一種用于去除汽車尾氣顆粒物的技術(shù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車尾氣排放污染控制及空氣污染治理領(lǐng)域，其技術(shù)內(nèi)容涉及一種可用于去除汽車尾氣中顆粒污染物的綜合解決方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年以來，霧霾天氣在我國各大城市反復(fù)出現(xiàn)，造成該問題的元兇就是空氣中的污染顆粒物(PM)。一般來講，顆粒污染物按照其直徑可劃分為PM10、PM2.5、PM1、ΡΜ0.5等不同的等級(jí)類型。其中，PM2.5可吸入顆粒物因其數(shù)量較大，是造成大氣霧霾及呼吸系統(tǒng)疾病的主要顆粒污染物。在眾多的大氣顆粒污染物排放源中，汽車尾氣排放是最為重要的排放源頭之一，特別是隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及人民生活水平的快速提高，汽車的保有量急速上升，汽車尾氣排放污染問題也日益嚴(yán)重。研究表明，排放到空氣中的汽車尾氣顆粒物不僅會(huì)造成大氣霧霾，還會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)等造成惡劣影響，嚴(yán)重危害人體健康。
[0003]—般而言，根本性減少汽車尾氣顆粒物排放的方法主要有兩種，一是通過改進(jìn)燃料的燃燒品質(zhì)及尋找更為清潔的替代燃料來達(dá)到減少排放的目的；二是通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改良，以提高燃料的燃燒效率，從而減少尾氣排放顆粒物。然而，無論是燃料品質(zhì)的提高，替代燃料的研發(fā)，還是發(fā)動(dòng)機(jī)的改良，都需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，在短期內(nèi)都難以解決汽車尾氣排放存在的問題。而且，對(duì)于目前正在運(yùn)行的車輛而言，其尾氣排放問題也不能通過發(fā)動(dòng)機(jī)改良的方法予以解決。正因如此，汽車尾氣顆粒凈化裝置因其技術(shù)過程簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)便、凈化效果顯著、且能在短期內(nèi)解決汽車尾氣顆粒排放問題而受到各方重視。
[0004]然而，對(duì)于汽車尾氣顆粒污染物凈化，目前公知的技術(shù)方法是采用基于吸附-燃燒原理的“顆粒捕捉器”來進(jìn)行，該方法雖然具有安裝簡(jiǎn)便、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，但也存在尾氣排放阻力大，吸附層易堵塞，燃燒過程影響運(yùn)行，催化劑昂貴，對(duì)燃料硫含量要求高等一系列缺陷，導(dǎo)致其仍然無法得以大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了使汽車尾氣凈化系統(tǒng)具備運(yùn)行高效、價(jià)格低廉、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，真正滿足大規(guī)模推廣應(yīng)用的需要，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)行汽車尾氣顆粒凈化技術(shù)存在的不足，采用獨(dú)創(chuàng)性的技術(shù)解決方案，構(gòu)建了一種汽車尾氣顆粒去除系統(tǒng)，以解決現(xiàn)行汽車尾氣顆粒凈化技術(shù)存在的尾氣排放阻力大，吸附層易堵塞，燃燒清灰過程影響運(yùn)彳丁，造價(jià)昂貴，對(duì)燃料硫含量要求尚等冋題，使其具有運(yùn)彳丁尚效、價(jià)格低廉、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，從而減少或消除尾氣顆粒凈化系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中的存在的問題，降低其實(shí)際應(yīng)用門檻，達(dá)到大規(guī)模商業(yè)化推廣應(yīng)用的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有汽車尾氣顆粒凈化技術(shù)存在的不足和問題，本發(fā)明提供了一種用于去除汽車尾氣顆粒物的技術(shù)解決方法。