Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С ПЕТЛЕВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ - Патент РФ 2094623
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С ПЕТЛЕВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С ПЕТЛЕВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С ПЕТЛЕВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к охране воздушного бассейна от твердых частиц (ТЧ) и газообразных вредных веществ (ГВВ), образующихся при сгорании углеводородного топлива в ДВС (преимущественно в дизелях), котлах ТЭС, ТЭЦ и др. энергетических установках. Сущность изобретения: фильтрующий элемент (ФЭ) с петлевым движением отработавших газов (ОГ) образован плоскими проницаемыми пластинами, установленными с заданными зазорами друг к другу за счет П-образных заглушек, которые чередуются открытыми и закрытыми сторонами к направлению движения потока ОГ так, что образуются входные и выходные щелевые каналы для прохождения соответственно исходных и очищенных ОГ. Во всех входных щелевых каналах ФЭ установлены по две плоские непроницаемые пластины меньшей длины так, что между задними торцами этих пластин и закрытыми сторонами П-образных заглушек образуются поперечные щели заданной величины, а во всех выходных щелевых каналах установлено по одной плоской непроницаемой пластине, имеющей каталитическое покрытие ее поверхности. Все непроницаемые пластины установлены с заданными зазорами друг к другу и к проницаемым пластинам за счет П-образных заглушек и выштамповок в виде пупырей (или разделительных втулок). Причем длины непроницаемых пластин, установленных в выходных щелевых каналах, задаются из расчета потребной каталитической поверхности. 8 з. п. ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094623
Класс(ы) патента: F01N3/02
Номер заявки: 95108270/06
Дата подачи заявки: 26.05.1995
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Кутыш Иван Иванович
Автор(ы): Кутыш Иван Иванович
Патентообладатель(и): Кутыш Иван Иванович
Описание изобретения: Изобретение относится к охране окружающей среды, а точнее к охране воздушного бассейна от твердых частиц (ТЧ) и газообразных вредных веществ (ГВВ), образующихся при сгорании углеводородного топлива в ДВС (преимущественно в дизелях), котлах ТЭС, ТЭЦ и др. энергетических установках.
Известен керамический фильтрующий элемент (ФЭ), представляющий собой пористую монолитную массу, в которой выполнены продольные каналы. Торцы каналов поочередно закрыты с входной и выходной сторон ("ЭИ", сб. "Экологические проблемы на транспорте", изд. ВИНИТИ: N 43, 1991, с. 9-19; N 14, 1992, с. 11-20; N 7, 1991, с. 2-17; N 39, 1991, с. 4-5; N 16, 1992, с. 3-18). Исходные отработавшие газы (ОГ) проходят из каналов с входными отверстиями через пористую массу в соседние каналы с выходными отверстиями.
Основным недостатком таких ФЭ является тот факт, что реализуется линейный закон изменения скорости потока ОГ по длине канала. Причем скорость изменяется от максимального значения на входе в канал до нуля в конце канала. Как показывают многочисленные эксперименты по испытанию таких керамических ФЭ, накопление ТЧ, в том числе и сажи, во входных каналах ФЭ начинается в том месте, где скорость потока ОГ равна нулю. По мере накопления сажи во входных каналах ФЭ место с нулевой скоростью потока ОГ перемещается от концов к началам входных каналов до тех пор, пока эти каналы полностью не забьются ТЧ. В процессе регенерации ФЭ горение сажи осуществляется только по поверхности накопившегося слоя ТЧ, так как кислород, содержащийся в ОГ, не может проникнуть на всю толщину слоя ТЧ. Поэтому время регенерации ФЭ весьма большое, порядка 7-8 мин.
Причиной таких процессов накопления ТЧ и регенерации ФЭ являются тупиковый тип входных каналов, предназначенных для прохождения исходных ОГ и соответствующий им характер распределения скорости потока ОГ по длине каналов. Кроме того, большие градиенты температур, возникающие в момент начала и окончания процесса регенерации ФЭ, приводят к растрескиванию пористой керамики, так как коэффициент линейного расширения керамики на несколько порядков меньше, чем, например, у металлов.
