Каталітичний перетворювач для очищення випускних газів двигунів внутрішнього згоряння

1. Каталітичний перетворювач для очищення випускних газів двигунів внутрішнього згоряння, що містить корпус, впускний та випускний патрубки, завихрювач газового потоку і дві стадії каталізаторів, який відрізняється тим, що першу стадію каталізатора виконано у вигляді каталітичної гофрованої стрічки, яка скручена S-подібно і являє собою електронагрівач газового потоку, другу стадію каталізатора виконано у вигляді двох каталітичних го фрованих стрічок однакової довжини й ширини, які скручені S-подібно і розміщені послідовно, а завихрювач газового потоку розмі U 2 (19) 1 3 21183 4 сітки. виході - по периферії. Усі диски мають отвори для Далі частинки відпрацьованих газів, що не згоустановлення стержнів, що скріплюють усю консріли, потрапляють в зону -л кисневого збагачення, трукцію. яка створюється носієм активної речовини, який На Фіг. представлено запропонований перемістить КМnО4 як наповнювач. Каталітичне допатворювач випускних газів двигунів внутрішнього лювання відбувається на стільниковому каталізазгоряння. торі, де гази остаточно очищуються від шкідливих Перетворювач має корпус 1, кришку на вході компонентів і через випускний патрубок викида3, яка обладнана випускним патрубком 2, кришку ються в атмосферу. Недоліком цього пристрою є на виході 14, яка обладнана випускним патрубком те, що дві сітки електричних нагрівачів не забезпе15. На кришці 3 змонтована перша стадія каталічують час контакту, необхідний для розкладу сажі, затора 4, що являє собою каталітичну гофровану і це швидко призводить до закоксовування стільстрічку, скручен у S-подібно і містить активні метаникового каталізатора. Наповнювач КМnО4, який ли платинової групи. Каталітична гофрована стрічвикористовується на стадії кисневого допалюванка першої стадії розміщена між двома струмоізоня, при нагріванні до 30°С і вище виділяє кисень і люючими керамічними пластинами 5 і 6, які мають повинен доокислювати сажу, що проскакує висоформу дисків з отворами, при цьому диск 5 має котемпературну зону. Однак через присутність в отвір в центрі, а диск 6 - два отвори по периферії. газах двооксиду сірки наповнювач КМnО4 покриваГофровані стрічки закріплюють на вхідній кришці ється неактивними сульфатами марганцю і втраза допомогою штирів 17. чає свою активність, внаслідок чого відбувається Друга стадія каталізатора 8 складається з проскок сажі на стільниковий каталізатор. Стільнидвох каталітичних гофрованих стрічок 9 і 10 однаковий каталізатор закоксовується і це призводить кової довжини та ширини, які скручені S-подібно і до підвищення гідравлічного опору випускного розміщені послідовно. Каталітичні гофровані стрічтракту двигуна, зниженню ефективності очищення ки другої стадії закріплені за допомогою дисків та терміну служби каталізатора, а також до збіль11,12 і 13, а також штирів 17 на вихідній кришці шення навантаження на двигун. перетворювача 14, при цьому диск 13 має отвір в В основу корисної моделі поставлено завданцентрі, а диски 11 і 12 мають отвори по периферії. ня підвищення ефективності очищення випускних Між першою та другою стадіями каталізатора газів, зниження гідравлічного опору випускного розміщено завихрювач газового потоку 7. Електтракту двигуна та подовження терміну служби каричний струм на першу стадію очистки подають талізатора. від акумулятора (не показано) через контакт струПоставлене завдання вирішується тим, що мопровода 16. Пунктирною лінією 18 показано рух для очищення випускних газів двигунів вн утрішгазового потоку в перетворювачі. нього згоряння було розроблено каталітичний пеЗапропонований перетворювач токсичних виретворювач, що містить корпус, впускний і випусккидів двигунів вн утрішнього згоряння працює таний патрубки, завихрювач газового потоку та дві ким чином. стадії каталізатора, при цьому першу стадію катаЗа декілька секунд до запускання двигуна полізатора виконано у вигляді гофрованої стрічки, чинається