RU2306440C1 - Method of and device for cleaning exhaust gases - Google Patents

Method of and device for cleaning exhaust gases Download PDF

Info

Publication number
RU2306440C1
RU2306440C1 RU2006128499/06A RU2006128499A RU2306440C1 RU 2306440 C1 RU2306440 C1 RU 2306440C1 RU 2006128499/06 A RU2006128499/06 A RU 2006128499/06A RU 2006128499 A RU2006128499 A RU 2006128499A RU 2306440 C1 RU2306440 C1 RU 2306440C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
neutralization
main body
catalyst
Prior art date
Application number
RU2006128499/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Алексеевич Иванов (RU)
Юрий Алексеевич Иванов
Раиса Петровна Орлова (RU)
Раиса Петровна Орлова
Сергей Алексеевич Быстров (RU)
Сергей Алексеевич Быстров
Евгений Дмитриевич Иванов (RU)
Евгений Дмитриевич Иванов
Александр Петрович Орлов (RU)
Александр Петрович Орлов
нчиков Александр Григорьевич Двор (RU)
Александр Григорьевич Дворянчиков
Original Assignee
Александр Григорьевич Дворянчиков
Юрий Алексеевич Иванов
Раиса Петровна Орлова
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 Александр Григорьевич Дворянчиков, Юрий Алексеевич Иванов, Раиса Петровна Орлова filed Critical Александр Григорьевич Дворянчиков
Priority to RU2006128499/06A priority Critical patent/RU2306440C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2306440C1 publication Critical patent/RU2306440C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering, heat power engineering, metallurgy, chemical industry, automotive industry.
SUBSTANCE: invention can be used in exhaust gas neutralization systems of different power plants, particularly, boiler units, thermal power stations, internal combustion and diesel engines. Proposed method of cleaning of exhaust gases includes delivery of exhaust gas flow to catalyst and delivery of air for neutralizing harmful admixtures of exhaust gases. Prior to delivering to catalyst, exhaust gas flow is positively mixed with air flow and simultaneously first stage of neutralization is provided by acting on said flows with magnetic field in which vectors of direction of forces are orientated in plane perpendicular relative to direction of delivery of exhaust gases. Magnetic fields is formed by at least two magnets whose like poles are installed opposite to each other and are constantly maintained in this position, and turbulent mixing of flows of exhaust gases and air provided, and than second stage of neutralization is carried out. Device for implementing proposed method is provided.
EFFECT: improved neutralization of exhaust gases.
20 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, машиностроения, теплоэнергетики, металлургии, химической промышленности, автомобилестроения и может быть использовано в системах нейтрализации отработавших газов различных энергетических установок, в частности котельных установок, тепловых станций, двигателях внутреннего сгорания, дизелях и др.The invention relates to the field of engine building, mechanical engineering, heat power engineering, metallurgy, chemical industry, automotive industry and can be used in exhaust gas aftertreatment systems of various power plants, in particular boiler plants, thermal stations, internal combustion engines, diesel engines, etc.

Отработавшие газы, например, двигателей внутреннего сгорания (ДВС) характеризуются наличием в своем составе токсичных примесей таких как: монооксид углерода (СО), оксид азота (NOx) и углеводороды (СН).Exhaust gases, for example, internal combustion engines (ICE), are characterized by the presence of toxic impurities such as carbon monoxide (CO), nitric oxide (NOx) and hydrocarbons (CH).

Известен способ очистки отработавших газов, например, ДВС (патент DE 44006648 C1, F01N 3/20 от 001.03.1994), основанный на двух стадийном проведении реакции нейтрализации отработавших газов: на первой стадии способа для уменьшения выделения СН и СО поток отработавших газов пропускают через первый нейтрализатор во время холодной фазы со сверхстехиометрическим составом, а на второй стадии - при регулируемом по лямбде стехиометрическом составе отработавших газов каталитическое преобразование отработавших газов в первом нейтрализаторе блокируется и осуществляется во втором каталитическом нейтрализаторе. Недостатком данного способа является сложность его реализации, основанная на необходимости использования систем контроля параметров ДВС и устройств блокировки указанных нейтрализаторов, что делает данный способ неэффективным и малопривлекательным.A known method of purification of exhaust gases, for example, ICE (patent DE 44006648 C1, F01N 3/20 from 01.03.1994), based on two stages of the neutralization of exhaust gases: in the first stage of the method to reduce the emission of CH and CO, the exhaust gas stream is passed through the first catalyst during the cold phase with a superstoichiometric composition, and in the second stage, with the lambda controlled stoichiometric composition of the exhaust gases, the catalytic conversion of exhaust gases in the first catalyst is blocked and occurs in the second catalytic converter. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, based on the need to use control systems for the parameters of the internal combustion engine and blocking devices of said neutralizers, which makes this method inefficient and unattractive.

Известны способы очистки отработавших газов, основанные на проведении нейтрализации отработавших газов в присутствии воздуха. Особую значимость в подобных способах очистки приобретает операция смешения потока отработавших газов и потока подаваемого воздуха.Known methods for cleaning exhaust gases based on the neutralization of exhaust gases in the presence of air. Of particular importance in such cleaning methods is the operation of mixing the flow of exhaust gases and the flow of supplied air.

Известны способы очистки отработавших газов, в которых проводят смешение под воздействием газодинамических сил подаваемых потоков в зоне подачи отработавших газов и воздуха (авторское свидетельство СССР №1291707, МПК F01N 3/00, 1982). Известный способ перемешивания потоков малоэффективен и недостаточен для достижения полной очистки отработавших газов.Known methods for cleaning exhaust gases, in which they mix under the influence of gas-dynamic forces of the supplied flows in the zone of exhaust gas and air supply (USSR author's certificate No. 1291707, IPC F01N 3/00, 1982). The known method of mixing flows is ineffective and insufficient to achieve complete purification of exhaust gases.

Известен способ очистки отработавших газов с принудительным перемешиванием путем механического воздействия на поток отработавших газов и поток подаваемого дополнительного воздуха, осуществленный в каталитическом нейтрализаторе (патент Японии №332752 В2, 8502795 А от 24.05.1993). В известном способе осуществляют дробление и слияние потоков воздуха и отработавших газов, для чего формируют камеру смешения потоков, в которой установлены перегородки с отверстиями различных диаметров и различными вариантами их взаимного расположения. Недостатком данного способа является его техническая сложность и недостаточная эффективность осуществляемой операции перемешивания. По этой причине данный способ не обеспечивает высокую степень очистки отработавших газов.There is a method of purification of exhaust gases with forced mixing by mechanical action on the exhaust gas flow and the flow of additional air supplied, carried out in a catalytic converter (Japan patent No. 3332752 B2, 8502795 A from 05.24.1993). In the known method, the air and exhaust gases are crushed and merged, for which a flow mixing chamber is formed, in which partitions with openings of various diameters and various variants of their mutual arrangement are installed. The disadvantage of this method is its technical complexity and the lack of effectiveness of the operation of mixing. For this reason, this method does not provide a high degree of purification of exhaust gases.

Известен способ очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2098643 С1, МПК F01N 3/10, публ. от 10.12.1997). Сущность способа заключается в том, что принудительное смешение окислителя и окисляемых реагентов на высокотемпературном участке выхлопа осуществляют в два этапа. На первом этапе продольное смещение макрообъемов отработанных газов сочетают с одновременным воздействием на поток тормозящими и ускоряющими продольными силами, а на втором этапе перемешивают смешенные макрообъемы этих газов воздействием поперечно-продольных сил. Недостатком данного аналога является то, что смешение проводят на высокотемпературном участке выхлопа, а двойные этапы смешения необходимо повторять 2-4 раза, что определяет неэкономичность данного способа. При этом тормозящие и ускоряющие силы создают механическим воздействием на поток, а поперечно-продольные силы - газодинамическим воздействием или воздействием на поток акустическими колебаниями, что определяет сложность его реализации.A known method of purification of exhaust gases of an internal combustion engine (RF patent No. 2098643 C1, IPC F01N 3/10, publ. From 10.12.1997). The essence of the method lies in the fact that the forced mixing of the oxidizing agent and oxidizable reagents in the high-temperature section of the exhaust is carried out in two stages. At the first stage, the longitudinal displacement of the macro-volumes of the exhaust gases is combined with the simultaneous action of braking and accelerating longitudinal forces on the flow, and at the second stage, the mixed macro-volumes of these gases are mixed by the action of transverse-longitudinal forces. The disadvantage of this analogue is that the mixing is carried out on the high-temperature section of the exhaust, and the double stages of mixing must be repeated 2-4 times, which determines the uneconomy of this method. In this case, the braking and accelerating forces create a mechanical effect on the flow, and the transverse-longitudinal forces - a gas-dynamic effect or the impact on the flow of acoustic vibrations, which determines the complexity of its implementation.

