SU1716175A1 - Реактор каталитического нейтрализатора - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность и надежность реактора. В горизонтальных отбортовках торцовых стенок 6 и 7 выполнено по три пары сквозных пазов 19, 20, в которые свободно вставлены перегородки 10. Со стороны стенки 7 выпускна  полость за крыта заглушкой 22. Перегородки смонтированы с гарантированными торцовыми и радиальными зазорами, которые не должны превышать 1/3 величины среднего условного диаметра DCp гранул. Одновременно надежность установки перегородок в пазах стенок требует, чтобы контакт между ними осуществл лс  хот  бы по половине толщины материала отбортовки. Дл  этого глубина паза должна быть по меньшей мере заподлицо с торцом контакта стенки с перегородкой , т.е. по меньшей мере на глубину внутреннего радиуса R сопр жени . 6 з.п. ф-лы, 4 ил. Ј

Description

18

сЈ

J ел

Изобретение относитс  к двигателест- роению, преимущественно к системам очистки отработавших газов (ОГ), в частности к каталитическим нейтрализаторам.

Известен реактор каталитического нейтрализатора НКД 241, содержащий впускную и рабочую полости, образованные внутренней и внешней цилиндрическими решетками и двум  торцовыми стенками, причем внутренн   решетка выполнена; плавающей относительно последних, а рабоча  полость заполнена гранулированным катализатором 1.

Недостатки аналога - недостаточно высокие эффективность, надежность и долговечность работы, объ сн емые значительным истиранием, поколем и уносом гранул , катализатора из единого большого по объему кольцевого реактора.

Известен реактор каталитического нейтрализатора , содержащий все перечисленные выше признаки, но рабоча  полость которого продольными перегородками разделена -по меньшей мере на три секции,

заполненные гранулированным КаТаЛИЗаТО- рО-М {2.:

Однако и этот реактор не свободен от перечисленных ранее недостатков, так как секции выполнены в виде единого неразъемного блока, различные элементы которого подвергаютс  неодинаковым тепловым деформаци м при колебани х температуры ОГ, т.е. при работе двигател  на нестационарных режимах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  реактор катализатора , описанный в 3. Недостатками данного решени   вл ютс  невысока  надежность работы и низка  эффективность очистки.

Цель изобретени  - повышение эффективности и надежности.

Это достигаетс  тем; что торцовые стенки снабжены внутренними и внешними цилиндрическими отбортовками, обращенными в рабочую полость, внутренние и внешние поверхности которых  вл ютс  посадочными дл  соответствующих решеток, на отбортовках каждой стенки выполнены по меньшей мере три пары соосно расположенных пазов, в которые свободно вставлены перегородки,пазы углублены в стенку по меньшей мере на величину радиусов сопр жений стенки с бтбортовкзми, на перегородке выполнен по меньшей мере один зиг в продольном направлении, зазор между перегородкой и одной из решеток не должен превышать половины толщины соответствующей отбортовки, зазор между перегородкой и одной из торцовых стенок

не должен быть больше 1 /3 среднего условного диаметра гранулы катализатора, перегородка выполнена перфорированной и размер перфорации по наименьшему сечекию не превышает половины среднего условного диаметра гранулы, все поверхности рабочей полости покрыты катализатором.

На фиг.1 изображен реактор в корпусе каталитического нейтрализатора; на фиг.2 0 разрез А -А на фиг.1; на фиг.З - узел 1 на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.З. Реактор 1 содержит впускную и рабочую полости 2 и 3, которые образованы внут- ренней и внешней цилиндрическими

5 перфорированными решетками 4 и 5 и двум  торцовыми стенками 6 и 7. Последние снабжены горизонтальными внутренними и внешними цилиндрическими отбортовками 8 и 9, обращенными в рабочую полость 3 и

0 служащими посадочными поверхност ми дл  решеток 4 и 5. Внешн   решетка соединена со стенками 6 и 7, внутренн   решетка - плавающа , так как вставлена свободно. Рабоча  полость реактора перегородками

5 10 разделена на три продольные секции 11, 12 и 13, заполненные гранулированным катализатором 14, дл  загрузки-выгрузки которого кажда  секци  снабжена окнами 15, выполненными в торцовой стенке 6. Сам

0 реактор укреплен в корпусе 16 с помощью стенки б, з корпусе также выполнены загрузочные окна, соосные с окнами 15 стенки 6. В рабочем состо нии окна 15 закрываютс  крышкой 17,  вл ющейс  одновремен5 но впускным патрубком нейтрализатора. Выпуск ОГ осуществл етс  через выпускной патрубок 18 корпуса нейтрализатора.

