Устройство нейтрализации загрязняющих веществ, содержащихся в отходящих газах
Формула / Реферат
1. Устройство нейтрализации загрязняющих веществ, содержащихся в отходящих газах, в частности в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, содержащее пиролизную нагревательную камеру, предназначенную для улавливания и разрушения загрязняющих веществ посредством средств, образующих увеличенную поверхность обмена с упомянутыми загрязняющими веществами при температуре пиролиза, отличающееся тем, что оно содержит средство нейтрализации загрязняющих веществ посредством пиролиза, имеющее увеличенную поверхность обмена с упомянутыми загрязняющими веществами, образованную группой сферических элементов, по всей поверхности каждого из которых расположены выступы (1, 2, 3), в частности, имеющие форму вершин многогранника или им подобную.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов в форме вершин многогранника или им подобной, выполнены из горной породы.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов в форме вершин многогранника или им подобной, выполнены из известняка.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов в форме вершин многогранника или им подобной, выполнены формованием из известкового минерального порошка.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов, в частности, в форме вершин многогранника или им подобной, выполнены из двух штампованных половинок (6, 7) из листового металла толщиной 0,4 мм, термически соединенных вместе.
6. Устройство нейтрализации загрязнителей газа по п.1, отличающееся тем, что пиролизная нагревательная камера нейтрализации загрязняющих веществ содержит средства, образующие увеличенную поверхность обмена с упомянутыми загрязняющими веществами, выполненные в виде набора сменных электрических резисторов (32), свернутых между собой в плоскую спираль и уложенных в теплоизолированную камеру (30).
7. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что поверхность обмена и пиролиза пиролизной нагревательной камеры (38) образована группой полых металлических сферических элементов (7) с выступами (1, 2 или 3), размещенных заполняющими полость (39) пиролизной нагревательной камеры.
8. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что средства, образующие поверхность обмена и пиролиза нагревательной камеры (44), выполнены в виде группы сферических элементов из минерального материала, имеющих выступы (1, 2 или 3), размещенных в оплетке (47) из нержавеющей стали и помещенных в полость (45) упомянутой камеры после установки шайб (50, 51), которые образованы переплетенной проволокой из нержавеющей стали, расположены предпочтительно перед сферическими элементами и предназначены для размельчения несгоревших или не полностью сгоревших больших твердых частиц или частиц углеводорода при столкновении с ними.
Текст
1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение, в основном, относится к устройствам (системам) для нейтрализации посредством пиролиза взвешенных частиц и сажи, загрязняющих газы, выброшенные, например, двигателями внутреннего сгорания,бензиновыми или дизельными, или любыми иными промышленными печами, которые производят вредные дымовые выбросы, например печами заводов сжигания мусора. Уровень техники Известно, что сжигание, и особенно сжигание горючего, на котором работают бензиновые или дизельные двигатели внутреннего сгорания, никогда не может быть равномерным и полным по причине нехватки воздуха в момент изменения режима сжигания и принципиального присутствия в выходных газах вредных веществ, таких как монооксид углерода СО, не сгоревшего или частично сгоревшего углеводорода НС, оксидов азота NОx и твердых веществ,таких как частицы сажи. Появление твердых частиц или сажи является следствием сгорания горючего при явном недостатке воздуха. Это имеет место особенно при изменении режима сгорания, а именно при трогании автомобиля с места на зеленый сигнал светофора, при изменении скорости на ровной дороге, при подъеме и при ускорении. Уже известны устройства для обработки загрязнителей воздуха, называемые "каталитическими дожигателями выхлопных газов (нейтрализаторами)", которые устанавливаются на автомобилях, а с недавних пор - на дизельных грузовиках, работа которых принципиально основана на окислении монооксида углерода, не сгоревших или частично сгоревших остатков углеводорода и оксидов азота NOx. Недостатки, присущие устройствам данного типа, состоят в трудности выбора металла или оксида металла, которые могли бы являться эффективным катализатором для ускорения этих окислительных реакций. Катализатор, который восстанавливает NОx до степени выше,чем N2, т.