Spôsob znižovania obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov

Číslo patentu: 288281

Dátum: 27.05.2015

Autori: Pandová Iveta, Jurko Jozef, Panda Anton

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Je opísaný spôsob znižovania obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov, kde výfukové plyny unikajúce zo spaľovacieho motora (1) sú v čase studeného štartu nasmerované na sorpčnú zónu (4), ktorou sú uhľovodíky aj oxidy dusíka nasorbované. Po zahriatí zariadenia na 300 °C sú výfukové plyny pomocou teplotného snímača (3) presmerované na sorpčno-katalytické zóny (5,6) a na trojcestný katalyzátor (7). Zároveň pri 300 °C sú uhľovodíky a oxidy dusíka desorbované zo sorpčnej zóny (4) a nasmerované na prvú sorpčno-katalytickú zónu (5), kde sú uhľovodíky chemicky premieňané na oxid uhličitý a vodu, a ďalej sú nasmerované na druhú sorpčno-katalytickú zónu (6), kde sú chemicky premieňané oxidy dusíka na dusík. Zvyšok plynov prechádza klasickým trojcestným katalyzátorom (7).

Text

Pozerať všetko

PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYČíslo prihlášky 34.2012 Dátum podania prihlášky 9. 6. 2011 Číslo prioritnej prihláškyDátum podania prioritnej prihlášky Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 2. 1. 2013 Vestník UPV SR č. 1/2013Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočenia 96-2011Číslo podania medzinárodnej prihláškyČíslo zverejnenia medzinárodnej prihláškyČíslo podania európskej patentovej prihláškyNázov Spôsob znižovania obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilovJe opísaný spôsob znižovania obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov, kde výfukové plyny unikajúce zo spaľovacieho motora (l) sú v čase studeného štartu nasmerované na sorpčnú zónu (4),ktorou sú uhľovodíky aj oxidy dusíka nasorbované. Po zahriatí zariadenia na 300 °C sú výfukové plyny pomocou teplotného snímača (3) presmerované na sorpČno-katalytické zóny (5, 6) a na trojcestný katalyzátor (7). Zároveň pri 300 °C sú uhľovodíky a oxidy dusíka desorbované zo sorpčnej zóny (4) a nasmerovaně na prvú sorpčnokatalytickú zónu (5), kde sú uhľovodíky chemicky premíeňané na oxid uhličitý a vodu, a ďalej sú nasmerované na druhú sorpčno-katalytickú zónu (6), kde sú chemicky premieňané oxidy dusíka na dusík. Zvyšok plynov prechádza klasickým trojcestným katalyzátorom (7).Spaľovacie motory sú zdrojom škodlivých emisií, ktoré prispievajú značnou mierou k znečisteniu ovzdušia. Ich výñikové plyny obsahujú veľké nmožstvo anorganických a organických zložiek. Z anorganických zložiek sú to predovšetkým oxid uhoľnatý, oxidy dusíka a oxid uhličitý, z organických zložiek alifatické uhľovodíky ako aldehydy, ketóny a polycyklické aromatické uhľovodíky, ktoré, ako napríklad benzo(a)pyrén,sa vyznačujú karcinogénnymi vlastnosťami. Výrobcovia automobilov znižovanie obsahu týchto škodlivín riešia zabudovaním trojcestného katalyzátora, ktorého minimálna pracovná teplota je 300 °C.Pri benzínových motoroch je problém znižovania obsahu oxidu uhoľnatého, uhľovodikov a oxidov dusíka riešený použitím trojcestného katalyzátora. Trojcestný katalyzátor premieňa tri druhy škodlivín na menej škodlivé látky. Pomocou platiny dochádza k oxidácii oxidu uhoľnatého a uhľovodíkov na oxid uhličitý a vodu a pomocou ródia dochádza k redukcii oxidov dusíka na dusik. Oxídačno-redukčné reakcie prebiehajú až pri teplote vyššej ako 300 °C, preto k premene škodlivín dochádza až po nahriatí trojcestného katalyzátora. Pred nahriatím katalyzátora počas studeného štartu vzniká vysoký objem škodlivín, najmä uhľovodíkov, ktoré sú vypúšťané do ovzdušia bez zmeny.Riešenie využíva kombináciu klasického katalyzátora so sorpčnou látkou - prírodným zeolitom - klinoptilolitom, ktorého ložisko sa nachádza na Slovensku pri Nižnom Hrabovci. Prírodný zeolit po chemickej modifikácii nadobúda