[發(fā)明專利]一種顆粒物捕捉器零能耗反吹系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110880302.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113417719B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲彥成;程伍元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇禾寧流體科技有限公司
• 主分類號(hào): F01N3/023
• 分類號(hào): F01N3/023
• 代理公司: 南京睿之博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32296
• 代理人: 楊曉玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種顆粒物捕捉器零能耗反吹系統(tǒng)，包括顆粒捕捉器和反吹裝置，顆粒捕捉器的兩端分別連接有進(jìn)煙管和排煙管，進(jìn)煙管與柴油機(jī)的排氣端連通，在進(jìn)煙管上設(shè)置進(jìn)煙閥，進(jìn)煙管在進(jìn)煙閥和顆粒捕捉器之間的管段上設(shè)有集塵裝置，排煙管上設(shè)置排煙閥，反吹裝置包括氣壓罐、用于獲取進(jìn)煙熱量的導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)，用于向反吹裝置內(nèi)補(bǔ)氣的補(bǔ)氣組件以及用于進(jìn)行顆粒捕捉器反吹再生的反吹管；本發(fā)明對(duì)顆粒物捕捉器間歇式反吹再生，充分利用排放煙氣的熱能，利用重力熱管換熱器加熱氣壓罐內(nèi)的冷空氣，將冷空氣加熱后壓力增加后作為反吹顆粒捕捉器的高壓空氣，系統(tǒng)充分利用排氣熱量轉(zhuǎn)化為空氣動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了間歇式顆粒捕捉器的零能耗反吹。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柴油機(jī)尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種顆粒物捕捉器零能耗反吹系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著貨運(yùn)行業(yè)和物流行業(yè)的快速發(fā)展，以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的汽車、輪船逐漸成為貨運(yùn)的主力軍。如2018年占汽車保有量7.9%的柴油貨車，排放氮氧化物、顆粒排放物占全行業(yè)的60.0%和84.6%。相比汽油而言，柴油機(jī)是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)最大的缺陷就是在壓燃過(guò)程中燃燒不充分，會(huì)產(chǎn)生顆粒物和氮氧化物等問(wèn)題。船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組等也存在著同樣的污染問(wèn)題。目前柴油機(jī)顆粒捕集器是公認(rèn)的最有效的顆粒物凈化裝置，也是目前凈化技術(shù)中商用前景最好的技術(shù)之一，柴油機(jī)顆粒物在顆粒捕捉器（DPF）內(nèi)部的沉積會(huì)使其兩端壓降升高，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能，因此需要對(duì)沉積的顆粒物進(jìn)行清除，即DPF再生技術(shù)。

現(xiàn)有的柴油機(jī)顆粒物捕捉器反吹裝置都是以壓縮空氣為介質(zhì)，以空氣壓縮機(jī)消耗電能為源動(dòng)力，不但消耗電能，還必須配備空氣壓縮機(jī)，運(yùn)行能耗與初投資均較高；還有以調(diào)整過(guò)濾器為技術(shù)核心，設(shè)置多個(gè)過(guò)濾管，分級(jí)過(guò)濾器，其成本較高，工藝復(fù)雜，需要更換過(guò)濾管耗材或者噴油催化燃燒等，均給使用者帶來(lái)了額外的運(yùn)行費(fèi)用。因此，如何實(shí)現(xiàn)柴油顆粒物捕捉器的低成本長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，提高柴油機(jī)運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)高效率、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的維護(hù)運(yùn)行系統(tǒng)成為本領(lǐng)域從業(yè)人員迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)目的：針對(duì)現(xiàn)有顆粒捕捉器反吹依賴外部反吹動(dòng)力，成本和能耗高的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種利用柴油機(jī)自身排氣溫度，將煙氣熱能轉(zhuǎn)換為反吹系統(tǒng)空氣動(dòng)能的顆粒物捕捉器零能耗反吹系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種顆粒物捕捉器零能耗反吹系統(tǒng)，包括顆粒捕捉器和反吹裝置，顆粒捕捉器的兩端分別連接有進(jìn)煙管和排煙管，進(jìn)煙管與柴油機(jī)的排氣端連通，在進(jìn)煙管上設(shè)置進(jìn)煙閥，進(jìn)煙管在進(jìn)煙閥和顆粒捕捉器之間的管段上設(shè)有集塵裝置，排煙管上設(shè)置排煙閥，反吹裝置包括氣壓罐、用于獲取進(jìn)煙熱量的導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)，用于向反吹裝置內(nèi)補(bǔ)氣的補(bǔ)氣組件以及用于進(jìn)行顆粒捕捉器反吹再生的反吹管，導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)連接進(jìn)煙管和氣壓罐，反吹管一端與氣壓罐連通，另一端與排煙管連通，在反吹管靠近排煙管的一端設(shè)置用于控制反吹管路開(kāi)閉的反吹閥；導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)將進(jìn)煙管內(nèi)的煙氣熱量傳遞到氣壓罐內(nèi)，氣壓罐內(nèi)的空氣受熱膨脹，在進(jìn)行顆粒捕捉器反吹再生時(shí)，打開(kāi)反吹閥，關(guān)閉進(jìn)煙閥和排煙閥，氣壓罐內(nèi)的高壓氣體將顆粒捕捉器內(nèi)的顆粒物吹至集塵裝置中。

優(yōu)選地，本發(fā)明的導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)采用重力熱管，氣壓罐位于進(jìn)煙管的上方，重力熱管設(shè)置在氣壓罐和進(jìn)煙管之間，重力熱管自下而上包括蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，其中蒸發(fā)段和冷凝段均采用是翅片管結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)段位于進(jìn)煙管內(nèi)，冷凝段位于氣壓罐內(nèi)，重力熱管中的工質(zhì)吸收煙氣的熱量后汽化，沿絕熱段進(jìn)入冷凝段，遇到氣壓罐內(nèi)的低溫環(huán)境后，在冷凝段冷凝，將熱量釋放，氣壓罐內(nèi)的氣體吸收熱量，溫度升高，壓力增加。

優(yōu)選地，本發(fā)明的補(bǔ)氣組件包括通氣管和補(bǔ)氣閥，在反吹結(jié)束后，打開(kāi)補(bǔ)氣閥，外部氣體通過(guò)通氣管進(jìn)入氣壓罐進(jìn)行補(bǔ)氣。

優(yōu)選地，本發(fā)明的氣壓罐上設(shè)置泄氣管和安全閥，安全閥安裝在泄氣管上，在氣壓罐內(nèi)壓力超過(guò)設(shè)定壓力值時(shí)，通過(guò)安全閥進(jìn)行泄放，保持氣壓罐的壓力在設(shè)定范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，本發(fā)明的集塵裝置通過(guò)設(shè)置在端口的集塵閥與進(jìn)煙管連通，在進(jìn)行反吹再生時(shí)，打開(kāi)集塵閥，收集顆粒捕捉器內(nèi)的顆粒物。