FI117853B - Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely - Google Patents

Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely Download PDF

Info

Publication number
FI117853B
FI117853B FI20021962A FI20021962A FI117853B FI 117853 B FI117853 B FI 117853B FI 20021962 A FI20021962 A FI 20021962A FI 20021962 A FI20021962 A FI 20021962A FI 117853 B FI117853 B FI 117853B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
catalyst
zones
gas
treatment zone
arrangement
Prior art date
Application number
FI20021962A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20021962A (fi
FI20021962A0 (fi
Inventor
Ulf Granlund
Ulf Nordmyr
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
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 Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Priority to FI20021962A priority Critical patent/FI117853B/fi
Publication of FI20021962A0 publication Critical patent/FI20021962A0/fi
Priority to US10/699,525 priority patent/US7288230B2/en
Priority to DK03025367T priority patent/DK1416131T3/da
Priority to AT03025367T priority patent/ATE334302T1/de
Priority to EP03025367A priority patent/EP1416131B1/en
Priority to DE60307012T priority patent/DE60307012T2/de
Publication of FI20021962A publication Critical patent/FI20021962A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI117853B publication Critical patent/FI117853B/fi
Priority to US11/749,638 priority patent/US7858050B2/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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • F01N13/1877—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal the channels or tubes thereof being made integrally with the housing
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1861—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using parts formed by casting or moulding
    • F01N13/1866—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using parts formed by casting or moulding the channels or tubes thereof being made integrally with the housing
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1888—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the housing of the assembly consisting of two or more parts, e.g. two half-shells
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic 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
    • F01N2230/00—Combination of silencers and other devices
    • F01N2230/04—Catalytic converters
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/14—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for modifying or adapting flow area or back-pressure
    • 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
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/12—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of absorption, adsorption or desorption of exhaust gas constituents
    • 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
    • F01N2470/08—Gas passages being formed between the walls of an outer shell and an inner chamber
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

117853
KATALYSAATTORIYKSIKKÖ JA-JÄRJESTELY KATALYSATORENHET OCH -ARRANGEMANG
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen kataly-5 saattoriyksikkö. Lisäksi keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukainen katalysaattorijärjestely.
Energian tuotantolaitoksissa syntyy tunnetusti kaasuja, joiden koostumusta on tarvetta muuttaa, ennen niiden päästämistä ilmakehään. Erityisesti palamispro-10 sessin pakokaasut ovat tällaisia. Tiettyjen pakokaasujen komponenttien, kuten typpioksidien ja hiilivetyjen käsittelyssä käytetään katalysaattoreita, joiden lävitse pakokaasuvirta sovitetaan kulkemaan. Varsinkin suurien pakokaasumäärien ollessa kyseessä kasvaa rakenteiden fyysinen koko helposti toivottua suuremmaksi.
15
Katalysaattorin toiminnan kannalta on myös oleellista, että virtausnopeus katalysaattorissa ei ole liian suuri ts. kaasun viipymäaika katalysaattorissa on sellainen, että toivotut reaktiot ehtivät tapahtua. Tämän aikaansaamiseksi on yleisesti käytetty katalysaattorielementtien kytkemistä rinnan tai vaihtoehtoisesti riittävän * · : 20 suurihalkaisijaista katalysaattorielementtiä. Tavanomaiseen tapaan toteutettuna • * * tämä kasvattaa entisestään laitoksen kokoa.
• · · · · • · * * :.'*i Keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan katalysaattorijärjestely, jonka avulla • · · *·.·* saadaan merkittävää tilan säästöä erityisesti polttomoottorinyhteydessä hyödyn- 25 tämällä pakokaasujärjestelyn pituutta. Keksinnön tarkoituksena on myös saada I « · aikaan katalysaattoriyksikkö, jonka avulla voidaan modulaarisesti toteuttaa tilaa • · • · säästävä katalysaattorijärjestely.
