КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к устройствам для очистки от токсичных веществ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а именно к катализаторам для очистки выхлопных газов с теплопроводными носителями, используемых для очистки от токсичных веществ отработавших газов, например, отработавших газов двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, а также стационарных силовых установок, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, и может найти применение при изготовлении элементов каталитических очистителей.
Известен катализатор для очистки выхлопных газов [патент на полезную модель RU 11459U1, «Катализатор для очистки выхлопных газов двигателей», МПК B0U21/00 (2006.01), опубл. 2011.12.20], состоящий из корпуса и активных элементов. Недостатком известного носителя является сложность его изготовления, а также его недостаточная устойчивость к механическим повреждениям и вибрации.
Известен катализатор для очистки выхлопных газов, металлический носитель которого изготовлен из материала металлорезина [Хабарова Д.С. «Никель-платиновый катализатор на носителе из материала металлорезина», конференция МНС К - 2017: Химия, г. Новосибирск. 2017 г.], представляющего собой однородную упругопористую массу, полученную холодным прессованием определенным способом уложенной, растянутой и дозированной по весу металлической проволочной спирали. Для изготовления MP использовалась проволока из нихрома.
Недостатком известного катализатора является применяемая технология изготовления материала металлорезина и материал используемой проволоки, т.к. при холодном прессовании не обеспечивается требуемый тепловой контакт между проволоками, что ухудшает теплофизические свойства получаемого материала и не удается достигнуть требуемой прочности материала. Использование нихрома еще больше понижает теплофизические характеристики катализатора, ухудшая эксплуатационные свойства устройства.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является катализатор для очистки выхлопных газов [патент RU 2107171С1, «Очиститель выхлопных газов». МПК F01N 3/10 (1995.01), приоритет 1994.07.25], состоящий из корпуса с патрубками для входа и выхода выхлопных газов, с размещенным внутри металлическим носителем катализатора, выполненным из пористого материала.
К недостаткам известного носителя катализатора относится высокая стоимость используемых пористых цветных металлов, связанная со сложностью получения и их низкая механическая прочность, сокращающая срок службы каталитического устройства в целом. Малая площадь поверхности, обусловленная прямыми каналами, преимущественно малым диаметром и хаотичностью расположения сквозных пор в пористом металле, ухудшает эксплуатационные свойства каталитического устройства, требуя изготавливать элемент большого размера, тем самым увеличивая его гидравлическое сопротивление.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание катализатора для очистки выхлопных газов, обладающего значительной механической прочностью и высокими эксплуатационными свойствами.
Технический результат полезной модели заключается в повышении механической прочности катализатора для очистки выхлопных газов и улучшении эксплуатационных свойств.
Указанный технический результат достигается тем, что катализатор для очистки выхлопных газов, состоящий из корпуса с патрубками для входа и выхода выхлопных газов, внутри которого размещен металлический носитель катализатора, выполненный из пористого материала. Согласно полезной модели в качестве пористого материала используется, открыто пористый материал металлорезина, полученный в результате прессования проволочных спиралей из медной посеребренной проволоки при нагреве до образования спаев в местах контакта проволок между собой.
Металлорезина получается в результате прессования хаотично расположенных проволочных спиралей из медной посеребренной проволоки в металлических пресс-формах до требуемой формы и размера, затем сформированную прессованием заготовку нагревают в защитной среде до температуры 800-840°С с выдержкой при этой температуре до образования спаев в местах контакта проволок между собой.
Металлорезина, изготовленная указанным способом, позволяет получать из проволоки жесткую прочную пористую деталь с плотным конструкционным и тепловым контактом между витками прессованной спирали, что повышает теплофизические и прочностные характеристики материала.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг. 1 изображена конструктивная схема катализатора для очистки выхлопных газов, где
1 - Корпус катализатора;
2 - Металлический носитель катализатора;
3 - Входной патрубок выхлопных газов;
4 - Выходной патрубок выхлопных газов.
Катализатор состоит из корпуса 1, внутри которого размещен металлический носитель катализатора 2, который выполнен из металлорезины, входного 3 и выходного 4 патрубков выхлопных газов.
Из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т изготавливается корпус катализатора 1. Согласно [RU №2663389, опубл. 03.08.2018] из медной посеребренной проволоки диаметром 0,5 мм изготавливается металлический носитель катализатора 2 из металлорезины пористостью 0,85. Каталитическое покрытие на предлагаемый носитель наносится методом плазменно-электролитического оксидирования с последующей пропиткой полученного оксидного слоя, осуществляемой простым окунанием в раствор соответствующего состава, сушкой и отжигом. Далее носитель 2 с помощью пайки соединяется с корпусом катализатора 1.
Работает катализатор следующим образом.
Выхлопные газы с температурой 100-800°С поступают через входной патрубок 3 внутрь корпуса катализатора 1, где проходят через металлический носитель катализатора 2. При этом металлический носитель катализатора 2 нагревается до той же температуры, что обеспечивает протекание на их поверхности окислительно-восстановительных процессов в выхлопных газах, приводящих к их очистке от токсичных компонентов. Полнота очистки выхлопных газов обеспечивается площадью поверхности металлического носителя катализатора, его температурой и надлежащим выбором времени контакта между ним и выхлопными газами. Через выходной патрубок 4 в окружающую атмосферу поступают очищенные выхлопные газы.
Таким образом, полезная модель позволяет решить техническую задачу, состоящую в создании металлического носителя катализатора, обладающего значительной механической прочностью и высокими эксплуатационными свойствами.