[go: up one dir, main page]

RU2124135C1 - Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2124135C1
RU2124135C1 RU96123090A RU96123090A RU2124135C1 RU 2124135 C1 RU2124135 C1 RU 2124135C1 RU 96123090 A RU96123090 A RU 96123090A RU 96123090 A RU96123090 A RU 96123090A RU 2124135 C1 RU2124135 C1 RU 2124135C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
catalyst
internal combustion
combustion engine
catalyst converter
Prior art date
Application number
RU96123090A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96123090A (en
Inventor
Л.А. Воропанова
Е.Н. Козырев
О.Г. Лисицына
В.П. Колычев
Original Assignee
Северо-Кавказский государственный технологический университет
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 Северо-Кавказский государственный технологический университет filed Critical Северо-Кавказский государственный технологический университет
Priority to RU96123090A priority Critical patent/RU2124135C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2124135C1 publication Critical patent/RU2124135C1/en
Publication of RU96123090A publication Critical patent/RU96123090A/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: mechanical engineering; cleaning of exhaust gases of internal combustion engines and industrial plants. SUBSTANCE: catalyst converter has housing with inlet and outlet branch pipes of catalyst in split housing, partitions separating the parts of split housing and made of heat resistant high porosity material. Catalyst is formed by alternating cells of metal in form of ships and/or powder and porous films of polymeric aluminium oxide with nonferrous metal coating. EFFECT: provision of high degree of cleaning (to traces) of dust-and-gas mixture from substances harmful to environment and enhanced economy of process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки газов от экологически опасных составляющих и может быть использованo для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а также для обезвреживания отходящих газов промышленных предприятий, ТЭЦ, асфальтобетонных заводов и другиx технологических производств и агрегатов, содержащих в своем составе минеральные и органические аэрозоли, монооксид углерода, оксид азота, серы и тяжелых металлов, хлориды, фториды и органические соединения. The invention relates to the field of gas purification from environmentally hazardous components and can be used for purification of exhaust gases of an internal combustion engine (ICE), as well as for the neutralization of exhaust gases of industrial enterprises, thermal power plants, asphalt plants and other technological industries and aggregates containing mineral and organic aerosols, carbon monoxide, nitric oxide, sulfur and heavy metals, chlorides, fluorides and organic compounds.

Известен (Тезисы докладов межотраслевой конференции "Решение экологических проблем г. Москвы в рамках программы Конверсия - городу", М., 1994 г., стр. 201 - 202) нейтрализатор отработанных газов с применением платинопалладиевых и алюмомеднохромовых катализаторов. Known (Abstracts of the intersectoral conference "Solving the environmental problems of Moscow in the framework of the Conversion to the City" program, Moscow, 1994, pp. 201 - 202) an exhaust gas neutralizer using platinum-palladium and alumina-chromium catalysts.

Недостатками нейтрализатора являются высокая стоимость, возникновение эффектов блокировки пор, капсулирования в них ряда органических соединений, отравление катализатора соединениями свинца, отсутствие термостойкости. The disadvantages of the converter are the high cost, the occurrence of pore blocking effects, encapsulation of a number of organic compounds in them, poisoning of the catalyst with lead compounds, and the absence of heat resistance.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является каталитический нейтрализатор отработанных газов ДВС (патент РФ N 2029107, МПК F 01 N 3/00, 1995), содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками и катализатор, размещенный в корпусе и выполненный из благородного метала, нанесенного на грунтовочное покрытие из оксида алюминия, нанесенное на подложку, выполненную из жаростойкого открытоячеистого высокопористого материала (кордиерт, нихром, никелид алюминия или нержавеющая сталь пористостью 85 - 95%). The closest technical solution to the claimed one is an ICE exhaust gas catalytic converter (RF patent N 2029107, IPC F 01 N 3/00, 1995), comprising a housing with inlet and outlet pipes and a catalyst placed in the housing and made of precious metal deposited on primer made of alumina deposited on a substrate made of heat-resistant open-cell highly porous material (cordierite, nichrome, aluminum nickelide or stainless steel with porosity of 85 - 95%).

Недостатком прототипа является высокая стоимость используемых материалов, а также недостаточная очистка от монооксида углерода. The disadvantage of the prototype is the high cost of the materials used, as well as insufficient purification from carbon monoxide.

Задачей изобретения является создание эффективного и недорогого каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов ДВС от экологически опасных составляющих. The objective of the invention is to provide an effective and inexpensive catalytic converter for cleaning the exhaust gases of internal combustion engines from environmentally hazardous components.