該方法具有運(yùn)行高效、運(yùn)行設(shè)備造價(jià)相對(duì)低廉、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，十分適用于作為汽車尾氣顆粒物凈化器的技術(shù)解決方案，該技術(shù)解決方案一旦實(shí)施，將有可能解決以往汽車尾氣顆粒凈化器所存在的問題，使該項(xiàng)技術(shù)迅速得以大規(guī)模推廣應(yīng)用，從而產(chǎn)生良好的商業(yè)效益和社會(huì)效益。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:(1)以靜電除塵技術(shù)為主要技術(shù)手段，用于脫除汽車尾氣中存在的微小顆粒物。由于相較于其它顆粒捕獲技術(shù)，靜電除塵技術(shù)無須使用吸附劑和催化劑，因此其對(duì)煙氣成分的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)燃料硫含量無特殊要求，且不會(huì)因顆粒物的累積而產(chǎn)生吸附劑阻塞，造成尾氣排放阻力增大等問題，系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，可作為去除汽車尾氣顆粒的主要技術(shù)手段。(2)以車載發(fā)電機(jī)作為汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)的供電源，并采用硅整流變壓器將低壓交流電轉(zhuǎn)換為15?20kv的高壓直流電。(3)設(shè)置排氣緩沖罐，以減緩汽車尾氣流動(dòng)速度，增加尾氣在電場(chǎng)中的停留時(shí)間，使顆粒物能夠更多地被收塵極捕獲，從而提高去除效率。(4)在收塵極板外纏繞電熱絲加熱對(duì)顆粒進(jìn)行燃燒，燃燒后的顆粒物轉(zhuǎn)化為二氧化碳等氣體進(jìn)行清潔排放。
[0007]本發(fā)明具有的主要技術(shù)特點(diǎn)是:(1)與現(xiàn)行的尾氣顆粒物去除技術(shù)相比，整個(gè)顆粒物去除過程不采用吸附方式和催化燃燒方式，無須使用吸附劑和催化劑，可避免堵塞、燃油適應(yīng)性差以及催化劑昂貴引起的造價(jià)高等問題。(2)設(shè)置了排氣緩沖裝置，降低尾氣流動(dòng)速度，增加了煙氣在靜電場(chǎng)中的停留時(shí)間，使煙氣中顆粒物能夠充分荷電，并使荷電顆粒在兩極板間有充足的移動(dòng)時(shí)間，使顆粒物盡可能多地被捕獲，從而提高去除效率。(3)在收陳極設(shè)置了電熱絲加熱，以燃燒收塵極顆粒物，一方面可減少收塵極顆粒物聚集過多對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，另一方面可使顆粒物轉(zhuǎn)化為氣體進(jìn)行無害化排放。
【具體實(shí)施方式】
[0008]1、汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)的電場(chǎng)集塵部分由硅整流變壓器、管式芒刺陰極線、金屬陽極顆粒收集板以及外層絕緣體組成，由硅整流器將汽車發(fā)電機(jī)傳送的低電壓轉(zhuǎn)換為15?20kv高壓電以使陰極線產(chǎn)生電暈，尾氣顆粒在電場(chǎng)中荷電后，在電場(chǎng)力作用下向陽極移動(dòng)并被捕獲，由于帶有高壓電場(chǎng)，因此裝置外部需用絕緣材料包裹密封，以防漏電。
[0009]2、汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)煙氣緩沖部分由一橢圓形緩沖罐構(gòu)成，緩沖罐材質(zhì)為金屬材質(zhì)，其進(jìn)氣口與排氣管相連，出氣口與電場(chǎng)集塵部分相連。
[0010]3、汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)顆粒物燃燒通過電熱絲加熱方式實(shí)現(xiàn)，其中，收塵極顆粒物燃燒通過纏繞于陽極板外圍的電熱絲加熱，陰極燃燒裝置則由套在陰極線上的金屬套筒和纏繞在套筒上的電熱絲構(gòu)成，當(dāng)電熱絲將溫度加熱到800°C以上時(shí)，顆粒物即可燃燒轉(zhuǎn)化為氣體，電熱絲所需電力仍來自于車載發(fā)電機(jī)，并通過控制器采用間斷供電方式燃燒顆粒物。