Главным недостатком способа является его недостаточная эффективность очистки, т.к. при его реализации степень очистки отработанных газов по окиси углерода составляет от 30 до 90%.The main disadvantage of this method is its lack of cleaning efficiency, because during its implementation, the degree of purification of exhaust gases by carbon monoxide is from 30 to 90%.

Известен способ очистки отработавших газов от вредных частиц и газообразных вредных веществ (патент РФ №2064595, МПК F01N 3/10, публ. 27.07.1996), основанный на использовании летящего катализатора, в котором на поток отработавших газов воздействуют магнитным полем. Однако в данном способе под действием электромагнитных сил происходит извлечение крупных частиц летящего катализатора в виде частиц железа и их удержание этими же силами вблизи сердечника электромагнита.A known method of purification of exhaust gases from harmful particles and gaseous harmful substances (RF patent No. 2064595, IPC F01N 3/10, publ. 07.27.1996), based on the use of a flying catalyst in which the flow of exhaust gases is affected by a magnetic field. However, in this method, under the influence of electromagnetic forces, large particles of a flying catalyst in the form of iron particles are extracted and held by the same forces near the core of the electromagnet.

Таким образом, данным способом с помощью магнитного поля проводят процесс разделения частиц, в частности частиц железа, от других примесей в потоке ОГ, а не смешение потоков ОГ и потока воздуха.Thus, this method uses a magnetic field to separate particles, in particular iron particles, from other impurities in the exhaust gas stream, and not to mix the exhaust gas flows and the air stream.

В процессе проведенных информационных исследований не выявлены другие способы очистки отработавших газов, в которых смешение потоков ОГ и потоков подаваемого воздуха было бы осуществлено путем воздействия на поток магнитным полем.In the course of the conducted informational studies, no other methods of purification of exhaust gases were revealed in which the exhaust gas flows and the supplied air flows were mixed by applying a magnetic field to the flow.

В качестве ближайшего аналога выбран способ очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2136908 С1, МПК F01N 3/10, публ. от 10.09.1999 г.).As the closest analogue, the method of purification of exhaust gases of an internal combustion engine was selected (RF patent No. 2136908 C1, IPC F01N 3/10, publ. From 09/10/1999).

В известном способе очистку отработавших газов осуществляют путем пропускания потока отработавших газов ДВС через слой катализатора в присутствии воздуха, а в качестве катализатора используют сменное поверхностно-активное рабочее тело в виде металловойлочного изделия с коэффициентом объемной плотности не ниже 0,92.In the known method, the exhaust gas is cleaned by passing the ICE exhaust gas stream through the catalyst bed in the presence of air, and a replaceable surfactant working fluid in the form of a metal-and-steel product with a bulk density coefficient of at least 0.92 is used as a catalyst.

Недостатком способа-прототипа является то, что катализ отработавших газов проводят без предварительного смешения потоков воздуха и отработавших газов. Режим ламинарности потока проходящих отработавших газов, который создают за счет геометрической формы зоны катализации и заданного соотношения величин диаметров рабочего тела катализатора и входного патрубка, не обеспечивает полного перемешивания названных потоков, что снижает эффективность очистки отработавших газов. Кроме того, поток воздуха подают непосредственно в центральную часть зоны катализации отработавших газов. При этом не происходит равномерного распределения смешанных потоков по всему объему рабочего тела катализатора. В результате снижается эффективность использования катализатора и уменьшается его рабочий ресурс.The disadvantage of the prototype method is that the catalysis of the exhaust gases is carried out without prior mixing of the air flows and exhaust gases. The laminarity regime of the flow of passing exhaust gases, which is created due to the geometrical shape of the catalysis zone and the given ratio of the diameters of the working fluid of the catalyst and the inlet pipe, does not provide complete mixing of these flows, which reduces the efficiency of exhaust gas purification. In addition, an air stream is supplied directly to the central part of the exhaust gas catalytic zone. However, there is no uniform distribution of mixed flows throughout the volume of the working fluid of the catalyst. As a result, the efficiency of use of the catalyst is reduced and its working life is reduced.

Таким образом, данный способ не обеспечивает эффективность процесса нейтрализации отработавших газов в степени, достаточной для проведения полной очистки отработавших газов от вредных примесей.Thus, this method does not provide the efficiency of the exhaust gas aftertreatment process to an extent sufficient for a complete purification of exhaust gases from harmful impurities.

Известны устройства, осуществляющие способы очистки отработавших газов ДВС, а именно нейтрализаторы каталитического типа.Known devices that implement methods for cleaning exhaust gases of internal combustion engines, namely the catalytic type converters.

Известен комбинированный нейтрализатор газовых выбросов (патент РФ №2145668, F01N 3/10, публ. 20.02.2000 г.). Известный нейтрализатор газовых выбросов содержит корпус с выходным и входным отверстиями и размещенные в нем последовательно блоки из медной и/или алюминиевой стружки и активированного угля, между которыми установлен трубчатый каталитический реактор, при этом корпус нейтрализатора в месте расположения стружки выполнен в виде диффузора.Known combined neutralizer of gas emissions (RF patent No. 2145668, F01N 3/10, publ. 02.20.2000). Known gas emission neutralizer contains a housing with outlet and inlet openings and blocks of copper and / or aluminum chips and activated carbon placed in series, between which a tubular catalytic reactor is installed, while the catalyst housing at the chip location is made in the form of a diffuser.

Недостатком известного комбинированного нейтрализатора является то, что наличие в конструкции устройства каталитического нейтрализатора совместно с угольным фильтром приводит к повышению противодавления в выпускной системе, что приводит к снижению мощности двигателя и увеличению расхода топлива.A disadvantage of the known combined converter is that the presence of a catalytic converter together with a carbon filter in the device structure leads to an increase in back pressure in the exhaust system, which leads to a decrease in engine power and an increase in fuel consumption.

Известен нейтрализатор отработавших газов (патент РФ №2175073, МПК F01N 3/02, от 20.10.2001). В корпусе нейтрализатора встроен катализатор, электромагнитный улавливатель с пластинами и рассеиватель, выполненный в виде конуса. Под действием электромагнитного поля частицы сажи осаждаются на пластинах электромагнитного улавливателя. За счет воздействия переменного магнитного поля на поток ОГ происходит отделение твердых частиц от газообразных составляющих потока ОГ, но не происходит перемешивание потока ОГ. Недостатком является ведение катализа отработавших газов без подачи воздуха, что снижает эффективность очистки отработавших газов. Электромагнитный улавливатель не обеспечивает перемешивание потока отработавших газов.Known exhaust gas neutralizer (RF patent No. 2175073, IPC F01N 3/02, from 20.10.2001). A catalyst, an electromagnetic trap with plates, and a diffuser made in the form of a cone are integrated in the converter housing. Under the influence of an electromagnetic field, soot particles are deposited on the plates of an electromagnetic trap. Due to the influence of an alternating magnetic field on the exhaust gas stream, solid particles are separated from the gaseous components of the exhaust gas stream, but the exhaust gas does not mix. The disadvantage is the management of exhaust gas catalysis without air supply, which reduces the efficiency of exhaust gas cleaning. The electromagnetic trap does not mix the exhaust gas stream.

Известен каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2117778 С1, МПК F01N 3/28, публ. от 20.08.1998). В корпус каталитического нейтрализатора встроен металлический пористый стакан с перегородками, в котором содержатся слои металла в виде стружки и/или порошка и бентонитовой глины с ионами цветных металлов. Данный нейтрализатор малоэффективен, так как в отсутствии подачи воздуха снижение углеводородов составляет 65-75%, монооксида углерода - до 50%.Known catalytic converter for exhaust gases of an internal combustion engine (RF patent No. 2117778 C1, IPC F01N 3/28, publ. From 08.20.1998). A metal porous glass with baffles is built into the catalytic converter housing, which contains metal layers in the form of chips and / or powder and bentonite clay with non-ferrous metal ions. This converter is ineffective, since in the absence of air supply, the reduction of hydrocarbons is 65-75%, carbon monoxide - up to 50%.