katalytické vlastnosti, preto sa dá použiť aj ako sorbent, aj ako katalyzátor na premenu uhľovodíkov a oxidov dusíka. Riešenie využíva chemicky aktivovaný prírodný zeolit so sorpčnými vlastnosťami, aj chemicky modifikovaný zeolit s katalytickými vlastnosťami. Podľa návrhu sú počas studeného štartu výfukové plyny prepúšťané najprv cez vrstvu chemicky upraveného zeolitu do monoiónovej formy, na ktorý sa škodliviny nasorbujú. Po nadobudnutí optimálnej pracovnej teploty pre klasický katalyzátor sú výfukové plyny presmerované pomocou teplotného spínača na vetvu prvej a druhej sorpčno-katalytickej zóny. Za nimi nasleduje klasický katalyzátor, vplyvom ktorého dôjde ku katalytickej premene zvyšku uhľovodíkov, oxidu uhoľnatého a oxidov dusíka, ktoré neboli premenené sorpčno-katalytickou zónou. Súčasne po zahriatí zeolitu v sorpčnej zóne nad 300 °C sú uhľovodíky a oxidy dusíka nasorbované počas studeného štartu znovu desorbované a následne premieňané prvou a druhou sorpčno-katalytickou zónou a katalytickou zónou na oxid uhličitý, vodu a dusík. Prvá aj druhá sorpčno-katalytická zóna obsahuje klinoptilolit modifikovaný pomocou roztokov katiónov kovových prvkov.Výhodou tohto riešenia je sorpcia uhľovodíkov aj oxidov dusíka počas studeného štartu, zvýšená ochrana životného prostredia pri kombinácii klasickej katalytickej premeny so sorpciou.Prehľad obrázkov na výkresochNa priloženom obrázku l je znázornená schéma zeolitového sorpčno-katalytického výfukového zariadenia na znižovanie obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov.Zeolitové sorpčno-katalytické zariadenie na znižovanie obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov je znázomené na obrázku l. Na obrázku je znázornený spaľovací motor l, výfukové potrubie od spaľovacieho motora z, teplotný snímač 3, sorpčná zóna i, prvá sorpčno-katalytická zóna á,druhá sorpčno-katalytická zóna Q.Postup činnosti je nasledovnýVýfukové plyny produkované spaľovacím motorom l sú za studeného štartu prepúšťané cez absorpčnú zónu, na ktorú sa nasorbujú uhľovodíky a oxidy dusíka. Po nahriatí zeolitu na 300 °C sa škodliviny desorbujú a pri prechode prvou a druhou sorpčno-katalytickou zónou j, Q sú uhľovodíky katalyticky premieňané na oxid uhličitý a vodu a oxidy dusíka na dusík. Zároveň po nadobudnutí optimálnej pracovnej teploty v klasickom katalyzátore sú vznikajúce výfukové plyny pomocou teplotného spínača 3 presmerované na sorpčno katalytické zóny ž, Q a na trojcestný katalyzátor l.Zeolitové sorpčno-katalytické Zariadenie na znižovanie obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov je využiteľné pri benzínových vozidlách. Šetrí životné prostredie. Napomáha dosiahnutiu ako dnešných limitov, tak 0 to viac budúcich sprĺsnených limitov, ktoré budú dané normou Euro 6 od roku 2020. Zároveň napomáha využitiu domácich zdrojov zeolitu.Spôsob znižovania obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že špeciálne upravený prírodný zeolit - klinoptilolit - uložený v sorpčnej zóne (4) zachytí uhľovodíky a oxidy dusíka vo výfukových plynoch zo spaľovacieho motora (l) vedené výfukovým potrubím (2) ovládané teplotným snímačom (3) pri studenom štarte, ktoré sú pri klasickom katalyzátore vypúšťané do ovzdušia, a zároveň po inej chemickej úprave chemicky mení uhľovodíky na oxid uhličitý a vodu a oxidy dusika na dusík v prvej sorpčno-katalytickej zóne (5) a v druhej sorpčno-katalytickej zóne (6).

MPK / Značky

MPK: F01N 3/10, B01D 53/94

Značky: uhľovodíkov, dusíka, plynoch, spôsob, znižovania, automobilov, oxidov, výfukových, obsahu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-288281-sposob-znizovania-obsahu-uhlovodikov-a-oxidov-dusika-vo-vyfukovych-plynoch-automobilov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob znižovania obsahu uhľovodíkov a oxidov dusíka vo výfukových plynoch automobilov</a>

Podobne patenty