CN102168598A

CN102168598A - 柴油机尾气净化消声装置

Info

Publication number: CN102168598A
Application number: CN 201110096636
Authority: CN
Inventors: 高宇清; 吴鸿云; 徐立
Original assignee: Changsha Institute of Mining Research Co Ltd
Current assignee: Changsha Institute of Mining Research Co Ltd
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明公开了一种柴油机尾气净化消声装置包括氧化催化箱，该氧化催化箱具有内箱体和气道，内箱体一端与柴油机排气管连通，另一端与气道连通；在所述内箱体中至少设有一组催化剂载体，该催化剂载体由布满了小孔的陶瓷体构成，在所述小孔的壁上吸附有铂和钯。本发明充分地利用了柴油机尾气温度和催化剂铂钯的氧化催化作用，完成对尾气中残余碳的燃烧作用，达到对尾气的基本净化，当本发明配置净化水箱后，能够对柴油机尾气中的有毒气体实现氧化催化、燃烧、水洗、“蒸汽浴”等一系列操作，净化柴油机尾气，消除黑烟和刺鼻恶臭，减少了柴油机尾气对环境的污染和对人体的危害。与此同时本发明也起到了消声作用，能将柴油机尾气所造成的噪声减少80%以上。

Description

柴油机尾气净化消声装置

技术领域

本发明涉及一种柴油机尾气净化消声装置。

背景技术

现在生活生产中大量应用的大型些油发电机组、船舶、舰艇、重型车辆、柴油机车等柴油机尾气排放出大量的CO、NOx、和HC及黑烟等有毒有害气体，它们对地球环境和人类构成极大的危害。

CO把血液中的氧和血红蛋白中的氧排出去，与血红蛋白化合成碳氧血红慢白，使肺部缺氧、窒息甚至中毒死亡；醛类以甲醛和丙稀醛为主，主要引起结膜炎、鼻炎、支气管炎等疾病；NO₂为褐红色强烈窒息性气体，在100ppm将引起剧烈咳嗽，声带痉挛收缩、呕吐和神经麻木。在250ppm会使人短时间内死亡；在黑色碳烟中，与碳粒紧密结合的致癌芳香族化合物3-4苯并蓖则更具危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对柴油机尾气中的有毒气体进行净化，以减少柴油机尾气对环境污染和对人体危害的柴油机尾气净化消声装置。

本发明提供的这种柴油机尾气净化消声装置包括氧化催化箱，该氧化催化箱具有内箱体和气道，内箱体一端与柴油机排气管连通，另一端与气道连通；在所述内箱体中至少设有一组催化剂载体，该催化剂载体由布满了小孔的陶瓷体构成，在所述小孔的壁上吸附有铂和钯。

为了充分利用尾气热能，减小尾气的热量的散发，所述内箱体外还有外箱体，在内外箱体之间有填充有耐高温材料。

为了使柴油机尾气在穿越催化剂载体时能被多次氧化和燃烧，所述催化剂载体之间设有隔环架。

为了进一步对柴油机尾气进行净化处理，所述氧化催化箱设置在一个净化水箱中，该净化水箱上有排气口管，氧化催化箱的气道下端与净化水箱的水连通，使尾气经氧化催化箱处理后进入净化水箱中进行水洗和蒸汽浴。

为了降低排气口管处的水位高度，净化水箱中设有多块隔板，所述隔板包括长阻水挡板、长隔板和净化水箱内顶部有短隔板。

本发明氧化催化和燃烧机理：当载体温度达到250oC~500oC时，柴油机尾气穿越催化剂载体上的小孔时，在铂、钯的催化作用下使CO变成CO₂，而且醛类和碳烟中的碳粒也将燃烧形成CO₂。

