EA021434B1 - Purifier assembly - Google Patents

Purifier assembly Download PDF

Info

Publication number
EA021434B1
EA021434B1 EA201270064A EA201270064A EA021434B1 EA 021434 B1 EA021434 B1 EA 021434B1 EA 201270064 A EA201270064 A EA 201270064A EA 201270064 A EA201270064 A EA 201270064A EA 021434 B1 EA021434 B1 EA 021434B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
mesh
perforated
flow
cleaning device
mesh structure
Prior art date
Application number
EA201270064A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201270064A1 (en
Inventor
Теуво Маунула
Эркки Нярхи
Тони Киннунен
Кати Лехторанта
Юха-Матти Озенбригг
Микко Сорса
Original Assignee
Динекс Экокат Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Динекс Экокат Ой filed Critical Динекс Экокат Ой
Publication of EA201270064A1 publication Critical patent/EA201270064A1/en
Publication of EA021434B1 publication Critical patent/EA021434B1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0212—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters with one or more perforated tubes surrounded by filtering material, e.g. filter candles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0218—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters the filtering elements being made from spirally-wound filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1025—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1026—Ruthenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1028—Iridium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2042—Barium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20746—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20753—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B01D2255/502—Beta zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B01D2255/504—ZSM 5 zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9202—Linear dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9205—Porosity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/10—Fibrous material, e.g. mineral or metallic wool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/02—Tubes being perforated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

The invention relates to a purifier assembly used in the treatment of fluids. The invention also relates to a method for manufacturing and using such a purifier assembly. The purifier assembly comprises a perforated structure (4) arrangeable in an inlet pipe (2) and/or an outlet pipe (3) for passing the fluid (1, 7) around which at least one mesh structure (5) is installed forming an open channel, representing a spiral-like flow channel, which comprises at least two meshes between which and through which the fluid (1, 7) is arranged to flow in the flow channels, wherein in the perforated structure (4) one or more blocking elements (6, 9) is provided in order to control the flow of the fluid (1, 7) through the perforated structure (4) to the mesh structure (5) and/or vice versa.

Description

(57) Изобретение относится к очистительному устройству для обработки текучей среды. Изобретение относится также к способу изготовления и применения указанного очистительного устройства. Очистительное устройство содержит перфорированную структуру (4), устанавливаемую во входной трубе (2) и/или выходной трубе (3) для прохождения потока (1, 7), вокруг которых расположена по меньшей мере одна сетчатая структура (5), образующая открытый канал, представляющий собой спиралевидный проточный канал, содержащая по меньшей мере две сетки, между которыми и через которые предусмотрено протекание потока (1, 7) текучей среды в проточных каналах, при этом в перфорированной структуре (4) предусмотрен один или более блокирующих элементов (6, 9), выполненных с возможностью регулирования потока (1, 7) текучей среды через перфорированную структуру (4) в сетчатую структуру (5) и/или в обратном направлении.(57) The invention relates to a cleaning device for treating a fluid. The invention also relates to a method for manufacturing and using said cleaning device. The cleaning device contains a perforated structure (4) installed in the inlet pipe (2) and / or outlet pipe (3) for the passage of flow (1, 7), around which at least one mesh structure (5) is located, forming an open channel, representing a spiral-shaped flow channel containing at least two grids between which and through which a flow of fluid (1, 7) is provided in the flow channels, while in the perforated structure (4) one or more blocking elements (6, 9 ), execution connected with the ability to control the flow (1, 7) of the fluid through the perforated structure (4) into the mesh structure (5) and / or in the opposite direction.

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к очистительному устройству, используемому для обработки выхлопных или отходящих газов. Изобретение относится также к способу изготовления и применения указанного очистительного устройства.The invention relates to a cleaning device used for treating exhaust or exhaust gases. The invention also relates to a method for manufacturing and using said cleaning device.

Допустимые пределы выхлопных выбросов транспортных средств, рабочих механизмов и двигателей в настоящее время снижены и в 2005-2016 гг. будут уменьшены до более низкого уровня, для достижения которого необходимо использование дополнительных очистных средств. При использовании дизельных транспортных средств наиболее сложной задачей является достижение требуемого уровня по выбросам дисперсных частиц (ДЧ) и ΝΟΧ, в то время как выбросы оксида углерода и углеводородов (УВ) могут быть эффективно устранены с использованием катализаторов окисления. Для снижения выбросов ΝΟΧ в различных рабочих механизмах возможно использование способов регулирования технических параметров двигателя (подбор температуры сгорания, условий в цилиндре, рециркуляции выхлопного газа (РВГ)), однако при их применении возрастают выбросы СО, УВ и ДЧ. В случае двигателей меньшего размера (пассажирские автомобили, небольшие рабочие механизмы) выбросы ΝΟΧ обычно регулируют путем регулирования технических параметров двигателя, а несгоревшие выбросы удаляют посредством катализаторов окисления. Дизельные фильтры дисперсных частиц (ДФДЧ) хорошо применимы на транспортных средствах для снижения количества вредных для здоровья частиц, обеспечивая степень их конверсии свыше 90%. Эти традиционно используемые фильтры относятся к типу стенок проточного типа (основанном на принудительном течении через пористую стенку) на основе фильтрации, при которой образование плотного слоя частиц начинается на стенке проточного канала, а осаждения значительного количества частиц внутри стенки с момента их первоначального накопления не происходит. Альтернативным вариантом является использование частично фильтрующих фильтров (частичных фильтров), известных также под названием катализаторов частичного окисления (КЧО) и обладающих фильтрующей способностью около 40-70%. Преимуществом частичных фильтров является отсутствие необходимости в их регулярном обслуживании, поскольку в отличие от традиционных фильтров зола и избыток частиц способны покидать устройство данного типа без приложения внешнего усилия. Обычно фильтруемые ДЧ сажи (угольные материалы) подвергают термическому сжиганию за счет избыточного тепла. Сажа может быть подвергнута окислению посредством интенсивного сжигания при взаимодействии с кислородом при температуре свыше 550°С или в результате медленного процесса при более низких температурах (250-350°С) за счет взаимодействия с ΝΟ2. ΝΟ2, образующийся в катализаторе окисления, окисляет сажу при приемлемо низких температурах (>250-300°С) при достаточной эффективности катализатора окисления.The allowable exhaust emissions of vehicles, operating mechanisms and engines are currently reduced in 2005-2016. will be reduced to a lower level, the achievement of which requires the use of additional cleaning agents. When using diesel vehicles, the most difficult task is to achieve the required level of emissions of dispersed particles (PM) and ΝΟ Χ , while emissions of carbon monoxide and hydrocarbons (HC) can be effectively eliminated using oxidation catalysts. To reduce emissions ΝΟΧ in various operating mechanisms, it is possible to use methods of regulating the technical parameters of the engine (selection of the combustion temperature, conditions in the cylinder, exhaust gas recirculation (EGR)), however, when they are used, emissions of CO, HC and PM increase. In the case of smaller engines (passenger cars, small operating mechanisms), emissions ΝΟΧ are usually controlled by adjusting the technical parameters of the engine, and unburned emissions are removed by oxidation catalysts. Particulate Diesel Particulate Filters (DFDs) are well applicable in vehicles to reduce the amount of particles that are harmful to health, providing a degree of conversion of more than 90%. These traditionally used filters belong to the type of walls of the flow type (based on forced flow through the porous wall) based on filtration, in which the formation of a dense layer of particles begins on the wall of the flow channel, and a significant amount of particles are not deposited inside the wall from the moment of their initial accumulation. An alternative is the use of partially filtering filters (partial filters), also known as partial oxidation catalysts (CFC), and having a filtering capacity of about 40-70%. The advantage of partial filters is that they do not need to be serviced regularly, because unlike traditional filters, ash and excess particles can leave a device of this type without external force. Typically, filtered PM soot (coal materials) is subjected to thermal combustion due to excess heat. Soot can be oxidized by intensive combustion when interacting with oxygen at temperatures above 550 ° C or as a result of a slow process at lower temperatures (250-350 ° C) due to interaction with ΝΟ 2 . ΝΟ 2 , formed in the oxidation catalyst, oxidizes soot at acceptable low temperatures (> 250-300 ° C) with sufficient efficiency of the oxidation catalyst.

При использовании эффективных катализаторов окисления возможно удаление значительной части углеводородсодержащей летучей фракции (ЛОФ = летучая органическая фракция или РОФ = растворимая органическая фракция) ДЧ. Доля ЛОФ обычно составляет 10-40%, однако в некоторых двигателях и при определенных условиях их работы доля ЛОФ от общего количества частиц может достигать 70-90%. Такие условия характерны для городского транспорта при использовании старых двигателей и/или некоторых видов топлива. Соответственно, однозначно классифицировать катализаторы окисления, частичные фильтры и полные фильтры по их эффективности разделения невозможно, однако их эффективности разделения и показатели конверсии перекрываются в зависимости от условий эксплуатации. Более того, эффективность разделения фильтров, в которых частицы накапливаются не на поверхности каналов, а в объеме фильтрующей фазы, определенным образом зависит от режима течения и его линейной скорости. Эффективность разделения зависит также от размера частиц. У многих фильтров глубокой фильтрации при высокой скорости течения начинается проскок частиц.When using effective oxidation catalysts, it is possible to remove a significant portion of the hydrocarbon-containing volatile fraction (LOF = volatile organic fraction or ROF = soluble organic fraction) PM. The proportion of LOF is usually 10–40%, however, in some engines and under certain conditions of their operation, the proportion of LOF in the total number of particles can reach 70–90%. Such conditions are typical for urban transport using old engines and / or certain types of fuel. Accordingly, it is impossible to unambiguously classify oxidation catalysts, partial filters, and full filters by their separation efficiency, however, their separation efficiency and conversion rates overlap depending on operating conditions. Moreover, the efficiency of filter separation, in which particles do not accumulate on the surface of the channels, but in the volume of the filtering phase, in a certain way depends on the flow regime and its linear velocity. Separation efficiency also depends on particle size. In many deep-filtration filters, at high flow rates, particle breakthroughs begin.

Для удаления углеродной фракции необходимо более длительное время пребывания в фильтре или катализаторе. Известный метод непрерывной регенерирующей ловушки (НРЛ) включает окисление на Ρΐ-содержащем катализаторе, а затем на непокрытой или покрытой катализатором ДФДЧ (ЕР341832). Проблемы, возникающие при пассивном способе с использованием традиционного фильтра, связаны с ситуациями, в которых ΝΟ2 образуется в недостаточном количестве, например при движении в часы пик, и для возможности применения данного метода необходимо использование топлива с очень низким содержанием серы (8<10 ррт), при котором образование сульфата в эффективном и дорогостоящем Ρΐсодержащем катализаторе окисления минимально. Блокирование ДФДЧ недопустимо в любой ситуации, поскольку оно прерывает работу двигателя. В связи с этим в большинстве фильтров, предназначенных для улавливания частиц, используют активную регенерацию, принцип которой применяется уже на протяжении нескольких десятилетий. Использование современных методов настройки и регулирования двигателя обеспечивает возможность активной регенерации в ДФДЧ. Независимо от регенерации углерода, несгоревшая зола накапливается в ДФДЧ в количестве, которое необходимо учитывать при планировании соответствующих размеров, выработке рекомендаций по применению смазочных материалов и возможных операциях по техническому обслуживанию.To remove the carbon fraction, a longer residence time in the filter or catalyst is necessary. The known continuous regenerative trap (NRL) method involves oxidation on an Ρΐ-containing catalyst, and then on an uncoated or coated catalyst with DPDF (EP341832). The problems arising in the passive method using a traditional filter are associated with situations in which ΝΟ 2 is formed in insufficient quantities, for example, during peak hours, and the possibility of using this method requires the use of fuels with a very low sulfur content (8 <10 rpm ), in which the formation of sulfate in an efficient and expensive одерж-containing oxidation catalyst is minimal. Blocking the HDF is unacceptable in any situation, as it interrupts the operation of the engine. In this regard, most filters designed to capture particles use active regeneration, the principle of which has been applied for several decades. Using modern methods of tuning and regulating the engine provides the possibility of active regeneration in the DFDCH. Regardless of carbon regeneration, unburned ash accumulates in the DFD in an amount that must be taken into account when planning the appropriate sizes, developing recommendations for the use of lubricants and possible maintenance operations.

