[發明專利]一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置

有效

• 申請號: 201610173985.7
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105642441B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 劉軍恒;呂俊翔;孫平;孟建;劉少康
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B03C3/017
• 分類號: B03C3/017;B03C3/01;B03C3/014;B03C3/06;B03C3/34
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本發明公開了一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，包括除水裝置、荷電反應器和改進結構的法拉第筒，除水裝置包括冷卻系統、加熱系統，所述荷電反應器包括線筒式電暈發生器、正/負高壓電源，所述改進結構的法拉第筒包括PVC管、金屬網一、金屬網二、橡膠管，濾紙托架、快速接頭、不銹鋼內筒、不銹鋼外筒及流量控制系統；所述冷卻系統將柴油機排氣中水分減少，并通過加熱系統將排氣恒定在某一溫度，再將加熱的排氣通入荷電反應器中發生反應，從而實現顆粒物帶電。整個荷電量測量過程為在線測量，經改進結構的法拉第筒測量顆粒物荷電量并通過濾紙捕集帶電顆粒物。利用正/負高壓電暈放電技術，實現了柴油機顆粒物的實時捕集和荷電量的測量。

技術領域

本發明涉及發動機排氣后處理技術領域，具體而言，是一種適用于柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置。

背景技術

可吸入顆粒物排放所帶來的空氣污染，已成為本世紀最嚴重的環境問題之一。可吸入顆粒物的粒徑越小，顆粒在大氣中懸浮時間和輸送距離就越遠，對人健康的危害就越大。最新研究表明粒徑小于100nm的顆粒能輕易穿透人體細胞壁，進入血液和大腦，甚至能導致某些遺傳性疾病。目前城市中機動車的排氣污染物，尤其是柴油機排放的微納米級顆粒物是大氣可吸入顆粒物的主要來源之一，控制柴油機排氣顆粒物，已引起許多國家和國際組織的重視，成為目前研究熱點。

隨著柴油機排放控制技術的發展，尤其是后處理技術的應用，柴油機顆粒物排放總質量大幅度減少，但是對微納米顆粒排放數目的控制效果并不明顯，而在最新顆粒物排放標準中，顆粒物數目的控制已成為主要的任務之一。因此對顆粒物采用荷電凝并技術來促進微納米顆粒物粒徑生長、減少顆粒物數目，不僅在柴油機排氣后處理方面具有重大意義，同時也將在微納米顆粒物控制領域發揮重要作用。因此，采取相關措施對柴油機排氣顆粒進行荷電凝并是很有必要的。

荷電凝并(Electrical Agglomeration，EA)技術以高效，安全，無二次污染且適用范圍廣等優點，成為目前柴油機排氣凈化領域新的研究熱點。荷電原理簡單來說就是帶電粒子撞擊柴油機排氣顆粒物使其帶電。放電電極在負高壓直流電壓的作用下陰極電暈放電產生電子，由湯森理論知，這些電子在電場作用下的遷移運動強于其本身無規則熱運動。采用負壓電暈放電且當電場強度足夠強時，陽極(接地極)和陰極(電暈放電極)會產生較大的電勢差，這些電子在向接地極運動的過程中能使氣體粒子發生碰撞電離。新產生帶電粒子在電場作用下向陽極運動時也能使氣體粒子發生碰撞電離，向陽極運動的電子越來越多。這些帶電粒子在運動過程中與柴油機排氣顆粒物發生碰撞以及顆粒物之間的相互熱運動碰撞，使顆粒物荷電。

發明內容

本發明利用高壓電暈放電技術，即時解決柴油機排氣顆粒物荷電的問題。提出了一種適用于柴油機排氣顆粒物的荷電裝置及測量荷電量的法拉第筒。實現本發明的技術方案如下：

一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，包括穩壓箱、除水裝置以及荷電反應裝置，所述穩壓箱的進氣口與柴油機相連、穩壓箱的出氣口與所述除水裝置一端相連、所述除水裝置另一端與所述荷電反應裝置相連；

所述除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置；所述冷卻裝置包括不銹鋼波紋管、離心風機，所述離心風機的出風口對準所述不銹鋼波紋管；所述加熱裝置包括不銹鋼圓筒、陶瓷管加熱器，所述不銹鋼圓筒設置在所述陶瓷管加熱器內部；所述不銹鋼波紋管一端連接所述穩壓箱、另一端連接所述陶瓷管加熱器；

所述荷電反應裝置包括線筒式電暈發生器、高壓電源；所述線筒式電暈發生器包括不銹鋼管、內電極、保溫棉；所述不銹鋼管的一端與所述陶瓷管加熱器出氣口相連，所述不銹鋼管兩端的管壁上分別設有孔，所述內電極位于不銹鋼內部、并且內電極的兩端分別從所述孔穿出；所述保溫棉包在所述不銹鋼管外表面；所述不銹鋼管的管體接地；

所述高壓電源連接所述內電極的一端，所述內電極的另一端絕緣懸空。