Поставленная задача решается тем, что в каталитическом нейтрализаторе отработанных газов ДВС, состоящем из корпуса с впускным и выпускным патрубками, катализатора, размещенного в корпусе, корпус выполнен разъемным, перегородки, отделяющие части разъемного корпуса, выполнены из жаростойкого высокопористого материала, катализатор выполнен из чередующихся ячеек металла в виде стружки и/или порошка и пористых пленок полимерного оксида алюминия с нанесенными на их поверхность цветными металлами. The problem is solved in that in the ICE exhaust gas catalyst, consisting of a housing with inlet and outlet pipes, a catalyst placed in the housing, the housing is detachable, the partitions separating the parts of the detachable housing are made of heat-resistant highly porous material, the catalyst is made of alternating cells metal in the form of chips and / or powder and porous films of polymer alumina with non-ferrous metals deposited on their surface.

Ячейки металла заполнены такими металлами в виде стружки и/или порошка, как медь, цинк, алюминий, никель, ванадий, нихром, титан, молибден, вольфрам, и другими металлами и сплавами. The metal cells are filled with metals in the form of chips and / or powder, such as copper, zinc, aluminum, nickel, vanadium, nichrome, titanium, molybdenum, tungsten, and other metals and alloys.

Для формирования ячеек металла можно использовать отходы инструментальных и других производств. For the formation of metal cells, you can use the waste of instrumental and other industries.

Металл в ячейках выполняет функции катализатора и механического фильтра, задерживающего аэрозоли, кроме того, на поверхности раздела металл/воздух задерживаются углеводороды и другие дифильные молекулы ПАВ, образуя монослои. The metal in the cells performs the functions of a catalyst and a mechanical filter that traps aerosols; in addition, hydrocarbons and other diphilic surfactant molecules are retained on the metal / air interface, forming monolayers.

Ячейки слоистых пленок из полимерного оксида алюминия, полученного оксидированием алюминия, с нанесенными на их поверхность цветными металлами выполняют функции механического фильтра, сорбента, катализатора доокисления экологически опасных составляющих до высших оксидов. Cells of layered films of polymer aluminum oxide obtained by oxidation of aluminum with non-ferrous metals deposited on their surface perform the functions of a mechanical filter, sorbent, and catalyst for the oxidation of environmentally hazardous components to higher oxides.

Пористые пленки из полимерного оксида алюминия могут быть получены оксидированием алюминия, например, при следующих условиях:
Состав электролита
Кислота щавелевая H2C2O4 • 2H2O - 6 - 8 г/л
Аммоний щавелевокислый (NH4)C2O4 • 2H2O - 10 г/л
Кислота борная H3BO4 - 3 г/л
Бура Na2B4O7 • 10H2O - 4 г/л
Паравольфрамат аммония (NH4)10H2W12 O42 - 2 г/л
pH = 4
Режим работы
Плотность тока - 15 - 30 мА/см2
Температура - 12 - 16oC
Катод и анод - Пластины из алюминия
Анодирование - Одностороннее
Перед анодированием проводят электрополирование поверхности алюминиевой пластины.
Porous films of polymer alumina can be obtained by oxidizing aluminum, for example, under the following conditions:
Electrolyte composition
Oxalic acid H 2 C 2 O 4 • 2H 2 O - 6 - 8 g / l
Oxalic Ammonium (NH 4 ) C 2 O 4 • 2H 2 O - 10 g / l
Boric acid H 3 BO 4 - 3 g / l
Borax Na 2 B 4 O 7 • 10H 2 O - 4 g / l
Ammonium paratungstate (NH 4 ) 10 H 2 W 12 O 42 - 2 g / l
pH = 4
Mode of operation
The current density is 15 - 30 mA / cm 2
Temperature - 12 - 16 o C
Cathode and Anode - Aluminum Plates
Anodizing - One Way
Before anodizing, the surface of the aluminum plate is electropolished.

После анодирования необходимо снять остатки алюминия и беспористого барьерного слоя. After anodizing, it is necessary to remove the remnants of aluminum and the non-porous barrier layer.

Полученные после анодирования оксидные полимерные пленки содержат поры размером 200 - 300А с плотностью пор более 50%. Obtained after anodizing, oxide polymer films contain pores 200–300 A in size with a pore density of more than 50%.

На оксидные полимерные пленки наносят такие металлы, как медь, титан, хром, ванадий, молибден, никель, цинк, алюминий, вольфрам и другие, путем напыления, втирания, электроосаждения, при прокате би- и полиметаллических пластин. Metals such as copper, titanium, chromium, vanadium, molybdenum, nickel, zinc, aluminum, tungsten and others are applied to oxide polymer films by spraying, rubbing, electrodeposition, when rolling bi- and polymetallic plates.

