一种用于去除汽车尾气颗粒物的技术方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车尾气排放污染控制及空气污染治理领域，其技术内容涉及一种可用于去除汽车尾气中颗粒污染物的综合解决方法。
【背景技术】
[0002]近年以来，雾霾天气在我国各大城市反复出现，造成该问题的元凶就是空气中的污染颗粒物(PM)。一般来讲，颗粒污染物按照其直径可划分为PM10、PM2.5、PM1、ΡΜ0.5等不同的等级类型。其中，PM2.5可吸入颗粒物因其数量较大，是造成大气雾霾及呼吸系统疾病的主要颗粒污染物。在众多的大气颗粒污染物排放源中，汽车尾气排放是最为重要的排放源头之一，特别是随着国民经济的飞速发展以及人民生活水平的快速提高，汽车的保有量急速上升，汽车尾气排放污染问题也日益严重。研究表明，排放到空气中的汽车尾气颗粒物不仅会造成大气雾霾，还会对呼吸系统等造成恶劣影响，严重危害人体健康。
[0003]—般而言，根本性减少汽车尾气颗粒物排放的方法主要有两种，一是通过改进燃料的燃烧品质及寻找更为清洁的替代燃料来达到减少排放的目的；二是通过对汽车发动机进行改良，以提高燃料的燃烧效率，从而减少尾气排放颗粒物。然而，无论是燃料品质的提高，替代燃料的研发，还是发动机的改良，都需要耗费大量的人力、物力和时间，在短期内都难以解决汽车尾气排放存在的问题。而且，对于目前正在运行的车辆而言，其尾气排放问题也不能通过发动机改良的方法予以解决。正因如此，汽车尾气颗粒净化装置因其技术过程简单、安装简便、净化效果显著、且能在短期内解决汽车尾气颗粒排放问题而受到各方重视。
[0004]然而，对于汽车尾气颗粒污染物净化，目前公知的技术方法是采用基于吸附-燃烧原理的“颗粒捕捉器”来进行，该方法虽然具有安装简便、效果显著等优点，但也存在尾气排放阻力大，吸附层易堵塞，燃烧过程影响运行，催化剂昂贵，对燃料硫含量要求高等一系列缺陷，导致其仍然无法得以大规模推广应用。为了使汽车尾气净化系统具备运行高效、价格低廉、适应性强等特点，真正满足大规模推广应用的需要，本发明针对现行汽车尾气颗粒净化技术存在的不足，采用独创性的技术解决方案，构建了一种汽车尾气颗粒去除系统，以解决现行汽车尾气颗粒净化技术存在的尾气排放阻力大，吸附层易堵塞，燃烧清灰过程影响运彳丁，造价昂贵，对燃料硫含量要求尚等冋题，使其具有运彳丁尚效、价格低廉、适应性强等特点，从而减少或消除尾气颗粒净化系统在实际使用过程中的存在的问题，降低其实际应用门槛，达到大规模商业化推广应用的要求。
【发明内容】
[0005]为了克服现有汽车尾气颗粒净化技术存在的不足和问题，本发明提供了一种用于去除汽车尾气颗粒物的技术解决方法。该方法具有运行高效、运行设备造价相对低廉、适应性强等特点，十分适用于作为汽车尾气颗粒物净化器的技术解决方案，该技术解决方案一旦实施，将有可能解决以往汽车尾气颗粒净化器所存在的问题，使该项技术迅速得以大规模推广应用，从而产生良好的商业效益和社会效益。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:(1)以静电除尘技术为主要技术手段，用于脱除汽车尾气中存在的微小颗粒物。由于相较于其它颗粒捕获技术，静电除尘技术无须使用吸附剂和催化剂，因此其对烟气成分的适应性强，对燃料硫含量无特殊要求，且不会因颗粒物的累积而产生吸附剂阻塞，造成尾气排放阻力增大等问题，系统运行相对稳定，可作为去除汽车尾气颗粒的主要技术手段。(2)以车载发电机作为汽车尾气颗粒静电去除系统的供电源，并采用硅整流变压器将低压交流电转换为15?20kv的高压直流电。(3)设置排气缓冲罐，以减缓汽车尾气流动速度，增加尾气在电场中的停留时间，使颗粒物能够更多地被收尘极捕获，从而提高去除效率。(4)在收尘极板外缠绕电热丝加热对颗粒进行燃烧，燃烧后的颗粒物转化为二氧化碳等气体进行清洁排放。
