DK158012B - Reaktor til katalytisk oxidation af kulmonooxid og hydrocarbonforbindelser i varme forbraendingsgasser - Google Patents

Description

DK 158012 B

Opfinde!sen angår en katalytisk reaktor af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Fra GB patentskrift nr. 1.071.984 kendes et apparat til kataly-5 tisk forbrænding af udstødningsgasser fra motorkøjer. Appara-tet indeholder en gennemgang for uforbrændt udstødningsgas og for tilførsel af luft, samt en afgang for den forbrændte udstødningsgas, og et forbrændingskammer, der er fyldt med katalysator indrettet således, at udstødningsgasserne blander sig 10 med luftstrømmen. Dette apparat er beregnet til at blive koblet efter et køretøjs forbrændingsmotor. Det er ikke et selvstændigt forbrændingsapparat i modsætning til den foreliggende opfindelse.

15 Endvidere kendes fra GB patentskrift nr. 1.112.152 en brænder til udstødningsgasser til brug i forbindelse med forbrændingsmotorer, ovne og ventilationssystemer og lignende til forbrænding blandt andet af uforbrændte hydrocarboner og carbonmono-oxid, som forekommer i udstødningsgasserne på grund af en 20 ufuldstændig forbrænding i motoren eller i ovnen. Denne brænder er opfinderens egen ældre konstruktion, som ikke anvender nogen form for katalytisk virkende materiale på forbrændings-apparatets indersider.

25 GB patentskrift nr. 1.406.076 viser en lydpottekonstruktion med et katalytisk virkende indsatsmateriale til katalytisk rensning af afgangsgasserne fra en almindelig forbrændingsmo-tor. Også dette apparat er et apparat, som efterkobles en forbrændingsmotor, men ikke udgør noget selvstændigt forbrændingskam-30 mer.

GB patentskrift nr. 1.513.834 beskriver et keramisk materiale, som kan anvendes sammen med reaktorer eller katalytiske omformere i rensningsanlæg for afgangsgasser og dette keramiske 35 materiale er samtidig varme i solerende. Skriftet viser, at materialet kan anvendes til rensning af udstødningsgasser fra forbrænd ingsmotorer.

2

DK 15 8 012 B

Ifølge opfindelsen tilvejebringes en reaktor af den i indledningen til krav 1 angivne art, der er ejendommelig ved at, at der i beholderen findes en mellemvæg, som deler rummet mellem endevæggene i to kamre, at nævnte mellemvæg indeholder en 5 ringformet kanal, som er tilsluttet en tilgang for de varme forbrændingsgasser, og som har en midteråbning, der forbinder de to kamre med hinanden, og gennem en eller flere spalter i mellemvæggen står i forbindelse med den ringformede kanal i hele eller en del af kanalens længde, og at kamrene i afstand 10 fra mellemvæggens midteråbning er forsynet med afgange for forbrændi nggasserne.

Dermed opnås et apparat, som gør det muligt at forbrænde de mest forskelligartede gas- eller partikelformede former, som 15 indeholder carbon eller carbonforbindel ser med en så fuldstændig forbrænding, at de forbrændingsgasser som udstødes er praktisk taget fri for sod, carbonmonooxid og hydrocarbonre-ster. Apparatet har mange forskellige anvendelsesområder, både hvor man lægger hovedvægten på varmeproduktion og når det vig-20 tigste er at opnå en praktisk taget fuldstændig forbrænding af en gas eller et partikel formet brændbart materiale.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningerne, hvor 25

Fig. l viser reaktoren ifølge opfindelsen delvis set fra oven og delvis gennemskåret langs linien I-I i fig. 3,

Fig. 2 viser et snit langs den brudte linie 11-11 i fig. 1, 30

Fig. 3 vser et snit langs den brudte linie III-III i fig 1.

Det i fig. 1-3 viste apparat har form som en dåse med to endevægge 16 og 17 og en mellemvæg 20, 21, som opdeler rummet mel-35 lem endevæggene i to kamre 18 og 19. Mellemvæggen består af to dele 20 og 21. Endevæggene- 16 og 17 er i hovedsagen plane og aflange med afrundede ender, således som det fremgår af fig.

1. Endevæggene 16 og 17 har hele vejen rundt hver sin kant- 3

DK 158012 B

flange 22 henholdsvis 23, der sammen med rundtgående partier af mellemvægsdelene 20 og 21 danner dåsens sidevægge.

En eller flere og fortrinsvis alle dåsens vægge er i deres 5 helhed eller i hvert på de mod dåsens indre vendende overflader helt eller delvis udført af et materiale, som indeholder katalyserende stoffer til oxidering af kulmonooxid og hydro-carbonforbindelser.

10 Et eksempel på sådant materiale, hvoraf væggene kan udføres er en legering af 20-30 vægt% chrom, 4-6 vægt% aluminium, 0-3 vægt% kobolt og resten jern.

