RU3946U1

RU3946U1 - EXHAUST GAS CLEANER

Info

Publication number: RU3946U1
Application number: RU96102103/20U
Authority: RU
Inventors: С.Н. Фролов; Б.И. Хмельницкий; Б.Д. Мрдуляш
Original assignee: АООТ "Нотек"
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-04-16

Abstract

1. Очиститель отработавших газов, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус по меньшей мере с одним первым патрубком для подвода газа и по меньшей мере с одним вторым патрубком для отвода газа, расположенным на расстоянии от первого патрубка, несколько перегородок, размещенных внутри корпуса поперек направления прохода газа от первого патрубка к второму патрубку последовательно на расстояниях между собой в направлении прохода газа и имеющих множество каналов для прохода газа сквозь каждую перегородку, и окна для свободного прохода части газа мимо указанных каналов по меньшей мере двух перегородок, причем по меньшей мере на части поверхностей указанных каналов нанесен катализатор реакции восстановления окислов азота и/или реакции окисления окиси углерода и/или углеводородов, отличающийся тем, что указанные окна для свободного прохода части газа мимо каналов разных перегородок взаимно смещены поперек направления прохода газа.2. Очиститель по п. 1, отличающийся тем, что каждое указанное окно для свободного прохода части газа мимо каналов одной перегородки полностью расположено против каналов другой перегородки.3. Очиститель по п.2, отличающийся тем, что общая площадь проходных сечений указанных окон для свободного прохода части газа мимо каналов каждой перегородки в несколько раз меньше общей площади проходных сечений каналов той же перегородки и по меньшей мере на порядок больше максимальной площади проходного сечения каждого канала той же перегородки.4.Очиститель по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что указанное окно для свободного прохода части газа мимо каналов пере1. An exhaust gas purifier, preferably an internal combustion engine, comprising a hollow body with at least one first nozzle for supplying gas and at least one second nozzle for discharging gas, located at a distance from the first nozzle, several partitions placed across the body across the direction of gas passage from the first nozzle to the second nozzle sequentially at distances between each other in the direction of gas passage and having many channels for the passage of gas through each partition, and about for free passage of a part of the gas past said channels of at least two partitions, and at least on a part of the surfaces of said channels, a catalyst for the reduction of nitrogen oxides and / or oxidation of carbon monoxide and / or hydrocarbons is deposited, characterized in that said windows are for free the passage of a part of the gas past the channels of different partitions is mutually offset across the direction of gas passage. 2. A cleaner according to claim 1, characterized in that each said window for the free passage of a part of the gas past the channels of one partition is completely opposite the channels of another partition. 3. The cleaner according to claim 2, characterized in that the total passage area of said windows for free passage of a part of the gas past the channels of each partition is several times smaller than the total passage area of the channels of the same partition and at least an order of magnitude larger than the maximum passage area of each channel the same partition. 4. The cleaner according to any one of paragraphs. 1 to 3, characterized in that the said window for the free passage of part of the gas past the channels

Description

ОЧИСТИТЕЛЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВEXHAUST GAS CLEANER

Полезная модель относится к области мапшностроения, а именно - к устройствам дня очистки и обезщ)еживания отработавших газов, и может бьпъ использована в двигателестроении, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания, а также в нефтеперерабатывающей, химической промьшшенности и дня очистки газовых выбросов промышленных и транспортых пред фиятий.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to devices for cleaning the day and treating exhaust gases, and can be used in engine building, mainly in internal combustion engines, as well as in oil refining, chemical industry and the day of cleaning gas emissions from industrial and transport fiyatiy.

Известны очистители отработавщих газов, преимущественно двигателей внутреннего сгорания, содержащие полый корпус, по меньшей мере, с одним первьш патрубком для подвода газа и, по меньшей мере, с одним вторым патрубком для отвода газа, расположенным на расстоянии от первого патрубка, и несколько перегородок, размещенных внутри корпуса поперек направления прохода газа от первого патрубка ко второму патрубку последовательно на расстояниях собой в направлении прохода газа и имеющих множество каналов для прохода газа сквозь каждую перегородку, причем, по меньшей мере, на части повд хностей указанных каналов нанесен катализатор реакции восстановления окислов азота и окисления окиси углерода и углеводородов (Патент США № 3969083, кл. НКИ 23/288, 1976).Known exhaust gas purifiers, mainly internal combustion engines, comprising a hollow body with at least one first nozzle for supplying gas and at least one second nozzle for exhausting gas located at a distance from the first nozzle, and several partitions, placed inside the housing transverse to the direction of gas passage from the first nozzle to the second nozzle sequentially at a distance of themselves in the direction of gas passage and having many channels for the passage of gas through each burnout DKU, wherein at least a portion of said channels FMD ited applied reaction catalyst NOx reduction and oxidation of carbon monoxide and hydrocarbons (U.S. Patent № 3969083, cl. NKI 23/288, 1976).

