[實用新型]新型高效汽車尾氣顆粒物的吸附裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521069302.0
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN205225386U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林木子
• 申請（專利權(quán)）人: 林木子
• 主分類號: F01N3/01
• 分類號: F01N3/01;F01N3/08
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及汽車集塵設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種新型高效汽車尾氣顆粒物的吸附 裝置。

背景技術(shù)

近年來，生活在大中型城市的人們越來越關(guān)注空氣質(zhì)量問題，霧霾、PM2.5等新詞 匯與新概念也成為熱門話題。我每天穿梭于繁華的城市中心，常被冒著黑煙的公共汽車和 大貨車熏得無所適從，尤其是一些柴油車輛在紅綠燈路口啟動時冒出陣陣黑煙，幾乎讓人 窒息。前段時間備受全球關(guān)注的“大眾汽車尾氣門”事件更引起了我對高污染柴油車尾氣治 理的興趣。

汽油機中的排氣微粒主要有三種來源：含鉛汽油中的鉛、有機微粒（包括碳煙）與 汽油中的硫元素通過化學(xué)變化產(chǎn)生的硫酸鹽。對調(diào)整良好的汽油機有機微粒排放只在使用 很濃的混合氣時才會遇到，且目前普遍采用無鉛汽油，故而相對于柴油機汽油機的微粒排 放極少。柴油機微粒是一種成分可變的復(fù)雜混合物。它包括了直接來自柴油機燃燒過程產(chǎn) 生的微粒以及在從排氣管進入大氣的過程中，尤其在后處理設(shè)備內(nèi)，氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)化學(xué) 成分之間發(fā)生一系列化學(xué)或物理變化而產(chǎn)生的微粒。它主要包括以碳元素為主的碳煙、高 沸點碳?xì)浠衔铩⒘蛩猁}、與硫酸鹽結(jié)合的水以及含有金屬成分的灰塵等雜質(zhì)。其中，固體 碳煙顆粒DS(drysoot)生成的條件是高溫缺氧，盡管柴油機總是富氧燃燒，但由于燃油與 空氣的混合不均勻，局部缺氧導(dǎo)致碳煙的生成，未燃燃料濃度越高，溫度越高，碳煙的生成 速度也越高，柴油機微粒排放增加；另一方面，溫度越高，氧濃度越高，柴油機微粒的被氧化 的效果也就越顯著，最終的微粒生成量便會因此減少。因此可以認(rèn)為最終的柴油機微粒排 放量是由其生成和氧化過程的競爭決定的。高沸點碳?xì)浠衔锸怯扇加秃蜐櫥偷奈慈技? 未完全燃燒成分組成的，其吸附在碳顆粒的表面，可以被有機溶劑溶解、萃取，故也被稱為 可溶性有機物SOF(solubleorganicfraction)。硫酸鹽則主要是柴油中的硫元素通過化 學(xué)變化產(chǎn)生的，其所占比例很少。

越來越多的統(tǒng)計研究和流行病學(xué)研究表明：微粒對人體健康有很大影響。不同粒 徑的微粒在大氣和體內(nèi)的沉降率不同，大于2.5μm(PM2.5)的微粒在上呼吸道有較高的沉 降率，粒徑小于2.5μm(PM2.5)的微粒在肺部沉降率較高，超細(xì)微粒甚至在支氣管中都有較 高的沉降率，而且沉降率會隨著粒徑的減小而升高。微粒越小，懸浮于空氣中的時間越長， 微粒與人體接觸的機會越大，也增加了微粒在大氣中吸收陽光和其他物質(zhì)作用而產(chǎn)生化學(xué) 反應(yīng)的機會。此外，由較細(xì)小顆粒組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)集合體比由較大顆粒組成的簡單結(jié)構(gòu)集 合體比表面積大，所以更容易吸附對人體健康有害的重金屬和有機物，因而其生物毒性更 大。據(jù)統(tǒng)計，在歐洲，PM2.5每年導(dǎo)致38.6萬人死亡，并使歐盟國家人均期望壽命減少8.6個 月。中國每年有60萬人死于肺癌，而且肺癌發(fā)病率每年增長26.9%，如不及時采取措施，預(yù)計 到2025年中國的肺癌患者將達(dá)到100萬，成為世界第一肺癌大國，世界衛(wèi)生組織國際癌癥機 構(gòu)確認(rèn)，柴油汽車中排放的PM2.5顆粒物與肺癌、膀胱癌有關(guān)。其他研究機構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，愈 來愈多的非吸煙者患上肺癌的原因與柴油汽車尾氣中排放的PM2.5顆粒物有關(guān)。

大氣中PM2.5的來源非常廣泛，然而毋庸置疑的是車用發(fā)動機（特別是柴油機）是 大氣中PM2.5的重要來源之一。Kittelson研究獲得的典型柴油機微粒排放質(zhì)量和數(shù)量濃度 的粒度分布，當(dāng)前柴油機排出的微粒無論在質(zhì)量和數(shù)量上均占有極大的比重。同時，2014年 北京市發(fā)布的PM2.5來源解析報告中指出：北京市全年P(guān)M2.5來源中區(qū)域傳輸貢獻(xiàn)約占28- 36%，本地污染排放貢獻(xiàn)占64-72%。然而，在本地污染貢獻(xiàn)中，機動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、揚塵 為主要來源，分別占31.1%、22.4%、18.1%和14.3%，餐飲、汽車修理、畜禽養(yǎng)殖、建筑涂裝等其 他排放約占PM2.5的14.1%。故而，為提高我國城市空氣質(zhì)量、降低大氣中PM2.5，有效消除柴 油車微粒排放是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。