Спосіб видалення сажі з вихлопних газів дизельних двигунів

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ САЖИ ИЗ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ , включающий улавливание сажи и ее сжигание путем пропускания через фильтр с нанесенгым катализатором, представляющим собой соединение серебра с оксидом переходного металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения температуры воспламенения сажи, в качестве катализатора используют ванадат серебра. Падение дадления Температура перед акти8о$ фильтром 00 00 00 Время (ч) I \ 1 233786 ные газы. В качестве структурного Изобретение относится к способам усилителя может быть применена наудаления сажи и капелек конденсата, бивка из устойчивого к нагреванию образующихся при сгорании дизельнометаллического или минерального вого топлива, и может найти применение при эксплуатации дизельных дви5 локна или иной фильтрующий элемент. Особенно благоприятным оказывается гателей. применение монолитного керамическоЦель изобретения - снижение темго элемента, пронизанного многочиспературы воспламенения сажи. ленными, проводящими поток, каналаНа фиг. 1 представлены кривые температуры дожигания и падения дав- 10 ми, имеющими на противоположных концах заглушки, таким образом, что каления в течение срока эксплуатации нал, имеющий на одном торце заглушку, для фильтра, активированного согласоткрыт с противоположного торца. но предлагаемому способу для одноТакой фильтрующий элемент имеет форго цикла, на фиг. 2 - кривые темпему обычного монолитного структурного ратур воспламенения дизельной сажи 15 усилителя для катализатора и может и падения давления после дожигания быть выполнен из сі-глинозема или сажи для активированного предлагаекордиерита. Каналы, по которым двимым способом фильтра и для активирожется поток, имеют макропористые ванного фильтра. стенки, которые служат в качестве П р и м е р 1. Изготовление моно- 20 фильтрующих поверхностей. Для обесванадата серебра. печения этого канал открыт с одного В химическом стакане при нагреторца и закрыт с противоположного вании в 1 ,5 л Н^О растворяют 234 г торца заглушкой, выполненной в виде (1 моль) NaVO • 4ІЦ0 и подливают при керамической пробки, которая или спе25 перемешивании 178,5 г (1,05 моль) чена с материалом монолита, или приAgNO- в 250 мл И^О. Монованадат секлеена огнеупорным клеем. Эти пробребра, имеющий интенсивно оранжевую ки установлены таким образом, что окраску, сразу выпадает в осадок. закрытому торцу канала противолежит Осадок отфильтровывают и дважды ототкрытый торец. Поэтому выхлопные мывают 1 л Н О , затем осадок сушат 30 газы вынуждены просачиваться через в сушильном шкафу при 80 С. выполненные макропористыми стенками В качестве катализатора примениканалов, и дизельная сажа задержимы все ванадаты серебра. вается. П р и м е р 2. Нанесение на фильтр Ванадат серебра может быть осаж35 ден на носителе, устойчивом к нагре75 г ванадата серебра, полученнованию, или смешан с этим носителем, го по примеру 1, распределяют в В качестве материала носителя могут 250 мл Н 2 0 , в течение 15 ч размалыприменяться в частности , окивают в шаровой мельнице и затем полуг слы алюминия , кремния , тита- 40 ченную суспензию разбавляют 800 мл Н 2 0 . Монолитный фильтрующий элемент на , циркония и редкоземельиз кордиерита, имеющий диаметр ных металлов. 11,85 см, длину 15,5 см и 15,5 ячеек на квадратный сантиметр, обрабатыВанадат серебра или его комбинацию с носителем можно наносить на 45 вают разбавленной суспензией, благодаря чему ванадат серебра осаждается фильтрующий элемент, служащий струкна фильтрующем элементе. После этотурным усилителем. В качестве струкго излишек суспензии удаляют и фильтр турного усилителя могут быть испольс нанесенным на нем катализатором зованы известные фильтрующие системы для выхлопных газов, в которых 50 сушат в течение 3 ч при 300 С. Поглощение ванадата серебра составляканалы, подводящие и отводящие выет при этом около 35 г. По сравнению хлопные газы, расположены таким обСсфильтром, не имеющим покрытия, разом, что при максимально возможной фильтр, покрытый катализатором,имефильтрующей способности обеспечивается минимум потери давления, филь55 ет чуть более высокое давление подпора. Изменение давления подпора при трующий элемент располагают в попепостоянных условиях показано в табречном сечении кожуха, снабженного лице . каналом, по которому отвоДят выхлоп достигнет 150 мбар. Для следующей та ней фазы дожига устанавливается число оборотов 3000 мин 'и нагруяка, начиная с 72Н, непрерывно регулируется по возрастанию. Падение давлебез покры- і с покрыния благодаря повышенному числу оботия . ])тием ротов и температуре временно резко ' повышается до 300 мбар. 91 136 150 В то время как при неактивированном фильтре падение давления при 35 196 200 числе оборотов двигателя 3000 мин"* и нагрузке около 80И остается на уровне 200 мбар, при активированном П р и м е р 3. Технические испысогласно изобретению фильтре оно тания . опускается в течение очень короткоАктивный фильтр, изготовленный ,5 го времени (около 12 мин) до величипо примеру 2, устанавливают в потоке ны ниже 100 мбар. Для демонстрации выхлопных газов дизельного мотора надежности отдельных измерений прои проводят проверку его способности водят последовательно один за друк фильтрованию и снижению температуры гим несколько циклов по улавггиванию воспламенения дизельной сажи. 20 и дожиганию с применением одного и Параметры испытаний следующие: того же фильтра (фиг. 2 ) . 4-цилиндровый дизельный мотор с непосредственным вспрыском (рабочий объем цилиндра 1,6 л, мощность 40 кВт); Активация, проведенная согласно на фазе фильтрования сажи нагрузка 25 предлагаемому способу снижает темпе72 Н (около 400 С перед фильтром); ратуру воспламенения дизельной сажи количество оборотов 2100 мин' и сона 50°С по сравнению с неактивировандержание кислорода в выхлопном газе ным катализатором и одновременно % по объему на фазе дожигания чисспособствует ее полному сгоранию. ло оборотов 3000 мин', нагрузка 75Н После 6 ч работы фильтра с нанесен30 (500°С перед фильтром) или до 80 Н ным ванадатом серебра температура (570 С перед фильтром); содержание воспламенения сажи составляет~497 С. кислорода в выхлопном газе 5% по В тех же условиях при использовании объему. нанесенных перманганата и молибдата серебра температуры воспламенения Во время фазы фильтрования сажи 35 сажи составляют 548 и 555 С соответфильтр пропускает выхлопной газ до ственно. тех пор, пока разность давления не Расход воз духа, м'/ч Изменение давления подпора, мм вод.ст г 0 * 2 4 S 9 10 f2 ft IS rt врем*(ы) Фил г Редактор Н.Данкулич Составитель Г.Винокурова Техред И.Попович Корректор С.Черни Заказ 2786/59 Тираж 663 Подписное Б Н И Ш И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4