RU2569126C2 - Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог) - Google Patents

Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог) Download PDF

Info

Publication number
RU2569126C2
RU2569126C2 RU2013127141/06A RU2013127141A RU2569126C2 RU 2569126 C2 RU2569126 C2 RU 2569126C2 RU 2013127141/06 A RU2013127141/06 A RU 2013127141/06A RU 2013127141 A RU2013127141 A RU 2013127141A RU 2569126 C2 RU2569126 C2 RU 2569126C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
soot particles
agglomeration
particles
flow
Prior art date
Application number
RU2013127141/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013127141A (ru
Inventor
Ян ХОДГЗОН
Рольф БРЮКК
Кристиан ФОРСМАНН
Original Assignee
Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
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 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх filed Critical Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Publication of RU2013127141A publication Critical patent/RU2013127141A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2569126C2 publication Critical patent/RU2569126C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • B03C3/0175—Amassing particles by electric fields, e.g. agglomeration
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/06—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary tube electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/49—Collecting-electrodes tubular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/76—Cleaning the electrodes by using a mechanical vibrator, e.g. rapping gear ; by using impact
    • 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
    • F01N13/009—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 two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—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 two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • F01N3/01—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust by means of electric or electrostatic separators
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0217—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters the filtering elements having the form of hollow cylindrical bodies
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0226—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being fibrous
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0231—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F01N3/0275—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using electric discharge means
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • 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
    • 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
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/30—Details of magnetic or electrostatic separation for use in or with vehicles
    • 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
    • F01N2240/04—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 an electric, e.g. electrostatic, device other than a heater
    • 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
    • F01N2240/28—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 plasma reactor
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ОГ). Устройство (1) для очистки содержащего частицы (2) сажи отработавшего газа (ОГ), содержит: по меньшей мере один ионизирующий элемент (3) для ионизации частиц (2) сажи; по меньшей мере один фильтрующий элемент (4), причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента (4) является подключаемым электрический потенциал; по меньшей мере одно агломерационное устройство (8) для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц (2) сажи, которое расположено между ионизирующим элементом (3) и фильтрующим элементом (4), причем агломерационное устройство (8) имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу (9) и по меньшей мере один внутренний элемент (10), причем внешняя труба (9) ограничивает поток ОГ снаружи и обтекается ОГ только на своей внутренней стороне, а внутренний элемент (10) обтекается ОГ, по меньшей мере, на отдельных участках, с нескольких сторон и образован по меньшей мере одним элементом из следующей группы: внутренняя труба (11) и несколько дефлекторов (12), расположенных с возможностью отклонения ОГ. Также раскрыт автомобиль (28), содержащий систему выпуска отработавшего газа, в которую интегрировано устройство (1). Техническим результатом изобретения является увеличение скорости осаждения частиц сажи и повышение фильтрующей производительности системы выпуска отработавшего газа двигателя внутреннего сгорания. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ОГ), прежде всего, с так называемым электростатическим фильтром или же электрофильтром и агломерационным устройством. Изобретение находит применение, прежде всего, при очистке ОГ мобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в автомобилях, прежде всего, при очистке ОГ, получающихся из дизельного топлива.
В автомобилях с мобильными ДВС и, прежде всего, в автомобилях с дизельным двигателем, как правило, в ОГ содержатся увеличенные количества частиц сажи, которые не должны выбрасываться в окружающую среду. Это предписано соответствующими постановлениями по ОГ, которые задают предельные величины для количества и массы частиц сажи на вес ОГ или объем ОГ, а также частично и для всего автомобиля. Частицы сажи - это, прежде всего, не сгоревшие углероды и углеводороды в ОГ.
Уже обсуждалось множество различных концепций устранения частиц сажи из ОГ мобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Наряду с попеременно закрытыми фильтрами пристеночного потока, открытыми фильтрами побочного потока, гравитационными сепараторами и т.д., также уже предложены системы, в которых частицы сажи в ОГ электрически заряжаются, а затем с помощью сил электростатического притяжения осаждаются. Эти системы известны, прежде всего, под названием «электростатический фильтр» или же «электрофильтр». В «электрофильтрах» за счет создания электрического поля и/или плазмы осуществляется агломерация малых частиц сажи в более крупные частицы сажи и/или электрический заряд частиц сажи. Электрически заряженные частицы сажи и/или более крупные частицы сажи, как правило, значительно проще отделять в фильтрационной системе. Агломераты частиц сажи в связи со своей большей инерцией транспортируются в потоке ОГ более инертно и поэтому проще осаждаются в местах отклонения потока ОГ. Электрически заряженные частицы сажи в связи со своим зарядом притягиваются к поверхностям, на которых они осаждаются и отдают свой заряд. Также и это облегчает удаление частиц сажи из потока ОГ при эксплуатации автомобилей.