Такие очистители обеспечивают уменьшение концентрадии токсичных компонентов - окислов азота, окиси углерода и углеводородов в отработавших газах, однако одновременно несколько ухуддиают показатели работы двигателей внутреннего сгорания из-за того, что увеличивают сопротивление выхлопу.Such cleaners provide a reduction in the concentration of toxic components - nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gases, however, at the same time, the performance of internal combustion engines is somewhat deteriorated due to the fact that they increase exhaust resistance.

Известны также очистители отработавших газов, преимущественно двигателей внутреннего сгорания, содержащие полый корпус, по меньшей мере, с одним первым патрубком для подвода газа и, по меньшей мере, с одним вторым патрубком для отвода газа, расположенным на расстоянии от первого патрубка.Also known are exhaust gas purifiers, mainly internal combustion engines, comprising a hollow body with at least one first nozzle for supplying gas and at least one second nozzle for discharging gas located at a distance from the first nozzle.

(51)6 F 01 N3/00 несжолько перегородок, размещенных внутри корпуса поперек направления прохода газа от первого патрубка ко второму патрубку последовательно на расстояниях между собой в нахтравяении црохода газа и имеющих множество каналов дня прохода газа сквозь каясдую перегородку, н окна для свободного Ефохода части газа мимо указанных каналов, по меньшей мере, двух перегородок, причем, по меньшей мере, на части поверхностей указанных каналов нанасен катализатор реающи восстановления окислов азота и окисления окиси углерода и углеводородов (Патент США № 4225561, кл. НКИ 422/171, 1980). В этих известных очистителях окна для свободного прохода части газа мимо каналов перегородок совмещены. Такие очистители бJmгoдapя перепуску части отработавших газов мимо каналов перегородок через совмещенные окна создают меньшее сопротивление выхлопу, чем вьппеуказанные очистители. Однако, из-за того, что перепускаемая часть отработавзших газов не подвергается каталитической обработке, такие очистители менее эффективны. При создании данной полезной модели стояла задача обеспечить требуемую эффективность очистки отработавших газов от токсичных компонентов при малом сопротивлении выхлопу. Эта задача решена тем, что в очистителе отработавших газов, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащем полый корпус по меньшей мере с одним первым патрубком для подвода газа и, по меньшей мере, с одним вторым патрубком для отвода газа, расположенным на расстоянии от первого патрубка, несколько пчрегородок, размещенных внутри корпуса поперек направления прохода газа от первого патрубка ко второму патрубку последовательно на расстояниях между собой в направлении прохода газа и имеющих множество каналов для прохода газа сквозь каждую перегородку, и окна дня свободного прохода части газа мимо указанных каналов, по меньшей мере, двух перегородок, причем, по меньшей мере, на части поверхностей указанных каналов нанесен каталнзатор реакции восстановления окислов азота и/или реакции окисления окиси углерода и/или углеводородов, указанные окна для свободного прохода части газа мимо каналов разных перегородок взаимно смещены поперек направления прохода газа. Такое вьшолнение очистителя, не увеличивая общее сопротивление проходу газа, обеспечивает каталитическую обработку части отработавпшх газов, свободно проходящих сквозь казкдое окно, в каналах других перегородок и, тем самым, обеспечивает требуемую степень очистки отработавших газов от токсичных компонентов. Целесообразно при этом каждое окно дня свободного прохода части газа мимо каналов одной перегородЕси полностью располагать Щ)отив каналов другой перегородки. Наилучшие результаты обеспечивает очиститель, у которого общая площадь проходных сечений окон дня свободного прохода части газа мимо каналов перегородки в несколько раз меньше общей площади проходных сечений каналов той же перегородки и, по меньщей мере, на порядок больше максимальной площади проходного сечения каждого канала той же перегородки. Каждое окно дня свободного прохода части газа мимо каналов перегородки может быть вьшолнено в виде отверстия в перегородке или может быть расположено между стенкой корпуса очистителя и перегородкой. В последнем случае окно может быть, по меньшей мере, частично образовано пазом в перегородке, сопряженным со стенкой корпуса очистителя. На чертежах показано: на фиг 1 - общий вид очистителя отработавших газов, продольный разрез; на фиг 2 - место А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 2; Как показано на фиг. 1, очиститель отработавгпих газов, преимущественно даигателя внутреннего сгорания, содержит полый корпус 1, имеющий наружную стенку 2, патрубки 3, 4 для подвода газа на одном конце корпуса 1 и патрубки 5, 6 доя отвода газа, расположенные на дфугом конце корпуса 1 на расстоянии от патрубков 3, 4. Корпус может иметь один патрубок для подвода газа и один патрубок дня отвода газа (не показано). Внутри корпуса 1 размещено несколько перегородок 7-11, соединенных с корпусом 1. Количество перегородок может быть разньш, но не менее трех. Перегородки 7-11 размещены поперек направления прохода газа от патрубков 3, 4 к патрубкам 5, 6, показанного пунктирными стрелками (не обозначены) последовательно на расстояниях между собой в направлении хтрохода газа. Каждая перегородка 7-11 имеет множество каналов 12 для прохода газа сквозь перегородку (фиг. 2 и 3). Каналы 12 могут иметь любую форму поперечного сечения. Максимальная площадь проходного сечения каждого канала 12, по меньщей мере, на два порядка (т.