CN105089742A - 一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法,柴油机燃烧室排出的高温尾气主要包括悬浮颗粒物和易液化的气体组份；高温尾气经散热器冷却后成为未结露的中温尾气，引入耦合有冷却系统的强声驻波声波导管，进行随烟气流动方向逐渐增强的冷却降温过程，冷却温度微低于流经冷却位置的尾气中气体组份的露点温度，气体组份液化为微粒直径很小的悬浮液体颗粒，在声力、惯性力、布朗运动力和重力的作用下各种悬浮颗粒物之间相互接触，悬浮颗粒物以悬浮液体颗粒为粘附剂长大为不易破碎的干燥大颗粒，实现充分利用尾气中产生的易液化的气体组份清除排放尾气中的悬浮颗粒物。

Description

一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法
技术领域
本发明涉及一种声波清除烟气中悬浮颗粒物的方法，特别的针对柴油发动机尾气中的悬浮颗粒物清除方法，具体为在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法。
背景技术
柴油发动机是当前获取机械能动力来源的重要能量转换系统。随着机动车辆数目的增多对机械动力需求的增加，燃烧柴油后尾气中悬浮颗粒物的直接排放对大气污染的影响不可忽视，亟需发明清除柴油机排放尾气中悬浮颗粒物的方法。目前，柴油机车辆并没有配置对柴油燃烧后尾气悬浮颗粒物进行有效清除的统一标准装置。柴油机燃烧产生的高温烟气中含有大量的易液化的气体组份，如水蒸气分子。下面以水蒸气分子为例，当烟气排出柴油机燃烧室后，如果烟气中的水蒸气未及时扩散到周围环境大气时而被周围温度过低的环境冷却(如在冬季)，水蒸气分子凝结为含有大量固体悬浮颗粒的水滴，这样的水滴悬浮在大气中成为雾霾产生的主要来源；如果周围环境的温度过高、湿度较低(如在秋季和冬季的晴朗干燥高温天气)，则烟气中的大部分高温水蒸气和悬浮颗粒物直接扩散到大气环境中，进而成为大气中悬浮颗粒物的一个重要来源。在目前的技术创新中，并没有涉及通过调控制烟气的降温过程，以均匀分散在尾气中的易液化的气体组份液化生成的悬浮液体颗粒为粘合剂充分粘合烟气中分散的悬浮颗粒，聚集为易沉降的干燥固体大颗粒，从而实现充分利用燃烧尾气中产生的易液化的气体组份清除排放尾气中的悬浮颗粒物的目的。
一般而言，在声波团聚技术中声波可以促进烟气中的烟尘颗粒彼此碰撞并结成尺寸较大的颗粒。声波团聚过程被作为重要的常规除尘设备在处理烟气之前的预先促使颗粒进一步长大的烟气预处理过程。其中，在声场中小颗粒向大颗粒的转变现象是声波团聚技术能够作为烟气预处理过程的主要原因。由于当烟尘颗粒变大到一定尺寸后，大颗粒的脆性很大，由于碰撞的持续进行导致大颗粒被粉碎为小颗粒，产生与小颗粒向大颗粒转变相反的非期望效果。
发明内容
技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法,尾气中的悬浮颗粒物以烟气中易液化的气体组份在温度降低时液化形成的悬浮液体颗粒作为粘合剂形成干燥大颗粒，从而实现对尾气中悬浮颗粒物的有效清除。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法为：柴油机燃烧室排出的高温尾气包括悬浮颗粒物、易液化的气体组份和其它气体组份；将高温尾气经散热器冷却后成为未结露的中温尾气，再将中温尾气引入耦合有冷却系统的能够产生强声驻波且水平放置的声波导管，对中温尾气进行冷却降温过程，中温尾气流经位置的冷却温度微低于流经该位置的尾气中易液化的气体组份的露点温度，易液化的气体组份液化为微粒直径很小的悬浮液体颗粒，在声力、惯性力、布朗运动力和重力的作用下各种悬浮颗粒物之间相互接触，悬浮颗粒物以悬浮液体颗粒为粘附剂成长为不易破碎的干燥大颗粒；在重力作用下，干燥大颗粒沉降在声波导管内壁上；在声力和重力作用下，在声波导管内壁上沉降的干燥大颗粒迁移到颗粒聚集室内。