Так, для таких электрофильтров, как правило, предлагается несколько коронирующих электродов и коллекторных электродов, которые располагаются в выпускном трубопроводе. При этом, например, центральный коронирующий электрод, который проходит примерно посередине через выпускной трубопровод, и окружающая боковая поверхность выпускного трубопровода в качестве коллекторного электрода используются для того, чтобы образовать конденсатор. При этом расположении коронирующего электрода и коллекторного электрода поперек направления потока ОГ образуется электрическое поле, причем коронирующий электрод, например, может эксплуатироваться под высоким напряжением, которое составляет около 15 кВ. В результате этого могут образовываться, прежде всего, коронные разряды, посредством которых текущие с ОГ через электрическое поле частицы униполярно заряжаются. В связи с этим зарядом частицы за счет электростатических кулоновских сил перемещаются к коллекторному электроду.
Наряду с системами, в которых выпускной трубопровод выполнен в качестве коллекторного электрода, также известны системы, в которых коллекторный электрод выполнен, например, в виде металлической сетки. При этом происходит отложение частиц на металлической сетке с той целью, чтобы, при необходимости, соединить частицы с другими частицами, чтобы таким образом реализовать агломерацию. Тогда протекающий через сетку ОГ снова увлекает за собой более крупные частицы и подводит их к классическим системам фильтрации.
При регенерации фильтрационных систем, наряду с прерывистой регенерацией посредством кратковременного нагрева, т.е. сжигания сажи (каталитически мотивированное, окислительное превращение) также известно преобразование сажи посредством двуокиси азота (NO2). Преимущество непрерывной регенерации с помощью двуокиси азота состоит в том, что превращение сажи здесь может происходить уже при явно более низких температурах (прежде всего, ниже 250°C). По этой причине непрерывная регенерация во многих случаях применения является предпочтительной. Однако это приводит к той проблеме, что должно быть обеспечено, чтобы двуокись азота в ОГ в достаточном объеме контактировала с отложившимися частицами сажи.
Также и в этой связи также возникают технические трудности при реализации длительной эксплуатации таких систем выпуска ОГ в автомобилях, где разные нагрузки ДВС ведут к разным потокам ОГ, составам ОГ и/или температурам.
Кроме того, необходимо учитывать, что при изготовлении таких компонентов для такой системы сепарации сажи должны применяться как можно более простые компоненты, прежде всего такие, которые экономично изготавливаются в рамках серийного производства. Кроме того, именно при конструировании электродов необходимо учитывать, что они должны быть расположены, при необходимости, выровненным образом, в выпускном трубопроводе, прежде всего, так, чтобы в области электрода не возникал нежелательно высокий скоростной напор или же нежелательное завихрение ОГ.
Несмотря на то что описанные выше системы до сих пор, по меньшей мере, в опытах оказались пригодными для очистки частиц сажи, реализация этой концепции для серийной эксплуатации в автомобилях все еще является большим техническим вызовом. Это действительно, прежде всего, относительно сильно колеблющегося, временами очень высокого содержания сажи в ОГ, а также уменьшения количества частиц сажи мельчайших частиц диаметром в микронном или же субмикронном диапазоне.
Исходя из этого задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы, по меньшей мере, частично решить указанные со ссылкой на уровень техники проблемы. Прежде всего, должно быть создано устройство для очистки содержащего частицы сажи ОГ, которое обеспечивает высокую скорость осаждения частиц сажи и, прежде всего, отфильтровывает из ОГ также частицы сажи размером всего в несколько сотен нанометров и более.
Эти задачи решены посредством устройства согласно признакам п.1 формулы изобретения. Другие благоприятные варианты устройства указаны в сформулированных соответственно зависимыми пунктах формулы изобретения. Следует указать на то, что приведенные в формуле изобретения по отдельности признаки могут комбинироваться между собой любым технологически рациональным образом и показывают другие варианты осуществления изобретения. Описание, прежде всего, в связи с фигурами поясняет изобретение и приводит дополнительные примеры осуществления.
Устройство согласно изобретению для очистки содержащего частицы сажи ОГ содержит:
- по меньшей мере один ионизирующий элемент для ионизации частиц сажи,
- по меньшей мере один фильтрующий элемент, причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента является подключаемым электрический потенциал,
- по меньшей мере одно агломерационное устройство для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц сажи, причем агломерационное устройство расположено между ионизирующим элементом и фильтрующим элементом и имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу и по меньшей мере один внутренний элемент.
Предложенное здесь устройство, прежде всего, может быть частью системы выпуска ОГ автомобиля, который имеет дизельный двигатель, и расположено, прежде всего, в выпускном трубопроводе системы выпуска ОГ.
Согласно этому содержащий частицы сажи ОГ сначала протекает через ионизирующий элемент, который содержит по меньшей мере один электрод, к которому может быть приложено высокое электрическое напряжение от 3 кВ (киловольт) до 50 кВ, предпочтительно от 5 кВ до 25 кВ. Напряжение, прежде всего, устанавливается или же регулируется или управляется так, что происходит коронный разряд между электродом и противоположным электродом. Ионизирующий элемент может быть выполнен в виде простого коронирующего электрода или стержневого электрода, но является предпочтительным, что ионизирующий элемент содержит сотовое тело с множеством проточных каналов, на входной области или выходной области которого расположен по меньшей мере один электрод, который ориентирован в направлении потока или же против направления потока. Сотовое тело может, прежде всего, по меньшей мере, частично, предпочтительно полностью, быть образовано из электропроводного материала, так что к сотовому телу и/или одновременно к электродам может быть приложен электрический потенциал.