Известно устройство для осуществления способа, выбранного в качестве ближайшего аналога по патенту РФ №2136908 С1, МПК F01N 3/10, публ. от 10.09.1999 г. Известное устройство для очистки отработавших газов описано в пункте 2 формулы изобретения по патенту РФ №2136908 С1, МПК F01N 3/10, публ. от 10.09.1999 г.A device for implementing the method selected as the closest analogue to the patent of the Russian Federation No. 2136908 C1, IPC F01N 3/10, publ. from 09/10/1999, A known device for purifying exhaust gases is described in paragraph 2 of the claims of the RF patent No. 2136908 C1, IPC F01N 3/10, publ. from 09/10/1999

Устройство для очистки отработанных газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания содержит корпус с входным и выходным патрубками ОГ, эжектор, установленный на цилиндрической втулке со стороны входного патрубка, и цилиндрическое рабочее тело катализатора, размещенное в месте соединения разъемных частей корпуса, при этом рабочее тело катализатора выполнено на никель-хромовой основе, а угол захода рабочей поверхности корпуса со стороны входного патрубка, образованный продольной осью корпуса и образующей конуса, составляет 61-64°, при этом диаметр рабочего тела катализатора превышает диаметр входного патрубка в 2,5 раза.A device for cleaning exhaust gases (OG) of internal combustion engines includes a housing with inlet and outlet exhaust pipes, an ejector mounted on a cylindrical sleeve from the inlet side, and a cylindrical working fluid of the catalyst located at the junction of the detachable parts of the housing, while the working fluid of the catalyst made on a nickel-chromium basis, and the angle of approach of the working surface of the housing from the inlet pipe, formed by the longitudinal axis of the housing and forming a cone, is 61-64 °, while meter working catalyst body inlet exceeds 2.5 times the diameter.

К недостаткам известного устройство следует отнести то, что выполненный в устройстве катализатор, диаметр рабочего тела которого больше, чем диаметр входного патрубка в 2,5 раза, не гарантирует высокого качества нейтрализации, поскольку при увеличении объема потока ОГ в указанной полости и при наличии эжектора на пути потока ОГ происходит завихрение и торможение его. При этом образуются застойные периферийные зоны в теле катализатора, что не обеспечивает качественной очистки ОГ.The disadvantages of the known device include the fact that the catalyst made in the device, the diameter of the working fluid of which is 2.5 times larger than the diameter of the inlet pipe, does not guarantee a high quality of neutralization, since with an increase in the volume of the exhaust gas flow in this cavity and in the presence of an ejector the path of the exhaust gas turbulence occurs and its inhibition. In this case, stagnant peripheral zones are formed in the catalyst body, which does not provide high-quality exhaust gas purification.

Приведенные характеристики определяют низкий ресурс рабочего тела катализатора и необходимость частой замены его.The above characteristics determine the low resource of the working fluid of the catalyst and the need for its frequent replacement.

Таким образом, устройство имеет катализатор с низким рабочим ресурсом, т.е. обладает низкой надежностью и низкими эксплуатационными характеристиками. В целом устройство не обеспечивает эффективной очистки потока отработавших газов.Thus, the device has a low-life catalyst, i.e. possesses low reliability and low operational characteristics. In General, the device does not provide effective cleaning of the exhaust stream.

Задачей, на решение которой направлены заявляемые технические решения, являлась разработка способа очистки отработавших газов и реализующего этот способ устройства, которые позволили бы обеспечить эффективную очистку потока отработавших газов, преимущественно ДВС, от вредных примесей, улучшение их эксплуатационных характеристик, увеличение ресурса каталитических элементов и срока службы устройства в целом при сохранении мощности двигателя и без увеличения расхода топлива.The task to which the claimed technical solutions are directed was to develop a method for purifying exhaust gases and implementing this method of a device that would allow for efficient purification of the stream of exhaust gases, mainly ICE, from harmful impurities, improving their operational characteristics, increasing the resource of catalytic elements and the term service of the device as a whole while maintaining engine power and without increasing fuel consumption.

Поставленная задача в части способа решается тем, что в способе очистки отработавших газов (ОГ), преимущественно ДВС, путем пропускания потока ОГ через катализатор и подачи воздуха для нейтрализации вредных примесей ОГ в отличие от ближайшего аналога предварительно перед подачей на катализатор поток ОГ принудительно смешивают с потоком подаваемого воздуха и одновременно проводят первую стадию нейтрализации ОГ.The problem in terms of the method is solved by the fact that in the method of purification of exhaust gases (exhaust gas), mainly ICE, by passing the exhaust gas stream through the catalyst and supplying air to neutralize harmful exhaust impurities, in contrast to the closest analogue, the exhaust gas stream is forcedly mixed with the flow of supplied air and at the same time carry out the first stage of exhaust gas neutralization.

Большое значение для эффективности процесса нейтрализации вредных примесей в потоке ОГ имеют интенсивность смешения потоков и равномерность распределения отработавших газов по сечению.Of great importance for the efficiency of the process of neutralizing harmful impurities in the exhaust gas stream is the intensity of mixing of the flows and the uniform distribution of exhaust gases over the cross section.

Принудительное смешение проводят, воздействуя на указанные потоки магнитным полем, векторы направления сил которого ориентируют в плоскости, перпендикулярной относительно направления подачи потока ОГ. Магнитное поле формируют с помощью, по меньшей мере, двух магнитов, одноименные полюса которых устанавливают навстречу друг другу и постоянно поддерживают их в этом положении, при этом создают турбулентный режим перемещения потоков ОГ и воздуха. На смешанные потоки ОГ и воздуха воздействуют постоянным магнитным полем, причем это воздействие ведут при температуре указанных потоков ниже температуры Кюри ферромагнетиков.Forced mixing is carried out by acting on these flows with a magnetic field, the direction vectors of the forces of which are oriented in a plane perpendicular to the direction of flow of the exhaust gas. The magnetic field is formed using at least two magnets, the same poles of which are set towards each other and constantly support them in this position, while creating a turbulent mode of movement of the exhaust gas and air flows. The mixed flows of exhaust gas and air are affected by a constant magnetic field, and this effect is carried out at a temperature of these flows below the Curie temperature of ferromagnets.

Перед этапом принудительного смешения предварительно осуществляют ламинаризацию смешанных потоков ОГ и воздуха.Before the forced mixing step, laminarization of the mixed exhaust gas and air flows is preliminarily carried out.

Таким образом, в предложенном способе смешение потоков ОГ и воздуха проводят в 2 стадии:Thus, in the proposed method, the mixing of the exhaust gas and air flows is carried out in 2 stages:

Первая стадия - смешение потоков, которое осуществляют под действием газодинамических сил. Векторы указанных сил ориентируют в плоскостях, размещенных перпендикулярно друг другу: направление движения потока ОГ осуществляют продольно, а направление движения потока воздуха - в поперечном сечении относительно поступающего потока ОГ.The first stage is the mixing of flows, which is carried out under the action of gas-dynamic forces. The vectors of the indicated forces are oriented in planes perpendicular to each other: the direction of the exhaust gas flow is carried out longitudinally, and the direction of the air flow is in cross section relative to the incoming exhaust flow.

Вторая стадия - принудительное смешение осуществляют под воздействием сил магнитного поля.The second stage - forced mixing is carried out under the influence of magnetic field forces.

Сущность воздействия магнитным полем на поток ОГ заключается в следующем:The essence of the effect of a magnetic field on the exhaust gas flow is as follows:

Магнитный момент молекулы является векторной суммой магнитных моментов атомов, из которых она состоит.The magnetic moment of a molecule is the vector sum of the magnetic moments of the atoms of which it consists.

Магнитное поле воздействует на ориентацию частиц вещества, имеющих магнитные моменты. Степень намагничивания вещества характеризуется намагниченностью.A magnetic field affects the orientation of particles of matter having magnetic moments. The degree of magnetization of a substance is characterized by magnetization.

Магнетики делятся на три класса:Magnets are divided into three classes:

Первый - парамагнетики (алюминий, кислород, молибден).The first is paramagnets (aluminum, oxygen, molybdenum).

Второй - диамагнетики (азот, водород, медь).The second is diamagnetics (nitrogen, hydrogen, copper).

Третий - ферромагнетики (железо и его соединения).The third is ferromagnets (iron and its compounds).

Таким образом, молекулы СО, NOx, CH, присутствующие в составе токсичных примесей отработавших газов, под воздействием сил магнитного поля приобретают магнитные моменты и совершают движение в направлениях, заданных векторами направления сил магнитного поля, которое ориентируют в плоскости, перпендикулярной относительно направления подачи потока ОГ. Поскольку одноименные полюса магнитов направляют навстречу друг другу и постоянно поддерживают их в этом положении, то при этом создают турбулентный режим перемещения потоков ОГ и воздуха. В результате совершенных действий достигают высокую интенсивность смешения потоков и равномерность распределения отработавших газов по сечению корпуса устройства.Thus, CO, NOx, CH molecules present in the composition of toxic impurities of exhaust gases, under the influence of magnetic field forces, acquire magnetic moments and move in the directions specified by the direction vectors of the magnetic field forces, which are oriented in a plane perpendicular to the direction of flow of the exhaust gas . Since the poles of the magnets of the same name are directed towards each other and constantly support them in this position, they create a turbulent mode of movement of the exhaust gas and air flows. As a result of the perfect actions, a high mixing intensity of the flows and a uniform distribution of exhaust gases over the cross section of the device casing are achieved.

