RU2189464C2 - Internal combustion engine exhaust gas catalyst converter with regeneration of cleaning - Google Patents
Internal combustion engine exhaust gas catalyst converter with regeneration of cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189464C2 RU2189464C2 RU2000130828/06A RU2000130828A RU2189464C2 RU 2189464 C2 RU2189464 C2 RU 2189464C2 RU 2000130828/06 A RU2000130828/06 A RU 2000130828/06A RU 2000130828 A RU2000130828 A RU 2000130828A RU 2189464 C2 RU2189464 C2 RU 2189464C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- oxidizing
- gas
- internal combustion
- catalytic
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, в частности дизельных. The invention relates to mechanical engineering, namely to engine building, and can be used for cleaning exhaust gases of internal combustion engines, in particular diesel ones.
Известен каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с коаксиально установленными с образованием полости между ними пористыми металлокерамическими окислительными и восстановительными каталитическими блоками, входным и выходным патрубками с фланцами, канал для подвода вспомогательного газа. Канал для подвода вспомогательного газа соединен с сообщающимися полостями, образованными между внутренней поверхностью корпуса и наружными поверхностями окислительных пористых металлокерамических каталитических блоков (см. патент РФ 2120554, МПК 6 F 01 N 3/28). Known catalytic converter for exhaust gases of an internal combustion engine, comprising a housing with coaxially installed with the formation of a cavity between them porous metal-ceramic oxidizing and reducing catalytic blocks, inlet and outlet pipes with flanges, a channel for supplying auxiliary gas. The auxiliary gas supply channel is connected to interconnected cavities formed between the inner surface of the housing and the outer surfaces of the oxidative porous cermet catalytic blocks (see RF patent 2120554, IPC 6 F 01 N 3/28).
Недостатками известного нейтрализатора является, во-первых, то, что отработавшие газы поступают непосредственно на каталитические блоки, не имеют предварительной очистки твердых частиц, блоки забиваются или дезактивируются; во-вторых, раздельная последовательная установка каталитических блоков очистки от различных компонентов приводит к повышению суммарного гидравлического сопротивления нейтрализатора, что приводит в конечном итоге к снижению мощности двигателя и увеличению удельного расхода топлива; в-третьих, каталитические блоки, как правило, имеют средний размер пор в пределах от 100 до 200 мкм для обеспечения приемлемых габаритов и допустимых противодавлений, а при таком исполнении часть твердых частиц, включая сажу, с размерами 1. . . 30 мкм имеет возможность проникать через пористые стенки блоков нейтрализатора. The disadvantages of the known catalyst is, firstly, that the exhaust gases flow directly to the catalytic blocks, do not have a preliminary purification of solid particles, the blocks become clogged or deactivated; secondly, separate sequential installation of catalytic units for cleaning various components leads to an increase in the total hydraulic resistance of the converter, which ultimately leads to a decrease in engine power and an increase in specific fuel consumption; thirdly, the catalytic blocks, as a rule, have an average pore size in the range from 100 to 200 microns to ensure acceptable dimensions and allowable backpressures, and with this design, part of the solid particles, including soot, with sizes 1.. . 30 microns has the ability to penetrate through the porous walls of the blocks of the Converter.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с внешней и внутренними стенками, теплоизоляцией между ними, торцевыми крышками, входным и выходным патрубками, последовательно расположенным относительно входного патрубка сажевым фильтром, пористыми металлокерамическими окислительным и восстановительным каталитическими блоками, реактором, разделенным каталитическими блоками и перегородками на отдельные полости (см. патент Российской Федерации 2023179, МПК 5 F 01 N 3/28). Closest to the proposed invention in technical essence (prototype) is a catalytic converter of exhaust gases of an internal combustion engine, comprising a housing with external and internal walls, heat insulation between them, end caps, inlet and outlet pipes, sequentially located relative to the inlet pipe with a particulate filter, porous cermet oxidizing and reducing catalytic blocks, a reactor separated by catalytic blocks and partitions and on individual cavities (see patent of the Russian Federation 2023179, IPC 5 F 01 N 3/28).