Затем содержащий частицы сажи ОГ проходит через агломерационное устройство. При этом внешняя труба агломерационного устройства воспринимается как ограничивающий поток ОГ наружу элемент. Таким образом, в смысле изобретения внешняя труба может быть частью выпускного трубопровода, специально приданным агломерационному устройству корпусом и/или дополнительным, ограничивающим поток ОГ наружу элементом (например, типа ограничивающей объем оболочки). То есть внешняя труба обтекается ОГ только на своей внутренней стороне. Напротив, внутренний элемент обтекается ОГ, по меньшей мере, участками с нескольких сторон (прежде всего, снаружи и внутри). Прежде всего, внутренний элемент соединен с внешней трубой исключительно для крепления. Предпочтительно, предусмотрен держатель, который фиксирует или же ориентирует внутренний элемент во внешней трубе. Кроме того, является предпочтительным, чтобы внутренний элемент был расположен во внешней трубе на расстоянии от нее, причем расстояние составляет по меньшей мере 1 см [сантиметр], предпочтительно по меньшей мере 3 см, причем, например, из соображений стабильности и/или по аэродинамическим причинам (прежде всего, в случае с системами выпуска ОГ автомобилей) расстояние, благоприятным образом, должно быть выбрано не более 5 см. Внутренний элемент обтекается ОГ, предпочтительно, полностью, прежде всего со всех сторон, причем, при необходимости, могут быть предусмотрены средства направления потока, которые вызывают целенаправленное локальное и/или равномерное обтекание.
Предпочтительно, агломерационное устройство имеет аксиальную длину, которая больше, чем половина расстояния между ионизирующим элементом и фильтрующим элементом.
Агломерационное устройство посредством прямого контакта с выпускным трубопроводом может быть подключено к массе. Однако является предпочтительным, что агломерационное устройство посредством электрического контакта может быть подключено к электрическому потенциалу, причем в таком случае агломерационное устройство расположено электрически изолированно от выпускного трубопровода. Для этого агломерационное устройство может быть расположено внутри выпускного трубопровода и образовывать часть выпускного трубопровода, которая в аксиальном направлении изолирована от другой части выпускного трубопровода. Таким образом, агломерационное устройство, по меньшей мере, участками представляет собой противоположный электрод относительно по меньшей мере одного электрода ионизирующего элемента. Кроме того, является предпочтительным, что внешняя труба и внутренний элемент независимо друг от друга могут быть подключены к разным электрическим потенциалам.
В качестве альтернативы предлагается, что агломерационное устройство электрически изолированно расположено в системе выпуска ОГ, и к агломерационному устройству снаружи не может быть приложен электрический потенциал. Таким образом, несомые частицами сажи заряды не могут быть отведены. Однако в этом случае агломерационное устройство может выполнять другие функции, чтобы дополнительно благоприятствовать агломерации, как, например, разделение потоков ОГ и сведение потоков ОГ, отклонение потоков ОГ, отражательные поверхности для потоков ОГ и т.д.
Электрически заряженные частицы сажи осаждаются на обтекаемых ОГ поверхностях агломерационного устройства и здесь могут агломерироваться с другими частицами сажи перед тем, как они уносятся протекающим мимо ОГ. Далее увеличенные таким образом в своем диаметре частицы сажи попадают на фильтрующий элемент, который отфильтровывает частицы сажи из потока ОГ. Здесь агломерация частиц сажи также может происходить посредством прямого контакта частиц сажи в полете через агломерационное устройство, причем для этого созданы подходящие условия потока.
Предпочтительно, фильтрующий элемент выполнен в виде поверхностного сепаратора, который имеет множество каналов, которые являются проходимыми для потока ОГ и простираются между входной областью и выходной областью. За счет подключаемого по меньшей мере на одном участке фильтрующего элемента электрического потенциала фильтрующий элемент может быть применен в качестве противоположного электрода к электроду ионизирующих элементов и к тому же отложившиеся в фильтрующем элементе частицы сажи могут быть нейтрализованы. Таким образом, ионизирующий элемент, агломерационное устройство и фильтрующий элемент могут образовывать ступенчатое (выраженное с разной напряженностью) электрическое поле, причем подключаемые электрические напряжения могут быть адаптированы к соответствующей ситуации с ОГ.
Особо предпочтительно, в случае с фильтрующим элементом речь идет о так называемом открытом фильтре побочного потока, в котором отсутствуют полностью закрытые проточные каналы. Напротив, фильтрующий элемент образован с помощью металлического нетканого материала и металлических волнистых слоев, в которых предусмотрены отверстия, направляющие структуры и т.п. При этом направляющие структуры образуют узкие места в проходах для потока, так что время пребывания или же вероятность столкновения для частиц сажи внутри фильтрующего элемента увеличивается. В этой связи указывается на известные патентные публикации заявителя, которые могут быть привлечены для более детальной характеризации фильтрующего элемента и/или его регенерации; прежде всего, в полном объеме делается ссылка на описание из следующих документов: WO-A-01/80978; WO-A-02/00326; WO-А-2005/099867; WO-A-2005/066469; WO-A-2006/136431; WO-A-2007/140932.
