NO324435B1

NO324435B1 - Fremgangsmate for eliminering av partikler i avgass

Info

Publication number: NO324435B1
Application number: NO20006414A
Authority: NO
Inventors: Yuichi Fujioka; Akinori Yasutake; Toshihiko Setoguchi; Yoshihiko Tsuchiyama; Toshiaki Ohkubo; Norihisa Kobayashi; Akira Hattori
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2007-10-15
Also published as: DE60031227D1; DK1108460T3; ATE342120T1; CN1119196C; JP2001173426A; CN1302945A; DE60031227T8; DE60031227T2; EP1108460B1; NO20006414D0; KR20010067095A; US6631612B1; JP3258646B2; US20010010153A1; EP1108460A1; NO20006414L; KR100418229B1

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for eliminering av partikler i avgass for å eliminere og nedbryte flytende partikler (SPM) i avgass fra motorer, f.eks. dieselmotorer for skip, overflatekjøretøy og faste installasjoner over land.

Tidligere har det vært foreslått å bruke DPF (Diesel Particulate Filter) med et sekskantet formet filter av keramikk osv., for nedbryting av flytende partikler (SPM, her-etter kalt "partikler") i avgasser fra dieselmotorer for skip, overflatekjøretøy er og faste installasjoner, hvor partiklene fanges av DPF, og hvor DPE som fanget inn stor mengde partikler, blir brent for å eliminere partiklene for regenerering av filteret, siden avgass-motstanden øker når oppsamlingen av de fangede partikler blir konsentrert.

Som regenereringsmetode, har det blitt brukt en fremgangsmåte for å forbedre avgasstemperaturen ved strupning, og en fremgangsmåte for å brenne den ikke-brente komponent i de fangede partikler etter å ha økt avgasstemperaturen ved hjelp av et varmeelement, etter brenning, osv. er kjent.

Fra den kjente teknikk på området skal det vises til US 4 631 076.

Imidlertid er det et problem, som nevnt nedenfor, ved nedbrytningen av partiklene. (1) På grunn av gjentagelsen av den termiske påvirkning ved genereringen, kan det oppstå skade på det sekskantede keramikkfilteret. (2) På grunn av genereringen av unormal brenning, kan således den termiske motstand og den termiske sjokkmotstand mot filtermaterialet svekkes og således forårsake

skade på filteret.

(3) Siden krafttilførselskostnader, f.eks. for oppvarming med et varmeelement for til-leggsbrenning, og for nødvendig brennstoff, vil det være et behov for å redusere

kostnadene for en slik behandling.

(4) Når brenningen ikke er tilstrekkelig, kan det oppstå øket trykktap som gjør at systemet ikke kan brukes, og fører til behov for å skifte selve filteret.

I betraktning av ovennevnte problemer, er det et formål med oppfinnelsen å til-veiebringe en fremgangsmåte for å eliminere partikler i avgass, som ikke krever noen oppvarming, f.eks. ved et varmeelement, og nedbryte partiklene i avgassen ved en lav temperatur.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål med en fremgangsmåte som angitt i krav 1. Fordelaktige utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav.

Fremgangsmåten for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen, er kjennetegnet ved at den består av et trinn for å fange partikler, et trinn for å tiltrekke kata-lysatorløsningen til overflaten av de fangede partikler og et trinn for å brenne og nedbryte partiklene.

I fremgangsmåten for å eliminere partikler i avgassen beskrevet ovenfor, som fanger partiklene i avgass fra motorer, tiltrekker katalysatorløsningen til overflaten av de fangede partikler og deretter brenner og nedbryter partiklene, samtidig som partiklene dekkes av katalysatorløsningen, gjør det mulig å eliminere partiklene i avgass ved en lav temperatur.

Fortrinnsvis blir katalysatorløsningen i den ovennevnte fremgangsmåte, påsprøy-tet partiklenes overflate som festes til overflaten av fanganordningen og festes til overflaten av de fangede partikler.

I fremgangsmåten beskrevet ovenfor, blir katalysatorløsningene sprøytet på partiklenes overflate som festes til overflaten av fanganordningen for å tiltrekke katalysator-løsningen til overflaten av de fangede partikler, idet det gjør det mulig å eliminere partiklene i avgass ved lav temperatur. I fremgangsmåten nevnt ovenfor, blir fanganordningen som partiklene har blitt festet til overflaten på, fortrinnsvis senket ned i katalysatorløs-ningen for å tiltrekke katalysatorløsningen til de fangede partiklers overflate.

