CN104667744B - 利用过氧化钠净化内燃机尾气装置 - Google Patents
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Abstract
利用过氧化钠净化内燃机尾气装置是将能装入过氧化钠水溶液、有调节电路、浮动阀门的缸体，用装有自控阀门的导管与装有纤维防火布、弯曲的排气管连接；在缸体内装入过氧化钠水溶液，浮动阀门上浮打开；当排气管排出尾气时，自控阀门受排气量打开并控制过氧化钠水溶液的流出量，过氧化钠水溶液流入排气管与尾气反应，通过弯曲的排气管复杂的离心运动和纤维防火布吸收，颗粒物、亚硫酸铅、硝酸钠、亚硝钠、氢氧化铅、碳黑附着纤维防火布和收集罐中，最终排气管以二氧化碳和水蒸汽排出；过氧化钠水溶液流尽时，指示灯熄灭。打开排气管盖，清除颗粒物、亚硫酸铅、碳黑等污染物，更换新的纤维防火布，再继续使用，净化内燃机尾气，更有益于环保。
Description
技术领域 本发明涉及到环保领域，尤其是内燃机废气减排领域，特别是涉及到一种利用过氧化钠净化、浮动阀门与自控阀门调节流量、防火布过滤、可拆解清除污染物的内燃机尾气的净化装置。
背景技术 本发明的背景技术是三元催化器、尿素SCR净化器、专利名称为“内燃机尾气净化装置”的系列专利。由于背景技术片面，主要净化内燃机尾气中的二氧化氮，但是二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅和颗粒物没法完全净化。然而二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅和颗粒物是导致空气污染，形成雾霾的主要物质。因此，内燃机尾气净化，就必须不仅要净化二氧化氮，而且还要净化二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅和颗粒物。同时三元催化器是铂、铑、钯三种贵金属作催化剂，使二氧化氮分解成氮气和氧气，然后净化一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅，但是三元催化器是铂、铑、钯三种贵金属，太贵重，用于净化的铂、铑、钯含量很少，不能将由空气中氮气在活塞缸中燃烧生成的二氧化氮再次分解成氮气和氧气，即使完全分解，分解后氧气也不能使一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅完全氧化，况且没有通过过滤、净化，就直接排出于空气中，未能氧化、净化的一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅是污染空气的主要物质。尿素SCR净化器是将尿素水解出的氨气在SCR催化剂作用下与氮氧化物反应生成氮气和氧气，虽然，成本低点，但是效果与三元催化器相似，也不能使一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅完全氧化，同时也没有进行净化、过滤，有氨气过量，随一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅一起排入空气中。同样还能污染空气，也有不足之处。专利名称为“内燃机尾气净化装置”的系列专利，一些是采用三元催化器的、一些是采用尿素的，效果与三元催化器、尿素SCR净化器技术相似；一些采用氢氧化钠净化的，效果比较好些，但是氢氧化钠在高温的排气管中，水很快被蒸发，严重影响了预期的效果。因而，背景技术存在缺陷。本发明是采用了过氧化钠水溶液在高温下分解出大量氧气、水与氢氧化钠，与一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅充分反应，然后通过排气管弯道，利用气体与反应生成物的离心运动，由防火布净化过滤，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管尾部向空气排出。
发明内容 本发明的目的是为了克服背景技术只解决净化氮氧化合物，不能完全净化、过滤硫化氢、碳氢化合物、铅、颗粒物，同样对空气带来污染的不足，旨在提供一种能更好地完全净化、过滤硫化氢、碳氢化合物、铅、颗粒物，使内燃机尾气排出物是二氧化碳和水蒸汽，不污染空气的内燃机尾气净化装置。