При этом регенерация такого фильтрующего элемента происходит предпочтительно непрерывно на основе метода CRT ("continuous regeneration trap" = метод уловителя твердых частиц (сажи) с постоянной регенерацией). Для этого перед устройством может быть включен, например, катализатор окисления, в котором (также) моноксид азота окисляется до диоксида азота, который затем вступает в реакцию с сажей в фильтрующем элементе. Кроме того, также является возможным, что такое окислительно действующее покрытие реализовано в самом фильтрующем элементе, либо в какой-либо его зоне, либо во всех областях фильтрующего элемента.
Предпочтительно, по меньшей мере один внутренний элемент агломерационного устройства имеет плоскостные стороны (например, типа внешней оболочки) и/или направляющие поверхности, которые простираются, прежде всего, параллельно потоку ОГ и/или локально, по меньшей мере, частично противостоят потоку ОГ, чтобы отклонять его. Является особо предпочтительным, что внутренний элемент имеет выемки, прежде всего в плоскостных сторонах, для сквозного пропускания ОГ, причем осаждение частиц сажи происходит, по большей части, на поверхностях внутреннего элемента. При этом края выемки предпочтительно имеют такую форму, что поток ОГ направляется так, что на поверхностях внутреннего элемента происходит отложение частиц сажи. Как правило, причем будет предусмотрено множество выемок, которые могут быть выполнены по существу одинаково для большинства случаев применения. Однако может быть рациональным варьировать размер, форму и/или положение относительно потока ОГ у одного или нескольких внутренних элементов агломерационного устройства.
Кроме того, является предпочтительным, что по меньшей мере один внутренний элемент выполнен в виде внутренней трубы. При этом (предпочтительно цилиндрическая) внутренняя труба расположена концентрично в (предпочтительно цилиндрической) внешней трубе, причем и за счет формы и/или положения выемок во внутренней трубе достигается то, что большая часть ОГ протекает через внутреннюю трубу снаружи внутрь через выемки. За счет этого достигается благоприятное осаждение частиц сажи на (расположенных внутри) поверхностях внутренней трубы.
В одном усовершенствовании устройства предлагается, что по меньшей мере один внутренний элемент имеет несколько дефлекторов. Дефлекторы расположены так, что ОГ отклоняется, так что благоприятным образом происходит осаждение частиц сажи на поверхностях самих дефлекторов и/или на поверхности внутреннего элемента. По меньшей мере, часть дефлекторов может быть расположена рядом с выемками. К тому же, дефлекторы могут быть выполнены с отличающейся высотой и/или наклоном к поверхности внутреннего элемента. Кроме того, является предпочтительным, что дефлекторы выполнены монолитно с внутренним элементом, то есть образованы из одного и того же материала (например, типа высечек или же отростков).
Кроме того, является благоприятным, если по меньшей мере один внутренний элемент образует разновидность лабиринта. За счет лабиринтообразного расположения дефлекторов, и/или выемок, и/или внутренней трубы (труб) увеличивается поверхность, с которой контактируют частицы в ОГ во время прохождения через агломерационное устройство. В результате этого, в свою очередь, увеличивается количество осажденных на поверхности частиц сажи. Лабиринт получается, прежде всего, за счет множества расположенных поперек направления потока со смещением в направлении потока дефлекторов, причем все поперечное сечение потока агломерационного устройства покрывается совокупностью всех дефлекторов. Характерным для такого лабиринта может быть то, что поток ОГ при прохождении через по меньшей мере один внутренний элемент испытывает множество изменений направления потока, причем при определенных условиях (многократно) происходят разделения и сведения множества частичных потоков ОГ.
Кроме того, является благоприятным, если, по меньшей мере, внешняя труба или по меньшей мере один внутренний элемент имеет поверхность с возвышениями и углублениями. Возвышения и углубления простираются, предпочтительно, по существу поперек направления потока ОГ, за счет чего около поверхности поток возбуждается к турбулентности. Возвышения и/или углубления могут иметь форму типа шишек, впадин, волнистостей и т.п. и, прежде всего, имеют размер, который соответствует четырехкратной величине толщины материала внешней трубы и/или внутреннего элемента. В результате турбулентности возникают области на поверхности агломерационного устройства, в которых предпочтительно осаждаются и агломерируются частицы сажи. Прежде всего, при изменении потоковой ситуации агломерированные частицы сажи отделяются потоком ОГ от места своего отложения.
Кроме того, является предпочтительным, что возвышения и углубления изменяются, по меньшей мере, по амплитуде или расстоянию в направлении потока. При этом расстояние возвышений и углублений измеряется в направлении потока, а амплитуда - поперек направления потока. За счет такого выполнения в любой ситуации потока агломерируется особенно большая доля частиц.