• « • · · ··· * * ···*·'
Keksinnön tavoitteet saavutetaan pääasiassa patenttivaatimuksessa 1 ja 5 sekä • » : 30 muissa vaatimuksissa tarkemmin esitetyllä tavalla.
• · « · • · • · *
F:\DOC\FI\Flt85S 20031204.DOC
2 117853
Keksinnön mukaisella katalysaattoriyksiköllä käsiteltävää kaasua voidaan johtaa sekä katalysaattoriyksikköön sovitetun katalysaattorielementin ohitse, että ka-talysaattoriyksikköön sovitetun katalysaattorielementin kautta, jolloin vain yksi kaasun osavirtaus tulee käsitellyksi ja katalysaattorielementit voidaan sovittaa 5 virtausteknisesti rinnan kytketyiksi. Yksikkö käsittää rinnakkain sovitettuja ts. pituusakselin poikkisuunnassa useita vyöhykkeitä, yhden kaasun käsittely-vyöhykkeen, johon katalysaattorielementti on sovitettu, ja jossa etäisyyden päässä katalysaattorielementistä on väliseinä tai vastaava. Lisäksi katalysaatto-riyksikkö käsittää oleellisesti vastakkaista päistään tulpatut ensimmäisen siirto-10 vyöhykkeen ja toisen siirtovyöhykkeen ja yhden tai useamman läpivirtaus-vyöhykkeen. Edelleen käsittelyvyöhyke on virtausyhteydessä mainitun väliseinän tai vastaavan toiselta puolelta ensimmäisen siirtovyöhykkeen kanssa ja väliseinän tai vastaavan toiselta puolelta toisen siirtovyöhykkeen kanssa. Tämän kaltaisella elementillä saadaan aikaiseksi kompakti kokonaisuus modulaarisena ra-15 kenteena.
Katalysaattoriyksikössä kaasun käsittelyvyöhyke käsittää sekä molempien kaasun siirtovyöhykkeen kanssa että kaikkien läpivirtausvyöhykkeiden kanssa yhtei-sen väliseinämän ja on edullisesti järjestetty katalysaattoriyksikön poikkileikka- t » : 20 uksessa muiden vyöhykkeiden keskeisesti ympäröimäksi. Rakenne on siten to- »· · :T: teutettu, että ensimmäinen ja toinen siirtovyöhyke käsittävät yhteisen väliseinä- *"*: män, toisin sanoen ne muodostavat vierekkäiset vyöhykkeet.
• · • · · • ·· • · « · ·
Keksinnön mukainen katalysaattorijärjestely käsiteltävän kaasun johtamiseksi 25 usean virtausteknisesti rinnan kytketyn katalysaattorielementin lävitse käsittää * · · \ poikkisuunnassa useita oleellisesti järjestelyn kaasun sisääntulopäästä ulostulo- * m "** päähän ulottuvia vyöhykkeitä sekä kaasun käsittelyvyöhykkeen, johon sovitettu • · peräkkäin useita katalysaattorielementtejä, sekä käsittelyvyöhykkeen poikki- * suunnassa sen pituusakseliin nähden symmetrisesti sovitettuja vyöhykkeitä kaa- · : 30 sun johtamiseksi kullekin katalysaattorielementille. Mainitut vyöhykkeet käsittä- vät ainakin yhden vyöhykkeen, joka on katalysaattorijärjestelyn kaasun sisään-
F:\DOC\FI\FI1858 20031204.DOC
3 117853 tulopään ja ulostulopään välillä yhdestä kohtaa tulpattu ja tulppauksen yli on järjestetty virtausyhteys käsittelyvyöhykkeessä katalysaattorielementin kautta.
Kaasun käsittelyvyöhyke on sovitettu katalysaattorijärjestelyyn keskeisesti ja et-5 tä muut vyöhykkeet ympäröivät sitä. Edullisesti katalysaattorijärjestely on poikkileikkaukseltaan pyöreä, ja että kaasun käsittelyvyöhyke on katalysaattorijärjestelyyn keskeisesti sovitettu, ja muut vyöhykkeet muodostuvat tätä ympäröivistä , sektoreista.
