[實用新型]螺旋狀電極等離子體協(xié)同木纖維濾芯凈化柴油機排氣裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820550600.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN208236484U
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 郭秀榮;徐岳峰;楊瀟;馬超
• 申請（專利權）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08;F01N3/021
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種螺旋狀電極等離子體協(xié)同木纖維濾芯凈化柴油機排氣裝置，它包括過濾體和等離子體發(fā)生裝置。過濾體由導流罩、前密封蓋、多層圓筒形木纖維濾芯、后密封蓋等組成。等離子體發(fā)生裝置采用介質(zhì)阻擋放電技術，過濾室外殼搭鐵，圓筒狀石英玻璃管緊貼過濾室內(nèi)壁，玻璃管內(nèi)部是螺旋形高壓電極。將過濾體置于等離子體發(fā)生裝置中，在保證過濾體和等離子體發(fā)生裝置同軸的前提下，使過濾體的后密封蓋與過濾室出口接口密封。將整個裝置置于排氣系統(tǒng)溫度較低的區(qū)域，柴油機排氣經(jīng)導流罩流入濾芯外側，再由濾芯外表面流入內(nèi)部空腔，進而流出出氣口；當柴油機排氣流經(jīng)該裝置時，等離子體去除氮氧化物，木纖維濾芯過濾顆粒物從而實現(xiàn)凈化。

技術領域：

本實用新型屬于一種氮氧化物(NO_X)和碳煙顆粒(PM)凈化裝置，等離子發(fā)生器與木纖維濾芯協(xié)同作用，可以通過等離子體凈化氮氧化物，通過木纖維濾芯過濾碳煙顆粒，主要用于柴油機排放污染物的凈化。

背景技術：

近年來，機動車柴油機排氣及船舶排放的污染物已成為除工業(yè)企業(yè)污染之外的主要大氣污染源。2016年我國首次設立船舶污染排放控制區(qū)，并發(fā)布了《船舶發(fā)動機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第一、二階段)》；2017年開始實行國家第五階段機動車污染物排放標準，其中柴油車氮氧化物排放限值為0.18g/km，顆粒物濃度排放限值0.0045g/km，因此，急需有效的凈化裝置。機動車柴油機排氣、船舶大氣排放的主要排放物是PM、NO_x和硫化物。目前，常用的去除PM的有效方式是微粒捕集器。主流的微粒捕集器是在堇青石蜂窩陶瓷或碳化硅表面涂敷貴金屬催化劑，但柴油機排氣中的硫會使金屬中毒失效，并且制造復雜、成本較高、PM的積存導致排氣背壓增大。木纖維由于具有對碳煙顆粒的吸附效率高，價格低廉，便于加工、排氣背壓小等特點，是去除PM的理想材料。研究發(fā)現(xiàn)，低溫等離子體在去除氮氧化物方面有極其顯著的效率，而介質(zhì)阻擋放電技術是常溫常壓下產(chǎn)生低溫等離子體的最有效方式之一。介質(zhì)阻擋放電是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種非平衡態(tài)氣體放電。本裝置采用外殼搭鐵做接地極，內(nèi)部接高壓電極，兩者之間插入介質(zhì)石英玻璃管的方式實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型涉及一種螺旋狀電極等離子體協(xié)同木纖維濾芯凈化柴油機排氣裝置，它包括過濾體和等離子體發(fā)生裝置。過濾體由導流罩、前密封蓋、多層圓筒形木纖維濾芯、后密封端蓋等組成。等離子體發(fā)生裝置采用介質(zhì)阻擋放電，過濾室外殼搭鐵，圓筒狀石英玻璃管緊貼過濾室內(nèi)壁，玻璃管內(nèi)部是高壓電極。高壓電極是將直徑2mm的銅絲從中間對折纏繞成螺旋形，螺旋直徑是玻璃管內(nèi)徑和過濾體外徑總和的二分之一。將過濾體置于等離子體發(fā)生裝置中，在保證過濾體、等離子體發(fā)生裝置同軸的前提下，使過濾體的后密封蓋與過濾室出口接口密封。將整個凈化裝置置于排氣溫度較低的區(qū)域。柴油機排氣經(jīng)導流罩流入濾芯外側的等離子體發(fā)生區(qū)，再由濾芯外表面滲透到內(nèi)部空腔，進而由出氣口排出；當柴油機排氣流經(jīng)該裝置時，等離子體去除氮氧化物，木纖維濾芯過濾顆粒物，最終實現(xiàn)柴油機排氣凈化。過濾體達到使用極限后，根據(jù)不同大小的濾芯的實際情況選擇性的更換濾芯。

附圖說明

圖1是柴油機排氣凈化裝置的過濾體結構示意圖，1導流罩、2前密封蓋、3不同直徑的圓筒形濾芯、4后密封蓋、5環(huán)形凹槽。

圖2是等離子體發(fā)生裝置結構示意圖，6絕緣電極接口、7前端蓋、8法蘭、9圓筒形過濾室外殼、10石英玻璃管、11螺旋狀高壓電極。

具體實施方式：

將金屬網(wǎng)制成圓筒形內(nèi)外骨架，將厚度為0.05-1mm、寬度為1-10mm、長度30-50mm的長木纖維放入內(nèi)外骨架中間，制成厚度為7mm的圓筒形濾芯，濾芯與外殼之間留20mm的間隙。再以相同的方式制作其它的濾芯，濾芯厚度不變，濾芯直徑在已制成的濾芯直徑的基礎上等差減小，相鄰濾芯間距5-7mm最小濾芯內(nèi)徑與出氣口直徑相同。濾芯木纖維的填充率隨直徑的減小而增大，填充率低的濾芯過濾大顆粒，填充率高的濾芯過濾小顆粒。