RU2272158C1 - Multistage cyclone converter - Google Patents

Multistage cyclone converter Download PDF

Info

Publication number
RU2272158C1
RU2272158C1 RU2004118128/06A RU2004118128A RU2272158C1 RU 2272158 C1 RU2272158 C1 RU 2272158C1 RU 2004118128/06 A RU2004118128/06 A RU 2004118128/06A RU 2004118128 A RU2004118128 A RU 2004118128A RU 2272158 C1 RU2272158 C1 RU 2272158C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
reactor
solid particles
exhaust gas
catalytic
Prior art date
Application number
RU2004118128/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004118128A (en
Inventor
Александр Леонидович Новоселов (RU)
Александр Леонидович Новоселов
Александр Владимирович Стороженко (RU)
Александр Владимирович Стороженко
Алла Александровна Мельберт (RU)
Алла Александровна Мельберт
Александра Анатольевна Жуйкова (RU)
Александра Анатольевна Жуйкова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2004118128/06A priority Critical patent/RU2272158C1/en
Publication of RU2004118128A publication Critical patent/RU2004118128A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2272158C1 publication Critical patent/RU2272158C1/en

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; compression ignition internal combustion engines.
SUBSTANCE: proposed converter has housing with twin walls with heat insulation in between, end face cover, inlet and outlet ports, reactor with exhaust gas catalytic cleaning unit and cross partition with holes. Solid particles filter is placed in reactor. Exhaust gas catalytic cleaning unit is made of coaxial porous permeable cermet oxidizing and reducing blocks installed on cross partition over solid particles filter. Housing is cyclone provided with upper cylindrical, middle conical and lower parts. Lower part consists of conical envelope. Inlet port furnished with inlet branch pipe has tangentially expanding cut into housing reaching inner walls of housing. Device to remove solid particles is provided.
EFFECT: improved cleaning of exhaust gases, simplified design of converter.
1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.The invention relates to mechanical engineering, namely to engine building, and can be used for purification of exhaust gases of internal combustion engines with compression ignition.

Известен каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двойными стенками, теплоизоляцией между ними, торцевыми крышками, входным и выходным окнами, теплообменником, реактором, ограниченным устройством первичной очистки отработавших газов от твердых частиц и снабженным блоком каталитической очистки отработавших газов, а также поперечными перегородками с отверстиями. Впускное окно теплообменника сообщено с подогревателем, выпускная труба которого размещена вдоль оси корпуса и соединена с выпускным окном теплообменника. Концевая часть выпускной трубы подогревателя выполнена перфорированной и расположена внутри блока каталитической очистки отработавших газов, являющегося катализатором с псевдоожиженным слоем. Устройство первичной очистки отработавших газов от твердых частиц ограничено внутренними стенками корпуса, наружной поверхностью реактора с теплообменником и выполняет функцию инерционной ступени очистки отработавших газов от твердых частиц вокруг встроенного в корпус реактора (см. авторское свидетельство СССР №1188344, МПК F 01 N 3/28, опубл. 1985).Known catalytic converter for exhaust gases of an internal combustion engine, comprising a housing with double walls, heat insulation between them, end caps, inlet and outlet windows, a heat exchanger, a reactor, a limited device for primary purification of exhaust gases from solid particles and equipped with a catalytic exhaust gas treatment unit, as well transverse partitions with holes. The inlet window of the heat exchanger is communicated with a heater, the exhaust pipe of which is placed along the axis of the housing and connected to the outlet window of the heat exchanger. The end part of the exhaust pipe of the heater is perforated and located inside the catalytic exhaust gas treatment unit, which is a fluidized bed catalyst. The device for primary purification of exhaust gases from solid particles is limited by the internal walls of the vessel, by the outer surface of the reactor with a heat exchanger and performs the function of an inertial stage for cleaning exhaust gases from solid particles around the reactor integrated in the vessel (see USSR author's certificate No. 1188344, IPC F 01 N 3/28 Publ. 1985).

Основным недостатком описанного нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания является низкая степень очистки отработавших газов, во-первых, вследствие проскока твердых частиц через псевдоожиженный слой катализатора, во-вторых, вследствие отсутствия селективной очистки отработавших газов в отдельных ступенях нейтрализации.The main disadvantage of the described exhaust gas catalyst of an internal combustion engine is the low degree of purification of exhaust gases, firstly, due to the breakthrough of solid particles through the fluidized bed of the catalyst, and secondly, due to the lack of selective purification of exhaust gases in individual stages of neutralization.

