RU2810621C1 - Установка для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля - Google Patents
Установка для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810621C1 RU2810621C1 RU2022128051A RU2022128051A RU2810621C1 RU 2810621 C1 RU2810621 C1 RU 2810621C1 RU 2022128051 A RU2022128051 A RU 2022128051A RU 2022128051 A RU2022128051 A RU 2022128051A RU 2810621 C1 RU2810621 C1 RU 2810621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adsorbent
- exhaust gases
- vehicle exhaust
- adsorption
- toxic substances
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 7
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к лабораторным установкам и предназначено для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля. Установка для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля состоит из реакционной камеры, оборудованной устройствами подачи порошкообразного адсорбента. Установка дополнительно включает рассекатель, мелкоячеистые сетки для размещения измельченного адсорбента, вентиляторы для его взвихрения и фильтры из газопроницаемого материала для предотвращения потерь адсорбента, установленных во входном и выходном патрубках реакционной камеры. Техническим результатом является определение зависимости концентрации токсичных продуктов сгорания в выхлопных газах автомобиля от свойств адсорбента (химического состава, среднего диаметра частицы, концентрации адсорбента в газовой среде), что позволит оценить эффективность устройств, используемых для снижения выбросов вредных компонентов выхлопных газов автомобилей в атмосферу. 1 ил.
Description
Изобретение относится к лабораторным установкам и предназначено для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля.
Техническим результатом работы установки является определение зависимости концентрации токсичных продуктов сгорания в выхлопных газах автомобиля от свойств адсорбента (химического состава, среднего диаметра частицы, концентрации адсорбента в газовой среде), что позволит оценить эффективность устройств, используемых для снижения выбросов вредных компонентов выхлопных газов автомобилей в атмосферу.
Известен адсорбент для удаления токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля в период холодного запуска двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2543168 С2 от 27.02.2015), представляющий собой цеолит типа ZSM-5 или типа ВЕТА-38, в который введен один из щелочных металлов - K, Na или Li при следующем соотношении, мас. %: натрий - 2,0-3,5, или K - 3-5 или Li - 4,5-5,5, или смесь натрий + калий в соотношении от 1:99 до 99:1 в количестве 2,0-5,0, или смесь натрий + литий в соотношении от 1:99 до 99:1 в количестве 2,0-5,5, или смесь калий + литий в соотношении от 1:99 до 99:1 в количестве 3,0-5,5, или смесь натрий + калий + литий при содержании каждого металла в смеси от 1 до 99% в количестве 2,0-5,5.
Известен катализатор для выхлопных газов, эффективно адсорбирующий NOx и углеводороды (НС) при пониженной температуре или ниже пониженной температуры и эффективно осуществляющий конверсию и высвобождающий адсорбированные NOx и НС при температурах, которые выше пониженной температуры, причем указанный катализатор для выхлопных газов содержит первый молекулярно-ситовый катализатор и второй молекулярно-ситовый катализатор, при этом первый молекулярно-ситовый катализатор содержит первый благородный металл и первое молекулярное сито, при этом второй молекулярно-ситовый катализатор содержит второй благородный металл и второе молекулярное сито, при этом первое молекулярное сито отлично от второго молекулярного сита причем первый благородный металл и второй благородный металл представляют собой палладий, и причем пониженная температура лежит в диапазоне от 200 до 250°С (патент RU 2680525 С1 от 22.02.2019).
Известна система обработки выхлопных газов, содержащая каталитический нейтрализатор; форсунку, расположенную выше по потоку каталитического нейтрализатора; и распылитель струи жидкости, расположенный между каталитическим нейтрализатором и форсункой и содержащий совокупность горизонтальных пластинок различного размера, причем меньшие пластинки по крайней мере частично вставлены внутрь больших пластинок (патент RU 127405 U1 от 27.04.2013).
В качестве прототипа выбрано устройство для удаления токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля (патент RU 2490481 С1 от 20.08.2013), содержащее элемент для фильтрации выхлопных газов двигателя, каталитический нейтрализатор для улавливания токсичных составляющих, отличающееся тем, что в направлении по ходу движения потока отработанных газов двигателя после выхода из выхлопного тракта ДВС дополнительно между каталитическим нейтрализатором, напрямую воспринимающим поток отработанных газов из выхлопного тракта ДВС, и вторым нейтрализатором, воспринимающим поток выхлопных газов, прошедших через первый нейтрализатор, установлена ловушка «холодного пуска», выполненная в виде полого цилиндра, в полости которой размещен адсорбент, связанный одной магистралью с системой рециркуляции потока отработанных газов, а другой магистралью - со вторым нейтрализатором, при этом адсорбент ловушки холодного пуска представляет собой преобразованный цеолит типа ZSM-5, модифицированный ионами щелочных металлов.
Общим недостатком аналогов и прототипа является отсутствие возможности определения зависимости массы поглощенных токсичных веществ от свойств используемого поглотителя.
Описание изобретения и порядок работы
Установка для исследования процессов адсорбции токсичных веществ, содержащихся в автомобильных выхлопах, состоит из реакционной камеры 1, в которой расположен рассекатель 4 и устройства подачи адсорбента, оборудованные вентиляторами 7 и мелкоячеистыми сетками 5 для размещения измельченного адсорбента 6. Во входном и выходном патрубках реакционной камеры установлены фильтры из газопроницаемого материала 2 для предотвращения потерь адсорбента и газоанализаторы 3. Отработавшие газы (ОГ) в реакционную камеру подают через входной патрубок от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 8.
Порядок работы
На мелкоячеистые сетки 5 загружают навески порошкообразного адсорбента с известным химическим составом, массой и средним размером частиц. Для определения среднего размера частиц используют микроскоп.