е. в 100 и более раз) меньше, чем площадь поверхности каждой перегородки 7 - 11 с стороны подвода газа, а длина каждого канала 12 больще, чем максимальный размер его поперечного сечения. Общая площадь проходных сечений каналов 12 каждой перегородки 7-11 равна 50 - 85 % площади поверхности соответствующей перегородки со стороны подвода газа. Перегородки 7-11 могут быть вьшолнены из известных жаропрочных пористых ячеистых материалов. На всех поверхностях каналов 12 или на части их поверхностей нанесен катализатор реакции восстановления окислов азота, или катализатор реакции окисления окиси углерода, или катализатор реакции окисления углеводородов или катализатор всех указанных реакций, в качестве которого может служить металл платиновой группы (не показано). Очиститель содержит также окна 13-17 (фиг. 1) для свободного прохода части газа мимо каналов 12 всех перегородок 7-11, как показано на фиг. 1, или(51) 6 F 01 N3 / 00 several partitions placed inside the housing transverse to the direction of gas passage from the first nozzle to the second nozzle sequentially at distances between each other in the direction of the gas passage and having many channels of the day gas passage through the partition, n windows for free Efokhod part of the gas past said channels of at least two partitions, and at least on a part of the surfaces of said channels, a catalyst for reactive reduction of nitrogen oxides and oxidation of carbon monoxide and hydrocarbon (U.S. Patent № 4,225,561, cl. 422/171 NCI, 1980). In these well-known cleaners, the windows for the free passage of part of the gas past the channels of the partitions are aligned. Such purifiers, bypassing part of the exhaust gases past the channels of the partitions through the combined windows, create less resistance to exhaust than the specified purifiers. However, due to the fact that the bypassed part of the exhaust gases is not subjected to catalytic treatment, such purifiers are less effective. When creating this utility model, the task was to provide the required efficiency of cleaning exhaust gases from toxic components with low exhaust resistance. This problem is solved in that in the exhaust gas purifier, mainly an internal combustion engine, comprising a hollow body with at least one first pipe for supplying gas and at least one second pipe for exhausting gas located at a distance from the first pipe, several small farms placed inside the housing across the direction of gas passage from the first nozzle to the second nozzle in series at distances between each other in the direction of gas passage and having many channels for gas passage take each partition, and the day’s windows of free passage of a part of the gas past said channels of at least two partitions, and at least part of the surfaces of said channels is coated with a catalyst for the reduction of nitrogen oxides and / or the oxidation of carbon monoxide and / or hydrocarbons , these windows for the free passage of part of the gas past the channels of different partitions are mutually offset across the direction of gas passage. Such an embodiment of the purifier, without increasing the overall resistance to gas passage, provides a catalytic treatment of part of the exhaust gases freely passing through the window in the channels of other partitions and, thus, provides the required degree of purification of the exhaust gases from toxic components. In this case, it is advisable that each window of the day of free passage of a part of the gas past the channels of one partition should be completely positioned U) after the channels of the other partition. The best results are achieved by a cleaner, in which the total passage area of the windows of the day of free passage of a part of the gas past the partition channels is several times smaller than the total area of the passage sections of the channels of the same partition and at least an order of magnitude larger than the maximum passage area of each channel of the same partition . Each window of the day of free passage of a part of the gas past the channels of the partition can be made in the form of an opening in the partition or can be located between the wall of the cleaner body and the partition. In the latter case, the window may be at least partially formed by a groove in the partition associated with the wall of the cleaner body. The drawings show: in Fig. 1 is a general view of an exhaust gas purifier, a longitudinal section; in FIG. 2, place A in FIG. 1 on an enlarged scale; in FIG. 3 - section B - B in FIG. 2; As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifier, mainly an internal combustion engine, comprises a hollow body 1 having an outer wall 2, nozzles 3, 4 for supplying gas at one end of the housing 1 and nozzles 5, 6 for milking the gas located at the far end of the housing 1 at a distance from nozzles 3, 4. The housing may have one nozzle for supplying gas and one nozzle of the day of the gas outlet (not shown). Inside the housing 1 there are several partitions 7-11 connected to the housing 1. The number of partitions can be less, but not less than three. Partitions 7-11 are placed across the direction of gas passage from nozzles 3, 4 to nozzles 5, 6, shown by dashed arrows (not indicated) sequentially at distances between each other in the direction of gas passage. Each partition 7-11 has many channels 12 for the passage of gas through the partition (Fig. 2 and 3). The channels 12 may have any cross-sectional shape. The maximum passage area of each channel 12 is at least two orders of magnitude (i.e., 100 or more times) less than the surface area of each partition 7-11 on the gas supply side, and the length of each channel 12 is larger than the maximum the size of its cross section. The total area of the passage sections of the channels 12 of each partition 7-11 is equal to 50 - 85% of the surface area of the corresponding partition from the gas supply side. Partitions 7-11 can be made of known heat-resistant porous cellular materials. A catalyst for the reduction reaction of nitrogen oxides, or a catalyst for the reaction of oxidation of carbon monoxide, or a catalyst for the reaction of hydrocarbons or a catalyst for all of these reactions, which can be a platinum group metal (not shown), is deposited on all surfaces of channels 12 or on parts of their surfaces. The cleaner also contains windows 13-17 (Fig. 1) for free passage of part of the gas past the channels 12 of all partitions 7-11, as shown in FIG. 1, or