е. до NН 3, не подходит, поскольку выделяющийся в атмосферу свободный аммиак снова окислится в NOx. Еще один важный недостаток устройства такого рода проявляется при запуске двигателя внутреннего сгорания при низкой температуре до момента, пока этот каталитический нейтрализатор не достигнет температуры оптимального функционирования. В этот период выход вредных веществ не только не уменьшается, но даже возрастает. Для компенсации этого недостатка приходится использовать благородные и дорогие металлы, такие,например, как платина, которые "работают" при более низких температурах. Кроме того, сера,содержащаяся в бензине в виде SO2, после катализа окислена до SO3 с образованием серной кислоты. В общем, каталитические нейтрализа 002866 2 торы являются очень дорогими, они уменьшают мощность двигателей, увеличивают потребление горючего и добавляют лишний вес порожнему автомобилю. Они нейтрализуют лишь часть загрязнителей воздуха, и их эффективность ограничена. А что касается самого способа "очистки газа", то он является чрезвычайно дорогим. Известны также устройства, в которых для уничтожения твердых частиц, содержащихся в выхлопных газах дизельных двигателей, используется процесс сжигания. Но такие устройства оставляют в выхлопных газах токсические углеводородные соединения. Кроме того, известны фильтры для задержки твердых частиц,Однако эти фильтры очень быстро засоряются,и их требуется либо заменять, либо дополнять системой регенерации, что удорожает их стоимость. В документе WO 92 14042 описано устройство нейтрализации загрязняющих газы веществ, состоящее из пиролизной нагревательной камеры, предназначенной для улавливания и разрушения остатков неполного сгорания посредством элементов, имеющих большую поверхность обмена. В документе FR-A-2 702 004 указывается,что во время теплового пиролизного разрушения остатков неполного сгорания топлива они окисляются лишь частично, в результате чего получается порошок из твердых частиц. Кроме того, в нем упоминается о глушителе шума, работающем во время пиролиза остатков неполного сгорания топлива. В документе DE 14 76 627 раскрыто средство фильтрации, состоящее из собственно блоков фильтров (37, 44, 46) и блоков глушителя шума. В документе GB-A-1 396 607 описано устройство нейтрализации загрязняющих газы веществ, представляющее собой пиролизную нагревательную камеру, в состав которой входит набор сменных линейных электрических резисторов (26 а-26 е), установленных поперек полости нагревательной камеры между изолированными пластинами (45). Поверхность обмена этих резисторов с газообразными загрязнителями малоэффективна. В документе WO 90 04 707 описано устройство нейтрализации загрязняющих газы веществ, которое включает набор металлических пластин, каждая из которых имеет на своей поверхности множество выступов, причем эти пластины свернуты в спираль и размещены в полости цилиндрической пиролизной нагревательной камеры. Вышеуказанные пластины могут быть приспособлены для работы в качестве электрических резисторов. Сущность изобретения Таким образом, необходимо решить следующие задачи: 3 создать простое и надежное устройство,значительно снижающую содержание вредных веществ в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, а также в дыме различных предприятий, до уровня, значительно меньшего,чем обеспечиваемый существующими устройствами; создать указанное устройство, равное по стоимости, а желательно, более дешевое, чем устройства, основанные на традиционных принципах, при равной мощности; при создании такого устройства исключить потери энергии, в результате чего в нем возрастает потребление горючего, а при установке его на двигатель внутреннего сгорания его мощность снижается; значительно повысить срок службы такого устройства; уменьшить количество вредных газов, испускаемых при различных производственных процессах (заводы по сжиганию мусора, городские