В еще одной форме осуществления предусмотрено, что агломерационное устройство имеет охлаждающее устройство. За счет охлаждения агломерационного устройства увеличивается доля осаждающихся на агломерационном устройстве и в последующем агломерирующихся частиц сажи. Предпочтительно, охлаждающее устройство расположено снаружи на агломерационном устройстве и может быть реализовано посредством перенаправления охлаждающего воздуха и/или элементов Пельтье и/или жидкой охлаждающей среды.
Чтобы способствовать отделению агломерированных частиц сажи от поверхностей агломерационного устройства, также предлагается, что агломерационное устройство содержит вибрационное устройство. Такое вибрационное устройство может быть расположено, например, вне потока ОГ на агломерационном устройстве и с помощью подходящих средств, таких как, например, пьезоэлементы, возбуждать его к колебаниям.
Предпочтительным также является, прежде всего, автомобиль, имеющий двигатель внутреннего сгорания и систему выпуска ОГ, причем в систему выпуска ОГ интегрировано устройство описанного здесь согласно изобретению вида. Для этого предусмотрены, прежде всего, соответствующие источники напряжения, электрические соединительные линии, контрольные устройства и т.п.
Далее изобретение, а также технический контекст в качестве примера поясняются на фигурах. Следует указать на то, что на фигурах показаны особо предпочтительные варианты осуществления изобретения, но это изобретение ими не ограничено. Схематически показано на:
Фиг.1: конструктивная форма устройства согласно изобретению,
Фиг.2: конструктивная форма агломерационного устройства,
Фиг.3: другая конструктивная форма агломерационного устройства,
Фиг.4: еще одна конструктивная форма агломерационного устройства,
Фиг.5: вариант интеграции устройства в автомобиль.
На фиг.1 схематически показана одна конструктивная форма устройства 1 согласно изобретению для очистки содержащего частицы 2 сажи ОГ. В выпускном трубопроводе 21 в направлении 18 потока расположены ионизирующий элемент 3, агломерационное устройство 8 и фильтрующий элемент 4. Ионизирующий элемент 3 содержит электропроводное сотовое тело 22 с множеством расположенных на нем электродов 17, на которые через электрический контакт 24 ионизирующего элемента является подаваемым напряжение. Агломерационное устройство 8 имеет внутренний элемент 10 и внешнюю трубу 9, причем внешняя труба 9 окружена охлаждающим устройством 23. Кроме того, агломерационное устройство 8 имеет вибрационное устройство 19. Фильтрующий элемент 4 имеет множество каналов 5, которые являются проходимыми для ОГ и простираются между входной областью 6 и выходной областью 7. К фильтрующему элементу 4 через электрический контакт 16 является подключаемым электрический потенциал. Выпускной трубопровод 21 расположен в системе выпуска ОГ автомобиля. В ходе эксплуатации содержащий частицы 2 сажи ОГ сначала проходит через ионизирующий элемент 3, причем посредством имеющего проходимые для потока каналы сотового тела 22 поток ОГ гомогенизируется. В области между ионизирующим элементом 3 и агломерационным устройством 8 частицы 2 сажи ионизируются в коронном разряде, исходящим от электродов 17. Заряженные частицы 2 сажи с потоком ОГ и электрическим потенциалом между электродами 17 и агломерационным устройством 8 попадают в агломерационное устройство 8. За счет механических и электрических сил заряженные частицы 2 сажи осаждаются на поверхности 13 агломерационного устройства 8. За счет проведения потока в агломерационном устройстве 8 количество осажденных частиц 2 сажи увеличивается. Агломерированные частицы 2 сажи следующим ОГ отделяются и попадают в фильтрующий элемент 4, причем отделение может быть вызвано производимыми вибрационным устройством 19 вибрациями. Посредством приложения электрического потенциала через электрический контакт 16 фильтрующего элемента к фильтрующему элементу 4, во-первых, ускоряется сток агломератов частиц из агломерационного устройства 8 к фильтрующему элементу 4, а во-вторых, усиливается отложение заряженных агломерированных частиц 2 сажи в фильтрующем элементе 4.
На фиг.2 схематично показано поперечное сечение одной конструктивной формы агломерационного устройства 8. Агломерационное устройство 8 содержит внешнюю трубу 9 и внутренние элементы 10. Внутренние элементы 10 образуются дефлекторами 12, которые расположены в виде лабиринта 20. Простирающиеся в двух измерениях поверхности дефлекторов 12 образуют соответственно одну плоскостную сторону. Входящий в направлении 18 потока, содержащий заряженные частицы 2 сажи ОГ отклоняется дефлекторами 12, причем из-за большей массы частицы сажи не обязательно могут следовать этому отклонению и поэтому попадают на поверхность дефлекторов 12, где они осаждаются и при определенных условиях агломерируются с другими частицами сажи. В свою очередь, агломерированные таким образом частицы сажи протекающим мимо ОГ отделяются от места отложения, если они имеют определенный общий размер и тем самым определенное сопротивление потоку. Таким образом, за счет лабиринтообразного расположения дефлекторов повышается скорость агломерации частиц 2 сажи.