10 Keksinnöllä saadaan erityinen etu varsinkin suurten mäntämoottoreiden yhteydessä, jolloin peräkkäin sovitettavat katalysaattoriyksiköt hyödyntävät moottorin pituutta.
Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin omaisesti viitaten oheisiin piirus-15 tuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen katalysaattoriyksikön poikkileikkausta sen pituussuunnassa, kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa keksinnön mukaisesta katalysaattoriyksikös- : tä, * »· • · ; 20 kuvio 3 esittää keksinnön mukaista katalysaattoriyksikköä edestä, ··· kuvio 4 keksinnön mukaisten katalysaattoriyksiköiden kytkentäkaaviota.
t • · • · :.*·· Kuvioihin 1 ja 2 viitaten selostetaan seuraavassa keksinnön mukaisen kataly- * · · saattoriyksikön 1 rakennetta. Katalysaattoriyksikkö on rakenteeltaan sellainen, 25 että sen avulla voidaan tuleva kaasuvirta jakaa osavirtauksiksi, joista yksi osa • · · voidaan johtaa katalysaattoriyksikköön 1 sovitetun katalysaattorielementin 2 lä- • · **;·* vitse ja muut katalysaattorielementin 2 ohitse. Oheisissa kuvioissa esitetty ka- • · •V*: talysaattoriyksikkö 1 on muodostettu poikkileikkaukseltaan pyöreästä putkesta φ *t * 3, joka toimii ulkovaippana. Ulkovaipan muodostavan putken 3 sisään on sovi- * * : 30 tettu halkaisijaltaan ulkovaippaa pienempi sisävaippana toimiva sisäputki 4, jo- * » · hon katalysaattorielementti 2 on sovitettu. Vaikka kuvioissa poikkileikkaus on
F:\DOC\FI\Flie58 20031204.DOC
117853 i 4 : ympyränmuotoinen, joka onkin edullinen muoto, voidaan muoto valita muunlai-seksikin, kuten monikulmioksi. Oleellista on, että poikkileikkaus käsittää tietyllä kulmajaolla samanmuotoisia sektoreita keskipisteen suhteen. Ulkovaipan ja sisä-vaipan väliseen tilaan on katalysaattoriyksikön 1 pituussuuntaisten ja edullisesti 5 säteittäisten väliseinien 5 avulla muodostettu useita vyöhykkeitä 6, joita käytetään kaasun siirtovyöhykkeinä 6.1 ja läpivirtausvyöhykkeinä 6.2. Siirtovyöhyk-keet 6.1 on järjestetty sellaiseksi, että niiden kautta kaasua johdetaan sisään tai ulos pienemmän sisäputken 4 muodostamasta käsittelyvyöhykkeestä 7, mikä mahdollistaa kaasun virtauksen katalysaattorielementin 2 kautta. Tätä varten 10 sisäputkeen 4 on sovitettu aukot 8, 9 siirtovyöhykkeiden 6.1 kohdalle. Läpivir-tausvyöhykkeet 6.2 ovat taas sellaisia vyöhykkeitä, joiden kautta kaasu virtaa katalysaattoriyksikön 1 lävitse sisään ja ulos. Väliseinät 5 on sovitettu kehän suhteen tasaisesti jaettuna, mikä mahdollistaa keksinnön mukaisen katalysaattoriyksikön 1 avulla aikaansaatavaksi katalysaattorijärjestelyn, jossa useita kataly-15 saattoriyksiköitä on kytketty peräkkäin, mutta jossa katalysaattorielementit ovat virtausteknisesti rinnan kytkettynä. Tämä selostetaan myöhemmin kuvioon 4 viitaten.
