UA74231C2 - Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases - Google Patents

Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases Download PDF

Info

Publication number
UA74231C2
UA74231C2 UA2003076239A UA200376239A UA74231C2 UA 74231 C2 UA74231 C2 UA 74231C2 UA 2003076239 A UA2003076239 A UA 2003076239A UA 200376239 A UA200376239 A UA 200376239A UA 74231 C2 UA74231 C2 UA 74231C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
plates
needles
neutralization
gas flow
differs
Prior art date
Application number
UA2003076239A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Геннадій Степанович Столяренко
Геннадий Степанович Столяренко
Наталія Максимівна Фоміна
Наталия Максимовна Фомина
Віталій Миколайович Вязовик
Виталий Николаевич Вязовик
Марія Вікторівна Галенко
Original Assignee
Черкаський Державний Технологічний Університет
Чекасский Государственный Технологический Университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Черкаський Державний Технологічний Університет, Чекасский Государственный Технологический Университет filed Critical Черкаський Державний Технологічний Університет
Priority to UA2003076239A priority Critical patent/UA74231C2/en
Publication of UA74231C2 publication Critical patent/UA74231C2/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

Invention relates to the method of catalytic neutralization of exhaust gases of motor transport. Neutralization of exhaust gases of the motor transport is performed by way of transmission of the flow of gases consecutively through two complete sets of porous alive plates of titanium located perpendicularly with the flow. Each complete set consists of even quantity of plates. The needles made of high-alloy steels are located on the odd plates, on which the dielectric and the catalyst are applied. Air for two consecutive processes is introduced into the neutralizer between the first and the second complete set of plates: electrocatalytic reduction and electrocatalytic oxidation. The ignition coil of car is the current source. After neutralization the flow of gas is discharged into the atmosphere. With the use of this method due to radical component of chemical processes in the area of discharge a drastic reduction of the temperature of the catalyst ignition is achieved, the processes of catalytic reduction and catalytic oxidation are conducted with high output, the deposit of soot and resin on the catalyst surface area is not allowed. During catalytic neutralization in the reactor of this design the reduction of the power of engine does not occur, which leads to the fuel economy and increase of the time of engine operation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до способу нейтралізації газів, що відходять.The invention relates to a method of neutralization of outgoing gases.

До цього часу відома значна кількість методів нейтралізації ї очистки газів, що відходять від автотранспорту. Один з методів є спосіб каталітичної нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту на пористих носіях зі збільшенням протитиску див. И.В.Варшавский, Р.В.Малов "Как обезвредить отработавшие газьї автомобиля" - М., Транспорт, 1968, - 232с|. Каталізатор нанесений на поверхню трубок, які закріплені на проволоці в корпусі чи кульок, які зібрані в касети. В якості каталізатору використовують платину в кількості 70 дг на мкг трубчатого пористого каталізатору і 2г на кг кулькового каталізатору. При використанні даного способу каталітичної нейтралізації газів на дизельних двигунах в нейтралізатор додатково вводять повітря через інжектор. На прогрітому двигуну забезпечується практично повну очистку від оксиду вуглецю (І), частково від оксидів азоту і на 80-9095 від вуглеводнів. На холостому ході і при низьких навантаженнях двигуна для більш ефективної каталітичної нейтралізації газів збільшують протитиск на випуску газів. 12 Недоліком даного способу є те, що використання даного способу каталітичної нейтралізації газів призводить до значного збільшення кількості сажі, смоли і краплин масла в газах, що відходять. Крім того, на таких двигунах збільшуються витрати палива.Until now, a significant number of methods of neutralization and purification of gases emitted from motor vehicles are known. One of the methods is the method of catalytic neutralization of gases leaving vehicles on porous media with increased back pressure, see I.V. Varshavskyi, R.V. Malov "How to neutralize exhaust gases of a car" - M., Transport, 1968, - 232 p. The catalyst is applied to the surface of the tubes, which are fixed on the wire in the housing or balls, which are collected in cassettes. As a catalyst, platinum is used in the amount of 70 dg per μg of tubular porous catalyst and 2 g per kg of ball catalyst. When using this method of catalytic neutralization of gases on diesel engines, additional air is injected into the neutralizer through the injector. On a warm engine, almost complete purification from carbon monoxide (I), partial nitrogen oxides and 80-9095 from hydrocarbons is ensured. At idle and at low engine loads, for more effective catalytic neutralization of gases, the back pressure at the gas outlet is increased. 12 The disadvantage of this method is that the use of this method of catalytic neutralization of gases leads to a significant increase in the amount of soot, resin and oil droplets in the outgoing gases. In addition, fuel consumption increases on such engines.