Однако при использовании известного каталитического нейтрализатора не обеспечивается достаточное удобство эксплуатации, так как при периодической регенерации термическому или термохимическому воздействию подвергаются все фильтры и каталитические блоки независимо от их состояния. При дезактивации каталитических блоков или выходе из строя сажевого фильтра необходимо снимать нейтрализатор из системы выпуска и делать полную разборку нейтрализатора. При этом неизбежным является простой дизеля. However, when using the known catalytic converter, sufficient operating convenience is not ensured, since during periodic regeneration, all filters and catalytic units are subjected to thermal or thermochemical influence, regardless of their condition. When the catalytic units are deactivated or the particulate filter fails, it is necessary to remove the converter from the exhaust system and completely disassemble the converter. At the same time, a simple diesel engine is inevitable.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном каталитическом нейтрализаторе отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки, содержащем корпус с внешней и внутренней стенками, теплоизоляцией между ними, торцевыми крышками, входным и выходным патрубками, последовательно расположенным относительно входного патрубка сажевым фильтром, пористыми металлокерамическими окислительным и восстановительным каталитическими блоками, перегородку, разделяющую корпус на отдельные полости, вышеупомянутые сажевый фильтр и разделенные перегородкой пористые металлокерамические окислительный и восстановительный каталитические блоки, каждый из которых оснащен индивидуальной торцевой крышкой со съемником, установлены поперек корпуса. В нейтрализатор дополнительно введен коллектор перепуска газов, размещенный между внутренними полостями пористых металлокерамических окислительного и восстановительного каталитических блоков. Коллектор перепуска газов снабжен форсункой для подачи дополнительного газа, преимущественно аммиака, или раствора аммиака, или раствора карбамида. The essence of the invention lies in the fact that in the known catalytic converter of exhaust gases of an internal combustion engine with a cleaning regeneration comprising a housing with external and internal walls, thermal insulation between them, end caps, inlet and outlet pipes, sequentially arranged relative to the inlet pipe with a particulate filter, porous cermet oxidizing and reducing catalytic blocks, a partition dividing the housing into separate cavities, the aforementioned soot th filter and separated by a partition porous cermet oxidation and reduction catalyst units each of which is equipped with individual end cap remover, mounted transversely of the housing. A gas bypass collector located between the internal cavities of the porous metal-ceramic oxidizing and reducing catalytic blocks is additionally introduced into the converter. The gas bypass manifold is equipped with a nozzle for supplying additional gas, mainly ammonia, or an ammonia solution, or a urea solution.
Пористые проницаемые металлокерамические каталитические блоки могут быть выполнены по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Как и сажевый фильтр, они изготовлены в виде стаканов, в днища которых через торцевые крышки вворачиваются на резьбе съемники. Porous permeable cermet catalytic blocks can be made using self-propagating high temperature synthesis technology. Like the particulate filter, they are made in the form of glasses, in the bottom of which pullers are screwed onto the threads through the end caps.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается поперечной по отношению к оси корпуса установкой фильтра и каталитических блоков, наличием индивидуальных торцевых крышек со съемниками, введением коллектора перепуска газов между внутренними полостями окислительного и восстановительного каталитического блоков, оснащенного форсункой для подачи дополнительного газа, преимущественно аммиака, или раствора аммиака, или раствора карбамида. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is distinguished by the installation of a filter and catalytic units transverse to the housing axis, the presence of individual end caps with pullers, the introduction of a gas bypass manifold between the internal cavities of the oxidizing and reducing catalytic blocks, equipped with an nozzle for supplying additional gas, mainly ammonia, or ammonia solution, or urea solution. Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."
В известных технических решениях не обнаружено совокупности отличительных признаков, характеризующих предложенное техническое решение и используемых для решения экологической задачи, поэтому техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". In the known technical solutions, no combination of distinctive features was found characterizing the proposed technical solution and used to solve the environmental problem, therefore, the technical solution meets the criterion of "inventive step".
Техническим результатом является повышение удобства эксплуатации путем обеспечения замены вышедших из строя каталитических блоков и сажевых фильтров без съема нейтрализатора с места его установки и полной разборки его. Это приводит к сокращению простоев техники с дизельным приводом, к возможности организации регенерации каталитических блоков и фильтрующих элементов без остановки техники в стационарных условиях за счет подачи дополнительного газа, преимущественно аммиака, или раствора аммиака, или раствора карбамида, до достижения отработавшими газами двигателя восстановительного блока, происходит связывание свободного кислорода, поэтому, при недостатке последнего, процессы восстановления идут интенсивнее и происходит более качественная очистка от окислов азота. The technical result is to increase the convenience of operation by ensuring the replacement of failed catalytic units and particulate filters without removing the converter from its installation and completely disassembling it. This leads to a reduction in the downtime of equipment with a diesel drive, to the possibility of organizing the regeneration of catalytic units and filter elements without stopping the equipment in stationary conditions by supplying additional gas, mainly ammonia, or an ammonia solution, or a urea solution, until the exhaust gas reaches the recovery unit, binding of free oxygen occurs, therefore, with a lack of the latter, the recovery processes are more intense and better cleaning takes place from nitrogen oxides.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где изображен продольный осевой разрез каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки. The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal axial section of a catalytic converter of an exhaust gas of an internal combustion engine with a cleaning regeneration.