Помимо традиционных ячеистых фильтров для улавливания частиц, работающих по принципу проточной стенки, в конструкциях очистительных устройств используют также стальную стружку, керамическую пену и изготавливают подобные устройства в виде конических конструкций, трубчатых конст- 1 021434 рукций, покрытых волокнами, с использованием электростатического разделения или очистителей влаги. В известных фильтрующих устройствах на поверхности перфорированных трубчатых конструкций наносят волокнистые покрытия или металлическую стружку и в фильтрующем устройстве используют одну или более таких конструкций. Волокнистая структура, как правило, является однородной и не содержит промежуточных пространств, а поток в конструкции регулируется статистически с огибанием сплетений волокон при общем радиальном направлении. Это характерно для фильтров глубокой фильтрации, в которых происходит частичное накопление частиц в материале фильтра. В таких фильтрах выхлопные газы обычно проходят в радиальном направлении внутрь трубы, при этом внутри фильтра, на его поверхности и в открытом пространстве перед ним существует достаточно места для накопления частиц.In addition to traditional honeycomb filters for collecting particles operating on the principle of a flowing wall, steel chips, ceramic foam are also used in the design of cleaning devices and similar devices are made in the form of conical structures, tubular structures coated with fibers, using electrostatic separation or cleaners moisture. In known filtering devices, fibrous coatings or metal chips are applied to the surface of the perforated tubular structures and one or more of these structures are used in the filtering device. The fibrous structure, as a rule, is homogeneous and does not contain intermediate spaces, and the flow in the structure is statistically regulated with the envelope of the fiber plexus in the general radial direction. This is characteristic of deep filtration filters, in which there is a partial accumulation of particles in the filter material. In such filters, the exhaust gases usually pass radially into the pipe, while inside the filter, on its surface and in the open space in front of it, there is enough space for the accumulation of particles.

Устройство частичных фильтров с катализатором окисления было модифицировано таким образом, чтобы разделению частиц способствовало использование устройств, вместо керамической или металлической ячейки включающих различные пропускные отверстия, зажимы или выступы на стенках, а также дроссели или фильтрующие элементы в проточных каналах ячейки. Вместо обычных стенок пропускные отверстия или фильтрующие элементы оборудованы керамическими или металлическими сетками, стружкой или пористыми материалами. Частичные фильтры обычно имеют ячеистую структуру, включающую открытые аксиальные каналы, ориентированные в направлении основного потока. Основной поток аналогичен протекающему в обычных устройствах с использованием катализаторов, но разделение частиц усиливается за счет принудительного направления части потока в радиальном направлении через сетки, волокна или отверстия в стенках, регулируемые за счет перепада давления. Однако радиальный поток обычно является статистически распределенным по нескольким направлениям, в то время как усредненный вектор направления основного потока является аксиальным. Основной принцип рассматриваемых устройств основан также на том, что поток входит в ячейку, обычно имеющую круглую или прямоугольную форму, с одного ее конца, а выходит с ее противоположной стороны.The device of partial filters with an oxidation catalyst was modified so that the separation of particles was facilitated by the use of devices instead of a ceramic or metal cell including various through holes, clamps or protrusions on the walls, as well as chokes or filter elements in the flow channels of the cell. Instead of conventional walls, through holes or filter elements are equipped with ceramic or metal screens, chips or porous materials. Partial filters usually have a mesh structure including open axial channels oriented in the direction of the main flow. The main flow is similar to that occurring in conventional devices using catalysts, but the separation of particles is enhanced by forcing part of the flow in the radial direction through grids, fibers or openings in the walls, which are controlled by the pressure drop. However, the radial flow is usually statistically distributed in several directions, while the averaged direction vector of the main flow is axial. The basic principle of the devices under consideration is also based on the fact that the flow enters the cell, usually having a round or rectangular shape, from one end of it, and exits from its opposite side.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является создание очистительного устройства для отработанного дизельного топлива или аналогичных ему по составу газообразных отходов, обеспечивающее максимальное снижение количества выделяемых в качестве отходов компонентов в отходящем газе и функционирующее с малым падением давления.The present invention is the creation of a cleaning device for spent diesel fuel or similar in composition gaseous waste, which provides the maximum reduction in the amount of components emitted as waste in the exhaust gas and operates with a small pressure drop.

Для решения данной задачи изобретение характеризуется признаками, приведенными в независимых пунктах формулы изобретения. В остальных пунктах формулы изобретения представлены некоторые предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения.To solve this problem, the invention is characterized by the features given in the independent claims. In the remaining claims, some preferred embodiments of the present invention are presented.

В сравнении с обычными фильтрами, созданными на основе предшествующего уровня техники, новый тип очистительного устройства характеризуется пониженными потерями давления, приемлемой эффективностью работы, меньшим объемом (пониженным расходом материала) и низкой стоимостью изготовления. Очистительное устройство данного типа может включать покрытие, содержащее каталитически активные компоненты. Каталитическое покрытие усиливает окисление оксида углерода, углеводородов, оксида азота и частиц. Окисление частиц может прямо или косвенно осуществляться за счет ΝΟ2.Compared to conventional filters based on the prior art, a new type of cleaning device is characterized by lower pressure losses, acceptable working efficiency, lower volume (lower material consumption) and low manufacturing cost. A cleaning device of this type may include a coating containing catalytically active components. The catalytic coating enhances the oxidation of carbon monoxide, hydrocarbons, nitric oxide and particles. Particle oxidation can be directly or indirectly due to ΝΟ 2 .

Другим преимуществом данного очистительного устройства является то, что благодаря своей технически простой конструкции оно характеризуется низкой стоимостью производства и эксплуатации.Another advantage of this cleaning device is that, due to its technically simple design, it is characterized by a low cost of production and operation.

Очистительное устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет перфорированную структуру во входной и/или выходной трубе очистителя. Вокруг перфорированной структуры расположена по меньшей мере одна сетчатая структура, находящаяся в открытом канале, представляющем собой спиралевидный проточный канал, содержащий по меньшей мере две сетки в проточных каналах, между которыми и через которые предусмотрено протекание потока текучей среды. Одна сторона перфорированной структуры может находиться, например, в трубе для входа и/или выхода потока, а другая сторона содержит один или более блокирующих элементов для регулирования потока через перфорированную структуру в сетчатую структуру и/или в обратном направлении. Таким образом, настоящее изобретение основано на том, что очистительное устройство содержит перфорированную структуру, в частности перфорированную трубу, вокруг которой расположена конструкция в виде сетки, изготовленная, например, из гофрированной сетки либо другой пористой пластины или мембраны, образующей спиралевидный открытый канал, направляющий часть потока через отверстия сетки. Соответственно, такое эффективное очистительное устройство обеспечивает удаление частиц и газообразных загрязнений.The cleaning device in accordance with the present invention has a perforated structure in the inlet and / or outlet of the cleaner. Around the perforated structure is at least one mesh structure located in an open channel, which is a spiral-shaped flow channel, containing at least two grids in the flow channels, between which and through which a flow of fluid is provided. One side of the perforated structure may be, for example, in the pipe for entry and / or exit of the flow, and the other side contains one or more blocking elements for regulating the flow through the perforated structure into the mesh structure and / or in the opposite direction. Thus, the present invention is based on the fact that the cleaning device comprises a perforated structure, in particular a perforated pipe, around which there is a mesh-like structure made, for example, of a corrugated mesh or another porous plate or membrane forming a spiral open channel, the guiding part flow through the mesh holes. Accordingly, such an effective cleaning device removes particles and gaseous contaminants.

Очистительное устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит также эффективную каталитическую структуру, которая обеспечивает принудительную спиральную циркуляцию потока между сетчатыми листами вокруг перфорированной конструкции, а также прохождение потока через сетку.The cleaning device in accordance with the present invention also contains an effective catalytic structure, which provides forced spiral circulation of the flow between the mesh sheets around the perforated structure, as well as the passage of the flow through the mesh.

К возможным областям применения настоящего изобретения относится, например, очистка выхлопных, дымовых и отходящих газов в портативных и стационарных устройствах. Обычно газовые смеси постоянно или в среднем содержат избыток кислорода. При сгорании с выделением выхлопных газов возможно применение в отношении любого газообразного топлива (например, метана, пропана, биотоплива), жидкого топлива (топлива на основе легких или тяжелых нефтяных фракций, дизельного топлива, бензина или биотоплива) или твердого топлива. Устройство может также применяться для обработкиPossible applications of the present invention include, for example, purification of exhaust, flue and exhaust gases in portable and stationary devices. Typically, gas mixtures constantly or on average contain excess oxygen. When burning with the emission of exhaust gases, it is possible to use with respect to any gaseous fuel (for example, methane, propane, biofuel), liquid fuel (fuel based on light or heavy oil fractions, diesel fuel, gasoline or biofuel) or solid fuel. The device can also be used for processing

- 2 021434 ожиженных веществ или газожидкостной фазы, например, в качестве очистителя для отделения твердых загрязняющих примесей от жидкости или жидкостей от газа. Более того, устройство может применяться в некоторых процессах синтеза.- 2 021434 liquefied substances or gas-liquid phase, for example, as a cleaner for separating solid contaminants from liquid or liquids from gas. Moreover, the device can be used in some synthesis processes.

В соответствии с настоящим изобретением фильтр может использоваться в условиях избытка кислорода или при периодическом варьировании соотношения компонентов смеси от стехиометрического до кратковременного обогащения. Регулирование соотношения компонентов смеси и вызываемое им повышение температуры осуществляются с целью регенерации каталитического фильтра с полным или частичным удалением частиц и накопившихся токсичных веществ или адсорбентов.In accordance with the present invention, the filter can be used under conditions of excess oxygen or with periodic variation of the ratio of the components of the mixture from stoichiometric to short-term enrichment. The regulation of the ratio of the components of the mixture and the temperature rise caused by it are carried out with the aim of regenerating the catalytic filter with the complete or partial removal of particles and accumulated toxic substances or adsorbents.

Предпочтительно в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения поток может быть направлен из перфорированной структуры через сетчатую структуру. Предпочтительно в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения поток может быть направлен через сетчатую структуру в перфорированную структуру. В основном варианте устройства в соответствии с изобретением обрабатываемый поток, обычно выхлопной газ, может быть направлен либо изнутри перфорированной структуры через стенку с сетчатой структурой в окружающее пространство, либо в обратном направлении из окружающего пространства через сетчатую структуру и далее внутрь перфорированной структуры через отверстия в ее стенке. Сетчатая структура может быть расположена, например, вокруг перфорированной трубы на конце входной и/или выходной трубы, а другая сторона перфорированной структуры содержит блокирующий элемент для регулирования потока, проходящего через перфорированную структуру в сетке и/или в обратном направлении. Блокирующий элемент перфорированной структуры может представлять собой отдельный элемент, например снимаемую заглушку трубы, либо фиксированный элемент перфорированной конструкции, например фиксированный конец трубы.Preferably, in some embodiments of the present invention, the flow may be directed from the perforated structure through the mesh structure. Preferably, in some embodiments of the present invention, the flow may be directed through a mesh structure into a perforated structure. In the main embodiment of the device in accordance with the invention, the processed stream, usually exhaust gas, can be directed either from the inside of the perforated structure through the wall with the mesh structure to the surrounding space, or in the opposite direction from the surrounding space through the mesh structure and further into the perforated structure through the holes in it the wall. The mesh structure may be located, for example, around the perforated pipe at the end of the inlet and / or outlet pipe, and the other side of the perforated structure contains a blocking element for regulating the flow passing through the perforated structure in the mesh and / or in the opposite direction. The blocking element of the perforated structure may be a separate element, for example, a removable pipe plug, or a fixed element of a perforated structure, for example, a fixed end of the pipe.

Преимуществом предлагаемой конструкции является то, что на конце(концах) структуры сетки находится один или более блокирующих элементов, обеспечивающих, по меньшей мере, частичное предотвращение прохождения потока. Блокирующие элементы с обеих сторон полностью или частично перекрывают обходящий поток, протекающий вдоль поверхности перфорированной трубы за пределами первых слоев сетчатой структуры или после их прохождения. Блокирующий элемент блокирует или сжимает сетку или эквивалентную конструкцию. Предпочтительным вариантом блокирующего элемента является структура в виде сетки, окружающая перфорированную трубу. Блокирующий элемент может перекрывать канал только частично, оставляя открытым узкий канал между сетками. Возможно регулирование перепада давления за счет изменения размера канала с обеспечением принудительной циркуляции газа по спиральной траектории, однако при увеличении противодавления возникает канал для обходящего потока (байпас) и происходит увеличение температуры, объема потока или количества накапливающихся частиц, что предотвращает возникновение избыточного противодавления или засорения. Один конец сетчатой структуры также может быть полностью открытым. Кроме того, отверстия в перфорированной трубе предпочтительно располагаются с другой стороны с целью предотвращения избыточного обходящего потока.An advantage of the proposed design is that at the end (s) of the grid structure there is one or more blocking elements providing at least partial prevention of the passage of flow. The blocking elements on both sides completely or partially block the bypass stream flowing along the surface of the perforated pipe outside the first layers of the mesh structure or after they pass. A blocking element blocks or compresses a mesh or equivalent structure. A preferred embodiment of the blocking element is a mesh structure surrounding the perforated pipe. The blocking element can only partially overlap the channel, leaving a narrow channel open between the grids. It is possible to control the pressure drop by changing the size of the channel to ensure forced gas circulation along a spiral path, however, with increasing backpressure, a bypass channel (bypass) appears and the temperature, volume of the stream or the number of accumulated particles increase, which prevents the occurrence of excessive backpressure or clogging. One end of the mesh can also be completely open. In addition, the holes in the perforated pipe are preferably arranged on the other side in order to prevent excessive bypass flow.