Установка таких ФЭ на автомобилях и эксплуатация их в дорожных условиях показала, что большие градиенты температур и вибрации, которым подвергается ФЭ, приводят в конечном итоге к быстрому разрушению материала ФЭ и выходу сажевого фильтра (СФ) из строя. Следует также отметить, что изготовление ФЭ из монолитной пористой керамики с сотовым расположением входных и выходных каналов для прохождения по ним соответственно исходных и очищенных ОГ при толщине стенок этих каналов 0,35-0,45 мм, эквивалентном диаметре каналов 1,0-1,5 мм и длине каналов 250-300 мм представляет большие технологические трудности.
Многие недостатки рассмотренных ФЭ устраняются в ФЭ, состоящем из отдельных мешков с плоской разверткой ткани (Ужов В.Н. Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. М. Химия, 1970, с. 190-192). Каждый мешок с одним открытым торцом, как наволочка, надет на опорный проволочный (сеточный) каркас, укрепленный на перегородке. Поток запыленных газов поступает с внешней стороны внутрь каркаса, который предотвращает сплющивание мешка.
К недостаткам описанного ФЭ следует отнести сложность смены мешков и трение ткани о каркас, что сокращает срок службы ФЭ.
Более простыми в изготовлении и в обслуживании являются ФЭ рамочной конструкции ( там же, с. 94-98). Фильтрующий материал (ФМ) в виде ленты укладывается между П-образными рамками, чередующимися при сборке ФЭ открытыми и закрытыми сторонами к направлению движения потока ОГ.
Недостатком этого типа ФЭ является то, что при повреждении ФМ в некоторых местах, требуется замена всей ленты. Это экономически нецелесообразно.
Более удобны в эксплуатации и при ремонте ФЭ, у которых в качестве ФМ вместо ленты используются отдельные плоские проницаемые пластины (там же, c. 101-104).
Этот ФЭ принят в качестве прототипа.
В таком ФЭ проницаемые пластины установлены с зазором друг к другу за счет П-образных заглушек, которые чередуются открытыми и закрытыми сторонами к направлению движения потока ОГ, так, что образуются входные и выходные щелевидные каналы для прохождения соответственно исходных и очищенных ОГ. В начальном сечении входного щелевого канала устанавливается максимальная скорость потока ОГ, а в тупике этого канала нулевая скорость, где и начинаются отложения сажи. В качестве ФМ в таких ФЭ используются асбесто-целлюлозные проницаемые пластины.
Основные недостатки этого ФЭ:
тупиковый тип канала, в конце которого всегда реализуется нулевая скорость потока ОГ и большое время регенерации ФЭ;
невозможность применения его для фильтрации горячих газов;
неэффективное использование располагаемого объема ФЭ для получения максимальной фильтрации поверхности.
Целями изобретения являются увеличение экономичности процесса регенерации, сокращение времени регенерации ФЭ, увеличение рабочей фильтрации поверхности при неизменном объеме ФЭ, расширение выполняемых функций ФЭ, наконец, увеличение ресурса работы ФЭ.
Поставленные цели достигаются следующими техническими решениями.
1. Во всех входных щелевых каналах установлены с заданными зазорами друг к другу и к проницаемым пластинам за счет П-образных заглушек по две плоские непроницаемые пластины меньшей длины так, что между задними торцами этих пластин и закрытыми сторонами П-образных заглушек образуются поперечные щели заданной величины. Установка в каждом входном щелевом канале по две плоские непроницаемые пластины позволяет образовывать вместо одного входного щелевого канала три входных щелевых канала. Центральный входной щелевой канал, образованный только плоскими непроницаемыми пластинами, имеет оба открытые конца и служит для транспортировки исходных ОГ без изменения их расхода в концы двух других входных щелевых каналов, каждый из которых образован одной проницаемой и одной непроницаемой пластинами и имеет один открытый, а другой закрытый концы. Наличие центрального входного щелевого канала позволяет иметь в двух других входных щелевых каналах и в начальном, и конечном сечениях этих каналов примерно одну и ту же максимальную скорость потока исходных ОГ. Относительно направления движения заглушки установлены закрытыми сторонами во всех выходных щелевых каналах, открытыми сторонами во всех входных щелевых каналах.