Käsittelyvyöhykkeeseen on siis sovitettu katalysaattorielementti 2. Katalysaatto- φ · : j*: 20 rielementistä 2 etäisyyden päähän on sisäputkeen 4 sovitettu aukko 8 käsitellyn .**:*: kaasun johtamiseksi pois käsittelyvyöhykkeestä siirtovyöhykkeeseen 6.1. Käsit- telyvyöhyke 7 käsittää väliseinän tai vastaavan 10 aukon 8 läheisyydessä sovi- • i tettuna etäisyyden päähän katalysaattorielementistä 2. Väliseinän tai vastaavan *·» • · *···’ avulla voidaan kaasun eteenpäin virtaus käsittelyvyöhykkeessä estää ja ohjata ,, # 25 kaasua siirtovyöhykkeeseen 6.1. Väliseinän tai vastaavan 10 katalysaattoriele- • * · menttiin nähden vastakkaiselle puolelle on sisäputkeen 4 sovitettu toinen aukko *" 9 toisen kaasuvirran johtamiseksi siirtovyöhykkeestä 6.1 käsittelyvyöhykkee- * · • · · '· *j seen 7. Kuvioissa molemmat siirtovyöhykkeet 6.1 on lisäksi tulpattu varusta- ··*·· maila ne väliseinällä tai vastaavalla 11,12 siten, että toisessa siirtovyöhykkeistä * ♦ * · · : 30 väliseinä 11 on sijoitettu katalysaattoriyksikön kaasun sisääntulopään puolelle ja * « · : : ··«
F:\DOC\FI\FI1858 20031204.DOC
5 117853 toisessa väliseinä 12 kaasun ulostulopään puolelle. Siirtovyöhykkeet on siis tulpattu oleellisesti vastakkaista päistään.
Kuviosta 3 on nähtävissä kuinka keksinnön mukainen katalysaattorielementti 1 5 on poikkileikkaukseltaan sen keskipisteen 13 suhteen symmetrinen. Kuten edellä on mainittu, voidaan sisäputken tai sitten ulkovaipan 3 muoto valita muunlaisek-sikin, kuten monikulmion muotoiseksi ulkovaipaksi 3’ , mitä on kuviossa 3 havainnollistettu katkoviivalla. Väliseinät 5 on sovitettu siten, että poikkileikkaus muodostuu tiettyjen kulmien α1,α2,α3,α4 kokoiset sektorit. Kulmat ovat kaikki 10 oleellisesti yhtä suuria. Tällä tavoin sekä siirtovyöhykkeet 6.1 ja läpivirtaus-vyöhykkeet 6.2 ovat kaikki poikkileikkaukseltaan yhteneviä.
Keksinnön mukaisilla katalysaattoriyksiköillä voidaan saada aikaiseksi katalysaat-torijärjestely käsiteltävän kaasun johtamiseksi usean virtausteknisesti rinnan kyt-15 ketyn katalysaattorielementin lävitse. Katalysaattorijärjestelyn aikaansaaminen selostetaan seuraavassa kuvioon 4 viitaten. Kaasua tuodaan kanavalla 14 katalysaattorijärjestelyn ensimmäiseen katalysaattoriyksikköön 1.1. Kuten edellä on mainittu, katalysaattoriyksikkö jakaa virtauksen useaksi osavirtaukseksi. Ensim- ,·. ·, maiseen katalysaattoriyksikköön 1.1 käsiteltävää kaasua virtaa vain toiseen siir- • · • 20 tovyöhykkeistä 6.1, sillä toinen siirtovyöhyke on tulpattu väliseinällä 11 sisään-»·· :T: tulopäässä. Tässä soveilusmuodossa läpivirtausvyöhykkeitä 6.2 on kaksi kappa- *:·*: letta, mutta niitä voi olla muukin määrä. Tämä määräytyy sen mukaan, kuinka ·.’