RU2817289C1 - Установка для исследования осаждения твердых частиц, содержащихся в автомобильных выхлопах, в электрическом поле - Google Patents
Установка для исследования осаждения твердых частиц, содержащихся в автомобильных выхлопах, в электрическом поле Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817289C1 RU2817289C1 RU2022128307A RU2022128307A RU2817289C1 RU 2817289 C1 RU2817289 C1 RU 2817289C1 RU 2022128307 A RU2022128307 A RU 2022128307A RU 2022128307 A RU2022128307 A RU 2022128307A RU 2817289 C1 RU2817289 C1 RU 2817289C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction chamber
- exhaust gases
- solid particles
- electric field
- electrostatic precipitator
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005684 electric field Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims abstract description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к лабораторным установкам и предназначено для экспериментального определения эффективности осаждения твердых частиц, содержащихся в автомобильных выхлопных газах, с помощью электрофильтров. Установка для исследования осаждения твердых частиц, содержащихся в отработавших газах автомобилей, в электрическом поле, содержит испытуемый электрофильтр, сообщающийся с реакционной камерой, в которой происходит сжигание осажденных электрофильтром частиц в кислородной среде. Подвод отработавших газов осуществляется от двигателя внутреннего сгорания. Между реакционной камерой и электрофильтром расположена крыльчатка, служащая для предотвращения сообщения газовой среды реакционной камеры с внешней средой. В реакционной камере расположены входной патрубок для подачи кислорода и метановые горелки, а также выходной патрубок для удаления продуктов горения, в котором установлены обратный клапан и газоанализатор, соединенный с компьютером и измеряющий содержание СО2 в продуктах горения. При использовании установки осуществляется определение массы твердых частиц углерода, осажденных испытуемым электрофильтром при прохождении через него отработавших газов, что позволяет дать сравнительную оценку устройствам, используемым для снижения выбросов твердых частиц выхлопных газов автомобилей в атмосферу путем осаждения в электрическом поле. 1 ил.
Description
Изобретение относится к лабораторным установкам и предназначено для экспериментального определения эффективности осаждения твердых частиц, содержащихся в автомобильных выхлопных газах, с помощью электрофильтров.
Техническим результатом работы установки является определение массы твердых частиц углерода, осажденных испытуемым электрофильтром при прохождении через него отработавших газов, что позволит дать сравнительную оценку устройствам, используемым для снижения выбросов твердых частиц выхлопных газов автомобилей в атмосферу путем осаждения в электрическом поле.
Известен способ очистки воздуха от примесей путем осаждения их неоднородным электрическим полем на осаждающем электроде, отличающийся тем, что перед очисткой поляризуют примеси, помещенные в неоднородное электрическое поле, созданное осаждающим электродом, подключенным к источнику высокого напряжения, затем поляризованные примеси притягивают неоднородным электрическим полем к осаждающему электроду, а после осаждения поляризационных примесей на нем перемещают диффузией неполяризованные примеси из загрязненного им окружающего воздуха к осаждающему электроду при создании градиента парциальных давлений примесей в воздухе, окружающем осаждающий электрод (патент RU 2124402 С1 от 10.01.1999).
Известен электрофильтр, включающий корпус и системы осадительных и коронирующих электродов с электрическим полем, отличающийся тем, что в нем перед входом в электрическое поле установлены коронирующие элементы, расположенные от коронирующих электродов на величину расстояния 1,5-1,7 от разрядного расстояния (патент RU 2136381 С1 от 10.09.1999).
Известен электрофильтр для очистки газов, включающий корпус, газораспределительную решетку, профилированные элементы которой образуют на входе в рабочую зону щелевые сопла, подключенные с соседними осадительными электродами к противоположным выводам источника переменного тока высокого напряжения, ионизатор, и систему пластинчатых плоскопараллельных осадительных электродов, покрытых диэлектриком и установленных вдоль потока на рабочем расстоянии друг от друга (патент RU 2303487 С1 от 27.07.2007).
