[發明專利]利用廢氣再燃燒,具有前、后催化體的發動機尾氣凈化系統

無效

• 申請號: 200910004205.6
• 申請日: 2009-02-09
• 公開（公告）號: CN101482048A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 劉光文
• 申請（專利權）人: 劉光文
• 主分類號: F01N3/10
• 分類號: F01N3/10;F01N3/28;B01D53/94
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是發動機尾氣凈化系統，尤其是一種能利用廢氣再燃燒且具有前、后催化體的發動機尾氣凈化系統。

背景技術

發動機尾氣排放是環境污染的主要來源之一，發動機尾氣中的主要組成是燃燒不徹底的可燃物質微粒、硫化物、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等混合廢氣，為了減少這些廢氣的排放，人們利用催化技術，利用催化體中的催化劑對發動機尾氣進行凈化，將尾氣中的有害物質轉化為無害物質再排出，從而減少廢氣的排放。對這些廢氣起良好催化轉化作用的是加貴金屬鈀、鉑、銠的稀土元素復合型催化劑。盡管目前的發動機排氣管中都采取了利用催化劑凈化的措施，但發動機的尾氣也還是不能完全凈化及消除。這主要是目前所用的排氣管都采用一次排氣的方式，發動機所排出的廢氣得不到充分利用，特別是廢氣中燃燒不徹底的可燃燒微粒得不到充分利用，而作為廢氣排出，一方面加大了廢氣的排放量，加重了催化劑的工作負擔，另一方面，可燃燒微粒得不到利用是一種浪費。其次，貴金屬鈀、鉑、銠涂覆與一體化的稀土復合型催化劑，不能做到側重處理單方面廢氣，對廢氣中的某一重點成份針對性不強，混亂、模糊處理廢氣，雖然能達到部分效果，但達不到理想目的。當然絕對的廢氣消除是不可能的，只能是不斷提高發動機尾氣的凈化排放標準。現在許多歐美國家對汽車尾氣的排放標準有了更高的要求，那就是汽車發動機在每公里行程內排放微粒數量不超過25mg/km，歐洲的汽車尾氣排放標準已從當初的I號排放標準發展到了現在的歐洲IV排放標準。在歐洲IV排放標準中，要求汽車尾氣排放必須達到：HC-0.46％、CO-1.5％、Nox-3.5％、PM-0.02％的要求。因此，有必要進一步提高發動機尾氣排放的凈化標準，對發動機的尾氣凈化技術深入研究，尋找更行之有效的技術，往廢氣零排放的方向發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種能利用廢氣再燃燒且具有前、后催化體的發動機尾氣凈化系統，本發明設置了廢氣進氣管、前催化體和后催化體，一方面可充分利用廢氣中未完全燃燒燃料及熱氣體，另一方面有針對性地對廢氣中的重點成份單獨進行前凈化轉化，減輕后催化體的工作壓力，使得廢氣排出的排放標準更高，廢氣排放量更少。克服了現有發動機廢氣排放標準偏低，達不到要求的不足。

上述發明目的，是由下述技術方案實現的：一種利用廢氣再燃燒，具有前、后催化體的發動機尾氣凈化系統，包括了分排氣管，與各分排氣管連接匯總的排氣總管以及排氣彎管和消音器，在排氣總管上還設置了與排氣總管相通的廢氣進氣管，在排氣總管與排氣彎管之間設置了一個前催化體，在排氣彎管與消音器之間還設置了一個后催化體。