теплосети, работающие на мазуте, домашние нагревательные устройства, также работающие на мазуте и выбрасывающие дым, содержащий взвешенные в нем всевозможные твердые частицы, загрязняющие воздух, которые могут быть уничтожены в результате пиролиза). Устройство (система) в соответствии с настоящим изобретением имеет своей целью устранить выявленные недостатки, решить вышеуказанные задачи и разработать целый ряд способов эффективного уменьшения вредных выбросов двигателей внутреннего сгорания, бензиновых или дизельных, в широком диапазоне их мощностей, как стационарных, так и мобильных, причем данное устройство может быть приспособлено для обработки посредством пиролиза дыма промышленных предприятий. Устройство в соответствии с настоящим изобретением включает в себя средство нейтрализации (обезвреживания) вредных газов и состоит из пиролизной нагревательной камеры,устроенной таким образом, чтобы удерживать и разрушать остатки неполного сгорания топлива посредством средств создания увеличенной поверхности или области (тепло)обмена с упомянутыми газами при температуре пиролиза. Указанная поверхность обмена и пиролиза предусмотрена для того, чтобы почти мгновенно достигать температуры выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания трогающихся автомобилей. В соответствии с первым вариантом реализации настоящего изобретения поверхность обмена и пиролиза образована группой сферических элементов (сфер), каждый из которых содержит на своей поверхности множество выступов (1, 2, 3), например, имеющих форму вершин многогранника или иной подобной формы. Эти сферы, каждая из которых содержит на своей поверхности множество выступов (наростов), 002866 4 выполнены из кварцевого камня или иной горной породы (камня). Эти сферы могут также быть получены прессованием из минерального,предпочтительно известкового, порошка. Сферы вместе со своими выступами могут быть по двум своим сторонам термически соединены очень тонкими листообразными перемычками с металлом, имеющим высокий коэффициент теплопроводности. Эти сферы приведены примерно к одинаковым размерам и размещены в пиролизной нагревательной камере соответствующей величины. В соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения средство нейтрализации загрязняющего воздух газа предполагает создание увеличенной поверхности обмена, которая образована набором очень тонких металлических пластин с хорошим коэффициентом теплопроводности, каждая из которых содержит на своей поверхности множество выступов, предпочтительно одинаковой формы,расположенных относительно проходящего между ними газа в шахматном порядке. Эти пиролизные пластины установлены в теплоизолированной камере с прямоугольным или квадратным сечением. В соответствии с третьим вариантом реализации изобретения средство нейтрализации загрязняющего воздух газа предполагает создание увеличенной поверхности обмена, которая образована одной пиролизной пластиной, свернутой в спираль и размещенной в полости цилиндрической термоизолированной нагревательной камеры. Нагревание этой свернутой в спираль пластины производится подачей на нее,непосредственно перед запуском двигателя,электрического напряжения, притом, что сама пластина используется как электрический резистор (нагреватель). В соответствии с четвертым вариантом реализации изобретения средство нейтрализации загрязняющего воздух газа содержит набор сменных электрических резисторов, свернутых в поверхностные (плоские) спирали и установленных в цилиндрическую термоизолированную камеру. Нагревание этих поверхностей обмена и пиролиза до необходимой температуры непосредственно перед запуском двигателя производится с помощью разряда конденсатора достаточной емкости. Пиролизная нагревательная камера располагается как можно ближе к двигателю и для исключения потерь тепла является полностью термоизолированной, как и выхлопная труба для вывода отработанных газов,соединяющая двигатель внутреннего сгорания и вышеуказанную пиролизную нагревательную камеру. Устройство в соответствии с настоящим изобретением может состоять из собранных вместе или выполненных за одно целое модулей, выбранных в соответствии с типом загрязняющих газов и объемом их выброса, из сле 5 дующих: модуль пиролизной нагревательной камеры, модуль фильтрации частиц и