RU2377433C2 - Регенератор отработавших газов с катализатором - Google Patents

Регенератор отработавших газов с катализатором Download PDF

Info

Publication number
RU2377433C2
RU2377433C2 RU2006129933/06A RU2006129933A RU2377433C2 RU 2377433 C2 RU2377433 C2 RU 2377433C2 RU 2006129933/06 A RU2006129933/06 A RU 2006129933/06A RU 2006129933 A RU2006129933 A RU 2006129933A RU 2377433 C2 RU2377433 C2 RU 2377433C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
regenerator according
cat
regenerator
membrane
Prior art date
Application number
RU2006129933/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006129933A (ru
Inventor
Вернер ЛОБЕРГ (DE)
Вернер ЛОБЕРГ
Original Assignee
Вернер ЛОБЕРГ
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 Вернер ЛОБЕРГ filed Critical Вернер ЛОБЕРГ
Publication of RU2006129933A publication Critical patent/RU2006129933A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2377433C2 publication Critical patent/RU2377433C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/14—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/204—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using an exhaust gas igniter, e.g. a spark or glow plug, without introducing fuel into exhaust duct
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/30—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel reformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах нейтрализации отработавших газов ДВС. Регенератор (VG) содержит катализатор (КАТ) для нейтрализации отработавших газов, который работает в горячих условиях. Катализатор (КАТ) граничит со стойкой относительно высоких температур диффузионной мембраной (MEM), которая с другой стороны граничит с коллектором (RS) регенерата, в котором поддерживается более низкое давление (pr), чем имеющееся внутреннее давление (pk) катализатора, и образующийся регенераторный газ (RG) подается в расположенное перед регенератором (1) устройство (COMB) сжигания в качестве дополнительного топлива. Такое выполнение позволяет упростить конструкцию устройства и улучшить использование содержащейся в горячих газах энергии. 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к регенератору отработавших газов с катализатором для нейтрализации отработавших газов.
Из DE 3413419 А1 известно расположение в трубопроводе рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания нагреваемого щелевого катализатора, так что его регенераторный газ подается дополнительно во всасывающий канал.
Кроме того, из DE 10019007 А1 известно устройство для каталитического риформинга топлива с помощью воды в водород, при этом водород образуется с помощью катализатора, и возникающий водород отделяется мембраной от остальных газов. При этом отработавший газ двигателя внутреннего сгорания служит для нагревания катализатора риформинга, на вход которого дополнительно подается водород.
Кроме того, известно пропускание отработавших газов работающей на воздухе и углеводородном топливе установки для сжигания, в частности двигателя внутреннего сгорания, через катализаторное устройство, в котором не сгоревшее углеводородное топливо и промежуточные продукты сгорания, такие как NOx, поэтапно переводятся в содержащие небольшое количество вредных веществ продукты отработавших газов, такие как СО2, водяной пар и N2, с помощью каталитического дожигания. За счет дожигания в катализаторе при работе обычно возникает температура около 1000°С, а в его корпусе создается обычно давление в несколько бар за счет обратного напора в последующем глушителе. Обычные катализаторы состоят из плотной, имеющей большую площадь пластинчатой несущей структуры, которая покрыта тонким слоем платинового металла или смеси металлов в качестве активного каталитического материала. Для стехиометрически сбалансированного состава подачи воздуха и топлива служит регулировочное устройство, в которое в качестве действительного сигнала подается величина измерения зонда отработавших газов, который измеряет содержание NOx. Содержащаяся в отработавших газах тепловая и химическая энергия освобождается в катализаторе в виде тепла без полезного использования.
Кроме того, известно ответвление части отработавших газов и подмешивание в воздух, необходимый для сжигания топлива, за счет чего часть содержащейся в отработавших газах энергии полезно используется в последующем процессе сгорания, однако повышенная за счет еще горячих отработавших газов температура наддува приводит к меньшему наддуву двигателя внутреннего сгорания и тем самым к понижению максимальной мощности, а во многих случаях к повышенному образованию NOx, которое связано с нежелательным сдвигом энергии из камеры сгорания в катализатор.
Задачей данного изобретения является упрощение указанного вначале устройства и лучшее использование содержащейся в горячих отработавших газах энергии.
Решение состоит в том, что работающий в горячих условиях катализатор граничит со стойкой относительно высоких температур диффузионной мембраной, которая с другой стороны граничит с коллектором регенерата, в котором поддерживается более низкое давление, чем имеющееся внутреннее давление катализатора, и что образующийся регенераторный газ подается в расположенное перед регенератором устройство сжигания в качестве дополнительного топлива.
Предпочтительные варианты осуществления указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
В качестве недорогой диффузионной мембраны хорошо зарекомендовал себя микропористый оксид алюминия с открытыми порами, который может быть также усилен оксидом циркония, при этом ширина пор от 0,5 до 2 мкм оказалась пригодной для отвода горючего регенераторного газа, в частности водорода, из катализаторного пространства. Хорошо зарекомендовали себя также температуростойкие микропористые мембраны из силикатов и/или алюминатов щелочноземельных металлов, таких как оксиды кальция-алюминия-кремния.