В случае, если очистительное устройство расположено во входной трубе, процесс протекает при более высокой температуре и очиститель находится с более чистой стороны. Затем частицы накапливаются в трубе и в очистительном устройстве со стороны входящего потока. Риск возможного засорения может быть снижен за счет использования достаточно редкой сетки и снижения количества слоев сетки, оборачивающих трубу. В случае, если очистительное устройство расположено с выходной стороны вокруг исходящего канала, существует больший объем пространства, доступного для накопления частиц, однако температура ниже по сравнению с предыдущим вариантом. Температура процесса имеет значение при начале окисления подлежащих очистке компонентов (СО, НС, N0).If the cleaning device is located in the inlet pipe, the process proceeds at a higher temperature and the cleaner is located on the cleaner side. Then the particles accumulate in the pipe and in the cleaning device from the incoming stream. The risk of possible clogging can be reduced by using a fairly sparse mesh and reducing the number of mesh layers wrapping the pipe. If the cleaning device is located on the output side around the outgoing channel, there is a larger amount of space available for the accumulation of particles, however, the temperature is lower compared to the previous version. The process temperature is important at the beginning of the oxidation of the components to be cleaned (CO, HC, N0).

Обычно конструкция очистителя представляет собой обычный глушитель, в который могут быть включены другие каталитические структуры (ячейки или фильтры для улавливания частиц, содержащие на поверхности трехмерные слои, обеспечивающие окисление, конверсию ΝΗ3, НС, N0, удаление Ν20 и/или улавливание Ν0χ). До или после предлагаемого в настоящем изобретении очистителя может быть установлена одна или более указанных каталитических структур в отдельных контейнерах. Способ решения задачи состоит в сочетании очистителя в соответствии с настоящим изобретением и фильтра и/или частичного фильтра, расположенного последовательно в одном корпусе или в разных корпусах.Typically, the design of the cleaner is a conventional silencer, which can include other catalytic structures (cells or filters for trapping particles containing three-dimensional layers on the surface that provide oxidation, conversion of ΝΗ 3 , HC, N0, removal of Ν 2 0 and / or capture of Ν0 χ ). Before or after the purifier proposed in the present invention, one or more of these catalyst structures can be installed in separate containers. The way to solve the problem is to combine a cleaner in accordance with the present invention and a filter and / or a partial filter located in series in one housing or in different housings.

Таким образом, основное устройство содержит перфорированную конструкцию, которая может быть установлена во входной и/или выходной трубе в корпусе очистителя, изготовленного, например, из легко перфорируемой трубы, либо отверстия сверлят в этой трубе. Форма отверстий может быть, например, круглой или овальной, либо они могут иметь вид удлиненных щелей. Диаметр отверстий или их гидравлический диаметр в случае, если их профиль отличается от круглого и составляет 0,1-100 мм, предпочтительно 1-50 мм, например 10-40 мм в перфорированной структуре. Площадь отверстий составляет 1-95%, предпочтительно 10-70%, например 20-60% от общей площади поверхности перфорированной структуры. Распределение отверстий в перфорированной конструкции может быть равномерным или неравномерным. Отверстия могут располагаться как по всей сетчатой структуре, так и на ее части. В дополнение к перфорированной структуре с сеткой конструкция может включать закрытую трубу либо предусматривать возможность непосредственного попадания потока рабочей среды на часть каталитиче- 3 021434 ской структуры (отсутствие трубы в данной точке, но наличие трубы с обоих концов в качестве опоры). Сетчатая структура может быть расположена не только вокруг перфорированной структуры круглого профиля, но и вокруг других конструктивных элементов. Вместо перфорированной пластины/трубы в качестве перфорированной структуры может использоваться, например, прочная сетка или стенка из спеченного металла. Один из концов перфорированной структуры может быть закреплен во входной и/или выходной трубе. Предпочтительным является концентрическое и параллельное соединение труб, по которым протекает поток, что обеспечивает минимизацию потерь давления в потоке. Предпочтительным является также непосредственное присоединение перфорированной структуры к входной и/или выходной трубе. Для упрощения соединения перфорированная структура может содержать отдельное соединительное устройство. Предпочтительными являются также одинаковые или близкие значения диаметра перфорированной структуры и входной и/или выходной трубы, чтобы обеспечить возможность взаимного расположения труб с состыковкой или друг внутри друга, что обеспечивает простоту соединения и минимизацию падения давления в месте соединения. Предпочтительным является образование перфорированной структурой однородной стенки, проходящей через отверстия, по которым может проходить поток. Перфорированная структура должна быть достаточно крепкой и жесткой, и толщина материала должна быть достаточной для ее присоединения к входной и/или выходной трубе, что обеспечивает надежность конструкции устройства. Сетчатая структура очистительного устройства может иметь относительно слабую структуру в связи с отсутствием необходимости ее соединения с входной и/или выходной трубой. Входная и выходная трубы могут иметь различную структуру, например могут быть выполнены в виде каналов, рукавов или фитингов, за счет которых возможно регулирование потока как внутри очистительного устройства, так и вне его. Входящая и/или выходящая труба могут также быть выполнены, например, в виде отверстий в корпусе очистителя. В соответствии с задачей изобретения перфорированная структура может быть выполнена как часть входной и/или выходной трубы, либо часть входной и/или выходной трубы изготавливают таким образом, чтобы они одновременно образовывали перфорированную структуру. Затем, например, традиционно используемую входную и/или выходную трубу заменяют на предлагаемое очистительное устройство согласно изобретению, в котором часть трубы представляет собой неперфорированную секцию, покрытую сеткой, которая соединяется, например, с корпусом очистителя, а другая часть трубы представляет собой перфорированную секцию, обернутую сверху сеткой. Такая конструкция упрощает конструкцию и делает ее более жесткой.Thus, the main device contains a perforated structure, which can be installed in the inlet and / or outlet pipe in a cleaner body made, for example, of an easily perforated pipe, or holes are drilled in this pipe. The shape of the holes can be, for example, round or oval, or they can be in the form of elongated slots. The diameter of the holes or their hydraulic diameter if their profile is different from round and is 0.1-100 mm, preferably 1-50 mm, for example 10-40 mm in a perforated structure. The area of the holes is 1-95%, preferably 10-70%, for example 20-60% of the total surface area of the perforated structure. The distribution of the holes in the perforated structure may be uniform or uneven. The holes can be located both throughout the mesh structure, and on its part. In addition to the perforated mesh structure, the structure may include a closed pipe or provide for the possibility of direct flow of the working medium to a part of the catalytic structure (no pipe at this point, but pipe at both ends as a support). The mesh structure can be located not only around the perforated structure of the circular profile, but also around other structural elements. Instead of a perforated plate / pipe, for example, a strong mesh or wall of sintered metal can be used as a perforated structure. One of the ends of the perforated structure can be fixed in the inlet and / or outlet pipe. Preferred is a concentric and parallel connection of pipes through which the stream flows, which minimizes pressure losses in the stream. It is also preferred to directly attach the perforated structure to the inlet and / or outlet pipe. To simplify the connection, the perforated structure may include a separate connecting device. The same or similar diameters of the perforated structure and the inlet and / or outlet pipes are also preferable in order to allow the pipes to be mutually arranged with a joint or inside each other, which ensures ease of connection and minimization of pressure drop at the connection point. Preferred is the formation of a perforated structure of a homogeneous wall passing through the holes through which the flow can pass. The perforated structure must be sufficiently strong and rigid, and the thickness of the material must be sufficient for its connection to the inlet and / or outlet pipe, which ensures the reliability of the design of the device. The mesh structure of the cleaning device may have a relatively weak structure due to the lack of the need for its connection with the inlet and / or outlet pipe. The inlet and outlet pipes can have a different structure, for example, can be made in the form of channels, sleeves or fittings, due to which it is possible to control the flow both inside the cleaning device and outside it. The inlet and / or outlet pipe can also be made, for example, in the form of holes in the body of the cleaner. In accordance with the object of the invention, the perforated structure can be made as part of the inlet and / or outlet pipe, or part of the inlet and / or outlet pipe is made so that they simultaneously form a perforated structure. Then, for example, the conventionally used inlet and / or outlet pipe is replaced with the proposed cleaning device according to the invention, in which the part of the pipe is a non-perforated section covered with a mesh that is connected, for example, to the cleaner body, and the other part of the pipe is a perforated section, wrapped on top of a net. This design simplifies the design and makes it more rigid.

Каталитическая структура содержит по меньшей мере две сетки, которые образуют открытые каналы между сетками. Две сетки могут являться отдельными сетками либо быть образованными, например, непрерывной сеткой, обернутой вокруг самой себя. Наибольший объем, обеспечивающий наиболее легкий путь прохождения потока, составляет пространство между сетками. Поскольку угол гофра по меньшей мере одной сетки предпочтительно отклонен от направления основного потока, поток способен циркулировать по основному каналу по спиральной траектории вокруг перфорированной структуры и сетчатой структуры. В некоторых вариантах осуществления изобретения сетчатая структура содержит каналы, образованные парой сеток, в которых поток также способен перемещаться в боковом направлении. В случае, если обе сетки являются гофрированными и угол гофра по меньшей мере одного из них отклоняется от направления основного потока, то поток способен свободно проходить по одному из каналов между вершинами гофров. Установка плоской сетки между гофрированными сетками позволяет обеспечить принудительную циркуляцию потока в искривленных каналах и его проникновение в сетку перед блокирующим элементом.The catalytic structure contains at least two grids that form open channels between the grids. Two grids can be separate grids or be formed, for example, by a continuous grid wrapped around itself. The largest volume providing the easiest flow path is the space between the grids. Since the corrugation angle of at least one mesh is preferably deviated from the direction of the main flow, the flow is able to circulate along the main channel in a spiral path around the perforated structure and the mesh structure. In some embodiments of the invention, the mesh structure comprises channels formed by a pair of grids in which the flow is also able to move laterally. If both grids are corrugated and the angle of the corrugation of at least one of them deviates from the direction of the main flow, then the flow is able to freely pass along one of the channels between the corrugation vertices. Installing a flat mesh between the corrugated meshes allows for forced circulation of the flow in the curved channels and its penetration into the mesh in front of the blocking element.

В соответствии с задачей изобретения изменение размера отверстия и толщины нитей сетки позволяет регулировать направление потока, т.е. соотношение между его частью, направляемой по спирали, и другой частью, проходящей непосредственно через сетку. С увеличением количества накапливающихся в структуре частиц отверстия сеток могут забиваться, однако спиральный путь потока остается открытым. Вместо сетки возможно использование перфорированной пластины, сетки, покрытой спеченным металлом, волокнистых матов, мембраны или фильтровальной бумаги, способных образовывать аналогичный канал для прохождения потока. В данном описании указанный элемент характеризуется общим термином сетчатая структура. Отверстия в указанных материалах эквивалентны отверстиям в сетке в последних примерах. Вместо сетки возможно также сочетание двух и более материалов для образования данной структуры. Например, возможно сочетание сетки и перфорированной пластины/фольги, которые являются гофрированными и обернутыми вокруг перфорированной структуры, в частности перфорированной трубы.In accordance with the object of the invention, changing the size of the hole and the thickness of the mesh threads allows you to adjust the flow direction, i.e. the ratio between its part, directed in a spiral, and the other part, passing directly through the grid. As the number of particles accumulating in the particle structure increases, the openings of the nets can become clogged, however, the spiral flow path remains open. Instead of a mesh, it is possible to use a perforated plate, a mesh coated with sintered metal, fibrous mats, a membrane or filter paper capable of forming a similar channel for flow. In this description, the specified element is characterized by the general term mesh structure. The holes in these materials are equivalent to the holes in the mesh in the last examples. Instead of a mesh, it is also possible to combine two or more materials to form this structure. For example, a combination of mesh and perforated plate / foil is possible, which are corrugated and wrapped around a perforated structure, in particular a perforated pipe.

