Спосіб очищення відпрацьованих газів двигунів, іскрогасіння та шумоглушіння

1. Спосіб очищення відпрацьованих газів двигунів, іскрогасіння та шумопоглинання, в якому складові відпрацьованих газів хімічним шляхом в присутності окислювача перетворюють в елементарні речовини, який відрізняється тим, що спосіб 29894 або утилізації шляхом закачки під землю і на морське дно. Відомий спосіб очищення відпрацьованих газів двигунів вн утрішнього горіння шляхом відновлення в реакторі окису азоту, окисом вуглецю на каталізаторі із сплаву металів перехідної групи, в якому через каталізатор пропускають електричний струм для нагрівання його до необхідної температури, а на потік відпрацьованих газів в реакторі додатково діють неоднорідним електромагнітним полем, (А.с. № 821715, Б.И. № 14, 1981). За допомогою цього способу підвищується ефективність очищення від окису азоту та окису вуглецю, що знаходяться в газовій суміші однак, реакція відновлення протікає з виділенням вуглекислого газу СО2, знешкодження якого даним способом не передбачено і СО2 викидається в атмосферу. Поряд з іншими, відома технологія скорочення вмісту шкідливих речовин та відпрацьованих газів більш як у 2-3 рази з використанням на карбюраторних автомобілях "Пристрою інтенсифікації сумішоутворення" (ПІС). Скорочення вмісту шкідливих речовин досягається оптимальним приготуванням паливної суміші, покращенням та повнотою процесу горіння "ПІС" являє собою додаткову приставку, яку встановлюють між карбюратором та впускним колектором двигуна. Він складається з литого корпусу, повітряного фільтру та з'єднуючої їх тр убки. У корпус впресовані два кільця з радіальним ежекційними отворами. Всередині корпус містить фігурні канали для проходження повітря від повітряного фільтру через ежекційні отвори безпосередньо у впускний колектор. Принцип дії "ПІС" та очищення базується на додатковій турбулізації паливної суміші струменем повітря. Відомий спосіб очищення відпрацьованих газів двигунів від окислів азоту (Пат. США, № 5149511, опубл. 22.09.1992), який передбачає використання цеоліту типу СИ-ZSM5, через які пропускають відпрацьовані гази, попередньо вводячи додаткову кількість кисневовмістимого органічного компаунду, приготовленого на спирту, альдегіду, кетону та ефіру. Спосіб забезпечує підвищений вміст кисню в потоці відпрацьованих газів, які проходять через цеоліт. Відомий ряд засобів розроблених фірмою "Honda" Японія (Gamazaris. Research, 1995 р. 15.11.2) по зниженню дії шкідливих речовин з вихлопних газів (ВГ) автомобілів. Він базується на контролюванні складного вихрового згоряння (СVСС), яка до певної міри знижує вміст шкідливих речовин. Перше покоління технологій включає контрольоване складне вихрове згоряння, друге покоління - вихрове згоряння плюс окислювальний каталізатор, третє покоління - звичайний двигун плюс каталітичний нейтралізатор 3-х сторонньої дії. Тобто, спочатку застосовували контроль паливно-повітряної суміші на загальному вході всіх циліндрів без системи зворотного зв'язку, на другому етапі застосовували загальний контроль з контуром зворотного зв'язку і на третьому етапі моделювалась контрольна система на кожному циліндрі. Відомий засіб і пристрій для очищення та контролю складу ВГ автомобілів (Заявка 3923737, Німеччина, опубл. 24.01.1991) на основі 3-х компонентного нейтралізатора. Особливість заключа ється в тому, що вимірювальний сигналь кисневого датчика один раз (під час проведення їздового циклу) або постійно, через кожні 2-4 хв (в процесі нормальної експлуатації) вводиться в запам'ятовуючий пристрій. При перевірці за допомогою установки у ВГ за нейтралізатором здійснюється вимірювання вмісту окису вуглецю та вуглеводню. Результати вимірювань вводяться у зовнішню ЕОМ, яка співставляє їх з даними блоку пам'яті. Результати порівняння передаються на реєструючий та показуючий прилад. Найбільш близьким до запропонованого відомий засіб зниження концентрації шкідливих речовин у ВГ, а саме, окислів азоту і окису вуглецю (Пат. США № 4980137, опубл. 