[0011]4、電場(chǎng)集塵裝置采用多個(gè)水平排列的圓柱形筒體作為收塵極，每個(gè)筒體中間布置一根陰極線，其中陰極線到筒壁的間距為20?30mm，從緩沖罐流出的尾氣經(jīng)分流管道分流后分別進(jìn)入各個(gè)筒體，電加熱絲則纏繞在筒體外壁。
[0012]5、整個(gè)顆粒物去除系統(tǒng)為一個(gè)長為20?30cm，直徑為10?15cm的圓柱形整體，
可與汽車尾氣排氣管直接相連，以便于安裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種用于去除汽車尾氣顆粒物的技術(shù)方法，該方法的主要技術(shù)特征包括以下內(nèi)容: (1)汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)的電場(chǎng)集塵部分由硅整流變壓器、管式芒刺陰極線、金屬陽極顆粒收塵極以及外層絕緣體組成，由硅整流器將汽車發(fā)電機(jī)傳送的低壓電轉(zhuǎn)換為15?20kv高壓電以使陰極線產(chǎn)生電暈，尾氣顆粒在電場(chǎng)中荷電后，在電場(chǎng)力作用下向陽極移動(dòng)并被捕獲，由于帶有高壓電場(chǎng)，因此裝置外部需用絕緣材料包裹密封，以防漏電； (2)汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)煙氣緩沖部分由一橢圓形緩沖罐構(gòu)成，緩沖罐材質(zhì)為金屬材質(zhì)，其進(jìn)氣口與排氣管相連，出氣口與電場(chǎng)集塵部分相連； (3)汽車尾氣顆粒靜電去除系統(tǒng)顆粒物燃燒通過電熱絲加熱方式實(shí)現(xiàn)，其中，收塵極顆粒物燃燒通過纏繞于陽極板外圍的電熱絲加熱，陰極燃燒裝置則由套在陰極線上的金屬套筒和纏繞在套筒上的電熱絲構(gòu)成，當(dāng)電熱絲將溫度加熱到800°C以上時(shí)，顆粒物即可燃燒轉(zhuǎn)化為氣體，電熱絲所需電力仍來自于車載發(fā)電機(jī)，并通過控制器采用間斷供電方式燃燒顆粒物； (4)電場(chǎng)集塵裝置采用多個(gè)水平排列的圓柱形筒體作為收塵極，每個(gè)筒體中間布置一根陰極線，其中陰極線到筒壁的間距為20?30mm，從緩沖罐流出的尾氣經(jīng)分流管道分流后分別進(jìn)入各個(gè)筒體，電加熱絲則纏繞在筒體外壁； (5)整個(gè)顆粒物去除系統(tǒng)為一個(gè)長為20?30cm，直徑為10?15cm的圓柱形整體，可與汽車尾氣排氣管直接相連，以便于安裝。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種可用于去除汽車尾氣顆粒物的技術(shù)方法。該方法以靜電除塵技術(shù)為主要技術(shù)手段，可用于脫除汽車尾氣中存在的微小顆粒物，特別對(duì)PM2.5類顆粒物具有很好的去除效果。由于相較于其它顆粒捕獲技術(shù)而言，靜電捕獲技術(shù)無須使用吸附劑和催化劑，因此其對(duì)煙氣成分的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)燃料硫含量無特殊要求，且不會(huì)因顆粒物的累積而產(chǎn)生吸附劑阻塞，造成排氣阻力增大等問題，系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，具有運(yùn)行高效、造價(jià)低廉、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠減少或消除現(xiàn)行尾氣顆粒凈化系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中的存在的問題，降低了實(shí)際應(yīng)用門檻，可作為商業(yè)化應(yīng)用推廣的主要技術(shù)手段。
【IPC分類】F01N3/01, F01N3/10
【公開號(hào)】CN105240090
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510709397
【發(fā)明人】吳云
【申請(qǐng)人】重慶工商大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日