所述冷却降温过程满足声波导管的内壁干燥并且无液滴附着的效果。
所述悬浮液体颗粒的直径小于0.1μm；所述气体组份的液化温度为18-70℃；所述声波频率0.1kHz-5kHz。
在所述声波导管各横截面上，悬浮颗粒物的数量多于悬浮液体颗粒的数量。
所述声波导管位于冷却系统内；所述冷却降温过程的降温强度随烟气在声波导管内的流动方向逐渐增强；声波导管中烟气的流动方向与驻波声场的方向平行。
所述散热器横截面为圆形，横截面内径小于声波的半波长；烟气从声波导管的上部引入和引出；声波导管两端具有通声隔气挡板，烟气进出口位于通声隔气挡板之间，声波导管和通声隔气挡板组成一个通过烟气进出口和沉降颗粒引出口与外部相连的半封闭区域，通声隔气挡板之间的声波导管的长度大于声波的半波长；所述颗粒聚集室位于声波导管底部的下方；所述沉降颗粒引出口位于声波导管的底部。
有益效果：柴油机产生的高温烟气在离开燃烧室后，通过控制烟气温度降低的程度，使烟气中含有的易液化的气体组份液化形成允许长时间悬浮在烟气中的悬浮液体颗粒。在声场的作用下，烟气中的大量烟尘颗粒与悬浮的液体颗粒碰撞或接触，吸收成为以悬浮液体颗粒为粘合剂的润湿性较大的烟尘泥浆颗粒。
1)由于泥浆颗粒表面的润湿性或亲水性，使其更容易粘附并融合烟气中的其它烟尘，成为尺寸更大的泥浆颗粒。
2)由于泥浆颗粒中含有的液态成份，在颗粒变大后泥浆颗粒塑性较强，脆性较弱，不易因碰撞而破碎。
3)泥浆颗粒之间的碰撞不仅能够使大小颗粒融合成较大的泥浆颗粒，而且碰撞引起颗粒的塑性变形使泥浆颗粒的表面积进一步增加，能够粘附融合更多的烟尘。随着泥浆颗粒之间的不断融合以及泥浆颗粒不断融合其它烟尘颗粒，泥浆颗粒逐渐变大变干,最后成为易沉降的牢固性很强的干燥大颗粒。
附图说明
图1为一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法的技术示意图；
图2为通声阻气隔板在声波导管中的位置示意图；
图3为尾气中颗粒物的变化过程示意图；
图中，1高温尾气，11悬浮颗粒物，111干燥大颗粒，1111沉降的干燥大颗粒，12易液化的气体组份,121悬浮液体颗粒，13其它气体组份,2散热器，3中温尾气，4冷却系统，41冷却降温过程，5声波导管，51声力，6颗粒聚集室，7通声阻气隔板。
具体实施方式
如图1为一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法的技术示意图，柴油机燃烧室排出的高温尾气1包括悬浮颗粒物11、易液化的气体组份12和其它气体组份；高温尾气1经散热器2冷却后成为未结露的中温尾气3，将中温尾气3引入耦合有冷却系统4的能够产生强声驻波的声波导管5，对中温尾气3进行冷却降温过程41，中温尾气流经位置的冷却温度微低于流经该位置的尾气中易液化的气体组份(12)的露点温度，易液化的气体组份12液化为微粒直径很小的悬浮液体颗粒121，在声力51、惯性力、布朗运动力和重力的作用下各种悬浮颗粒物之间相互接触，悬浮颗粒物11以悬浮液体颗粒121为粘附剂成长为不易破碎的干燥大颗粒111；在重力作用下，干燥大颗粒111沉降在声波导管内壁上；在声力51和重力作用下，在声波导管内壁上沉降的干燥大颗粒1111迁移到颗粒聚集室6内；所述声波导管5水平放置。
所述冷却降温过程41满足声波导管5的内壁干燥并且无液滴附着的效果。
所述悬浮液体颗粒121的直径小于0.1μm；所述气体组份12的液化温度为18-70℃；所述声波频率0.1kHz-5kHz。
在声波导管各横截面上，悬浮颗粒物11的数量多于悬浮液体颗粒121的数量。
所述冷却系统4耦合声波导管5；所述冷却降温过程41的降温强度随烟气在声波导管内的流动方向逐渐增强；声波导管中烟气的流动方向与驻波声场的方向平行。
所述散热器2的冷源是外界环境。