Відомий спосіб каталітичної нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту з використанням киплячого шару див. И.В.Варшавский, Р.В.Малов "Как обезвредить отработавшие газьї автомобиля" - М.,For a known method of catalytic neutralization of gases leaving vehicles using a fluidized bed, see I.V. Varshavskyi, R.V. Malov "How to neutralize the exhaust gases of a car" - M.,

Транспорт, 1968 - 232с|. Шар каталізатору потоком газу приводиться в підвішений стан. Нейтралізатор для даного способу складається з реактору, що представляє собою прямокутний стальний короб, який на З /4 заповнений кульками каталізатору і картерів зверху і знизу. Зверху і знизу реактор закритий сітками для попередження виносу каталізатору. Діаметр кульки каталізатору становить 3З-5мм. В якості каталізатору використовується платина. сTransport, 1968 - 232 p. The catalyst layer is brought to a suspended state by the gas flow. The neutralizer for this method consists of a reactor, which is a rectangular steel box, which is filled with catalyst balls and casings from above and below on 3/4. The reactor is covered with nets from above and below to prevent the catalyst from being carried away. The diameter of the catalyst ball is 3-5 mm. Platinum is used as a catalyst. with

Недоліком даного способу є те, що даний нейтралізатор при його громіздких розмірах можливо (39 встановлювати лише в вертикальному положенні. Його можливо використовувати лише на обмеженій кількості автотранспорту. Крім того використання киплячого шару потребує більш ретельного контролю швидкості газу, щоб попередити осадження чи винос каталізатору. На автомобілі це зробити ще складніше із-за постійні зміні витрат газу при різних режимах роботи двигуна, що призводить чи к затуханню киплячому шару чи виносу -- каталізатору. соThe disadvantage of this method is that this neutralizer, due to its bulky dimensions, can only be installed in a vertical position. It can be used only on a limited number of vehicles. In addition, the use of a fluidized bed requires more careful control of the gas velocity to prevent precipitation or removal of the catalyst. In a car, it is even more difficult to do this due to the constant changes in gas consumption during different engine operating modes, which leads either to the damping of the fluidized bed or the removal of the catalyst.

Прототипом способу, що пропонується є спосіб термокаталітичної нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту див. И.В.Варшавский, " Р.В.Малов "Как обезвредить отработавшие газьії автомобиля" - М., счThe prototype of the proposed method is a method of thermocatalytic neutralization of gases leaving vehicles, see I.V. Varshavskyi, " R.V. Malov "How to neutralize exhaust gases of a car" - M., school

Транспорт, 1968 - 232с)|. Даний спосіб складається з двох стадій: «І - полум'яного підігріву газів за рахунок безфорсуночного спалювання палива. Підпалювання газів 3о відбувається за допомогою спіралі свічки чи за допомогою фронту полум'я при режимі горіння, що встановилося. вTransport, 1968 - 232s)|. This method consists of two stages: "I - flame heating of gases due to injectorless fuel combustion. Gases 3o are ignited with the help of the spiral of the candle or with the help of the flame front at the established combustion mode. in