Было установлено, что регенераторный газ выходит из мембраны с низкой температурой и в мембране возникает перепад температур 1000°С и выше.
Предпочтительно, для опытной эксплуатации использовался обычный коммерческий автомобильный катализатор. С одной стороны катализатор герметично закрывался мембраной. Поперечные каналы в блоке катализатора облегчали боковой выход регенераторного газа.
Для обеспечения максимально большого падения давления в мембране в катализаторном пространстве со стороны выхода расположена отражательная пластина, которая создает повышенный скоростной напор.
Для быстрого запуска катализаторного процесса после перерывов в работе пригодны электрические свечи накаливания, известные из дизельных двигателей, и при необходимости электрически зажигаемая факельная свеча, устанавливаемые в кожухе катализатора и выступающие вовнутрь катализаторного пространства. После достижения катализатором нижней рабочей температуры около 900°С вспомогательное нагревание отключается. Затем каталитическое сжигание NOx компонентов, а также углеродных компонентов углеводородов, которые находятся в отработавших газах, поддерживает рабочую температуру, которая может повышаться вплоть до 1300°С.
Регенераторный газ предпочтительно используется в качестве топлива и для этого подается во всасывающий канал устройства сжигания, в котором имеется пониженное давление. Таким образом, дополнительно увеличивается падение давления на мембране, что дополнительно способствует диффузии регенераторного газа.
Тем самым часть энергии отработавших газов возвращают обратно из катализатора в виде химической энергии регенераторного газа и подают для использования. Поскольку регенераторный газ по существу состоит из холодного водорода, то не уменьшается наддув, если устройство сгорания является двигателем внутреннего сгорания; дополнительно к этому он способствует процессу сгорания за счет своей легкой воспламеняемости и высокой горючести.
Двигатель внутреннего сгорания может работать без изменений с установленным перед ним компрессором наддува и глушителем, установленным после катализатора. Можно также использовать известный впрыск распыленной воды или водяного пара во всасывающую трубу, что служит для ускорения сгорания. Повышенная за счет этого доля водяного пара в отработавших газах предпочтительно расщепляется в катализаторе, так что возникает дополнительный регенераторный газ. В качестве альтернативного решения распыленную воду или водяной пар впрыскивают в катализаторное пространство в таком количестве, чтобы рабочая температура не опускалась ниже 1000°С. Оболочка из теплоизоляционного материала уменьшает потери реакционного тепла.
В одном предпочтительном варианте выполнения диффузионная мембрана состоит из нескольких круглых отдельных мембран, которые заключены соответственно в металлической втулке и удерживаются вместе с ней посредством герметичной запрессовки в несущей плите. Несущая плита предпочтительно состоит из нескольких пластин высококачественной стали, которые набраны в пакет соответственно с промежуточным расположением уплотнения из слюды и удерживаются в свинчиваемых фланцах в целом между коллектором регенерата и стенкой катализатора с промежуточным расположением уплотнений.
Предпочтительные варианты осуществления показаны на фиг.1-5:
фиг.1 - блок-схема регенератора;
фиг.2 - фрагмент с мембраной;
фиг.3 - модифицированный катализатор;
фиг.4 - расположение отдельных мембран, на виде сверху;
фиг.5 - установленная мембрана, на виде сбоку.
Блок-схема на фиг.1 показывает расположение регенератора 1 на катализаторе КАТ двигателя COMB внутреннего сгорания или т.п., горячий отработавший газ VG которого подается в катализаторное пространство. После каталитической очистки выхлопной газ AG, имеющий небольшое содержание вредных вещества, покидает каталитическое пространство через глушитель SD, при этом он тормозится у расположенной со стороны выхода отражательной пластины Р1, так что во время работы в каталитическом пространстве имеется внутреннее давление pk.
Оболочка катализатора на одном своем участке удалена и заменена мембраной MEM из микропористого керамического материала. При этом мембрана MEM удерживается в подходящем обрамлении Е в корпусе G, который сварен с рамой R в стенке W катализатора КАТ. На обращенной от катализатора стороне образована камера в качестве коллектора регенерата, из которого отводится регенераторный газ RG.
Регенераторный газ. RG предпочтительно подается во всасывающую трубу AS двигателя COMB внутреннего сгорания, в которую, при необходимости, через устройство LD наддува подается необходимый для сгорания воздух L.
Углеводородное топливо BS, например бензин, дизельное топливо или пропан-газ, подается известным образом через инжектор I в камеры сгорания, при этом регулировочное устройство RV, которое посредством лямбда-зонда S соединено со входной стороной катализатора КАТ, соответственно требуемой мощности двигателя определяет подаваемое количество оптимальной смеси из топлива и кислорода воздуха, так что происходит осуществляемое с небольшим выделением вредных веществ сгорание, включая каталитическое дожигание.
Снаружи катализатор окружен стойким к высоким температурам теплоизоляционным материалом WD для уменьшения потерь тепла. В катализаторном пластинчатом блоке выполнены поперечные отверстия Q, которые ведут на сторону мембраны.