В соответствии с задачей изобретения сетчатая структура может содержать также один или более негофрированных элементов из сетчатой фольги, перфорированной фольги, перфорированных пластин, сеток, волокнистых матов, бумажных листов и/или мембран. Вместо пары сеток возможно обертывание структуры несколькими различными сетками или структурами, одна или более из которых также может не являться гофрированной. Вместо одной из сеток возможно также использование сплошной неперфорированной фольги, обеспечивающей полную циркуляцию всего потока по спиральной траектории. При использовании нескольких сеток их начало может находиться в различных точках перфорированной структуры, что обеспечивает возможность прохождения газа по двум или более спиральным каналам, изAccording to an object of the invention, the mesh structure may also comprise one or more non-corrugated elements of mesh foil, perforated foil, perforated plates, nets, fiber mats, paper sheets and / or membranes. Instead of a pair of meshes, it is possible to wrap the structure with several different meshes or structures, one or more of which may also not be corrugated. Instead of one of the grids, it is also possible to use a continuous non-perforated foil, which ensures complete circulation of the entire flow along a spiral path. When using several grids, their beginning can be located at different points of the perforated structure, which allows gas to pass through two or more spiral channels, from

- 4 021434 которых возможно также прохождение потока через сетку. Траектория потока определяется перепадом давления в различных точках структуры. Одна или более сетчатых структур могут располагаться параллельно друг другу, образуя таким образом очень протяженную структуру. Параллельные сетки могут также частично перекрываться, либо между ними могут располагаться отдельные перекрывающие и блокирующие элементы, что обеспечивает отдельную циркуляцию потока в каждом элементе.- 4 021434 of which flow through the grid is also possible. The flow path is determined by the pressure drop at various points in the structure. One or more mesh structures can be parallel to each other, thus forming a very extended structure. Parallel grids can also partially overlap, or separate overlapping and blocking elements can be located between them, which provides a separate flow circulation in each element.

В соответствии с задачей изобретения высота гофра во внутреннем витке может быть больше, чем во внешнем витке. Кроме того, сначала делают внутренний виток сетки, после чего продолжают делать витки, где во внешнем витке высота гофра будет отличаться. Сетку также можно оборачивать в противоположном порядке. Целью этого является установка сетки с большей высотой гофра со стороны входящего потока и, соответственно, сетки с меньшей высотой гофра со стороны выходящего потока. При этом образуется пространство для накопления сажи, что предотвращает ее накопление в других структурах и обеспечивает возможность более широкого распространения потока в сетчатой структуре.In accordance with the object of the invention, the height of the corrugation in the inner turn may be greater than in the outer turn. In addition, first they make an internal turn of the grid, after which they continue to make turns, where the height of the corrugation in the external turn will be different. The grid can also be wrapped in the opposite order. The purpose of this is to install a mesh with a greater height of the corrugation from the side of the incoming stream and, accordingly, a mesh with a lower height of the corrugation from the side of the incoming stream. This creates a space for the accumulation of soot, which prevents its accumulation in other structures and provides the possibility of a wider distribution of the flow in the mesh structure.

В соответствии с задачей изобретения высоту гофра в сетчатой структуре выбирают в соответствии с ограничениями по параметрам устройства, противодавлению и уровню выбросов. Высота гофра в различных сетках может быть одинаковой или различной. Высота гофра может находиться в пределах 0,2200 мм, предпочтительно в пределах 0,8-3 мм. Даже при небольшом угле гофра образуется открытый канал для прохождения потока, что отличается от случая, при котором сетку в виде листа непосредственно оборачивают вокруг трубы. В соответствии с задачей изобретения угол гофра относительно основного потока в любом направлении по меньшей мере для одной сетки составляет 1-90°, например 1080°, предпочтительно в пределах 20-60°. Угол гофра может также варьировать в диапазоне от -90 до +90°, предпочтительно от -60 до -20° и от +20 до +60°. Положительные и отрицательные значения углов означают углы в противоположных направлениях относительно основного потока. Для практического применения целесообразно использовать сетки из одинаково гофрированного материала, изготавливать из него пару сеток путем заворачивания одной сетки внутрь другой таким образом, чтобы вершины гофров располагались в различных направлениях напротив друг друга. Затем устройство в соответствии с изобретением изготавливают из такой же сетки. Использование сетчатой структуры позволяет оборачивать гофрированные участки структуры непосредственно вокруг перфорированной структуры, частично располагая их напротив вершин гофров. Соотношение между высотой и шириной гофра может варьировать в очень широком диапазоне за счет использования низких и широких, либо высоких и узких гофров.In accordance with the objective of the invention, the height of the corrugation in the mesh structure is selected in accordance with the restrictions on the parameters of the device, back pressure and level of emissions. The corrugation height in different grids can be the same or different. The height of the corrugation may be in the range of 0.2200 mm, preferably in the range of 0.8-3 mm. Even with a small angle of corrugation, an open channel is formed for the passage of flow, which differs from the case in which a grid in the form of a sheet is directly wrapped around the pipe. In accordance with the object of the invention, the angle of the corrugation relative to the main flow in any direction for at least one mesh is 1-90 °, for example 1080 °, preferably in the range of 20-60 °. The corrugation angle may also vary from -90 to + 90 °, preferably from -60 to -20 ° and from +20 to + 60 °. Positive and negative angles mean angles in opposite directions relative to the main flow. For practical use, it is advisable to use grids of the same corrugated material, to make a pair of grids from it by wrapping one grid inside another so that the corrugation vertices are located in different directions opposite each other. Then the device in accordance with the invention is made of the same mesh. Using a mesh structure allows you to wrap the corrugated sections of the structure directly around the perforated structure, partially placing them opposite the corrugation peaks. The ratio between the height and width of the corrugation can vary in a very wide range due to the use of low and wide, or high and narrow corrugations.

В соответствии с задачей изобретения высота гофра гофрированной сетки находится в пределах 0,2200 мм, предпочтительно 0,8-3 мм. В пределах предпочтительного диапазона противодавление, когезию и объем гофрированной сетки выбирают в соответствии с конкретными практическими задачами. В соответствии с задачей изобретения возможно использование других значений высоты гофров: при очень сильном загрязнении - большая высота, при низком уровне загрязнения и использовании сетки малого размера - малая высота. При малом объеме пространства и очень малой высоте гофра возможна также оптимизация очистительного устройства, при которой противодавление в открытом канале значительно выше по сравнению с достигаемой при большей высоте гофра. Повышение противодавления в открытом канале обеспечивает увеличение доли потока, проходящей через отверстия в сетке.In accordance with the object of the invention, the height of the corrugation of the corrugated mesh is in the range of 0.2200 mm, preferably 0.8-3 mm. Within the preferred range, backpressure, cohesion and volume of the corrugated mesh are selected in accordance with specific practical tasks. In accordance with the object of the invention, it is possible to use other values of the height of the corrugations: with very severe pollution - a large height, with a low level of pollution and the use of a small mesh - a small height. With a small amount of space and a very small height of the corrugation, it is also possible to optimize the cleaning device, in which the back pressure in the open channel is much higher compared to that achieved with a larger height of the corrugation. The increase in backpressure in the open channel provides an increase in the proportion of the flow passing through the holes in the grid.

В соответствии с задачей изобретения сетчатая структура содержит сетку с нитями толщиной 0,1-5 мм, предпочтительно 0,1-1 мм, и отверстиями, размер которых (видимый диаметр/гидравлический диаметр между ячейками в середине сетчатой структуры) составляет 0,05-10 мм, предпочтительно 0,1-2 мм. Сетка может представлять собой тканую структуру, сетчатый мат или переплетения другого типа.In accordance with the object of the invention, the mesh structure comprises a mesh with filaments with a thickness of 0.1-5 mm, preferably 0.1-1 mm, and holes whose size (apparent diameter / hydraulic diameter between cells in the middle of the mesh structure) is 0.05 - 10 mm, preferably 0.1-2 mm. The mesh may be a woven structure, mesh mat or weave of another type.

В соответствии с задачей изобретения размер отверстий в сетке находится в пределах 0,05-10 мм, предпочтительно 0,1-2 мм. Большой разброс значений данного параметра обусловлен большим разнообразием возможных применений предлагаемого устройства. При очень высоком уровне загрязнения сетка является более крупноячеистой с большой высотой гофра, а в случае более чистой среды следует использовать более плотную сетку с малой высотой гофров. Поскольку возможно использование различных слоев, оборачивающих перфорированную пластину, они должны обладать различными свойствами. В случае, если вместо металлической сетки используют сетчатую фольгу или перфорированную фольгу, их толщина находится в пределах, соответствующих толщине нити, например в диапазоне 0,01-5 мм, предпочтительно 0,02-0,2 мм. В соответствии с задачей изобретения возможно использование сетки, состоящей из очень тонкой нити и/или имеющей большие отверстия (большой размер ячейки) для гофрированной сетки, а также очень плотной сетки для плоской сетки, при этом возможно изгибание сетки с очень большим углом гофра (40-80°). Вместо сетки или в сочетании с ней возможно также использование вышеуказанных волокнистых листов или мембран для изготовления аналогичной структуры, обеспечивающей частичное прохождение потока.In accordance with the object of the invention, the size of the holes in the mesh is in the range of 0.05-10 mm, preferably 0.1-2 mm. The wide variation in the values of this parameter is due to the wide variety of possible applications of the proposed device. At a very high level of contamination, the mesh is coarser with a large height of the corrugation, and in the case of a cleaner environment, a denser mesh with a low height of corrugations should be used. Since it is possible to use different layers wrapping the perforated plate, they must have different properties. In the case where instead of a metal mesh using mesh foil or perforated foil, their thickness is in the range corresponding to the thickness of the thread, for example in the range of 0.01-5 mm, preferably 0.02-0.2 mm In accordance with the object of the invention, it is possible to use a mesh consisting of a very thin thread and / or having large holes (large mesh size) for a corrugated mesh, as well as a very dense mesh for a flat mesh, while it is possible to bend a mesh with a very large corrugation angle (40 -80 °). Instead of the mesh or in combination with it, it is also possible to use the above fibrous sheets or membranes to produce a similar structure providing partial flow passage.

Вариантом осуществления изобретения является устройство, в котором внутренний виток сетки перекрыт и закрыт, в результате чего поток не может непосредственно попасть в устройство из-за пределов трубы. Наружный виток сетки частично открыт в корпус, что в особых условиях предотвращает ее забивание. Один или оба конца могут оставаться незакрытыми, однако при этом поток имеет возможность легко проходить по обходному пути преимущественно по спиральной структуре за пределами трубы в прямом и обратном направлении, при этом соотношение между объемами потоков определяется проти- 5 021434 водавлением.An embodiment of the invention is a device in which the inner turn of the grid is closed and closed, as a result of which the flow cannot directly enter the device from outside the pipe. The outer turn of the mesh is partially open into the housing, which in special conditions prevents it from clogging. One or both ends may remain unclosed, however, the flow can easily pass along the bypass path mainly along the spiral structure outside the pipe in the forward and reverse directions, while the ratio between the volumes of the flows is determined by the pressure.

В соответствии с задачей изобретения оба конца сетки могут быть полностью закрыты, при этом один из них может быть зафиксирован в перфорированном листе, а другой - на внешнем витке. Таким образом, обеспечивается принудительное проникновение потока в сетку и исключается ее циркуляция в открытом спиральном канале, однако между ячейками, в которых накапливаются частицы, остается пространство. Другим преимуществом является то, что значительная часть нитей сетки не соединена друг с другом, а отделена друг от друга равномерными промежутками за счет гофрирования. Это обеспечивает расширение области контакта потока с нитями и увеличение объема (объема сбора, турбулентного объема) в структуре по сравнению с непосредственным оборачиванием трубы сетчатой структурой. В открытых пространствах создается турбулентность, усиливающая отделение частиц.In accordance with the object of the invention, both ends of the mesh can be completely closed, while one of them can be fixed in a perforated sheet, and the other on an external turn. Thus, forced penetration of the flow into the grid is ensured and its circulation in the open spiral channel is excluded, however, space remains between the cells in which the particles accumulate. Another advantage is that a significant part of the filaments of the mesh is not connected to each other, but is separated from each other at regular intervals due to corrugation. This ensures the expansion of the area of contact of the flow with the threads and an increase in the volume (collection volume, turbulent volume) in the structure as compared to the direct wrapping of the pipe with a mesh structure. In open spaces, turbulence is created that enhances particle separation.

Вариантом осуществления изобретения является создание очень вытянутой (удлиненной) перфорированной структуры, например перфорированной трубы, вокруг которой обернута сетчатая структура. Вследствие этого создается большое открытое пространство для перемещения потока, объем которого связан с площадью поверхности перфорированной трубы. За счет этого поток (выхлопной газ) способен циркулировать по ячейкам (отверстиям) сетки в широкой области, что обеспечивает снижение относительного противодавления. В таком случае диаметр корпуса устройства не должен превышать внешний диаметр катализатора, а количество слоев сетки может быть меньшим по сравнению с более узким устройством. При использовании такого же количества катализатора, как и в более узком устройстве, число слоев вокруг перфорированной трубы эквивалентно снижается. Степень конверсии газообразных компонентов приблизительно пропорциональна количеству катализатора. Длинная и узкая структура также может быть встроена в трубы, образуя конструкцию, напоминающую трубу, покрытую кожухом. Длина структуры может составлять, например, 30-200 см для двигателя объемом около двух литров. Длинная структура может также состоять из сваренных/соединенных друг с другом параллельных элементов. На конце каждого элемента или на уровне, не достигающем концов всей сетки, возможно размещение зажимных колец.An embodiment of the invention is to provide a very elongated (elongated) perforated structure, for example a perforated pipe, around which a mesh structure is wrapped. As a result, a large open space is created for moving the flow, the volume of which is related to the surface area of the perforated pipe. Due to this, the flow (exhaust gas) is able to circulate through the cells (holes) of the grid in a wide area, which reduces the relative back pressure. In this case, the diameter of the casing of the device should not exceed the outer diameter of the catalyst, and the number of layers of the mesh may be smaller compared to a narrower device. When using the same amount of catalyst as in the narrower device, the number of layers around the perforated pipe is equivalently reduced. The degree of conversion of the gaseous components is approximately proportional to the amount of catalyst. A long and narrow structure can also be integrated into the pipes, forming a structure resembling a pipe covered by a casing. The length of the structure can be, for example, 30-200 cm for an engine of about two liters. The long structure may also consist of parallel elements welded / connected to each other. At the end of each element or at a level not reaching the ends of the entire mesh, it is possible to place clamping rings.