Каталитический нейтрализатор отработавших газов содержит корпус 1 с внешней стальной 2 и внутренней металлокерамической 3 стенками, установленными с зазором 4 в выступах 5 и 6 на торцевых крышках 7 и 8, закрепленных на фланцах 9 и 10 корпуса. Зазор 4 одновременно является теплоизоляцией. Торцевые крышки 7 и 8 покрыты слоями 11 и 12 металлокерамики. В поперечных направляющих 13,14,15 установлены последовательно, поперечно оси корпуса 1 сажевый фильтр 16 с крестообразной навивкой 17 из углеродистых нитей и стальной проволоки, пористые металлокерамические каталитические блоки: 18 - окислительный, 19 - востановительный. The exhaust gas catalytic converter comprises a housing 1 with an external steel 2 and an internal ceramic-metal 3 walls installed with a gap 4 in the protrusions 5 and 6 on the end caps 7 and 8, mounted on the flanges 9 and 10 of the housing. The gap 4 is also thermal insulation. End caps 7 and 8 are covered with layers 11 and 12 of cermets. In the transverse guides 13,14,15, a diesel particulate filter 16 with crosswise winding 17 made of carbon filaments and steel wire was installed sequentially, transversely to the axis of the housing 1, porous cermet catalytic blocks: 18 - oxidative, 19 - recovery.
Поперечные направляющие 13,14,15 оснащены крепежными фланцами 20,21,22, на которых установлены индивидуальные торцевые крышки 23,24,25 со съемниками 26,27,28. Нейтрализатор имеет входной патрубок 29 с фланцем 30 и выходной патрубок 31 с фланцем 32. Нейтрализатор имеет глухую поперечную перегородку 33 между блоками 18 и 19. Каталитические блоки, фильтр 16 и перегородка 33 делят реактор на несколько полостей: внутреннюю полость 34 сажевого фильтра, промежуточную полость 35 между поверхностями сажевого фильтра 16 и окислительного блока 18, внутреннюю полость 36 окислительного блока 18, полость 37 коллектора 38 перепуска газов, внутреннюю полость 39 восстановительного блока 19, полость 40 очищенных газов. В коллектор 38, полость которого соединена с полостями 36 и 39 блоков 18 и 19, введена форсунка 41 для подачи дополнительного газа, преимущественно аммиака, или раствора аммиака, или раствора карбамида. Во входном патрубке 29 установлен датчик температуры 42. В торцевой крышке 7 со стороны сажевого фильтра 16 размещен датчик давления 43. В выходном патрубке 31 расположен кислородный датчик 44. Transverse guides 13,14,15 are equipped with mounting flanges 20,21,22, on which individual end caps 23,24,25 with pullers 26,27,28 are installed. The converter has an inlet pipe 29 with a flange 30 and an outlet pipe 31 with a flange 32. The converter has a blind transverse baffle 33 between blocks 18 and 19. Catalytic blocks, a filter 16 and a baffle 33 divide the reactor into several cavities: the inner cavity 34 of the particulate filter, the intermediate cavity 35 between the surfaces of the particulate filter 16 and the oxidizing unit 18, the internal cavity 36 of the oxidizing unit 18, the cavity 37 of the gas bypass collector 38, the internal cavity 39 of the reducing unit 19, the purified gas cavity 40. In the manifold 38, the cavity of which is connected to the cavities 36 and 39 of the blocks 18 and 19, a nozzle 41 is introduced to supply additional gas, mainly ammonia, or an ammonia solution, or a urea solution. A temperature sensor 42 is installed in the inlet pipe 29. A pressure sensor 43 is placed in the end cap 7 on the particulate filter 16 side. An oxygen sensor 44 is located in the output pipe 31.
Каталитический нейтрализатор работает следующим образом. Отработавшие газы попадают по патрубку 29 во внутреннюю полость 34 сажевого фильтра 16, очищаются на поверхности последнего и выходят в полость 35. Затем газы проходят через стенки пористого металлокерамического окислительного блока 18 и освобождаются от продуктов неполного сгорания, входят во внутреннюю полость окислительного блока 18, следуют по коллектору 38 во внутреннюю полость 39 восстановительного блока 19. Проходя через пористые проницаемые каталитические структуры блока 19, газы окисляются от окислов азота и выходят в полость 40 очищенных газов, а затем по патрубку 31 выходят из нейтрализатора. Показания противодавления, создаваемого нейтрализатором, от датчика 43 и температуры от датчика 42 служат сигналом замены фильтра 16. Показания датчика 44 служат сигналом включения системы подачи через форсунку 41 дополнительного газа или растворов в коллектор 38. The catalytic converter operates as follows. The exhaust gases flow through the pipe 29 into the inner cavity 34 of the particulate filter 16, are cleaned on the surface of the particulate filter and exit into the cavity 35. Then the gases pass through the walls of the porous cermet oxidizing block 18 and are freed from products of incomplete combustion, enter the inner cavity of the oxidizing block 18, followed by along the manifold 38 into the inner cavity 39 of the reduction block 19. Passing through the porous permeable catalytic structures of the block 19, the gases are oxidized from nitrogen oxides and exit into the cavity 40 gases, and then through the pipe 31 exit the converter. The counter pressure generated by the converter from the sensor 43 and the temperature from the sensor 42 serve as a signal to replace the filter 16. The sensor 44 readings serve as a signal to turn on the supply system through the nozzle 41 for additional gas or solutions to the manifold 38.