В таком ФЭ будет производиться очистка ОГ от ТЧ, в том числе и от сажи.
2. Если же, кроме двух плоских непроницаемых пластин, установленных в каждом входном щелевом канале так, как указано выше в пункте 1, установить в каждом выходном щелевом канале по одной плоской непроницаемой пластине, имеющей каталитическое покрытие ее поверхности, с заданными зазорами и проницаемым за счет П-образных заглушек, то такой ФЭ можно использовать не только для улавливания ТЧ, но и для очистки от газовой фазы вредных веществ, например, если в качестве катализатора использовать катализатор чистки ОГ от оксида углерода и углеводородов.
Применение катализатора на непроницаемых пластинах, установленных в выходных щелевых каналах, удлиняет срок службы катализатора и повышает эффективность очистки ОГ от газовой фазы вредных веществ по сравнению с применением катализатора на непроницаемых пластинах, установленных во входных щелевых каналах, так как поток ОГ в выходных щелевых каналах в той или иной степени уже очищен от ТЧ.
Длина этих пластин при их неизменной заданной ширине определяется потребной каталитической поверхностью, обеспечивающей заданную эффективность очистки ОГ от газообразных вредных веществ.
3. Если же поддерживать температуру материала ФЭ достаточной для горения (окисления) сажи на его поверхности на всех режимах работы энергоустановки за счет подвода энергии извне, например, за счет ввода в поток ОГ и сжигания в кислороде ОГ дополнительного топлива, то экономически целесообразно снизить количество подводимой извне энергии за счет покрытия катализатором всех проницаемых и непроницаемых пластин ФЭ, имеющих контакт не только с очищенными ОГ от ТЧ, но и с исходными ОГ. В этом случае в качестве катализаторов могут быть использованы те же катализаторы, которые используются для конверсии окиси углерода и углеводородов.
4. Если жесткость пластин недостаточна, то заданные зазоры между пластинами обеспечиваются, кроме П-образных заглушек, расположенных по краям этих пластин, с помощью выштамповок в виде пупырей, выполненных равномерно вдоль рабочих поверхностей плоских непроницаемых пластин. Высота пупырей на заданной длине плоской непроницаемой пластины равна толщине боковой стороны П-образной заглушки на той же ее длине, причем на плоских непроницаемых пластинах, установленных в выходных щелевых каналах, и на одной из двух плоских непроницаемых пластин, установленных во входных щелевых каналах, выпуклости пупырей поочередно направлены в противоположные стороны, а на другой плоской непроницаемой пластине, установленной во входном щелевом канале, выпуклость пупырей направлена только в одну сторону так, что выпуклость пупырей, выполненных в тех же местах, на соседней плоскости непроницаемой пластины направлена в противоположную сторону.
5. Для выполнения пупырей вдоль плоских непроницаемых пластин необходимо иметь дорогостоящий штамп. С целью снижения затрат на оснастку и упрощения работ при изготовлении ФЭ, если жесткость плоских проницаемых и непроницаемых пластин недостаточно, заданные зазоры между такими пластинами обеспечиваются, кроме П-образных заглушек, расположенных по краям этих пластин, с помощью втулок, установленных равномерно вдоль рабочих поверхностей пластин. Высота втулок на заданной длине пластины равна толщине боковой стороны П-образной заглушки на той же ее длине. Плоские проницаемые и непроницаемые пластины стянуты шпильками, пропущенными через отверстия в этих пластинах и во втулках. В результате образуется жесткая конструкция ФЭ.
6. Поверхность ФЭ, который предназначен только для очистки ОГ от ТЧ (п. 1) можно существенно увеличить не изменяя объем ФЭ, если проницаемые пластины выполнить поочередно гофрированными и плоскими. Следует иметь в виду, что в этом случае возникают трудности с закрытием входных или выходных торцов каналов.
7. Когда в каждом выходном щелевом канале установлено по одной непроницаемой пластине, имеющей каталитическое покрытие ее поверхности, то с целью увеличения фильтрующей поверхности без изменения объема ФЭ все проницаемые пластины могут быть выполнены гофрированными.