Одновременно с принудительным смешением потоков подаваемого воздуха и ОГ проводят первую стадию нейтрализации ОГ.Simultaneously with the forced mixing of the supplied air and exhaust gas flows, the first stage of exhaust gas neutralization is carried out.

На первой стадии нейтрализации в качестве катализатора используют медь и ферромагнетик. Как показывают исследования, магнитное поле усиливает процесс катализа вредных примесей ОГ, особенно молекул моноокиси углерода.In the first stage of neutralization, copper and a ferromagnet are used as a catalyst. Studies show that a magnetic field enhances the catalysis of harmful exhaust impurities, especially carbon monoxide molecules.

Затем проводят вторую стадию нейтрализации. На второй стадии нейтрализации в качестве катализатора используют цеолит.Then carry out the second stage of neutralization. In the second stage of neutralization, zeolite is used as a catalyst.

Цеолит относится к катализаторам ионно-обменного типа. Цеолит представляет собой природный материал, к ним относятся около 30 минералов, в том числе высококремнистые и термокислостойкие шабазит, морденит, эрионит. Данный материал может работать не только как адсорбент, но и как активный ионно-обменный катализатор. Как сыпучий материал цеолит обладает не только большой пористостью, но и обеспечивает высокую степень прохождения потока ОГ. Катализатор на основе цеолита имеет длительный рабочий ресурс и не требует частой замены.Zeolite is an ion exchange type catalyst. Zeolite is a natural material, they include about 30 minerals, including high-silicon and thermo-acid-resistant chabazite, mordenite, and erionite. This material can work not only as an adsorbent, but also as an active ion-exchange catalyst. As a bulk material, zeolite has not only high porosity, but also provides a high degree of passage of the exhaust gas flow. The zeolite-based catalyst has a long working life and does not require frequent replacement.

Перед подачей ОГ на второй катализатор может быть проведена стадия ионизации при условии повышенной концентрации вредных веществ, особенно молекул углеводорода в составе поступающего на очистку потока ОГ. Ионизацию проводят путем создания коронарного разряда, при этом кислород, содержащийся в смеси ОГ и воздуха, ионизируют. Под воздействием коронарного разряда образуется озон и/или атомарный кислород. В этом случае вторую стадию нейтрализации вредных примесей ОГ проводят в присутствии озона и/или атомарного кислорода.Before supplying the exhaust gas to the second catalyst, an ionization step can be carried out under the condition of an increased concentration of harmful substances, especially hydrocarbon molecules in the exhaust gas flowing for purification. Ionization is carried out by creating a coronary discharge, while the oxygen contained in the mixture of exhaust gas and air is ionized. Under the influence of a coronary discharge, ozone and / or atomic oxygen is formed. In this case, the second stage of neutralization of harmful exhaust impurities is carried out in the presence of ozone and / or atomic oxygen.

Поставленная задача относительно заявленного устройства решается следующим образом.The problem with respect to the claimed device is solved as follows.

Предлагается устройство для очистки отработанных газов (ОГ), преимущественно после ДВС, содержащее основной корпус с входным патрубком ОГ и с выходным отверстием. Основной корпус имеет усеченную конусообразную часть, меньшее основание которого ориентировано в сторону входного патрубка. В основном корпусе расположен каталитический элемент, образуя зону нейтрализации вредных примесей ОГ, при этом основной корпус соединен с патрубком системы принудительной подачи воздуха. В отличие от ближайшего аналога основной корпус снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным корпусом, который размещен в зоне нейтрализации ОГ основного корпуса. Наличие дополнительного корпуса и его выполнение с торцевыми стенками и перегородками, которые расположены перпендикулярно оси основного корпуса и последовательно на расстоянии друг от друга, позволяют образовать, по меньшей мере, два блока. Наличие двух блоков обеспечивает возможность размещения в устройстве двух различных катализаторов и осуществления двух стадий нейтрализации вредных примесей ОГ. При этом, по меньшей мере, в одном блоке установлен, по меньшей мере, один каталитический элемент, который выполнен в виде ионно-обменного катализатора, в качестве которого использован цеолит.A device for purification of exhaust gases (OG), mainly after the internal combustion engine, is proposed, comprising a main body with an exhaust inlet pipe and with an exhaust outlet. The main body has a truncated conical part, the smaller base of which is oriented towards the inlet pipe. A catalytic element is located in the main body, forming a zone for neutralizing harmful exhaust impurities, while the main body is connected to the nozzle of the forced air supply system. Unlike the closest analogue, the main body is equipped with at least one additional body, which is located in the exhaust gas neutralization zone of the main body. The presence of an additional housing and its implementation with end walls and partitions, which are perpendicular to the axis of the main body and sequentially at a distance from each other, allow you to form at least two blocks. The presence of two blocks makes it possible to place two different catalysts in the device and to carry out two stages of neutralizing harmful exhaust impurities. In this case, at least one catalytic element is installed in at least one block, which is made in the form of an ion-exchange catalyst, which is used as a zeolite.

В другом блоке в качестве каталитического элемента использованы медь и ферромагнетик. В качестве данного каталитического элемента выступает медная сетка, из которой выполнен дополнительный корпус, его торцевые стороны и перегородки. Наличие дополнительного корпуса и его размещение в зоне нейтрализации ОГ основного корпуса позволяют проводить нейтрализацию вредных примесей ОГ практически непрерывно по мере прохождения потока ОГ через зону нейтрализации основного корпуса. Процесс нейтрализации осуществляют с момента подачи смешанных потоков ОГ и воздуха на торцевую сторону дополнительного корпуса, далее - по ходу прохождения смешанных потоков через дополнительный корпус в зоне принудительного смешения и до момента прохождения названных потоков через второй катализатор, что повышает эффективность очистки ОГ от вредных примесей.In another block, copper and a ferromagnet are used as a catalytic element. A copper mesh acts as this catalytic element, from which an additional body, its end faces and partitions are made. The presence of an additional body and its placement in the exhaust gas aftertreatment zone of the main body allow neutralization of harmful exhaust impurities almost continuously as the exhaust gas flows through the neutralization zone of the main body. The neutralization process is carried out from the moment the mixed flows of exhaust gas and air are fed to the end side of the additional casing, then along the passage of the mixed flows through the additional casing in the forced mixing zone and until these flows pass through the second catalyst, which increases the efficiency of cleaning exhaust gases from harmful impurities.

В этом же блоке установлены, по меньшей мере, два магнита, при этом каждый магнит выполнен в виде кольца. Один магнит установлен параллельно другому магниту, но перпендикулярно оси дополнительного корпуса, причем поверхности магнитов, обращенные друг к другу, имеют одноименные полюса. По меньшей мере, один дополнительный корпус с торцевыми стенками и расположенными в нем перегородками выполнены из металлической сетки.At least two magnets are installed in the same block, and each magnet is made in the form of a ring. One magnet is mounted parallel to another magnet, but perpendicular to the axis of the additional housing, and the surface of the magnets facing each other have the same poles. At least one additional housing with end walls and partitions located therein is made of metal mesh.

Размещение патрубка системы принудительной подачи воздуха на усеченной конусообразной части корпуса позволяет осуществить в этой части корпуса первую стадию смешения потока подаваемого воздуха и потока ОГ.Placing the nozzle of the forced air supply system on the truncated cone-shaped part of the housing allows the first stage of mixing the flow of supplied air and the exhaust gas flow in this part of the housing.

На первой стадии смешение потоков осуществляют под действием газодинамических сил. Векторы указанных сил ориентируют в плоскостях, размещенных перпендикулярно друг другу: направление движения потока ОГ осуществляют продольно вдоль оси корпуса нейтрализатора, а направление движения потока воздуха - в поперечном сечении относительно поступающего потока ОГ - по внутреннему периметру корпуса.In the first stage, the mixing of flows is carried out under the action of gas-dynamic forces. The vectors of the indicated forces are oriented in planes perpendicular to each other: the direction of the exhaust gas flow is carried out longitudinally along the axis of the converter body, and the direction of the air flow in the cross section relative to the incoming exhaust flow is along the inner perimeter of the housing.