I fremgangsmåten beskrevet ovenfor, blir fanganordningen som partiklene har blitt tiltrukket til overflatene på, fortrinnsvis senket ned i katalysatorløsningen for tiltrekke katalysatorløsningen til de fangede partiklers overflate, idet det blir mulig å eliminere partikler i avgassen ved en lav temperatur.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj under henvisning til den følgende detal-jerte beskrivelse av foretrukne utførelser og i forbindelse med de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser et eksempel av filteret brukt i forbindelse med oppfinnelsen, og fig. 1(A) er et riss av et plateformet filter, og fig. 1(B) og 1(C) er et riss av et sylindrisk filter, fig. 2 er et skjema som viser partikkelelimineringsinnretningen ifølge den første utførelse av oppfinnelsen, fig. 3 er et skjema som viser resultatet av forbrenningsprøver og i tjære omfattende partiklene, fig. 4 er et skjema som viser filterets beskaffenhet, fig. 5 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den andre utfø-relse av oppfinnelsen, fig. 6 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 7 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen, og som er forsynt med flere dyser, fig. 8 er et skjema som viser den vertikale type innretning for eliminering av partikler i avgass ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 9 er et skjema som viser nedsenkningsinnretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 10 er et skjema som viser filteret, hvis tverrsnitt antar en konveks-konkav form ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 11 er et skjema som viser det plateformede filter ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 12 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den fjerde utførelse av oppfinnelsen, fig. 13 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den femte utførelse av oppfinnelsen, fig. 14 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den sjette utførelse av oppfinnelsen, fig. 15 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den syvende utførelse av oppfinnelsen, fig. 16 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den åttende utførelse av oppfinnelsen, fig. 17 viser forskjellige typer monteringer for filteret, og fig. 17(A) viser et enkelt filter med enten et dreibart, sylinderformet filter, eller et fast filter, fig. 17(B) viser et svitsjefilter hvor trefilteret er anordnet parallelt ved hjelp av rør og brukes etter hverandre ved å svitsje fra et til et annet, og fig. 17(C) viser et enhetlig filter som består av flere filtre, fig. 18 er et skjema som viser avgassrengjøringssystemet ifølge den niende utførelse av oppfinnelsen, fig. 19 er et skjema som viser avgassrengjøringssystemet ifølge den tiende utførelse av oppfinnelsen, fig. 20 er et skjema som viser avgassrengjøringssys-temet ifølge den ellevte utførelse av oppfinnelsen, fig. 21 er et skjema som viser avgass-rengjøringssystemet ifølge den tolvte utførelse av oppfinnelsen, fig. 22 er et skjema som viser avgassrengjøringssystemet ifølge den trettende utførelse av oppfinnelsen.

Utførelsene for utføring av oppfinnelsen vil nå bli forklart i det følgende, men det vil imidlertid fremgå at oppfinnelsens omfang ikke er begrenset til beskrivelsen av de følgende utførelser.

Partikkelelimineringsinnretningen for utøvelse av oppfinnelsen er en innretning for å eliminere partikler av avgass fra motorer, f.eks. dieselmotorer, gassbrennere og lignende, og består av å utstyre dem med en fangeanordning for å fange partiklene og en katalysatorfesteanordning for å tiltrekke katalysatorløsningen til partikkeloverflaten som fanges i fanganordningen for derved å brenne og nedbryte partiklene som ikke har blitt brent i avgassen, samtidig som hele partikler dekkes av katalysatorløsningen etter å ha blitt fanget.

Som fanganordning for å fange partikler, kan det f.eks. brukes et plateformet filter eller et sylindrisk formet filter, men ethvert filter som har en passende form for å fange partiklene i avgassen og som kan tilknyttes katalysatorløsningen, f.eks. et polygont filter, kan brukes uten begrensninger.

[Første utførelse]

I en utførelse av oppfinnelsen for eliminering av partikler i avgass, er det brukt et plateformet filter 11 som vist på fig. 1(A).

Fig. 2 er et skjema av innretningen for å eliminere partikler i avgass ifølge en første utførelse.

Innretningen for eliminering av partikler ifølge denne utførelse består av et plateformet filter 11 med en aksial kjerne i vertikalakseretningen, idet en del av filteret er dreibart inne i utløpet 21, en fangesone 22 for å fange partikler i avgassen 10 i utløpet 21, en katalysatorbærende sone 24 for å sprøyte katalysatorløsningen 12 i utsiden av utløpet som en katalysatoroppbevaringstank 23 ved hjelp av en sprøyteanordning 13 på det dreiende filter 11 etter å ha fanget partiklene, og en brennesone 25, hvor den bårede katalysator kommer inn i avgassen 21 igjen og brenner partikler som ikke har blitt brent i kombinasjon med varmen fra avgassen 10.