本发明的目的是这样实现的：将装有自控阀门的导管一端插入弯曲的、管道内装有玄武岩纤维防火布的排气管中，通过螺孔旋上螺栓将排气管盖与排气管组装好，再将弯曲的排气管组装在内燃机的排气口上；打开能装入过氧化钠水溶液的缸体的缸盖，将浮动阀门从加料口垂直放入缸体底部的中央圆孔中，从缸体下部的调节口处向浮动阀门的螺纹，旋入定位螺母，让浮动阀门能升降并与缸体底部有出液的空隙，再用导线将电阻和蓄电池、指示灯串联，然后将正极导线通过盖板上的通线孔接在定位螺母上，负极导线接在缸体上；用螺栓通过螺孔将盖板与调节口封紧；将导管的另一端与缸体下的调节口接紧；从加料口向缸体内注入过氧化钠固体粉末，再加入水，然后固紧缸盖。浮动阀门受过氧化钠水溶液浮力，上浮打开空隙，过氧化钠水溶液从圆孔流入导管，电路接通，指示灯亮灯。启动内燃机，排气管排出尾气时，自控阀门的扇叶与回复弹簧受尾气的冲力自动打开，并按照排气量的多少，自控阀门下部的活动阀门的扇叶自动转动，错开自控阀门下部的活动阀门的半圆管道与自控阀门上部的固定阀门的半圆孔的角度，自动调节过氧化钠水溶液的流入量。过氧化钠水溶液流入排气管中，在高温下，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢又继续分解成水和氧气，再与尾气中一氧化氮、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅反应，分别生成二氧化氮、二氧化碳、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠，并通过弯曲的排气管和在离心腔中复杂地离心运动，被玄武岩纤维防火布吸附，颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑附着玄武岩纤维防火布和收集罐中，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管出气口排出。过氧化钠水溶液流尽时，浮动阀门下降，浮动阀门下面的绝缘体与缸体重叠，并堵住圆孔和空隙，过氧化钠水溶液流尽后，电路断开，指示灯熄灭，提醒人们加入新的过氧化钠和水，然后继续运行。发现排气管被污染时，将内燃机关闭，拆解螺栓、打开排气管盖，清除收集罐和玄武岩纤维防火布中的颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑，更换新的玄武岩纤维防火布，通过螺孔旋上螺栓、组装好排气管盖，然后再继续使用，以便更好地净化内燃机尾气。
由于采用了上述方案，本发明利用了过氧化钠与水反应生成过氧化氢，在高温下，反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢又继续分解成水和大量的氧气，再与尾气中一氧化氮、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅反应，生成二氧化氮、二氧化碳、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠，能够全面地净化内燃机尾气中的氮氧化合物、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅；并且利用防火布净化、过滤颗粒物、硝酸钠、亚硝酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、碳黑，比背景的三元催化器、尿素SCR净化器、专利名称为“内燃机尾气净化装置”的系列专利技术更具有净化效果，更能发挥环保功能。而且，本发明采用过氧化钠净化，成本比三元催化器中的铂、铑、钯贵重金属成本要低得多；比尿素SCR净化器、专利名称为“内燃机尾气净化装置”的系列专利结构简单；将电路装在人们直观的地方，方便人们发现缸内过氧化钠水溶液量的有无，及时增加过氧化钠水溶液；同时采用了可以拆解、打开、组装的排气管盖，方便人们清除排气管中的颗粒物、硝酸钠、亚硝酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、碳黑，清除并更换纤维防火布，然后继续使用，比不能拆解、在污染后无法清除污染物只能报废的整体排气管，更能利用原有排气管，更能节约成本。尤其是采用了防火布，特别是玄武岩纤维防火布，作净化过滤，由于玄武岩纤维防火布具有永久的阻燃性能，永久性防静电织物，全频道电磁屏蔽织物，极限氢指数(LOI％)70以上，强力和耐摩擦性极佳，对人体无害，使用中具有不燃性、阻燃无烟、耐高温、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点，在1100℃的火焰作用下，不变形、不爆裂，可在潮湿、蒸气、烟雾、含化学气体等恶劣的环境下起到防护作用，无石棉及玻璃纤维成份，永久耐火，灭火性能好，重量轻，易储存，比其他净化、过滤材料更经济、更长期、更耐用。因此，本发明比背景技术更优越、更全面、更实用、更经济、更有可行性，也更能净化尾气，更具有环保功效。