Известен также циклонный нейтрализатор отработавших газов многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, снабженного выпускными трубопроводами, содержащий корпус с двойными стенками, теплоизоляцией между ними, торцевой крышкой, входным и выходным окнами, реактором, ограниченным устройством первичной очистки отработавших газов от твердых частиц и снабженным блоком каталитической очистки отработавших газов, а также поперечными перегородками с отверстиями, одновременно являющимися входной и выходной решетками. Нейтрализатор дополнительно содержит преобразователь импульсов, выполненный в виде последовательно соединенных конфузора, смесительной камеры и диффузора, резонатор и присоединительный патрубок. Диффузор подключен к входному окну, а конфузор сообщен с выпускными трубопроводами через присоединительный патрубок. Внутренняя полость присоединительного патрубка разделена на каналы по числу выпускных трубопроводов. На боковой поверхности присоединительного патрубка выполнено отверстие. Резонатор выполнен в виде кожуха, охватывающего присоединительный патрубок с образованием камеры в зоне отверстия. В качестве блока каталитической очистки отработавших газов использован катализатор с псевдоожиженным слоем. Устройство первичной очистки отработавших газов от твердых частиц ограничено внутренними стенками корпуса, наружной поверхностью реактора и выполняет функцию инерционной ступени очистки отработавших газов от твердых частиц вокруг встроенного в корпус реактора (патент РФ №2013580, МПК F 01 N 3/28, опубл. 1994).Also known is a cyclone exhaust gas converter of a multi-cylinder internal combustion engine equipped with exhaust pipes, comprising a housing with double walls, heat insulation between them, an end cap, inlet and outlet windows, a reactor limited to a device for primary purification of exhaust gases from solid particles and equipped with a catalytic unit for exhaust treatment gases, as well as transverse partitions with holes that are simultaneously the input and output gratings. The Converter further comprises a pulse Converter, made in the form of series-connected confuser, a mixing chamber and a diffuser, a resonator and a connecting pipe. The diffuser is connected to the inlet window, and the confuser is in communication with the exhaust pipes through the connecting pipe. The internal cavity of the connecting pipe is divided into channels by the number of exhaust pipelines. An opening is made on the side surface of the connecting pipe. The resonator is made in the form of a casing covering the connecting pipe with the formation of a chamber in the area of the hole. A fluidized bed catalyst was used as a catalytic exhaust gas cleaning unit. The device for primary purification of exhaust gases from solid particles is limited by the inner walls of the vessel, the outer surface of the reactor and performs the function of the inertial stage of purification of exhaust gases from solid particles around the reactor integrated in the vessel (RF patent No. 20133580, IPC F 01 N 3/28, publ. 1994) .

Основным недостатком каталитического нейтрализатора отработавших газов многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания является низкая степень очистки отработавших газов вследствие отсутствия многоступенчатой селективной очистки отработавших газов от продуктов неполного сгорания, твердых частиц и оксидов азота.The main disadvantage of the exhaust gas catalytic converter of a multi-cylinder internal combustion engine is the low degree of exhaust gas purification due to the lack of multi-stage selective exhaust gas purification from incomplete combustion products, particulate matter and nitrogen oxides.

Задача изобретения - повышение степени очистки отработавших газов и упрощение конструкции нейтрализатора.The objective of the invention is to increase the degree of purification of exhaust gases and simplifying the design of the converter.

