ITCR990013A1 - Procedimento per inibire gli elementi tossici di gas di scaricoprovenienti dalla combustione di carburanti per autotrazione e - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
dell’Invenzione Industriale dal titolo:
“Procedimento per inibire gli elementi tossici di gas di scarico provenienti dalla combustione di carburanti per autotrazione e relativa apparecchiatura”
DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne un procedimento per inibire elementi tossici di gas di scarico provenienti dalla combustione carburanti per autotrazione e relativa apparecchiatura.
Attualmente per ridurre l'emissione di elementi tossici di gas di scarico di veicoli a motore sono utilizzate principalmente marmitte catalitiche. La loro efficienza massima è tuttavia limitata a circa 10.000 - 20.000 km di percorrenza, oltre i quali vi è un calo di efficacia e dovrebbero essere sottoposte a manutenzione, operazione che però solo raramente viene eseguita.
Un altro inconveniente è che divengono operative solo dopo un periodo di riscaldamento e sono perciò praticamente inefficaci per brevi spostamenti.
Un ulteriore inconveniente è che le marmitte catalitiche esauste divengono un rifiuto tossico e nocivo di difficile inertizzazione.
Quasi sempre infatti sono fuse in altoforni che tuttavia emettono gas altamente inquinanti e producono scorie altrettanto nocive.
Scopo della presente invenzione è di realizzare un procedimento atto ad ottenere una notevole riduzione dell'emissione in atmosfera di elementi inquinanti tossici quali idrocarburi, biossido e monossido di azoto e particolati prodotti dalla combustione di carburanti per autotrazione, specialmente benzina e gasolio ed una relativi apparecchiatura che sia efficace, la cui efficienza sia facilmentl controllabile, possa essere altrettanto facilmente sottoponibile a manutenzione, produca scorie facilmente trattabili e non diventi essa stessa un rifiuto speciale a fine utilizzo.
Gli scopi sono raggiunti con la presente invenzione, consistente in un procedimento per inibire gli elementi tossici di gas di scarico provenienti dalla combustione di carburanti per autotrazione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi:
- suddivisione del flusso dei gas di scarico in una pluralità di flussi in parallelo ciascuno di minore portata;
- gorgogliamento dei singoli flussi di gas di scarico in un liquido sequestrante;
- passaggio dei gas gorgogliati attraverso un filtro a carbone attivo; - lavaggio in controcorrente dei gas filtrati con lo stesso liquido sequestrante nebulizzato.
Il liquido sequestrante è costituito da una soluzione di acqua distillata e tensioattivo.
Per migliorare l’efficacia di trattamento anche a motore freddo, per aumentare l'efficienza e la durata del liquido sequestrante e favorire il deflusso dei gas trattati, questi ultimi sono miscelati con aria secca gorgogliata nello stesso liquido sequestrante prima dello scarico in atmosfera.
L'apparecchiatura che realizza il suddetto procedimento, comprendente un contenitore stagno provvisto di una bocca d’ingresso ed una di uscita per i gas di scarico, è caratterizzata dal fatto che comprende, in sequenza:
- mezzi di suddivisione del flusso dei gas di scarico in ingresso in una pluralità di flussi di minore portata;
- una prima camera contenente un liquido sequestrante all'interno del quale gorgogliano i detti flussi;
- un filtro a carbone attivo;
- una seconda camera contenente liquido sequestrante in collegamento con la prima camera, comprendente mezzi di nebulizzazione del detto liquido sequestrante e di controlavaggio dei gas di scarico.
I vantaggi ottenuti mediante la presente invenzione consistono essenzialmente nel fatto che il procedimento di trattamento è facilmente controllabile e verificabile; i componenti dell’apparecchiatura sono facilmente rigenerabili o sostituibili; l’apparecchiatura può essere installata su tutti i tipi di veicoli a motore alimentati a benzina o a gasolio e funge anche da silenziatore; il rendimento del motore non risente della presenza dell’apparecchiatura applicata sul condotto di scarico dei fumi e l’apparecchiatura è attiva fin dalla messa in moto del motore, senza bisogno di particolare riscaldamento.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione più dettagliata esposta nel seguito, con l’aiuto dei disegni che ne rappresentano un modo d’esecuzione preferito, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo.
La figura 1 rappresenta, in sezione longitudinale, un'apparecchiatura atta ad inibire gli elementi tossici di gas di scarico provenienti da combustione di carburanti per autotrazione secondo il trovato.
Le figure 2 e 3 rappresentano, in sezione trasversale secondo le line ll-ll e lll-lll di figura 1, la stessa apparecchiatura.
Il procedimento di lavoro secondo il trovato è il seguente.
I gas di scarico provenienti dalla combustione di benzina o gasolio sono suddivisi in una pluralità di flussi di minore portata e sono fatti gorgogliare in un liquido sequestrante.
I gas che emergono dal liquido attraversano quindi un filtro a carbone attivo, oltre il quale sono investiti da un getto nebulizzato dello stesso liquido sequestrante e successivamente sono scaricati in atmosfera. Le suddivisioni del flusso in una pluralità di getti di minore portata permette di ottenere bolle più piccole ed un più efficace scambio tra gas e liquido sequestrante.