НС и очистки газов от загрязняющих веществ; модуль уменьшения шума и снижения температуры газа. При больших и очень больших объемах выброса газов пиролитические функции выполняются набором пиролизных нагревательных камер, включающих входной и выходной коллекторы, которые, когда это необходимо, работают совместно с системами вытяжки дыма. Преимуществами данного изобретения являются: значительное снижение в выхлопах количества загрязняющих газов; увеличение срока службы устройства относительно срока службы классических выхлопных устройств вследствие отсутствия влажности и постоянной регенерации из-за вибрации пиролизной нагревательной камеры; возможность создания сверхплоского устройства, весьма компактного для установки в двигатели любой мощности; отсутствие потерь мощности сопряженных двигателей; отсутствие излишнего потребления топлива; малый дополнительный вес по сравнению с классическими выхлопными устройствами; работоспособность устройства с момента включения двигателя; удобность использования устройства на всех фиксированно установленных двигателях; возможность использования изобретения для уменьшения дыма от промышленных предприятий, а также от нагревательных установок зданий, работающих на мазуте. Перечень фигур чертежей Настоящее изобретение подробно описано в нижеследующем тексте со ссылками на приложенные чертежи, которые не являются ограничивающими объем изобретения, а даны лишь в качестве примеров. На фиг. 1-4 схематически показаны примеры формирования псевдосферических поверхностей обмена и пиролиза устройства в соответствии с настоящим изобретением для установки на дизельный или бензиновый двигатель; на фиг. 5, 6 и 7 схематически (в сечении) показаны примеры формирования псевдоплоских поверхностей обмена и пиролиза устройства в соответствии с настоящим изобретением для установки на дизельный или бензиновый двигатель; на фиг. 8 схематически (вид сверху) показано расположение полусферических или цилиндрических выступов, показанных ранее на фиг. 6 и 7, предназначенных для улавливания и нагревания несгоревших или не полностью сгоревших частиц НС устройством в соответствии с настоящим изобретением; 6 на фиг. 9 схематически (вид сверху) показано расположение вышеупомянутых выступов в виде многогранных вершин, показанных ранее на фиг. 5, предназначенных для улавливания и нагревания несгоревших или не полностью сгоревших частиц НС устройством в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 10 схематически представлен частичный вид набора тонких металлических пластин с цилиндрическими выступами, предназначенными для улавливания и нагревания несгоревших или не полностью сгоревших частиц НС устройством в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 11 схематически показана спиральная свертка тонкой металлической пластины с выступами, предназначенными для улавливания и нагревания несгоревших или не полностью сгоревших частиц НС устройством в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 12 и 13 схематически показан пример выполнения поверхности обмена и пиролиза на основе конструкции из набора электрических резисторов, свернутых в плоскую спираль(в разрезе, виды фронтальный и профильный); на фиг. 14 схематически показан вид спереди с поперечным разрезом примера реализации поверхности обмена и нагрева, построенной на основе набора пустотелых металлических сферических конструкций с выступами и помещенной в герметичную термоизолированную камеру; на фиг. 15 схематически показан вид спереди примера реализации поверхности обмена и пиролиза, построенной на основе набора сфер из минерального материала с выступами и помещенной в герметичную термоизолированную камеру после установки между ними металлической оплетки и колец из нержавеющей стали; на фиг. 16 и 17 схематически показаны виды спереди и сзади с поперечным разрезом примера нагревательной камеры, включающей поверхности обмена и нагрева, образованные набором пластин с выступами, помещенных в герметичную термоизолированную камеру; на фиг. 18 схематически показан вид спереди примера каталитического нейтрализатора известного типа; на фиг. 19 схематически показан вид спереди примера законченного пиролизного нейтрализатора, построенного в соответствии с настоящим изобретением и предназначенного для тяжеловесных грузовиков, автобусов, автомобилей, а также для установки на двигатели различных строительных машин. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1-3 показаны примеры средств,образующих увеличенную (большую) поверхность обмена и пиролиза в соответствии с настоящим изобретением для осушения выхлопных (отходящих) газов, улавливания и мгновен 7 ного пиролиза несгоревших или не полностью сгоревших частиц НС, которая в данном случае представляет собой множество выступов, сформированных на сферическом элементе (сфере),выполненном из минерального материала. Форма этих одинаковых между собой выступов должна быть предпочтительно такой, при которой поверхность (тепло)обмена с контактирующим газом максимальна. Они могут, например,иметь вид вершин многогранника (многогранного острия) 2, фигур с более острыми вершинами 1 (равнобедренные пирамиды) или полусфер 3, а также других фигур, получаемых механической обработкой или формовкой под давлением минерального порошкообразного материала, например извести. Формованием(прессованием) можно получить и другие формы этих выступов, а не только сферы, однако,сферическая форма выступов предпочтительнее,поскольку при одинаковом объеме сфера имеет наибольшую внешнюю поверхность и, кроме того, прохождение газа относительно такой поверхности более легкое. На фиг. 4 показан пример получения поверхности обмена на основе полой сферы, выполненной из двух половинок посредством штамповки из тонкого листового металла толщиной порядка 0,4 мм, на которых образованы выступы в форме вершин многогранника, причем половинки термически соединены между собой, например электрической или ультразвуковой сваркой. Материал для формирования таких сфер выбирается исходя из максимального коэффициента теплопроводности и минимальной коррозионной способности под действием выхлопных газов и других содержащихся в них токсических веществ. В качестве примера можно указать диаметр таких сфер для устройства, устанавливаемого на легковые автомобили, - порядка 20 мм, для средних автомобилей порядка 50 мм и для большегрузных машин 60 мм. Количество сфер зависит от объема нейтрализуемых загрязнений. Основным назначением выступов, нанесенных на сферическую поверхность обмена,является уменьшение ее тепловой инертности,так чтобы при запуске двигателя внутреннего сгорания она практически мгновенно достигала температуры выхлопных газов, при этом с точки зрения эффективности работы устройства совершенно не обязательно, чтобы сама сфера прогревалась полностью. Она представляет собой лишь массу для накопления тепла. Вторым назначением выступов является увеличение поверхности обмена с проходящими газами и улавливание различных частиц, присутствующих в газах, а также несгоревших или не полностью сгоревших частиц НС. Они тем более быстро оседают на этих выступах, чем меньше их размеры и чем быстрее они нагреваются. Третьим назначением выступов является облегчение прохождения выхлопных газов, с тем чтобы 8 исключить потерю заряда мощности, что могло бы привести к снижению мощности двигателя. В результате пиролиза твердых частиц и сажи их объем либо значительно уменьшается,либо они могут исчезнуть почти полностью. После пиролиза в оставшихся частицах больше не содержится токсичный углерод в виде СО,который преобразовался в нетоксичный СО 2. Частицы НС также изменились и потеряли свою вредоносность. Влажность выхлопных газов в виде воды Н 2 О, образующейся в результате сгорания топлива, убирается при их прохождении между сферами. Очень незначительные твердые остатки и частицы СН окончательно разрушаются вследствие вибрации двигателя при его работе, из-за постоянного тока газа, в результате чего происходит постоянная регенерация поверхностей обмена. Сферы, выполненные из металла или из минерального материала, являются первым из способов образования поверхности обмена и пиролиза. В частном случае, когда эти сферы имеют большой диаметр, области прохода газа между ними приобретают большое значение,поскольку они становятся достаточными для пропускания не нейтрализованных или не полностью нейтрализованных твердых частиц и сажи. На фиг. с 5 по 11 представлен другой вариант реализации увеличенных поверхностей обмена, гораздо более компактных и регулярных,чем это возможно со сферами. На