Поставленная задача решается тем, что в нейтрализаторе, содержащем корпус с двойными стенками, теплоизоляцией между ними, торцевой крышкой, входным и выходным окнами, реактор, снабженный блоком каталитической очистки отработавших газов, в реактор введен фильтр твердых частиц, выполненный в виде пористого проницаемого металлокерамического блока, а блок каталитической очистки выполнен из соосных пористых проницаемых металлокерамических окислительного и восстановительного каталитических блоков, установленных на поперечной перегородке над фильтром твердых частиц, при этом корпус имеет части: верхнюю - в виде цилиндра, среднюю - в виде конуса и нижнюю, состоящую из конусной оболочки.The problem is solved in that in a converter containing a housing with double walls, thermal insulation between them, an end cap, inlet and outlet windows, a reactor equipped with a catalytic exhaust gas purification unit, a particulate filter made in the form of a porous permeable cermet block is introduced into the reactor and the catalytic treatment unit is made of coaxial porous permeable metal-ceramic oxidizing and reducing catalytic units mounted on a transverse partition e above the filter of solid particles, while the housing has parts: the upper one is in the form of a cylinder, the middle one is in the form of a cone and the lower one consists of a conical shell.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен осевой продольный разрез циклонного многоступенчатого нейтрализатора. На чертеже дополнительно обозначено стрелками направление движения отработавших газов внутри циклона.The invention is illustrated in the drawing, which shows an axial longitudinal section of a cyclone multistage converter. In the drawing, the direction of movement of the exhaust gases inside the cyclone is additionally indicated by arrows.

Нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками: внешними 2 и внутренними 3, теплоизоляцией 4 между ними. Верхняя часть корпуса 1 выполнена в виде цилиндра, средняя - в виде конуса, нижняя - также в виде конусной оболочки. Входное окно, снабженное входным парубком 5 с фланцем 6, имеет тангенциально расширяющуюся врезку 7 в корпус 1 до внутренних стенок 3. Корпус 1 является циклоном. В полости корпуса 1 размещен реактор 8. Реактор 8 удерживается на верхней торцовой крышке 9 со штампованной кольцевой бонкой 10 для центрации и крепления. Торцовая крышка 9 закреплена на фланце 11 корпуса 1. Стенки крышки 9, обращенные в реактор 8, и внутренние стенки последнего образуют полость реактора нейтрализатора. В полости реактора установлена поперечная перегородка 12 со штампованной кольцевой бонкой 13, сквозными окнами 14 и распорным буртом 15. В нижней конусной части 16 циклона встроен фильтр твердых частиц, выполненный в виде пористого проницаемого металлокерамического сотово-сегментного каталитического блока 17 с торцевыми стенками нижними 18 и верхними 19. Над фильтром твердых частиц на кольцевых бонках 13 перегородки 12 и кольцевых бонках 20 торцовой крышки 9 установлены соосные ребристый пористый проницаемый металлокерамический окислительный каталитический блок 21 и пористый проницаемый металлокерамический восстановительный каталитический блок 22, образующие блок каталитической очистки отработавших газов. Для выхода очищенных газов предусмотрено выходное окно, снабженное патрубком 23 с фланцем 24 на крышке 25, удерживаемым вместе с крышкой 9 на фланце 11 корпуса 1. В крышке 9 выполнено сквозное окно 26. Нижняя часть корпуса 1 состоит из конусной оболочки 27, образующей внутреннюю поверхность с решеткой 28 с конусными отверстиями 29 и устройством 30 удаления твердых частиц из полости 31 для сбора последних. Торцевые стенки 18 и 19 выполнены с чередующимися отверстиями 32 и 33 и разделены пористыми проницаемыми металлокерамическими стенками 34 с образованием пористого проницаемого металлокерамического сотово-сегментного каталитического блока 17.The converter contains a housing 1 with double walls: external 2 and internal 3, thermal insulation 4 between them. The upper part of the housing 1 is made in the form of a cylinder, the middle - in the form of a cone, the lower - also in the form of a conical shell. The inlet window, provided with an inlet pipe 5 with a flange 6, has a tangentially expanding insert 7 in the housing 1 to the inner walls 3. The housing 1 is a cyclone. A reactor 8 is located in the cavity of the housing 1. The reactor 8 is held on the upper end cap 9 with a stamped annular bonnet 10 for centering and fastening. The end cover 9 is mounted on the flange 11 of the housing 1. The walls of the cover 9, facing the reactor 8, and the inner walls of the latter form the cavity of the reactor neutralizer. A transverse baffle 12 is installed in the reactor cavity with a stamped annular bonnet 13, through holes 14 and a spacer collar 15. A particulate filter is integrated in the lower conical part 16 of the cyclone, made in the form of a porous permeable metal-ceramic honeycomb-segment catalytic block 17 with end walls lower 18 and top 19. Above the particulate filter on the annular bonks 13 of the septum 12 and the annular bonks 20 of the end cap 9, coaxial ribbed porous permeable metal-ceramic oxidizing catalytically unit 21 and a porous cermet permeable catalytic reduction unit 22, a block forming the catalytic purification of exhaust gases. An outlet window is provided for the outlet of the purified gases, provided with a nozzle 23 with a flange 24 on the cover 25, held together with the cover 9 on the flange 11 of the housing 1. In the cover 9, a through window 26 is made. The lower part of the housing 1 consists of a conical shell 27 forming an inner surface with a grid 28 with conical holes 29 and a device 30 for removing solid particles from the cavity 31 to collect the latter. The end walls 18 and 19 are made with alternating holes 32 and 33 and are separated by porous permeable cermet walls 34 with the formation of a porous permeable cermet honeycomb-segment catalytic block 17.