На фиг.3 схематически показана еще одна благоприятная конструктивная форма агломерационного устройства 8 с внешней трубой 9 и выполненным в виде внутренней трубы 11 внутренним элементом 10. Внутренняя сторона и внешняя сторона внутренней трубы 11 образуют соответственно одну плоскостную сторону. Внутренняя труба 11 имеет выемки 25, через которые может протекать содержащий частицы сажи ОГ. Выемки 25 имеют такую форму, что ОГ, предпочтительно, течет от внешней стороны внутренней трубы 11 внутрь внутренней трубы 11. В результате этого частицы 2 сажи, предпочтительно, осаждаются на поверхностях внутренней трубы 11.
На фиг.4 схематически показана еще одна конструктивная форма агломерационного устройства 8. Внешняя труба 9 и внутренний элемент 10 имеют возвышения 14 и углубления 15. За счет возвышений 14 и углублений 15 создается турбулентный поток ОГ, посредством которого частицы 2 сажи попадают в область поблизости от поверхностей 13 внешней трубы 9 и внутреннего элемента 10, где частицы 2 сажи могут осаждаться и при определенных условиях агломерироваться. Здесь также наглядно показано, что амплитуда 26 и/или расстояние 27 возвышений и/или углублений 15 могут быть выполнены отличающимися друг от друга, прежде всего, таким образом, что в направлении 18 потока амплитуда 26 и/или расстояние увеличивается. Выпуклые поверхности внутреннего элемента 10 образуют соответственно одну плоскостную сторону.
На фиг.5 схематически показан автомобиль 28 с двигателем 29 внутреннего сгорания. Произведенный во время эксплуатации автомобиля 28 ОГ вместе с частицами сажи направляется через систему 30 выпуска ОГ. Система 30 выпуска ОГ образуется выпускным трубопроводом 21, в котором, наряду с несколькими устройствами 32 очистки ОГ (например, катализаторами, адсорбером, смесителем потока и т.д.), также предусмотрено устройство 1 согласно изобретению. Эксплуатация устройства 1 происходит с помощью источника 35 напряжения, который регулируется контрольным устройством 34, например, в том числе и с включением датчиков 33 системы 30 выпуска ОГ.
С помощью настоящего устройства за счет повышения скорости агломерации частиц 2 сажи повышается производительность фильтра системы выпуска ОГ двигателя внутреннего сгорания.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Устройство
2 Частица сажи
3 Ионизирующий элемент
4 Фильтрующий элемент
5 Каналы
6 Входная область
7 Выходная область
8 Агломерационное устройство
9 Внешняя труба
10 Внутренний элемент
11 Внутренняя труба
12 Дефлекторы
13 Поверхность
14 Возвышение
15 Углубление
16 Электрический контакт фильтрующего элемента
17 Электроды
18 Направление потока
19 Вибрационное устройство
20 Лабиринт
21 Выпускной трубопровод
22 Сотовое тело
23 Охлаждающее устройство
24 Электрический контакт ионизирующего элемента
25 Выемка
26 Амплитуда
27 Расстояние
28 Автомобиль
29 Двигатель внутреннего сгорания
30 Система выпуска ОГ
31 Выпускной трубопровод
32 Устройство очистки ОГ
33 Датчик
34 Контрольное устройство
35 Источник напряжения

Claims (8)

1. Устройство (1) для очистки содержащего частицы (2) сажи отработавшего газа (ОГ), содержащее:
- по меньшей мере один ионизирующий элемент (3) для ионизации частиц (2) сажи,
- по меньшей мере один фильтрующий элемент (4), причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента (4) является подключаемым электрический потенциал,
- по меньшей мере одно агломерационное устройство (8) для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц (2) сажи, которое расположено между ионизирующим элементом (3) и фильтрующим элементом (4), причем агломерационное устройство (8) имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу (9) и по меньшей мере один внутренний элемент (10), причем внешняя труба(9) ограничивает поток ОГ снаружи и обтекается ОГ только на своей внутренней стороне, а внутренний элемент (10) обтекается ОГ, по меньшей мере, на отдельных участках, с нескольких сторон и образован по меньшей мере одним элементом из следующей группы:
- внутренняя труба (11) и
- несколько дефлекторов (12), расположенных с возможностью отклонения ОГ.
2. Устройство (1) по п.1, в котором внутренний элемент (10) имеет выемки (25) для сквозного прохождения ОГ, а агломерация, по большей части, происходит по меньшей мере на одном внутреннем элементе (10).
3. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один внутренний элемент (10) образует лабиринт (20).
4. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором, по меньшей мере, внешняя труба (9) или по меньшей мере один внутренний элемент (10) имеет поверхность (13) с возвышениями (14) и углублениями (15).
5. Устройство (1) по п.4, в котором возвышения (14) и углубления (15) изменяются, по меньшей мере, по амплитуде (26) или расстоянию (27) в направлении (18) потока.
6. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором агломерационное устройство (8) имеет охлаждающее устройство (23).
7. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором агломерационное устройство (8) содержит вибрационное устройство (19).
8. Автомобиль (28), имеющий двигатель (29) внутреннего сгорания и систему (30) выпуска отработавшего газа, причем в систему (30) выпуска отработавшего газа интегрировано устройство (1) по одному из предшествующих пунктов.