本发明尤其适用于大功率柴油机，也适用于地面小功率柴油油装备和地下柴油装备（车辆等）以改善地下矿作业环境。本发明充分地利用了柴油机尾气温度和催化剂铂钯的氧化催化作用，完成基本净化，当本发明配置净化水箱后，能够对柴油机尾气中的有毒气体实现氧化催化、燃烧、水洗、“蒸汽浴”等一系列操作，尾气在完成首次基本净化后再经过水洗和“蒸汽浴”的双重清洗，实现柴油机尾气净化，消除黑烟和刺鼻恶臭，减少了柴油机尾气对环境的污染和对人体的危害。与此同时本发明也起到了消声作用，经测试，使用本发明装置，柴油机尾气所造成的噪声减少了80%以上。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图沿A-A线的剖视图。

图3俯视图。

图4是排气口管的安装示意图。

具体实施方式

图1-图3反应了本发明的结构，从图中可以看出本发明包括氧化催化箱1，该氧化催化箱具有内箱体2和气道4，内箱体2一端与柴油机排气管A连通，另一端与气道4连通.在内箱体2中至少设有一组催化剂载体5，在本实施例中催化剂载体5设置了三组，每组催化剂载体4由布满了小孔51的陶瓷体构成，在小孔51的壁上吸附有铂和钯。小孔51的形状为圆柱体、四方体、六方体中的任一种均可。

为了充分利用尾气热能，减小尾气的热量的散发，内箱体2外还有外箱体3，在内外箱体之间有填充有耐高温材料。催化剂载体4在使用两层以上的情况下应当在各催化剂载体之间设隔环架，使各层催化剂载体之间有一定间隙，以便柴油机尾气在顺利穿越催化剂载体时能被多次氧化和燃烧。每组催化剂的孔数总面积应该大于柴油机总排气管面积的1.5～２倍，避免形成较大的排气阻力。

为了增加催化剂活化的程度以便能够提高净化效果，应将柴油机总排气管到氧化催化箱体间的不锈钢波纹管B外廓缠绕耐高温石棉制品，这样能够充分利用柴油机尾气温度，迅速使铂钯活化，从而实现氧化催化作用，达到充分燃烧尾气中碳颗粒的目的。

从图1-图3可以看出本实施例还将上述氧化催化箱1与一个净化水箱6做成了一体，设计这个净化净化水箱的目的是为了能够尽可能利用有限的布置空间和充分利用柴油机的尾气温度，在完成氧化催化后，再次使尾气在最大限度地实现水洗和“蒸汽浴”，对尾气中的碳颗粒、NO₂、醛类等进行清洗。

净化水箱6上有排气口管7，氧化催化箱1的气道下端与净化水箱的水连通，在本实施例中气道4下端还连通了一个喷管8，该喷管上设有很多(数十个甚至数百个)出气孔81(直径为～。分散喷出的尾气不仅能得到充分的水洗，而且可以迅速加热净化水而使之汽化，从而水洗后的尾气在曲折的净化水箱内会再次被水蒸汽净化。喷管8上的出气孔总面积应大于柴油机总排气管通气面积的1.5倍。这是在为了减少尾气阻力以外，更重要的是消除尾气的动能。减少柴油机启动喷水和柴油机工作中净化箱内水洗时水飞溅和被带出箱体，这是解决喷水的关键措施之一。

净化水箱6中设有长阻水挡板9和长隔板10，净化水箱内顶部有短隔板11，充分利用尾气从气道及喷管8喷出时，在喷管8处产生的负压，设置短挡水板11，把短挡水板11另侧的水抽回喷管附近，长阻水挡板9在短挡水板11另侧的底部开有通孔，这样就可以把涌入长阻水挡板9左侧的水也随之抽回。借此降低排气口管7处的水位高度。在长阻水挡板9首次阻水后，尾气及涌水再经短隔板11和其它长隔板10的阻水，使涌水能量衰减，而不能够在排气口管7处形成涌水的能量。短隔板11将尾气携带的水珠甩下，而由长隔板10导流又抽到喷管8处补水。多隔板结构使尾气再次经过水蒸汽，实现“蒸汽浴”，充分地对NO₂、醛类和碳粒清洗。