При роботі двигуна на великих навантаженнях подача палива в цілях економії припиняється. Підігрітий газ поступає в циклон, де відбувається догоряння дрібних часток, які раніше не згоріли і осідання в циклоні більш крупних часток; « - безпосередньої каталітичної нейтралізації газів на двох шарах каталізатору: нижньому киплячому шару і З 50 верхньому спокійному шарі. Призначення нижнього шару полягає в нейтралізації більшої частки токсичних с сполук газів. Верхній призначений для завершення нейтралізації і для попередження виносу часток каталізатору з» з нижнього шару. В якості каталізатору використовують платину.When the engine is running at high loads, the fuel supply is stopped for economy purposes. The heated gas enters the cyclone, where small particles, which were not burned before, are combusted and larger particles settle in the cyclone; " - direct catalytic neutralization of gases on two layers of the catalyst: the lower boiling layer and the upper calm layer. The purpose of the lower layer is to neutralize a greater proportion of toxic gas compounds. The upper one is designed to complete the neutralization and to prevent the removal of catalyst particles from the lower layer. Platinum is used as a catalyst.

Недоліком даного способу є: - складність конструкції; - необхідність в додаткових витратах палива; 7 - високі температури деяких деталей; «» - великі витрати каталізатору в киплячому шарі; - велика вага і габаритні розміри. о В основу винаходу поставлено задачу нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту шляхомThe disadvantage of this method is: - the complexity of the design; - the need for additional fuel consumption; 7 - high temperatures of some parts; "" - high costs of the catalyst in the fluidized bed; - great weight and dimensions. o The invention is based on the task of neutralization of gases emitted by motor vehicles

Ге) 20 пропускання потоку газів через два комплекти, кожний з яких складається з пористих пластин з голками і без голок. та Спосіб каталітичної нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту, включає високотемпературні двоступеневі процеси відновлення-окиснення на платиновому каталізаторі. Потік газу пропускають через електрокаталітичний реактор - два комплекти пористих пластин з титану, які розташовані перпендикулярно 25 газовому потоку і на котрі подається висока напруга.Ge) 20 passing the flow of gases through two sets, each of which consists of porous plates with needles and without needles. and The method of catalytic neutralization of gases leaving vehicles includes high-temperature two-stage reduction-oxidation processes on a platinum catalyst. The gas flow is passed through an electrocatalytic reactor - two sets of porous plates made of titanium, which are located perpendicular to the gas flow and on which a high voltage is applied.

ГФ) Корпус реакторі виготовлено із діелектрика, а кожний із електрокаталітичних комплектів складається з пористих пластин високої і низької напруг, причому на голки з високолегованих сталей пластини високої напруги о попередньо нанесені діелектрик (наприклад, у-АІ»Оз, Ма»біОз) і платиновий каталізатор.GF) The reactor body is made of a dielectric, and each of the electrocatalytic sets consists of porous plates of high and low voltage, and on the needles of high-alloyed steel plates of high voltage, a dielectric (for example, y-AI»Oz, Ma»biOz) and platinum catalyst.

Пористі пластини по ходу газу в комплекті розташовані в наступній послідовності: пористі платини з юлками 60. пористі платини без голок, причому між комплектами пористих пластин вводиться додаткове повітря, а направлення вістря голок співпадає з направленням газового потоку.The porous plates along the gas path in the set are arranged in the following sequence: porous plates with 60. porous plates without needles, and additional air is introduced between the sets of porous plates, and the direction of the tip of the needles coincides with the direction of the gas flow.

Джерелом струму є котушка запалення автомобіля.The current source is the ignition coil of the car.

Кількість пористих пластин в відновній і окислювальній зонах повинна бути парною.The number of porous plates in the reducing and oxidizing zones should be even.

Розмір пор пористих пластин становить 100-120мкм. бо Регенерація першого по ходу відновлювального комплекту від сажі і смоли проводять короткочасним введенням додаткового повітря в газовий потік перед електрокаталітичним реактором.The size of the pores of the porous plates is 100-120 μm. because the regeneration of the first recovery kit from soot and tar is carried out by short-term injection of additional air into the gas flow before the electrocatalytic reactor.

