный теплообменник 7, размещенный в выпускной камере 5 и подключенный к реактору 6. Последний выполнен в виде теплообменника-змеевика, имеет входной 8 и выходной 9 штуцеры, кран 10 слива и установлен наклонно под острыми углами по отношению к продольным горизонтальным осям камер 4 и 5 в вертикальной плоскости.

Внутренняя полость реактора 6 заполнена гранулами катализатора 11 и с торцов герметично закрыта крышками 12, имеющими ручки 13. Входным патрубком 2 нейтрализатор подключен к выхлопному трубопроводу 14 двигателя 15 внутреннего сгорания. Нейтрализатор снабжен тепловой изоляцией 16. Штуцерами 9 и 8 через теплообменник ? реактор 6 подключен с помощью трубопроводов 17 через насос 18 к конвективному теплообменнику 19, установленному в кабине 20 транспортного средства. Конвективный теплообменник 19 снабжен вентилятором 21, предохранительным клапаном 22 двойного действия и включен в систему обогрева кабины водителя.

Теплообменник-змеевик реактора 6 совместно с вспомогательным теплообменником 7 и конвективным теплообменником 19 заполнены охлаждающей жидкостью, например дитолилметаном или водой.

При работающем двигателе 15 внутреннего сгорания отработавшие газы по выхлопному трубопроводу 14 через входной патрубок 2 попадают во впускную камеру 4, где расширяются и в дальнейшем направляются к реактору 6. В последнем газы. соприкасаются с гранулами катализатора 11, что приводит к окислению токсичных компонентов. Далее газы в выпускной камере 5 омывают дополнительный теплообменник 7 и охлажденными выбрасываются в атмосферу через патрубок 3.

Установленный наклонно реактор 6 обеспечивает плавный вход и выход отработавших газов и создает в работе незначительное гидравлическое сопротивление на

55 входе и выходе из реактора. Одновременно интенсифицируется теплообмен в реакторе, улучшается циркуляция при нагревании и упрощается слив охлаждающей жидкости через кран 10. Здесь же возможна замена вышедшего из строя катализатора, удобна дозировка объема реактора в заданных пределах и очистка его внутренней поверхности от сажи, пыли и других нежелательных элементов, при этом заполнение реактора 6 катализатором 11 осуществляется через верхний открытый торец теплообменника-змеевика при закрытой нижней крышке 12.

Наличие дополнительного теплообменника 7 позволяет существенно охладить поток отработавших газов, выходящий из реактора катализатора. При охлаждении температура газов и их скорость заметно снижаются, уровень шума падает, а промежуточный теплоноситель нагревается и уже ь кипящем (жидкость — пар) состоянии подается в змеевик реактора 6, что и стабилизирует работу последнего.

Для эффективной работы реактора 6 определяющее значение имеет выбор охлаждающей среды. В данном случае наиболее перспективно применение в качестве охлаждающей среды воды (антифризов) для низкотемпературных (окисных) катализаторов и .высокотемпературных органических теплоносителей, устойчиво работающих в двухфазном (жидкость — пар) состоянии для катализаторов на основе металлов платиновой группы. В отличие от воды высокотемпературные органические теплоносители дают возможность достижения высоких температур (250 — 360 С) без существенного повышения избыточного давления внутри змеевика реактора 6, что удобно в эксплуатации и безопасно в работе.

В качестве высокотемпературных органических теплоносителей можно использовать весь их класс: дитолилметан, дикумилметан или дифенильную смесь.

Реакции в реакторе идут с выделением теплоты, что приводит к возрастанию температуры газа и соответственно конструкции реактора. Однако реактор 6 интенсивно охлаждается„так как по теплообменникузмеевику циркулирует охлаждающая жидкость. В реакторе 6 охлаждающая жидкость нагревается, а в конвективном теплообменнике 19 с помощью вентилятора 21 охлаждается, при этом горячий воздух обогревает кабину 20 транспортного средства.

Охлаждение реактора способствует стабилизации его работы, ограничивает верхний и нижний пределы температур, снижает неравномерность температуры по всему объему катализатора 11, препятствует спеканию гранул между собой и прилипанию их к стенкам реактора 6. Одновременно теплообменник-змеевик выполняет функции

1590579

Составитель О. Немцов

Редактор Н. Бобкова Техред А. Кравчук Корректор О. Ципле

Заказ 2618 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва„Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издате.адским комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 теплового аккумулятора. При режимах работы двигателя, когда температура отработавших газов резко поднимается, теплооб. менник-змеевик служит тепловым буфером, воспринимая первым пульсирующий мощный поток газов.

Формула изобретения

1. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускной и выпускной камерами, оси которых параллельны между собой, и реактор, размещенный между камерами, заполненный гранулами катализатора и выполненный в виде теплообменника-змеевика, подсоединенного к источнику охлаждающей среды, отличающиися тем, что, с целью повышения эффективности и долговечности, он снабжен дополнительным теплообменником, установленным в выпускной камере и подключенным

Б к змеевику реактора.

2. Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что змеевик реактора расположен под острыми углами к осям впускной н выпускной камер.

3. Нейтрализатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей среды использован высокотемпературный органический теплоноситель.

4. Нейтрализатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей среды использована вода.