[0007]本发明具有的主要技术特点是:(1)与现行的尾气颗粒物去除技术相比，整个颗粒物去除过程不采用吸附方式和催化燃烧方式，无须使用吸附剂和催化剂，可避免堵塞、燃油适应性差以及催化剂昂贵引起的造价高等问题。(2)设置了排气缓冲装置，降低尾气流动速度，增加了烟气在静电场中的停留时间，使烟气中颗粒物能够充分荷电，并使荷电颗粒在两极板间有充足的移动时间，使颗粒物尽可能多地被捕获，从而提高去除效率。(3)在收陈极设置了电热丝加热，以燃烧收尘极颗粒物，一方面可减少收尘极颗粒物聚集过多对电场强度的影响，另一方面可使颗粒物转化为气体进行无害化排放。
【具体实施方式】
[0008]1、汽车尾气颗粒静电去除系统的电场集尘部分由硅整流变压器、管式芒刺阴极线、金属阳极颗粒收集板以及外层绝缘体组成，由硅整流器将汽车发电机传送的低电压转换为15?20kv高压电以使阴极线产生电晕，尾气颗粒在电场中荷电后，在电场力作用下向阳极移动并被捕获，由于带有高压电场，因此装置外部需用绝缘材料包裹密封，以防漏电。
[0009]2、汽车尾气颗粒静电去除系统烟气缓冲部分由一椭圆形缓冲罐构成，缓冲罐材质为金属材质，其进气口与排气管相连，出气口与电场集尘部分相连。
[0010]3、汽车尾气颗粒静电去除系统颗粒物燃烧通过电热丝加热方式实现，其中，收尘极颗粒物燃烧通过缠绕于阳极板外围的电热丝加热，阴极燃烧装置则由套在阴极线上的金属套筒和缠绕在套筒上的电热丝构成，当电热丝将温度加热到800°C以上时，颗粒物即可燃烧转化为气体，电热丝所需电力仍来自于车载发电机，并通过控制器采用间断供电方式燃烧颗粒物。
[0011]4、电场集尘装置采用多个水平排列的圆柱形筒体作为收尘极，每个筒体中间布置一根阴极线，其中阴极线到筒壁的间距为20?30mm，从缓冲罐流出的尾气经分流管道分流后分别进入各个筒体，电加热丝则缠绕在筒体外壁。
[0012]5、整个颗粒物去除系统为一个长为20?30cm，直径为10?15cm的圆柱形整体，
可与汽车尾气排气管直接相连，以便于安装。
【主权项】
1.本发明涉及一种用于去除汽车尾气颗粒物的技术方法，该方法的主要技术特征包括以下内容: (1)汽车尾气颗粒静电去除系统的电场集尘部分由硅整流变压器、管式芒刺阴极线、金属阳极颗粒收尘极以及外层绝缘体组成，由硅整流器将汽车发电机传送的低压电转换为15?20kv高压电以使阴极线产生电晕，尾气颗粒在电场中荷电后，在电场力作用下向阳极移动并被捕获，由于带有高压电场，因此装置外部需用绝缘材料包裹密封，以防漏电； (2)汽车尾气颗粒静电去除系统烟气缓冲部分由一椭圆形缓冲罐构成，缓冲罐材质为金属材质，其进气口与排气管相连，出气口与电场集尘部分相连； (3)汽车尾气颗粒静电去除系统颗粒物燃烧通过电热丝加热方式实现，其中，收尘极颗粒物燃烧通过缠绕于阳极板外围的电热丝加热，阴极燃烧装置则由套在阴极线上的金属套筒和缠绕在套筒上的电热丝构成，当电热丝将温度加热到800°C以上时，颗粒物即可燃烧转化为气体，电热丝所需电力仍来自于车载发电机，并通过控制器采用间断供电方式燃烧颗粒物； (4)电场集尘装置采用多个水平排列的圆柱形筒体作为收尘极，每个筒体中间布置一根阴极线，其中阴极线到筒壁的间距为20?30mm，从缓冲罐流出的尾气经分流管道分流后分别进入各个筒体，电加热丝则缠绕在筒体外壁； (5)整个颗粒物去除系统为一个长为20?30cm，直径为10?15cm的圆柱形整体，可与汽车尾气排气管直接相连，以便于安装。
【专利摘要】本发明公布了一种可用于去除汽车尾气颗粒物的技术方法。该方法以静电除尘技术为主要技术手段，可用于脱除汽车尾气中存在的微小颗粒物，特别对PM2.5类颗粒物具有很好的去除效果。由于相较于其它颗粒捕获技术而言，静电捕获技术无须使用吸附剂和催化剂，因此其对烟气成分的适应性强，对燃料硫含量无特殊要求，且不会因颗粒物的累积而产生吸附剂阻塞，造成排气阻力增大等问题，系统运行相对稳定，具有运行高效、造价低廉、适应性强等特点，能够减少或消除现行尾气颗粒净化系统在实际使用过程中的存在的问题，降低了实际应用门槛，可作为商业化应用推广的主要技术手段。
【IPC分类】F01N3/01, F01N3/10
【公开号】CN105240090
【申请号】CN201510709397
【发明人】吴云
【申请人】重庆工商大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月28日