附图说明 下列是对附图的简略说明
图1、利用过氧化钠净化内燃机尾气装置的组装图
图2、能装过氧化钠水溶液的缸体的剖图
图3、电路图
图4、自控阀门三视图
图5、排气管中玄武岩纤维防火布侧面图
图6、排气管盖平面图
1、缸体 2、过氧化钠 3、浮动阀门 4、导管 5、排气管 6、收集罐 7、离心腔 8、出气口 9、玄武岩纤维防火布 10、自控阀门 11、电阻 12、蓄电池 13、LED指示灯 14、导线 15、水 16、缸盖 17、加料口 18、调节口 19、圆孔 20、绝缘体 21、螺纹 22、定位螺母 23、固定阀门 24、活动阀门 25、回复弹簧 26、扇叶 27、半圆孔 28、半圆管道 29、盖板 30、通线孔31、螺孔 32、螺栓 33、排气管盖
具体实施方式 下面是参照附图和实施例对本发明作进一步详细地说明
将装有自控阀门(10)的导管(4)一端插入弯曲的、管道内装有玄武岩纤维防火布(9)的排气管(5)中，通过螺孔(31)旋上螺栓(32)将排气管盖(33)与排气管(5)组装好；再将弯曲的排气管(5)组装在内燃机的排气口上，打开能装入过氧化钠(2)水(15)溶液的缸体(1)的缸盖(16)，将浮动阀门(3)从加料口(17)垂直放入缸体(1)底部的中央圆孔(19)中，从缸体(1)下部的调节口(18)处向浮动阀门(3)的螺纹(21)，旋入定位螺母(22)，让浮动阀门(3)能升降并与缸体(1)底部有出液的空隙，再用导线(14)将电阻(11)和蓄电池(12)、LED指示灯(13)串联，然后将正极导线(14)通过盖板(29)上的通线孔(30)接在定位螺母(22)上，负极导线(14)接在缸体(1)上；用螺栓(32)通过螺孔(31)将盖板(29)与调节口(18)封紧；将导管(4)的另一端与缸体(1)下的调节口(18)接紧。(图1、图2、图3、图4、图5、图6)
从加料口(17)向缸体(1)内注入过氧化钠(2)固体粉末100g，再加水(1)1000g，然后固紧缸盖(16)。浮动阀门(3)受过氧化钠(2)水(15)溶液浮力，上浮打开空隙，过氧化钠(2)水(15)溶液从圆孔(19)流入导管(4)，电路接通，LED指示灯(13)亮灯。启动内燃机，排气管(5)排出尾气时，自控阀门(10)的扇叶(26)与回复弹簧(25)受尾气的冲力自动打开，并按照排气量的多少，自控阀门(10)下部的活动阀门(24)的扇叶(26)自动转动，错开自控阀门(10)下部的活动阀门(24)的半圆管道(28)与自控阀门(10)上部的固定阀门(23)的半圆孔(27)的角度，自动调节过氧化钠(2)水(15)溶液的流入量(图4)。过氧化钠(2)水(15)溶液流入排气管(5)中，在600-800℃高温下，过氧化钠(2)与水(15)反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢又继续分解成水和氧气，再与尾气中一氧化氮、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅反应，分别生成二氧化氮、二氧化碳、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠，并通过弯曲的排气管(5)和在离心腔(7)中复杂地离心运动，被玄武岩纤维防火布(9)吸附，颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑附着玄武岩纤维防火布(9)和收集罐(6)中，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管(5)出气口(8)排出。反应式为：Na2O2+2H2O＝＝＝＝2NaOH+H2O2，2H2O2＝＝Δ＝＝2H2O+O2↑，过氧化钠(2)与水(15)总反应式2Na2O2+2H2O＝＝4NaOH+O2↑；2NO+O2＝＝＝＝2NO2，2H2S+O2＝＝＝＝2S+2H2O，S+O2＝＝＝＝SO2，HC+O2-----CO2+H2O，SO2+2NaOH＝＝＝＝Na2SO3+H2O，SO2+H2O＝＝＝＝H2SO3，2Pb+O2＝＝＝＝2PbO，PbO+H2SO3＝＝＝＝PbSO3+H2O，PbSO3+2NaOH＝＝＝＝Pb(OH)2+Na2SO3，NO2+2NaOH＝＝＝＝NaNO2+NaNO3+H2O；其中过量的水在通电时也发生电解生成氢气和氧气，反应式H2O＝＝电解＝＝H2+O2↑；但氢气在高温的排气管中与氧气燃烧生成水，以水蒸汽放出，反应式H2+O2＝＝高温＝＝H2O↑。