В каталитическом пространстве для предварительного нагревания предусмотрены свечи GK накаливания и/или дополнительно питаемая топливом факельная свеча FK. Свечи GK, FK для разогрева нагружены электрическим напряжением U и во время фазы пуска к ним регулируемым образом через клапан BV подается топливо BS. Каталитическое пространство в данном примере снабжено также на стороне прихода потока отражательной пластиной Р2, которая сдерживает, в частности, при разогреве, давление и реакционное тепло.
Регенераторный газ RG находится за счет соединения с всасывающей трубой AS при пониженном давлении (разрежение), давлением pr регенерата, так что диффузия регенераторного газа происходит через мембрану MEM за счет падения давления от повышенного давления pk до пониженного давления pr, причем мембрана имеет сужающуюся в направлении падения давления (pk, pr) краевую фаску MR и опирается на стороне коллектора RG регенерата на перфорированный стальной лист В. Холодный регенераторный газ RG и охлажденная за счет этого мембрана MEM обеспечивают также охлаждение обрамления мембраны и всего коллектора RS регенерата. Свечи накаливания и факельная свеча предпочтительно соединены с возможностью пропускания тепла с рамой Е мембраны или же установлены в самой мембране MEM, так что они не повреждаются высокой температурой внутри катализатора КАТ.
В одном предпочтительном усовершенствовании в двигатель COMB внутреннего сгорания на стороне входа дозированно непосредственно подается распыленная вода или водяной пар, который служит для уменьшения температуры сгорания и тем самым снижения доли NOx, согласно DE2843335, и дополнительно служит для катализатора КАТ в качестве основы для создания регенерата. В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, в другом варианте осуществления дозированно подается водяной пар D* в катализатор КАТ непосредственно или опосредованно в отработавшие газы VG перед катализатором КАТ.
На фиг.2 показан фрагмент регенератора. К оболочке катализатора КАТ приварена рама R, на которой удерживается корпус G с коллектором RS регенерата. Корпус G имеет стенку W или утолщенную стенку DW или раму R, в которую установлена по меньшей мере одна электрическая свеча GK накаливания и/или одна снабжаемая топливом факельная свеча FK для нагревания катализатора. Дополнительно к этому, от нее к остальным стенкам корпуса в уплотненном обрамлении Е проходит мембрана MEM из микропористой керамики. Предусмотрено также отводящее тепло соединение свечи GK накаливания через стенку DW корпуса и обрамление Е с охлаждаемой за счет диффузии мембраной MEM. Из коллекторного пространства RS трубопровод RL для регенерата ведет к потребителю или накопителю регенерата. Мембрана MEM предпочтительно опирается на перфорированный стальной лист В и герметично обрамлена краевой фаской MR.
На фиг.3 показан в изометрической проекции в частичном разрезе катализатор КАТ с мембраной MEM и факельной свечой FK, a также свечами GK накаливания. Катализатор КАТ содержит, по меньшей мере, один покрытый катализаторным металлом пластинчатый блок, через который проходят поперечные каналы Q, которые заканчиваются вблизи мембраны MEM. Показаны поперечные отверстия Q, которые проходят через тело катализатора.
Показаны также отражательные пластины. P1, P2, которые замыкают со стороны входа и выхода тело катализатора, причем они отстоят от катализатора на небольшое расстояние и снабжены узкими перфорациями.
Возникновение регенераторного газа, т.е. водорода, начинается уже при 200°С, однако требуется температура катализатора около 1000-1200°С.
Обычные в катализаторах отработавших газов платиновые металлы, палладий или т.п., можно в некоторых случаях заменять неблагородными металлами, если они наносятся с подходящей поверхностной структурой на носитель. Структура тиснения может состоять из известных сот из металла или керамики. Они обеспечивают площадь поверхности, например, 20000 м2/л.
В обычном коммерческом автомобильном катализаторе установлена мембрана с размерами 100×150×30 мм3.
На фиг.4 показана диффузионная мембрана из нескольких отдельных мембран МЕМ1 - МЕМ6, которые соответственно выполнены в виде круглой шайбы и удерживаются в металлической стойкой к высоким температурам втулке.
Втулки запрессованы с высоким давлением в несущую плиту 3 и таким образом герметично удерживаются даже при высоких разницах температуры. По сторонам показаны отверстия для свинчивания.
На фиг.5 показана установка собранной мембраны, несущая плита 3 которой удерживается с помощью винтовых соединений между снабженным фланцем корпусом W катализатора и фланцем коллектора RS регенерата с введением соответствующего уплотнения 5, 6 из слюды. Несущая плита 3 выполнена слоями в виде сандвича за счет введения между двумя пластинами 30 из высококачественной стали уплотнительной пластины 4. Уплотнительная пластина 4 предпочтительно состоит из стойкого к высоким температурам слюдяного материала и замыкается в плотной оправе как пластины-30 из высококачественной стали вокруг втулок.
Перечень позиций
COMB Устройство сгорания
КАТ Катализатор отработавших газов
L Воздух
BS Топливо
I Инжектор
LD Устройство наддува
AG Выхлопной газ
MEM Диффузионная мембрана
RG Регенераторный газ
RS Коллектор регенерата
Q Поперечные каналы
Р1, Р2 Отражательные пластины
VG Отработавшие газы
AS Всасывающая труба
FK Факельная свеча
BV Топливный клапан
U Электрическое напряжение на свечах
GK Свеча накаливания
S Лямбда-зонд
RV Регулировочное устройство
1 Регенератор
pr Давление регенерата
pk Внутренне давление катализатора
SD Глушитель
WD Теплоизоляция
RL Трубопровод для регенерата
R Рама
G Корпус
E Обрамление
DW Стенка корпуса
D, D* Пар
В Перфорированный стальной лист
MR Краевая фаска
W Стенка катализатора
3 Несущая плита
30 Пластина из высококачественной стали
4 Уплотнительная пластина
5 Уплотнение из слюды
6 Уплотнение из слюды
МЕМ1 Отдельная мембрана
МЕМ2 Отдельная мембрана