Процес базується на відновно-окислювальних процесах, що протікають в зоні розряду на 150-200 нижче, ніж при звичайному термічному каталіз температура якого становить 400 Сб. Основною різницею електрокаталітичного процесу від термічного є те, що при любих режимах роботи двигуна із-за протікання радикальних реакцій в зоні розряду спостерігається висока ступінь відновлення і окислення токсичних сполук, а також повне згорання сажі і смоли. Це можливо за рахунок зниження енергетичних бар'єрних процесів.The process is based on reduction-oxidation processes that occur in the discharge zone 150-200 lower than during conventional thermal catalysis, the temperature of which is 400 Сb. The main difference between the electrocatalytic process and the thermal process is that at any engine operating mode, due to the flow of radical reactions in the discharge zone, a high degree of reduction and oxidation of toxic compounds is observed, as well as complete combustion of soot and tar. This is possible due to the reduction of energy barrier processes.

На фіг.1 представлена схема нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту, на фіг.2 представлені залежність ступеню очистки від напруги для холостого ходу без введення повітря, на фіг.З представлені 70 залежність ступеню очистки від напруги для холостого ходу з введенням повітря, на фіг.4 представлені залежність ступеню очистки від напруги для ходу під навантаженням без введення повітря, на фіг.5 представлені залежність ступеню очистки від напруги для ходу під навантаженням з введення повітряFig. 1 shows a diagram of the neutralization of gases leaving vehicles, Fig. 2 shows the dependence of the degree of purification on voltage for idling without air injection, Fig. 3 shows the dependence of the degree of purification on voltage for idling with air injection, on Fig. 4 shows the dependence of the degree of cleaning on voltage for running under load without air injection, Fig. 5 shows the dependence of the degree of cleaning on voltage for running under load with air injection

Потік газу від двигуна (фіг.1) направляється в каталітичний нейтралізатор 1. В нейтралізаторі змонтовані два комплекти пористих пластин з титану з голками 2. На кожну голку нанесено діелектрик і каталізатор. Між 75 Комплектами пластин через штуцер З підводиться повітря. Після нейтралізації потік газу викидається в атмосферу. В якості джерела струму використовується котушка запалення 4.The gas flow from the engine (Fig. 1) is directed to the catalytic converter 1. Two sets of porous titanium plates with needles 2 are mounted in the converter. A dielectric and a catalyst are applied to each needle. Air is supplied between 75 sets of plates through the fitting C. After neutralization, the gas stream is released into the atmosphere. Ignition coil 4 is used as a current source.

Процес було проведено при різних напругах на пластинах і режимах роботи двигуна. По отриманих даним можна зробити висновок, що цим методом можна очистити гази, що відходять від автотранспорту.The process was carried out at different voltages on the plates and engine operating modes. Based on the obtained data, it can be concluded that this method can be used to clean the gases emitted by motor vehicles.

Електрокаталітичний метод не знижує потужності двигуна, а на деяких режимах навіть підвищує Її.The electrocatalytic method does not reduce engine power, and in some modes even increases it.

Як видно з фіг.2-5 процес очищення газів, що відходять від автотранспорту для різних сполук відбувається по різному. Так на холостому ході без введення повітря (фіг.2) найбільша ступінь очистки від оксидів азоту, для інших сполук вона значно нижча, особливо для оксиду вуглецю(ІІ). З введенням повітря на холостому ході (фіг.3) відбувається значне збільшення ступеню очистки від оксиду вуглецю (ІІ) і органічних сполук. Від оксидів азоту очистка не відбувається. Для роботи двигуна під навантаженням з введенням повітря і без Га р;' введення повітря (фіг.4-5) ступінь очистки для оксиду вуглецю (ІІ) і органічних сполук висока, а для оксидів азоту не висока. оAs can be seen from Fig. 2-5, the process of cleaning gases leaving vehicles for different compounds takes place in different ways. Thus, at idle speed without air intake (Fig. 2), the greatest degree of purification from nitrogen oxides is achieved, for other compounds it is much lower, especially for carbon dioxide (II). With the introduction of air at idle speed (Fig. 3), there is a significant increase in the degree of purification from carbon monoxide (II) and organic compounds. Nitrogen oxides are not cleaned. For the operation of the engine under load with the introduction of air and without Ha p;' air introduction (fig. 4-5) the degree of purification for carbon oxide (II) and organic compounds is high, but not high for nitrogen oxides. at