Сетку очистительного устройства закрепляют вокруг перфорированной структуры с использованием указанных выше зажимных колец, при этом возможно дополнительное использование сварки, пайки и более толстой несущей сетки вокруг витков сетки, либо металлических гвоздей или штырей, проходящих сквозь более крупную сетку, которая может быть закреплена на внутренней трубе. Вместо зажима и блокирующего кольца может использоваться сваривание концов. Зажимное кольцо обычно присоединяют к остальной структуре при помощи сварки.The mesh of the cleaning device is fixed around the perforated structure using the above clamping rings, with the possibility of additional use of welding, soldering and a thicker bearing mesh around the turns of the mesh, or metal nails or pins passing through a larger mesh, which can be fixed to the inner pipe . Instead of clamping and a locking ring, welding of the ends can be used. The clamping ring is usually attached to the rest of the structure by welding.

В соответствии с задачей изобретения сетчатая структура может быть покрыта пористым материалом-носителем, выступающим в качестве носителя для активных компонентов, окисляющих СО, углеводороды, N0, водород, аммиак или уголь. Углеводороды могут содержать функциональные группы, содержащие кислород, азот или галогены. В соответствии с задачей изобретения покрытие изготавливают таким образом, чтобы отверстия в сетке оставались, по меньшей мере частично, открытыми по меньшей мере в одной из сеток. В некоторых вариантах осуществления изобретения предпочтительно сохранение открытыми почти всех отверстий. Преимуществом такой конфигурации является то, что в открытом канале поток способен проходить сквозь сетку в любой точке, в то время как частицы остаются на поверхности сетки, что обеспечивает высокую эффективность фильтрации. За счет перепада давления между каналами поток переходит в другой канал, что обеспечивает эффективный массоперенос через поверхность катализатора к поверхности сетки.According to an object of the invention, the network structure can be coated with a porous carrier material acting as a carrier for active components oxidizing CO, hydrocarbons, N0, hydrogen, ammonia or coal. Hydrocarbons may contain functional groups containing oxygen, nitrogen or halogens. In accordance with the object of the invention, the coating is made in such a way that the openings in the mesh remain at least partially open in at least one of the mesh. In some embodiments, it is preferable to keep almost all openings open. The advantage of this configuration is that in an open channel the flow is able to pass through the grid at any point, while the particles remain on the surface of the grid, which ensures high filtration efficiency. Due to the pressure difference between the channels, the flow passes to another channel, which ensures efficient mass transfer through the catalyst surface to the grid surface.

Устройство в соответствии с задачей изобретения не содержит какого-либо покрытия и выполняет исключительно функции отделения частиц и звукопоглощения. Кроме того или в дополнение к достигаемом эффекту катализатор может обеспечивать восстановление Ν0χ углеводородами или аммиаком, адсорбцию оксидов азота (восстановление в обогащенных условиях) или окисление аммиака. Катализатор обычно содержит в материале-носителе алюминий, кремний, оксиды титана и/или цеолиты. Толщина покрытия находится в пределах 5-40 мкм. Удельная поверхность покрытия определяется типом используемых материалов и составляет 1-700 м2/г, обычно в пределах 20-300 м2/г. В очистительном устройстве может дополнительно использоваться покрытие, получаемое из различных иловых осадков, золей и/или растворов путем погружения, закачивания, засасывания и/или распыления. Покрытие может быть нанесено на открытые сетки с отсоединенной парной сеткой путем распыления с последующим изгибанием сетки и каталитической структуры. Это позволяет сохранить открытыми отверстия сетки. Покрытие может быть также получено полностью или частично с использованием исходных летучих компонентов (методами химического осаждения из паровой фазы (СУЭ), атомно-слоевой эпитаксии (ЛЬЕ)).The device in accordance with the object of the invention does not contain any coating and performs solely the functions of separating particles and sound absorption. In addition, or in addition to the effect achieved, the catalyst can provide восстановление0 χ reduction with hydrocarbons or ammonia, adsorption of nitrogen oxides (reduction under enriched conditions), or oxidation of ammonia. The catalyst typically contains aluminum, silicon, titanium oxides and / or zeolites in the carrier material. The coating thickness is in the range of 5-40 microns. The specific surface of the coating is determined by the type of materials used and is 1-700 m 2 / g, usually in the range of 20-300 m 2 / g. The cleaning device may additionally use a coating obtained from various silt sediments, sols and / or solutions by immersion, pumping, suction and / or spraying. The coating can be applied to open grids with a detached pair of grids by spraying, followed by bending the grid and the catalytic structure. This allows you to keep open the mesh holes. The coating can also be obtained in whole or in part using the starting volatile components (by chemical vapor deposition (VES), atomic layer epitaxy (LIE)).

В соответствии с задачей изобретения по меньшей мере на часть сетчатой структуры наносят покрытие из материала-носителя, в который добавляют каталитически активные соединения.According to an object of the invention, at least a part of the network structure is coated with a carrier material to which catalytically active compounds are added.

В соответствии с задачей изобретения каталитически активные соединения катализируют реакцию окисления и/или восстановления выхлопных и отходящих газов.According to an object of the invention, catalytically active compounds catalyze the oxidation and / or reduction of exhaust and exhaust gases.

В соответствии с задачей изобретения материал-носитель содержит оксид алюминия, оксид кремния, оксид титана, цеолит, оксид циркония и/или оксид церия.According to an object of the invention, the carrier material comprises alumina, silica, titanium oxide, zeolite, zirconia and / or cerium oxide.

В соответствии с задачей изобретения в качестве каталитически активных соединений используютAccording to an object of the invention, catalytically active compounds are used

- 6 021434 платину, палладий, родий, иридий, рутений и/или ванадий, катализирующие реакцию окисления и/или восстановления выхлопных и отходящих газов.- 6 021434 platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium and / or vanadium, catalyzing the oxidation and / or reduction of exhaust and exhaust gases.

В соответствии с задачей изобретения на пути потока в очистительном устройстве могут быть установлены один или более катализаторов или функциональных элементов, таких как катализатор окисления, фильтр для улавливания частиц, катализатор восстановления оксидов азота и/или другой элемент, используемый для очистки отходящих газов.In accordance with an object of the invention, one or more catalysts or functional elements, such as an oxidation catalyst, a particle capture filter, a nitrogen oxide reduction catalyst, and / or another element used for purifying exhaust gases, can be installed in the purification device along the flow path.

В качестве активного металла могут применяться, например, благородные металлы, такие как платина (Ρί), палладий (Ρ6), иридий (1г) и/или родий (Кф) и/или рутений (Ки). Активные компоненты могут быть введены в содержащую покрытие каталитическую структуру путем адсорбции (сухой, влажной или хемосорбции) или в составе образующего покрытие илового осадка, раствора или золя. Активные компоненты перед нанесением покрытия могут быть закреплены на частицах. Покрытия и/или адсорбируемые компоненты наносят с использованием воды или других растворителей или их смесей, как правило, в виде жидкой фазы.As the active metal, for example, noble metals such as platinum (Ρί), palladium (Ρ6), iridium (1g) and / or rhodium (Kf) and / or ruthenium (Ki) can be used. The active components can be introduced into the coating catalyst structure by adsorption (dry, wet or chemisorption) or as part of a coating sludge, solution or sol. Active components can be attached to the particles before coating. Coatings and / or adsorbed components are applied using water or other solvents or mixtures thereof, usually in the form of a liquid phase.

Количество активного металла (например, благородного металла) в очистительном устройстве может составлять 0,01-10 г/дм3, предпочтительно 0,1-3 г/дм3. При последовательном расположении нескольких структур в направлении потока предпочтительное содержание активного металла в первой из них составляет 0,8-3 г/дм3, а в последней - 0-0,8 г/дм3. Возможно также создание устройства, в котором внутренний виток сетки, содержит активный компонент, а на поверхностном витке сетки активный компонент содержится в очень малом количестве либо вообще отсутствует (эта сетка может использоваться без покрытия). Возможен и обратный характер распределения активного компонента в сетке: более высокое содержание Ρί в наружном витке и меньшее содержание во внутреннем витке. Целью является, например, увеличение содержания Ρί со стороны входящего потока в направлении потока, в котором таким образом можно повысить количество образующегося ΝΟ2. Со стороны выходящего потока Ρί не может катализировать окисление ΝΟ в такой же высокой степени вследствие более низкого заряда. Со стороны выходящего потока возможно также размещение других активных компонентов, например Ρ6. Такая структура может использоваться в сочетании с катализатором окисления, расположенным выше по потоку.The amount of active metal (for example, a noble metal) in the cleaning device may be 0.01-10 g / dm 3 , preferably 0.1-3 g / dm 3 . With the sequential arrangement of several structures in the direction of flow, the preferred active metal content in the first of them is 0.8-3 g / dm 3 , and in the latter 0-0.8 g / dm 3 . It is also possible to create a device in which the inner turn of the grid contains the active component, and on the surface turn of the grid the active component is contained in very little or none at all (this grid can be used without coating). The inverse distribution of the active component in the network is also possible: a higher content содержание in the outer turn and a lower content in the inner turn. The goal is, for example, to increase the content of Ρί from the side of the incoming stream in the direction of the stream, in which thus the amount of formed ΝΟ 2 can be increased. From the side of the effluent, Ρί cannot catalyze the oxidation of ΝΟ to the same high degree due to the lower charge. From the outlet side, it is also possible to place other active components, for example Ρ6. Such a structure can be used in combination with an upstream oxidation catalyst.

Активный компонент выбирают в соответствии с конкретной задачей. Покрытия с Ρί-содержащим катализатором способствуют усилению образования ΝΟ2, который в свою очередь способствует сжиганию частиц и регенерации очистителя, например, в дизельных двигателях. Задача снижения образования ΝΟ2 возникает в случаях полной активной регенерации (инжекции топлива и/или дросселирования двигателя), а также необходимости минимизации выбросов ΝΟ2. Ρ6 можно использовать в качестве активного компонента в случаях, когда каталитическое покрытие наносят с целью катализа окисления СО и углеводородов в условиях функционирования или регенерации при высоких температурах. Если состав газовой смеси является стехиометрическим или обогащенным (λ<1), для обеспечения стабильности, селективности и восстановления ΝΟχ используют родий и/или палладий.The active component is selected in accordance with a specific task. Coatings with a Ρί-containing catalyst contribute to enhancing the formation of ΝΟ 2 , which in turn contributes to the combustion of particles and regeneration of the purifier, for example, in diesel engines. The task of reducing the formation of ΝΟ 2 arises in cases of complete active regeneration (fuel injection and / or throttle of the engine), as well as the need to minimize emissions of ΝΟ 2 . No. 6 can be used as an active component in cases where the catalytic coating is applied to catalyze the oxidation of CO and hydrocarbons under conditions of functioning or regeneration at high temperatures. If the composition of the gas mixture is stoichiometric or enriched (λ <1), rhodium and / or palladium are used to ensure stability, selectivity and reduction of ΝΟχ.

В качестве активирующих компонентов в материале-носителе можно использовать, например, ванадий (V), вольфрам (^), железо (Ре), цирконий (Ζγ), церий (Се), лантан (Ьа), марганец (Мп), кобальт, барий, стронций и/или никель (Νί). Материал носителя может в основном состоять из этих элементов. В состав покрытия можно вводить стандартные соединения, поглощающие ΝΟχ, например посредством абсорбции, при этом оксиды азота могут адсорбироваться в обедненной смеси и восстанавливаться в обогащенной смеси.As activating components in the carrier material, for example, vanadium (V), tungsten (^), iron (Fe), zirconium (Ζγ), cerium (Ce), lanthanum (La), manganese (Mn), cobalt, barium, strontium and / or nickel (Νί). The carrier material may mainly consist of these elements. Standard compounds absorbing ΝΟ χ can be introduced into the coating composition, for example, by absorption, while nitrogen oxides can be adsorbed in the lean mixture and reduced in the rich mixture.