Запускают вентиляторы 7 для взвихрения навесок 6. Запускают ДВС 8. Отработавшие газы поступают в реакционную камеру 1 и взаимодействуют с взвихренным адсорбентом в объеме камеры. Рассекатель 4 служит для равномерного распределения ОГ по объему камеры и увеличения времени их взаимодействия с адсорбентом.
По показаниям газоанализаторов 3 на входном и выходном патрубках судят о количестве поглощенных токсичных продуктов сгорания при прохождении ОГ через реакционную камеру 1. Эксперимент повторяют аналогичным образом, изменяя свойства адсорбента (химический состав, средний размер частицы, суммарную массу навесок).
О поглощающем эффекте судят, исходя из известных свойств адсорбента и разности показаний газоанализаторов.
Полученные зависимости могут быть использованы в качестве справочных данных при конструировании устройств, предназначенных для снижения токсичности выхлопных газов автомобилей.
Описание чертежа
На фигуре цифрами обозначены: 1 - реакционная камера; 2 - фильтры из газопроницаемого материала; 3 - газоанализаторы; 4 - рассекатель; 5 -мелкоячеистые сетки; 6 - навески измельченного адсорбента; 7 - вентиляторы; 8 - двигатель внутреннего сгорания для продукции отработавших газов
Claims (1)
- Установка для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля, состоящая из реакционной камеры, оборудованной устройствами подачи порошкообразного адсорбента, отличающаяся наличием рассекателя, мелкоячеистых сеток для размещения измельченного адсорбента, вентиляторов для его взвихрения и фильтров из газопроницаемого материала для предотвращения потерь адсорбента, установленных во входном и выходном патрубках реакционной камеры.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2810621C1 true RU2810621C1 (ru) | 2023-12-28 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93052386A (ru) * | 1992-11-27 | 1996-03-10 | Дегусса Аг | Система нейтрализации отработавших газов для снижения углеводородных выбросов во время холодного пуска двигателей внутреннего сгорания |
| WO2006119460A2 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Cummins, Inc. | Method and apparatus for diagnosing exhaust gas aftertreatment component degradation |
| RU2490481C1 (ru) * | 2012-02-28 | 2013-08-20 | Закрытое акционерное общество "Саровские Лаборатории" | Способ удаления токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля и устройство для реализации способа |
| RU2662846C2 (ru) * | 2013-12-20 | 2018-07-31 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Способы и система контроля рабочих характеристик катализатора scr в двигателе |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93052386A (ru) * | 1992-11-27 | 1996-03-10 | Дегусса Аг | Система нейтрализации отработавших газов для снижения углеводородных выбросов во время холодного пуска двигателей внутреннего сгорания |
| WO2006119460A2 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Cummins, Inc. | Method and apparatus for diagnosing exhaust gas aftertreatment component degradation |
| RU2490481C1 (ru) * | 2012-02-28 | 2013-08-20 | Закрытое акционерное общество "Саровские Лаборатории" | Способ удаления токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля и устройство для реализации способа |
| RU2662846C2 (ru) * | 2013-12-20 | 2018-07-31 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Способы и система контроля рабочих характеристик катализатора scr в двигателе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4147591B2 (ja) | 再生可能な触媒を用いた捕捉および装置そしてそれの使用方法 | |
| US8984870B2 (en) | Low temperature NOx storage system for lean exhaust aftertreatment | |
| Zhao et al. | Effects of Ce and Nb additives on the de-NOx performance of SCR/CDPF system based on Cu-beta zeolite for diesel vehicles | |
| RU2014145429A (ru) | Система нейтрализации вредных выбросов для транспортных средств с бензиновыми двигателями | |
| RU2004120435A (ru) | Система и способы для управления содержанием вредных компонентов в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания и блок обработки топлива | |
| Choi et al. | Mercury adsorption characteristics of Cl-impregnated activated carbons in simulated flue gases | |
| US11266949B2 (en) | Device for testing performance of photocatalytic ozonation in degradation of volatile organic compounds and method of operating same | |
| JP6827521B2 (ja) | バナジウムトラップｓｃｒシステム | |
| EP1170472A1 (en) | System and method for purifying exhaust gases | |
| US7637144B2 (en) | Measuring device, preferably a test stand for engines and vehicles for analyzing exhaust gases of a combustion engine | |
| RU2810621C1 (ru) | Установка для исследования процессов адсорбции токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля | |
| US20070297961A1 (en) | System for removing sulfur oxides from recycled exhaust | |
| Liu et al. | Methods for quantifying the release of vanadium from engine exhaust aftertreatment catalysts | |
| Hoard et al. | Products and intermediates in plasma-catalyst treatment of simulated diesel exhaust | |
| Goto et al. | Applicable diesel oxidation catalyst for multi-diesel exhaust system | |
| Metts et al. | Ozone removal by diesel particulate matter | |
| Subramanian et al. | Study of 4A and 5A zeolite as a catalyst material in a catalytic converter for NO emission reduction in a CI engine | |
| KR20140087366A (ko) | 내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치 | |
| RU2116470C1 (ru) | Устройство очистки отработанных газов | |
| JPH06198181A (ja) | ディーゼルエンジンの排気浄化用触媒 | |
| Subramanian et al. | Emission control and reduction in fuel consumption of two-stroke Si engine using nano-fragment as a catalyst | |
| CN214741567U (zh) | 一种汽车尾气处理排放装置 | |
| JP2015112559A (ja) | パティキュレートフィルタ | |
| CN115013196B (zh) | 一种用于柴油机高压热端egr系统的净化装置及净化方法 | |
| Malhotra et al. | Ecofriendly catalytic converter to reduce biochemical effect of exhaust gases |