В таблицях 1,2 наведені експериментальні дані, які були використанні для створення способу каталітичної нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту.Tables 1 and 2 show experimental data that were used to create a method of catalytic neutralization of gases emitted from motor vehicles.

При використанні даного способу нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту Досягається значно -- більша ступінь нейтралізації токсичних сполук, ніж при інших методах. Відсутність зниження потужності двигуна призводить до економії палива і більш тривалої експлуатації двигуна. Даний спосіб може бути використаний на о будь-якому виді автотранспорту. сіWhen using this method of neutralization of gases emitted from motor vehicles, a significantly greater degree of neutralization of toxic compounds is achieved than with other methods. No reduction in engine power leads to fuel savings and longer engine operation. This method can be used on any type of motor vehicle. si

Спосіб є "промислово використовуваним", не потребує кардинальних змін в будові автотранспорту. ч зв чаThe method is "industrially used", does not require radical changes in the structure of motor vehicles. h zv cha

Без введення повітря о шшн З се ші с во 75.70 555: 59 301 зв 36. ї»Without air injection o shsn Z se shi s vo 75.70 555: 59 301 zv 36. i"

З введенням повітря со пи) 9 мов 8 273 68404. 4 ко 55 о вові - / спнт ев|ве| 73 |в ей з заWith the introduction of air so pi) 9 mov 8 273 68404. 4 ko 55 o vovi - / spnt ev|ve| 73 | in ey with for

ЧК» юCheka" Yu

ФО 11110101 Компонент шк Без введення повітря яFO 11110101 Component shk Without air injection i

Сід » о ю во | Спнт |з 23) в |19) м | 19 мSit » o yu vo | Spnt |from 23) to |19) m | 19 m

Claims (7)