I katalysatoroppbevaringstanken 23, blir en alkalimetallkatalysatorløsning, f.eks. K2C03, eller sjøvann, matet fra en oppbevaringstank 26, lagret deri og rørt ved hjelp av en røreanordning 27.

Resten av katalysatorløsningen 12 sprøytet ved den katalysatorbærende sone 24, gjenvinnes i katalysatoroppbevaringstanken 23, og resten av katalysatorløsningen kan inneholde ikke-brent karbon, ettersom ikke-brent karbon i enkelte tilfeller kan falle inn i den gjenværende katalysatorløsning ved gjenvinningstidspunktet.

Innretningen ifølge denne utførelse fanger partikler i avløpsgassen 10 på overflaten av et filter 11 ved partikkelfangesonen 22, spruter katalysatorløsningen på de fangede partikler for å dekke partikkeloverflaten med katalysatorløsningen i katalysatorbæresonen 24, tørker katalysatoren samtidig som filteret 12 dreies, og brenner partiklene igjen i for-brenningssonen 25 i avløpet for å nedbryte de ikke-brente partikler, f.eks. tjære, ved lav temperatur, opptil 300 °C og gjøre avløpsgassen til en ren gass 28.

Forbrenningsresultatene av tjæren som omfatter partiklene, er vist på fig. 3. På fig. 3 er hele vekten (mg) av tjæren vist på den vertikale akse og medgått tid (h) er vist langs den horisontale akse.

På fig. 3 viser den heltrukne linje resultater som oppnås for innretningen, som viser nedbrytningseffekten ved å sprute katalysatoren, K2C03, ved 300 °C. Fra figuren vil det fremgå at vekten av tjæren avtar etter som tiden forløper. På den annen side viser den brutte linje resultatet fra den konvensjonelle innretning uten katalysatorsprøytning, og reduksjonshastigheten i vekten av tjæren er funnet å være lav sammenlignet med det som oppnås av innretningen som drives ifølge oppfinnelsen.

I oppfinnelsen er katalysatoren definert som en som minst inneholder et alkali-metall og alkaliske jordmetaller, f.eks. Na og K, herunder kaliumkarbonat og natriumkar-bonat. Sjøvann kan også brukes som en alkalisk katalysator. Videre kan minst et alkali-metall eller alkalisk jordmetall brukes sammen med sjøvann som katalysator.

Innretningen i den første utførelse av oppfinnelsen gir jevn fordeling av katalysatoren ved å sprøyte den alkaliske katalysatorløsning på overflaten av de fangede partikler på filteret, for å dekke partikkeloverflaten med den alkaliske katalysatorløsning og gjøre det lettere å absorbere og bære den alkaliske katalysatorløsning på filteret for derved å gjøre forbrenningsrommet jevnt og få katalysatoren til å forbrenne ved en lavere temperatur (300 °C) enn forbrenningstemperaturen på mer enn 400 °C med et konvensjonelt varmeelement.

Derfor hindrer innretningen i den første utførelse unormal forbrenning, som kunne skje ved brenning av partikler tidligere, og kan styre forbrenningstemperaturen ved å sprøyte katalysatorløsningen slik at sprøytemengden og sprøytetiden kan justeres ved å dreie filterets hastighet, avhengig av forbrenningstemperaturen.

Det er nødvendig å velge et materiale med utmerket motstand overfor varme og påvirkning av filteret 11, ettersom filteret stadig utsettes for brenning og påsprøyting med en vannløsning. Som eksempler på filtre som kan motstå varme og påvirkning, kan det brukes varmebestandige, keramiske filtre eller lignende.

Som eksempler på varme- og påvirkningsbestandige filtre, kan det dessuten brukes et filter av laminat-metallgittertypen, som forberedes ved å laminere metallfilteret på bærelaget for å styrke filteret, og en filtertype av laminert metallduk som forberedes ved å laminere metall ikke-vevede duker på bærelaget for å styrke filteret.

Som vist på fig. 4(A) består et laminert keramisk filter 34 av et keramisk lag 32 på oversiden av bærelaget 31 og et beskyttende gitterlag 33 for å beskytte det keramiske lag 32 kan også brukes som det nevnte varme- og påvirkningsbestandige filter.