采取上述措施的本發明，在排氣總管上設置了廢氣進氣管，將氣缸中排出的一部份廢氣再送至發動機進氣口，使得廢氣中未完全燃燒的燃料再次燃燒，也就是提高了燃料的熱值。采取上述措施后，因為廢氣再次燃燒而減少了背壓氣阻的影響，彌補了原來由后催化體、消音器所產生的背壓氣阻導致發動機消耗的動力，這種動力消耗一般為5-10％，而本發明可將背壓氣阻影響的發動機動力的消耗減少一半以上。同時由于發動機啟動后所排出的廢氣溫度較高，使之通過熱效能的原理反應將燃料充分的汽化，提高了燃燒值，也起到了發動機在冷車發動時的預熱效果，從而達到了增強發動機動力、減少油耗、控制廢氣排放的理想效果。在排氣總管與排氣彎管之間設置了前催化體，前催化體主要用稀土復合型催化劑加單一貴金屬涂覆而得，主要為了有針對性地轉化凈化CO、NOx，減少兩者的排放，再配合使用后催化體，從而有效控制發動機廢氣CO、Nox、HC、CO₂、O₂、排放，提高了廢氣的排放標準。采取上述措施后，在通過廢氣再次燃燒、前催化、后催化的三段處理后，使得廢氣排放達到了一個更高的標準，接近了零排放。

附圖說明

為了詳細說明本發明，下面結合附圖和實施方式加以詳述。

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明包括了分排氣管1，排氣總管2，廢氣進氣管3，前催化體4，排氣彎管5，后催化體6和消音器7。分排氣管1的一端通過法蘭1-1與發動機氣缸連接，另一端與排氣總管2連接，分排氣管1的數量與氣缸數量一至，經由發動機氣缸排出的廢氣都集中到排氣總管2中，在排氣總管2上，設置了一個與排氣總管2相通的出氣孔，出氣孔通過法蘭3-1連接著廢氣進氣管3，廢氣進氣管3的直徑與排氣彎管5的直徑一樣，這樣由氣缸排出的廢氣在排氣總管2處分為兩個通道，一路經前催化體4、排氣彎管5、后催化體6及消音器7排出，一路經過廢氣進氣管3進入氣缸中燃燒利用。因為從氣缸排出的廢氣中含有未完全燃燒的燃料，同時排出的廢氣有一定的熱值，再次燃燒后，提高了燃料的利用價值，降低了廢氣的排出，又使燃料通過熱效能的原理反應將燃料充分的汽化，提高了燃燒值，也起到了發動機在冷車發動時的預熱效果。在排氣總管2與排氣彎管5之間通過法蘭4-1，設置了一個前催化體4，前催化體4用稀土復合型催化劑加單一貴金屬涂覆而得，主要為了有針對性地轉化凈化廢氣中的CO、NOx，減少兩者的排放。廢氣中CO、NOx的含量是比較高的，如果只采用一個后催化體6，難以達到轉化凈化的理想效果。排氣彎管5的另一端通過法蘭6-1與后催化體6連接，而后催化體6通過法蘭6-1，與消音器7連接。前催化體4和后催化體6的載體都是稀土復合型催化劑漿料涂覆在金屬蜂窩載體的表面或蜂窩陶瓷吸附稀土符合型催化劑而得，在催化體蜂窩載體上再涂覆貴金屬。前催化體4只涂覆單一貴金屬鈀或鉑或銠，后催化體6只涂覆前催化體4未涂覆過的一種或兩種貴金屬，貴金屬涂覆用量是每立方英尺蜂窩載體涂覆貴金屬10-120克，而前催化體4和后催化體6所用的貴金屬用量的重量比例鈀:鉑:銠是2-10:1:1，具體實施方式有幾種，分別是鈀:鉑:銠是2:1:1或4:1:1或7:1:1或10:1:1。本發明是這樣工作的：當氣缸工作后，即有廢氣通過各分排氣管1排向排氣總管2，各分排氣管1排出的廢氣在排氣總管2處匯合，然后分流，一部份通過廢氣進氣管3進入氣缸中再次燃燒，另一部分通過前催化體4，在前催化體4中廢氣的CO、NOx得到轉化凈化，而未轉化凈化的廢氣繼續通過排氣彎管5排向后催化體6，在后催化體6中再進行一次轉化凈化，然后排向消音器7，再排出機體外。經過后催化體6轉化凈化的廢氣，所含有的CO、Nox、HC、CO₂、O₂成份已基本得到轉化凈化，因而接近零排放。