подача електричного струму на каталіяка скручена S-подібно, і являє собою електронатичну го фровану стрічку першої стадії 4 через конгрівач газового потоку, другу стадію каталізатора такти струмопроводу 16. Протягом 10 секунд виконано у вигляді двох каталітичних гофрованих каталітична гофрована стрічка нагрівається до стрічок однакової довжини й ширини, котрі скруче600°С. Потім запускається двигун і починається ні S-подібно і розміщені послідовно, а завихрював надходження випускних газів на першу стадію пегазового потоку розміщено між першою та другою ретворювача через патрубок 2. Гази, щонадхостадіями каталізатора. Каталітична гофрована дять, майже миттєво нагріваються до температустрічка першої стадії каталізатора закріплена на ри, яка необхідна для ініціювання каталітичної вхідній кришці перетворювача між двома електроекзотермічної реакції окислення CO, вуглеводнів ізолюючими керамічними пластинами, що мають та сажі на самому початку роботи двигуна, коли форму дисків з отворами, на вході - в центрі дисрозмір частинок сажі складає 50-700 Å. Потік газу ків, на виході - по їх периферії. Каталітичні гофрорухається із середньої частини першої стадії в вані стрічки другої стадії послідовно змонтовані на напрямку до корпусу перетворювача 1 S-подібним вихідній кришці перетворювача, обмежені дисками шляхом каталітичної гофрованої стрічки. Це збіта стягнуті декількома штирями. Диски мають льшує час контакту потоку газу з каталізатором у отвори для проходження газу. Між першою та дру10-12 разів в порівнянні з відомими пристроями, а гою стадіями для створення турбулентності газотакож дає можливість довести ступінь розкладу вого потоку розміщено проміжний элемент типу сажі вже на першій стадії очистки до 60-75%. завихрювача. Газ, який виходить із першої стадії, все ще міКаталітична гофрована стрічка першої стадії стить нерозкладені токсичні речовини, концентрамістить активні метали платинової групи у співвідція котрих в потоці газу дискретна. Для рівномірноношенні Pt: Pd = 1: 3. Каталітична гофрована стріго розподілу їх по потоку газу його спрямовують на чка другої стадії очищення промотована металами завихрювач 7, звідки газ знову відкидається на платинової групи у співвідношенні Pt: Pd = 3: 1. корпус перетворювача. Таким чином, на другій Для створення міцної конструкції каталітичної настадії очистки забезпечується рівномірний розпосадки каталізатори першої стадії і другої стадії діл токсичних речовин по всій довжині каталізатомають обмежувальні диски з отворами для прохора і отже виключається локальний перегрів каталідження газу, при цьому на вході - посередині, на тичних гофрованих стрічок другої стадії 9 і 10, а 5 21183 6 також утворення вуглецевих частинок на них. Залітичні гофровані стрічки, які містять активні метавдяки цьому гідравлічний опір перетворювача зали платинової групи - платину і паладій - у різному лишається постійним під час роботи двигуна. Слід їх співвідношенні. Оскільки в випускних газах пертакож відзначити, що на другій стадії очистки змішої стадії переважають сажа і вуглеводні, то для нюється напрямок газового потоку від периферії їх е фективного розкладання співвідношення плаперетворювача до його середньої частини. Це тини і паладію в каталітичній гофрованій стрічці збільшує час контакту газового потоку з каталітичцієї стадії складає 1:3. Це сприяє підвищенню стуними гофрованими стрічками, і внаслідок цього пеня розкладання сажі та вуглеводнів до 60-75%. підвищується ступінь очистки, котрий складає для На другій стадії гази, що очи щаються, містять у CO - 92-95%, вуглеводнів - 85-90%, оксидів азоту великій кількості оксид вуглецю й легкі вуглеводні, 50-60%. Очищений від токсичних компонентів газ тому для їх ефективної очистки в гофровану стріччерез випускний патрубок 15 викидається в атмоку вводять активні метали платинової групи у співсферу. відношенні Pt: Pd = 3:1. На обох стадіях очистки використовують ката Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601