过氧化钠(2)水(15)溶液流尽时，浮动阀门(3)下降，浮动阀门(3)下面的绝缘体(20)与缸体(1)重叠，并堵住圆孔(19)和空隙，过氧化钠(2)水(15)溶液流尽后，电路断开，LED指示灯(13)熄灭，提醒人们加入新的过氧化钠(2)和水(15)，然后继续运行。发现排气管(5)被污染时，将内燃机关闭，拆解螺栓(32)、打开排气管盖(33)，清除收集罐(6)和玄武岩纤维防火布(9)中的颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑，然后更换新玄武岩纤维防火布(9)，通过螺孔(31)旋上螺栓(32)将排气管盖(33)与排气管(5)组装好(图5、图6)。然后再继续使用，以便更好地净化内燃机尾气。
当内燃机燃料是柴油时，排放物是一氧化氮、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅、颗粒物、二氧化碳、水蒸汽。从加料口(17)向缸体(1)内注入过氧化钠(2)固体粉末200g，再加水(1)1000g，然后固紧缸盖(16)。其中过氧化钠(2)与水(15)反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢在高温下，又继续分解成水和氧气，再与尾气中一氧化氮、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅反应，分别生成二氧化氮、二氧化碳、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠，并通过弯曲的排气管(5)和在离心腔(7)中复杂地离心运动，被玄武岩纤维防火布(9)吸附，颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑附着玄武岩纤维防火布(9)和收集罐(6)中，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管(5)出气口(8)排出。反应式为：Na2O2+2H2O＝＝＝＝2NaOH+H2O2，2H2O2＝＝Δ＝＝2H2O+O2↑，过氧化钠(2)与水(15)总反应式为2Na2O2+2H2O＝＝4NaOH+O2↑；2NO+O2＝＝＝＝2NO2，2H2S+O2＝＝＝＝2S+2H2O，S+O2＝＝＝＝SO2，HC+O2-----CO2+H2O，SO2+2NaOH＝＝＝＝Na2SO3+H2O，SO2+H2O＝＝＝＝H2SO3，2Pb+O2＝＝＝＝2PbO，PbO+H2SO3＝＝＝＝PbSO3+H2O，PbSO3+2NaOH＝＝＝＝Pb(OH)2+Na2SO3，NO2+2NaOH＝＝＝＝NaNO2+NaNO3+H2O；其中过量的水在通电时也发生电解生成氢气和氧气，反应式为H2O＝＝电解＝＝H2+O2↑；但氢气在高温的排气管中与氧气燃烧生成水，以水蒸汽放出，反应式为H2+O2＝＝高温＝＝H2O↑。
当内燃机燃料是汽油和乙醇汽油时，排放物是一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、碳氢化合物与水蒸汽。从加料口(17)向缸体(1)内注入过氧化钠(2)固体粉末50g，再加水(1)1000g，然后固紧缸盖(16)。其中过氧化钠(2)与水(15)反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢又继续分解成水和氧气，再与尾气中一氧化氮、一氧化碳、碳氢化合物反应，分别生成二氧化氮、二氧化碳、亚硝酸钠、硝酸钠、水，并通过弯曲的排气管(5)和在离心腔(7)中复杂地离心运动，被玄武岩纤维防火布(9)吸附，颗粒物、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑附着玄武岩纤维防火布(9)和收集罐(6)中，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管(5)出气口(8)排出。反应式为：Na2O2+2H2O＝＝＝＝2NaOH+H2O2，2H2O2＝＝Δ＝＝2H2O+O2↑，过氧化钠(2)与水(15)总反应式为2Na2O2+2H2O＝＝4NaOH+O2↑；2NO+O2＝＝＝＝2NO2，HC+O2-----CO2+H2O，NO2+2NaOH＝＝＝＝NaNO2+NaNO3+H2O；其中过量的水在通电时也发生电解生成氢气和氧气，反应式H2O＝＝电解＝＝H2+O2↑；但氢气在高温的排气管中与氧气燃烧生成水，以水蒸汽放出，反应式为H2+O2＝＝高温＝＝H2O↑。