·· montaa katalysaattoriyksikköä halutaan käyttää. Läpivirtausvyöhykkeiden 6.2 ··» lukumäärä on aina kaksi vähemmän kuin käytettävien katalysaattoriyksiköiden 25 määrä. Käsittelyvyöhykkeeseen 7 virtaa niin ikään yksi osa kaasua, jossa se tu- ·· ♦ • · · : 4·’ lee käsitellyksi virratessaan katalysaattorielementin 2 lävitse. Käsittelyvyöhyk- • « *"·* keeseen sovitetun väliseinämän 10 ja aukon 8 ohjaamana käsitelty kaasu siirtyy • · ensimmäisessä katalysaattoriyksikössä 1.1 siihen siirtovyöhykkeeseen 6.1, joka on sisääntulopäästä tulpattu 11. Tämän jälkeen ensimmäisessä katalysaattoriyk- • * : 30 ' sikössä 1.1 käsitelty kaasun osavirtaus kulkee kahden seuraavan katalysaatto- « · · riyksikön 1.2, 1.3 lävitse läpivirtausvyöhykkeiden 6.2 kautta ja edelleen neljän-
F:\DOC\FI\FI1858 20031204.DOC
β 117853 nessä katalysaattoriyksikössä 1.4 aukon 9 kautta käsittelyvyöhykkeeseen 7 väliseinän 10 katalysaattorielementin 2 vastakkaiselle puolelle ja sieltä edelleen ulos kanavaan 15. Vastaavan kaltainen virtaus eli kaasun osavirtauksen käsittely : yhdessä katalysaattorielementissä 2 kullekin kaasun osavirralle kerrallaan saa-5 daan aikaiseksi sovittamalla keksinnön mukaiset katalysaattoriyksiköt 1.1,1.2,1,3,1.4 toistensa jälkeen siten, että edellisen jatkoksi sijoitettavaa yksikköä kierretään pituusakselinsa ympäri aina kulman α1,α2,α3,α4 määräämän asteluvun. Kulmien asteluvun määrä lukumäärä. Koska poikkileikkauksessa kaikki kulmien määräämät sektorit ovat yhtenevät muodoltaan, asettuvat peräkkäisissä 10 yksiköissä aina kiertosuunnassa vierekkäiset vyöhykkeet peräkkäin.
Edelleen kuviosta 4 voidaan nähdä, että se osa kaasua, joka virtaa ensimmäisessä katalysaattoriyksikössä 1.1 siirtovyöhykkeen 6.1 lävitse, johdetaan aukon 9 lävitse käsittelyvyöhykkeeseen 7 väliseinän 10 alavirranpuolelle, jolloin tämä osa 15 tulee käsitellyksi toisen katalysaattoriyksikön 1.2 katalysaattorielementissä 2. Käsittelyn jälkeen tämä kaasun osa virtaa toisen katalysaattoriyksikön 1.2 aukon 8 kautta siirtovyöhykkeeseen 6.1 ja edelleen kolmannen 1.3 ja neljännen katalysaattoriyksikön 1.4 läpivirtausvyöhykkeiden 6.2 kautta edelleen ulos kanavaan 15. Vastaavalla tavalla ensimmäisessä katalysaattoriyksikössä 1.1 läpivirtaus- • · : ,·*: 20 vyöhykkeiden kautta kulkevat osavirtaukset tulevat käsitellyiksi kolmannessa ··· :T: 1.3 ja neljännessä katalysaattoriyksikössä 1.4. Järjestely on siis sellainen, kasit- telyvyöhykkeessä 7 on peräkkäin useita katalysaattorielementtejä 2, joiden kaut- • * \*·: ta kukin kaasun osavirtaus on sovitettu virtaamaan. Käytännössä kaasu virtaa «·· *·..* osavirtauksina käsittelyvyöhykettä ympäröivissä siirto- tai läpivirtausvyöhykkeis- 25 sä ja siirtovyöhykkeissä suora yhteys on tulpattu ja tulppauksen yli on järjestetty * » · virtausyhteys käsittelyvyöhykkeessä 7 katalysaattorielementin 2 kautta takaisiin • * • · T siirtovyöhykkeeseen 6.1.
