CC BY
54
УДК 629.1.01
Способ очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания транспортных средств и устройство
для его реализации
Сабденбеков Д.О.1, Каипов Ш.Ш.2
кЬо1аИ976 @ mail.ru 1 Таразский государственный университет им. М.Х.Дулати, г.Тараз, Республика Казахстан
2 Каратауский колледж технологии, образования и бизнеса, г. Каратау, Республика Казахстан
Аннотации: Предлагается конструкция для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания транспортных средств включающий - нейтрализацию токсичных газов, улавливание мелкозернистых твердых токсичных частиц, разрежение инертных газов и устройство для их реализации.
Ключевые слова: очистка, нейтрализация, токсичные газы, разрежение.
Конструкция относится к очистке и глушению шума выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания транспортных средств и может быть использовано для очистки дыма выбрасываемого в атмосферу котельными установками, тепловыми и электрическими станциями, а также другими промышленными и хозяйственными предприятиями использующими котельных и бытовых печей.
Отходящий от двигателей внутреннего сгорания дым должен быть очищен от токсичных газов и твердых мелкодисперсных токсичных частиц, а выбрасываемый в атмосферу инертный газ должен быть разбавлен воздухом до такой концентрации, чтобы содержание кислорода в нем приближалось к обычной концентрации в атмосферном воздухе.
Анализ литературных данных и сведений опубликованных в официальных бюллетенях показывает, что функционируют различные способы и устройства по очистке дымовых газов двигателей внутреннего сгорания от отдельных токсичных газов. Недостатком известных изобретений является то, что способы очистки предусматривают нейтрализацию какого-то одного токсичного газа путем использования катализатора без химической реакции и улавливания мелкозернистых токсичных частиц. Разрежение выхлапываемых инертных газов вообще не рассматривается.
Задачей предлагаемого устройства является снижение выброса токсичных газов, твердых мелкодисперсных токсичных частиц, сажи и рассеивание инертных газов, выбрасываемых в атмосферу двигателями внутреннего сгорания транспортных средств.
Для реализации способа нейтрализации всех таксичных газов, очистки от мелкодисперсных токсичных частиц, сажи очистки, а также способа разряжения выбрасываемых двигателями внутреннего сгорания инертных газов предлагается устройство (рисунок) включающее: цилиндрический корпус 1, разделенный Г- образной перегородкой 2, на камеру абсорбации 3, и камеру очистки 4; козырьками 5 шириной 15-20 мм, установленными по боковым стенками и на верху перегородки с целью сохранения верхнего уровня поверхности абсорбента при перемещении транспортных средств на подъем, спуск и по горизонтальной линии на косогорах; корпус оснащен передней плоской крышкой 6, задней конусообразной крышкой 7 с фланцами 8, термостойкими прокладками 9, с отверстиями 10 для болтового соединения; впускной патрубок 11; выпускной патрубок 13; трехступенчатый П- образный перфорированный брызговик 12, погруженный в абсорбентный раствор; уравнемерную камеру 14, оснащенную поплавком 15, игольчатым клапаном 16, уравнительным патрубком 17; абсорбентный бак 18 со сливным патрубком 19 и вентилем 20; пеноуловливающие колокола 21, с отверстиями 22 на верхней половине их обечайки; накопительный отстойник 23 со сливным патрубком 24 и с завинчиваемой пробкой 25; эжектор, состоящий из передней стенки 26, соединенный с впускным патрубком 12 корпуса 1 из насадка 27, вакуумметрической камеры 28; горловины вакууммет-рической камеры 29, просверленной отверстиями 30, смесительной камеры 31, диффузора 32, конусообразного завихрителя 33, с винтообразными направляющими пластинами 34.
Способ очистки выхлопных газов отходящих от двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. Дымовой газ, поступающий от двигателя по дугообразному входному патрубку 11 поступает в трехступенчатый П-образный брызговик 13, помещенный в нижней части камеры абсорбции 3, наполненной абсорбентом.
При этом выхлопных газ, проникая через отверстия брызговика создает большой поток мелких мыльных пузырьков способствующих к увеличению контакта токсичных газов с абсорбентом, к осаждению мелкодисперсных твердых токсичных частиц на их поверхностях.
Далее пузырьки с уловленными твердыми токсичными частицами поднимаясь выше уровня абсорбента двигаются в сторону выходного патрубка, ударяясь о стенки пылеуловительных колоколов 21 разбиваются, абсорбент с уловленными твердыми токсичными частицами по стенкам нижней неперфорированной части пеноулавливающего коло-
кола стекает в накопительный отстойник 23 и по мере накопления отстоявшийся абсорбент по нижним отверстиям 22 стекает обратно камеру абсорбции 3. Накопившиеся твердые частицы периодически сбрасываются из накопительного отстойника через сливной патрубок 24, путем отвинчивания пробки 25. Одновременно с улавливанием мелкодисперсных токсичных частиц осуществляется нейтрализация токсичных газов путем вовлечения их в химическую реакцию с компонентами абсорбента.
Нейтрализация сероводорода (Н28) моноэтаполамином (КИ2) протекает согласно следующей реакции.
ЯКН2+Н28^ЯКНЗН8
Где Я=8,32х103 ДЖ/моль- универсальная газовая постоянная.
Нейтрализация сернистого ангидрида (802) с помощью окиси кальция (извести), Са (0Н2)
Са (ОН2) + 802= Са80з+Н20
Где Са803 - сульфат кальция, твердое мелкозернистое вещество.
Очищенный от токсичных газов поток инертных газов, проникая через верхние отверстия 22 пеноулавливающих колоколов направляется в эжектор для разрежения их путем смешивания с дополнительным воздухом втягиваемым через отверстия 30, размещенных в стенках горловины вакуумметрической камеры 28 и путем увеличения диаметра выхлопного отверстия диффузора 32 и создания вращательного движения выбрасываемого в окружающую атмосферу инертных газов с помощью винтообразных направляющих пластин 34 размещенных на обочине конусообразного завихрителя 33.
Отличительными особенностями предлагаемого способа является: улавливание мелкодисперсных твердых токсичных частиц содержащихся в потоке выхлопного газа отведенного от двигателя осуществляется путем пропускания их через абсорбентный раствор и через отверстия пеноулавливающих колоколов с последующим сбросом твердых частиц в накопительный отстойник; нейтрализация токсичных газов осуществляется путем вовлечения их в химическую реакцию с компонентами абсорбента; снижение концентрации инертных газов в выбрасываемом потоке выхлопного газа осуществляется путем втягивания дополнительного воздуха через отверстия расположенные на горловине ваку-умметрической камеры, под воздействием разрежения создаваемого потоком выхлопного газа, выходящего из зауженного отверстия насадка и создания вращательного движения выхлопного газа с помощью дугообразных направляющих пластин расположенных на внешней поверхности стенки конусообразного завихрителя, а также увеличения площади поперечного сечения диффузора контактирующего с атмосферным воздухом.
Л
XI У '
9_
6 / В в 8 9 ? #
' : . - \ / /
Рисунок. Устройство для очистки выхлопных газов ДВС Об авторах:
Сабденбеков Данияр Оралбекович - заведующий кафедры «Горное дело и эксплуатация транспорта», Таразский государственный университет им. М.Х.Дулати.
Каипов Шагит Шарифуллович - руководитель научного центра, Каратауский колледж технологии, образования и бизнеса