В устройство очистки отработанных газов в основном корпусе могут быть встроены два дополнительных корпуса, расположенных параллельно друг другу, при этом их оси расположены параллельно оси основного корпуса. В дополнительном корпусе установлена заглушка для полостей, образованных между внешними поверхностями дополнительных корпусов и внутренней поверхностью основного корпуса. Наличие второго дополнительного корпуса позволяет увеличить активную поверхность катализаторов, что обеспечивает эффективность очистки ОГ от вредных примесей. Установка второго дополнительного корпуса дает возможность осуществлять очистку ОГ с высокой степенью концентрации вредных примесей. Наличие заглушки в этом случае исключает прохождение потоков ОГ через полости, образованные между внешними поверхностями дополнительных корпусов и внутренней поверхностью основного корпуса, минуя зоны нейтрализации вредных примесей ОГ.In the exhaust gas purification device in the main body, two additional bodies can be integrated parallel to each other, with their axes parallel to the axis of the main body. An additional housing has a plug for cavities formed between the external surfaces of the additional buildings and the inner surface of the main body. The presence of a second additional housing allows to increase the active surface of the catalysts, which ensures the efficiency of purification of exhaust gases from harmful impurities. The installation of a second additional housing makes it possible to clean the exhaust gas with a high degree of concentration of harmful impurities. The presence of a plug in this case excludes the passage of exhaust gas flows through the cavities formed between the outer surfaces of the additional housings and the inner surface of the main body, bypassing the zones of neutralization of harmful exhaust impurities.

Размещение, по меньшей мере, двух магнитов в зоне основания усеченной конусообразной части основного корпуса определяет последовательность расположения остальных элементов устройства в дополнительном корпусе.The placement of at least two magnets in the base zone of the truncated cone-shaped part of the main body determines the sequence of arrangement of the remaining elements of the device in the additional housing.

Выполнение дополнительного корпуса в виде съемного модуля и съемных перегородок в нем позволяет упростить операцию изъятия дополнительных корпусов и замены в них катализатора, что улучшает эксплуатационные характеристики устройства.The implementation of the additional housing in the form of a removable module and removable partitions in it allows you to simplify the operation of removing additional buildings and replacing the catalyst in them, which improves the operational characteristics of the device.

Выполнение дополнительного корпуса и расположенных в нем перегородок из медной сетки позволяет сформировать катализатор в первом блоке. Этот медный катализатор обладает достаточными каталитическими свойствами для проведения реакции нейтрализации ОГ в первом блоке. Катализ ОГ в первом блоке усиливают за счет расположения в нем, по меньшей мере, двух магнитов.The implementation of the additional housing and the partitions located therein from a copper mesh allows the formation of a catalyst in the first block. This copper catalyst has sufficient catalytic properties to carry out the exhaust gas neutralization reaction in the first block. The exhaust gas catalysis in the first block is enhanced by the location of at least two magnets in it.

По меньшей мере, два магнита могут быть выполнены в виде набора магнитных пластин, расположенных по внутреннему периметру дополнительного корпуса, образуя кольцо. Магнит может быть выполнен из любого ферромагнетика, например из феррита бария.At least two magnets can be made in the form of a set of magnetic plates located along the inner perimeter of the additional housing, forming a ring. The magnet can be made of any ferromagnet, for example, barium ferrite.

Магниты расположены в зоне основания усеченной конусообразной части основного корпуса, при этом величина расстояния между магнитами (L) меньше или равна двум величинам высоты кольца магнита (h), т.е. соотношение величины расстояния между магнитами и величины высоты кольца магнита может быть определено по формулеThe magnets are located in the base zone of the truncated cone-shaped part of the main body, and the distance between the magnets (L) is less than or equal to two magnitudes of the magnet ring height (h), i.e. the ratio of the distance between the magnets and the magnitude of the height of the magnet ring can be determined by the formula

L< или =2 h.L <or = 2 h.

В зоне нейтрализации может быть встроена камера ионизации кислорода, входящего в состав ОГ и подаваемого воздуха.In the neutralization zone, an oxygen ionization chamber, which is part of the exhaust gas and the supplied air, can be integrated.

Камера ионизации установлена в дополнительном корпусе между, по меньшей мере, двумя магнитами и блоком с катализатором.The ionization chamber is installed in an additional housing between at least two magnets and a block with a catalyst.

Технический результат, который получен при осуществлении заявляемого устройства и реализованного в нем способа очистки отработавших газов заключается в:The technical result that is obtained by implementing the inventive device and the exhaust gas purification method implemented therein is:

- обеспечении эффективного принудительного смешения потоков отработавших газов и воздуха перед их подачей на катализатор и равномерного распределения отработавших газов по сечению корпуса устройства,- ensuring effective forced mixing of the flows of exhaust gases and air before they are fed to the catalyst and uniform distribution of exhaust gases over the cross section of the device body,

- исключении противодавления при сохранении мощности двигателя без увеличения расхода топлива, преимущественно ДВС.- the exclusion of backpressure while maintaining engine power without increasing fuel consumption, mainly ICE.

Кроме того, устройство позволяет достичь:In addition, the device allows to achieve:

- увеличения ресурса каталитических элементов и срока службы устройства в целом,- increase the resource of the catalytic elements and the service life of the device as a whole,

- улучшения эксплуатационных характеристик устройства.- improving the operational characteristics of the device.

Технические характеристики, достигаемые при использовании заявляемого устройства и реализованного в нем способа очистки отработавших газов, проиллюстрированы в сравнительной таблице.The technical characteristics achieved by using the inventive device and the exhaust gas purification method implemented therein are illustrated in the comparative table.

№№ патентовNo. of patents Наличие подачи воздухаAir supply Тип катализатораCatalyst type Снижение примесей в ОГ ДВС, %The reduction of impurities in the exhaust gas engine,% Мощность ДВСICE power СхНуSCNu СОWith NOxNOx Патент РФ №2117778RF patent №2117778 --- Слои металлической стружки и/или порошка и бентонитовой прослойки из высокопористого материалаLayers of metal chips and / or powder and bentonite layer of highly porous material 65-7565-75 До 50Up to 50 Снижается (нет данных)Decreasing (no data) Повышает противодавление, т.е. снижает мощность двигателяIncreases back pressure, i.e. reduces engine power Патент РФ №2098643RF patent No. 2098643 --- Катализатор не указанNo catalyst specified --- До 90%Up to 90% --- Повышает противодавление, т.е. снижает мощность двигателяIncreases back pressure, i.e. reduces engine power Патент РФ №2136908RF patent №2136908 естьthere is Металловойлочное изделиеMetal-product Нет данныхThere is no data Нет данныхThere is no data Нет данныхThere is no data Повышает противодавлениеIncreases back pressure Заявляемые способ и устройствоThe inventive method and device естьthere is 1-ый этап - медь в условиях магнитного поля, 2-ой этап - цеолит (без ионизации кислорода)Stage 1 - copper in a magnetic field, Stage 2 - zeolite (without oxygen ionization) 9898 9898 9898 Не повышает противодавление, сохраняет мощность двигателяDoes not increase back pressure, keeps engine power Заявляемые способ и устройствоThe inventive method and device естьthere is 1-ый этап - медь в условиях магнитного поля, 2-ой этап - цеолит (с ионизацией кислорода)Stage 1 - copper in a magnetic field, Stage 2 - zeolite (with oxygen ionization) 9898 9898 9898 Не повышает противодавление, сохраняет мощность двигателяDoes not increase back pressure, keeps engine power

Предложенный способ очистки отработавших газов и устройство для его осуществления образуют единый творческий замысел и могут быть реализованы совместно.The proposed method for purification of exhaust gases and a device for its implementation form a single creative concept and can be implemented together.

На фиг.1-4 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ очистки отработавших газов.Figure 1-4 shows a device that implements the proposed method of purification of exhaust gases.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which depict:

Фиг.1 - продольный разрез устройства очистки отработавших газов, содержащего один дополнительный корпус.Figure 1 is a longitudinal section of an exhaust gas purification device comprising one additional housing.

Фиг.2 - продольный разрез устройства очистки отработавших газов, содержащего один дополнительный корпус, выполненный с камерой ионизации.Figure 2 is a longitudinal section of an exhaust gas purification device containing one additional housing made with an ionization chamber.

Фиг.3 - продольный разрез устройства очистки отработавших газов, содержащего два дополнительных корпуса, и поперечное сечение по А-А.Figure 3 is a longitudinal section of an exhaust gas purification device containing two additional bodies, and a cross-section along AA.

Фиг.4 - продольный разрез устройства очистки отработавших газов, содержащего два дополнительных корпуса, выполненных с камерой ионизации.Figure 4 is a longitudinal section of an exhaust gas purification device comprising two additional bodies made with an ionization chamber.

