RU2155874C1 - Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей - Google Patents
Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155874C1 RU2155874C1 RU98123645A RU98123645A RU2155874C1 RU 2155874 C1 RU2155874 C1 RU 2155874C1 RU 98123645 A RU98123645 A RU 98123645A RU 98123645 A RU98123645 A RU 98123645A RU 2155874 C1 RU2155874 C1 RU 2155874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- lamp
- gas
- reactor
- pbo
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Реактор состоит из УФ-лампы длиной 50-150 см, имеющей сплошной спектр излучения в интервале 190-420 нм, вмонтированной в корпус из кислотостойкого материала. Очищаемый газ проходит в кольцевом пространстве между УФ-лампой и корпусом со скоростью 0,1-0,5 м/с. При этом происходит атомизация молекул газа с последующей рекомбинацией, приводящей к образованию стабильных молекул N2, CO2, PbO2. Реактор снабжен направляющими лопатками, создающими спиралеобразное движение, приводящее к возникновению центробежных сил, отбрасывающих твердые частицы (PbO2) на стенки корпуса, улавливаемые в ловушке. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки при меньшем расходе материалов. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к системам обезвреживания токсичных выхлопных газов автомобилей, а также может быть использовано для очистки токсичных газов стационарных двигателей внутреннего сгорания.
Известны термические нейтрализаторы, в которых осуществляются процессы пламенного дожигания оксида углерода до диоксида, а также окисление несгоревших в цилиндре углеводородов и альдегидов [1]. Реакция окисления проводится при температуре 500-600oC с подачей дополнительного воздуха и снижает концентрацию углеводородов примерно в 2 раза и оксида углерода в 2-3 раза. Термореакторы встраивают в выхлопную систему двигателя.
Недостатками известных термореакторов является неполная очистка выхлопных газов.
Известны каталитические реакторы, в которых нейтрализация токсичных выбросов достигается благодаря использованию каталитических процессов [2], которые позволяют не только уменьшить содержание оксида углерода и углеводородов, но одновременно осуществлять восстановление азота. Использование каталитических нейтрализаторов U-13, U-32 позволило снизить концентрацию CO на 80%, углеводородов - на 70%, NOx - на 50%. В качестве катализаторов используют платину, палладий, родий, рутений и другие металлы. Каталитические реакторы выполняются в виде двухкамерного аппарата, в первой камере нейтрализуются оксиды азота, во второй - оксиды углерода и углеводороды.
Недостатками известных каталитических реакторов являются необходимость их смены или очистки из-за отравления катализатора осаждающимся свинцом и другими веществами, выгорание катализатора и недостаточная эффективность очистки газов.
Известен каталитический нейтрализатор [3], содержащий корпус с входными и выходными патрубками и каталитический блок, соосно устанавливаемый в корпусе, в котором газ проходит по каналам, образованным навитыми по спирали плоской и гофрированной лентами, поверхность которых покрыта катализатором.
Недостатком известного каталитического реактора является быстрый износ катализатора и недостаточная эффективность очистки отработанных газов.
Известен реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов [4], устанавливаемый в начале выхлопной системы, содержащий корпус, ультрафиолетовый излучатель в виде УФ-лампы из кварцевого стекла, вмонтированной в корпус (прототип).
Недостатками известного реактора являются неполная очистка выхлопных газов и малый срок службы реактора из-за окислительной коррозии металла, из которого изготовлен реактор.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности очистки выхлопных газов от токсичных веществ и увеличение срока службы реактора.
Поставленная цель достигается путем использования в качестве источника высокой энергии импульсной ультрафиолетовой лампы (УФ-лампы) длиной в зависимости от мощности автомобиля от 50 до 150 см, излучающей сплошной спектр УФ-излучения (фиг. 1) в интервале 190-420 нм. Реактор имеет 2 ступени: в первой происходит атомизация молекул (А), во второй - рекомбинация (Р) с образованием новых нетоксичных молекул.
В первой ступени под действием УФ-излучения происходит атомизация, т.е. распад молекул веществ, содержащихся в выхлопных газах, с появлением большого количества активных атомов: N•, O•, C•, Pb•, Cl•, H• и других (разложение оксидов: N2O ←→ 2N•+ O•; и т.п.). УФ-реактор с непрерывным спектром излучения имеет набор частот, удовлетворяющий перечисленные реакции.
Во второй ступени происходит рекомбинация атомов, приводящая к образованию наиболее устойчивых прочных молекул: N2, CO2, PbO2, H2O. Итогом этих двух процессов является детоксикация выхлопных газов автомобилей. Схема реактора изображена на фиг. 2. Первая ступень содержит следующие элементы: корпус реактора 1, изготовленный из кислотостойкого материала, в качестве которого используют нержавеющую сталь, кислотостойкую пластмассу, внутреннее кислотостойкое покрытие обычной стали и другие, необходимые для защиты корпуса от окислительной коррозии кислотообразующими оксидами, например NO2, N2O3, и атомарными окислителями, например кислородом, хлором и другими; патрон для электропроводки 2; цилиндрический ксеноновый УФ-излучатель 3. Очищаемый газ проходит по кольцевому пространству между корпусом и УФ-излучателем со скоростью 0,1-0,5 м/с. Более низкая скорость необходима в случае присутствия в выхлопных газах смолистых веществ. Вторая ступень также имеет корпус 4 (меньшего диаметра) из кислотостойкого материала, цилиндрический фильтр 5, предназначенный для очистки выхлопных газов от твердых частиц и ловушки для них 6. Струи газа, направляемые лопатками 8, двигаются спиралеобразно по касательной, благодаря чему возникают центробежные силы, фильтруются в газопровод 7 и одновременно очищают фильтр, что улучшает его производительность. Твердые частицы диоксида свинца и других твердых веществ центробежными силами отбрасываются на стенки корпуса и попадают в ловушку 6 для твердых частиц. Очищенный газ далее проходит через выхлопную систему автомобиля и выпускается в атмосферу.