Om nødvendig kan en metallkatalysator, f.eks. platina eller lignende brukes for å bære dette på filteret.

Utenom platina kan også rodium, palladium og lignende brukes som metallkatalysator, og titanoksid, aluminiumoksid, kojulitt, aluminiumsilisium, ceolitt, porøst silikat, porøst aluminat og komplekse oksider som har perovskit struktur og spinellstruktur og lignende brukes for oksidkatalysatoren, selv om det ikke er noen begrensninger for slike katalysatorer ifølge oppfinnelsen.

På overflatesiden av filteret, kan nedbrytningseffektiviteten av partiklene ytterli-gere forbedres på grunn av den kombinerte virkningen av den katalytiske virkning fra katalysatoren som berører partiklene og den katalytiske virkning fra den alkaliske katalysator som har festet seg til partiklene.

Mekanismene og virkninger fra katalysatoren ifølge oppfinnelsen for å eliminere partikler, er vist på fig. 4(B). Som vist på fig. 4 blir partiklene 10a i avgassen festet til filterets 11 overflate i første omgang. Men deretter dekker katalysatorløsningen 12 overflaten av partiklene etter påsprøyting av katalysatorløsningen 12. Sammen med dekket med katalysatorløsningen 12 på partiklene 10a, gjennomtrenger katalysatorløsningen de fine porene i partiklene 10a. Etter tørking av filteret, har katalysatorløsningen som har dekket overflaten av partiklene 10a også tørket og komponenten med den katalytiske aktivitet forblir på partikkeloverflaten på en jevnt fordelt måte. Dessuten blir katalysatorløsningen som er trengt inn i den indre del av partikkelen også tørket, slik at komponenten med den katalytiske aktivitet vil forbli jevnt fordelt i den indre del av partikkelen. Følgelig kan den katalytiske reaksjon finne sted ikke bare på overflaten av partiklene, men også inne i selve partiklene slik at det oppstår en fullstendig brenning av disse.

Innretningen som drives ifølge oppfinnelsen kan nedbryte og behandle partikler i avgass fra motorer, uansett type.

For eksempel kan ikke brente, flytende partikler (SPM) i avgass fra motorer, f.eks. dieselmotorer i skip, i overflatekjøretøy og i faste installasjoner på land, nedbrytes og behandles ved en lav temperatur. Videre kan innretningen som drives ifølge oppfinnelsen nedbryte og behandle ikke bare partikler i avgass fra motorer, men også partikler i avgass fra forskjellige forbrenningsovner, f.eks. søppelforbrenningsanlegg, industriavfall-og slam forbrenningsovner, termiske nedbrytningsovner, smelteovner og lignende.

[Andre utførelse]

I oppfinnelsen brukes som katalysator festeanordning for å feste katalysatorløs-ningen til partikkeloverflaten som beskrevet ovenfor, en nedsenkningsanordning for å senke fangeanordningen med de fangede partikler inn i katalysatorløsningen i stedet for sprøyteanordninger for å sprøyte katalysatorløsningen på filteret 11 med de fangede partikler.

I oppfinnelsen er det beskrevet en innretning for eliminering av partikler i avgass ved hjelp av et plateformet filter og ved å bære en katalysator ved å bruke en nedsenkningsanordning.

Fig. 5 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i en avgass ifølge den andre utførelse.

Som vist på fig. 5 består innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge denne utførelse av et plateformet filter 11 med en aksial kjerne som står loddrett på den vertikale akse, en fangesone 22 for å fange partikler i avgassen 10a i utløpet, hvor en del av filteret 11 kan dreie i avløpet 21 for utløpsgassen, en katalysatorbærende sone 25, hvor filteret 11 etter å ha fanget partikler, blir dreiet og filteret 11 nedsenket i katalysatoroppbevaringstanken 23 på utsiden av avløpet, og en brennesone 26, hvor den bårne katalysatoren blir igjen matet inn i avløpet 21 og brent ved en temperatur for forbrenningsgass.

Oppbevaringstanken 27 kan inneholde ubrent karbon som har festet seg til filterets overflate, siden filteret blir nedsenket i den katalysatorbærende sone 25.

Beskrivelsen av mekanismen for å nedbryte partikler er den samme som mekanismen i den første utførelse.

Denne nedsenkningsinnretning egner seg for behandling av utløpsgass i landba-serte motorer og hvor det er nødvendig å installere en rystelseshindrende innretning til innretningen når den brukes for motorer i skip og overflatetransporterende kjøretøy.

