Плазмохимический реактор для очистки отработавших газов дизельных двигателей

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусская государственная сельскохозяйственная академия(72) Авторы Карташевич Анатолий Николаевич Васильев Глеб Михайлович Кравец Алексей Васильевич Белоусов Владимир Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусская государственная сельскохозяйственная академия(57) Плазмохимический реактор для очистки отработавших газов дизельных двигателей,содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками и расположенную внутри корпуса разрядную камеру, выполненную в виде дисковой электродной системы с высоковольтными изоляторами, положительный и отрицательный электроды которой выполнены в виде пакетов, собранных из металлических дисков с треугольными зубьями, причем диски отрицательного электрода выполнены большего диаметра с внутренними зубьями, а диски положительного электрода - меньшего диаметра с наружными зубьями, отличающийся тем, что корпус выполнен квадратного сечения, а разрядная камера - круглого, при этом в четырех образованных по углам корпуса продольных полостях установлены электрофильтры, а на обеих сторонах поверхности положительных и отрицательных дисковых электродов закреплены металлические кольца с иглами, поверхность которых покрыта слоем высокоактивного катализатора. 9458 1 2007.06.30 Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам очистки отработавших газов (ОГ) дизельных двигателей, повышает эффективность очистки и улучшает экологическую чистоту. Известно устройство для очистки ОГ дизельных двигателей от сажи (Заявка на изобретение 20000001, от 2001.09.30), содержащее корпус с впускным и выпускными патрубками, расположенную внутри корпуса дисковую электродную систему с керамическими изоляторами. Положительный и отрицательный электроды представляют собой пакеты, собранные из тонких металлических дисков с треугольными зубьями, при этом диски большего диаметра с внутренними зубьями составляют заземленный, а диски меньшего диаметра с наружными зубьями - потенциальный электроды. Частицы сажи вместе с ОГ поступают из тангенциально установленного впускного патрубка в центральную часть разрядной камеры устройства. Затем поток ОГ разделяется на две равные части,которые самостоятельно движутся между дисковых электродов в противоположных направлениях к тангенциально установленным по концам разрядной камеры выпускным патрубкам. Основная часть сажи выгорает под действием коронного разряда в объеме разрядной камеры в процессе движения потока ОГ внутри устройства. Другая часть сажи под действием электростатических сил осаждается на поверхности дисковых электродов. Осевшая сажа непрерывно дожигается коронным разрядом непосредственно в местах накопления. Недостатками данного устройства являются недостаточная эффективность дожига осажденных частиц на поверхности дисковых электродов незначительное снижение выбросов других токсичных компонентов, находящихся в ОГ дизеля. Задача изобретения - повышение эффективности очистки, экологической чистоты и надежности работы. Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой конструкции плазмохимического реактора, обеспечивающей электроразрядный способ очистки ОГ, устраняются вышеизложенные недостатки следующими конструктивными изменениями во-первых, корпус плазмохимического реактора выполнен квадратного сечения, а разрядная камера, по которой движется поток ОГ - круглого, таким образом, получаются 4 продольные полости по углам сечения корпуса, в которых имеется возможность установки электрофильтров для дожига сажи во-вторых, на поверхности положительных и отрицательных дисковых электродов с обеих сторон закреплены металлические широкие тонкие кольца с выполненным на них большим количеством тонких игл (высота игл 2 мм, шаг игл 0,5 мм), что увеличивает ионизацию в разрядной камере в-третьих, поверхность игл металлических колец, установленных на поверхности положительных и отрицательных электродов с обеих сторон, покрыта слоем высокоактивного катализатора (платина, палладий), что способствует дожигу твердых частиц, а также способствует снижению выбросов окислов азота, окиси углерода