мимо каналов ряда (но не менее двух) перегородок 7-11 (не показано). Окна 1317 дня свободного прохода части газа мнмо каналов разных перегородок 7-11 взаимно смещены направления прохода газа (фиг. 1, 4 и 5). При этом каждое окно 13-17 ддя прохода части газа мимо каналов одной перегородки полностью расположено против каналов 12 другой перегородки, находящейся перед ней или за ней по направлению прохода газа. Окно может быть вьщолнено в виде отверстия 13, 14 в перегородке 7, 8 (фиг. 1 и 4) или же, в другом варианте исполнения (фиг. 1 и 5), может быть расположено между стенкой 2 очистителя и перегородкой 9, 10 и образовано пазом 15, 16 в перегородке 9, 10, сопряженным со стенкой 2 корпуса 1 очистителя. В каждой перегородке может быть вьшолнено несколько окон (не показано). В любом случае общая площадь проходных сечений окон для свободного прохода части газа мимо каналов каждой пфегородки в несколько раз меньще общей площади проходных сечений каналов 12 той же перегородки и, по меньщей мере, на порядок (т.е. в 10 и более раз) больще максимальной площади проходного сечения каждого канала той же перегородки.past the channels of a row (but not less than two) of partitions 7-11 (not shown). Windows 1317 of the free passage of a part of the gas of the MMPO channels of different partitions 7-11 are mutually offset by the direction of gas passage (Figs. 1, 4, and 5). At the same time, each window 13-17 for the passage of a part of the gas past the channels of one partition is completely located against the channels 12 of the other partition located in front of or behind it in the direction of gas passage. The window can be made in the form of holes 13, 14 in the partition 7, 8 (Figs. 1 and 4) or, in another embodiment (Figs. 1 and 5), can be located between the wall 2 of the cleaner and the partition 9, 10 and formed by a groove 15, 16 in the partition 9, 10, conjugated with the wall 2 of the housing 1 of the cleaner. Each partition can have several windows (not shown). In any case, the total area of the passage sections of the windows for the free passage of a part of the gas past the channels of each small town is several times smaller than the total area of the passage sections of the channels 12 of the same partition and, at least, an order of magnitude (i.e., 10 or more times) larger maximum passage area of each channel of the same partition.

Очиститель отработавщих газов работает следующим образом.The exhaust gas purifier operates as follows.

