НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
WASTE GAS NEUTRALISER

Изобретение относится к средствам нейтрализации токсических составляющих отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, например дизельных.
Известен нейтрализатор отработавших газов, содержащий корпус, снабженный впускным и выпускным патрубками, два катализатора на сотовой основе, дожигатель отработавших газов, рабочие полости обоих катализаторов сообщены между собой кольцевым каналом, выполненным с возможностью поворота потока на 180° в месте размещения дожигателя [а.с. СССР №1746000, МПК F01N 3/10, опубл. 07.07.92, БИ №25, авторы Ивлиев А.В. и др. «Нейтрализатор отработавших газов»].
Недостатком нейтрализатора отработавших газов является низкое качество очистки выхлопных газов от продуктов неполного сгорания топлива.
Известен нейтрализатор отработавших газов, содержащий корпус, впускной и выпускной патрубки, завихритель, дожигатель и катализатор на сотовом носителе, размещенный в корпусе, носитель активного вещества, который выполнен в виде цилиндра с отверстиями малого диаметра в верхней части, с установленным внутри него нагревательным элементом и съемной пробкой, а дожигатель имеет две ступени, каждая из которых представляет собой электрический нагреватель, выполненный в виде сетки, но с разной величиной ячеек и закрепленный в корпусе нейтрализатора [Патент РФ №2175391, МПК F01N 3/02, опубл. 27.10.2001, БИ №30, авторы Гордивский В.Н. и др. «Нейтрализатор отработавших газов»].
Недостатком нейтрализатора отработавших газов является низкое качество очистки выхлопных газов от продуктов неполного сгорания топлива.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение качества очистки выхлопных газов от продуктов неполного сгорания топлива.
Технический результат достигается тем, что в нейтрализаторе отработавших газов, содержащем корпус по концам с крышками с впускным патрубком с завихрителем и выпускным патрубком и перфорированный цилиндрический контейнер с активным веществом, который установлен по оси корпуса нейтрализатора, наружная поверхность перфорированного цилиндрического контейнера выполнена с коронирующими радиальными иглами, в корпусе коаксиально стенке нейтрализатора жестко закреплен цилиндрический кольцевой контейнер, который заполнен активным веществом, например перманганатами щелочных и щелечноземельных металлов, внутренняя стенка контейнера выполнена перфорированной и на ней жестко закреплены радиальные коронирующие иглы, между кольцевым и цилиндрическим контейнерами соосно корпусу установлен осадительный электрод, который выполнен из металлической сетки в форме цилиндра, причем перфорированный цилиндрический контейнер и осадительный электрод закреплены с обоих концов к контейнеру с активным веществом диэлектрическими спицами.
Наличие осадительного электрода и коронирующих игл позволяет ионизировать кислород и превращать его в озон.
Наличие в нейтрализаторе перфорированного цилиндрического контейнера с активным веществом позволяет доставлять кислород в зону его ионизации и превращения в озон, который является сильным окислителем, тем самым осуществлять дожигание токсичных составляющих выхлопных газов озоном.
На фиг.1 - нейтрализатора отработавших газов, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Нейтрализатор отработавших газов содержит диэлектрически корпус 1 с двумя крышками 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, завихритель 5, перфорированный цилиндрический контейнер 6 в форме кольца с коронирующими иглами 7, заполненный активным веществом, перфорированный цилиндрический контейнер 8 с коронирующими иглами 9, осадительный электрод 10 из металлической сетки в форме цилиндра, перфорированный цилиндрический контейнер, осадительный электрод закреплен диэлектрическими спицами 11 к контейнеру с активным веществом.
Нейтрализатор отработавших газов работает следующим образом.
Выхлопные газы поступают в корпус 1 нейтрализатора через входной патрубок 3, который расположен в крышке 2 корпуса. Во входном патрубке размещен завихритель 5. Пройдя через завихритель 5, выхлопные газы закручиваются в спираль и далее направляются в корпус 1 нейтрализатора, в кольцевой зазор, образованный перфорированным цилиндрическим кольцевым контейнером 6 и перфорированным цилиндрическим контейнером 8, которые заполнены активным веществом.
Между перфорированным цилиндрическим кольцевым контейнером 6, который установлен коаксиально корпусу нейтрализатора, и перфорированным цилиндрическим контейнером 8 установлен соосно корпусу нейтрализатора осадительный электрод 10, который выполнен из металлической сетки в форме цилиндра.
На перфорированных контейнерах жестко установлены радиальные коронирующие иглы 7 и 9. Попав в корпус нейтрализатора выхлопной газ попадает в под действие электрического поля, которое образовано осадительным электродом 10 и коронирующими иглами 7 и 9. При прохождении выхлопного газа со взвешенными дисперсными частицами в электрическом поле дисперсные частицы и аэрозоли приобретают отрицательный заряд и под действием электрического поля перемещаются к положительно заряженному осадительному электроду 10. Дисперсные частицы приобретают отрицательный заряд при помощи коронирующих игл 7 и 9, с которых происходит сход электронов в сторону осадительного электрода 10.
Осадительный электрод 10 и коронирующие иглы 7 и 9 подключены к источнику постоянного напряжения 10 кВ.
При прохождении выхлопных газов через корпус нейтрализатора происходит теплообмен между выхлопными газами, имеющими температуру порядка 350-400°C с активным веществом, которое расположено в контейнерах 6 и 8. Нагреваясь, активное вещество выделяет кислород, который выходит из перфорированных контейнеров и попадает в кольцевой зазор, который образован этими контейнерами. Попав в электрическое поле часть кислорода ионизируется, а другая часть кислорода превращается в озон, который является сильным окислителем. При контакте ионизированного кислорода и озона с продуктами неполного сгорания топлива происходит их доокисление и нейтрализация их токсичных свойств.
4
В качестве активного вещества применены перманганаты щелочных и щелочноземельных металлов, которые являются сильными окислителями и способны высвобождать кислород при их нагреве от выхлопных газов. Например, перманганат калия KMnO при нагреве до температуры в 300°С бурно выделяет кислород:
4
4
2
2
2KMnO=KMnO+MnO+O.
Пройдя через корпус нейтрализатора, обезвреженные выхлопные газы выходят через выходной патрубок 4.
Предлагаемый нейтрализатор отработавших газов позволяет повысить качество очистки выхлопного газа от продуктов неполного сгорания топлива в 2-2,5 раза, в частности таких, как оксид углерода (не менее 85%), несгоревших углеводородов (не менее 91%), сажи (не менее 95%), и нейтрализовать токсичные составляющие выхлопных газов.