Перегородки выполнены на стеклоткани - волокна, высокопористой керамики на основе алюмосиликатных композиций, металлокерамики, высокопористой металлической или биметаллической ленты. The partitions are made of fiberglass - fiber, highly porous ceramics based on aluminosilicate compositions, cermets, highly porous metal or bimetallic tape.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен каталитический нейтрализатор в разрезе. The invention is illustrated in the drawing, which shows a catalytic converter in section.

Каталитический нейтрализатор состоит из разъемного корпуса, выполненного из верхней 1, средней 2 и нижней 3 частей, соединенных креплениями 4, снабженного впускным 5 и выпускным 6 патрубками. Средняя часть состоит из чередующихся ячеек 7 и 8, заполненных металлом в виде стружки и/или порошка 7 и пористых пленок 8 из полимерного оксида алюминия с нанесенными на их поверхность цветными металлами. Ячейки 7 и 8 заполнены засыпкой на 2/3 объема, чтобы при прохождении очищаемых выхлопных газов засыпка находилась во взвешенном состоянии подобно "кипящему слою", обеспечивая практически мгновенный контакт очищаемого газа с материалом засыпки и устраняя возможность образования плотных "мертвых" зон. Корпус ячеек 7 и 8, а также перегородки 9 и 10, отделяющие верхнюю 1, среднюю 2 и нижнюю 3 части разъемного корпуса, выполнены из жаростойкого высокопористого материала. The catalytic converter consists of a detachable housing made of upper 1, middle 2 and lower 3 parts connected by fasteners 4, equipped with inlet 5 and outlet 6 pipes. The middle part consists of alternating cells 7 and 8, filled with metal in the form of chips and / or powder 7 and porous films of polymer alumina 8 with non-ferrous metals deposited on their surface. Cells 7 and 8 are filled with backfill for 2/3 of the volume, so that when the cleaned exhaust gases pass through, the backfill is suspended like a "fluidized bed", providing almost instant contact of the cleaned gas with the backfill material and eliminating the possibility of forming dense "dead" zones. The casing of cells 7 and 8, as well as the partitions 9 and 10, separating the upper 1, middle 2 and lower 3 parts of the split housing, are made of heat-resistant highly porous material.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Отработанные выхлопные газы ДВС проходят через впускной патрубок 5, перегородку 10, катализатор из чередующихся ячеек металла 7 и пористых пленок 8, перегородку 9, выпускной патрубок 6. На выходе выпускного патрубка 6 получают очищенный газ. The exhaust exhaust gases of the internal combustion engine pass through the inlet pipe 5, the baffle 10, the catalyst from alternating cells of the metal 7 and the porous films 8, the baffle 9, the exhaust pipe 6. At the outlet of the exhaust pipe 6 receive purified gas.

Избыточное против атмосферного давление очищаемых газов позволяет создать "кипящий слой" в каждой из ячеек. Excessive atmospheric pressure of the cleaned gases allows you to create a "fluidized bed" in each of the cells.

При налипании углеводородов и аэрозолей на внутренние поверхности засыпки устройство нагревают, для устранения налипания углеводородов и аэрозолей устройство нужно ставить как можно ближе к выходному отверстию газового потока из цилиндра для использования тепла отходящих газов. When hydrocarbons and aerosols adhere to the internal surfaces of the backfill, the device is heated; to eliminate hydrocarbon and aerosol adherence, the device must be placed as close as possible to the gas outlet from the cylinder to use the heat of the exhaust gases.

Испытания показали, что предлагаемое устройство полностью задерживает аэрозоли и углеводороды. Tests have shown that the proposed device completely traps aerosols and hydrocarbons.

При использовании пористых пленок из полимерного оксида алюминия содержание монооксида углерода снижается на порядок, а введение тонкодиспергированных цветных металлов на поверхность оксидированных пленок полимерного оксида алюминия снижает содержание монооксида углерода до следов. When using porous films of polymer alumina, the content of carbon monoxide is reduced by an order of magnitude, and the introduction of finely dispersed non-ferrous metals onto the surface of oxidized films of polymer alumina reduces the content of carbon monoxide to trace.

Использование каталитического нейтрализатора позволит по сравнению с прототипом наряду с дорогостоящими благородными металлами использовать другие цветные металлы, в том числе отходы производства, что снизит стоимость очистки выхлопных газов ДВС, позволит решить задачу утилизации отходов производства при одновременной высокой эффективности очистки газов. The use of a catalytic converter will allow, in comparison with the prototype, along with expensive precious metals to use other non-ferrous metals, including production waste, which will reduce the cost of cleaning the exhaust gases of internal combustion engines, will solve the problem of recycling production waste while at the same time high efficiency of gas cleaning.