• * • · · ··#·-* · *
Kuten kuvion 4 perusteella voidaan päätellä, katalysaattoriyksiköiden välissä ei • · : 30 tarvita siirtovyöhykkeistä kuin toisessa väliseinämä 11,12, mutta koska järjes- • · * « i • · ···
F:\DOC\Ff\FI185B20031204.DOC
7 . 117853 telyn sisääntulo- ja ulostulopäissä ne tarvitaan molemmat, on käytännön syistä järkevää käyttää samanlaisia katalysaattoriyksiköitä 1.
Keksintö ei ole rajoitettu esitettyihin sovellusmuotoihin, vaan useita muunnelmia 5 on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
• « • · · • · · * · ·*· • · · ...
·*· ·*« ··· * · · ...
* • · • · *·· ... • · · • · • ** • · • · • · « • · * • · · * · • · ··· • * • * ··· » * · • »* * • · » # « • · * ··♦ · ··· • · • · « ♦ *
F:\DOC\FI\FH858 70031204.DOC

Claims (8)

  1. 8 117853
  2. 1. Katalysaattoriyksikkö (1), jolla käsiteltävää kaasua voidaan johtaa sekä ka-talysaattoriyksikköön sovitetun katalysaattorielementin (2) ohitse että kataly- 5 saattoriyksikköön sovitetun katalysaattorielementin kautta, joka yksikkö (1) käsittää useita rinnakkain sovitettuja vyöhykkeitä (6,7), ja yhden kaasun käsittely-vyöhykkeen (7), johon katalysaattorielementti (2) on sovitettu, tunnettu siitä, että katalysaattoriyksikkö käsittää oleellisesti vastakkaista päistään tulpatut (11) ensimmäisen siirtovyöhykkeen (6.1) ja toisen siirtovyöhykkeen (6.1) ja yhden tai 10 useamman läpivirtausvyöhykkeen (6.2), että käsittely vyöhykkeessä (7) etäisyyden päässä katalysaattorielementistä (2) on väliseinä tai vastaava (10), ja että käsittelyvyöhyke (7) on virtausyhteydessä mainitun väliseinän tai vastaavan (10) toiselta puolelta ensimmäisen siirtovyöhykkeen (6.1) kanssa ja väliseinän tai vastaavan toiselta puolelta toisen siirtovyöhykkeen (6.1) kanssa. 15
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen katalysaattoriyksikkö, tunnettu siitä, että kaasun käsittelyvyöhyke (7) käsittää sekä molempien kaasun siirtovyöhykkeen (6.1) kanssa että kaikkien läpivirtausvyöhykkeiden (6.2) kanssa yhteisen välisei-nämän (4). • * · 20 • · I • · ·
  4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen katalysaattoriyksikkö, tunnettu siitä, että * ·;··; käsittelyvyöhyke (7) on järjestetty katalysaattoriyksikön poikkileikkauksessa muiden vyöhykkeiden (6.1,6.2) keskeisesti ympäröimäksi. • · · 1 « · • · ♦ ·#
  5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen katalysaattoriyksikkö, tunnettu siitä, että II I : V ensimmäinen ja toinen siirtovyöhyke (6.1) käsittävät yhteisen väliseinämän. • · · • · • · * * · **.*·· 5. Katalysaattorijärjestely käsiteltävän kaasun johtamiseksi usean virtaustekni- * sesti rinnan kytketyn katalysaattorielementin (2) lävitse, joka järjestely käsittää 30 poikkisuunnassa useita oleellisesti järjestelyn kaasun sisääntulopäästä ulostulo-päähän ulottuvia vyöhykkeitä (6,7), sekä kaasun käsittelyvyöhykkeen (7), johon F:\D0C\FI\F11858 2D031S04.DOC 9 117853 sovitettu peräkkäin useita katalysaattorielementtejä (2),tunnettu siitä, että kata* lysaattorijärjestely käsittää käsittelyvyöhykkeen poikkisuunnassa sen pituusakseliin nähden symmetrisesti sovitettuja vyöhykkeitä (6.1,6.2) kaasun johtamiseksi kullekin katalysaattorielementille. 5
  6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen katalysaattorijärjestely, tunnettu siitä, että ainakin yksi mainituista vyöhykkeistä (6.1) on katalysaattorijärjestelyn kaasun sisääntulopään ja ulostulopään välillä yhdestä kohtaa tulpattu (11) ja tulppauk-sen yli on järjestetty virtausyhteys käsittelyvyöhykkeessä (7) katalysaattoriele- 10 mentin (2) kautta.
