CN104819034B - 一种柴油机egr系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于柴油机机内净化装置和环保技术领域,具体涉及一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,包括颗粒过滤室、隔离层、脱硫室;颗粒过滤室包括进气端和安装端A;脱硫室包括出气端和安装端B,安装端A和安装端B均为敞开结构,安装端A和安装端B固定在所述隔离层上,隔离层为密集网状结构;颗粒过滤室内安装有颗粒过滤滤芯,脱硫室内安装有脱硫滤芯;进气端与EGR冷却器的出气端连接,出气端与EGR阀连接。用于过滤柴油机EGR系统中的颗粒物和SO2,防止废气中颗粒再次进入燃烧室,减少柴油机颗粒物的排放;防止EGR阀因长期的硫腐蚀而引起的EGR阀失效,造成进入气缸的废气量无法控制,引起柴油机颗粒排放物增加的现象。
Description
技术领域
本发明专利属于柴油机机内净化装置和环保技术领域,具体涉及一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置。
背景技术
汽车的颗粒物排放是造成雾霾的主要原因,随着国4、国5排放法规的实施,排放法规日益严格。废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)作为降低NOx应用最广、最有效的措施。2014年我国生产的满足排放标准的轻型汽车产量达260多万辆,均采用EGR技术。2014年9月,欧6排放法规开始实施,不仅测量颗粒排放的质量,同时测量颗粒排放的数量,颗粒排放进入了计数时代。
废气再循环(EGR)系统将柴油机的尾气部分引入气缸重新参与燃烧,降低缸内燃烧温度,有效抑制NOx的生成,柴油机EGR系统废气通入的最大比例能够达到40~50%,引入气缸中的废气含有颗粒固体物和SO2气体等有害物质。现在使用的柴油机EGR系统中均未安装颗粒过滤和脱硫装置,由EGR系统再次进入气缸的颗粒,在柴油机气缸内燃烧高温的作用下,再次形成颗粒,造成颗粒排放的增加以及细微颗粒数的增加。SO2具有较强的腐蚀性,EGR系统长时间工作后,废气中的SO2会腐蚀EGR阀,造成EGR阀的失效,导致通过EGR进入气缸的废气比例发生巨大变化,又造成柴油机排放颗粒物的增加。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,该装置具有成本低廉、结构小巧、安装和拆卸方便等特点。
本发明提供的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,包括颗粒过滤室、脱硫室、隔离层;所述颗粒过滤室包括进气端和安装端A;所述脱硫室包括出气端和安装端B,所述安装端A和安装端B均为敞开结构,所述安装端A和安装端B固定在所述隔离层上,所述隔离层为密集网状结构;所述颗粒过滤室内安装有颗粒过滤滤芯,所述脱硫室内安装有脱硫滤芯;所述进气端与EGR冷却器的出气端连接,所述出气端与EGR阀连接。柴油机排气管排出的部分废气,先经EGR冷却器冷却至120℃左右,后依次流经脱硫颗粒过滤装置的颗粒过滤室和脱硫室,过滤后的废气经EGR阀控制流入进气歧管,与从柴油机空气过滤器进入的新鲜空气混合后,流向柴油机的气缸中重新进行燃烧。
上述方案中,所述进气端和出气端均为锥形结构,所述安装端A和安装端B均为圆柱体结构,对气体进出具有导向作用。
上述方案中,还包括压力传感器A、温度传感器、压力传感器B;所述压力传感器A和温度传感器安装所述进气端处,所述压力传感器B安装在所述出气端处;所述温度传感器监测和控制颗粒过滤室的进气温度,使进气温度控制在100~150℃,若进气温度过高或者过低时,通过温度传感器的温度反应,调节EGR冷却器的冷却水流量,使进气温度控制在设定的范围之内。通过监测压力传感器A和压力传感器B两端的压力差,判断滤芯是否发生堵塞。
上述方案中,所述安装端A和安装端B通过螺栓固定在所述隔离层上,颗粒过滤室圆柱端与脱硫室圆柱端可进行拆卸,用于颗粒过滤滤芯、脱硫滤芯的再生和更换,所述隔离层为不锈钢合金材质。