Объем реактора с пористым проницаемым металлокерамическим сотово-сегментным каталитическим блоком 17 и блоком каталитической очистки отработавших газов разделен перегородками и стенками блоков на отдельные полости: полость 35 фильтра твердых частиц, полость 36 выхода из фильтра твердых частиц, полость 37 входа в пористый проницаемый металлокерамический окислительный каталитический блок 21, полость 38 выхода из блока 21 и входа в пористый проницаемый металлокерамический восстановительный каталитический блок 22, полость 39 выхода из блока 22, полость 40 расширения газов. Между внутренней поверхностью стенки 3 корпуса 1 и реактором 8 образована полость 41 циклонирования, а между решеткой 28 и нижней конусной частью 16 реактора образована полость 42 поворота отработавших газов.The volume of the reactor with a porous permeable cermet honeycomb segment catalytic unit 17 and a catalytic exhaust gas purification unit is divided by partitions and block walls into separate cavities: cavity 35 of the particle filter, cavity 36 of the exit from the filter of solid particles, cavity 37 of the entrance to the porous permeable cermet oxidative catalytic block 21, a cavity 38 of exit from block 21 and an entrance to a porous permeable cermet reduction catalytic block 22, cavity 39 of exit from block 22, p Pit 40 of gas expansion. A cyclone cavity 41 is formed between the inner surface of the wall 3 of the housing 1 and the reactor 8, and an exhaust gas turning cavity 42 is formed between the grate 28 and the lower conical part 16 of the reactor.

Циклонный многоступенчатый нейтрализатор работает следующим образом. Отработавшие газы дизеля по входному патрубку 5 через врезку 7 поступают в полость 41, омывают реактор 8 по спирали. При этом твердые частицы относятся к внутренним поверхностям стенки 3. Газ проходит из полости 41 в полость 42 под углом более 90 градусов и направляется через полость 42, стенки 34 блока 17 в полость 36. Грубая очистка газов от твердых частиц осуществляется циклонированием потока, а тонкая - фильтрацией в блоке 17.Cyclone multistage Converter operates as follows. The exhaust gas of the diesel through the inlet pipe 5 through the inset 7 enter the cavity 41, wash the reactor 8 in a spiral. In this case, the solid particles belong to the inner surfaces of the wall 3. The gas passes from the cavity 41 into the cavity 42 at an angle of more than 90 degrees and is directed through the cavity 42, walls 34 of the block 17 into the cavity 36. Rough cleaning of gases from solid particles is carried out by cyclone flow, and thin - filtering in block 17.

Далее газы через окно 14 направляются в полость 37, через пористый проницаемый металлокерамический окислительный каталитический блок 21 в полость 38. При этом в блоке 21 оксид углерода и углеводороды связывают свободный кислород из состава отработавших газов. Это позволяет на следующем этапе очистки - восстановлении оксидов азота при прохождении газов из полости 38 через стенки пористого проницаемого металлокерамического восстановительного каталитического блока 22 осуществлять более полное восстановление оксидов азота до азота и кислорода. Из полости 39 газы направляются в полость 40, а затем по патрубку 23 отводятся из нейтрализатора.Then the gases through the window 14 are sent to the cavity 37, through the porous permeable cermet oxidizing catalytic block 21 to the cavity 38. At the same time, in the block 21, carbon monoxide and hydrocarbons bind free oxygen from the exhaust gas composition. This allows the next stage of cleaning - the reduction of nitrogen oxides during the passage of gases from the cavity 38 through the walls of the porous permeable cermet reduction catalytic unit 22 to carry out a more complete reduction of nitrogen oxides to nitrogen and oxygen. From the cavity 39, the gases are directed to the cavity 40, and then through the pipe 23 are discharged from the converter.