Очиститель с каталитическим покрытием в соответствии с настоящим изобретением в процессе изготовления может подвергаться обработке в статических или динамических условиях окислительными и/или восстановительными газовыми смесями, в состав которых могут входить воздух, кислород, водород, монооксид углерода, аммиак, выхлопной газ, углеводороды, вода или инертные газы. При использовании соответствующих исходных материалов, размеров частиц и условий конечной обработки эти процессы могут приводить к образованию различных смешанных оксидов, содержащих элементы, входящие в состав покрытия.The catalytic coated cleaner in accordance with the present invention during the manufacturing process can be subjected to static or dynamic processing by oxidizing and / or reducing gas mixtures, which may include air, oxygen, hydrogen, carbon monoxide, ammonia, exhaust gas, hydrocarbons, water or inert gases. Using appropriate starting materials, particle sizes, and final processing conditions, these processes can lead to the formation of various mixed oxides containing elements that are part of the coating.

Таким образом, очиститель в соответствии с настоящим изобретением способен обеспечивать снижение выделения отходящих газов. Использование достаточно мелкоячеистой сетки с малой высотой гофров или аналогичных им структур обеспечивает также высокоэффективное отделение частиц. Устройство представляет собой, кроме прочего, новый тип структуры частичного фильтра для дизельных двигателей. Это устройство в особенности хорошо применимо для очистки выхлопных газов в дизельных двигателях небольшого объема, где оно может быть встроено непосредственно в конструкцию глушителя. Данный очиститель способен также заменять типовые элементы глушителей. Предпочтительно очиститель можно разместить в исходном глушителе, причем никаких изменений не будет заметно снаружи и не возникнет никаких проблем при его использовании. Принудительная циркуляция потока по спиральной траектории обеспечивает повышение фильтрующей способности по сравнению с устройством такого же объема, в котором такие же сетки при сгибании образуют ячейку, а поток проходит через нее насквозь из одного конца в другой. Благодаря принудительной спиральной циркуляции потока устройство, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает повышенную эффектив- 7 021434 ность разделения по сравнению с системой с прямолинейной траекторией потока при использовании сетки из того же материала с относительно большой высотой гофров.Thus, the purifier in accordance with the present invention is able to reduce exhaust gas emissions. The use of a sufficiently fine mesh with a low height of corrugations or similar structures also provides highly efficient separation of particles. The device is, among other things, a new type of partial filter structure for diesel engines. This device is particularly well suited for the purification of exhaust gases in small-volume diesel engines, where it can be integrated directly into the silencer design. This cleaner is also able to replace typical muffler elements. Preferably, the cleaner can be placed in the original silencer, and no changes will be noticeable from the outside and there will be no problems when using it. Forced circulation of the flow along a spiral path provides an increase in filtering ability compared to a device of the same volume in which the same grids form a cell when bent, and the flow passes through it from one end to the other. Due to the forced spiral circulation of the flow, the device according to the present invention provides increased separation efficiency compared to a system with a straight flow path when using a mesh of the same material with a relatively high corrugation height.

Регенерация частиц, накапливающихся в очистителе, может осуществляться с использованием пассивных или активных способов. В случае выхлопных газов, содержащих избыток кислорода, перед очистительным устройством может быть установлен катализатор окисления (ЦОС), обеспечивающий окисление СО, углеводородов и N0. Образующийся ΝΟ2 медленно окисляет частицы на основе угля. Катализатор ЭОС может быть расположен в одном корпусе с устройством согласно изобретению или в отдельном корпусе перед устройством согласно изобретению. Катализатор ЭОС может быть расположен внутри входной или выходной трубы. Покрытие с катализатором окисления может находиться в структуре на входе устройства согласно изобретению и в другой структуре без покрытия или с пониженным содержанием активного компонента на выходе. Температура катализатора может быть повышена за счет внешнего источника тепла, выделяющегося при сгорании углеводородов или при протекании других экзотермических реакций. Дополнительное выделение тепла обеспечивается за счет введения топлива вместе с выхлопным газом и/или пост-инжекции в двигатель. Одновременно возможно уменьшение объема используемого для сжигания воздуха (снижение соотношения воздух:топливо). Возможен также подвод дополнительного тепла для регенерации структуры катализатора за счет использования электрического обогрева, горелок и/или плазменного и/или других способов обогрева используемой структуры и/или сажи.The regeneration of particles accumulating in the purifier can be carried out using passive or active methods. In the case of exhaust gases containing an excess of oxygen, an oxidation catalyst (DSP) can be installed in front of the purification device to oxidize CO, hydrocarbons and N0. The resulting ΝΟ 2 slowly oxidizes the particles based on coal. The EOS catalyst can be located in one housing with the device according to the invention or in a separate housing in front of the device according to the invention. The EOS catalyst may be located inside the inlet or outlet pipe. The coating with the oxidation catalyst may be in the structure at the input of the device according to the invention and in another structure without coating or with a reduced content of the active component at the output. The temperature of the catalyst can be increased due to an external heat source generated during the combustion of hydrocarbons or during other exothermic reactions. Additional heat generation is provided by introducing fuel together with exhaust gas and / or post-injection into the engine. At the same time, a reduction in the volume of air used for combustion is possible (reduction in the air: fuel ratio). It is also possible to supply additional heat to regenerate the catalyst structure through the use of electric heating, burners and / or plasma and / or other methods of heating the structure and / or soot used.

Накоплению частиц может дополнительно способствовать применение электростатических методов, применение пар сеток в качестве заряженных систем сбора, а также изоляции сеток от остальной конструкции или друг от друга. Для улучшения регенерации частиц возможно также использование добавок, улучшающих сгорание сажи (катализатора сгорания топлива - РВС), содержащего, например, соединения на основе Ре, 8г и/или Се. На очистительное устройство могут быть также нанесены известные покрытия, катализирующие сгорание сажи и содержащие такие химические элементы, как, например, ванадий, марганец, медь, церий, железо и/или щелочные/щелочно-земельные металлы.The accumulation of particles can be further facilitated by the use of electrostatic methods, the use of pairs of nets as charged collection systems, as well as isolation of nets from the rest of the structure or from each other. To improve particle regeneration, it is also possible to use additives that improve the combustion of soot (fuel combustion catalyst - PBC), containing, for example, compounds based on Fe, 8g and / or Ce. Known coatings catalyzing the combustion of soot and containing chemical elements such as, for example, vanadium, manganese, copper, cerium, iron and / or alkaline / alkaline earth metals can also be applied to the cleaning device.

Перед поступлением в очистительное устройство к углеводородам и известным видам топлива могут быть добавлены другие окислители и восстановители, такие как аммиак, мочевина, озон, пероксид водорода, воздух, кислород и/или вода в чистом виде или в виде смесей. Их введение может способствовать протеканию реакций с участием ΝΟχ и/или частиц, а также стабильному функционированию очистителя и поддержанию стехиометрического соотношения реакций.Before entering the purification device, other oxidizing agents and reducing agents, such as ammonia, urea, ozone, hydrogen peroxide, air, oxygen and / or water, in pure form or as mixtures, can be added to hydrocarbons and known fuels. Their introduction can facilitate the occurrence of reactions involving участиемχ and / or particles, as well as the stable functioning of the purifier and the maintenance of a stoichiometric ratio of reactions.

Описание осуществления изобретенияDescription of the invention

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения показаны на материалах и примере.Some embodiments of the present invention are shown in the materials and example.

На фиг. 1А-1С показаны некоторые структуры предлагаемого устройства в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 1A-1C show some structures of the proposed device in accordance with the present invention.

На фиг. 2 показан разрез устройства на уровне каталитической структуры.In FIG. 2 shows a section of the device at the level of the catalytic structure.

На фиг. 3 показаны каналы, образованные парой сеток, в которых поток может перемещаться как в прямом, так и в боковых направлениях.In FIG. Figure 3 shows the channels formed by a pair of grids in which the flow can move in both forward and lateral directions.

На фиг. 4 показаны сетки, начинающиеся от разных точек.In FIG. 4 shows meshes starting from different points.

На фиг. 5 показана сетчатая структура, образованная парой сеток или несколькими стенками.In FIG. 5 shows a mesh structure formed by a pair of nets or several walls.

На фиг. 6 показана особая структура.In FIG. 6 shows a particular structure.

На фиг. 7 показано очистительное устройство удлиненной формы.In FIG. 7 shows an elongated cleaning device.

Позиции на фиг. 1А-1С: 1 - входящий поток, 2 - входная труба, 3 - выходная труба, 4 - перфорированная структура, 5 - каталитическая структура, 6, 9 - блокирующие элементы, 7 - выходящий поток, 8 корпус очистителя. Потоки 1, 7, как правило, представляющие собой выхлопные газы, могут проходить либо изнутри трубы наружу через сетчатую структуру 5, либо в обратном направлении из корпуса очистителя 8. Очистительное устройство расположено внутри корпуса 8 и присоединено к внутренней части входящей трубы 2 (фиг. 1А, 1С) или выходной трубы 3 (фиг. 1В). С одной стороны перфорированной структуры 4, вокруг которой расположена спиралевидная сетчатая структура 5, находятся блокирующие элементы 6, 9, регулирующие потоки 1, 7 через перфорированную структуру 4 в сетчатую структуру 5 и/или в обратном направлении. На конце сетчатой структуры 5 расположен блокирующий элемент 6, по меньшей мере, частично предотвращающий протекание потока 1, 7. Расположенные с обеих сторон блокирующие элементы 6 полностью или частично перекрывают обходящий поток, протекающий по наружной поверхности перфорированной трубы 4 за пределами или после прохождения первых слоев сетки. Блокирующий элемент 6 блокирует или сжимает сетку или эквивалентную ей структуру. Перфорированная труба 4 может быть полностью перекрыта при помощи блокирующих элементов 6, 9, при этом поток принудительно направляется через перфорированную и каталитическую структуры 4, 5. Это обеспечивает перекрывание входной и выходной труб 2, 3 в зависимости от направления движения потока через очистительное устройство (фиг. 1А или 1В). К концу трубы, например перфорированной структуры 4, может быть приварена заглушка 9 из того же материала, из которого изготовлена перфорированная структура 4. Заглушка может быть также интегрирована в ближайший блокирующий элемент 6, охватывающий сетчатую структуру 5. На фиг. 1С подробно изображена структура части блокирующих элементов 6, 9. Перфорированная структура 4, представленная на фиг. 1С, представляет собой трубу, открытую с одной стороны и закрытую с другой.The positions in FIG. 1A-1C: 1 - inlet stream, 2 - inlet pipe, 3 - outlet pipe, 4 - perforated structure, 5 - catalytic structure, 6, 9 - blocking elements, 7 - outlet stream, 8 cleaner body. Streams 1, 7, which are usually exhaust gases, can pass either from the inside of the pipe to the outside through the mesh structure 5, or in the opposite direction from the cleaner body 8. The cleaning device is located inside the case 8 and is connected to the inside of the inlet pipe 2 (FIG. 1A, 1C) or outlet pipe 3 (Fig. 1B). On one side of the perforated structure 4, around which there is a spiral mesh structure 5, there are blocking elements 6, 9, which regulate the flows 1, 7 through the perforated structure 4 into the mesh structure 5 and / or in the opposite direction. At the end of the mesh structure 5, there is a blocking element 6, at least partially preventing the flow of 1, 7. The blocking elements 6 located on both sides completely or partially block the bypass stream flowing along the outer surface of the perforated pipe 4 outside or after the passage of the first layers the grid. The blocking element 6 blocks or compresses the grid or its equivalent structure. The perforated pipe 4 can be completely blocked by means of blocking elements 6, 9, while the flow is forcibly directed through the perforated and catalytic structures 4, 5. This ensures that the inlet and outlet pipes 2, 3 overlap depending on the direction of flow through the cleaning device (Fig. . 1A or 1B). A plug 9 of the same material as the perforated structure 4 is made can be welded to the end of the pipe, for example perforated structure 4. The plug can also be integrated into the closest blocking element 6 enclosing the mesh structure 5. FIG. 1C shows in detail the structure of a part of the blocking elements 6, 9. The perforated structure 4 shown in FIG. 1C is a pipe open on one side and closed on the other.

- 8 021434- 8 021434

На фиг. 2 стрелками изображены альтернативные направления потока.In FIG. 2 arrows show alternative flow directions.

На фиг. 3 показано, что в каналах сетчатой структуры 5, образованной парой сеток, поток 1, входящий в аксиальном направлении, способен перемещаться в боковом направлении, что является преимуществом предлагаемой конструкции. Наибольший объем и, следовательно, наиболее доступный канал для прохождения потока 1 через сетчатую структуру 5 представляет собой пространство, образованное гофрами Ь-Ь между сетками.In FIG. 3 shows that in the channels of the mesh structure 5 formed by a pair of grids, the flow 1 entering in the axial direction is able to move in the lateral direction, which is an advantage of the proposed design. The largest volume and, therefore, the most accessible channel for the passage of stream 1 through the mesh structure 5 is the space formed by the corrugations b-b between the grids.