фиг. 5, 6 и 7 показаны примеры выступов различной формы,подобных тем, которые были на сферах - в форме вершин многогранника 10, полусфер 11 или цилиндров 12; они выполнены на плоской поверхности и расположены в виде шахматной сетки, например, под углом в 45 по отношению к направлению прохода выхлопных газов, с тем чтобы избежать образования прямых проходов. Расположение выступов в шахматном порядке заставляет перемещающийся газ циркулировать по проходам, содержащим множество механических препятствий, о которые содержащиеся в нем твердые частицы ударяются и из-за большой скорости газа - разбиваются, особенно в самой начальной части описываемого устройства, уменьшая свои размеры и прилипая к этим выступам при температуре от 800 до 900 С, на которых они претерпевают химические изменения, превращаясь в инертные остатки с очень незначительным объемом. Длина траектории, по которой проходит газ в пиролизной нагревательной камере (тепловом реакторе),предусмотрена такой, при которой происходит почти полная нейтрализация твердых частиц и сажи. Незначительные остатки затем отрываются от выступов вследствие вибрации двигателя и давлением газа переносятся на установленный далее фильтр. На фиг. 9 в качестве примера показано расположение выступов в форме вершин много 9 гранника, нанесенных на пластину 20. Расположение выступов в форме вершин многогранника таково, что на пластине 20 нет фактически плоской поверхности, кроме как по самым ее краям. Такое их расположение позволяет образовать наибольшую возможную поверхность обмена и,кроме того, дает возможность уменьшить вибрации. В случае выполнения устройства с выступами в форме вершин многогранника некоторые из них, исходя из конструктивных соображений и для того, чтобы облегчить циркуляцию газа, убираются. Высота выступов определяется в зависимости от максимального объема выхлопных газов, с тем чтобы не начиналось падение мощности двигателя. На фиг. 10 показана часть поверхности обмена и пиролиза с выступами в форме закрытых цилиндров 12, равномерно распределенных в шахматном порядке, так чтобы пространство пиролизной нагревательной камеры было заполнено целиком. На фиг. 11 показан пример цилиндрической пиролизной нагревательной камеры, включающей пиролизную пластину по фиг. 5. 6 и 7,свернутую и зафиксированную в рулон без внутреннего стержня, помещенную в полость 23 нагревательной камеры 21 с теплоизоляцией 24,в которую она вставлена либо с усилием, либо будучи предварительно размещена в оплетке 25 из нержавеющей стали. На фиг. 12 и 13 в качестве примера представлены схематические виды спереди и сзади поперечных разрезов пиролизной нагревательной камеры 29, представляющей собой собственно цилиндрическую камеру 30, обернутую термоизолирующим материалом 31, внутри которой размещена сборка одинаковых плоских электрических резисторов 32, свернутых в спиральный рулон таким образом, чтобы между соседними спиралями оставался зазор 33. Резисторы могут быть соединены известными из области электротехники способами. Входной и выходной торцевые запорные фланцы 34 и 35 предпочтительно имеют форму конусов, направленных к входной 36 и выходной 37 газовым трубам. На фигурах не показаны обычно используемые в таких случаях конструктивные элементы и элементы электрической изоляции. Температура резисторов откалибрована в соответствии с природой вредных примесей выхлопных газов, подлежащих уничтожению пиролизом. Количество резисторов и диаметр камеры зависят от объема проходящего газа. Для улучшения технического обслуживания камеры такого типа предусмотрена возможность смены резисторов. Каждое керамическое кольцо, несущее резисторы, со всеми необходимыми средствами их крепления имеет, например, по два выступа, направленных в противоположные стороны, которые дают возможность производить поочередное размещение резисторов в камере. Электрическое соединение резисторов 10 может производиться, например, через контактные колодки. Термоизолированная камера может быть выполнена в виде двух складывающихся половин, что дает возможность осуществлять ее демонтаж и производить смену вышедших из строя резисторов. Вышеописанная камера может найти применение для пиролиза выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания в самых различных промышленных