и углеводородов. Плазмохимический реактор для очистки отработавших газов дизельных двигателей содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, расположенную внутри корпуса дисковую электродную систему с высоковольтными изоляторами. Положительный и отрицательный электроды представляют собой пакеты, собранные из тонких металлических дисков с треугольными зубьями, при этом диски большего диаметра с внутренними зубьями составляют заземленный, а диски меньшего диаметра с наружными зубьями - потенциальный электроды. На фиг. 1 - плазмореактор для очистки отработавших газов дизельных двигателей,общий вид на фиг. 2 - заземленный дисковый электрод на фиг. 3 - потенциальный дисковый электрод. 2 9458 1 2007.06.30 Плазмохимический реактор для очистки ОГ дизельных двигателей (фиг. 1) состоит из корпуса 1, крышек 2 и 3, дисковых электродов 4, 5 с треугольными зубьями. Электроды 4 установлены в виде пакета внутри корпуса и фиксируются друг относительно друга с помощью металлических цилиндрических перфорированных колец 6, которые также выполняют функцию внутренних (двойных) стенок корпуса, что способствует снижению температурных напряжений внутренней части корпуса и разрядной камеры в целом, подавлению акустического шума, а также повышает механическую прочность и эксплуатационную надежность устройства. Электроды 5 установлены на полой оси 7 и фиксируются от продольного перемещения с помощью цилиндрических металлических втулок 8, образуя составной многоигольчатый потенциальный электрод. По торцам полой оси 7 вварены токоподвод 9 и заглушка 10, на которых установлены высоковольтные изоляторы 11 и 12. Высоковольтные изоляторы 11, 12 размещаются в стаканах 13, 14 на внутренних стенках крышек 2, 3. На наружную часть высоковольтного изолятора 11 устанавливается посредством резьбового соединения предохранительный изолятор-колпачек 15. В корпус устройства вварены впускной патрубок 16 и выпускной патрубок 17. Для равномерного распределения потока ОГ по разрядной камере служит коллектор 18. Корпусные электроды 4 (фиг. 2) выполнены в виде дисков с внутренними треугольными зубьями 19, 20, 21 и т.д. Зубья 19 и 20 разгибаются на 90 от плоскости диска в противоположные стороны, а зубья 21 остаются на месте и т.д. Потенциальные электроды 5(фиг. 3) выполнены в виде дисков с наружными зубьями 22, 23, 24 и т.д. Зубья 22 и 23 разгибаются на 90 от плоскости диска в противоположные стороны, а зубья 24 остаются на месте и т.д. На поверхности электродов 4 и 5 с обеих сторон закреплены металлические широкие тонкие дисковые кольца 25, 26 с выполненным на них большим количеством тонких игл, покрытых слоем высокоактивного катализатора. В полостях корпуса установлены электрофильтры. Плазмохимический реактор для очистки ОГ дизельных двигателей работает следующим образом. Высоковольтное напряжение поступает от источника питания на электродную систему разрядной камеры. При этом в межэлектродном промежутке генерируется низкотемпературная неравновесная плазма, создавая активную зону ионизации во всем объеме разрядной камеры, предназначенном для пропуска ОГ. Поток ОГ поступает из впускного патрубка 16 через коллектор 18 в разрядную камеру плазмохимического реактора и движется между электродов 4 и 5. Часть сажи выгорает в результате взаимодействия с плазмой в объеме разрядной камеры в процессе движения потока ОГ внутри устройства. Другая часть сажи под действием электростатических сил осаждается на поверхности дисковых электродов 4 и 5, перфорированных колец 6 и втулок 8. Осевшая сажа непрерывно дожигается электрическими разрядами непосредственно в местах накопления. Часть осевшей сажи под действием вращательного движения потока ОГ направляется к периферии разрядной камеры и через отверстия перфорированных колец попадает в электрофильтры, где и дожигается. Покрытие высокоактивным катализатором тонких металлических игл на поверхности дисковых колец 25, 26, установленных на положительных и отрицательных электродах 4, 5 с обеих сторон, способствует дожигу твердых частиц, а также способствует снижению выбросов окислов азота, окиси углерода и углеводородов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4