Такое выполнение циклонного многоступенчатого нейтрализатора обеспечивает снижение выбросов твердых частиц на 93...95%, оксида углерода и углеводородов - на 70...75%, оксидов азота - на 65%.This embodiment of the cyclone multistage catalyst provides a reduction in emissions of solid particles by 93 ... 95%, carbon monoxide and hydrocarbons - by 70 ... 75%, nitrogen oxides - by 65%.

Claims (1)

Нейтрализатор, содержащий корпус с двойными стенками, теплоизоляцией между ними, торцевой крышкой, входным и выходным окнами, реактор, снабженный блоком каталитической очистки отработавших газов, отличающийся тем, что в реактор введен фильтр твердых частиц, выполненный в виде пористого проницаемого металлокерамического блока, а блок каталитической очистки выполнен из соосных пористых проницаемых металлокерамических окислительного и восстановительного каталитических блоков, установленных на поперечной перегородке над фильтром твердых частиц, при этом корпус имеет части: верхнюю - в виде цилиндра, среднюю - в виде конуса и нижнюю, состоящую из конусной оболочки.A catalyst containing a double-walled housing with thermal insulation between them, an end cap, inlet and outlet windows, a reactor equipped with a catalytic exhaust gas treatment unit, characterized in that a particulate filter made in the form of a porous permeable cermet block is introduced into the reactor, and the unit catalytic purification is made of coaxial porous permeable metal-ceramic oxidizing and reducing catalytic blocks mounted on a transverse baffle above the filter breathing particles, while the body has parts: the upper - in the form of a cylinder, the middle - in the form of a cone and the lower, consisting of a conical shell.
RU2004118128/06A 2004-06-15 2004-06-15 Multistage cyclone converter RU2272158C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004118128/06A RU2272158C1 (en) 2004-06-15 2004-06-15 Multistage cyclone converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004118128/06A RU2272158C1 (en) 2004-06-15 2004-06-15 Multistage cyclone converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004118128A RU2004118128A (en) 2006-01-10
RU2272158C1 true RU2272158C1 (en) 2006-03-20

Family

ID=35871485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004118128/06A RU2272158C1 (en) 2004-06-15 2004-06-15 Multistage cyclone converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2272158C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465471C2 (en) * 2010-10-20 2012-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Complex muffler-cleaner of exhaust gases

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465471C2 (en) * 2010-10-20 2012-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Complex muffler-cleaner of exhaust gases

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004118128A (en) 2006-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2069771C1 (en) Exhaust silencer
KR20030025193A (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engines
CN105888782B (en) Diesel engine vent gas composite purification device
US7282185B2 (en) Emission control apparatus
US4004649A (en) Muffler
CN105781689B (en) Diesel engine vent gas compound noise-reducing device
CN105736097B (en) Diesel engine vent gas reclaiming clean and noise reduction set composite
RU2272158C1 (en) Multistage cyclone converter
CN205477849U (en) A device of making an uproar falls in combined type tail gas for diesel engine
CN205559023U (en) A combined type tail gas cleanup unit for diesel engine
CN205477848U (en) A tail gas is retrieved purification and is fallen set composite of making an uproar for diesel engine
RU2267014C1 (en) Cassette catalyst converter
US4192846A (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engines
RU2272157C1 (en) Multicyclone gas converter
RU2075609C1 (en) Exhaust gas catalytic converter
RU2727283C1 (en) Multi-stage catalytic converter of diesel exhaust gases
RU2190768C1 (en) Internal combustion engine catalyst converter
RU2075607C1 (en) Exhaust gas catalytic converter
RU2075605C1 (en) Diesel engine catalytic converter
SU1390387A1 (en) Exhaust silencer of internal combustion engine
RU2118464C1 (en) Catalytic neutralizer
RU2115002C1 (en) Catalyst converter
JPS5464217A (en) Exhaust gas cleaner for motorcycle
RU2272159C1 (en) Sectional catalytic converter
SU1333791A1 (en) Exhaust system for i.c.engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060616