1990 р.). Процес очищення складається з трьох стадій. На першій здійснюють підготовку шару каталізатора, який складається з перлиту або боросилікатної скловати та розміщення цього каталізатора всередині випускного трубопроводу. На другій стадії відпрацьовані гази пропускають через цей шар каталізатора і окисли азоту та окис вуглецю хімічним шляхом перетворюються в елементарний азот та елементарний кисень, а окис вуглецю - в елементарний вуглець та кисень. Азот та кисень проходять через каталізатор разом з іншими ВГ, а вуглець осаджуєтеся на шару каталізатора. Для підтримання другої стадії процесу необхідна температура ВГ порядку 600°С. Третя стадія процесу заключається в періодичному пропущенні через шар каталізатора окислюючого газу, який перетворює вуглець, що знаходиться на шару каталізатора у вуглекислий газ. Ця стадія потребує температури 450°С і вище. Відомі способи очищення від ВГ здійснюються за допомогою каталітичних нейтралізаторів різних модифікацій, для ефективної роботи яких необхідне підтримання дуже високих температур. При високих температурах здійснюється одночасно зниження ефективності нейтралізації внаслідок термічної дії ВГ; і накопичення відкладів речовин, які деактивують нейтралізатор. Крім того при низьких температурах відпрацьованих газів, тобто при холодному двигуні або при малих його оборотах має місце осмолення каталізатора, наприклад, аерозолями масел та сажі, що різко знижує ефективність газоочищення. Для зменшення цих негативних явищ через каталізатор, наприклад, пропускають електричний струм для нагрівання його до необхідної температури, а на потік відпрацьованих газів діють неоднорідним електромагнітним полем. Саме такий метод застосований в А.С. № 821715. Задача, яка ставилась при створенні даного винаходу - створити такий спосіб очищення відпрацьованих газів двигунів як дизельних, так і карбюраторних автомобілів, який би шляхом забезпечення ефективного протікання хімічних реакцій взаємодії знешкоджувальної рідини з ВГ внаслідок рекомбінації дозволив отримати елементарні нешкідливі сполуки, які б забезпечували належну екологічну чистоту автомобілів та іскрогасіння. Задача вирішується наступний чином. У відомому способі очищення ВГ, де складові ВГ хімічним шляхом в присутності окислювача перетворюють в елементарні речовини, спосіб здійснюють в 2 етапи, для чого спочатку ВГ пропускають через 2 29894 ежектор, сполучений з ємністю з знешкоджувальною рідиною, попередньо увівши водень, де, внаслідок хімічних реакцій в присутності водню і кисню складові ВГ рекомбінують в елементарні речовини, після чого їх подають у гідроциклонну камеру, де осідають у виді екологічно чистих сполук. Контроль за якістю очищення у способі може здійснюватись за допомогою зворотного зв'язку через газоаналізатор, встановлений на виході системи і регулятор подачі рідини в ежектор. На фігурі представлена функціональна схема пристрою, за допомогою якого здійснюють спосіб очищення відпрацьованих газів двигунів. Пристрій містить вхідний патрубок - 1, ежектор - 2, ємність для знешкоджувальної рідини - 3 з регулятором подачі - 4, сифонну тр убку - 5, блок індикації рівня рідини - 6 в ємності - 3, гідроциклонну камеру - 7, з'єднуючий трубок - 8, датчик (газоаналізатор) - 9 з вторинним приладом - 10, вихідний патрубок - 11. Спосіб здійснюють у такій послідовності. Відпрацьовані гази від колектора вихлопної труби через патрубок поступають в ежектор, де прискорюються і розжижуються, втрачаючи при цьому тиск. Внаслідок різниці тисків в ежекторі і сифонній трубці - 5, рідина з ємності - 3, засмоктується в ежектор і змішуючись з газовим потоком, вступає в хі мічну реакцію з складовими ВГ у присутності водню і кисню, при цьому водень діє як індуктор, збуджуючи реакцію горіння чадного газу, а кисень – актором. Реакції, які проходять при цьому екзотермічні з виділенням великої кількості тепла, необхідного для розігрівання і горіння сажистих продуктів. Якщо в якості знешкоджувальної рідини взяти Са(ОН)2, то вуглекислий газ внаслідок реакції перетворюється у тверду сполуку СаСО2, яка осідаючи в гідроциклонній камері - 7 може бути використана як нейтралізатор кислотності грунтів. Датчик (газоаналізатор) - 9 на виході системи безпосередньо контролює якість очищення певних складових ВГ, порівнюючи їх з гранично допустимими у задатчику вторинного приладу - 10, у випадку перевищень контрольованого параметру над гранично допустимих значень, сигнал з вторинного приладу - 10 поступає на регулятор подачі рідини - 4, який збільшує подачу рідини. Одночасно з очищенням відпрацьованих газів від шкідливих речовин здійснюється іскрогасіння при стисканні в ежекторі розжарених частинок сажі із знешкоджувальною рідиною. Шумоглушіння здійснюється за рахунок створення розрідження в корпусі глушника за допомогою ежектора, під'єднаного до колектору вихлопної труби. Фіг. 3 29894 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4