Устройство очистки отработавших газов содержит (фиг.1) основной 1 корпус с входным 2 патрубком и выходным 3 отверстием. Основной 1 корпус имеет усеченную конусообразную 4 часть, вершина 5 усеченного конуса ориентирована в сторону входного 2 патрубка. В основном 1 корпусе образована зона 6 нейтрализации ОГ, в которой установлен каталитический 7 элемент. Основной 1 корпус снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным 8 корпусом (фиг.1), который размещен в зоне 6 нейтрализации ОГ основного 1 корпуса. Дополнительный 8 корпус выполнен с торцевыми 9 стенками и перегородками 10, которые расположены перпендикулярно оси основного 1 корпуса и последовательно на расстоянии друг от друга, образуя, по меньшей мере, два блока. В одном 11 блоке установлен, по меньшей мере, один каталитический 7 элемент, при этом каталитический 7 элемент выполнен в виде ионно-обменного катализатора, в качестве которого использован цеолит.The exhaust gas purification device comprises (Fig. 1) a main 1 housing with an inlet 2 pipe and an outlet 3 hole. The main body 1 has a truncated cone-shaped 4 part, the top 5 of the truncated cone is oriented towards the input 2 pipe. In the main body 1, an exhaust gas neutralization zone 6 is formed, in which a catalytic 7 element is installed. The main 1 body is equipped with at least one additional 8 body (figure 1), which is located in the exhaust gas neutralization zone 6 of the main body 1. The additional 8 casing is made with end 9 walls and partitions 10, which are perpendicular to the axis of the main 1 casing and sequentially at a distance from each other, forming at least two blocks. At least one catalytic 7 element is installed in one 11 block, while the catalytic 7 element is made in the form of an ion-exchange catalyst, which is used as a zeolite.

В другом 12 блоке установлены, по меньшей мере, два магнита 13 и 14, при этом каждый магнит выполнен в виде кольца. Магнит 13 установлен параллельно другому 14 магниту, но перпендикулярно оси дополнительного 8 корпуса, т.е. поперек направлению прохода потока ОГ. Обращенные друг к другу поверхности 15 магнитов 13 и 14 имеют одноименные полюса, например северные полюса (на чертежах полюса обозначены «N» и «S»). Магниты 13 и 14 расположены в зоне основания усеченной конусообразной 4 части основного 1 корпуса, при этом величина расстояния между магнитами (L) меньше или равна двум величинам высоты кольца магнита (h).In another block 12, at least two magnets 13 and 14 are installed, each magnet being made in the form of a ring. The magnet 13 is mounted parallel to another magnet 14, but perpendicular to the axis of the additional housing 8, i.e. across the flow direction of the exhaust gas flow. The facing surfaces 15 of the magnets 13 and 14 have poles of the same name, for example, the north poles (“N” and “S” are indicated on the pole drawings). Magnets 13 and 14 are located in the base zone of the truncated cone-shaped 4 part of the main body 1, while the magnitude of the distance between the magnets (L) is less than or equal to two magnitudes of the magnet ring height (h).

Магнит выполнен из ферромагнетика, в качестве которого использован феррит бария.The magnet is made of a ferromagnet using barium ferrite.

Дополнительный 8 корпус с торцевыми 9 стенками и расположенными в нем перегородками 10 выполнен из металлической сетки, в качестве которой может быть использована медная сетка. Дополнительный 8 корпус выполнен в виде съемного модуля, а расположенные в нем перегородки 10 выполнены также съемными.An additional 8 housing with 9 end walls and partition walls 10 located therein is made of a metal mesh, which can be used as a copper mesh. The additional 8 housing is made in the form of a removable module, and the partitions 10 located therein are also removable.

Патрубок 16 системы принудительной подачи воздуха (система принудительной подачи воздуха на чертеже не показана) размещен на усеченной конусообразной 4 части основного 1 корпуса.The pipe 16 of the forced air supply system (forced air supply system is not shown in the drawing) is placed on a truncated conical 4 part of the main body 1.

Торцевая 17 крышка установлена в торце основного 1 корпуса со стороны выходного 3 отверстия и выполнена съемной.The end cover 17 is installed in the end of the main 1 of the housing from the outlet side 3 of the hole and is removable.

В дополнительном 8 корпусе (фиг.2), расположенном в зоне 6 нейтрализации вредных примесей отработавших газов основного 1 корпуса, размещена камера 18 ионизации кислорода, входящего в состав ОГ и подаваемого воздуха. Камера 18 ионизации установлена в дополнительном 8 корпусе между двумя магнитами 13 и 14 и блоком 11 с катализатором 7.In an additional housing 8 (figure 2), located in the zone 6 of neutralization of harmful impurities of the exhaust gases of the main housing 1, there is a chamber 18 for oxygen ionization, which is part of the exhaust gas and the supplied air. The ionization chamber 18 is installed in an additional 8 housing between two magnets 13 and 14 and a block 11 with a catalyst 7.

В основном 1 корпусе (фиг.3) встроены два дополнительных 8 корпуса, которые расположены параллельно друг другу, а их оси расположены параллельно оси основного 1 корпуса.In the main 1 case (figure 3) two additional 8 cases are built in, which are located parallel to each other, and their axes are parallel to the axis of the main 1 case.

Устройство очистки отработавших газов (фиг.4) может быть выполнено из двух дополнительных 8 корпусов, в каждом из которых встроена камера ионизации 18.The exhaust gas purification device (Fig. 4) can be made of two additional 8 buildings, in each of which an ionization chamber 18 is integrated.

В дополнительном 8 корпусе (фиг.3) установлена заглушка 19 для полостей, образованных между внешними поверхностями дополнительных 8 корпусов и внутренней поверхностью основного 1 корпуса.In the additional 8 housing (Fig. 3), a plug 19 is installed for cavities formed between the outer surfaces of the additional 8 buildings and the inner surface of the main 1 housing.

Второй дополнительный 8 корпус выполнен полностью идентичным по конструкции первому дополнительному 8 корпусу и также имеет модульное исполнение.The second additional 8 case is made completely identical in design to the first additional 8 case and also has a modular design.

Основной 1 корпус изготавливают из листовой стали методом штамповки. Технологическая оснастка для изготовления основного корпуса проста в изготовлении. Дополнительный 8 корпус изготовлен из медной сетки и сформирован аналогичным способом. Удобство монтажа устройства очистки определено модульным исполнением дополнительного 8 корпуса. Каталитический 7 элемент выполняют в виде сетчатого элемента, в который помещен цеолит. Затем его встраивают в дополнительный 8 корпус. Каталитический элемент 7 с цеолитом имеет длительный рабочий ресурс и не требует частой замены. Цеолит является дешевым продуктом, прост в эксплуатации.The main 1 case is made of sheet steel by stamping. The tooling for the manufacture of the main body is easy to manufacture. The additional 8 case is made of copper mesh and formed in a similar way. Ease of installation of the cleaning device is determined by the modular design of the additional 8 housing. The catalytic element 7 is made in the form of a mesh element in which the zeolite is placed. Then it is built into an additional 8 building. The catalytic element 7 with zeolite has a long working life and does not require frequent replacement. Zeolite is a cheap product, easy to operate.

Камеру 18 ионизации монтируют в дополнительном 8 корпусе между магнитами 13 и 14 и каталитическим 7 элементом. Магниты изготовлены из феррита бария.The ionization chamber 18 is mounted in an additional 8 housing between the magnets 13 and 14 and the catalytic element 7. Magnets made of barium ferrite.

Камеру ионизации выполняют в виде разрядного блока 21 и изолятора 20. Изолятор 20 располагают между дополнительным 8 корпусом и разрядным блоком 21. Разрядный блок 21 электрически соединен с источником постоянного тока (на чертеже не показан). В собранном виде устройство закрывают съемной торцевой 17 крышкой.The ionization chamber is made in the form of a discharge unit 21 and an insulator 20. An insulator 20 is placed between the additional 8 housing and the discharge unit 21. The discharge unit 21 is electrically connected to a direct current source (not shown in the drawing). When assembled, the device is closed with a removable end cap 17.

В рабочем режиме входной 2 патрубок ОГ основного 1 корпуса устройства очистки монтируется на конце выхлопной трубы глушителя.In operating mode, the inlet 2 exhaust pipe of the main 1 body of the cleaning device is mounted on the end of the exhaust pipe of the muffler.

Предложенный способ и работа предложенного устройства осуществляются следующим образом. Работа устройства рассмотрена на примере устройства, в основном 1 корпусе которого размещен один дополнительный 8 корпус.The proposed method and the operation of the proposed device are as follows. The operation of the device is considered on the example of the device, in the main 1 case of which there is one additional 8 case.

Поток ОГ через входной 2 патрубок ОГ и поток воздуха через патрубок 16 системы принудительной подачи воздуха подают в усеченную конусообразную 4 часть основного 1 корпуса, где проводят первый этап смешения потоков. Затем смешанные потоки ОГ и воздуха поступают в зону 6 нейтрализации вредных примесей ОГ основного 1 корпуса.The exhaust gas flow through the inlet 2 exhaust pipe and the air flow through the pipe 16 of the forced air supply system is fed into a truncated conical 4 part of the main body 1, where the first stage of mixing the flows is carried out. Then the mixed flows of exhaust gas and air enter the zone 6 of neutralization of harmful impurities of the exhaust gas of the main body 1.