8. Так как металлы имеют высокий коэффициент линейного расширения по сравнению, например, с керамикой, а температура, при которой происходит интенсивное горение сажи (650oC), весьма низкая, то целесообразно при очистке ОГ энергоустановок в качестве плоских непроницаемых пластин использовать листовой металл, а в качестве проницаемых пластин пористые металлы. Металлы также хорошо выдерживают вибрационные нагрузки.
9. С цель снижения подводимой извне энергии при регенерации ФЭ целесообразно выполнить все проницаемые и непроницаемые пластины с каталитическим покрытием их поверхностей, хотя эффективность этого покрытия пластин во входных и выходных щелевых каналах будет различной.
Необходимо также заметить следующее:
боковые части П-образных заглушек могут выполняться переменной толщины по их длине, это позволяет управлять скоростью потока исходных и очищенных ОГ по длине щелевых каналов ФЭ; в каждом конкретном случае, задавая форму П-образных заглушек, можно задавать определенный закон изменения зазора между пластинами и соответствующий ему закон изменения скорости потока ОГ по длине щелевых каналов ФЭ;
размер поперечной щели (п.1) можно также задавать, это позволяет фактически задавать пропускную способность щелевого канала, образованного двумя соседними непроницаемыми пластинами, и скорость потока исходных ОГ на повороте в конце входного щелевого канала.
Для характеристики предлагаемого ФЭ используются следующие отличительные признаки.
Наличие новых конструктивных элементов:
в первом случае установлены по две дополнительные непроницаемые пластины в каждом входном щелевом канале;
во втором случае, кроме двух непроницаемых пластин, установленных в каждом входном щелевом канале, установлено по одной непроницаемой пластине в каждом выходном щелевом канале;
в третьем случае плоские непроницаемые пластины содержат выштамповки в виде пупырей;
в третьем случае между плоскими проницаемыми и непроницаемыми пластинами установлены разделительные втулки, а сами пластины стянуты шпильками, пропущенными через отверстия в пластинах и отверстия во втулках.
Параметры непроницаемых пластин, установленных во входных и выходных щелевых каналах:
непроницаемые пластины, установленные во входных щелевых каналах, имеют меньшую длину, чем соседние проницаемые пластины, в результате чего между задними торцами этих пластин и закрытыми сторонами П-образных пластин образуются поперечные щели заданной величины;
длина непроницаемых пластин, установленных в выходных щелевых каналах, выбирается из потребной каталитической поверхности.
Форма:
проницаемых пластин, которые или все выполнены гофрированными, когда непроницаемые пластины имеются во всех входных и выходных щелевых каналах, или поочередно выполнены гофрированными и плоскими, когда непроницаемые пластины установлены только во входных щелевых каналах;
плоских непроницаемых пластин, содержащих выштамповки в виде пупырей.
Материал, из которого выполнены проницаемые и непроницаемые пластины.
Использование веществ каталитических покрытий пластин.
Использование указанной совокупности отличительных признаков с требуемой целью автору неизвестно.
Изобретение иллюстрируется фиг. 1 5.
ФЭ (фиг. 1) содержит плоские проницаемые пластины 1, установленные с заданными зазорами друг к другу за счет П-образных заглушек 2. П-образные заглушки чередуются открытыми сторонами к направлению движения потока ОГ так, что образуются входные и выходные щелевые каналы для прохождения соответственно исходных ОГ 6 и очищенных ОГ 8. Во входных щелевых каналах установлены с заданными зазорами друг к другу и к проницаемыми пластинами 1, за счет П-образных заглушек 2, по две плоские непроницаемые пластины 3 меньшей длины так, что между задними торцами пластин и закрытыми сторонами П-образных заглушек 2 образуются поперечные щели 4 с заданной площадью S=bh, где h ширина щели, а b ее длина, равная ширине B непроницаемой пластины 3 за вычетом той ее части, которая занимается областью 5 (на виде A область 5 заштрихована) для размещения П-образной заглушки 2. Установка в каждом входном щелевом канале по две плоские непроницаемые пластины 3 позволяет образовать вместо одного входного щелевого канала три входных щелевых канала. Один из них центральный входной щелевой канал 11, образованный только плоскими непроницаемыми пластинами 3, имеет оба открытые конца и служит для транспортировки исходных ОГ 6 без изменения их расхода в концы двух других входных щелевых каналов 12 и 13, каждый из которых образован одной проницаемой пластиной 1 и одной непроницаемой пластиной 3 и имеет один открытый, а другой закрытый концы.
