RU2409747C2

RU2409747C2 - Method of neutralising ice waste gases

Info

Publication number: RU2409747C2
Application number: RU2008129024/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Владимирович Дмитриев (RU); Николай Владимирович Дмитриев; Андрей Владимирович Гаврилов (RU); Андрей Владимирович Гаврилов
Original assignee: ФГОУ ВПО "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (ФГОУ ВПО РГАТУ),
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2011-01-20
Also published as: RU2008129024A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed method consists in feeding waste gases into exhaust pipe accommodating coiled heat exchanger for air from condenser-cleaner fitted at the end of exhaust pipe and partially filled with water to be forced through. Water, on flowing through heat exchanger, is heated to the state of superheated steam flowing into exhaust pipe to react with fuel incomplete combustion products. Resulted steam-gas mix flows into condenser-cleaner for steam to be condensed and steam-bound gas combustion products to be precipitated. Now, purified gases are emitted into atmosphere.

EFFECT: higher efficiency of purification.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к защите атмосферы от загрязнений токсичными компонентами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, namely to protect the atmosphere from pollution by toxic components of the exhaust gases of internal combustion engines.

Известны способы нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания путем распыливания и испарения в них воды: в промывочных камерах, в полых распыливающих абсорберах, форсуночных абсорберах Вентури и т.д. [1, 2, 3].Known methods of neutralizing exhaust gases of internal combustion engines by spraying and evaporating water in them: in the washing chambers, in the hollow atomizing absorbers, nozzle absorbers Venturi, etc. [1, 2, 3].

Недостатками аналогов являются: сложность конструкции аппаратов, большие массогабаритные показатели, высокие аэродинамические сопротивления, дополнительные затраты энергии на распыление жидкости.The disadvantages of analogues are: the complexity of the design of the apparatus, large overall dimensions, high aerodynamic drag, additional energy costs for atomizing the liquid.

Известен способ нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), реализованный в малотоксичной энергетической установке с ДВС [4]. В указанном способе продукты сгорания - отработавшие газы, поступают в выхлопной тракт, куда при помощи форсунок распыливают воду, подаваемую насосом из бака, взаимодействуя с высокотемпературными газами, вода превращается в водяные пары, связывающие продукты неполного сгорания топлива в комплексные соединения, далее отработавшие газы поступают в охладитель-конденсатор, где происходит конденсация паров, после чего конденсат поступает в емкость, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу, расход воды регулируют по управляющему сигналу от автоматического блока управления.A known method of neutralizing exhaust gases of internal combustion engines (ICE), implemented in a low-toxic power plant with ICE [4]. In this method, the combustion products - exhaust gases, enter the exhaust tract, where, using nozzles, they spray water supplied by the pump from the tank, interacting with high-temperature gases, the water is converted into water vapor, connecting the products of incomplete combustion of fuel into complex compounds, then the exhaust gases enter to the cooler-condenser, where vapor condensation occurs, after which the condensate enters the tank, and the purified gases are released into the atmosphere, the water flow is regulated by a control signal from the automatic control unit.

Недостатками способа являются: сложность конструкции, использование в качестве реагента пароводяной смеси, которая недостаточно активна, что не позволяет эффективно производить нейтрализацию, большие энергозатраты на регулирование расхода воды.The disadvantages of the method are: the complexity of the design, the use of a steam-water mixture as a reagent, which is not active enough, which does not allow for effective neutralization, high energy consumption for regulating the flow of water.

Известен способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС), заключающийся в том, что продукты неполного сгорания топлива - отработавшие газы - поступают в выхлопную трубу, на которой установлен змеевиковый теплообменник. Перегретый пар, полученный в теплообменнике, поступает в выхлопную трубу и вступает в реакцию с продуктами неполного сгорании топлива (патент Великобритании №1395418, F02M 25/022, опубл. 1975, фиг.5 - наиболее близкий аналог).A known method of neutralizing exhaust gases of an internal combustion engine (ICE), which consists in the fact that the products of incomplete combustion of fuel - exhaust gases - enter the exhaust pipe, on which a coil heat exchanger is installed. Superheated steam obtained in the heat exchanger enters the exhaust pipe and reacts with products of incomplete combustion of fuel (UK patent No. 1395418, F02M 25/022, publ. 1975, figure 5 is the closest analogue).

Однако известный способ недостаточно эффективен.However, the known method is not effective enough.

Задача изобретения - повышение эффективности способа.The objective of the invention is to increase the efficiency of the method.

Поставленная задача достигается тем, что в способе нейтрализации ОГ ДВС, заключающемся в том, что продукты неполного сгорания топлива - отработавшие газы - поступают в выхлопную трубу, на которой установлен змеевиковый теплообменник, через который под давлением прокачивается вода из конденсатора-очистителя, установленного в конце выхлопной трубы и частично заполненного водой. При прохождении через теплообменник вода подогревается до состояния перегретого пара, который поступает в выхлопную трубу и вступает в реакцию с продуктами неполного сгорания топлива, полученная парогазовая смесь поступает в конденсатор-очиститель, где происходит конденсация пара и осаждение связанных паром продуктов сгорания из газов (смесь барботируется), далее очищенные газы выбрасываются в атмосферу.The problem is achieved in that in the method of neutralizing the exhaust gas of the internal combustion engine, which consists in the fact that the products of incomplete combustion of the fuel — the exhaust gases — enter the exhaust pipe, on which a coil heat exchanger is installed, through which water is pumped under pressure from the condenser-cleaner installed at the end exhaust pipe and partially filled with water. When passing through the heat exchanger, the water is heated to the state of superheated steam, which enters the exhaust pipe and reacts with the products of incomplete combustion of the fuel, the resulting vapor-gas mixture enters the condenser-purifier, where the condensation of the vapor and the deposition of the coupled combustion products from the gases occur (the mixture is bubbled ), then the purified gases are released into the atmosphere.