RU2013127141/06A 2010-11-17 2011-10-19 Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог) RU2569126C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010051655A DE102010051655A1 (de) 2010-11-17 2010-11-17 Vorrichtung zur Behandlung von Rußpartikel enthaltendem Abgas
DE102010051655.4 2010-11-17
PCT/EP2011/068222 WO2012065800A2 (de) 2010-11-17 2011-10-19 VORRICHTUNG ZUR BEHANDLUNG VON RUßPARTIKEL ENTHALTENDEM ABGAS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013127141A RU2013127141A (ru) 2014-12-27
RU2569126C2 true RU2569126C2 (ru) 2015-11-20

Family

ID=45554601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127141/06A RU2569126C2 (ru) 2010-11-17 2011-10-19 Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог)

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9097155B2 (ru)
EP (1) EP2640939B1 (ru)
JP (1) JP5894179B2 (ru)
KR (1) KR101535362B1 (ru)
CN (1) CN103339350B (ru)
DE (1) DE102010051655A1 (ru)
RU (1) RU2569126C2 (ru)
WO (1) WO2012065800A2 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012004270A1 (de) * 2012-03-02 2013-09-05 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Behandlung eines von einem Zentralbereich radial nach außen strömenden Gasstroms
BR102014024967A2 (pt) * 2014-10-06 2016-05-24 Carlos Eduardo Coelho Ferreira filtro
FR3048554B1 (fr) * 2016-03-01 2018-05-18 Valeo Systemes Thermiques Dispositif thermoelectrique
WO2018066078A1 (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 中国電力株式会社 石炭火力発電設備
DE102016224641A1 (de) * 2016-12-09 2018-06-14 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgaspfad für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine mit einem solchen Abgaspfad und Verfahren zum Agglomerieren von Rußpartikeln im Abgas einer Brennkraftmaschine
JP6827864B2 (ja) * 2017-03-24 2021-02-10 三菱重工業株式会社 凝集装置及びこれを備えた排ガス処理装置
KR102089126B1 (ko) 2017-05-24 2020-03-13 주식회사 엘지화학 선택적 촉매 환원 시스템
JOP20210042A1 (ar) * 2018-09-18 2021-03-08 Van Wees Innovations B V طريقة وجهاز لتنظيف الهواء
GB2583357A (en) * 2019-04-25 2020-10-28 Rolls Royce Plc Exhaust gas measurement
EP3827891B1 (de) * 2019-11-28 2022-02-16 Carl Freudenberg KG Filterelement mit leitfähigem kantenband und filteranordnung mit einem solchen filterelement
US11772103B2 (en) * 2020-03-27 2023-10-03 Praan Inc. Filter-less intelligent air purification device
IL275804B2 (en) * 2020-07-01 2024-04-01 Lushkevich Leonid Plasma device and execution method to purify exhaust streams
KR20230106853A (ko) 2022-01-07 2023-07-14 한국기계연구원 금속섬유로 형성된 dpf를 갖는 선박용 디젤 엔진의 배기가스 여과 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2096917A (en) * 1981-04-17 1982-10-27 Alfa Romeo Auto Spa Purifying internal-combustion engine exhaust gases
JP2003172123A (ja) * 2001-09-28 2003-06-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排気浄化装置及び高電圧供給装置
FR2884857A1 (fr) * 2005-04-26 2006-10-27 Renault Sas Dispositif a elements de separation par voie inertielle pour le filtrage et l'elimination de particules contenues dans des gaz d'echappement
EP1840938A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-03 Ngk Insulators, Ltd. Plasma reactor
WO2010057779A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-27 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Anordnung und verfahren zur reinigung eines abgasstromes einer verbrennungskraftmaschine durch die abscheidung von partikeln

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10020170C1 (de) 2000-04-25 2001-09-06 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgas und zugehöriges Auffangelement
CH675895A5 (ru) * 1987-04-03 1990-11-15 Daimler Benz Ag
DE3723544A1 (de) * 1987-07-16 1989-01-26 Man Technologie Gmbh Elektrostatischer filter zum reinigen von gasen
US4945721A (en) * 1988-04-14 1990-08-07 Environmental Research International, Inc. Electromagnetic converter for reduction of exhaust emissions
DE19934932B4 (de) * 1999-07-26 2011-06-30 MAN Truck & Bus AG, 80995 Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Feinstpartikeln aus dem Abgas von Brennkraftmaschinen
FR2798303B1 (fr) * 1999-09-14 2001-11-09 Daniel Teboul Dispositif de traitement d'un milieu gazeux, en particulier des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne, et vehicule equipe d'un tel dispositif
DE10026696A1 (de) 2000-05-30 2001-12-20 Emitec Emissionstechnologie Partikelfalle
DE20122703U1 (de) * 2000-05-30 2007-03-01 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Partikelfalle
DE10031200A1 (de) 2000-06-27 2002-01-17 Emitec Emissionstechnologie Partikelfalle zum Abscheiden von Partikeln aus dem Strom eines Fluids, Verfahren zum Abscheiden von Partikeln aus dem Strom eines Fluids und Verwendung einer Partikelfalle
JP2002339734A (ja) * 2001-05-15 2002-11-27 Isuzu Motors Ltd 電気集塵式ディーゼルパティキュレートフィルタ装置