Claims (20)

1. Регенератор отработавших газов (VG) с катализатором (КАТ) для нейтрализации отработавших газов, отличающийся тем, что работающий в горячих условиях катализатор (КАТ) граничит со стойкой относительно высоких температур диффузионной мембраной (MEM), которая с другой стороны граничит с коллектором (RS) регенерата, в котором поддерживается более низкое давление (pr), чем имеющееся внутреннее давление (pk) катализатора, и образующийся регенераторный газ (RG) подается в расположенное перед регенератором (1) устройство (COMB) сжигания в качестве дополнительного топлива.
2. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что диффузионная мембрана (MEM) состоит из стойкой к высоким температурам микропористой керамики с открытыми порами.
3. Регенератор по п.2, отличающийся тем, что диффузионная мембрана (MEM) состоит из алюминатов и/или силикатов щелочно-земельных металлов.
4. Регенератор по п.2, отличающийся тем, что мембрана (MEM) состоит из оксида алюминия.
5. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что мембрана (MEM) удерживается в подходящем обрамлении (Е) в корпусе (G), который рамой (R) приварен к стенке (W) катализатора (КАТ).
6. Регенератор по п.5, отличающийся тем, что мембрана (MEM) имеет сужающуюся в направлении падения давления (pk, pr) краевую фаску (MR).
7. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что мембрана (MEM) на стороне коллектора (RG) регенерата опирается на перфорированный стальной лист (В).
8. Регенератор по п.5, отличающийся тем, что в стенке (W), или утолщенной стенке (DW), или раме (R) установлена, по меньшей мере, одна электрическая свеча (GK) накаливания и/или одна снабжаемая топливом факельная свеча (FK) для нагревания катализатора.
9. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что катализатор (КАТ) со стороны выхода и/или входа снабжен соответственно отражательной пластиной (P1, P2).
10. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что катализатор (КАТ) содержит, по меньшей мере, один покрытый катализаторным металлом пластинчатый блок, через который проходят поперечные каналы (Q), которые заканчиваются вблизи мембраны (MEM).
11. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что катализатор (КАТ) окружен стойким к высоким температурам теплоизоляционным материалом (WD).
12. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что в устройство (COMB) сгорания подается воздух (L) и углеводородное топливо (BS) через регулировочное устройство (RV), которое с помощью лямбда-зонда (S) соединено с входной стороной катализатора (КАТ).
13. Регенератор по п.12, отличающийся тем, что в устройство (COMB) сгорания или катализатор (КАТ) дозированно непосредственно подается распыленная вода или водяной пар (D; D*).
14. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что устройство (COMB) сгорания является двигателем внутреннего сгорания.
15. Регенератор по п.14, отличающийся тем, что перед двигателем (COMB) внутреннего сгорания включено устройство (LD) наддува.
16. Регенератор по п.14, отличающийся тем, что после катализатора (КАТ) включен глушитель (SD).
17. Регенератор по п.14, отличающийся тем, что регенераторный газ (RG) с помощью трубопровода (RL) для регенерата вводится во всасывающую трубу (AS) двигателя (COMB) внутреннего сгорания.
18. Регенератор по п.1, отличающийся тем, что диффузионная мембрана (МЕМ1-МЕМ6) состоит из нескольких круглых отдельных мембран, которые соответственно заключены в металлическую, стойкую к высоким температурам втулку (2) и герметично установлены в несущей плите (3).
19. Регенератор по п.18, отличающийся тем, что несущая плита (3) состоит, по меньшей мере, из двух пластин (30) из высококачественной стали с соответствующими промежуточными уплотнительными пластинами (4), а втулки (2) удерживаются в несущей плите (3) за счет запрессовки с высоким давлением.
20. Регенератор по п.19, отличающийся тем, что уплотнительные пластины (4) состоят из уплотнительного слюдяного материала, и несущая плита (3) удерживается с помощью слюдяных уплотнений (5, 6) за счет свинчивания между стенкой (W) катализатора (КАТ) и коллектором (RS) регенерата.
RU2006129933/06A 2004-01-20 2005-01-15 Регенератор отработавших газов с катализатором RU2377433C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004002742.0 2004-01-20
DE102004002742A DE102004002742B4 (de) 2004-01-20 2004-01-20 Regenerator von Verbrennungsabgasen mit Katalysator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006129933A RU2006129933A (ru) 2008-02-27
RU2377433C2 true RU2377433C2 (ru) 2009-12-27