从图4可以看出排气口管7在净化水箱内伸入一段，形成悬式结构，它能够有效的阻入沿箱体内壁涌动的净化用水从排气口涌出。

本实施方式充分地利用了柴油机尾气温度和催化剂的氧化催化作用，在完成首次净化后，又经过水洗和“蒸汽浴”的双重清洗，实现柴油机尾气净化，消除黑烟和刺鼻恶臭。而且净化箱也是一个完整的消声器，经测试，在使用了一体化的净化箱以后，柴油机尾气所造成的噪声减少了80%以上。

本发明柴油机尾气净化消声装置具体工作时，将不锈钢波纹管B与柴油机总排气管相连接，并且将柴油机总排气管至催化剂箱体间的排气钢管和不锈钢波纹管外廓缠绕耐高温石棉制品，以便能够充分利用柴油机尾气的高温。迅速使氧化催化箱中的二元催化剂铂、钯活化。当柴油机启动以后，柴油机尾气经过不锈钢波纹管B进入氧化剂催化箱1。进行多次氧化和燃烧后，通过气道4及喷管8，从出气孔81喷入净化水中（净化用水由左侧加水口注入），分散喷出的尾气可以得到充分的水洗，而且能够迅速加热净化水使其汽化，而由于在净化箱左侧设计有多隔板，从喷管8喷出的尾气在经过第一次水洗后能够在曲折的净化净化水箱左部内再次完成 “蒸汽浴”。最后经过处理的尾气经左上角排气口管7排出，对尾气实施水洗过程的净化用水则会由于净化箱内的多隔板和多块挡水板的原因不会在启动时产生大量的涌水，在工作时不会产生不间断喷水的问题，最后使用过的净化用水通过底部排水口12排出。

在使用过程中净化用水必须每班放尽，因其中含有大量碳烟颗粒和富含酸性物质，应以诸如石灰或其它碱性物质中和处理，避免二次污染的发生。

Claims

1.一种柴油机尾气净化消声装置，其特征在于该装置包括氧化催化箱（1），该氧化催化箱具有内箱体（2）和气道（4），内箱体（2）一端与柴油机排气管连通，另一端与气道（4）连通；在所述内箱体中至少设有一组催化剂载体（5），该催化剂载体由布满了小孔（51）的陶瓷体构成，在所述小孔的壁上吸附有铂和钯。

2.根据权利要求1所述的柴油机尾气净化消声装置，其特征在于所述内箱体外还有外箱体（3），在内外箱体之间有填充有耐高温材料。

3.根据权利要求1所述的柴油机尾气净化消声装置，其特征是在每层催化剂载体之间设有隔环架（13）。

4.根据权利要求1所述的柴油机尾气净化消声装置，其特征是所述小孔（51）的形状为圆柱体、四方体、六方体中的一种。

5.根据权利要求1至4之一所述柴油机尾气净化消声装置，其特征是所述氧化催化箱设置在一个净化水箱（6）中，该净化水箱上有排气口管（7），氧化催化箱的气道下端与净化水箱的水连通，使尾气经氧化催化箱处理后进入净化水箱中进行水洗和蒸汽浴。

6.根据权利要求5所述柴油机尾气净化消声装置，其特征是所述气道（4）下端连通有一个喷管（8），该喷管上有诸多出气孔（81），气道（4）中的气经喷管喷到水中。

7.根据权利要求5所述柴油机尾气净化消声装置，其特征是净化水箱中设有多块隔板，所述隔板包括长阻水挡板（9）、长隔板（10）和净化水箱内顶部有短隔板（11）。

8.根据权利要求5所述柴油机尾气净化消声装置，其特征在于所述排气口管（7）在净化水箱（6）内伸入一段，形成悬式结构。