RU2270348C1

RU2270348C1 - Method of neutralizing exhaust gases of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2270348C1
Application number: RU2004128344/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Викторович Растопка (RU); Алексей Викторович Растопка; Леонид Борисович Кутарев (RU); Леонид Борисович Кутарев; Владимир Георгиевич Ковалев (RU); Владимир Георгиевич Ковалев; нова Валентина Алексеевна Ро (RU); Валентина Алексеевна Роянова; Александр Алексеевич Радин (RU); Александр Алексеевич Радин
Original assignee: Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации (Оа Вс Рф)
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-02-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines.

SUBSTANCE: method comes to delivery of waste gases from exhaust pipe of engine into reaction chamber where they are mixed with atmospheric air owing to ejection effect, and owing to heating element arranged inside chamber, optimum temperature conditions for final oxidation of fuel incomplete combustion products are created inside chamber. Filter-neutralizer is installed on reaction chamber, and at outlet of reaction chamber reduction of toxic compounds is provided owing to recirculation of part of gases through filter-neutralizer.

EFFECT: improved efficiency of neutralization of exhaust gases.

1 dwg

Description

Изобретение относится к применению двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и предназначено для снижения концентрации вредных выбросов в атмосферу.The invention relates to the use of internal combustion engines (ICE) and is intended to reduce the concentration of harmful emissions into the atmosphere.

Основными вредными веществами, присутствующими в выхлопных газах ДВС, являются: окись углерода СО - ядовитый бесцветный газ, вызывающий угар, и диоксид азота NO₂ - ядовитый бурый газ, вдыхание которого вызывает сильное раздражение дыхательных путей и может привести к отравлению. Снижение концентрации этих веществ в выхлопных газах более чем актуально при эксплуатации автотранспорта в условиях современных крупных городов.The main harmful substances present in the exhaust gases of internal combustion engines are: carbon monoxide CO - a poisonous colorless gas that causes carbon monoxide burning, and nitrogen dioxide NO ₂ - a poisonous brown gas, the inhalation of which causes severe irritation of the respiratory tract and can lead to poisoning. The decrease in the concentration of these substances in exhaust gases is more than relevant when operating vehicles in modern large cities.

Из известных способов нейтрализации отработавших газов наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в том, что отработавшие газы на выходе из выхлопной трубы смешивают с атмосферным воздухом в реакторной камере, при этом атмосферный воздух в реакторную камеру подают за счет энергии потока выхлопных газов, используя эффект эжекции (патент Великобритании, 2307293, кл. F 01 N 3/26, опубл. 1997). За счет кислорода, находящегося в атмосферном воздухе, в теплоизолированной реакторной камере происходит доокисление токсичных продуктов неполного сгорания топлива.Of the known methods for neutralizing exhaust gases, the closest to the proposed method is that the exhaust gases at the outlet of the exhaust pipe are mixed with atmospheric air in the reactor chamber, while atmospheric air is supplied to the reactor chamber due to the energy of the exhaust gas stream using the effect ejection (UK patent, 2307293, CL F 01 N 3/26, publ. 1997). Due to the oxygen in atmospheric air, in the thermally insulated reactor chamber there is an oxidation of toxic products of incomplete combustion of fuel.

Причем внутри камеры сгорания размещают нагревательный элемент для создания оптимального для продуктов неполного сгорания топлива температурного режима.Moreover, a heating element is placed inside the combustion chamber to create a temperature regime optimal for products of incomplete combustion of fuel.

Недостатком способа является отсутствие возможности поддержания на всех режимах работы ДВС, отсутствует возможность повышать степень очистки выхлопных газов при необходимости, например при проезде тоннелей и экстакад, эксплуатации автотранспорта вблизи детских и оздоровительных учреждений и т.д.The disadvantage of this method is the inability to maintain internal combustion engines at all operating modes, it is not possible to increase the degree of purification of exhaust gases if necessary, for example, when driving through tunnels and viaducts, operating vehicles near children's and recreational facilities, etc.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности нейтрализации отработавших газов ДВС.The objective of the invention is to increase the efficiency of exhaust gas after-treatment.