Пример. УФ-реактор длиной 0,5 м был установлен в газоходе автомобиля ВАЗ-2108 перед глушителем. Для обеспечения потребности в кислороде выхлопные газы разбавлялись воздухом при температуре 22oC в объеме 10-15% от количества выхлопных газов двигателя. Результаты анализа составов газов приведены в табл. 1, согласно которой эффективность очистки от формальдегида, тетраэтилсвинца (ТЭС), бензпирена (C20H12) и смолистых веществ составила 100%. Эффективность очистки от NO2 - 99,8%, от CO - 99,9%.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности очистки выхлопных газов при помощи УФ-реактора.
Основными преимуществами очистки выхлопных газов автомобилей с помощью УФ-реактора являются высокая эффективность очистки при меньшем расходе материалов, низкая стоимость реактора и увеличение межремонтного периода.
Список литературы
1. Herrin, R.I Lean. Thermal Reactor Performance Characteristics - A Society Study, SAE Paper 760319 (1996).
1. Herrin, R.I Lean. Thermal Reactor Performance Characteristics - A Society Study, SAE Paper 760319 (1996).
2. Путилов А.В. Адсорбционно-каталитические методы очистки газовых сред. - М.: Химия, 1984.
3. Патент Великобритании N 1450799, кл. B 1 F, опубл. 1977.
4. Заявка Франции N 2481945, кл. B 01 D 53/34, опубл. 1981.
Claims (1)
- Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей, устанавливаемый в начале выхлопной системы, содержащий ультрафиолетовый излучатель в виде УФ-лампы из кварцевого стекла, вмонтированной в корпус, отличающийся тем, что длина лампы составляет в зависимости от мощности автомобиля от 50 до 150 см, лампа имеет сплошной спектр УФ-излучения в интервале 190 - 420 нм, лампа вмонтирована в корпус из кислотостойкого материала так, что очищаемый газ проходит со скоростью 0,1 - 0,5 м/с в кольцевом пространстве между УФ-лампой и корпусом, причем твердые частицы отбрасываются к стенкам корпуса и далее в ловушку для сбора твердых частиц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123645A RU2155874C1 (ru) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123645A RU2155874C1 (ru) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2155874C1 true RU2155874C1 (ru) | 2000-09-10 |
Family
ID=20213980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123645A RU2155874C1 (ru) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2155874C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458075C2 (ru) * | 2007-11-14 | 2012-08-10 | Никкисо Ко., Лтд. | Способ атомизации |
-
1998
- 1998-12-25 RU RU98123645A patent/RU2155874C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458075C2 (ru) * | 2007-11-14 | 2012-08-10 | Никкисо Ко., Лтд. | Способ атомизации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2168053C2 (ru) | Способ и устройство для уменьшения вредных компонентов и загрязняющих примесей в выхлопных газах двигателя | |
US6038854A (en) | Plasma regenerated particulate trap and NOx reduction system | |
US6557340B1 (en) | System and method for purifying exhaust gases | |
US4902487A (en) | Treatment of diesel exhaust gases | |
US5863413A (en) | Method for using hydroxyl radical to reduce pollutants in the exhaust gases from the combustion of a fuel | |
Hoard | Plasma-catalysis for diesel exhaust treatment: current state of the art | |
EP1342886B1 (en) | Emission control | |
US6775972B2 (en) | Purification of exhaust gases | |
RU2386078C2 (ru) | Система доставки каталитического аэрозоля и способ катализирования горения топлива | |
JPH08509651A (ja) | 気相からの沈着による金属触媒回収のための触媒ベッセル | |
US6835689B1 (en) | NH3 generation catalysts for lean-burn and diesel applications | |
Tran et al. | Reduction of NOx by plasma-facilitated catalysis over In-doped γ-alumina | |
JPH11324652A (ja) | 自動車の有害物質の放出を低減する方法 | |
US3197955A (en) | Purification of internal combustion engine exhaust gas | |
US6479023B1 (en) | System for converting particulate matter in gasoline engine exhaust gases | |
WO2000043102A2 (en) | Process and reactor for plasma assisted gas processing | |
WO1997049480A1 (fr) | Procede de purification d'emissions gazeuses | |
US4315895A (en) | Method and apparatus for purification of exhaust gases | |
EP0741236A1 (en) | Device for removing solid particles from exhaust gases, design of a unit for neutralising harmful waste gases and a method of manufacturing said unit | |
RU2155874C1 (ru) | Реактор для нейтрализации токсичных выхлопных газов автомобилей | |
WO1999010632A1 (en) | Diesel exhaust aftertreatment system and process | |
KR19990015902A (ko) | 플라즈마 방전을 이용한 엔진의 연소효율증대 및 배기가스감소장치 | |
Babaie | Reduction of diesel engine exhaust emissions using non-thermal plasma technology | |
US5234671A (en) | Reduction of nitrogen oxide in effluent gases using formaldehyde and/or formaldehyde-derived free radicals | |
RU2023177C1 (ru) | Каталитический нейтрализатор отработавших газов |