Для замены фильтра 16 и каталитических блоков 18 и 19 их индивидуальные крышки 23,24,25 освобождаются от крепежа и за съемники 26,27,28 производится выемка. To replace the filter 16 and the catalytic units 18 and 19, their individual covers 23,24,25 are released from the fasteners and a notch is made for the strippers 26,27,28.
В сравнении с известными техническими решениями такое выполнение каталитического нейтрализатора обеспечивает улучшение эксплуатационных качеств последнего, приводит к экономии топлива за счет своевременности замены фильтров и повышает качество очистки газов за счет подачи дополнительного газа, преимущественно аммиака, или раствора аммиака, или раствора карбамида. In comparison with the known technical solutions, such a catalytic converter improves the performance of the latter, leads to fuel economy due to the timely replacement of filters and improves the quality of gas purification by supplying additional gas, mainly ammonia, or ammonia solution, or urea solution.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный нейтрализатор отработавших газов будет иметь качества безостановочной работы и высокую степень очистки газов дизелей. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed exhaust gas neutralizer will have the quality of non-stop operation and a high degree of purification of diesel gases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130828/06A RU2189464C2 (en) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | Internal combustion engine exhaust gas catalyst converter with regeneration of cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130828/06A RU2189464C2 (en) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | Internal combustion engine exhaust gas catalyst converter with regeneration of cleaning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2189464C2 true RU2189464C2 (en) | 2002-09-20 |
Family
ID=20243172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000130828/06A RU2189464C2 (en) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | Internal combustion engine exhaust gas catalyst converter with regeneration of cleaning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2189464C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516738C2 (en) * | 2012-04-24 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Catalytic neutraliser for diesel |
-
2000
- 2000-12-08 RU RU2000130828/06A patent/RU2189464C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516738C2 (en) * | 2012-04-24 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Catalytic neutraliser for diesel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8887495B2 (en) | Ash filter, exhaust gas treatment system incorporating the same and method of using the same | |
KR100595407B1 (en) | Particulate matter reducing apparatus | |
EP0789135B1 (en) | Exhaust gas purifier | |
EP0690212B1 (en) | A method for utilising a silencer unit and an arrangement for applying the method in a large diesel engine | |
KR100814204B1 (en) | Exhaust gas system | |
KR20040062962A (en) | Rolling Regeneration Diesel Particulate Trap | |
US7247185B2 (en) | Device for treatment of a gas flow | |
RU2189464C2 (en) | Internal combustion engine exhaust gas catalyst converter with regeneration of cleaning | |
JP2004510908A (en) | Gas flow processing procedures and devices | |
JP3566905B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
US5214020A (en) | Backwash type particulate filter | |
RU2391522C2 (en) | Catalytic converter of waste gases with gas-distributing mechanism | |
KR101011758B1 (en) | After-treatment apparatus for treating exhaust gases from diesel engines | |
RU2188326C2 (en) | Diesel engine catalyst converter | |
RU2038124C1 (en) | Device for purifying gases | |
JP2004108194A (en) | Exhaust emission control device | |
RU2258815C2 (en) | Diesel engine exhaust gases two-stage soot filter | |
WO2005003528A8 (en) | A filter assembly for treatment of a glas flow, and a particulate filter | |
RU2272157C1 (en) | Multicyclone gas converter | |
RU2163300C1 (en) | Diesel engine multistage catalyst converter | |
RU2256803C1 (en) | Diesel engine catalyst converter with regeneration of cleaning | |
JP2007046516A (en) | Exhaust gas treatment device | |
RU2215880C2 (en) | Exhaust gas multistage combination catalyst converter for diesel engine | |
CN107035481A (en) | The high-order processing unit of diesel motor smoke evacuation purification | |
RU2166104C2 (en) | Multistage catalytic converter for diesel engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031209 |