[發明專利]等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器及凈化方法

有效

• 申請號: 201510245722.8
• 申請日: 2015-05-14
• 公開（公告）號: CN104847452B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 唐井峰;錢俊杰;孟繁星;趙輝;史曉蕾;趙曉璐
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F01N3/01
• 分類號: F01N3/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 張利明

1.一種等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器，其特征在于，它包括尾氣凈化管(1)、玻璃滑道(2)、正弦高壓電極(3)、直流高壓電極(4)和接地電極(5)，

尾氣凈化管(1)為非金屬長方體管，尾氣凈化管(1)由首端至末端依次分為尾氣引入區(1-1)、等離子體處理區(1-2)、過渡區(1-3)、靜電除塵區(1-4)和尾氣排出區(1-5)，尾氣引入區(1-1)設置降溫裝置；

玻璃滑道(2)固定在尾氣凈化管(1)底面的外表面上，接地電極(5)滑動設置在玻璃滑道(2)上；

正弦高壓電極(3)嵌入在尾氣凈化管(1)頂面的外表面上，正弦高壓電極(3)在尾氣凈化管(1)上的位置與等離子體處理區(1-2)相對應，并且正弦高壓電極(3)的長度與等離子體處理區(1-2)的長度相同；

直流高壓電極(4)嵌入在尾氣凈化管(1)頂面的外表面上，直流高壓電極(4)在尾氣凈化管(1)上的位置與靜電除塵區(1-4)相對應，并且直流高壓電極(4)的長度與靜電除塵區(1-4)的長度相等；

接地電極(5)的長度大于或者等于等離子體處理區(1-2)、過渡區(1-3)和靜電除塵區(1-4)的總長度，玻璃滑道(2)的長度小于尾氣凈化管(1)的長度，玻璃滑道(2)的長度使接地電極(5)在向尾氣排出區(1-5)的方向滑動時，至少接地電極(5)的首端進入過渡區(1-3)；接地電極(5)的首端與尾氣凈化管(1)的首端相對應；

將接地電極(5)向末端平移，則接地電極(5)與正弦高壓電極(3)在縱向上重疊部分越來越少，等離子體反應區越來越小，而接地電極(5)和直流高壓電極(4)的重疊區域一直都為80mm*80mm不變，直到接地電極(5)與正弦高壓電極(3)在縱向上已無重疊區域，不產生等離子體處理尾氣，而高壓靜電區始終以最大凈化能力工作；由此能夠根據汽車的運行狀況調節等離子體放電區的輸出功率，而高壓靜電區是不消耗功率的，所以通過接地電極(5)的滑動調節就達到了對凈化器輸出功率的調節。

2.根據權利要求1所述的等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器，其特征在于，尾氣凈化管(1)為石英玻璃管。

3.根據權利要求1或2所述的等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器，其特征在于，所述正弦高壓電極(3)連接的電源電壓為10kV～30kV，頻率為10000Hz～30000Hz。

4.根據權利要求3所述的等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器，其特征在于，所述正弦高壓電極(3)、直流高壓電極(4)和接地電極(5)均為不銹鋼電極。

5.根據權利要求4所述的等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器，其特征在于，所述尾氣凈化管(1)的長為300mm，水平方向寬度為100mm，高度方向兩相對表面之間的距離為5mm；玻璃滑道(2)的長為280mm，寬為80mm；玻璃滑道(2)居中固定在尾氣凈化管(1)底面的外表面上；

接地電極(5)的長為200mm，寬為80mm；

尾氣引入區(1-1)、等離子體處理區(1-2)、過渡區(1-3)、靜電除塵區(1-4)和尾氣排出區(1-5)的長度分別為10mm、80mm、40mm、80mm和90mm。

6.一種基于等離子體與靜電吸附耦合的汽車尾氣凈化器的汽車尾氣凈化方法，其特征在于，它包括以下步驟：

步驟一：在正弦高壓電極(3)和接地電極(5)之間施加正弦高壓電源，該正弦高壓電源電壓為10kV～30kV，頻率為10000Hz～30000Hz；在直流高壓電極(4)和接地電極(5)之間施加直流電源，該直流電源電壓為5kV；將接地電極(5)接地；

步驟二：使用導氣管路將汽車尾氣引入尾氣引入區(1-1)，尾氣引入區(1-1)對汽車尾氣進行降溫處理后，平穩引入等離子體處理區(1-2)；

步驟三：使接地電極(5)對應于等離子體處理區(1-2)、過渡區(1-3)和靜電除塵區(1-4)，使進入等離子體處理區(1-2)直至靜電除塵區(1-4)的汽車尾氣進行等離子體反應和高壓靜電除塵；

步驟四：在預設定時間間隔后，向尾氣排出區(1-5)方向移動接地電極(5)，使接地電極(5)緩慢移出等離子體處理區(1-2)，與靜電除塵區(1-4)相對應，由此實現汽車尾氣的凈化，凈化后的汽車尾氣經由尾氣排出區(1-5)排出。