  7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen katalysaattorijärjestely, tunnettu siitä, että kaasun käsittelyvyöhyke (7) on sovitettu katalysaattorijärjestelyyn (1) keskeisesti, ja että muut vyöhykkeet (6.1,6.2) ympäröivät sitä. 15
  8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen katalysaattorijärjestely, tunnettu siitä, että se on poikkileikkaukseltaan pyöreä, ja että kaasun käsittelyvyöhyke (7) on katalysaattorijärjestelyyn keskeisesti sovitettu, ja että muut vyöhykkeet (6.1,6.2) . muodostuvat tätä ympäröivistä sektoreista. • ·· 20 • · · »<« • · * • · · ♦ · · * • · • · • « · • ·· • * *·· • ♦ • · ···...· • · · ♦ ♦ • · •«* • · • · M· * • · • · · • Φ # : • * * • · • · • · · ·· ·*· · ·*· • · • · ··· R\DOC\FI\F11858 20031204 DOC 10 1 1 7 853 ;
FI20021962A 2002-11-04 2002-11-04 Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely FI117853B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021962A FI117853B (fi) 2002-11-04 2002-11-04 Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely
US10/699,525 US7288230B2 (en) 2002-11-04 2003-10-30 Catalytic converter unit and apparatus
DK03025367T DK1416131T3 (da) 2002-11-04 2003-11-04 Katalytisk konverterenhed og -arrangement
AT03025367T ATE334302T1 (de) 2002-11-04 2003-11-04 Abgasreinigungskatalysatoreinheit und dessen anordnung
EP03025367A EP1416131B1 (en) 2002-11-04 2003-11-04 Catalytic converter unit and arrangement
DE60307012T DE60307012T2 (de) 2002-11-04 2003-11-04 Abgasreinigungskatalysatoreinheit und dessen Anordnung
US11/749,638 US7858050B2 (en) 2002-11-04 2007-05-16 Catalytic converter unit and apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021962A FI117853B (fi) 2002-11-04 2002-11-04 Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely
FI20021962 2002-11-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20021962A0 FI20021962A0 (fi) 2002-11-04
FI20021962A FI20021962A (fi) 2004-05-05
FI117853B true FI117853B (fi) 2007-03-30

Family

ID=8564872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20021962A FI117853B (fi) 2002-11-04 2002-11-04 Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7288230B2 (fi)
EP (1) EP1416131B1 (fi)
AT (1) ATE334302T1 (fi)
DE (1) DE60307012T2 (fi)
DK (1) DK1416131T3 (fi)
FI (1) FI117853B (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8987161B2 (en) 2010-08-13 2015-03-24 Ut-Battelle, Llc Zeolite-based SCR catalysts and their use in diesel engine emission treatment
US8987162B2 (en) 2010-08-13 2015-03-24 Ut-Battelle, Llc Hydrothermally stable, low-temperature NOx reduction NH3-SCR catalyst
US20120090304A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-19 Kotrba Adam J Multiple Flow Path Exhaust Treatment System
DE112017007938T5 (de) * 2017-10-20 2020-06-04 Cummins Emission Solutions Inc. Nachbehandlungssystem zum Mischen eines Reduktionsmittels in einem dadurch strömenden Abgas

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2811425A (en) * 1950-06-13 1957-10-29 Oxy Catalyst Inc Catalytic exhaust gas converter
FR1268668A (fr) 1959-07-31 1961-08-04 Auto Union Gmbh Dispositif assurant la combustion catalytique complémentaire de constituants non ou partiellement brûlés du combustible dans les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne
NL111862C (fi) * 1959-07-31
FR1257056A (fr) 1960-02-13 1961-03-31 Fr D Oxycatalyse Oxy France So Perfectionnements aux procédé et dispositif pour l'épuration des gaz d'échappement des moteurs à explosion
US3297400A (en) * 1962-09-11 1967-01-10 Mobil Oil Corp Catalytic purification of exhaust gases
US3436192A (en) * 1964-06-22 1969-04-01 Air Preheater Catalytic apparatus for removing sulphur dioxide from flue gas
US3736105A (en) * 1971-10-06 1973-05-29 J F Tourtellotte Catalytic muffler
DE2417435A1 (de) 1974-04-10 1975-10-30 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur katalytischen reinigung der abgase von brennkraftmaschinen
US4625511A (en) * 1984-08-13 1986-12-02 Arvin Industries, Inc. Exhaust processor
JPH10110616A (ja) * 1996-10-08 1998-04-28 Kubota Corp エンジンの排気ガス浄化装置
DE19855093A1 (de) 1998-11-28 2000-05-31 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
EP1215375B1 (en) 1999-09-24 2004-11-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas passage structure of outboard engine
JP2003516492A (ja) * 1999-12-09 2003-05-13 エミノクス・リミテッド 装 置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1416131A1 (en) 2004-05-06
FI20021962A (fi) 2004-05-05
FI20021962A0 (fi) 2002-11-04
DK1416131T3 (da) 2006-11-06
DE60307012T2 (de) 2006-12-07
DE60307012D1 (de) 2006-09-07
EP1416131B1 (en) 2006-07-26
US20070214779A1 (en) 2007-09-20
US20040126289A1 (en) 2004-07-01
ATE334302T1 (de) 2006-08-15
US7858050B2 (en) 2010-12-28
US7288230B2 (en) 2007-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6602353B2 (ja) 排気ガス後処理装置及び方法
US6767378B2 (en) Exhaust gas purifying system for internal combustion engine
US9266074B2 (en) Mixing device having a plurality of mixing channels
CN106762051B (zh) 混合管及其排气处理装置
RU2016144162A (ru) Система для смесителя мочевины и смеситель мочевины (варианты)
RU2013123134A (ru) Устройство для введения жидкой среды в отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания
RU2012122993A (ru) Система и способ для предотвращения водного раствора мочевины в пары аммиака с использованием вторичных продуктов сгорания
RU2007123172A (ru) Реактор с теплообменом ударной струей
RU2016141630A (ru) Система для смесителя отработавших газов и смеситель отработавших газов
EP2546491B1 (en) Engine exhaust gas heat exchanger and energy supply device using same
FI117853B (fi) Katalysaattoriyksikkö ja -järjestely
IT201900001933A1 (it) Sistema migliorato di trattamento dei gas di scarico per un veicolo
US7735604B2 (en) Silencer of exhaust gases, in particular for motor vehicles
KR20160107248A (ko) 축류 분무 모듈
RU2018105974A (ru) Смеситель системы рециркуляции отработавших газов
CN107407184A (zh) 混合装置
US11047284B2 (en) Mixer box, a use thereof and a method for mixing
SE520350C2 (sv) Behållaranordning inrättad att anordnas i ett avgassystem för en förbränningsmotor
KR20150100221A (ko) 믹서 일체형 에스씨알 챔버
US8202484B2 (en) Combined exhaust gas aftertreatment device
CN210905612U (zh) 流体均布器及其均布装置
RU25586U1 (ru) Кожухотрубный змеевиковый теплообменник
CN111164356B (zh) 壳管式热交换器
CN210752468U (zh) 混合器
RU2200913C2 (ru) Водогрейный котел

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 117853

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed