RU2752452C1 - Thermocatalytic exhaust gas neutralizer - Google Patents
Thermocatalytic exhaust gas neutralizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752452C1 RU2752452C1 RU2020139645A RU2020139645A RU2752452C1 RU 2752452 C1 RU2752452 C1 RU 2752452C1 RU 2020139645 A RU2020139645 A RU 2020139645A RU 2020139645 A RU2020139645 A RU 2020139645A RU 2752452 C1 RU2752452 C1 RU 2752452C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalytic converter
- exhaust gas
- thermocatalytic
- catalytic
- infrared emitter
- Prior art date
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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Термокаталитический нейтрализатор отработанных газов предназначен для обезвреживания вредных веществ в отработанных газах и может найти применение в двигателях внутреннего сгорания передвижных и стационарных установках.Thermocatalytic converter of exhaust gases is designed to neutralize harmful substances in exhaust gases and can be used in internal combustion engines in mobile and stationary installations.
Известны устройства для каталитической нейтрализации отработанных газов тепловых установок с использованием катализаторов. В кн. «Химия окружающей среды» (пер. с англ. под ред. А.П. Цыганкова - М: Химия. 1982. 672 c.) описаны каталитические реакторы (рис VIII - 12 схемы б, в, стр. 224), в которых требуется модификация двигателей и сложная система с двойным каталитическим конвертером.Known devices for catalytic neutralization of exhaust gases from thermal plants using catalysts. In the book. "Chemistry of the Environment" (translated from English under the editorship of AP Tsygankov - M: Chemistry. 1982. 672 c.) Catalytic reactors are described (Fig. VIII - 12 schemes b, c, p. 224), in which engine modifications and a sophisticated dual catalytic converter system are required.
Известно устройство («Каталитический нейтрализатор отработанных газов» патент на полезную модель №118689, бюл. №21 от 27.07.2012г.), в котором производится очистка в нейтрализаторе и осуществляется регулирование зоны каталитического воздействия на газ в зависимости от режима работы двигателя. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие: в предложенном устройстве отсутствует обеспечение и поддержание необходимой температуры. В то время, известно, что термокаталитические реакции протекают только в определенном диапазоне температур. Если температура газа ниже необходимой, то каталитические реакции не реализуются, а при температурах выше допустимой материал катализатора выгорает, покрывается окисной пленкой и катализ не проходит. Для автомобильных двигателей более характерно пониженная температура, т.к. газ проходя от камеры сгорания до выхлопной трубы, ближе к которой устанавливается каталитическое устройство, значительно остывает. С остывшим газом в камере дожигания у прототипа процесс дожигания может не происходить. Другой недостаток прототипа состоит в монтажной сложности. Дело в том, что по мере эксплуатации катализатор теряет свои каталитические свойства и его надо заменить. Для этого требуется быстросменные устройства, позволяющие заменить один блок катализаторов на новый. Для устранения этих недостатков и повышения качества очистки выхлопных газов предложен термокаталитический нейтрализатор выхлопных газов, в котором содержится эжектор с регулятором расхода, камера термического дожигания со шнеком, регулирующее устройство с каталитическим нейтрализатором и внутренней пружиной в стакане, в котором в камере термического дожигания установлен инфракрасный излучатель и датчик температуры, связанный с регулятором напряжения инфракрасного излучателе, а корпус каталитического нейтрализатора имеет быстросъемный механизм в виде байонета с самоторможением.Known device ("Catalytic converter of exhaust gases" utility model patent No. 118689, bulletin No. 21 from 27.07.2012), which is cleaned in a neutralizer and regulates the zone of catalytic action on the gas depending on the operating mode of the engine. We took this device as a prototype. The disadvantages of the prototype are as follows: in the proposed device there is no provision and maintenance of the required temperature. At that time, it was known that thermocatalytic reactions only take place within a certain temperature range. If the gas temperature is below the required one, then catalytic reactions do not take place, and at temperatures above the permissible catalyst material burns out, becomes covered with an oxide film and catalysis does not pass. Low temperatures are more common in car engines because the gas passing from the combustion chamber to the exhaust pipe, closer to which the catalytic device is installed, cools down significantly. With the cooled gas in the afterburner in the prototype, the afterburning process may not occur. Another disadvantage of the prototype is assembly complexity. The fact is that during operation the catalyst loses its catalytic properties and must be replaced. This requires quick-change devices to replace one catalyst block with a new one. To eliminate these drawbacks and improve the quality of exhaust gas purification, a thermocatalytic converter of exhaust gases has been proposed, which contains an ejector with a flow controller, a thermal afterburner with a screw, a regulator with a catalytic converter and an internal spring in a glass, in which an infrared emitter is installed in the thermal afterburner. and a temperature sensor associated with the voltage regulator of the infrared emitter, and the catalytic converter housing has a quick release mechanism in the form of a self-locking bayonet.
Предлагаемый каталитический нейтрализатор представлен на фиг. 1 и фиг. 2, фиг. 3, гдеThe proposed catalytic converter is shown in FIG. 1 and FIG. 2, fig. 3, where
фиг. 1 - общий вид устройства (сечение),fig. 1 - general view of the device (section),
фиг. 2 - узел крепления (байонет),fig. 2 - attachment point (bayonet),
фиг. 3 - вид А.fig. 3 - view A.
Здесь: 1 - патрубок подвода отработанного газа, 2 - эжектор, 3 - регулятор расхода, 4 - патрубок подачи воздуха, 5 - блок термического дожигания, 6 - шнек, 7 - инфракрасный излучатель, 8 - стакан, 9 - пружина, 10 - патрубок выхлопной, 11 - подпятник, 12 - кронштейн, 13 - катализатор пористый, 14 - блок каталитической нейтрализации, 15 - датчик температур, 16 - регулятор напряжения, 17 - измеритель температуры, 18 - источник питания, 19 - корпус самотормозящегося затвора, 20 - втулка, 21 - выступ, 22- штырь поворотный.Here: 1 - exhaust gas supply pipe, 2 - ejector, 3 - flow regulator, 4 - air supply pipe, 5 - thermal afterburner, 6 - auger, 7 - infrared emitter, 8 - glass, 9 - spring, 10 - pipe exhaust, 11 - thrust bearing, 12 - bracket, 13 - porous catalyst, 14 - catalytic neutralization unit, 15 - temperature sensor, 16 - voltage regulator, 17 - temperature meter, 18 - power supply, 19 - self-locking valve body, 20 - bushing , 21 - projection, 22 - rotary pin.
Термокаталитический нейтрализатор выхлопных газов крепится к патрубку подвода газов 1 фланцем эжектора 2, который имеет патрубок подачи воздуха 4 с регулятором расхода 3. К эжектору 2 крепится блок термического дожигания 5, имеющий внутри шнек 5, коаксиально которому в центре шнека 6 установлен инфракрасный излучатель 7. Измеритель 7 питается от источника питания 18, в цепи которого имеется измеритель температуры 17, регулятор напряжения 16. В электрическую цепь питания инфракрасного излучателя включен датчик температуры 15, установленный на выходе из блока термического дожигания 5. После блока дожигания 5 расположен блок каталитической нейтрализации 14, который крепится к блоку 5 самотормозящимся затвором типа «байонет» (см. узел I). Блок каталитической нейтрализации 14 имеет внутри пористый цилиндрический катализатор 13, расположенный коаксиально, а внутри него имеется подвижный стакан 8. Внутри стакана 8 установлена пружина 9, которая одним концом опирается на днище стакана 8. А другим концом опирается на подпятник 11, который кронштейнами 12 закреплен на выхлопном патрубке 10. Самотормозящий затвор типа «байонет» имеет корпус 19, который укреплен на корпусе 14. Затвор 19 состоит из корпуса, внутри которого находится подвижная втулка 20 с выступом 21, входящий в профилированный паз корпуса затвора 19. Втулка на конце имеет штырь поворотный 22.Thermocatalytic converter of exhaust gases is attached to the gas inlet pipe 1 by the
Каталитический нейтрализатор работает следующим образом. При работе двигателя машины, выхлопные газы патрубка 1 поступают в полость эжектора 2. Внутри горловины эжектора 2 за счет высокой скорости потока газа образуется разрежение, и осуществляется подсос воздуха через патрубок подачи воздуха 4 из атмосферы. Далее, выхлопные газы, смешиваясь с воздухом, поступают в пространство блока каталитического дожигания 5, где движутся по шнеку 6, являющимся газоходом. Одновременно с началом работы двигателя включается источник питания 18, который осуществляет нагрев инфракрасного излучателя 7, обеспечивая необходимую температуру датчика 15, обеспечивая контроль прибором 17 и регулированием устройством 16. В полости блока 5 происходит дожигание недогоревших углеводородных компонентов, и далее, газ поступает в полость каталитической нейтрализации 14 и начинает проходить через пористый катализатор 13. В зависимости от режима работы двигателя автоматически регулируется как состав газа внутри блока 5, так и зона прохода газа через пористый катализатор 13.The catalytic converter works as follows. When the engine of the machine is running, the exhaust gases from the nozzle 1 enter the cavity of the
При работе двигателя на холостом ходу или малых нагрузках объем газов, поступающих через патрубок 1 в эжектор, 2 незначителен, и скорость газов в эжекторе создает малое давление. Это малое давление действует на днище стакана 8. За счет действия пружины 9 стакан 8 перекрывает значительную часть пористого катализатора 13, оставляя для прохода газа небольшую его часть. При работе двигателя на средних и полных нагрузках расход отработанных газов значительно возрастает, и увеличивается подсос воздуха через патрубок 4, и автоматически поддерживается необходимое количество воздуха в полости 5 термического дожигания. Увеличение расхода газа вызывает увеличение давления газа на дно стакана 8, которое вызывает сжатие пружины 9, при этом площадь пористого катализатора 13 отрывается больше, газ проходит через открытое поверхность катализатора, при прохождении которого происходит нейтрализация вредных примесей. Далее очищенный газ удаляется через выхлопной патрубок 10. В зависимости от типа двигателя, вида используемого топлива, проводя предварительное регулирование регулятора расхода 3 и регулятором напряжения 16 необходимую температуру датчика 15.When the engine is idling or at low loads, the volume of gases entering through the nozzle 1 into the ejector, 2 is insignificant, and the velocity of the gases in the ejector creates a low pressure. This small pressure acts on the bottom of the glass 8. Due to the action of the
По мере эксплуатации двигателя термокаталитический нейтрализатор может ухудшать свои каталитические свойства - окисление поверхности катализатора 13, возможное забивание пор и др. Для поддержания эффективности каталитической нейтрализации, блок 14 необходимо заменить и направить пористый катализатор 13 на регенерацию. Быстрая смена блока 14 производится с использованием затвора 19. Поворотом втулки 20, используя поворотный штырь 22, передвигают выступ 21 в профилированном пазу, освобождают затвор и снимают блок 14. В зависимости от размера диаметра устройства патрубка 1 и диаметра блока 5 количество затворов 19 может быть несколько - 2,4,6 и др. Самоторможение затвора, гарантирующее надежное крепление блока 19 при движении автомобиля, обеспечивается условием: γ<ρ, где ρ - угол трения, γ - угол винтовой линии профилированного паза.As the engine is operated, the thermocatalytic converter may deteriorate its catalytic properties - oxidation of the catalyst 13 surface, possible clogging of pores, etc. To maintain the efficiency of catalytic neutralization,
Таким образом, использование предложенного термокаталитического нейтрализатора выхлопных газов позволит повысить эффективность очистки выхлопных газов за счет автоматического регулирования процесса дожигания и поддержания необходимого температурного режима процесса каталитической нейтрализации и улучшить эксплуатационные характеристики путем упрощения замены блока катализатора.Thus, the use of the proposed thermocatalytic converter of exhaust gases will increase the efficiency of cleaning exhaust gases by automatically regulating the afterburning process and maintaining the required temperature of the catalytic neutralization process and improve performance by simplifying the replacement of the catalyst unit.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139645A RU2752452C1 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Thermocatalytic exhaust gas neutralizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139645A RU2752452C1 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Thermocatalytic exhaust gas neutralizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2752452C1 true RU2752452C1 (en) | 2021-07-28 |
Family
ID=77226193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139645A RU2752452C1 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Thermocatalytic exhaust gas neutralizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2752452C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010036914A2 (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | Energy Recovery Technology, Llc. | Vehicle energy recovery system |
RU118689U1 (en) * | 2012-01-27 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | GAS CATALYTIC NEUTRALIZER |
RU2563950C1 (en) * | 2014-07-16 | 2015-09-27 | Людмила Николаевна Третьяк | Ice exhaust gas purification process and device to this end |
RU188227U1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-04-03 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | CATALYTIC NEUTRALIZER WITH INDUCTION ELECTRIC HEATING DEVICE |
-
2020
- 2020-12-03 RU RU2020139645A patent/RU2752452C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010036914A2 (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | Energy Recovery Technology, Llc. | Vehicle energy recovery system |
RU118689U1 (en) * | 2012-01-27 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | GAS CATALYTIC NEUTRALIZER |
RU2563950C1 (en) * | 2014-07-16 | 2015-09-27 | Людмила Николаевна Третьяк | Ice exhaust gas purification process and device to this end |
RU188227U1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-04-03 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | CATALYTIC NEUTRALIZER WITH INDUCTION ELECTRIC HEATING DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100637641B1 (en) | Filter for egr system heated by an enclosing catalyst | |
US3460916A (en) | Exhaust gas burners | |
US4436535A (en) | Method and device for removing soot from exhaust gases | |
US5829248A (en) | Anti-pollution system | |
EP0380838B1 (en) | Ultrasonic burner system for regenerating a filter | |
US5904042A (en) | Diesel exhaust conditioning system | |
AU6405694A (en) | Method and apparatus for reduction of pollutants emitted from automotive engines by flame incineration | |
US4662172A (en) | Exhaust purification apparatus | |
CN101749728A (en) | Vehicle combustor | |
KR940005870A (en) | Air introduction control device in exhaust pipe of internal combustion engine | |
BR0315827B1 (en) | Method for cleaning a particulate filter and a vehicle for using said method. | |
RU2752452C1 (en) | Thermocatalytic exhaust gas neutralizer | |
US4338907A (en) | Gasoline fume generator and mixer | |
US8424291B2 (en) | Flame glow plug | |
KR101802656B1 (en) | A Device That Removing Harmful gas and Fine dust | |
US3973916A (en) | Emissions control system for an automotive vehicle or the like | |
GB2233037A (en) | Coanda pump powered by engine exhaust gases | |
CN112313399B (en) | Drive train for a motor vehicle and motor vehicle | |
KR100301659B1 (en) | Apparatus for purifying exhaust gas for internal combustion engine | |
RU2727122C1 (en) | Exhaust gas catalytic converter | |
JPS6141945Y2 (en) | ||
SU1000677A1 (en) | Apparatus for burning waste gases | |
RU203184U1 (en) | Catalytic converter | |
RU184202U1 (en) | Burner device | |
SU1726004A1 (en) | Apparatus for thermocatalytical cleaning of flue gases |