II liquido sequestrante è vantaggiosamente costituito da una soluzione di acqua distillata e tensioattivo, commercialmente denominato “Tepol”, di fabbricazione “Shell”.
Con riferimento ai particolari illustrati nelle figure, l’apparecchiatura che applica il suddetto procedimento comprende essenzialmente: - un contenitore stagno 1 provvisto di una bocca d’ingresso 2 ed una di uscita 3 per i gas di scarico;
- mezzi 4 di suddivisione del flusso di gas di scarico in una pluralità di flussi di minore portata;
una prima camera 5 contenente liquido sequestrante 6;
un filtro a carbone attivo 7;
una seconda camera 8 contenente anch’essa lo stesso liquido sequestrante 6;
- mezzi di nebulizzazione 9 per detto liquido sequestrante.
Il contenitore 1 è vantaggiosamente impermeabile al liquido ed ai gas ed è atto a contenere la soluzione di liquido sequestrante in concentrazione idonea allo scopo. Il liquido sequestrante occupa circa un terzo del volume del contenitore.
La bocca d'ingresso 2 è provvista di un attacco di tipo noto, di diametro adeguato, per l’applicazione della tubazione di scarico proveniente dal motore, mentre la bocca d’uscita 3 è atta ad essere connessa al tratto terminale della tubazione di scarico in atmosfera dei gas di combustione.
I mezzi 4 comprendono un diaframma forato 10 atto a suddividere il flusso di gas di scarico in una pluralità di flussi in parallelo tra loro, ed una pluralità di tubi deflettori 11 atti a convogliare i detti flussi al di sotto del livello del liquido sequestrante.
La prima camera 5 è connessa alla bocca d’ingresso 2 ed è separata dalla seconda camera 8 attraverso un filtro a carbone attivo 7.
Detto filtro comprende almeno una parete permeabile sia ai gas che al liquido sequestrante, vantaggiosamente costituita da un tessuto di canapa 12 comprendente una serie di alloggiamenti orizzontali 13 all'interno dei quali è posto carbone attivo in tronchetti, pezzatura che assicura maggiore durata al filtro.
Il filtro è sostenuto da una cornice 14 di fissaggio di sostanzialmente noto.
A valle di detta prima parete vi sono ulteriori dispositivi di fissaggio a cornice 14 per eventuali altre pareti filtranti a carbone attivo.
La seconda camera 8 è connessa alla bocca d’uscita 3 ed è provvista di mezzi di nebulizzazjone 9 comprendenti essenzialmente una condotta di aspirazione 15 del liquido sequestrante, mezzi di pompaggio 16, una condotta di mandata 17 ed almeno un ugello di nebulizzazione 18.
Alla seconda camera 8 è altresì connessa: una tubazione 19 di alimentazione di aria secca proveniente- da un impianto di compressione non illustrato.
Vantaggiosamente la tubazione 19 sbocca al di sotto del livello del liquido sequestrante. In tal modo l’aria insufflata modifica il COD del liquido sequestrante.
Per evitare che eventuale schiuma prodotta dal liquido sequestrante per effetto del gorgogliamento deH’aria possa uscire dalla bocca 3, quest’ultima è protetta da uri dispositivo paraschiuma 20 comprendente essenzialmente setti forati.
L’apparecchiatura è completata dà dispositivi di tipo noto di regolazione e controllo non rappresentati nelle figure, quali ad esempio:
- mezzi regolatori di apertura del diaframma interno ai mezzi 4, atti a modificare le aperture di passaggio dei gas di scarico in relazione alla portata di scarico;
- mezzi regolatori di portata dei mezzi 9 di nebulizzazione del liquido sequestrante;
mezzi regolatori di portata dell' aria proveniente dalla tubazione19 collegata ad un impianto di compressione;
- mezzi sensori di livello del liquido sequestrante;
- mezzi sensori della percentuale di ossigeno nel liquido sequestrante;
- tappo di fondo, con rubinetto di scarico;
- valvola di non ritorno anti sifone, sulla tubazione a monte dei mezzi 4 o su almeno un tubo deflettore 11 ;
- dispositivo anti scuotimento del liquido analogo a quello dei serbatoi per carburante.
Conformemente alla presente invenzione, il funzionamento dell’apparecchiatura è il seguente.
i gas di scarico provenienti dal motore sono alimentati al diaframma 10 connesso alla bocca d’ingresso 2 ed attraverso i deflettori 11 sono immessi al di sotto del liquido sequestrante 6 nel quale gorgogliano risalendo in superficie.
Successivamente i gas emergenti sono costretti a passare attraverso il filtro a carbone attivo 7 che, per effetto della risalita per capillarità del liquido nel tessuto di canapa 12, è mantenuto costantemente umido.