Известен электрофильтр, состоящий из корпуса с крышками с входным и выходными патрубками цилиндрических осадительных электродов, закрепленных к корпусу через изоляторы и коронирующих электродов, состоящих из спиралеобразных участков, закрепленных через изоляторы к крышкам электрофильтра, отличающийся тем, что осадительный электрод в середине выполнен с щелевым отверстием и патрубком вывода шлама на корпусе, внутри электрода соосно ему установлена перфорированная цилиндрическая вставка из диэлектрика, образуя между осадительным электродом и перфорированной цилиндрической вставкой кольцевую щель, в которой размещен катализатор в форме перфорированных таблеток, а спиралеобразный коронирующий электрод выполнен из двух равных частей с разносторонней закруткой спирали, которые, в свою очередь, электрически последовательно соединены между собой и закреплены к ветряным колесам, которые установлены у основания осадительного электрода на прямолинейном участке коронирующего электрода, причем наружный диаметр спирали равен внутреннему диаметру перфорированной цилиндрической вставки осадительного электрода (патент RU 91005 U1 от 27.01.2010).
Представленные выше устройства не дают возможности количественной оценки достигаемого ими эффекта снижения количества токсичных выбросов в атмосферу.
Описание изобретения и порядок работы
Установка для исследования осаждения твердых частиц автомобильных выхлопов в электрическом поле состоит из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1, служащего источником отработавших газов 3, которые проводят через испытуемый электрофильтр 2. Частицы углерода 4, осажденные электрофильтром 2, стряхивают в реакционную камеру 5 через крыльчатку 6, служащую для предотвращения сообщения газовой среды реакционной камеры с внешней средой. В реакционной камере расположены метановые горелки 8, служащие источником зажигания. Через входной патрубок подают кислород 7. Частицы углерода, попадая в реакционную камеру, сгорают в атмосфере кислорода, продукты горения удаляются через выходной патрубок, в котором установлен обратный клапан 9. Состав продуктов горения определяют с помощью газоанализатора 10, подключенного к компьютеру 11 для автоматизации обработки показаний.
Порядок работы
Запускают ДВС 1. Зажигают метановые горелки 8. С помощью газоанализатора фиксируют содержание СО2 в продуктах горения.
При прохождении отработавших газов через электрофильтр происходит осаждение частиц углерода на осаждающих электродах. Частицы углерода стряхивают в реакционную камеру 5 через крыльчатку 6. Под воздействием пламени горелок 8 углерод сгорает в кислородной среде, в результате чего изменяется состав продуктов сгорания, выходящих из реакционной камеры 5. Эти изменения фиксирует газоанализатор 10.
Из уравнения горения углерода в кислороде (1), зная объем реакционной камеры, можно вычислить массу сгоревших осажденных частиц.
Зная концентрацию С(CO2) из показаний газоанализатора, молярный объем при заданных условиях и объем реакционной камеры, можно вычислить количество образовавшегося углекислого газа:
где η(CO2) - количество образовавшегося углекислого газа, кмоль;
Vкам - объем реакционной камеры, м3;
С(CO2) - концентрация углекислого газа в объемных долях.
VМ - молярный объем при заданных условиях, м3/кмоль.
Из значения (2) определяем массу вступившего в реакцию углерода:
где m(С) - масса вступившего в реакцию углерода, кг.
М(С) - молярная масса углерода, кг/кмоль.
Таким образом, по разности показаний газоанализатора при горении метана и при сжигании осажденного углерода в реакционной камере судят о массе осажденных электрофильтром частиц. Полученные данные позволяют количественно оценить осаждающий эффект разных моделей электрофильтров.
Описание чертежа
На фиг. 1 цифрами обозначены: 1 - двигатель внутреннего сгорания; 2 - испытуемый электрофильтр; 3 - поток отработавших газов от ДВС; 4 - осажденные фильтром частицы углерода; 5 - реакционная камера; 6 - крыльчатка; 7 - подаваемый в реакционную камеру кислород; 8 - метановые горелки; 9 - обратный клапан; 10 - газоанализатор; 11 - компьютер для обработки показаний газоанализатора.