Claims (1)

Каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с впускным и выпускным патрубками, катализатора, размещенного в корпусе, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным, перегородки, отделяющие части разъемного корпуса, выполнены из жаростойкого высокопористого материала, катализатор выполнен из чередующихся ячеек металла в виде стружки и/или порошка и пористых пленок полимерного оксида алюминия с нанесенными на их поверхность цветными металлами. The catalytic converter of exhaust gases of an internal combustion engine, consisting of a housing with inlet and outlet pipes, a catalyst located in the housing, characterized in that the housing is detachable, the partitions separating the parts of the detachable housing are made of heat-resistant highly porous material, the catalyst is made of alternating metal cells in the form of chips and / or powder and porous films of polymer alumina with non-ferrous metals deposited on their surface.
RU96123090A 1996-12-05 1996-12-05 Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine RU2124135C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123090A RU2124135C1 (en) 1996-12-05 1996-12-05 Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123090A RU2124135C1 (en) 1996-12-05 1996-12-05 Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2124135C1 true RU2124135C1 (en) 1998-12-27
RU96123090A RU96123090A (en) 1999-02-20

Family

ID=20187870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96123090A RU2124135C1 (en) 1996-12-05 1996-12-05 Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2124135C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063900A (en) * 1975-10-03 1977-12-20 Nissan Motor Company, Limited Pellet type catalytic converter
EP0385958A2 (en) * 1989-02-27 1990-09-05 Eka Nobel Aktiebolag Catalyst for the reduction of nitrogen oxides, a method for its preparation and the use thereof
SU1705602A1 (en) * 1989-10-11 1992-01-15 А.Е.Задонцев и М.Ф.Рыськин Exhaust gases cleaning device for combustion engines
RU2029107C1 (en) * 1991-02-19 1995-02-20 Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии Catalytic neutralizer of exhaust gases for internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063900A (en) * 1975-10-03 1977-12-20 Nissan Motor Company, Limited Pellet type catalytic converter
EP0385958A2 (en) * 1989-02-27 1990-09-05 Eka Nobel Aktiebolag Catalyst for the reduction of nitrogen oxides, a method for its preparation and the use thereof
SU1705602A1 (en) * 1989-10-11 1992-01-15 А.Е.Задонцев и М.Ф.Рыськин Exhaust gases cleaning device for combustion engines
RU2029107C1 (en) * 1991-02-19 1995-02-20 Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии Catalytic neutralizer of exhaust gases for internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4318894A (en) Apparatus for the catalytic purification of exhaust gases
TW351682B (en) Three-way conversion catalysts and method for the preparation thereof three way catalysts
PL113116B1 (en) Moulded catalyst and method of manufacturing moulded catalysts
WO2008061119A1 (en) Catalysts for dual oxidation of ammonia and carbon monoxide with low to no nox formation
PL76451B1 (en)
JP2001327818A (en) Ceramic filter and filtration device
JP2008309160A (en) Exhaust gas purification device using PM-containing exhaust gas purification filter
EP0741236A1 (en) Device for removing solid particles from exhaust gases, design of a unit for neutralising harmful waste gases and a method of manufacturing said unit
US4446250A (en) Plate catalyst body for denitration
RU2515727C2 (en) Method of obtaining nanostructured catalytic coatings on ceramic carriers for neutralisation of waste gasses of internal combustion engines
TWI332543B (en)
US3873472A (en) Catalyst for the purification of exhaust gases and process for preparing the catalyst
US10287952B2 (en) Emissions control substrate
RU2124135C1 (en) Exhaust gas catalyst converter for internal combustion engine
EP0193701B1 (en) Method of carrying gamma-alumina by porous ceramic structure
Kurien et al. Advancement in the design of automotive catalytic filter for meeting environmental emission norms
KR20090031204A (en) Method for producing exhaust gas particle filter and exhaust gas particle filter
EP1693099A1 (en) Filter for exhaust gas from diesel engine
RU2164298C2 (en) Method of cleaning exhaust gases of internal combustion engine
JPH0372916A (en) Treatment of exhaust gas
WO2007078855A1 (en) Exhaust inlet metallic foam trap coupled to a downstream monolithic precious metal catalyst
RU2117778C1 (en) Internal combustion engine catalyst converter
US20040081598A1 (en) Reactor trapping and oxidation of carbonaceous material
Cheng Rolling regeneration trap for diesel particulate control
JPH10280950A (en) Diesel exhaust gas purification catalyst