[Tredje utførelsesform]

I oppfinnelsen finnes det ingen grense for filterets konstruksjon og det viste plateformede filteret på fig. 1(A), det sylinderformede filteret vist på fig. 1(B) og 1(C) osv. er vist som eksempler.

Innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen, hvor det brukes et sylindrisk formet filter, og hvor katalysatoren bæres til filteret ved hjelp av en sprøyteanordning, er forklart i det følgende.

Fig. 6(A) og 6(B) er skjemaer som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den tredje utførelse.

Som vist på fig. 6 består innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen av en fangeanordning for å fange partikler som er sylindrisk formet, og et eksternt filter 41A som partiklene i avgassen 10a blir festet til fra utsiden av det sylindriske filteret 4IA, og en katalysatorfesteanordning forsynt med en utstøtningsdyse 42A på utsiden av denne for å tiltrekke katalysatorløsningen til partikkeloverflaten, og sprøyte katalysatorløsningen 12 på filterets 41A overflate mens det sylindriske filter 41A dreier og deretter brenner de ubrente partiklene i avgassen etter tørking av det påsprøytede filter.

På fig. 6(B), representerer nummer 43 en dreiningsenhet for å dreie filteret 41A.

Innretningen for eliminering av partikler ifølge oppfinnelsen, hvor det brukes et eksternt, sylindrisk formet filter 41 (A) på utsiden som har en aksial kjerne i retningen loddrett på den vertikale akse, og hvor filteret 41A kan dreies i utløpsgassens behandlingsenhet 44 ved hjelp av dreieenheten 43, består av en fangesone 45 for å fange partikler i avgassen 10, en katalysatorbærende sone 46 for å sprøyte katalysatorløsningen 12 matet av utstøtningsdysen 42A fra katalysatoroppbevaringstanken 23 til det dreiende filter 11 etter å ha fanget partiklene, en tørkesone 47 for å tørke den bårede katalysator og en brennesone 48 for å brenne den ubrente partikkeldel i kombinasjon med varme gene-rert fra utløpsgassen 10 og den katalytiske effekt.

Imidlertid skal det bemerkes at den katalysatorbærende sone 46, tørkesonen 47 og brennesonen 48 vist på fig. 6, ikke er nøyaktig angitt og at disse sonene bare er vist som en rettledning.

Innretningen for eliminering av partikler ifølge oppfinnelsen fanger partikler i avløpsgassen 10 i partikkelfangesonen 45 til overflaten av filteret 4IA, sprøyter den alkaliske katalysatorløsning 12 i den katalysatorbærende sone 46 på de fangede partikler, for å dekke overflaten av disse, tørker den påsprøytede katalysator, samtidig som filteret 41A dreies og brenner partikler i brennesonen 48, for derved å nedbryte den ubrente del, f.eks. tjære, av partiklene ved lav temperatur, opptil 300 °C, og tømme utløpsgassen som ren gass 28.

Når det gjelder påsprøytningsmetoden for katalysatoren, kan det brukes en hvil-ken som helst kontinuerlig sprøytning, sprøytning ved bestemte intervaller og sprøytning avhengig av den mengde partikler som har festet seg og som er påvist ved hjelp av en fø-ler.

I utførelsen vist på fig. 7, kan flere av sprøytedysene 42A anordnes langs det sylindriske filterets 41A aksiale retning.

I utførelsen som vist på fig. 8, kan det sylindriske filter være fast i vertikal retningen ved å justere filterets rotasjonsakse i forhold til den vertikale akse, slik at strøm-men fra dysen 41A rettes nedover og minsker antallet dyser som må brukes.

Istedenfor å sprøyte katalysatorløsningen til filteret, kan innretningen alternativt forberedes med et nedsenkbart filter som vist på fig. 9.

Et slikt nedsenkbart filter kan egne seg for innretningen, hvor filteret 61 har et tverrsnitt i en konveks-konkav form, omfattende den konvekse del 61a og den konkave del 61b som vist på fig. 10, og ved at innretningen omfatter et filter med kompleks form, f.eks. en liten sylinder i gruppefilteret 63, hvor flere gassgjennomtrengbare sylindere 41A anbringes vertikalt på det sylindriske rørs 62 overflate, som vist på fig. 11.

[Fjerde utførelsesform]

I denne utførelse vil innretningen for eliminering av partikler i avgass som vist på fig. 1(C), som bruker det sylindriske filter med en innvendig rettet filtrering, og som bæ-rer katalysatoren ved hjelp av sprøyteanordningen, bli forklart.

Figurene 12(A) og 12(B) viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den fjerde utførelse.