JP2003269133A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置
JP2004332609A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Toyota Motor Corp Ｐｍ浄化リアクター
US7331170B2 (en) * 2003-05-22 2008-02-19 Hino Motors, Ltd. Exhaust emission control device
KR100527955B1 (ko) * 2003-08-08 2005-11-09 현대자동차주식회사 머플러의 입자상 물질 제거 장치
DE102004001417A1 (de) 2004-01-09 2005-08-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Partikelfilter umfassend eine metallische Faserlage
DE602005025992D1 (de) 2004-04-12 2011-03-03 Toyota Motor Co Ltd Abgasreinigungsvorrichtung
DE102005029338A1 (de) 2005-06-24 2007-02-08 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zum Betrieb einer Partikelfalle sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102005035555A1 (de) * 2005-07-29 2007-02-01 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur Verminderung der Stickoxid- und Partikelemissionen einer Verbrennungskraftmaschine und entsprechende Abgasnachbehanldungseinheit
CN1955445A (zh) * 2005-10-28 2007-05-02 范天豪 喷雾式净化汽车尾气排污装置
DE102006026324A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-06 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Nebenstromfilter mit verbessertem Filterwirkungsgrad
JP2008019853A (ja) * 2006-06-16 2008-01-31 Denso Corp 内燃機関の排気処理装置
DE102009026010A1 (de) * 2008-06-24 2010-01-14 Solmaz, Bülent Elektrostatische Abscheidevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102009025136A1 (de) 2009-06-17 2010-12-23 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung eines Partikel aufweisenden Abgases
DE102009041092A1 (de) * 2009-09-14 2011-03-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasbehandlungsvorrichtung mit zwei Wabenkörpern zur Erzeugung eines elektrischen Potentials
DE102010034251A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-16 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung von Rußpartikeln im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2096917A (en) * 1981-04-17 1982-10-27 Alfa Romeo Auto Spa Purifying internal-combustion engine exhaust gases
JP2003172123A (ja) * 2001-09-28 2003-06-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排気浄化装置及び高電圧供給装置
FR2884857A1 (fr) * 2005-04-26 2006-10-27 Renault Sas Dispositif a elements de separation par voie inertielle pour le filtrage et l'elimination de particules contenues dans des gaz d'echappement
EP1840938A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-03 Ngk Insulators, Ltd. Plasma reactor
WO2010057779A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-27 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Anordnung und verfahren zur reinigung eines abgasstromes einer verbrennungskraftmaschine durch die abscheidung von partikeln

Also Published As

Publication number Publication date
US20130255231A1 (en) 2013-10-03
WO2012065800A2 (de) 2012-05-24
JP5894179B2 (ja) 2016-03-23
WO2012065800A3 (de) 2012-07-12
KR101535362B1 (ko) 2015-07-08
KR20130086239A (ko) 2013-07-31
CN103339350A (zh) 2013-10-02
EP2640939B1 (de) 2016-10-12
CN103339350B (zh) 2015-11-25
US9097155B2 (en) 2015-08-04
JP2014500430A (ja) 2014-01-09
EP2640939A2 (de) 2013-09-25
DE102010051655A1 (de) 2012-05-24
RU2013127141A (ru) 2014-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2569126C2 (ru) Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог)
RU2518706C2 (ru) Устройство и способ очистки потока отработавших газов, образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания, от твердых частиц путем их отделения
US7198762B1 (en) Device for treating an internal combustion engine exhaust gases
CN102459831B (zh) 用于处理含有颗粒的废气的装置和方法
US8115373B2 (en) Self-regenerating particulate trap systems for emissions and methods thereof
JP2008019853A (ja) 内燃機関の排気処理装置
RU2538217C2 (ru) Устройство для обработки содержащего частицы сажи отработавшего газа
JPH09112246A (ja) 電気的制御によるディーゼルエンジンの排気微粒子捕集装置
CN1432100A (zh) 微粒捕集器
RU2516720C2 (ru) Устройство и способ очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа
RU2503829C2 (ru) Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа
US7959883B2 (en) Engine exhaust gas reactors and methods
KR101166688B1 (ko) 하전 산화촉매방식의 매연여과장치
KR100942430B1 (ko) 매연저감용 2단 전기집진장치
US20050126135A1 (en) Gas flow arrangement apparatus and to apparatus for removing pollutants from gas streams
US9217356B2 (en) Mounting having at least one electrode and exhaust line device having at least one mounting
JP3033579U (ja) ディーゼルエンジンの排気黒煙除去装置
JP4345568B2 (ja) 排気処理装置用凝集器
KR100763413B1 (ko) 원심력과 전기집진을 이용한 매연저감용 소형 장치 및 이를병렬 이용한 매연저감 장치
RU2554396C2 (ru) Держатель для крепления нескольких электродов в выпускном трубопроводе
Maus et al. Electrostatic particulate filter for nanoparticle reduction
ZA200406920B (en) Improvements in and relating to gas flow arrangement apparatus and to apparatus for removing pollutants from gas streams