Это принципиально изменяет профиль скорости 10 потока исходных ОГ 6 во входных щелевых каналах 12 и 13 предлагаемого ФЭ по сравнению с профилем скорости потока исходных ОГ во входных щелевых каналах прототипа. Наличие центрального входного щелевого канала 11 позволяет иметь и в начальных, и в конечных сечениях двух других входных щелевых каналах 12 и 13 примерно одну и ту же максимальную скорость 9 потока исходных ОГ 6(фиг. 1).
В выходных щелевых каналах могут быть установлены с заданными зазорами к проницаемым пластинам 1 за счет П-образных заглушек 2 по одной плоской непроницаемой пластине 14, имеющей каталитическое покрытие ее поверхности (фиг. 2).
Чтобы избежать сплющивания выходных щелевых каналов под действием перепада давления, возникающего на проницаемых пластинах, если жесткости этих пластин недостаточно, заданные зазоры между плоскими проницаемыми пластинами 1 и плоскими непроницаемыми пластинами 3 и 14 обеспечиваются, кроме П-образных заглушек 2, с помощью выштамповок в виде пупырей 15, выполненных в шахматном порядке вдоль рабочих поверхностей плоских непроницаемых пластин 3 и 14 (вид А на поз. 3 и 14, фиг.3). П-образные заглушки для простоты были выполнены для всех каналов одинаковыми и постоянной толщины, поэтому высота всех пупырей равна толщине П-образной заглушки. Причем на плоских непроницаемых пластинах 14, установленных в выходных щелевых каналах, и на одной из двух плоских непроницаемых пластин 3, установленной во входном щелевом канале, выпуклости пупырей 15 поочередно направлены в противоположные стороны с шагом s, а на другой плоскости непроницаемой пластине 3, установленной также во входном щелевом канале, выпуклость пупырей 15, выполненных в тех же местах с шагом 2s, на соседней плоскости непроницаемой пластине 3 направлена в противоположную сторону, то есть, имеются два типа плоских непроницаемых пластин 3, которые отличаются количеством и направлением выпуклости пупырей 15 (фиг. 3).
Избежать сплющивания выходных щелевых каналов можно за счет другого технического решения.
В связи с этим решением заданные зазоры между плоскими проницаемыми пластинами 1 и непроницаемыми пластинами 3 и 14 обеспечиваются, кроме П-образных заглушек 2, с помощью разделительных втулок 16, расположенных в шахматном порядке вдоль рабочих поверхностей этих пластин (вид. A на поз. 3, Фиг. 4). В этом примере П-образные заглушки 2 также были выполнены для всех каналов одинаковыми и постоянной толщины, поэтому высота всех разделительных втулок 16 равна толщине П-образной заглушки 2. Разделительные втулки 16 закреплены между пластинами стяжными шпильками 17, пропущенными через отверстия 18 в этих пластинах и во втулках 16.
ФЭ функционирует следующим образом.
Исходные ОГ 6 поступают во входные щелевые каналы 1-го и 2-го типов. Входной щелевой канал 1-го типа образован одной плоской проницаемой и одной плоской непроницаемой пластинами, а входной щелевой канал 2-го типа образован двумя плоскими непроницаемыми пластинами.
Рассмотрим особенности движения потока ОГ по каналам этих двух типов. Поток исходных ОГ 6, который поступает в канал 1-го типа, начинает двигаться вдоль канала с замедлением, так как он фильтруется через одну проницаемую пластину 1. Поток исходных ОГ 6, который поступает в канал 2-го типа, вначале движется с ускорением из-за нарастания пограничного слоя, а после поворота на 180o в щели 4 продолжает двигаться с замедлением, так как началась его фильтрация через одну из проницаемых пластин 1 навстречу потоку ОГ, который поступил в канал 1-го типа. Скорость обоих потоков в точке 7 их встречи близка к нулю. Точка 7 встречи потоков исходных ОГ 6, движущихся по каналам 1-го и 2-го типов, не остается на одном месте. Ее положение зависит от режима работы дизеля или энергоустановки. В то же время с определенностью можно утверждать, что, если проходная площадь канала 2-го типа в 2 раза больше проходной площади канала 1-го типа, то расход ОГ 6 через канал 2-го типа будет больше расхода исходных ОГ 6 через канал 1-го типа менее чем в 2 раза, так как путь потока ОГ 6 по каналу 2-го типа гораздо длиннее пути потока ОГ 6 по 1-му каналу и точка их встречи будет ближе к концу 1-го типа.