Som vist på fig. 12 er innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen forsynt med en fangeanordning for å fange partikler ved hjelp av et sylindrisk formet filter 4IB av den innvendige filtreringstype, som støter partiklene i avgassen 10 ut fra innsiden av det sylindriske filter 4 IB via gassutstøtningsrøret 50, som har en ut-støtningsdyse 42B for katalysatorfesteanordningen for å tiltrekke katalysatorløsningen til partikkeloverflaten, og sprøytekatalysatorløsningen 12 på filterets 4IB overflate samtidig som det sylindriske filter 4 IB dreier og deretter brenner de ubrente partiklene i avgassen etter tørking av den påsprøytede katalysator.

Innretningen for eliminering av partikler ifølge oppfinnelsen, hvor det brukes et sylindrisk filter 4IB av den innvendige rettete filtreringstype, og som har en aksial kjerne i retningen loddrett på den vertikale akse, blir dreibart satt i avgassens behandlingsenhet 44 ved hjelp av rotasjonsenheten 43, som består av en fangesone 45 for å fange partiklene i avgassen 10, en katalysatorbæresone 46 for å sprøyte katalysatorløsningen 12 matet av utstøtningsdysen 42A fra katalysatoroppbevaringstanken 23 til det dreiende filter 11 som har fanget partiklene, en tørkesone 47 for å tørke den bårede katalysator og en brennesone 48 for å brenne den ubrente partikkeldel i kombinasjon med varme fra utløpsgassen 10 og den katalytiske effekt.

Innretningen for eliminering av partikler ifølge oppfinnelsen fanger partikler i avgassen 10 i partikkelfangesonen 45 til overflaten av filteret 4IB, sprøyter den alkaliske katalysatorløsning 12 inn i katalysatorbæresonen 46 på de fangede partikler, for å dekke deres overflate, tørker den påsprøytede katalysator samtidig som filteret 4IB dreier og brenner partikler i brennesonen 48, for derved å nedbryte den ubrente del, f.eks. tjære, av partiklene ved lav temperatur, opp til 300 °C, og støte ut utløpsgassen som ren gass 28.

[Femte utførelsesform]

I nevnte utførelse gjør innretningen for eliminering av partikler i avgass bruk av et fast filter som er forskjellig fra utførelsen som bruker et dreiende filter, og utfører bæringen av katalysatoren ved hjelp av en sprøyteanordning.

Fig. 13 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen.

Som vist på fig. 13 har innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen en fangeanordning for å fange partikler som er et fast, pilarformet filter 71, fester partiklene i avgassen 10 til utsiden til filteret 71, har en katalysatorfesteanordning forsynt med fire sprøytedyser 2A-D på utsiden av katalysatorfesteanordningen for å tiltrekke katalysatorløsningen 12 til overflaten av partiklene og brenner de ubrente partiklene i avgassen etter tørking av katalysatoren.

Selv om det pilarformede filter brukes for det faste filter i denne utførelsen, er det ingen begrensninger i formen som kan brukes. Sylindriske og polygenformede filtre kan også brukes og sprøytes med katalysatorløsningen 12 etter hverandre samtidig som ut-løpsgassen som skal dekkes blir svitsjet.

[Sjette utførelsesform]

I denne utførelse er det tilveiebrakt en innretning for eliminering av partikler i avgass ved hjelp av et fast filter og hvor bæringen av katalysatoren skjer ved hjelp av sprøy teanordningen.

Fig. 14 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den sjette utførelse.

Som vist på fig. 14 har innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen en fanganordning for å fange partikler som er et fast, pilarformet filter 81 som fester partiklene i avgassen 10 til utsiden av filteret 81, sprøyter katalysatorløsningen 12 til overflaten av partiklene som fanges på filteret 81 ved hjelp av sprøytedysen (ikke vist på figuren) og brenner den ubrente partikkeldel i avgassen etter tørking av den på-sprøytede katalysator.

Filteret 81 for å fange partiklene i denne utførelsen er et polygonformet filter med et rutet mønster på enden, som utgjøres ved vekselvis å stenge enden med en struper 82.

Som en fremgangsmåte for å tiltrekke katalysatoren, er det ikke nødvendig å bruke sprøytemetoden, og enhver fremgangsmåte som passende kan bære katalysatoren til filteret, f.eks. en fremgangsmåte for å senke ned den innvendige del av filteret i katalysa-torløsningen, kan brukes uten begrensninger.