В основном 1 корпусе в этой зоне установлен дополнительный 8 корпус с торцевыми 9 стенками и перегородками 10, выполненными из медной сетки. Поток ОГ пропускают через медную сетку торцевой 9 стенки в блоке 12 дополнительного 8 корпуса, при этом проходит ламинаризация смешанных потоков. По мере прохождения через кольцевые магниты 13 и 14 в блоке 12 на смешанные потоки воздействуют постоянным магнитным полем. Под действием сил магнитного поля, которые сориентированы в плоскости, перпендикулярной направлению подачи потока ОГ, потоки принудительно смешивают, поскольку молекулы СО, NOx, CH как магнетики приобретают магнитные моменты и совершают движение в направлениях, заданных векторами направления сил магнитного поля.Basically, 1 building in this zone has an additional 8 building with 9 end walls and 10 partitions made of copper mesh. The exhaust gas stream is passed through the copper mesh of the end wall 9 in the block 12 of the additional 8 casing, while the mixed flows undergo laminarization. As they pass through the ring magnets 13 and 14 in block 12, the mixed fluxes are exposed to a constant magnetic field. Under the action of magnetic field forces, which are oriented in a plane perpendicular to the direction of flow of the exhaust gas, the flows are forcedly mixed, since CO, NOx, CH molecules, like magnets, acquire magnetic moments and move in the directions specified by the direction vectors of the magnetic field forces.

Поскольку одноименные полюса магнитов направляют навстречу друг другу и постоянно поддерживают их в этом положении, то при этом создают турбулентный режим перемещения потоков ОГ и воздуха.Since the poles of the magnets of the same name are directed towards each other and constantly support them in this position, they create a turbulent mode of movement of the exhaust gas and air flows.

Температурный режим смешанного потока в зоне действия магнитного поля поддерживают ниже температуры Кюри.The temperature regime of the mixed flow in the magnetic field is maintained below the Curie temperature.

Одновременно с принудительным смешением потоков в блоке 12 происходит первая стадия нейтрализации вредных примесей ОГ. По мере прохождения через медную сетку дополнительного 8 корпуса в потоке ОГ под воздействием медного катализатора происходит окислительно-восстановительная реакция молекул вредных примесей.Simultaneously with the forced mixing of flows in block 12, the first stage of neutralization of harmful exhaust impurities occurs. As an additional 8 casing passes through the copper mesh in the exhaust gas stream under the influence of a copper catalyst, a redox reaction of harmful impurity molecules occurs.

Таким образом, на первой стадии нейтрализации в качестве катализатора используют медь и ферромагнетик. Исследования показывают, что магнитное поле усиливает процесс катализа вредных примесей ОГ.Thus, in the first stage of neutralization, copper and a ferromagnet are used as a catalyst. Studies show that a magnetic field enhances the catalysis of harmful exhaust impurities.

Затем смешанные потоки подают в блок 11, где расположен каталитический 7 элемент в виде цеолита. Обработанный на первой стадии нейтрализации смешанный поток ОГ и воздуха пропускают через второй катализатор. Цеолит работает как катализатор ионно-обменного типа. В блоке 11 проводят вторую стадию нейтрализации вредных примесей ОГ.Then the mixed flows are fed to block 11, where the catalytic element 7 is in the form of a zeolite. The mixed stream of exhaust gas and air processed in the first stage of neutralization is passed through the second catalyst. Zeolite works as an ion-exchange type catalyst. In block 11, the second stage of neutralization of harmful exhaust impurities is carried out.

В случае повышенного содержания вредных примесей в составе ОГ очистку вредных примесей проводят посредством устройства со встроенной камерой ионизации. В этом случае смешанный поток пропускают через камеру ионизации. Под действием коронного разряда кислород, содержащийся в смеси ОГ и воздуха, ионизируют с образованием озона и/или атомарного кислорода. Вторую стадию нейтрализации вредных примесей ОГ проводят в присутствии озона и/или атомарного кислорода.In the case of an increased content of harmful impurities in the exhaust gas, the cleaning of harmful impurities is carried out by means of a device with an integrated ionization chamber. In this case, the mixed stream is passed through an ionization chamber. Under the influence of a corona discharge, the oxygen contained in the mixture of exhaust gas and air is ionized to form ozone and / or atomic oxygen. The second stage of neutralization of harmful exhaust impurities is carried out in the presence of ozone and / or atomic oxygen.

Предложенные технические решения устройства и реализованного в нем способа позволяют обеспечить эффективную очистку ОГ от вредных примесей при сохранении мощности двигателя.The proposed technical solutions of the device and the method implemented therein make it possible to efficiently clean exhaust gases from harmful impurities while maintaining engine power.

Claims (20)