То, что точка 7 встречи не находится на одном месте в процессе работы дизеля положительно сказывается на живучести ФЭ. Сажа, накопившаяся в точке 7 встречи на одном режиме, будет размываться на другом режиме работы дизеля, так как на новом режиме скорость в этой точке уже не равна нулю.
Важно и то, что в процессе регенерации подвод исходных ОГ 6, содержащих кислород, к месту накопления сажи в точке 7 встречи потоков ОГ 6 будет осуществляться с двух концов. Время регенерации предлагаемого ФЭ из-за этого будет существенно меньше.
После фильтрации через плоские пористые пластины 1 очищенные ОГ 8 поступают в атмосферу (фиг. 1) или предварительно очищаются от CO и CxHy за счет контакта с каталитической поверхностью непроницаемой пластины 14 (фиг. 2-4), а затем уже поступают в атмосферу.
Были проведены эксперименты, подтверждающие преимущества предлагаемого ФЭ.
Использовались три ФЭ, имеющие одинаковую фильтрующую поверхность площадью 7,5 м.
Первый ФЭ был образован только плоскими проницаемыми пластинами 1 толщиной 0,8 мм из пористого металла марки 12Х18Н10Т, установленными на расстоянии 1,4 мм друг от друга за счет П-образных заглушек 2 постоянной толщины в соответствии с фиг. 1. Плоские непроницаемые пластины 3 отсутствовали. Первый ФЭ моделирует ФЭ прототипа.
Второй ФЭ отличается от первого ФЭ тем, что во всех входных щелевых каналах были установлены на расстоянии 1,4 мм друг от друга и к плоским проницаемым пластинам 1 за счет П-образных заглушек 2 постоянной толщины по две плоские непроницаемые пластины 3 меньшей длины толщиной 0,3 мм из металла марки 12Х18Н10Т так, что между задними торцами этих пластин 3 и закрытыми сторонами П-образных заглушек 2 были образованы поперечные щели 4 шириной 1,4 мм. Заданные зазоры между пластинами обеспечивались выштамповками сферической формы в виде пупырей, выполненными на плоских непроницаемых пластинах 3.
Расположение пупырей соответствовало фиг.3.
Третий ФЭ отличался от второго ФЭ тем, что в выходных щелевых каналах было установлено с миллиметровым зазором к проницаемым пластинам 1 за счет П-образных заглушек 2 постоянной толщины по одной плоской непроницаемой пластине 14 той же длины толщиной 0,3 мм из металла марки 12Х18Н10Т, имеющей хромовое покрытие. Кроме того, заданные зазоры между плоскими проницаемыми и непроницаемыми пластинами обеспечивались разделительными втулками 16, установленными в соответствии с фиг. 4.
Испытания всех трех ФЭ проводились совместно с дизелем ЗИЛ-645 на двух режимах, отличающихся величиной нагрузки Мкр на двигатель, при номинальных оборотах ротора
На графиках (фиг. 5) представлены характеристики этих ФЭ. В частности на графиках (фиг. 5,а и 5,б) представлены характеристики процессов забиваемости и регенерации первого ФЭ (экспериментальные точки 19) и второго ФЭ экспериментальные точки 20) по времени. Забиваемость ФЭ оценивалась значением перепада полного давления ΔP* на ФЭ, которое измерялось соответствующим датчиком с помощью приемников полного давления.
Сравнительные характеристики эффективности очистки ОГ 6 от CO по нагрузке Мкр для первого и третьего ФЭ (экспериментальные точки 21) представлены на графике (фиг. 5,в). Концентрации (CO) в потоке ОГ 8 после прохождения их через ФЭ измерялись газоанализатором TES-TO/TERM-33 с помощью пробоотборника газа.