[Sjuende utførelsesform]

I denne utførelse er det tilveiebrakt en utførelse for eliminering av partikler i avgass ved hjelp av et fast filter og utføre bæringen av katalysatoren ved hjelp av sprøyte-anordn ingen.

Fig. 15 er et skjema som viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den syvende utførelse.

Som vist på fig. 15 har innretningen en fanganordning for å fange partikler som er et laminert filter 91 med en kanalformet struktur som oppnås ved å brette et plateformet filter, feste partiklene i avgassen 10 til overflaten av filteret 91, sprøyte katalysator-løsningen 12 til overflaten av partiklene som fanges på filteret 91 ved hjelp av sprøytedy-sene (ikke vist på figuren) og brenne den ubrente partikkeldel i avgassen etter tørking av den påsprøytede katalysator. Nummer 92 representerer en struper.

I innretningen ifølge denne utførelse, kan det laminerte filter 91 bestå av filtre som består av laminerte plater i flere lag og ved vekselvis å stenge de begge endene med struperne 92.

Siden delene ved endene av det laminerte filter 91 ifølge utførelsen, utenom de delene som er stengt når struperne er åpen, kan de ubrente partikler festes til overflaten av filteret, renses og elimineres på en lett måte.

[Åttende utførelsesform]

I denne utførelse bruker innretningen for eliminering av partikler i avgass et fast filter og utfører bæringen av katalysatorene ved hjelp av en sprøyteanordning.

Fig. 16 viser innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge den åttende utførelse.

Som vist på fig. 16 har innretningen for eliminering av partikler i avgass ifølge oppfinnelsen en fanganordning for å fange partikler som er et filter 95 som utgjøres ved å sette flere smultringsformede platefiltre i hulningen 93 i den innvendige sylinder 94, feste partiklene i avgassen 10 til overflaten av filteret 91, sprøyte katalysatorløsningen 12 på partikkeloverflaten som fanges av filteret 91 ved hjelp av sprøytedyser (ikke vist på figuren) og brenne de ubrente partiklene i avgassen etter tørking av den påsprøytede katalysator.

Selv om det plateformede og sylinderformede filteret, eller det faste filteret som nevnt ovenfor, som filter brukt i denne utførelse, er det ingen begrensning i hvilke filtre som kan brukes for effektivt å fange partiklene i avgassen.

Det finnes forskjellige fremgangsmåter for installering av filteret, og et eksempel på installering er vist på fig. 17. Fig. 17(A) viser et uavhengig og den dreiende eller faste filter av sylindrisk form. Fig. 17(B) viser et filtersystem som består av tre filtre anordnet parallelt ved hjelp av rør for å utføre absorbering av partiklene på filteret, tørking av filteret og brenning av partiklene etter hverandre ved å svitsje mellom filtrene.

Fig. 17(C) viser et enhetsfilter som består av flere filtre.

Det vil nå bli beskrevet et eksempel på et rengjøringssystem for avgass forsynt med forskjellige innretninger for eliminering av partikler i avgassen beskrevet ovenfor, men det må imidlertid bemerkes at oppfinnelsens omfang ikke er begrenset til den føl-gende beskrivelse.

[Niende utførelsesform]

Fig. 18 viser rensesystemet for avgassen ifølge denne utførelsesformen.

Som vist på fig. 18 er rensesystemet for avgassen i denne utførelse et system for å rense avgass fra motorer og består av montering av en partikkelelimineringsinnretning 102 som er anbrakt i avgassens matebane fra motorer, store dieselmotorer 101 for båter, for å nedbryte og behandle flytende partikler i avgassen 10 og en påvisningsinnretning 103 på nedstrømssiden av partikkelelimineringsinnretningen 102 for å eliminere partikler og farlige emner, f.eks. nitrogenoksid, for derved å kunne sende ren gass 104 fra en pipe 105.

[Tiende utførelsesform]

Fig. 19 viser rensesystemet for avgass ifølge den tiende utførelse av oppfinnelsen.

Som vist på fig. 19 er rensesystemet for avgass ifølge utførelsen et system for å rense avgass fra motorer og består av montering av en partikkelelimineringsinnretning 102 som er anbrakt i avgassens matebane fra motorer, store dieselmotorer 101 for skip, for å nedbryte og behandle flytende partikler i avgassen 10, og systemet består av et av-gassresirkuleringssystem (EGR) for å resirkulere og sirkulere delen av avgassen, omtrent 30% mer eller mindre, som kommer fra en motor 101.