установках независимо от их назначения, например в крупных тепловых станциях, работающих на мазуте, которые выбрасывают значительное количество сажи, внося заметный вклад в загрязнение городской атмосферы. Для установки на предприятиях с чрезвычайно большим объемом дымовых выбросов, например на заводах сжигания мусора, предусмотрена установка пиролизных нагревательных камер (печей) в батареи с входным и выходным коллекторами, которые во избежание образования "обратного давления" вследствие малой скорости выходных газов могут работать совместно с системами вытяжки дыма. Преимущество пиролизной нагревательной камеры такого типа заложенo в возможности точного, в зависимости от необходимости,управления температурой пиролиза. На фиг. 14 в качестве примера схематически представлен вид спереди поперченного разреза цилиндрической пиролизной камеры 38,представляющей собой окруженную термоизоляцией 40 цилиндрическую полость 39; поверхность обмена этой камеры выполнена из набора полых металлических сфер 7 с выступами (размеры сфер предварительно согласованы с объемом камеры), обвязанных проволокой из нержавеющей стали и установленных на свое место до стягивания запорных элементов (оболочек) 41 и 42. Количество и диаметр сфер, а также диаметр и длина камеры устанавливаются в зависимости от объема пропускаемого газа и его природы(продукты сгорания бензина, газолина или иных веществ, если устройство устанавливается не на автомобилях). На фиг. 15 в качестве примера схематически представлен вид спереди поперечного разреза цилиндрической пиролизной нагревательной камеры 44, состоящей из герметичной полости 45, окруженной термоизоляцией 46; поверхность обмена этой камеры составлена из набора сфер 1, 2 и 3 из минерального материала с выступами (размеры сфер предварительно согласованы с объемом камеры), обвязанных проволокой из нержавеющей стали и упакованных в оплетку 47; они установлены на свое место перед стягиванием (загибанием) запорных элементов 48 и 49 после установки плоских шайб 50 и 51, выполненных из плетеных (сетчатых) проволок из нержавеющей стали, имеющих в сечении три острые кромки, также предварительно опутанные тонкой нитью из нержавеющей стали. При работе такой камеры твер 11 дые частицы и сажа разбиваются от ударов об эту сетку, проходя через запутанную проволоку к шайбе. Эта проволока может быть выполнена в виде бесконечной стружки, полученной на токарном станке. Затем эта проволока запутывается. По принципу своей работы эта шайба выполняет роль шумопоглотителя, уменьшающего уровень шума от выхлопных газов. Количество и диаметр сфер, а также диаметр и длина камеры устанавливаются в зависимости от объема пропускаемого газа и его природы (продукты сгорания бензина, газолина или иных веществ, если устройство устанавливается не на автомобилях). На фиг. 16 и 17 схематически показаны виды спереди и сзади с поперечным разрезом примера другой пиролизной нагревательной камеры 55, включающей поверхности обмена,образованные набором пиролизных пластин 56 по фиг. 5, 6 и 7 с выступами 10, 11 или 12, помещенных в герметичную область 57, закрытую термоизоляционным корпусом 58 прямоугольной формы, включающим в себя смещенные относительно друг друга входную 59 и выходную 60 трубы. Такой тип пиролизной нагревательной ячейки гораздо более компактен, чем пиролизная нагревательная ячейка сферического типа, потому что в этом случае для обмена с выхлопными газами используется весь объем камеры, а в сферической камере не весь. На фиг. 18 показана конфигурация традиционного каталитического нейтрализатора, состоящего из каталитического модуля 65, промежуточного модуля фильтрации 66 и модуля 67 глушителя шума (поглощения шума). На фиг. 19 приведена блок-схема полной конфигурации устройства по настоящему изобретению, предназначенного для высокомощных двигателей. В этой конфигурации устройство состоит из модулей, собранных последовательным соединением их входных и выходных труб. Такие модули могут быть разработаны с целым набором различных длин и/или различного поперечного сечения, что позволяет изготавливать устройства, адаптированные к различным объемам и типам очищаемых газов, к различной плотности загрузки сажей или твердыми частицами, которые нужно нагревать, к предопределенному диапазону