На чертеже представлен общий вид энергетической установки с ДВС, реализующей заявляемый способ нейтрализации отработавших газов. Установка содержит выхлопную трубу 1, установленный на ней змеевиковый теплообменник 2, конденсатор-очиститель 5, установленный в конце выхлопной трубы и частично заполненный водой, которая, одновременно, служит материалом для получения перегретого пара. Вход теплообменника через трубопровод 3 соединен с питающим насосом 4, а выход расположен в выхлопной трубе. Для выпуска очищенных газов в атмосферу служит патрубок 6.The drawing shows a General view of a power plant with internal combustion engine that implements the inventive method of neutralizing exhaust gases. The installation comprises an exhaust pipe 1, a coil heat exchanger 2 mounted on it, a condenser-cleaner 5 installed at the end of the exhaust pipe and partially filled with water, which, at the same time, serves as a material for producing superheated steam. The heat exchanger inlet through the pipe 3 is connected to the feed pump 4, and the outlet is located in the exhaust pipe. To release the purified gases into the atmosphere, pipe 6 is used.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Отработавшие газы поступают в выхлопную трубу 1. Через теплообменник 2, выполненный в виде змеевика, насосом 4 прокачивается вода. При прохождении через теплообменник вода нагревается и испаряется, превращаясь в перегретый пар с температурой более 100°С. Перегретый пар поступает в выхлопную трубу и вследствие своей высокой активности вступает в реакцию с продуктами неполного сгорания топлива. Парогазовая смесь с температурой также более 100°С поступает в конденсатор-очиститель 5, где происходит полная конденсация, за счет того что он заполнен водой, и осаждение связанных паром продуктов сгорания из газов. Очищенные газы через патрубок 6 выбрасываются в атмосферу.The exhaust gases enter the exhaust pipe 1. Through the heat exchanger 2, made in the form of a coil, water is pumped by the pump 4. When passing through a heat exchanger, the water heats up and evaporates, turning into superheated steam with a temperature of more than 100 ° C. Superheated steam enters the exhaust pipe and, due to its high activity, reacts with products of incomplete combustion of fuel. The gas-vapor mixture with a temperature of more than 100 ° C enters the condenser-cleaner 5, where there is complete condensation, due to the fact that it is filled with water, and the precipitation of coupled products of combustion from gases. The purified gases through the pipe 6 are released into the atmosphere.

При взаимодействии перегретого пара с отработавшими газами происходят реакции:When superheated steam interacts with exhaust gases, the following reactions occur:

N₂+O₂→NON ₂ + O ₂ → NO

NO+СО→N₂+СO₂ NO + CO → N ₂ + CO ₂

СО+О₂→СО₂ СО + О ₂ → СО ₂

С₆+О₂→СО+СО₂ C ₆ + O ₂ → CO + CO ₂

Таким образом, реализацией данного способа можно нейтрализовать главные загрязнители отработавших газов: NO, CO, С₆.Thus, the implementation of this method can neutralize the main pollutants of exhaust gases: NO, CO, C ₆ .

Способ, наряду с повышением эффективности очистки, позволяет свести к минимуму объем обслуживания установки, в которой он реализуется, потому что вода в ней может использоваться по замкнутому циклу.The method, along with improving the cleaning efficiency, allows to minimize the amount of maintenance of the installation in which it is implemented, because the water in it can be used in a closed cycle.

Простота конструкции видна из чертежа установки. Установка не содержит дорогостоящих или сложных для изготовления деталей.The simplicity of the design is visible from the installation drawing. The installation does not contain expensive or difficult to manufacture parts.

Источники информацииInformation sources

1. Варшавский И.Л., Малов Р.В. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. - М.: Транспорт, 1968 г., с.65-71.1. Warsaw I.L., Malov R.V. How to neutralize the exhaust gases of a car. - M.: Transport, 1968, p. 65-71.

2. Лиханов В.А., Сайкин А.М. Снижение токсичности автотракторных дизелей. - М.: Агропромиздат, 1990 г., с.125-130.2. Likhanov V.A., Saykin A.M. Reducing the toxicity of automotive diesel engines. - M .: Agropromizdat, 1990, p.125-130.

3. Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976 г., с.304-540. №2204028, кл. F01N 3/04, 2003 г.3. Ramm V.M. Gas absorption. - M .: Chemistry, 1976, p. 304-540. No. 2204028, cl. F01N 3/04, 2003

Claims

A method of neutralizing the exhaust gases of an internal combustion engine, which consists in the fact that the products of incomplete combustion of the fuel — exhaust gases — enter the exhaust pipe, on which a coil heat exchanger is installed, through which water is pumped under pressure from the condenser-cleaner installed at the end of the exhaust pipe and partially filled with water, when passing through a heat exchanger, the water is heated to the state of superheated steam, which enters the exhaust pipe and reacts with the products After complete combustion of the fuel, the resulting vapor-gas mixture enters the condenser-purifier, where the condensation of the vapor and the deposition of the vapor-bound combustion products from the gases occur, then the purified gases are released into the atmosphere.