[實用新型]柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220707476.5
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN203022849U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭元吉;常永龍;龐爾國;吳躍曲;郭芬
• 申請（專利權(quán)）人: 山西華頓實業(yè)有限公司
• 主分類號: F01N3/023
• 分類號: F01N3/023
• 代理公司: 太原華弈知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 14108
• 代理人: 李毅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于柴油機尾氣顆粒物控制設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機尾氣顆粒物的連續(xù)再生補集器。

背景技術(shù)

與汽油機相比，柴油機的顆粒物質(zhì)排放量約為汽油機的?30～80倍，是柴油機尾氣中的主要污染物。其成分主要包括炭粒，液相碳氫化合物（HC）和少量吸附在其上的H₂SO₄或硫酸鹽。炭粒粒徑小，主要分布于0.01μm～2μm之間，質(zhì)量輕，能長時間懸浮在大氣中，容易被人體吸入并沉積在肺泡中，對人體造成極大的危害。炭粒捕集技術(shù)是目前公認的作為有效的炭粒凈化技術(shù)，也是目前商用前景最好的技術(shù)之一。炭粒捕集器安裝在柴油機排氣管上，排氣通過時炭粒被過濾體捕集。捕集效率主要受到炭粒粒徑、排氣流速、氣流溫度等因素影響。隨著工作時間的增長，過濾體內(nèi)堆積的炭粒增多，影響柴油機的正常工作，須用燃燒等方法將這些炭粒除去，即過濾體的再生。柴油機顆粒過濾器的關(guān)鍵技術(shù)是再生的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器，以實現(xiàn)捕集器過濾體的連續(xù)再生，提高捕集器對柴油機顆粒物凈化的效率。

本實用新型的柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器，包括一個或多個顆粒物過濾單元；所述顆粒物過濾單元外層為雙層石英玻璃層，不銹鋼放電電極夾在雙層石英玻璃層中間；介質(zhì)過濾層位于雙層石英玻璃層內(nèi)部，介質(zhì)過濾層與雙層石英玻璃之間形成間隙；不銹鋼網(wǎng)電極位于介質(zhì)過濾層內(nèi)部，不銹鋼網(wǎng)電極內(nèi)部設(shè)置有負電極；所述顆粒物過濾單元一端的不銹鋼網(wǎng)電極為封口的，顆粒物過濾單元的另一端介質(zhì)過濾層與雙層石英玻璃之間形成的間隙處為封口的；所述負電極與不銹鋼網(wǎng)電極之間設(shè)置有金屬纖維氈層，負電極與金屬纖維氈之間形成間隙。

作為優(yōu)化，所述顆粒物過濾單元的一端的不銹鋼網(wǎng)電極端通過一不銹鋼板封口；所述顆粒物過濾單元的另一端介質(zhì)過濾層與雙層石英玻璃之間形成的間隙處通過石英玻璃封口。

采用不銹鋼網(wǎng)作為顆粒捕集器，金屬材料的強度、韌性、導熱性等方面有著陶瓷等過濾器無法比擬的優(yōu)勢；利用不銹鋼網(wǎng)良好的導電性，將其接地，作為電場的正極，被負電極賦上負電荷的炭粒在電場力的作用下將被收集在不銹鋼網(wǎng)上。這樣，既利用了不銹鋼網(wǎng)多空的物理結(jié)構(gòu)對炭粒進行截留，又利用了金屬導電特性增加炭粒的捕集效率，一舉兩得。金屬纖維氈的設(shè)置可以進一步加強對油機尾氣顆粒物的吸附。同時將柴油機顆粒過濾器與靜電增強過濾原理結(jié)合起來，并利用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體共同作用，使炭粒在顆粒過濾器中低溫燃燒，解決了補集器的再生問題。

附圖說明

圖1是本實用新型柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器入氣口的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括一個顆粒物過濾單元；顆粒物過濾單元外層為雙層石英玻璃層2作為阻擋介質(zhì)，不銹鋼放電電極1作為高壓電極，夾在雙層石英玻璃層2中間；介質(zhì)過濾層3位于雙層石英玻璃層2內(nèi)部，介質(zhì)過濾層3與雙層石英玻璃2之間形成間隙；不銹鋼網(wǎng)電極5為接地電極，位于介質(zhì)過濾層3內(nèi)部，不銹鋼網(wǎng)電極5內(nèi)部設(shè)置有負電極6；顆粒物過濾單元的一端為氣流入口，氣流入口處的不銹鋼網(wǎng)電極5端通過一不銹鋼板4封口；顆粒物過濾單元的另一端為氣流出口，氣流出口處的介質(zhì)過濾層3與雙層石英玻璃2之間形成的間隙處通過石英玻璃封口。負電極6與不銹鋼網(wǎng)電極5之間設(shè)置有金屬纖維氈層7，負電極6與金屬纖維氈7之間形成間隙。

使用時氣流中顆粒物的捕集是應(yīng)用了靜電增強過濾機理，細小的流注放電細絲從金屬纖維氈7和不銹鋼網(wǎng)電極5向雙層石英玻璃層2方向擴散。通過過濾的顆粒物會被活化，在靜電力作用下顆粒物得到電荷，電風把顆粒物吹到不銹鋼網(wǎng)電極5背面。

捕集器中的金屬纖維氈7和不銹鋼網(wǎng)電極5上除收集到大量的柴油機排氣顆粒外，還有一薄薄的柴油炭粒。這層柴油炭粒主要來自柴油機氣缸中還來不及燃燒就被氣缸中的高速氣流帶出機外的柴油氣霧。由于這部分柴油氣霧比重較大，吸附、黏附力較強，其在靜電的擴散過程中極易與柴油機排氣炭粒、HC、NO_X間的“電化學反應(yīng)”產(chǎn)物及氧化反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生碰撞，碰撞過程中，它們相互吸附，凝聚，這些作用機理使得各種炭粒不斷壯大，形成一個個“巨大團體”提高了靜電捕集器的捕集效率。

將金屬纖維氈7和不銹鋼網(wǎng)電極5上沉積的顆粒物在介質(zhì)阻擋放電的空間之內(nèi)，產(chǎn)生的活性物質(zhì)能夠與炭粒作用，并將炭粒氧化成?CO₂；氣流中的?NO?流經(jīng)低溫等離子體區(qū)域時，NO被等離子體中的活性成分氧化成NO₂，炭粒被氧化成?CO₂。因此，可以實現(xiàn)連續(xù)的低溫燃燒，從而解決捕捉器連續(xù)再生問題。在使用過程中，柴油機尾氣顆粒物連續(xù)再生捕集器可以由一個顆粒物過濾單元組成，也可以由多個顆粒物過濾單元組成。