Selv om avgassen er en faktor for å sette ned forbrenningstemperaturen, gjør dette systemet ifølge oppfinnelsen det mulig å sende ren avgass som partikler har blitt eliminert fra, slik at mengden av nitrogenoksider som totalt produseres i avgassen over lang tid blir eliminert.

Især egner systemet seg for dieselmotorer i overflatetransportkjøretøy.

[Ellevte utførelsesform]

Fig. 20 viser rensesystemet for avgass ifølge den ellevte utførelse.

Som vist på fig. 20 er rensesystemet for avgass ifølge denne utførelse et system . for å rense avgasser fra motorer, f.eks. motorer for overflatetransport, herunder lastebiler, busser, biler, gaffeltrucker og brøytebiler og fast installerte motorer, herunder kompresso-rer og generatorer, og som består av montering av en partikkelelimineringsinnretning 102 som er anbrakt i avgassens matebane fra en dieselmotor 101, for å nedbryte og behandle flytende partikler i avgassen 10 og dinitrofiseringsinnretning 103 på nedstrøms siden av partikkelelimineringsinnretningen 102 for å eliminere partikler og farlige emner, f.eks. nitrogenoksid, for derved å sende ren gass 104 til atmosfæren.

[Tolvte utførelsesform]

Fig. 21 viser rensesystemet for avgass ifølge den tolvte utførelse.

Som vist på fig. 21 tilsvarer rensesystemet for avgass i denne utførelse ko-genereringssystemet og består av montering av en partikkelelimineringsinnretning 102 som er anbrakt i avgassens matebane fra en dieselmotorgenerator 111 for elektrisitet. I dette system er en denitrifiseringsinnretning 103 anbrakt på nedstrømssiden av partikkelelimineringsinnretningen 102 for å eliminere partikler og farlige emner, f.eks. nitrogenoksid for derved å kunne sende ren gass 104 ut i atmosfæren. Systemet gjenvinner varme som varmt vann ved hjelp av en varmegjenvinningskjele 112 ved utsendingen av den re-ne gass 104, og tar sikte på å forbedre energiutnyttelsen på en effektiv måte.

Følgelig gjør systemet ifølge denne utførelse det mulig å nedbryte og behandle den ubrente del av de flytende partikler (SPM) i avgassen fra motorer, f.eks. dieselmotorer for skip, overflatekjøretøy og faste installasjoner, ved en lav temperatur.

[Trettende utførelsesform]

Fig. 22 er et skjema som viser rensesystemet for avgass ifølge den trettende utfø-relse.

Som vist på fig. 22 er avgassens rensesystem ifølge denne utførelse et system for å rense avgass fra en gassifiseringsovn og som består av en partikkelelimineringsinnretning 102 montert i røkmatebanen fra gassifiseringsovnen 121 for å nedbryte og behandle de flytende partikler i avgassen 10 og en avnitrifiseringsinnretning 103 på nedstrømssi-den av partikkelelimineringsinnretningen 102, for å eliminere partikler og farlige emner, f.eks. nitrogenoksider og sende ren gass 104 gjennom pipen 105.

Som beskrevet ovenfor gjør rensesystemet for avgass som drives ifølge oppfinnelsen det mulig å nedbryte og eliminere partikler i avgassen, ikke bare fra motorer men også fra forskjellige forbrenningsovner, f.eks. søppelforbrenner, forbrenningsovner for industriavfall og slamforbrenningsovner, termiske nedbrytningsovner, smelteovner og lignende.

Claims

1. Fremgangsmåte for eliminering av partikler i avgass, særlig i avgass fra en motor, omfattende trinnene: å fange partiklene i avgassen, å feste en katalysator på de fangede partikler ved påføring av en katalysatorløs-ning i en løsningstilstand på de fangede partikler for å dekke overflaten av de fangede partikler med katalysatorløsningen, å gjennomtrenge katalysatorløsningen med fine porer i de fangede partikler, å tørke katalysatorløsningen på de fangede partikler, og å brenne og nedbryte de fangede partikler.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor katalysatorløsningen påføres de fangede partikler på utsiden av strømningen av avgassen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, hvor katalysatoren påføres partiklene ved sprøyting av katalysatorløsningen på de fangede partikler.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, hvor katalysatoren påføres partiklene ved innføring av de fangede partikler i katalysatorløsningen.

5. Fremgangsmåte ifølge foregående krav, hvor katalysatorløsningen inneholder minst et av alkalimetaller, alkaliske jordmetaller, sjøvann, og sjøvann som inneholder minst et av alkalimetallene og de alkaliske jordmetaller.