Family

ID=34744877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006129933/06A RU2377433C2 (ru) 2004-01-20 2005-01-15 Регенератор отработавших газов с катализатором

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20080010976A1 (ru)
EP (1) EP1711706B1 (ru)
JP (1) JP2007522377A (ru)
KR (1) KR20070054139A (ru)
CN (1) CN1934348B (ru)
AT (1) ATE524647T1 (ru)
AU (1) AU2005205175A1 (ru)
BR (1) BRPI0506997A (ru)
CA (1) CA2556379A1 (ru)
DE (1) DE102004002742B4 (ru)
NO (1) NO20063742L (ru)
PL (1) PL1711706T3 (ru)
RU (1) RU2377433C2 (ru)
WO (1) WO2005068818A1 (ru)
ZA (1) ZA200606576B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4719029B2 (ja) * 2006-02-20 2011-07-06 三井造船プラントエンジニアリング株式会社 木質ガスのコジェネレーション装置
DE102007037494B4 (de) 2007-08-08 2016-09-29 Werner Lohberg Abgasrückführungssystem
DE102008043025A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102011001219A1 (de) 2011-03-11 2012-09-13 Bernd Holdt Verfahren und Vorrichtung zur Restenergiegewinnung aus Abgasen
JP6006324B2 (ja) 2011-10-24 2016-10-12 サウジ アラビアン オイル カンパニー 燃料への搭載型二酸化炭素変換による移動汚染源からの排出低減
DE202018001792U1 (de) 2018-04-10 2018-05-08 Werner Lohberg Katalysator einer Verbrennungskraftmaschine und deren Abgasanlage