Из графика (фиг. 5, а) видно, что петлевое движение ОГ, реализованное путем установки двух дополнительных плоских непроницаемых пластин 3 в каждом входном щелевом канале, позволило более, чем в два раза уменьшить время процесса регенерации второго ФЭ по сравнению со временем процесса регенерации первого ФЭ. Кроме того, принципиально изменилась характеристика забиваемости второго ФЭ после первой регенерации. Если для первого ФЭ время t1 его забиваемости после первой регенерации уменьшается в 3,4 раза, так как фильтрующая поверхность регенерировалась неполностью, то для второго ФЭ время t2 его забиваемость не изменяется (график, фиг. 5,б).
Установка плоской непроницаемой пластины 14 с каталитическим покрытием ее поверхности в каждом выходном щелевом канале при изготовлении третьего ФЭ позволила в несколько раз снизить концентрацию (CO) в потоке ОГ 8 (экспериментальные точки 21 на графике, фиг. 5,в). Причем заметного снижения эффективности очистки потока ОГ от СО в течение длительного времени ( ≈ 100 ч) практически не наблюдалось.
Формула изобретения: 1. Фильтрующий элемент с петлевым движением отработавших газов, образованный плоскими проницаемыми пластинами, установленными с заданным зазорами одна к другой за счет П-образных заглушек, которые чередуются открытыми и закрытыми сторонами к направлению движения потока отработавших газов так, что образуются входные и выходные щелевые каналы для прохождения соответственно исходных и очищенных отработавших газов, отличающийся тем, что во всех входных щелевых каналах установлены с заданными зазорами одна к другой и к проницаемым пластинам за счет П-образных заглушек по две плоские непроницаемые пластины меньшей длины так, что между задними торцами этих пластин и закрытыми сторонами П-образных заглушек образуются поперечные щели заданной величины.
2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что во всех выходных щелевых каналах установлены с заданными зазорами к проницаемым пластинам за счет П-образных заглушек по одной плоской непроницаемой пластине, имеющей каталитическое покрытие ее поверхности.
3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что длины непроницаемых пластин, установленных в выходных щелевых каналах, задают из расчета потребной каталитической поверхности.
4. Элемент по п.3, отличающийся тем, что заданные зазоры между плоскими проницаемыми и непроницаемыми пластинами обеспечиваются, кроме П-образных заглушек, с помощью выштамповок в виде пупырей, выполненных равномерно вдоль рабочих поверхностей плоских непроницаемых пластин, высота пупырей на заданной длине плоской непроницаемой пластины равна толщине боковой стороны П-образной заглушки на той же ее длине, причем на плоских непроницаемых пластинах, установленных в выходных щелевых каналах, и на одной из двух плоских непроницаемых пластин, установленной во входном щелевом канале, выпуклости пупырей поочередно направлены в противоположные стороны, а на другой плоской непроницаемой пластине, установленной также во входном щелевом канале, выпуклость пупырей направлена только в одну сторону так, что выпуклость пупырей, выполненных в тех же местах на соседней плоской непроницаемой пластине, направлена в противоположную сторону.
5. Элемент по п.3, отличающийся тем, что заданные зазоры между плоскими проницаемыми и непроницаемыми пластинами обеспечиваются, кроме П-образных заглушек, с помощью разделительных втулок, расположенных равномерно вдоль рабочих поверхностей этих пластин, высота втулок на заданной длине пластины равна тощине боковой стороны П-образной заглушки на той же ее длине, плоские проницаемые и непроницаемые пластины стянуты шпильками, пропущенными через отверстия в этих пластинах и во втулках.
6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что проницаемые пластины выполнены поочередно гофрированными и плоскими.
7. Элемент по п.3, отличающийся тем, что все проницаемые пластины выполнены гофрированными.
8. Элемент по одному из пп.4 7, отличающийся тем, что непроницаемые пластины выполнены из металла, а проницаемые пластины из пористого металла.
9. Элемент по п.8, отличающийся тем, что все проницаемые и непроницаемые пластины имеют каталитическое покрытие их поверхностей.