[其他]用于捕集和焚燒柴油機廢氣中顆粒物質的方法及設備

無效

• 申請號: 86105474
• 申請日: 1986-08-04
• 公開（公告）號: CN86105474A
• 公開（公告）日: 1987-05-27
• 發明（設計）人: 雷蒙德·F·巴杜爾
• 申請（專利權）人: 布雷克公司
• 主分類號: F01N3/02
• 分類號: F01N3/02;F02M35/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 蕭爾剛

本發明是關于減少柴油機廢氣中所排放的顆粒物質的含量，特別是關于除去柴油機廢氣中含有的固體顆粒物質的方法和設備。

近幾年來，由于柴油機的燃料比傳統的汽油機的燃料便宜，所以，越來越多的汽車采用柴油機來帶動。公路上經常見到的大批通用的柴油機汽車按照常規分法可以分成兩類，就是說，一類是輕型汽車和卡車，另一類是重型汽車，根據環境保護部門的定義，輕型汽車和卡車為能容納12名以下乘客的客車，輕型卡車以及各種總重量在8501磅以下的車輛，這類車輛包括大部分小汽車、挖掘卡車、小型帶篷運貨汽車及某些專用車輛。重型汽車定義為總重量超過8500磅以上的各種車輛，特別是卡車、公共汽車、運貨汽車以及游覽車。

另外，柴油機也用于工業設備的成龍配套，例如，與貯藏設備和有許多受限制的通風機的地下礦井設備配套使用，許多柴油機還用于牽引柴油機車，工業應用又如叉式起重機、大型汽車、發電機上的輔助發動機以及泵的輔助設備，伐木業、采礦業、采石業、油田作業以及鉆井設備等等，建筑業應用的例如用于推土機、電動分選機、拖拉機、刮泥機、輾壓機和裝載機;農業上應用的例如帶動農業設備。

盡管柴油機越來越普及，尤其是用于重型汽車，柴油機廢氣（不同于汽油機廢氣）中沒有燃燒的烴類和一氧化碳成分相對少些，但是柴油機的應用也帶來了一些較大的困難。原因就是柴油機廢氣中含有不希望有的大量的固體顆粒物質，例如，其含量比汽油機廢氣中含有的固體顆粒物質至少大30～50倍。

柴油機廢氣中典型的固體顆粒物質是由小的、固體的，不規則小顆粒的結塊形狀的顆粒所組成，這些固體顆粒物質是近似圓形，其表面常常吸附有大分子的烴類，也有流體涂蓋層;該固體顆粒物質常常是由純碳和許多有機化合物組成的混合物。這些固體顆粒物質常常很細並且很輕，其密度尤如面粉。其顆粒大小從約為0.01微米的非常小的單個顆粒到10～30微米的很大的球。進一步解釋，該顆粒的堆積密度為0.075克/厘米³，表面積為100米²/克。總的來說，從透平增壓柴油機排放的固體顆粒物質的特性與自然吸氣的柴油機的相比稍微有些不同，從透平增壓柴油機排放出來的固體顆粒稍小些，而且含有的有機化合物的量少得多。

未經核對，本來大氣中，尤其是市區的大氣層中總的懸浮顆粒物質的含量大已經成為問題，由于上述的從柴油機廢氣中排放的大量固體顆粒物質，又進一步加大了這一問題的嚴重性。例如，由于柴油機污染問題嚴重，所以，人們希望在大城市減少柴油機污染程度。因此國家科學研究委員會預計到1990年，洛杉磯（LosAngeles）指標應下降20%，丹佛（Denver）指標應下降50%（《科學》第268頁，1982年1月），而且，柴油機廢氣中排放的某些特殊化合物已經被認為是致癌物質;這些物質存在于大氣層中，對人的身體健康有明顯的不良影響。鑒于這些情況，國家癌癥研究所公開一項研究，結果表明，駕駛柴油汽車的司機患膀胱癌的是正常公民的12倍（Wall????Street????Journal，1983.4.11）。

根據上述所說的情況，環境保護部門已經提出一項標準，即從以柴油為燃料的輕型汽車排放的顆粒物質為0.6克/英里，規定從1987標準年開始實行，還提出一項標準（規定從1990標準年實行），即從以柴油機為燃料的重型汽車排放的顆粒物質為0.25克/制動馬力-小時。

為了使制造的柴油機和汽車解決上述問題，可行的方案之一是考慮在工業化生產柴油機時，控制其輸出功率。實際上，這種辦法，只是以往機車制造時采用的控制煙氣排放之方法的簡單擴大，這種方法經常采用的特例是減少①加速冒煙和②負載冒煙。

加速冒煙就是在汽車加速時產生的煙霧，這是由于燃料/空氣超過了所需要的比率所引起的，通常的表現是短時間內冒一股黑煙。

負載冒煙是在汽車裝有重載運行時產生大量煙霧，例如，在汽車爬坡時，產生大量煙霧。通常把這看成是滿載即穩定狀態冒煙。為了改善這些難題，制造廠家通過機械的辦法，在排放廢氣時，限制噴入燃料的量。這樣，雖然冒煙量有所降低，但以無效操作為代價。

按照上述的方法，機車制造廠家在力圖減少機車廢氣中排放的固體顆粒物質方面，已經取得了一些進展，盡管這種辦法稍微產生了一些有益的作用，但還不是一種根本的解決辦法，就是說，上述的方法對于除去各種顆粒物質排放，或者平均使其降低到所要求的限度以內，是沒有效果的，除非輸出功率降低到不能允許的范圍以下。