Oltre il filtro 7, i gas sono investiti da un flusso di liquido sequestrante nebulizzato dai mezzi 9 e fuoriescono dall’uscita 3, eventualmente miscelandosi con aria secca immessa attraverso la tubazione 19. L’uso dell’apparecchiatura provoca lo sbriciolamento dei carbone attivo che si consuma e si deposita nel liquido sequestrante. All'esaurimento del carbone si effettua il reintegro dello stesso, o si sostituisce l’intero filtro 7.
Quando anche il liquido sequestrante è esausto, lo si toglie dall’apparecchiatura per sottoporlo ad una rigenerazione mediante distillazione industriale.
Questo procedimento permette di togliere l'acqua dalla soluzione, facendo depositare il tensioattivo con le scorie di carbone, le sostanze particolate e gli idrocarburi eliminati dai gas di scarico.
Il distillatore può portare il residuo alla completa essiccazione, per essere utilizzato come polvere componente di calcestruzzi e bitume o compresso in barre ed utilizzato come carboncino per disegnare.
Una prova effettuata con un’apparecchiatura delle dimensioni di cm 40 di lunghezza x cm 30 di altezza e cm 20 di profondità, contenente 12 litri di soluzione sequestrante allo 0,12% in volume, applicata su un'autovettura alimentata a benzina normale con motore da 1600 cc ha dato i seguenti risultati, rispettivamente A) senza apparecchiatura sulla tubazione di scarico e B) con apparecchiatura:
1. a liquido sequestrante nuovo
A) CO (%) 06.74 B) CO (%) 01.23
C02 (%) 07.50 C02 (%) 01.30
HC (ppm) 0323 HC (ppm) 0063
02 (%) 05.50 02 (%) 18.20
2. a liquido utilizzato, dopo circa 6.000 km di percorrenza
A) CO (%) 02.88 B) CO (%) 00.89
C02 (%) 17.20 C02 (%) 05.50
HC (ppm) 0134 HC (ppm) 0049
02 (%) 01.50 02 (%) 12.70
Dai risultati emerge un’ottima efficacia di riduzione delle emissioni di ossidi di carbonio e di idrocarburi, con contemporaneo aumento di ossigeno nei gas di scarico. Analoghe prove effettuate con la stessa apparecchiatura e liquido sequestrante nuovo, su motori alimentati a gasolio, hanno dato i risultati seguenti, misurati con opacimetro omologato, confermando l’efficacia del dispositivo.
1 prova:
A) parti pesanti passanti B) parti pesanti passanti 44% 24%
1.44K 0,68K
2Λ prova:
A) parti pesanti passanti B) parti pesanti passanti 54% 18%
1 ,94K 0,49K
VACCHI Ariberto
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per inibire gli elementi tossici di gas di scarico provenienti dalla combustione di carburanti per autotrazione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: - suddivisione del flusso dei gas di scarico in una pluralità di flussi in parallelo ciascuno di minore portata; - gorgogliamento dei singoli flussi di gas di scarico in un liquido sequestrante; - passaggio dei gas gorgogliati attraverso un filtro a carbone attivo; - lavaggio in controcorrente dei gas filtrati con lo stesso liquido sequestrante nebulizzato.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto liquido sequestrante è costituito da una soluzione di acqua distillata e tensioattivo.
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il procedimento comprende la fase di miscelazione dei gas lavati in controcorrente con aria secca gorgogliata nello stesso liquido sequestrante.
- 4. Apparecchiatura atta ad inibire gli elementi tossici di gas di scarico provenienti dalla combustione di carburanti per autotrazione comprendente un contenitore stagno (1) provvisto di una bocca d’ingresso (2) ed una d’uscita (3) per i gas di scarico, caratterizzata dal fatto che comprende, in sequenza: - mezzi (4) di suddivisione del flusso dei gas di scarico in ingresso in una pluralità di flussi di minore portata; - una prima camera (5) contenente un liquido sequestrante (6) all’interno del quale gorgogliano i detti flussi; - un filtro (7) a carbone attivo; - una seconda camera (8) contenente liquido sequestrante in collegamento con la prima camera comprendente mezzi (9) di nebulizzazione del detto . liquido sequestrante e di controlavaggio dei gas di scarico.
- 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che i mezzi (4) comprendono un diaframma forato (10) atto a suddividere il flusso di gas di scarico in una pluralità di flussi, e tubi deflettori (11) atti a convogliare i detti flussi al di sotto del livello del liquido sequestrante.
- 6. Apparecchiatura secondo la- rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto liquido sequestrante è una soluzione di acqua distillata e “Tepol”.
- 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto filtro comprende almeno una parete (12) permeabile ai gas ed al liquido, atta a consentire la risalita capillare del liquido sequestrante e comprendente almeno un alloggiamento (13) contenente carbone attivo.
- 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di nebulizzazione (9) comprendono una condotta di aspirazione (15) del liquido sequestrante, mezzi di pompaggio (16), una condotta di mandata (17) ed almeno un ugello di nebulizzazione (18).
- 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che alla seconda camera (8) è connessa una tubazione (19) di alimentazione di un flusso di aria secca al di sotto del livello del liquido sequestrante.
- 10. Veicolo caratterizzato dal fatto che comprende un’apparecchiatura secondo le rivendicazioni da 4 a 9.
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