На фиг. 4 изображена сетчатая структура 5, обернутая вокруг перфорированной структуры 5, состоящая из нескольких различных сеток или структур, одна или более из которых не являются гофрированными. Сплошной слой фольги обеспечивает принудительную циркуляцию всего потока по спиральной траектории. При использовании большого числа сеток, начинающихся от разных точек перфорированной структуры, поток газа может проходить непосредственно по двум или более спиральным каналам, из которых поток может проходить через сетку.In FIG. 4 shows a mesh structure 5 wrapped around a perforated structure 5, consisting of several different meshes or structures, one or more of which are not corrugated. A continuous layer of foil provides forced circulation of the entire flow along a spiral path. When using a large number of grids starting from different points of the perforated structure, the gas flow can pass directly through two or more spiral channels, from which the flow can pass through the grid.

На фиг. 5 представлены концепции некоторых вариантов осуществления изобретения. Длину Ь и высоту (например, высоту относительно высокого пика Ь1 и высоту относительно низкого пика Ь2) гофра в гофрированной фольге выбирают в соответствии с конкретными применением устройства, величиной противодавления и предельно допустимыми значениями выбросов. Высота гофра различных сеток может быть одинаковой или различной. Стенка обычно представляет собой сетку или фольгу. В качестве фольги может также использоваться гладкая фольга Ь0. На фиг. 5 также показана ширина сетки Ό. Направление пиков Ь3, Ь4 гофрированной фольги выбирают таким образом, чтобы они образовывали предпочтительный угол по отношению к направлению потока. На фиг. 5 изображены два слоя гофрированной фольги Ь3, Ь4, расположенные под углом по отношению к направлению потока 1, а также по отношению друг к другу (Ь3/Ь4).In FIG. 5 shows the concepts of some embodiments of the invention. The length b and the height (for example, the height of the relatively high peak b1 and the height of the relatively low peak b2) of the corrugation in the corrugated foil is chosen in accordance with the specific application of the device, the amount of back pressure and the maximum allowable emission values. The height of the corrugation of different grids may be the same or different. The wall is usually a net or foil. As the foil, the smooth foil L0 can also be used. In FIG. 5 also shows the mesh width Ό. The direction of the peaks b3, b4 of the corrugated foil is chosen so that they form a preferred angle with respect to the direction of flow. In FIG. 5 shows two layers of corrugated foil b3, b4, located at an angle with respect to the direction of flow 1, as well as with respect to each other (b3 / b4).

Фиг. 6: 1 - входящий поток, 2 - входная труба, 3 - выходная труба, 4 - перфорированная структура, 5 каталитическая структура, 6 - блокирующие элементы, 7 - выходящий поток, 8 - корпус очистителя. Очистительное устройство, изображенное на фиг. 6, имеет особую структуру, в которой блокирующее кольцо 6 перекрывает только внутреннюю окружность сетчатой структуры 5, при этом существует возможность выхода потока из боковой части внешней окружности внутрь корпуса 8. Поток может быть также направлен в противоположном направлении, например из корпуса 8 через сетчатую структуру 5 в перфорированную структуру 4.FIG. 6: 1 - inlet stream, 2 - inlet pipe, 3 - outlet pipe, 4 - perforated structure, 5 catalytic structure, 6 - blocking elements, 7 - outlet stream, 8 - cleaner body. The cleaning device shown in FIG. 6 has a special structure in which the blocking ring 6 covers only the inner circumference of the mesh structure 5, while it is possible for the flow to exit from the side of the outer circle into the housing 8. The flow can also be directed in the opposite direction, for example, from the housing 8 through the mesh structure 5 into the perforated structure 4.

Фиг. 7: 1 - входящий поток, 2 - входная труба, 3 - выходная труба, 4 - перфорированная структура, 5 каталитическая структура, 6 - блокирующие элементы, 7 - выходящий поток, 8 - корпус очистителя. Очистительное устройство, изображенное на фиг. 7, представляет собой очистительное устройство удлиненной формы, расположенное внутри корпуса 8, отличающегося относительно большой площадью открытого участка для прохождения потока, при этом площадь данного участка коррелирует с удельной поверхностью перфорированной структуры 4.FIG. 7: 1 - inlet stream, 2 - inlet pipe, 3 - outlet pipe, 4 - perforated structure, 5 catalytic structure, 6 - blocking elements, 7 - outlet stream, 8 - cleaner body. The cleaning device shown in FIG. 7 is an elongated cleaning device located inside the housing 8, characterized by a relatively large area of the open area for the passage of flow, while the area of this area correlates with the specific surface of the perforated structure 4.

Пример 1.Example 1

Очистительное устройство в соответствии с настоящим изобретением (условное обозначение N00) было изготовлено с использованием наклонно гофрированной сетчатой фольги, обернутой в виде пяти перекрывающихся слоев вокруг перфорированной трубы с образованием структуры с внешним диаметром 90 мм и длиной 130 мм. Труба диаметром 55 мм содержала 10 отверстий диаметром 50 мм, общая площадь которых составляет 45% от общей площади перфорированной трубы. Высота гофра составляет около 1,3 мм, ширина - около 2,5 мм, а объем каталитического слоя - 0,52 л. Толщина нитей сетки составляет около 110 мкм, при этом на расстоянии 1 см расположено 34 нити (размер сетки 87 шекЬ). На поверхность структуры нанесено покрытие путем распыления материала носителя сетки, имеющего большую удельную поверхность и содержащего в качестве основного компонента оксид алюминия, а также содержащего в качестве активирующих компонентов Ζ8Μ-5 и бета-цеолит (δί/Λ12 >25), ΤίΟ2, СеО2 и Ζγ02, общее содержание которых составляет около 40%. Материал носителя содержит частицы как малого (<2 мкм), так и большого (>2 мкм) размера. Отверстия сетки остаются полностью открытыми, поскольку концентрация материала покрытия составляет около 10 г/л, а диаметр отверстия (от края до края ячейки) перед нанесением покрытия составляет около 180 мкм. Ρΐ в качестве активного компонента абсорбирована материалом носителя в концентрации 0,53 г/л при общем количестве платины 0,27 г. Открытые отверстия сетки в покрытии обеспечивают возможность частичного прохождения выхлопного газа в устройство через сетку, что повышает интенсивность отделения частиц. Устройство содержит присоединенную к нему перфорированную трубу.A cleaning device in accordance with the present invention (symbol N00) was made using obliquely corrugated mesh foil wrapped in five overlapping layers around a perforated pipe to form a structure with an external diameter of 90 mm and a length of 130 mm. A pipe with a diameter of 55 mm contained 10 holes with a diameter of 50 mm, the total area of which is 45% of the total area of the perforated pipe. The corrugation height is about 1.3 mm, the width is about 2.5 mm, and the volume of the catalytic layer is 0.52 l. The thickness of the filaments is about 110 μm, while at a distance of 1 cm there are 34 filaments (mesh size 87 shekel). The surface of the structure is coated by spraying a mesh carrier material having a large specific surface and containing alumina as the main component, and also containing Ζ8Μ-5 and beta zeolite as the activating components (δί / Λ1 2 > 25), ΤίΟ 2 , CeO 2 and Ζγ0 2 , the total content of which is about 40%. The carrier material contains particles of both small (<2 μm) and large (> 2 μm) size. The mesh openings remain completely open since the concentration of the coating material is about 10 g / l and the diameter of the hole (from edge to edge of the cell) before coating is about 180 microns. Ρΐ as an active component, it is absorbed by the carrier material in a concentration of 0.53 g / l with a total amount of platinum of 0.27 g. Opened mesh openings in the coating allow partial passage of exhaust gas into the device through the mesh, which increases the intensity of particle separation. The device comprises a perforated pipe attached to it.

Испытания устройства проводили в конструкции двигателя На1 ЭоЫо (1,9 л) в составе автотранспортного средства, эксплуатируемого в соответствии с правилами стандартного европейского цикла испытаний пассажирских автомобилей (ΕΌΟ). Непосредственно после двигателя перед предлагаемой в соответствии с изобретением структурой помещали катализатор окисления (ООО), состоящий из металлической фольги, имеющий ячеистую структуру, объем 0,52 л, число ячеек 120/кв.дюйм, с объемом покрытия около 110 г/л и количеством Ρΐ 3,2 г/л. Состав покрытия был аналогичен используемому в одном из катализаторов в соответствии с настоящим изобретением. Целью использования катализатора окисления являлась интенсификация процессов с участием газообразных компонентов (окисления СО, углеводоро- 9 021434 дов и N0), поскольку само устройство содержало относительно малое количество покрытия и Ρΐ. Предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением устройство подвергали испытаниям при обоих направлениях потока, как указано на фиг. 1.The device was tested in the design of the Na1 EoYo engine (1.9 L) as part of a motor vehicle operated in accordance with the rules of the standard European passenger car test cycle (ΕΌΟ). Immediately after the engine, an oxidation catalyst (LLC) consisting of a metal foil having a cellular structure, a volume of 0.52 l, a number of cells of 120 / sq. Inch, with a coating volume of about 110 g / l and an amount was placed in front of the structure proposed in accordance with the invention Ρΐ 3.2 g / l. The coating composition was similar to that used in one of the catalysts in accordance with the present invention. The purpose of using the oxidation catalyst was to intensify the processes involving gaseous components (oxidation of CO, hydrocarbons and N0), since the device itself contained a relatively small amount of coating and Ρΐ. The device according to the present invention was tested in both flow directions, as indicated in FIG. one.

Количество выбросов и степени их конверсии при использовании катализатора окисления (ЦОС) и новой структуры в соответствии с настоящим изобретениемThe amount of emissions and the degree of their conversion when using an oxidation catalyst (DSP) and a new structure in accordance with the present invention

СО With Общее количество угле- водородов (ОУВ) General quantity coal hydrogens (OVV) Частицы Particles ΝΟχ ΝΟχ Выбросы/конверсия Emissions / Conversion г/км g / km % % г/км g / km % % г/км g / km % % г/км g / km % % Без использования катализаторов Without use catalysts 1,13 1.13 0,175 0.175 0,047 0,047 0,51 0.51 С использованием катализатора ООС Using OOS catalyst 0,50 0.50 56 56 0,110 0,110 37 37 0,035 0,035 26 26 0,53 0.53 -4 -4 С использованием катализаторов ϋΟΟ+ΝΟΌ в трубе, входящей в корпус устройства Using catalysts ϋΟΟ + ΝΟΌ in the pipe entering the device body 0,42 0.42 63 63 0,078 0,078 55 55 0,022 0,022 53 53 0,53 0.53 -А -BUT С использованием катализаторов ϋΟΟ+ΝΟΟ Поток из корпуса устройства в трубу Using catalysts ϋΟΟ + ΝΟΟ Flow from device to pipe 0,42 0.42 63 63 0,072 0,072 59 59 0,026 0,026 45 45 0,54 0.54 -6 -6

Катализатор в соответствии с настоящим изобретением в сочетании с катализатором окисления при использовании устройства в соответствии с фиг. 1А обеспечивает степень конверсии по СО 63%, по ОУВ 55% и по частицам - 53%. Устройство в соответствии с фиг. 1В в сочетании с катализатором окисления обеспечивает степень конверсии по СО 63%, по ОУВ - 59% и по частицам - 45%. При использовании катализатора окисления в отсутствие устройства и катализатора, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, степень конверсии по СО составила 56%, по ОУВ - 37% и по частицам - 26%. Достижение высокой степени конверсии Ν0χ в данных условиях невозможно, и полученные значения были даже отрицательными, что может быть обусловлено разбросом результатов измерения. Достигнутые значения конверсии по частицам, ОУВ и СО являются высокими с учетом того, что температура в первые 800 с испытания постоянно составляла менее 200°С при общей длительности испытания около 1200 с.The catalyst in accordance with the present invention in combination with the oxidation catalyst when using the device in accordance with FIG. 1A provides a conversion rate of 63% for CO, 55% for OWM and 53% for particles. The device according to FIG. 1B, in combination with an oxidation catalyst, provides a 63% conversion rate for CO, 59% for OHM and 45% for particles. When using an oxidation catalyst in the absence of the device and catalyst proposed in accordance with the present invention, the degree of conversion in CO was 56%, in OVA - 37% and in particles - 26%. Achieving a high degree of conversion Ν0 χ under these conditions is impossible, and the obtained values were even negative, which may be due to the scatter of the measurement results. The achieved conversion values for particles, ОУВ and СО are high, taking into account that the temperature in the first 800 s of the test was constantly less than 200 ° С with a total test duration of about 1200 s.