мощностей. Все это может делаться выбором и заменой всех или некоторых из модулей 70 нейтрализации пиролизом. Функция модуля 71 фильтрации может также выполняться, например, угольным фильтром в виде фильтровальной бумаги, помещенной в металлическую сетку. Угольный фильтр должен задерживать самые мельчайшие остатки от предыдущего процесса пиролиза, чтобы еще больше уменьшить остаточные газообразные составляющие, которые еще могут содержаться в выхлопах, а также - при прохождении отработанного газа - очищать вредные газообразные 12 примеси, продолжая их нейтрализацию. Устройство также может содержать модуль 72 инжектирования дезодоранта и нейтрализатора и модуль 73 уменьшения шума и снижения температуры газа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ. 1. Устройство нейтрализации загрязняющих веществ, содержащихся в отходящих газах,в частности в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, содержащее пиролизную нагревательную камеру, предназначенную для улавливания и разрушения загрязняющих веществ посредством средств, образующих увеличенную поверхность обмена с упомянутыми загрязняющими веществами при температуре пиролиза, отличающееся тем, что оно содержит средство нейтрализации загрязняющих веществ посредством пиролиза, имеющее увеличенную поверхность обмена с упомянутыми загрязняющими веществами, образованную группой сферических элементов, по всей поверхности каждого из которых расположены выступы (1, 2, 3),в частности, имеющие форму вершин многогранника или им подобную. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов в форме вершин многогранника или им подобной,выполнены из горной породы. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов в форме вершин многогранника или им подобной,выполнены из известняка. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем,что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов в форме вершин многогранника или им подобной,выполнены формованием из известкового минерального порошка. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем,что сферические элементы, имеющие по всей своей поверхности множество выступов, в частности, в форме вершин многогранника или им подобной, выполнены из двух штампованных половинок (6, 7) из листового металла толщиной 0,4 мм, термически соединенных вместе. 6. Устройство нейтрализации загрязнителей газа по п.1, отличающееся тем, что пиролизная нагревательная камера нейтрализации загрязняющих веществ содержит средства, образующие увеличенную поверхность обмена с упомянутыми загрязняющими веществами, выполненные в виде набора сменных электрических резисторов (32), свернутых между собой в плоскую спираль и уложенных в теплоизолированную камеру (30). 7. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что поверхность обмена и пиролиза пиролизной нагревательной камеры (38) образована 13 группой полых металлических сферических элементов (7) с выступами (1, 2 или 3), размещенных заполняющими полость (39) пиролизной нагревательной камеры. 8. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что средства, образующие поверхность обмена и пиролиза нагревательной камеры (44),выполнены в виде группы сферических элементов из минерального материала, имеющих выступы (1, 2 или 3), размещенных в оплетке (47) 14 из нержавеющей стали и помещенных в полость(45) упомянутой камеры после установки шайб(50, 51), которые образованы переплетенной проволокой из нержавеющей стали, расположены предпочтительно перед сферическими элементами и предназначены для размельчения несгоревших или не полностью сгоревших больших твердых частиц или частиц углеводорода при столкновении с ними.
МПК / Метки
МПК: F01N 3/26, B01D 53/81
Метки: веществ, газах, нейтрализации, устройство, содержащихся, загрязняющих, отходящих
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-2866-ustrojjstvo-nejjtralizacii-zagryaznyayushhih-veshhestv-soderzhashhihsya-v-othodyashhih-gazah.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство нейтрализации загрязняющих веществ, содержащихся в отходящих газах</a>
Предыдущий патент: Проволочная структура
Следующий патент: Способ получения гидравлического связующего на основе ангидрита iii или альфа-ангидрита
Случайный патент: Ленточная разливочная машина с двумя литейными валками