Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10655
(13) U
(46) 2015.04.30
(51) МПК
F 01N 3/00 (2006.01)
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) СИСТЕМА ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(21) Номер заявки: u 20140456
(22) 2014.12.16
(71) Заявитель: Амбразевич Петр Викто-
рович (BY)
(72) Автор: Амбразевич Петр Викторович
(BY)
(73) Патентообладатель: Амбразевич Петр
Викторович (BY)
(57)
Система очистки отработавших газов, состоящая из первого каталитического реакто-
ра, узла впрыска реагента и второго каталитического реактора, отличающаяся тем, что
упомянутый второй каталитический реактор соединен с выходной камерой, в которой
расположены часть первого каталитического реактора и часть узла впрыска реагента, при
этом выходная камера, первый каталитический реактор, узел впрыска реагента и второй
каталитический реактор заключены в корпус, состоящий из основной части корпуса и до-
полнительной части корпуса, при этом в основной части корпуса расположены выходная
камера, часть первого каталитического реактора, часть узла впрыска реагента и часть вто-
рого каталитического реактора, а в дополнительной части корпуса расположены часть уз-
ла впрыска реагента и часть второго каталитического реактора.
(56)
1. DEUTZLIVE // DEUTZ AG. - Вып. 1. - 2009.
2. Карташевич А.Н.,. Недосеко М.А. Новые системы снижения токсичности отрабо-
тавших газов двигателей внутреннего сгорания: методические указания к лабораторной
работе. - Горки: БГСХА, 2012. - 30 с.
3. WO2014065059 (A1), МПК F01N 3/0814.
Фиг. 1
BY10655U2015.04.30

2. BY 10655 U 2015.04.30
2
Полезная модель относится к системам очистки и обезвреживания выхлопных газов
каталитическим превращением токсичных компонентов выхлопа с использованием жид-
кого реагента. Область применения - внедорожные самоходные машины, такие как трак-
торы, погрузчики и экскаваторы.
Современные внедорожные самоходные машины оснащают системами очистки отра-
ботавших газов, которые устанавливают, как правило, под капотом моторного отсека [1,
стр. 9]. При модернизации уже существующей машины до более высокого экологического
уровня требуется минимизация размеров системы и температурная изоляция ее элементов.
Для достижения низкого уровня выбросов выхлопные газы обрабатываются в не-
сколько этапов [2, стр.11]. Предварительная обработка газов происходит в первом катали-
тический реакторе, который может состоять из нескольких катализаторов, каждый из
которых обеспечивает определенную химическую реакцию. Преобразование жидкого реа-
гента происходит при прохождении газов через узел впрыска реагента. Окончательная
очистка газов происходит при прохождении газов через второй каталитический реактор,
который может состоять из нескольких катализаторов, каждый из которых обеспечивает
определенную химическую реакцию.
Известна система очистки отработавших газов [1, стр. 1], состоящая из первого ката-
литического реактора, узла впрыска реагента и второго каталитического реактора, кото-
рые выполнены раздельно друг от друга и соединены между собою при помощи
разборных соединений. Первый каталитический реактор и второй каталитический реактор
расположены на значительном расстоянии друг от друга, что предопределяет большие га-
баритные размеры. Раздельное исполнение элементов делает экономически неприемлемой
полную температурную изоляцию системы.
Известна система очистки отработавших газов [3], состоящая из первого каталитиче-
ского реактора, узла впрыска реагента и второго каталитического реактора. Преимущест-
вом данной конструкции является то, что первый каталитический реактор и второй
каталитический реактор расположены на малом расстоянии друг от друга, что позволяет
снизить габаритные размеры. Недостатком данной конструкции является то, что выход
газов из системы расположен параллельно входу газов в систему, что требует дополни-
тельного пространства для поворота потока газов в системе выпуска. Система выполнена
из нескольких частей, что делает экономически неприемлемой полную температурную
изоляцию системы.
Задача настоящей полезной модели - обеспечение экономически приемлемой темпера-
турной изоляции системы очистки отработавших газов и снижение габаритных размеров.
Техническим результатом является возможность размещения системы очистки отра-
ботавших газов под капотом моторного отсека уже существующей внедорожной самоход-
ной машины при ее модернизации до более высокого экологического стандарта.
Поставленная задача достигается за счет того, что в системе очистки отработавших га-
зов, состоящей из первого каталитического реактора, узла впрыска реагента и второго ка-
талитического реактора, упомянутый второй каталитический реактор соединен с
выходной камерой, в которой расположены часть первого каталитического реактора и
часть узла впрыска реагента, при этом выходная камера, первый каталитический реактор,
узел впрыска реагента и второй каталитический реактор заключены в корпус, состоящий
из основной части корпуса и дополнительной части корпуса, при этом в основной части
корпуса расположены выходная камера, часть первого каталитического реактора, часть
узла впрыска реагента и часть второго каталитического реактора, а в дополнительной час-
ти корпуса расположены часть узла впрыска реагента и часть второго каталитического ре-
актора.
Соединение второго каталитического реактора с выходной камерой, которая охваты-
вает первый каталитический реактор и узел впрыска реагента, позволяет направить поток
газов из второго каталитического реактора в пространство между узлом впрыска реагента