Claims (1)
- Установка для исследования осаждения твердых частиц, содержащихся в отработавших газах автомобилей, в электрическом поле, включающая испытуемый электрофильтр, сообщающийся с реакционной камерой, в которой происходит сжигание осажденных электрофильтром частиц в кислородной среде, отличающаяся тем, что подвод отработавших газов осуществляется от двигателя внутреннего сгорания, между реакционной камерой и электрофильтром расположена крыльчатка, служащая для предотвращения сообщения газовой среды реакционной камеры с внешней средой, в реакционной камере расположены входной патрубок для подачи кислорода и метановые горелки, а также выходной патрубок для удаления продуктов горения, в котором установлены обратный клапан и газоанализатор, соединенный с компьютером и измеряющий содержание СО2 в продуктах горения.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817289C1 true RU2817289C1 (ru) | 2024-04-12 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU731356A1 (ru) * | 1978-06-22 | 1980-04-30 | Центральная Научно-Исследовательская И Конструкторско-Технологическая Лаборатория Токсичности Двигателей | Устройство дл определени концентрации сажи |
| KR20030019503A (ko) * | 2003-01-27 | 2003-03-06 | (주)지엔텍 | 전기 집진기 |
| RU2371640C1 (ru) * | 2008-07-18 | 2009-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-производственный концерн "Реал" (ППК "Реал") | Электроводонагреватель |
| RU93701U1 (ru) * | 2008-12-10 | 2010-05-10 | Закрытое акционерное общество "Кондор-Эко" | Электрофильтр с раздельным встряхиванием осадительных электродов полей |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU731356A1 (ru) * | 1978-06-22 | 1980-04-30 | Центральная Научно-Исследовательская И Конструкторско-Технологическая Лаборатория Токсичности Двигателей | Устройство дл определени концентрации сажи |
| KR20030019503A (ko) * | 2003-01-27 | 2003-03-06 | (주)지엔텍 | 전기 집진기 |
| RU2371640C1 (ru) * | 2008-07-18 | 2009-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-производственный концерн "Реал" (ППК "Реал") | Электроводонагреватель |
| RU93701U1 (ru) * | 2008-12-10 | 2010-05-10 | Закрытое акционерное общество "Кондор-Эко" | Электрофильтр с раздельным встряхиванием осадительных электродов полей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4945721A (en) | Electromagnetic converter for reduction of exhaust emissions | |
| US5440876A (en) | Exhaust gas purification | |
| JP5976619B2 (ja) | エアゾール粒子の数濃度と平均直径を測定する方法と装置 | |
| US20050031513A1 (en) | Gasoline engine with an exhaust system for combusting particulate matter | |
| DE3776954D1 (de) | Einrichtung zur beseitigung von partikelfoermigem material aus einem gas. | |
| EP0695396A1 (en) | Emission control device and method | |
| US20140202864A1 (en) | Fuel magnetization treatment method | |
| RU2817289C1 (ru) | Установка для исследования осаждения твердых частиц, содержащихся в автомобильных выхлопах, в электрическом поле | |
| Kuittinen et al. | Effects of driving conditions on secondary aerosol formation from a GDI vehicle using an oxidation flow reactor | |
| EP0379760A1 (en) | Device for continuously reducing concentration of carbon monoxide and other harmful types of emission | |
| Suhonen et al. | Novel fine particle reduction method for wood stoves based on high-temperature electric collection of naturally charged soot particles | |
| KR930009717B1 (ko) | 배기가스 및 연도가스의 미립자 제거장치 | |
| JPH02241559A (ja) | 排気または煙道ガスから微粒子を減少せしめる装置 | |
| CN104841557A (zh) | 一种柴油发动机尾气处理和检测系统 | |
| JP2004204739A (ja) | 排ガス浄化システムおよび排ガス浄化方法 | |
| US8544257B2 (en) | Electrically stimulated catalytic converter apparatus, and method of using same | |
| JPH02207812A (ja) | 一酸化炭素および他の有害排気物の濃度を連続的に減少させるための装置 | |
| Nasser et al. | A novel fuel efficient and emission abatement technique for internal combustion engines | |
| Hamade | Novel Electrically Stimulated Catalytic Converter Prototype for Replacement of Conventional Auto Exhaust Emission Converters | |
| CN212932393U (zh) | 一种抗干扰的二氧化硫分析仪 | |
| Sato et al. | A removal system of diesel particulate using electrostatic precipitator with discharge plasma | |
| RU186945U1 (ru) | Устройство обработки жидкого углеводородного топлива под воздействием электрического поля перед процессом сжигания в различных энергетических установках | |
| Baefver et al. | Residential Electrostatic Precipitator-Performance at efficient and poor combustion conditions | |
| KR0135055Y1 (ko) | 배기가스 정화처리장치의 이온핀 | |
| Крючков et al. | STUDY OF THE PROCESS OF ELECTRIC PULSE CLEANING OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST GASES |