上述方案中,所述安装端A与隔离层、安装端B与隔离层均通过金属密封垫密封,能够有效防止SO2对密封垫的腐蚀,造成漏气现象。
上述方案中,所述颗粒过滤滤芯采用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)材质,为圆柱形蜂窝状陶瓷结构,孔道的入口和出口为交叉密闭,呈壁流式过滤体,可以吸附废气再循环中的颗粒物。
上述方案中,所述脱硫滤芯采用活性炭材质,为圆柱形蜂窝状结构。在100~150℃时,过滤SO2的效率最高,SO2与废气中的水分和少量氧气在活性炭的催化作用下生成H2SO4,并吸附在活性炭上,当活性炭吸附的H2SO4达到饱和状态时,可将脱硫颗粒过滤装置卸下来,进行脱硫滤芯的再生。
当脱硫颗粒过滤装置发生阻塞时,将脱硫颗粒过滤装置从柴油机上拆下来,从脱硫室的排气端通入温度范围为500~600℃高温的气体,并将颗粒过滤室的进气端与管道连接通入水中,吸附在活性炭中的H2SO4在高温下发生分解重新产生SO2,颗粒过滤滤芯上的颗粒会在高温下重新燃烧生成CO2,实现脱硫滤芯和颗粒过滤滤芯的重生,将产生的SO2、CO2气体经颗粒过滤室的进气端和管道通入水中,可以减少SO2对大气的污染,将再生后的脱硫颗粒过滤装置重新安装到柴油机EGR系统中,重复使用。
上述方案中,所述进气端与EGR冷却器的出气端通过金属密封垫密封连接,所述出气端与EGR阀管道连接。
本发明的有益效果:本发明装置用于过滤柴油机废气再循环系统(EGR)中的颗粒物和SO2,一方面可以防止废气中的颗粒再次进入燃烧室,抑制颗粒的再次成核,减少柴油机颗粒物的排放;另一方面可以防止EGR阀因长期的硫腐蚀而引起的EGR阀失效,造成进入气缸的废气量无法控制,引起柴油机颗粒排放物增加的现象。本发明装置结合柴油机结构紧凑、空间利用有限等特点,具有滤芯和装置制造成本低廉、可重复利用、结构小巧、安装和拆卸方便等优点。
附图说明
图1是一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置的结构示意图。
图2是隔离层A-A剖视图。
图3是一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置在柴油机上的位置示意图。
图4是一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置的工作过程流程图。
图中,1—颗粒过滤室;2—颗粒过滤滤芯;3—压力传感器A;4—温度传感器;5—隔离层;6—脱硫滤芯;7—脱硫室;8—压力传感器B;9—脱硫颗粒过滤装置;10—EGR冷却器;11—EGR阀;12—进气端;13—安装端A;14—安装端B;15—出气端。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不局限于此。
如图1所示,一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,包括颗粒过滤室1、脱硫室7、隔离层5、压力传感器A3、温度传感器4、压力传感器B8;所述颗粒过滤室1包括进气端12和安装端A13;所述脱硫室7包括出气端15和安装端B14,所述安装端A13和安装端B14均为敞开结构,所述安装端A13和安装端B14通过螺栓固定在所述隔离层5上,所述隔离层5为不锈钢合金材质,呈密集网状结构;所述颗粒过滤室1内安装有颗粒过滤滤芯2,所述脱硫室7内安装有脱硫滤芯6;所述进气端12与EGR冷却器10的出气端连接,所述出气端15与EGR阀11连接。所述进气端12和出气端15均为锥形结构,所述安装端A13和安装端B14均为圆柱体结构。所述压力传感器A3和温度传感器4安装所述进气端12处,所述压力传感器B8安装在所述出气端15处。所述安装端A13、安装端B14与隔离层5均通过金属密封垫密封。所述颗粒过滤滤芯2采用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)材质,为圆柱形蜂窝状陶瓷结构,孔道的入口和出口为交叉密闭,呈壁流式过滤体。所述脱硫滤芯6采用活性炭材质,为圆柱形蜂窝状结构。