Поставленная задача решается тем, что в способе нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, включающем поступление отработавших газов из выхлопной трубы в реакторную камеру, где их смешивают с атмосферным воздухом, причем внутри камеры размещают нагревательный элемент для создания оптимального для продуктов неполного сгорания топлива температурного режима, на реакторную камеру устанавливают фильтр-нейтрализатор, а на выходе из реакторной камеры осуществляют снижение концентрации токсичных соединений за счет рециркуляции части газов через фильтр-нейтрализатор.The problem is solved in that in a method for neutralizing exhaust gases of an internal combustion engine, which includes the flow of exhaust gases from an exhaust pipe into a reactor chamber, where they are mixed with atmospheric air, and a heating element is placed inside the chamber to create a temperature regime optimal for products of incomplete combustion of fuel, a filter neutralizer is installed on the reactor chamber, and at the outlet of the reactor chamber, the concentration of toxic compounds is reduced due to p circulation of part of the gases through the filter converter.

Изобретение поясняется чертежом: где 1 - выхлопная труба; 2 - поток отработавших газов; 3 - реакторная камера; 4 - поток атмосферного воздуха; 5 - смесь потоков отработавших газов и атмосферного воздуха; 6 - теплоизолятор; 7 - нагревательный элемент; 8 - рециркуляционный поток (часть газов); 9 - фильтр-нейтрализатор; 10 - впускные и выпускные заслонки фильтра.The invention is illustrated in the drawing: where 1 is an exhaust pipe; 2 - exhaust gas flow; 3 - reactor chamber; 4 - a stream of atmospheric air; 5 - a mixture of flows of exhaust gases and atmospheric air; 6 - heat insulator; 7 - heating element; 8 - recirculation flow (part of the gases); 9 - filter neutralizer; 10 - inlet and outlet filter flaps.

Способ нейтрализации отработавших газов ДВС осуществляется следующим образом.The exhaust gas aftertreatment engine is as follows.

От двигателя по выхлопной трубе 1 проходит поток отработавших газов 2, направленных в реакторную камеру 3, куда за счет эжекции так же поступает атмосферный воздух 4. Смесь потоков отработавших газов и атмосферного воздуха 5 проходит реакторную камеру с теплоизолятором 6 и нагревательным элементом 7, где и осуществляются реакции доокисления, при этом окись углерода СО, вступая в реакцию с кислородом атмосферного воздуха, горит, превращаясь в углекислый газ CO₂. Для повышения степени очистки выхлопных газов часть их подвергается рециркуляции, при этом рециркуляционный поток 8 проходит через фильтр 9, где в качестве основы фильтрующего элемента может быть использована каустическая сода NaOH и перекись натрия Na₂O₂ для максимальной нейтрализации CO₂ и NO₂ (см. Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: "Химия", 1976, - с.407, 440, 559).The exhaust stream 2 passes from the engine through the exhaust pipe 1 to the reactor chamber 3, where atmospheric air 4 also flows through ejection. The mixture of exhaust gas and atmospheric air flows 5 passes through the reactor chamber with a heat insulator 6 and heating element 7, where additional oxidation reactions are carried out, while carbon monoxide CO, reacting with atmospheric oxygen, burns, turning into carbon dioxide CO ₂ . To increase the degree of purification of the exhaust gases, part of them is recycled, while the recirculation stream 8 passes through the filter 9, where caustic NaOH and sodium peroxide Na ₂ O ₂ can be used as the basis for the filtering element to maximize the neutralization of CO ₂ and NO ₂ (see Glinka NL General chemistry. - L .: "Chemistry", 1976, - p. 407, 440, 559).

2NO₂+NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O2NO ₂ + NaOH = NaNO ₃ + NaNO ₂ + H ₂ O

2CO₂+2N₂O₂=2Na₂CO₃+О₂.2CO ₂ + 2N ₂ O ₂ = 2Na ₂ CO ₃ + O ₂ .

Корпус фильтра выполняют с герметичными заслонками на входе и выходе 10 с возможностью их открытия и закрытия водителем по необходимости.The filter housing is made with airtight shutters at the inlet and outlet 10 with the possibility of their opening and closing by the driver if necessary.

Предложенное техническое решение позволит оснастить автотранспортную технику эффективным нейтрализатором отработавших газов, что благоприятно скажется на экологической обстановке как в целом, так и в непосредственной близости от объектов, к экологии которых предъявляются повышенные требования.The proposed technical solution will make it possible to equip motor vehicles with an effective exhaust gas neutralizer, which will favorably affect the environmental situation both in general and in close proximity to facilities, the ecology of which has high demands.

Claims

A method of neutralizing exhaust gases of an internal combustion engine, including the exhaust gas from the exhaust pipe into the reactor chamber, where they are mixed with atmospheric air, and a heating element is placed inside the chamber to create a temperature regime optimal for products of incomplete combustion of fuel, characterized in that the reactor chamber a filter neutralizer is installed, and at the outlet of the reactor chamber, the concentration of toxic compounds is reduced by recycling a portion scratch through a filter converter.