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1595711A (en) * 1926-01-21 1926-08-10 Jean A Cornelier Gas purifier
US3998599A (en) * 1974-09-20 1976-12-21 Gould Inc. System for catalytic reduction of NOx emanating from an internal combustion engine
GB1567593A (en) * 1976-10-20 1980-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Exhaust gas control equipment
US4280926A (en) * 1978-09-12 1981-07-28 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Method for producing a catalyst and a carrier therefor
DE3413419A1 (de) * 1983-04-11 1984-10-11 August, Paul, Dipl.-Ing. Dr.h.c., Barcelona Vorrichtung zum einleiten von zusaetzlichen gasstroemen in den ansaugkanal einer gemischverdichtenden brennkraftmaschine
JPS62160121A (ja) * 1985-12-28 1987-07-16 Ngk Insulators Ltd 多孔質隔膜
US5806305A (en) * 1994-05-18 1998-09-15 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for reducing pollutants
JP3617276B2 (ja) * 1997-09-18 2005-02-02 いすゞ自動車株式会社 天然ガス改質装置及び該装置を備えたガスエンジン
US6122909A (en) * 1998-09-29 2000-09-26 Lynntech, Inc. Catalytic reduction of emissions from internal combustion engines
US6602325B1 (en) * 1999-10-21 2003-08-05 Ati Properties, Inc. Fluid separation assembly
DE10019007A1 (de) * 1999-04-20 2000-11-16 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Emissionsminderung bei Motoren
JP4393002B2 (ja) * 2001-02-01 2010-01-06 ヤンマー株式会社 ガスエンジン
DE10120097B4 (de) * 2001-04-25 2005-07-21 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage und Verfahren zum Betreiben der Anlage
US6516787B1 (en) * 2002-05-08 2003-02-11 Caterpillar Inc Use of exhaust gas as sweep flow to enhance air separation membrane performance

Also Published As

Publication number Publication date
CN1934348B (zh) 2011-07-06
EP1711706B1 (de) 2011-09-14
CN1934348A (zh) 2007-03-21
US20080010976A1 (en) 2008-01-17
DE102004002742B4 (de) 2005-12-08
DE102004002742A1 (de) 2005-08-11
EP1711706A1 (de) 2006-10-18
WO2005068818A1 (de) 2005-07-28
ZA200606576B (en) 2008-05-28
CA2556379A1 (en) 2005-07-28
JP2007522377A (ja) 2007-08-09
ATE524647T1 (de) 2011-09-15
RU2006129933A (ru) 2008-02-27
PL1711706T3 (pl) 2012-02-29
NO20063742L (no) 2006-10-16
BRPI0506997A (pt) 2007-07-03
AU2005205175A1 (en) 2005-07-28
KR20070054139A (ko) 2007-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2377433C2 (ru) Регенератор отработавших газов с катализатором
WO2020246302A1 (ja) アンモニア燃焼システム
US20030196381A1 (en) Evaporator device for generating a hydrocarbon-air mixture which can be decomposed in a reformer to produce hydrogen and process for operating such an evaporator device
JPS638804Y2 (ru)
JP2004225579A (ja) 排気ガス浄化システム
JP4674189B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気装置
JPH1150838A (ja) 内燃機関を有する自動車のための補助ヒータ
CN105569883A (zh) 一种利用发动机余热的甲醇裂解反应器
KR20120052929A (ko) 디젤 엔진의 배기처리장치
KR20130008510A (ko) 디젤 엔진의 배기처리장치
JP4538429B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気装置
JP2010078315A (ja) 火炎グロープラグ
US6568174B2 (en) Process and apparatus for reducing warm-up emissions of a direct injection internal combustion engine
US4067192A (en) Exhaust manifold for internal combustion engine
KR100782134B1 (ko) 탄화수소 개질/연소 장치용 연료 및 공기 공급장치
KR100254371B1 (ko) 배기 가스 저감 장치
KR101132373B1 (ko) 플라즈마 반응기 어셈블리
JPH0722013U (ja) 排気装置
CN2399370Y (zh) 内燃机锅炉双热源裂解制氢装置
US10337465B2 (en) Device for producing hydrogen by reforming reaction and waste heat
KR100360794B1 (ko) 저온용 촉매 컨버터의 담체 지지 구조
CN103806985A (zh) 升温装置、扩展升温装置、过滤器再生装置和排气净化装置
JPH0137137Y2 (ru)
JP2011117395A (ja) 内燃機関のフィルタ再生装置
CN115142935A (zh) 排气后处理系统

Legal Events

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

Effective date: 20170116