如图3所示,所述进气端12与EGR冷却器10的出气端通过金属密封垫密封连接,所述出气端15与EGR阀11管道连接。
如图4所示,柴油机排出的废气,部分经过EGR冷却器冷却,依次流入脱硫颗粒过滤装置9的颗粒过滤室1和脱硫室7滤除废气中的颗粒物和SO2,过滤后的废气再经管道流向EGR阀11,并通过EGR阀11开度大小控制通入柴油机气缸的废气量,参与燃烧。
温度传感器4通过EGR冷却器10监测和控制颗粒过滤室1的进气温度,并保持在100~150℃;压力传感器A3监测颗粒过滤室1进气端的进气压力。压力传感器B8监测脱硫室7的排气压力。隔离层5连接颗粒过滤室和脱硫室的圆柱端,并用于颗粒过滤滤芯2和脱硫滤芯6的固定;此连接处还可进行拆卸,用于颗粒过滤滤芯2和脱硫滤芯6的更换;隔离层5与颗粒过滤室1和脱硫室7连接时均采用金属密封垫密封。通过压力传感器A3、压力传感器B8的压力差值,判断颗粒过滤滤芯2和脱硫滤芯6是否发生阻塞。
脱硫颗粒过滤装置9发生阻塞时,将其从柴油机上拆下,并从脱硫室7的出气端15通入温度范围为500~600℃高温的气体,将颗粒过室1的进气端12与管道连接通入水中,吸附在活性炭中的H2SO4在高温下发生分解重新产生SO2,颗粒过滤滤芯2上的颗粒会在高温下重新燃烧生成CO2,实现脱硫滤芯6和颗粒过滤滤芯2的再生,将产生的SO2、CO2气体经颗粒过滤室1的进气端和管道通入水中,可以减少SO2对大气的污染,将再生后的脱硫颗粒过滤装置9重新安装到柴油机EGR系统中,可实现重复使用。
所述实施例为本发明优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,包括颗粒过滤室(1)、脱硫室(7)、隔离层(5);
所述颗粒过滤室(1)包括进气端(12)和安装端A(13);所述脱硫室(7)包括出气端(15)和安装端B(14),所述安装端A(13)和安装端B(14)均为敞开结构,所述安装端A(13)和安装端B(14)固定在所述隔离层(5)上,所述隔离层(5)为密集网状结构;
所述颗粒过滤室(1)内安装有颗粒过滤滤芯(2),所述脱硫室(7)内安装有脱硫滤芯(6);
所述进气端(12)与EGR冷却器(10)的出气端连接,所述出气端(15)与EGR阀(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,所述进气端(12)和出气端(15)均为锥形结构,所述安装端A(13)和安装端B(14)均为圆柱体结构。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,还包括压力传感器A(3)、温度传感器(4)、压力传感器B(8);所述压力传感器A(3)和温度传感器(4)安装在所述颗粒过滤室(1)的进气端(12)上,所述压力传感器B(8)安装在所述脱硫室(7)的出气端(15)上。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,所述安装端A(13)和安装端B(14)通过螺栓固定在所述隔离层(5)上,所述隔离层(5)为不锈钢合金材质。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,所述安装端A(13)、安装端B(14)与隔离层(5)均通过金属密封垫密封。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,所述颗粒过滤滤芯(2)采用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)材质,为圆柱形蜂窝状陶瓷结构。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,所述脱硫滤芯(6)采用活性炭材质,为圆柱形蜂窝状结构。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置,其特征在于,所述进气端(12)与EGR冷却器(10)的出气端通过金属密封垫密封连接,所述出气端(15)与EGR阀(11)管道连接。
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