当内燃机燃料是天然气甲烷时，因产地不同排放物是二氧化碳、水蒸汽与少量的一氧化氮、硫化氢、颗粒物、碳黑。从加料口(17)向缸体(1)内注入过氧化钠(2)固体粉末20g，再加水(1)1000g，然后固紧缸盖(16)。其中过氧化钠(2)与水(15)反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢又继续分解成水和氧气，再与尾气中一氧化氮、硫化氢反应，分别生成二氧化氮、亚硫酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠，并通过弯曲的排气管(5)和在离心腔(7)中复杂地离心运动，被玄武岩纤维防火布(9)吸附，颗粒物、亚硫酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑附着玄武岩纤维防火布(9)和收集罐(6)中，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管(5)出气口(8)排出。反应式为：Na2O2+2H2O＝＝＝＝2NaOH+H2O2，2H2O2＝＝Δ＝＝2H2O+O2↑，过氧化钠(2)与水(15)总反应式2Na2O2+2H2O＝＝4NaOH+O2↑；2NO+O2＝＝＝＝2NO2，2H2S+O2＝＝＝＝2S+2H2O，S+O2＝＝＝＝SO2，SO2+2NaOH＝＝＝＝Na2SO3+H2O，NO2+2NaOH＝＝＝＝NaNO2+NaNO3+H2O；其中过量的水在通电时也发生电解生成氢气和氧气，反应式H2O＝＝电解＝＝H2+O2↑；但氢气在高温的排气管中与氧气燃烧生成水，以水蒸汽放出，反应式H2+O2＝＝高温＝＝H2O↑。
Claims (1)
1.利用过氧化钠净化内燃机尾气装置，是由缸体、导管、过氧化钠水溶液、排气管、防火布组成；其特征是：将装有自控阀门的导管一端插入弯曲的、管道内装有玄武岩纤维防火布的排气管中，通过螺孔旋上螺栓将排气管盖与排气管组装好，再将弯曲的排气管组装在内燃机的排气口上；打开能装入过氧化钠水溶液的缸体的缸盖，将浮动阀门从加料口垂直放入缸体底部的中央圆孔中，从缸体下部的调节口处向浮动阀门的螺纹，旋入定位螺母，让浮动阀门能升降并与缸体底部有出液的空隙，再用导线将电阻和蓄电池、指示灯串联，然后将正极导线通过盖板上的通线孔接在定位螺母上，负极导线接在缸体上；用螺栓通过螺孔将盖板与调节口封紧；将导管的另一端与缸体下的调节口接紧；从加料口向缸体内注入过氧化钠固体粉末，再加入水，然后固紧缸盖；浮动阀门受过氧化钠水溶液浮力上浮，打开空隙，过氧化钠水溶液从圆孔流入导管，电路接通，指示灯亮灯；启动内燃机，排气管排出尾气时，自控阀门的扇叶与回复弹簧受尾气的冲力自动打开，并按照排气量的多少，自控阀门下部的活动阀门的扇叶自动转动，错开自控阀门下部的活动阀门的半圆管道与自控阀门上部的固定阀门的半圆孔的角度，自动调节过氧化钠水溶液的流入量；过氧化钠水溶液流入排气管中，在高温下，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢，过氧化氢又继续分解成水和氧气，再与尾气中一氧化氮、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、铅反应，分别生成二氧化氮、二氧化碳、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠，并通过弯曲的排气管和在离心腔中复杂地离心运动，被玄武岩纤维防火布吸附，颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑附着玄武岩纤维防火布和收集罐中，最终以二氧化碳和水蒸汽从排气管出气口排出；过氧化钠水溶液流尽时，浮动阀门下降，浮动阀门下面的绝缘体与缸体重叠，并堵住圆孔和空隙，过氧化钠水溶液流尽后，电路断开，指示灯熄灭，提醒人们加入新的过氧化钠和水，然后继续运行；发现排气管被污染时，将内燃机关闭，拆解螺栓、打开排气管盖，清除收集罐和玄武岩纤维防火布中的颗粒物、亚硫酸钠、亚硫酸铅、氢氧化铅、亚硝酸钠、硝酸钠、碳黑，更换新的玄武岩纤维防火布，通过螺孔旋上螺栓、组装好排气管盖，然后再继续使用，以便更好地净化内燃机尾气。
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