1. Способ очистки отработавших газов (ОГ), преимущественно после двигателей внутреннего сгорания, путем пропускания их через катализатор, и подачи воздуха для нейтрализации вредных примесей ОГ, отличающийся тем, что предварительно перед подачей на катализатор поток ОГ принудительно смешивают с потоком подаваемого воздуха и одновременно проводят первую стадию нейтрализации, воздействуя на указанные потоки магнитным полем, векторы направления сил которого ориентируют в плоскости, перпендикулярной относительно направления подачи потока ОГ, при этом магнитное поле формируют с помощью, по меньшей мере, двух магнитов, одноименные полюса которых устанавливают навстречу друг другу и постоянно поддерживают их в этом положении, при этом создают турбулентный режим перемешивания потоков ОГ и воздуха, а затем проводят вторую стадию нейтрализации.1. The method of purification of exhaust gases (exhaust gas), mainly after internal combustion engines, by passing them through the catalyst, and supplying air to neutralize the harmful impurities of the exhaust gas, characterized in that prior to being fed to the catalyst, the exhaust gas stream is forcedly mixed with the supplied air stream and at the same time carry out the first stage of neutralization, acting on these flows with a magnetic field, the direction vectors of the forces of which are oriented in a plane perpendicular to the flow direction Exhaust gas, wherein the magnetic field is formed by at least two magnets like poles of which is set against each other and constantly maintain them in this position, while creating a turbulent mixing regime of the exhaust gas flow and air, and then subjected to a second neutralization step. 2. Способ очистки отработавших газов по п.1, отличающийся тем, что на смешанные потоки ОГ и воздуха воздействуют постоянным магнитным полем, причем это воздействие ведут при температуре указанных потоков ниже температуры Кюри ферромагнетиков.2. The method of purification of exhaust gases according to claim 1, characterized in that the mixed flows of exhaust gas and air are exposed to a constant magnetic field, and this effect is carried out at a temperature of said flows below the Curie temperature of ferromagnets. 3. Способ очистки отработавших газов по п.1, отличающийся тем, что перед этапом принудительного смешения предварительно осуществляют ламинаризацию смешанных потоков ОГ и воздуха.3. The exhaust gas purification method according to claim 1, characterized in that prior to the forced mixing step, laminarization of the mixed exhaust gas and air flows is preliminarily carried out. 4. Способ очистки отработавших газов по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии нейтрализации в качестве катализатора используют медь.4. The method of purification of exhaust gases according to claim 1, characterized in that in the first stage of neutralization, copper is used as a catalyst. 5. Способ очистки отработавших газов по п.1, отличающийся тем, что на второй стадии нейтрализации в качестве катализатора используют цеолит.5. The exhaust gas purification method according to claim 1, characterized in that in the second stage of neutralization, zeolite is used as a catalyst. 6. Способ очистки отработавших газов по п.1, отличающийся тем, что перед началом второй стадии нейтрализации кислород, содержащийся в смеси ОГ и воздуха, ионизируют путем создания коронарного разряда.6. The exhaust gas purification method according to claim 1, characterized in that before the start of the second stage of neutralization, the oxygen contained in the mixture of exhaust gas and air is ionized by creating a coronary discharge. 7. Способ очистки отработавших газов по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что вторую стадию нейтрализации вредных примесей ОГ проводят в присутствии озона и/или атомарного кислорода.7. The method of purification of exhaust gases according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second stage of neutralization of harmful exhaust impurities is carried out in the presence of ozone and / or atomic oxygen. 8. Устройство для очистки отработавших газов (ОГ), преимущественно после двигателей внутреннего сгорания, содержащее основной корпус с входным патрубком ОГ, с выходным отверстием, усеченная конусообразная часть основного корпуса ориентирована меньшим основанием в сторону входного патрубка, в основном корпусе расположен каталитический элемент, образуя зону нейтрализации ОГ, при этом основной корпус соединен с патрубком системы принудительной подачи воздуха, отличающееся тем, что основной корпус снабжен торцевой крышкой, установленной со стороны выходного отверстия, и, по меньшей мере, одним дополнительным корпусом, который размещен в зоне нейтрализации ОГ основного корпуса, дополнительный корпус выполнен с торцевыми стенками и перегородками, расположенными перпендикулярно оси основного корпуса и последовательно на расстоянии друг от друга, образуя, по меньшей мере, два блока, по меньшей мере, в одном блоке установлен, по меньшей мере, один каталитический элемент, в другом блоке установлены, по меньшей мере, два магнита, при этом каждый магнит выполнен в виде кольца, установлен параллельно другому магниту и перпендикулярно оси дополнительного корпуса, причем поверхности магнитов, обращенные друг к другу, имеют одноименные полюса, и, по меньшей мере, один дополнительный корпус с торцевыми стенками и расположенными в нем перегородками выполнены из металлической сетки, а патрубок системы принудительной подачи воздуха размещен на усеченной конусообразной части корпуса.8. A device for cleaning exhaust gases (exhaust gas), mainly after internal combustion engines, comprising a main body with an exhaust inlet pipe, with an exhaust outlet, a truncated conical part of the main body oriented with a smaller base towards the inlet pipe, a catalytic element is located in the main body, forming the exhaust gas aftertreatment zone, while the main body is connected to the nozzle of the forced air supply system, characterized in that the main body is equipped with an end cap installed from the outlet side, and at least one additional body, which is located in the exhaust gas neutralization zone of the main body, the additional body is made with end walls and partitions located perpendicular to the axis of the main body and sequentially at a distance from each other, forming at least at least two blocks, at least one catalytic element is installed in at least one block, at least two magnets are installed in the other block, and each magnet is made in the form of a ring, updated parallel to another magnet and perpendicular to the axis of the additional housing, the magnet surfaces facing each other have the same poles, and at least one additional housing with end walls and partitions located therein is made of metal mesh, and the nozzle of the forced-feed system air is placed on a truncated conical part of the body. 9. Устройство очистки отработавших газов по п.8, отличающееся тем, что в основном корпусе установлены два дополнительных корпуса, расположенных параллельно друг другу, а их оси расположены параллельно оси основного корпуса.9. The exhaust gas purification device according to claim 8, characterized in that two additional bodies are installed in the main body parallel to each other, and their axes are parallel to the axis of the main body. 10. Устройство очистки отработавших газов по п.9, отличающееся тем, что в дополнительном корпусе установлена заглушка для полостей, образованных между внешними поверхностями дополнительных корпусов и внутренней поверхностью основного корпуса.10. The exhaust gas purification device according to claim 9, characterized in that a plug is installed in the additional housing for cavities formed between the outer surfaces of the additional housings and the inner surface of the main body. 11. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что, по меньшей мере, два магнита расположены в зоне большего основания усеченной конусообразной части основного корпуса.11. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that at least two magnets are located in the area of the larger base of the truncated cone-shaped part of the main body. 12. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что дополнительный корпус выполнен в виде съемного модуля.12. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the additional housing is made in the form of a removable module. 13. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что дополнительный корпус и расположенные в нем перегородки выполнены из медной сетки.13. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the additional housing and the partitions located therein are made of copper mesh. 14. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что, по меньшей мере, два магнита выполнены в виде набора магнитных пластин, расположенных по внутреннему периметру дополнительного корпуса, образуя кольцо.14. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that at least two magnets are made in the form of a set of magnetic plates located along the inner perimeter of the additional housing, forming a ring. 15. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что магнит выполнен из ферромагнетика, в качестве которого использован феррит бария.15. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the magnet is made of a ferromagnet, which is barium ferrite. 16. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что величина расстояния между магнитами меньше или равна двум величинам высоты кольца магнита.16. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the distance between the magnets is less than or equal to two magnitudes of the magnet ring height. 17. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что зона нейтрализации имеет камеру ионизации кислорода, входящего в состав ОГ и подаваемого воздуха.17. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the neutralization zone has an oxygen ionization chamber, which is part of the exhaust gas and the supplied air. 18. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что камера ионизации установлена в дополнительном корпусе между, по меньшей мере, двумя магнитами и блоком с катализатором.18. An exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the ionization chamber is installed in an additional housing between at least two magnets and a block with a catalyst. 19. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что перегородка дополнительного корпуса выполнена съемной.19. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the partition of the additional housing is removable. 20. Устройство очистки отработавших газов по п.8 или 9, отличающееся тем, что каталитический элемент выполнен в виде ионно-обменного катализатора, в качестве которого использован цеолит.20. The exhaust gas purification device according to claim 8 or 9, characterized in that the catalytic element is made in the form of an ion-exchange catalyst, which is used as a zeolite.
RU2006128499/06A 2006-07-31 2006-07-31 Method of and device for cleaning exhaust gases RU2306440C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128499/06A RU2306440C1 (en) 2006-07-31 2006-07-31 Method of and device for cleaning exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128499/06A RU2306440C1 (en) 2006-07-31 2006-07-31 Method of and device for cleaning exhaust gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2306440C1 true RU2306440C1 (en) 2007-09-20

Family

ID=38695291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006128499/06A RU2306440C1 (en) 2006-07-31 2006-07-31 Method of and device for cleaning exhaust gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2306440C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511776C1 (en) * 2012-10-24 2014-04-10 Ремир Иосифович Сольницев Catalytic neutraliser of vehicle harmful emissions
RU2516720C2 (en) * 2009-09-14 2014-05-20 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Device and method of cleaning offgas containing ash particles
CN105065090A (en) * 2015-08-07 2015-11-18 汪士为 Automobile exhaust degenerating device
RU174571U1 (en) * 2017-03-23 2017-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Промышленные Экологические Технологии" DEVICE FOR CLEANING EXHAUST GASES OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU180421U1 (en) * 2017-11-29 2018-06-13 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" CATALYTIC NEUTRALIZER WITH AIR SUPPLY
RU2735770C1 (en) * 2016-12-19 2020-11-06 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Method and device to increase conversion of nox in exhaust gases by introducing ozone

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516720C2 (en) * 2009-09-14 2014-05-20 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Device and method of cleaning offgas containing ash particles
RU2511776C1 (en) * 2012-10-24 2014-04-10 Ремир Иосифович Сольницев Catalytic neutraliser of vehicle harmful emissions
CN105065090A (en) * 2015-08-07 2015-11-18 汪士为 Automobile exhaust degenerating device
RU2735770C1 (en) * 2016-12-19 2020-11-06 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Method and device to increase conversion of nox in exhaust gases by introducing ozone
RU174571U1 (en) * 2017-03-23 2017-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Промышленные Экологические Технологии" DEVICE FOR CLEANING EXHAUST GASES OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU180421U1 (en) * 2017-11-29 2018-06-13 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" CATALYTIC NEUTRALIZER WITH AIR SUPPLY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2306440C1 (en) Method of and device for cleaning exhaust gases
KR101292627B1 (en) Exhaust purification apparatus
US7070744B2 (en) Purification system of exhaust gases of an internal combustion engine
CN103270266B (en) Exhaust line of motor vehicle
CN102741517B (en) Exhausted gas post-processing system
EP2496336B1 (en) A system and method to gasify aqueous urea into ammonia vapors using secondary flue gases
RU2008105114A (en) EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM
FI98403C (en) Method of operating the silencer unit and system for applying the method to a large diesel engine
RU2673030C2 (en) COMPACT SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM FOR NITROGEN OXIDE REDUCTION IN OXYGEN-RICH EXHAUST OF 500 TO 4500 kW INTERNAL COMBUSTION ENGINES
GB2383548A (en) A selective catalytic reduction device and methods for use therein
US20060204409A1 (en) Purification system of exhaust gases of an internal combustion engine
JP2009228484A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
CN101649765A (en) Exhaust gas system
US7767166B2 (en) Packed-bed radial-flow non-thermal plasma reactor
TW201138935A (en) Apparatuses and methods for reducing pollutants in gas streams
ATE303198T1 (en) PHOTOCATALYTIC REACTOR, EXHAUST GAS PURIFICATION SYSTEM FOR A VEHICLE AND METHOD FOR THE PHOTOCATALYTIC REDUCTION OF NOX
KR20100106385A (en) Process for reducing no2 from combustion system exhaust
Mohapatro et al. Studies on $\hbox {NO} _ {\rm X} $ Removal From Diesel Engine Exhaust Using Duct-Type DBD Reactor
JP2009150294A (en) Exhaust gas treatment device
US20140260198A1 (en) Exhaust aftertreatment system
KR102275229B1 (en) Integrated removing apparatus for removing paticulate matter and nitrogen oxide
JP2554161B2 (en) Exhaust gas treatment device
KR20000044706A (en) Exhaust gas dispersion pouring type multi-stage corona reactor
US10844765B2 (en) Aerodynamic catalytic converter
JP4445374B2 (en) Exhaust purification device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120801