[實用新型]一種基于低溫等離子體的汽車尾氣處理的裝置

有效

• 申請號: 201420516602.8
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN204082267U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 樊朝暉;賈尚碧;瞿洪桂
• 申請（專利權）人: 中投仙能科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: F01N3/01
• 分類號: F01N3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于廢氣處理技術領域，具體涉及一種基于低溫等離子體的汽車尾氣處理的裝置。

背景技術

汽車尾氣的主要有害成分是碳氫化合物(C_nH_m)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)。傳統方法消除汽車尾氣中這些有害成分的方案主要有兩種：一種是改進發動機的燃燒方式以減少有害氣體的排放；另一種是采用催化轉化器將尾氣中的有害氣體凈化。早期采用較多的是三效催化劑(英文名為Three-Way?Catalyst)，簡稱TWC。這種催化劑的特性是用一種催化劑能同時凈化汽車尾氣中的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(C_nH_m)和氮氧化物(NO_x)，但為了發揮其催化性能，必須將空燃比經常控制在14.6±0.1附近，這種催化凈化器具有較高的凈化率，但需要有氧傳感器、多點式燃料電子噴射、電子點火等閉路反饋系統相匹配。不過隨著近些年來科技的發展以及各傳媒的宣傳，低溫等離子體尾氣處理技術已經越來越被人們所熟知。

等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質第四態，即電離了的“氣體”，它呈現出高度激發的不穩定態。如果對氣體持續加熱，使分子分解為原子并發生電離，就形成了由離子、電子和中性粒子組成的氣體，這種狀態稱為等離子體（俗稱電漿）。除了加熱之外，還可以利用如加上強電磁場等方法使其解離。按粒子溫度劃分，可分為平衡態等離子和非平衡態等離子；當電子溫度和離子溫度相等時，等離子體在宏觀上處于熱力學平衡狀態，因體系溫度可達到上萬度，故稱為高溫等離子體，恒星等離子體和熱核聚變反應中的等離子體均屬于這一類型；當電子溫度遠遠大于離子溫度，電子溫度可達上萬度，而離子和中性離子溫度卻可低至室溫，因此，整個體系的表觀溫度還是很低，故又稱為低溫等離子體；一般氣體放電所產生的等離子體屬于這一類型。

等離子體內部產生富含極高化學活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發態分子等。廢氣中的污染物質與這些具有較高能量的活性基團發生反應，最終轉化為CO₂和H₂O等物質，從而達到凈化廢氣的目的。該技術節能環保，適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫藥等行業。同時該技術占地面積小，電子能量高，幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用，運行費用低，反應快、停止十分迅速，隨用隨開。

目前，低溫等離子廢氣處理技術在工業上已廣泛得到廣泛應用，其中最具活力的當數非平衡態等離子體技術。非平衡態等離子通常采用輝光放電、電暈放電、沿面放電或介質阻擋放電產生。其特點是電子溫度遠遠高于重粒子溫度,一般離子和原子之類的重離子溫度為300～500K,而電子溫度卻高達104K以上。這使得電子具有足夠高的能量使反應物分子激發、離解和電離,同時反應體系又得以保持低溫。但普通技術形成的等離子體能量和濃度達不到處理汽車尾氣的目的和效果，要提高非平衡態等離子體對尾氣中一氧化碳、氮氧化物、未燃碳氫化合物等有害氣體的脫除率,就需要有能提供較高能量的放電電場,提高電場強度和電場中電子的能量成為解決問題的關鍵。

綜上所述，如要將先進的低溫等離子體廢氣處理技術應用在汽車尾氣處理中，則至少需要克服三個難點。一是一次性投資稍高，尤其是當采用介質阻擋放電法時，其中的介質一般采用的都是金屬材料，尤其如鉑銠合金，價格昂貴，在普通汽車上根本無法實施。二是工作溫度要求高，傳統的低溫等離子體廢氣處理技術采用的是熱觸媒，當工作溫度要達到400℃時才會產生等離子體，而汽車剛發動往往就會產生尾氣，這時工作溫度遠未達到要求，使得凈化效果不佳。三是雖然目前市面上有少量利用等離子體技術的尾氣處理裝置，但所采用的方法為電暈放電法，產生的等離子密度不高，遠遠無法滿足汽車尾氣的凈化要求。

實用新型內容

為了滿足上述需求，解決現有技術的不足，本實用新型旨在提供一種汽車尾氣處理的裝置,基于低溫等離子體廢氣處理技術，凈化效率高，成本相對較低。

????為解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種基于低溫等離子體的汽車尾氣處理的裝置，包括一段設置在排氣系統中排氣歧管與消音器之間的尾氣管，所述尾氣管的一端為進氣口，另一端為排氣口，所述尾氣管上內壁設置有高壓電極，所述尾氣管下內壁設置有接地電極，所述高壓電極和所述接地電極上均覆蓋有介質層，所述的兩個介質層之間形成放電腔，所述放電腔的前半部分為預處理段，所述放電腔的后半部分為凈化段，所述高壓電極與所述接地電極分別通過高電壓發生器與供電裝置連接。