В представленной конструкции осуществлен принцип полной тепловой разв зки

0 и независимости друг от друга при термических деформаци х различных деталей реактора. В горизонтальных отбортовках торцовых стенок 6 и 7 выполнены по три пары сквозных пазов 19, 20, в которые

5 свободно вставлены перегородки 10. Дл  усилени  продольной жесткости в перегородках выполнены зиги 21 (фиг.2), Со стороны стенки 7 выпускна  полость закрыта заглушкой 22. Надежна  теплова  разв зка конструкции обеспечиваетс  монтажом пе0 регородок с гарантированными торцовыми и радиальными зазорами (люфтами) $1 и дг, которые не должны превышать 1/3 величины среднего условного диаметра DCp гранул дл  предотвращени  пересыпани  послед5 них между секци ми. Одновременно надежность установки перегородок в пазах стенок . требует чтобы контакт между ними осуществл лс  хот  бы по половине толщины материала отбортовки. Дл  этого глубина паза

должна быть по меньшей мере заподлицо с торцом контакта стенки с перегородкой (фиг.1), т.е. по меньшей мере на глубину внутреннего радиуса R сгиба (сопр жени ). На фиг.З и 4 представлен другой вариант исполнени  пазов, т.е. уже с обработкой стенок по торцам на глубину радиуса сопр жени ..

Оптимальное число и расположение перегородок представлено на фиг.2, при этом обеспечиваетс  достижение высокой прочности конструкции реактора на изгиб или прогиб, а также устойчивость формы тонкостенных и перфорированных решеток в поперечном сечении. Меньшее число пере- городок, а следовательно, и продольных секций реактора приводит к ухудшению эффективности и надежности работы. При горизонтальном расположении перегородок ухудшаетс  очистка ОГ, проход щих через возможные пустоты под перегородками, возникающие при термическом расширении объема реактора, при вертикальном расположении перегородок увеличиваетс  истирание, покол и унос катализатора вследствие относительно большой высоты секции реактора, заполненного недеформируемым и не очень прочным носителем катализатора, имеющим меньший коэффициент объемного расширени  сравнительно с материалом решеток и торцовых стенок.

Газопроницаемость решеток 4 и 5 обеспечиваетс  сквозными продольными щел ми (отверсти ми) 23, ширина которых не превышает 1/2 DCp. В цел х обеспечени  газопроницаемости перегородок 10 без пересыпани  гранул катализатора перегородки могут быть снабжены аналогичной перфорацией 24 (фиг.1), Дл  повышени  эффективности процесса очистки ОГ все поверхности перегородок а также поверхности решеток и торцовых стенок со стороны рабочего объема могут быть покрыты катализатором.

Реактор каталитического нейтрализато- ра работает следующим образом.

Поток ОГ через входной патрубок (крышку 17) поступает во впускную полость 2 и через перфорированную внутреннюю .решетку 4 поступает в рабочую полость 3, секции которой заполнены гранулами катализатора 14, где происходит окисление продуктов неполного сгорани  топлива. Через щели 23 внешней решетки 5 очищенные ОГ поступают к выпускному патрубку 18 корпу- са 16 и через него выход т из нейтрализатора .

Целесообразность применени  данной конструкции была проверена эксперимент тально как на моторных стендах, так и при

эксплуатационных испытани х гусеничных тракторов Т-130М с дизелем Д-160, на последнем имела место подкапотна  установка каталитического нейтрализатора вместо штатного выпускного патрубка. Один из нейтрализаторов проработал в течение 2,5 лет около 5000 моточ. При этом ни на одном из четырех испытывавшихс  нейтрализаторов (остальные работали 3000- 3500 моточ.) повреждений (трещин, прогаров, короблений) решеток и других элементов конструкции реакторов не было. Унос катализатора вследствие истирани  и покола гранул, определ ющийс  при ревизи х , не превышал 4%. Все это свидетельствует о достаточно высокой степени надежности и долговечности конструкции и эффективности ее работы (смена катализатора через указанный выше интервал наработки производилась при довольно высокой степени очистки ОГ по окиси углерода - не ниже 72%).

Claims (7)

1.Реактор каталитического нейтрализатора , содержащий впускную полость и рабочую полость, заполненную гранулированным катализатором и образованную внешней решеткой, внутренней плавающей решеткой и двум  торцовыми стенками с внутренними и внешними цилиндрическими отбортовками, обращенными в рабочую полость с образованием посадочных поверхностей дл  внешней и внутренней решеток , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности и надежности, он дополнительно содержит по меньшей мере три продольные перегородки, на цилиндрических отбортовках выполнены по меньшей мере три пары соосно расположенных пазов, продольные перегородки размещены в рабочей полости с образованием по меньшей мере трех секций и свободно установлены в пазах с образованием торцовых и радиальных зазоров.

2.Реактор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что пазы углублены в торцовые стенки на величину радиуса сопр жени  стенки с одной из отбортовок.

3.Реактор по пп.1 и2,отличаю- щ и и с   тем, что кажда  продольна  перегородка выполнена в продольном направлении по меньшей мере с одним зигом.

4.Реактор по пп.1-3, отличающий- с   тем, что радиальный зазор не превышает 1 /2 толщины соответствующей отбортов- ки.

5.Реактор по пп.1-4, отличающий- с   тем, что торцовый зазор не превышает 1/3 среднего условного диаметра гранулы катализатора.

6. Реактор по пп.1-5, отличающий- с   тем, что кажда  перегородка выполнена перфорированной с размером перфорации по наименьшему сечению, не превышающим 1 /2 среднего условного диаметра гранулы катализатора.

7. Реактор по пп.1-6, отличающийс  тем, что поверхности рабочей полости покрыты катализатором.

21

10

и

20

Фиг.З

±А

ю

19

10

(Риг..

вид б

®игМ