3. BY 10655 U 2015.04.30
3
и первым каталитическим реактором, которое в рассмотренной ранее конструкции [3] ни-
как не использовано. Выходная камера позволяет установить выход газов из системы на
незначительном расстоянии от входа газов, что обеспечивает конструктивную преемст-
венность с конструкцией более низкого экологического уровня, без системы очистки. При
этом сокращается длина системы в сравнении с ранее рассмотренными конструкциями.
Данные особенности конструкции позволяют снизить габариты системы.
Установка выходной камеры, первого каталитического реактора, узла впрыска реаген-
та и второго каталитического реактора в корпусе позволяет осуществить температурную
изоляцию системы. Применение корпуса, состоящего из основной части корпуса и допол-
нительной части корпуса, позволяет выполнить температурную изоляцию компактной.
Практика применения подобных систем свидетельствует о том, что первый каталитиче-
ский реактор короче, чем второй каталитический реактор [2, стр. 11]. Размещение части
узла впрыска реагента и части второго каталитического реактора в дополнительной части
корпуса позволяет снизить габариты.
Заявляемая система очистки отработавших газов представлена на следующих фигурах:
фиг. 1 - система очистки отработавших газов, продольный разрез;
фиг. 2 - система очистки отработавших газов, разрез в зоне основной части корпуса;
фиг. 3 - система очистки отработавших газов без корпуса, изометрический вид;
фиг. 4 - система очистки отработавших газов, изометрический вид.
Заявляемая система очистки отработавших газов содержит первый каталитический ре-
актор 1, узел впрыска реагента 2 и второй каталитический реактор 3 (фиг. 1). Второй ката-
литический реактор 3 соединен с выходной камерой 4 (фиг. 2 и 3), в которой расположены
часть первого каталитического реактора 1 и часть узла впрыска реагента 2. Первый ката-
литический реактор содержит впуск газов 5, выполненный в виде сферического шарнира,
и дизельный окислительный катализатор (DOC) 6. Узел впрыска реагента содержит фор-
сунку 7, гидролизный катализатор 8 и рассекатель 9. Второй каталитический реактор 3
содержит два последовательно соединенных катализатора селективного восстановления
(SCR) 10 и один катализатор селективного восстановления с зоной окисления аммиака на
выходе (SCR + AMOX) 11. Первый каталитический реактор 1, узел впрыска реагента 2,
второй каталитический реактор 3 и выходная камера 4 заключены в корпус 12, состоящий
из основной части корпуса 13 и дополнительной части корпуса 14 (фиг. 4). В основной
части корпуса 13 расположены часть первого каталитического реактора 1, часть узла
впрыска реагента 2, часть второго каталитического реактора 3 и выходная камера 4. В до-
полнительной части корпуса 14 расположены часть узла впрыска реагента 2 и часть вто-
рого каталитического реактора 3. Выход газов 15 выполнен в виде пластины с отверстием
и расположен между выходной камерой 4 и основной частью корпуса 13. Пространство
между корпусом 12 и первым каталитическим реактором 1, узлом впрыска реагента 2,
вторым каталитическим реактором 3 и выпускной камерой 4 заполнено изолирующим ма-
териалом 16.
Стрелками (фиг. 1) обозначен поток газов. Заявляемая система очистки отработавших
газов работает следующим образом. Подлежащие очистке газы поступают во впуск газов
5, а затем в дизельный окислительный катализатор (DOC) 6. Дизельный окислительный
катализатор (DOC) 6 обеспечивает протекание следующих реакций: 2NO + O2 = 2NO2,
2CO + O2 = 2CO2, 4HC + 3O2 = 2CO2 + 2HO2. Из дизельного окислительного катализатора
6 газы поступают в узел впрыска реагента 2, в котором форсунка 7 производит впрыск
раствора мочевины CO(NH2) 2, известного также как AdBlue. При движении газов в узле
впрыска реагента 2 происходит испарение раствора и разложение мочевины, для интен-
сификации этого процесса служит гидролизный катализатор 8, который обеспечивает
протекание реакции: CO(NH2) 2 + H2O = 2NH3 + CO2. При прохождении через рассекатель
9 поток газов дробится на мелкие струйки, что обеспечивает равномерное распределение
газов и реагента на входе во второй каталитический реактор 3. При прохождении газов

4. BY 10655 U 2015.04.30
4
через установленные во втором каталитическом реакторе 3 катализаторы селективного
восстановления (SCR) 10 происходят реакции: 8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O,
4NH3 + 4NO = 4N2 + 6H2O, 2NH3 + NO + NO2 = 2N2 + 3H2O. Эти же реакции происходят
при прохождении газов через катализатор селективного восстановления с зоной окисле-
ния аммиака на выходе (SCR + AMOX) 11, при этом на выходе происходит окисление ос-
таточного аммиака: 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O. После обработки во втором каталитическом
реакторе 3 газы поступают в выпускную камеру 4, при этом они проходят в пространстве
между узлом впрыска реагента 2 и первым каталитическим реактором 1, а также в про-
странстве между выпускной камерой 4 и узлом впрыска реагента 2 и в пространстве меж-
ду выпускной камерой 4 и первым каталитическим реактором 1. Из выпускной камеры 4
газы выводятся наружу через выход газов 15. Изолирующий материал 16 обеспечивает
звуковую и термическую изоляцию системы.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.