Claims (16)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Очистительное устройство для обработки текучей среды во входной и/или выходной трубе для потока текучей среды, установленное в корпусе очистителя или в очистителе во входной трубе (2) и/или выходной трубе (3) для потока (1, 7) текучей среды, отличающееся тем, что оно содержит перфорированную структуру (4), которая закреплена на торце входной трубы (2) и/или выходной трубы (3), вокруг которой установлена по меньшей мере одна сетчатая структура (5), образующая открытый канал, представляющий собой спиралевидный проточный канал, содержащая по меньшей мере две сетки, между которыми и через которые предусмотрено протекание потока (1, 7) текучей среды в проточных каналах, при этом в перфорированной структуре (4) предусмотрены один или более блокирующих элементов (6, 9), которые служат для направления потока (1, 7) текучей среды через перфорированную структуру (4) в сетчатую структуру (5) и/или в обратном направлении.1. A cleaning device for treating a fluid in an inlet and / or outlet pipe for a fluid stream installed in a cleaner body or in a cleaner in an inlet pipe (2) and / or an outlet pipe (3) for a fluid stream (1, 7) characterized in that it contains a perforated structure (4), which is fixed at the end of the inlet pipe (2) and / or outlet pipe (3), around which at least one mesh structure (5) is installed, forming an open channel, which is spiral flow channel containing at least Here are two grids between which and through which a flow of fluid (1, 7) is provided in the flow channels, while in the perforated structure (4) one or more blocking elements (6, 9) are provided that serve to direct the flow (1 , 7) a fluid through the perforated structure (4) into the mesh structure (5) and / or in the opposite direction. 2. Очистительное устройство по п.1, отличающееся тем, что перфорированная структура (4) содержит отверстия, диаметр/гидравлический диаметр которых составляет 0,1-100 мм, предпочтительно 1-50 мм, например 10-40 мм, и/или площадь отверстий которых составляет 1-95%, предпочтительно 10-70%, например 20-60% от общей площади поверхности перфорированной структуры.2. A cleaning device according to claim 1, characterized in that the perforated structure (4) contains holes whose diameter / hydraulic diameter is 0.1-100 mm, preferably 1-50 mm, for example 10-40 mm, and / or area holes which is 1-95%, preferably 10-70%, for example 20-60% of the total surface area of the perforated structure. 3. Очистительное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) содержит отверстия, размер/видимый диаметр которых составляет 0,05-10 мм, предпочтительно 0,1-2 мм.3. The cleaning device according to claim 1 or 2, characterized in that the mesh structure (5) contains holes whose size / apparent diameter is 0.05-10 mm, preferably 0.1-2 mm. 4. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что один или более блокирующих элементов (6) установлены на концах сетчатой структуры (5) так, что, по меньшей мере, частично перекрывают поток (1, 7) текучей среды.4. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that one or more blocking elements (6) are installed at the ends of the mesh structure (5) so that at least partially block the flow of fluid (1, 7). 5. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что сетчатая структура (5), установленная вокруг перфорированной структуры (4), образующая спиралевидный канал для прохождения потока, образована одним или более слоями наклонно гофрированной сетчатой фольги,5. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the mesh structure (5) installed around the perforated structure (4), forming a spiral channel for the passage of flow, is formed by one or more layers of obliquely corrugated mesh foil, - 10 021434 перфорированной фольги, перфорированных листов, сеток, волокнистых матов, листов бумаги и/или мембран.- 10 021434 perforated foils, perforated sheets, nets, fiber mats, sheets of paper and / or membranes. 6. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) дополнительно содержит по меньшей мере один негофрированный слой сетчатой фольги, перфорированной фольги, перфорированного листа, сетки, волокнистого мата и/или мембраны.6. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the mesh structure (5) further comprises at least one non-corrugated layer of mesh foil, perforated foil, perforated sheet, mesh, fiber mat and / or membrane. 7. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) содержит нити, толщина которых составляет 0,1-5 мм, предпочтительно 0,1-1 мм.7. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the mesh structure (5) contains threads, the thickness of which is 0.1-5 mm, preferably 0.1-1 mm. 8. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) содержит по меньшей мере одну наклонно гофрированную сетку, угол гофра которой относительно направления основного потока составляет 1-90°, предпочтительно 20-60°.8. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the mesh structure (5) contains at least one obliquely corrugated mesh, the corrugation angle of which relative to the main flow direction is 1-90 °, preferably 20-60 °. 9. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) содержит по меньшей мере одну наклонно гофрированную сетку, максимальная высота гофра которой составляет 0,2-200 мм, предпочтительно 0,8-3 мм.9. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the mesh structure (5) comprises at least one inclined corrugated mesh, the maximum corrugation height of which is 0.2-200 mm, preferably 0.8-3 mm. 10. Очистительное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере на часть сетчатой структуры (5) нанесено покрытие из материала-носителя, к которому добавлены каталитически активные соединения.10. A cleaning device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that at least part of the mesh structure (5) is coated with a carrier material to which catalytically active compounds are added. 11. Очистительное устройство по п.10, отличающееся тем, что на сетчатую структуру (5) нанесено покрытие таким образом, что отверстия в сетке остаются, по меньшей мере частично, открытыми.11. The cleaning device according to claim 10, characterized in that the mesh structure (5) is coated so that the holes in the mesh remain at least partially open. 12. Очистительное устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) содержит каталитически активные соединения, катализирующие реакции окисления и/или восстановления выхлопных и отходящих газов.12. A cleaning device according to claim 10 or 11, characterized in that the mesh structure (5) contains catalytically active compounds that catalyze the oxidation and / or reduction of exhaust and exhaust gases. 13. Очистительное устройство по любому из пп.10-12, отличающееся тем, что на сетчатую структуру (5) нанесено покрытие из материала-носителя, содержащего оксид алюминия, оксид кремния, оксиды титана, цеолит, оксид циркония и/или оксид церия.13. A cleaning device according to any one of claims 10-12, characterized in that the mesh structure (5) is coated with a carrier material containing aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxides, zeolite, zirconia and / or cerium oxide. 14. Очистительное устройство по любому из пп.10-13, отличающееся тем, что сетчатая структура (5) содержит каталитически активные соединения, содержащие платину, палладий, родий, иридий, рутений и/или ванадий, катализирующие реакции окисления и/или восстановления выхлопных и отходящих газов.14. A cleaning device according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the mesh structure (5) contains catalytically active compounds containing platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium and / or vanadium, catalyzing oxidation and / or exhaust reduction reactions and exhaust gases. 15. Способ изготовления очистительного устройства для обработки текучей среды, отличающийся тем, что изготавливают перфорированную структуру (4), подлежащую установке во входной трубе (2) и/или выходной трубе (3) для прохождения потока (1, 7) текучей среды, вокруг перфорированной структуры устанавливают по меньшей мере одну сетчатую структуру (5), образующую открытый канал, представляющий собой спиралевидный проточный канал, содержащую по меньшей мере две сетки, между которыми и через которые предусмотрено протекание потока (1, 7) текучей среды в проточных каналах, в перфорированной структуре (4) выполняют один или более блокирующих элементов (6, 9) для направления потока (1, 7) текучей среды через перфорированную структуру (4) в сетчатую структуру (5) и/или в обратном направлении.15. A method of manufacturing a cleaning device for treating a fluid, characterized in that a perforated structure (4) is manufactured to be installed in the inlet pipe (2) and / or outlet pipe (3) for passing the fluid stream (1, 7) around at least one mesh structure (5) is installed in the perforated structure, forming an open channel, which is a spiral flow channel, containing at least two grids, between which and through which a flow of fluid (1, 7) is provided in one or more blocking elements (6, 9) are made in the flow channels in the perforated structure (4) to direct the flow of fluid (1, 7) through the perforated structure (4) to the mesh structure (5) and / or in the opposite direction. 16. Применение очистительного устройства, охарактеризованного в одном из пп.1-14, для обработки выхлопных или сточных газов, содержащих избыток кислорода.16. The use of a cleaning device, characterized in one of claims 1 to 14, for the treatment of exhaust or waste gases containing excess oxygen.
EA201270064A 2009-06-29 2010-06-28 Purifier assembly EA021434B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095735A FI20095735A0 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Puhdistinrakenne
PCT/FI2010/050555 WO2011001027A1 (en) 2009-06-29 2010-06-28 Purifier assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201270064A1 EA201270064A1 (en) 2012-07-30
EA021434B1 true EA021434B1 (en) 2015-06-30

Family

ID=40825439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201270064A EA021434B1 (en) 2009-06-29 2010-06-28 Purifier assembly

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2448656A4 (en)
CN (1) CN203235421U (en)
EA (1) EA021434B1 (en)
FI (1) FI20095735A0 (en)
WO (1) WO2011001027A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20115732A0 (en) * 2011-07-07 2011-07-07 Ecocat Oy New cleaner construction
WO2013076354A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-30 Ecocat Oy Purifier assembly
KR102421531B1 (en) * 2015-01-26 2022-07-20 주식회사 대동 Exhaust Gas After treatment Device and Combine including the same
CN104948282A (en) * 2015-07-10 2015-09-30 常州市盈顺电子有限公司 Filtering exhaust pipe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4078898A (en) * 1974-02-11 1978-03-14 Gould Inc. Catalyst-coated expanded metal foil substrate for an exhaust gas reactor
US5246672A (en) * 1992-04-23 1993-09-21 Williams International Corporation Spiral wound microlith catalyst bed
EP0603392A1 (en) * 1992-05-13 1994-06-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd Particulate trap for purifying diesel engine exhaust gas
US5902558A (en) * 1994-09-26 1999-05-11 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Diskwise-constructed honeycomb body, in particular catalyst carrier body and apparatus for catalytic conversion of exhaust gases
US6663839B2 (en) * 2001-02-26 2003-12-16 Abb Lummus Global Inc. Radial flow gas phase reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3731766A1 (en) * 1987-09-22 1989-03-30 Alfred Buck Soot filter
DE4125686C2 (en) * 1991-08-02 1995-05-11 Oberland Mangold Gmbh Exhaust gas filters for fuel engines and manufacturing methods
FR2751559B1 (en) * 1996-07-25 1998-09-04 Sprint Metal Sa FILTER FOR THE RETENTION OF SOLID PARTICLES CONTAINED IN THE EXHAUST GASES OF A DIESEL ENGINE AND FILTRATION BUFFER
FI118418B (en) * 2003-04-17 2007-11-15 Ecocat Oy Aluminum-rounded catalytic converter for cleaning of gas leaks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4078898A (en) * 1974-02-11 1978-03-14 Gould Inc. Catalyst-coated expanded metal foil substrate for an exhaust gas reactor
US5246672A (en) * 1992-04-23 1993-09-21 Williams International Corporation Spiral wound microlith catalyst bed
EP0603392A1 (en) * 1992-05-13 1994-06-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd Particulate trap for purifying diesel engine exhaust gas
US5902558A (en) * 1994-09-26 1999-05-11 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Diskwise-constructed honeycomb body, in particular catalyst carrier body and apparatus for catalytic conversion of exhaust gases
US6663839B2 (en) * 2001-02-26 2003-12-16 Abb Lummus Global Inc. Radial flow gas phase reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas

Also Published As

Publication number Publication date
EA201270064A1 (en) 2012-07-30
EP2448656A4 (en) 2015-01-14
FI20095735A0 (en) 2009-06-29
EP2448656A1 (en) 2012-05-09
CN203235421U (en) 2013-10-16
WO2011001027A1 (en) 2011-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5820833A (en) Exhaust gas purifier
RU2260469C2 (en) Trap for solid particles and method of separation of solid particles from fluid medium flow
US8844274B2 (en) Compact diesel engine exhaust treatment system
JP2009530543A (en) A system to reduce diesel particulate matter at low temperatures
RU2364732C2 (en) Filter for catching of particles with fibrous layer of metal fibres
US20100269491A1 (en) Partial filter substrates containing scr catalysts and methods and emissions treatment systems
US20080274020A1 (en) Carrier for exhaust-gas purification and exhaust-gas purifier having the carrier
JP2004084666A (en) Removal of soot fine particles from exhaust gas of diesel engine
RU151051U1 (en) CLEANING DEVICE
JP4871875B2 (en) Coated particle trap with nitrogen dioxide regeneration
US7655064B2 (en) Particulate matter-containing exhaust emission controlling filter, exhaust emission controlling method and device
EA021434B1 (en) Purifier assembly
EP2729672A1 (en) New purifying assembly
EP2436889B1 (en) Exhaust emission control device
RU2544910C2 (en) Method and device for ice exhaust gas cleaning
KR20080075165A (en) Refractory exhaust filtering method and device
KR101174113B1 (en) Metal foam filter for diesel particulate filter trap
CN204386703U (en) New type purification equipment
KR100882665B1 (en) Diesel particulate filter
JP2007046516A (en) Exhaust gas treatment device
JP2002537965A (en) Monolith catalyst / filter device
JP2006226185A (en) Device and method for purifying exhaust gas containing particular matter
CN110709588B (en) Exhaust gas treatment device for engine and manufacturing method thereof
EP2783085B1 (en) Purifier assembly
KR100464139B1 (en) Apparatus to filter waste gas of diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY RU