Når reaktoren er i drift, får en sådan legering et lag af alu-15 miniumoxyd på sin overflade, og dette lag har den nævnte katalysatorvirkning. Et andet eksempel på et passende materiale til dåsens vægge er en keramik, som kan tåle kraftige temperaturforandringer. Det er fordelagtigt at anvende en keramik, som overvejende indeholder f.eks. 60 vægt% A^t^-fibre.

20

Mellemvæggen, der består af delene 20 og 21, indeholder en ringformet kanal 24, som forløber lige inden for dåsens sidevægge. Denne kanal 24 er tilsluttet en tilgang 25 beregnet til varme forbrændingsgasser, f.eks. fra en forbrændingsmotor el-25 ler fra et fyrsted. Mellemvæggen bestående af delene 20 og 21 har i midten en åbning 26, som forbinder de to kamre 18 og 19 med hinanden, og som gennem en eller flere spalter 27 i mellemvæggen står i forbindelse med den ringformede kanal 24. Spalten 27 kan strække sig hele vejen rundt om åbningen 26 og 30 kanalen 24, men strækker sig i udførelsen ifølge fig. 1-3 kun over halvdelen (den øverste halvdel i fig. 1) af den ydre omkreds af åbningen 26 og indre omkreds af kanalen 24, således som det antydes med spaltens begrænsning 28 i fig. 1 og 2. Endevæggene 16 og 17 er forsynet med hver sit koniske frem-35 spring 29 midt ud for mellemvæggens åbning 26. I afstand fra mellemvæggens midteråbning 26 er kamrene 18 og 19 forsynet med afgang for forbrændingsgasserne i form af fire huller 30 i hver af endevæggene 16 og 17.

Claims (7)

20 Lidt efter lidt forlader gasserne kamrene 18, 19 gennem afgangene 30 til mellemrummet mellem dåsen 16, 17, 20, 21 og skallen 31, 33, hvor gasserne strømmer rundt om dåsen til skallens afgang 35, for derefter at strømme i mellemrummet mellem skålen 31 og kappen 37 for til slut at gå ud gennem afgangen 38. 25 Under strømningen inden i dåsen 16, 17, 20, 21 og uden om denne kommer gasserne i tæt og langvaring berøring med dåsematerialet, som er opvarmet til høj temperatur af gasserne, og som herved virker katalyserende for oxideringen af kulmonooxid og hydrocarbonforbindelserne i gasserne, således at de forbræn-30 dingsprodukter, der forlader afgangen 38, er praktisk taget helt fri for kulmonooxid og hydrocarbonforbindel ser. Patentkrav.

1. Reaktor til katalytisk' oxider ing af kulmonooxid og hydro-carbonforbindelser i varme forbrændingsgasser, hvilken reaktor omfatter en beholder (16, 17, 20, 21) med sidevægge og ende- 35 DK 158012 B vægge (16,. 17), hvor væggene i beholderen helt eller delvis indeholder materiale, som katalyserer oxideringen af kulmonoo-xid og hydrocarbonforbindelserne, kendetegnet ved, at der i beholderen findes en mellemvæg (20, 21), som deler 5 rummet mellem endevæggene i to kamre (18, 19), at nævnte mellemvæg (20, 21) indeholder en ringformet kanal (24), som er tilsluttet en tilgang (25) for de varme forbrændingsgasser, og som har en midteråbning (26), der forbinder de to kamre med hinanden, og gennem en eller flere spalter (27) i mellemvæggen 10 står i forbindelse med den ringformede kanal i hele eller en del af kanalens længde, og at kamrene i afstand fra mellemvæg-gens midteråbning er forsynet med afgange (30) for forbræn-d i nggasserne.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ende væggene (16, 17) midt ud for mellemvæggens (20, 21) midteråbning (26) er forsynet med hver sit koniske fremspring (29) rettet imod midteråbningen.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at beholderen (16·, 17, 20, 21) omgives af en skal (31, 33), således at der er et mellemrum imellem beholderen og skallen, hvori kamrenes (18, 19) afgang (30) udmunder, og som er forsynet med en afgang (35) for forbrændingsgasserne. 25

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at skallen (31, 33) er omgivet af en varmekappe (37), der fortrinsvis er varmeisoleret således, at der er et mellemrum imellem skallen og kappen, i hvilket skallens afgang (35) ud- 30 munder, og som har en afgang (38) for forbrændingsgasserne.

5. Reaktor ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at beholderens (16, 17, 20, 21) vægge helt eller delvis består af en legering af 20-30 vægt% 35 chrom, 4-6 vægt% aluminium, 0-3 vægt% kobolt og resten jern.

6. Reaktor ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at beholderens (16, 17, 20, 21) vægge helt eller delvis består af keramik med det katalytisk virkende AI2O3, der tåler temperaturforandringer. DK 15 8 012 B

7. Reaktor ifølge et eller flere af kravene 1-4, kende-5 tegnet ved, at beholderens (16, 17, 20, 21) vægge helt eller delvis består af keramik, som indeholder en overvejende del, f.eks. mindst 60 vægt%, af Al203~fibre. 10 15 20 25 30 35