Огработавщие газы от двигателя внзггреннего сгорания или другой установки (не показано), содержащие окислы азота, окись углерода и несгоревщие углеводороды, через патрубки 3, 4 поступают в полый корпус 1 очистителя к первой перегородке 7. Часть газа, проходящая сквозь каналы 12, контактирует с катализатором на стенках каналов, в результате чего начинаются реакции восстановления оюислов азота и окисления окиси углерода и углеводородов, которые продолжаются в течение некоторого времени после выхода газа из каналов 12 перегородки 7 в пространство между перегородками 7 и 8. Другая часть газа свободно проходит 4qpe3 окно 13 в пространство между перегородками 7 и 8, где смещивается с частью газа, прощедщей сквозь каналы 12 перегородки 7. Далее газ поступает к перегородке 8, и часть газа, включая весь газ, свободно прошедший через окно 13, проходит сквозь каналы 12 Перегородки 8, в которых снова начинаются вышеуказанные реакции. Другая часть газа, прошедшая до этого сквозь каналы 12 перегородки 7 и частично очистившаяся от токсичных компонентов - окислов азота, окиси углерода и ушеводородов, свободно проходит чфез окно 14 перегородки 8. Далее процесс повторяется цри проходе газа сквозь остальные перегородки и окна. Очшценные газы выходят из очистителя через патрубки 5 и 6. Благодаря тому, что газ, свободно проходяпщй через окна 13 - 17, уменьшающее соцротивление проходу газа через очиститель, на своем пути к патрубкам S и 6 проходит сквозь каналы 12, по меньшей метре, одной перегородки, каталитической обработасе подвергается весь газ, поступивший в очиститель. При этом эффективность очистки отработавших газов бензинового двигателя с искровым зажиганием соответствует соответствует предъявляемым требованиям по эффективности очистки при малом сопротивлении проходу отработавших газов через очиститель.The flue gases from a non-combustion engine or other installation (not shown) containing nitrogen oxides, carbon monoxide and non-combusting hydrocarbons pass through the pipes 3, 4 into the hollow body 1 of the cleaner to the first partition 7. Part of the gas passing through the channels 12 is in contact with a catalyst on the walls of the channels, as a result of which reactions of reduction of nitrogen ions and the oxidation of carbon monoxide and hydrocarbons begin, which continue for some time after the gas leaves the channels 12 of the partition 7 in the space between the partitions 7 and 8. Another part of the gas freely passes 4qpe3 window 13 into the space between the partitions 7 and 8, where it is displaced with the part of the gas passing through the channels 12 of the partition 7. Next, the gas enters the partition 8, and part of the gas, including all gas , freely passed through the window 13, passes through the channels 12 of the Partition 8, in which the above reactions begin again. The other part of the gas, which had previously passed through the channels 12 of the partition 7 and partially cleared of toxic components - nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons, freely passes through the window 14 of the partition 8. The process is repeated as the gas passes through the remaining partitions and windows. The pure gases exit the purifier through nozzles 5 and 6. Due to the fact that the gas freely passing through the windows 13 - 17, which reduces the resistance to gas passage through the purifier, passes through channels 12, at least one meter, on its way to the nozzles S and 6 baffles, catalytic treatment is exposed to all the gas entering the purifier. At the same time, the efficiency of cleaning the exhaust gas of a gas engine with spark ignition meets the requirements for cleaning efficiency with low resistance to the passage of exhaust gases through the cleaner.

Патентный поверенный .i,.iL И.А.КурзельPatent Attorney .i, .iL I.A. Kurzel

Шл1SHl1

Claims

1. An exhaust gas purifier, preferably an internal combustion engine, comprising a hollow body with at least one first nozzle for supplying gas and at least one second nozzle for discharging gas, located at a distance from the first nozzle, several partitions placed across the body across the direction of gas passage from the first nozzle to the second nozzle sequentially at distances between each other in the direction of gas passage and having many channels for the passage of gas through each partition, and about for free passage of a part of the gas past said channels of at least two partitions, and at least on a part of the surfaces of said channels, a catalyst for the reduction of nitrogen oxides and / or oxidation of carbon monoxide and / or hydrocarbons is deposited, characterized in that said windows are for free the passage of a part of the gas past the channels of different partitions is mutually offset across the direction of gas passage.

2. The cleaner according to claim 1, characterized in that each said window for the free passage of a part of the gas past the channels of one partition is completely opposite the channels of the other partition.

3. The cleaner according to claim 2, characterized in that the total passage area of said windows for the free passage of a part of the gas past the channels of each partition is several times smaller than the total passage area of the channels of the same partition and at least an order of magnitude larger than the maximum passage area each channel of the same partition.

4. The cleaner according to any one of paragraphs. 1 to 3, characterized in that said window for the free passage of a part of the gas past the channels of the partition is made in the form of an opening in the partition.

5. A cleaner according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said window for the free passage of a part of the gas past the partition walls is located between the wall of the cleaner body and the partition.

6. The cleaner according to claim 5, characterized in that said window for free passage of a part of the gas is at least partially formed by a groove in the partition mating with the wall of the cleaner body.