Блочный нейтрализатор отходящих газов автотранспорта

(51)7 01 3/10, 01 53/34 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Гильмундинов Шамиль Абзалович Котова Галина Николаевна Закумбаева Гаухар Дауленовна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Отчет о командировании специалистов Минавтосельхозмаша на фирму Кемира (Финляндия) 19-24 июня 1989 г. М. Минавтосельхозмаш. СССР. 1989, с. 2-3 БЛОЧНЫЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТХО(54) ДЯЩИХ ГАЗОВ АВТОТРАНСПОРТА(57) Изобретение относится к области охраны окружающей среды от токсичных выбросов автотранс портных средств, конкретно к разработке каталитических нейтрализаторов выхлопных газов автомобильного транспорта. Предложен блочный нейтрализатор отходящих газов автотранспорта и включающий корпус, имеющий патрубки для входа и выхода отходящих газов,внутри которого размещен металлический блок сотовой структуры с множеством продольных параллельных каналов с покрытием из оксида алюминия и благородного металла. Благодаря тому, что металлический блок в предложенном нейтрализаторе имеет теплопроводность,равную 16 Вт/мК при 20 С и 23 Вт/мК при 600 С,удельную теплоемкость 0,38 кДж/кгК, удается уменьшить время перехода его в рабочий режим при запуске холодного двигателя в 1,5 раза. 11868 Изобретение относится к области охраны окружающей среды от токсичных выбросов автотранспортных средств, конкретно к разработке каталитических нейтрализаторов выхлопных газов автомобильного транспорта. Известен блочный кордиеритовый монолитный нейтрализатор отходящих газов автотранспорта(Отчет о командировании специалистов Минавтосельхозмаша на фирму Кемира (Финляндия) - 1924 июня 1989 г. М. Минавтосельхозмаш. СССР. 1989, с. 2-3), который имеет сотовую структуру с большим числом параллельных каналов, разделенных тонкими стенками и проходящих по всей длине нейтрализатора. Число каналов составляет 62 ячейки на 1 см 2. На стенках каналов находится каталитический компонент, включающий благородный металл. Блочный кордиеритовый монолитный нейтрализатор помещен в прочный корпус, имеющий вход и выход для отходящих газов. Между блочным кордиеритовым нейтрализатором и стенками корпуса для повышения механической прочности размещена изоляционная прокладка. Недостатком известного блочного нейтрализатора из кордиерита является его низкая теплопроводность, которая уменьшается при высоких температурах, и высокая удельная теплоемкость. Удельная теплопроводность кордиеритового блока при 20 С составляет 1 Вт/мК, при 600 С - 0,8 Вт/мК. Удельная теплоемкость кордиеритового блока составляет 1,05 кДЖ/кгК. Вследствие этого катализатор на кордиеритовом блоке требует большой затраты тепла, необходимого для длительного нагрева кордиеритового блока. Недостатком блочного кордиеритового нейтрализатора является то, что для разогрева кордиеритового блока до рабочих температур требуются значительные затраты тепла, необходимого для нагрева блока. Вследствие высокой теплоемкости кордиерита, катализатор на блочном носителе из кордиерита длительное время приходит в рабочий режим при запуске холодного двигателя. Нейтрализатор на кордиеритовой подложке обладает довольно высоким гидравлическим сопротивлением вследствие того,что эффективное поперечное сечение составляет лишь 77(62 канала на 1 см 2). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является блочный каталитический нейтрализатор отходящих газов на металлическом носителе (Отчет о командировании специалистов Минавтосельхозмаша на фирму Кемира (Финляндия) - 19-24 июня 1989 г. М. Минавтосельхозмаш, СССР. 1989, с. 1-4). Известный нейтрализатор состоит из удлиненного металлического корпуса, имеющего вход и выход для отходящих газов. Внутри корпуса размещен металлический блок из хромалюминиевой стали сотовой структуры с множеством продольных параллельных каналов, изготовленный путем свертывания в рулон предварительно гофрированной и плоской металлических лент. На металлический носитель 2 нанесен второй носитель из оксида алюминия и каталитический компонент благородного металла. Блочный нейтрализатор из металла обладает рядом преимуществ при сравнении с кордиеритовым нейтрализатором. В частности, высокая прочность металла и высокая обрабатываемость дают возможность изготовить стенки металлического блока достаточно тонкими, что в результате обеспечивает общее значительное увеличение геометрической площади металлической подложки. Эффективное поперечное сечение всех каналов без покрытия составляет 91, количество каналов на одном см 2 поперечного сечения составляет 77 штук. Это позволяет заметно снизить гидравлическое сопротивление по сравнению с кордиеритовым нейтрализатором. Высокая механическая прочность металлической подложки позволяет устранить изоляционную прокладку между корпусом и подложкой и тем самым уменьшить диаметр корпуса нейтрализатора на 15. Приведенные факторы понижают общий вес нейтрализатора на одну треть по сравнению с нейтрализатором на кордиеритовой основе при сохранении каталитической активности. К числу преимуществ носителей из хромалюминиевой стали следует отнести их высокую теплопроводность (при 20 С - 14 Вт/мК, при 600 С 20 Вт/мК). Благодаря высокой теплопроводности металла катализатор на металлическом носителе значительно быстрее приходит в рабочий режим при запуске холодного двигателя. Технической задачей настоящего изобретения является уменьшение времени перехода в рабочий режим блочного нейтрализатора при запуске холодного двигателя. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым устройством блочного нейтрализатора отходящих газов автотранспорта, включающим корпус с патрубками для входа и выхода отходящих газов, внутри которого размещен выполненный из свернутых в один рулон гофрированной и плоской металлических лент блок, имеющий в поперечном сечении сотовую структуру, образованную множеством продольных параллельных каналов с покрытием из оксида алюминия и благородного металла, отличительной особенностью которого является то, что блок выполнен из металла, обладающего теплопроводностью 16 Вт/мК при 20 С и 23 Вт/мК при 600 С, удельной теплоемкостью 0,38 КДж/кгК и содержит 80-120 каналов на 1 см 2 поперечного сечения. Благодаря использованию в предлагаемом изобретении в качестве первичного носителя - металлического блока с более высокой теплопроводностью и более низкой, по сравнению с прототипом, удельной теплоемкостью уменьшается расход тепла, требуемого для приведения нейтрализатора в рабочий режим. Время перехода в рабочий режим блочного нейтрализатора при запуске холодного двигателя снижается до 60 сек вместо 90 сек, необходимых для нейтрализатора по прототипу. Увеличение числа каналов до 80-120 ячеек на 1 см поперечного сечения в предлагаемом блочном нейтрализаторе позволяет снизить гидравлическое сопротивление по сравнению с прототипом, в котором число каналов составляет 77 ячеек на 1 см 2 поперечного сечения. Нейтрализатор готовят следующим образом. Тонкую металлическую ленту и гофрированную фольгу из того же материала, концы которых скреплены вместе, скручивают в цилиндрической формы блок, имеющий сотовую структуру с продольными каналами так, чтобы число ячеек на 1 см 2 поперечного сечения блока составляло 80-120 штук. На металлический блок пропиткой водной суспензией наносят слой вторичного носителя, содержащий 10 А 2 О 3 от массы блока. Блок прокаливают в печи при температуре 700-750 С в течение 60 мин, после чего пропиткой водным раствором соли благородного металла наносят слой каталитического компонента благородного металла (платины, палладия, родия) в количестве 0,1 мас. от массы блока. После нанесения благородного компонента блочные нейтрализаторы подвергают сушке при температуре 200 С в течение 30 минут, прокалке в течение 30 мин при 550-600 и восстановлению в среде СО при 550 С. Нейтрализатор был испытан на выхлопных газах по 13-ступенчатому международному циклу испытаний и показал следующую эффективность по очистке выхлопных газов при 250 С СО - на 81-85 углеводороды - на 60-70 , что соответствует Европейским нормам Директивы 49/1 ЕЭК ООН. Испытанный в аналогичных условиях нейтрализатор по прототипу показал меньшую эффективность очистки по СО - 75-80 и равную по углеводородам 6070 . Вышеуказанные результаты были получены по истечении 60 секунд после запуска холодного двигателя. Ниже в таблице для сравнения приводим данные, полученные при использовании предлагаемого блочного нейтрализатора и известного (по прототипу). Таблица Характеристика металлического носителя Блочный нейтрализатор Время перехода в рабочий режим нейтрлизатора при запуске холодного двигателя,с Степень очистки ВГ от СО, об. Степень очистки ВГ от углеводородов, об.(при 20 С) Предлагаемый. Первичный носительметалл вторичный носительоксид алюминия каталитический компонентПрототип. Первичный носительметалл вторичный носительоксид алюминия каталитический компонент ных каналов с покрытием из оксида алюминия и благородного металла, отличающийся тем, что блок выполнен из металла, обладающего теплопроводностью 16 ВТ/мК при 20 С и 23 ВТ/мК при 600 С, удельной теплоемкостью 0,38 кДж/кгК, и содержит 80-120 каналов на 1 см 2 поперечного сечения. Блочный нейтрализатор отходящих газов автотранспорта, включающий корпус с патрубками для входа и выхода отходящих газов, внутри которого размещен выполненный из свернутых в один рулон гофрированной и плоской металлических лент блок,имеющий в поперечном сечении сотовую структуру,образованную множеством продольных параллельВерстка КИПЭ,исполнитель Халтурина В.А., корректор Горпиненко Т.И.