Формула винаходу бо 1. Спосіб каталітичної нейтралізації газів, що відходять від автотранспорту, який включає високотемпературні двоступеневі процеси відновлення-окиснення на платиновому каталізаторі, який відрізняється тим, що потік газу пропускають через електрокаталітичний реактор - два комплекти пористих пластин з титану з голками і без голок, які розташовані перпендикулярно газовому потоку послідовно по ходу ;5 газу і на пластини з голками подається висока напруга.The formula of the invention is 1. A method of catalytic neutralization of gases emitted from motor vehicles, which includes high-temperature two-stage reduction-oxidation processes on a platinum catalyst, which differs in that the gas flow is passed through an electrocatalytic reactor - two sets of porous titanium plates with needles and without needles , which are located perpendicular to the gas flow in series along the gas flow, and a high voltage is applied to the plates with needles. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що корпус реактора виготовлено із діелектрика, а кожний із електрокаталітичних комплектів складається з пористих пластин високої і низької напруг, причому на голки з високолегованих сталей пластин високої напруги попередньо нанесені діелектрик (наприклад, х- АІ2О2. The method according to claim 1, which is characterized by the fact that the reactor body is made of a dielectric, and each of the electrocatalytic sets consists of porous plates of high and low voltage, and the needles of high-alloyed steel plates of high voltage are pre-applied with a dielectric (for example, x- AI2O 3,Ма»5іОз ) і платиновий каталізатор. 70 З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пористі пластини по ходу газу в комплекті розташовані в наступній послідовності: пластина з голками - пластина без голок, причому направленість вістря голок збігається з напрямком газового потоку, а між комплектами пластин вводиться додаткове повітря, що перетворює другий комплект з відновного в окислювальний об'єм.3,Ma»5iOz) and a platinum catalyst. 70 C. The method according to claim 1, which differs in that the porous plates along the gas flow in the set are arranged in the following sequence: a plate with needles - a plate without needles, and the directionality of the point of the needles coincides with the direction of the gas flow, and additional air is introduced between the sets of plates , which transforms the second set from a reducing to an oxidizing volume. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що джерелом струму є котушка запалювання автомобіля.4. The method according to claim 1, which differs in that the current source is the ignition coil of the car. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розмір пор пористих пластин становить 100-120 мкм.5. The method according to claim 1, which differs in that the pore size of the porous plates is 100-120 μm. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість пористих пластин у відновній і окислювальній зонах є парною.6. The method according to claim 1, which differs in that the number of porous plates in the reducing and oxidizing zones is even. 7. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що регенерацію першого по ходу відновлювального комплекта від сажі і смоли проводять короткочасним введенням додаткового повітря в газовий потік перед електрокаталітичним реактором. с щі 6) «- (зе) с « і -7. The method according to claim 1, which differs in that the regeneration of the first recovery kit from soot and resin is carried out by short-term introduction of additional air into the gas flow before the electrocatalytic reactor. s schi 6) "- (ze) s " and - - . и? -і щ» іме) (95) - іме) 60 б5- and? -i sh» ime) (95) - ime) 60 b5
UA2003076239A 2003-07-04 2003-07-04 Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases UA74231C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003076239A UA74231C2 (en) 2003-07-04 2003-07-04 Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003076239A UA74231C2 (en) 2003-07-04 2003-07-04 Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA74231C2 true UA74231C2 (en) 2005-11-15

Family

ID=74505835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003076239A UA74231C2 (en) 2003-07-04 2003-07-04 Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA74231C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6029442A (en) Method and apparatus for using free radicals to reduce pollutants in the exhaust gases from the combustion of fuel
EP1117474B1 (en) System and method for purifying exhaust gases
EP1212520A1 (en) Emission abatement system
JP4881288B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2002515103A (en) Plasma assisted catalytic reduction device
EP1537309A1 (en) Process for treating compression ignition engine exhaust gas
EA000916B1 (en) Process and purification system of exhaust gases from an internal combustion engine
JP2004506505A (en) Method and apparatus for removing NOx from engine exhaust gas
KR19990064229A (en) Exhaust gas purification device of internal combustion engine
JP2004176703A (en) Gas purification apparatus, gas purification method, and discharge reactant used for the gas purification apparatus
JP5474468B2 (en) Exhaust gas purification device using plasma discharge
WO1997049480A1 (en) Method for purifying effluent gases
US20090211231A1 (en) Exhaust gas treatment system for an internal combustion engine
Mohapatro et al. Portable hvac and pulsed plasma sources for control of no x in diesel engine exhaust
UA74231C2 (en) Method of catalytic neutralization of motor transport exhaust gases
KR101398573B1 (en) Exhaust gas cleaning device of a diesel vehicle using exhaust heat and ultrasonic waves
KR101427933B1 (en) Catalytic converter of internal combustion engine and apparatus of purifying exhaust gas provided with the same
UA73368C2 (en) Method and device of catalytic neutralization of gases emitted by motor transport
WO2000031386A1 (en) Method and apparatus to reduce engine exhaust emissions
JP2009203961A (en) Exhaust emission control device
JP2001140630A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
Azhar et al. Research on The Ultra-Low Emission Technology in Internal Combustion Engine
KR100473419B1 (en) A Diesel Particulate Filter United with a Plasma Reactor
KR101459438B1 (en) Catalytic converter of internal combustion engine and apparatus of purifying exhaust gas provided with the same
KR20010078435A (en) A purification device for waste gas of the internal-combustion engine