所述声波导管5的横截面为圆形，横截面内径小于声波的半波长；烟气从声波导管的上部引入和引出；声波导管两端具有通声隔气挡板7，烟气进出口位于通声隔气挡板之间，声波导管和通声隔气挡板组成一个通过烟气进出口和沉降颗粒引出口与外部相连的半封闭区域，通声隔气挡板之间的声波导管的长度大于声波的半波长；所述颗粒聚集室6位于声波导管底部的下方；所述沉降颗粒引出口位于声波导管的底部。
本案的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，技术方法原理及过程为：
1)柴油机燃烧室排出的高温尾气1包括悬浮颗粒物11、易液化的气体组份12和其它气体组份13；高温尾气1经散热器2冷却后成为未结露的中温尾气3，将中温尾气3引入耦合有冷却系统4的降温强度随烟气在声波导管内的流动方向逐渐增强的能够产生强声驻波的声波导管5，对中温尾气3进行冷却降温过程41，由于中温尾气流经位置的冷却温度微低于流经该位置的尾气中气体组份12的露点温度，气体组份12液化为微粒直径很小的悬浮液体颗粒121，在声力51、惯性力、布朗运动力和重力的作用下各种悬浮颗粒物之间相互接触，悬浮颗粒物11以悬浮液体颗粒121为粘附剂长大为不易破碎的干燥大颗粒111；在重力作用下，干燥大颗粒111沉降在水平放置的声波导管的内壁上；在声力51和重力作用下，在声波导管内壁上沉降的干燥大颗粒1111迁移到颗粒聚集室6内。
2)由于悬浮颗粒物11在悬浮液体颗粒121作为粘附剂的作用下逐渐变为大颗粒，足够质量的大颗粒沉降在声波导管的内壁上，导致沿着烟气在声波导管内的流动方向，烟气中的易液化的气体组份12的含量逐渐减弱。对应气体组份的分压力减小，对应组份的露点温度降低，对应气体组份液化的强度减小。另一方面，沿着烟气在声波导管内的流动方向,由于冷却温度逐渐降低，促使露点温度降低的气体组份继续液化。

Claims (7)

1.一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：柴油机燃烧室排出的高温尾气(1)包括悬浮颗粒物(11)、易液化的气体组份(12)和其它气体组份(13)；将高温尾气(1)经散热器(2)冷却后成为未结露的中温尾气(3)，再将中温尾气(3)引入耦合有冷却系统(4)的能够产生强声驻波且水平放置的声波导管(5)，对中温尾气(3)进行冷却降温过程(41)，中温尾气流经位置的冷却温度微低于流经该位置的尾气中易液化的气体组份(12)的露点温度，易液化的气体组份(12)液化为微粒直径很小的悬浮液体颗粒(121)，在声力(51)、惯性力、布朗运动力和重力的作用下各种悬浮颗粒物之间相互接触，悬浮颗粒物(11)以悬浮液体颗粒(121)为粘附剂成长为不易破碎的干燥大颗粒(111)；在重力作用下，干燥大颗粒(111)沉降在声波导管内壁上；在声力(51)和重力作用下，在声波导管内壁上沉降的干燥大颗粒(111)迁移到颗粒聚集室(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：所述冷却降温过程(41)满足声波导管(5)的内壁干燥并且无液滴附着的效果。
3.根据权利要求1所述的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：所述悬浮液体颗粒(121)的直径小于0.1μm；所述气体组份(12)的液化温度为18-70℃；所述声波频率0.1kHz-5kHz。
4.根据权利要求1所述的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：在所述声波导管各横截面上，悬浮颗粒物(11)的数量多于悬浮液体颗粒(121)的数量。
5.根据权利要求4所述的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：所述声波导管(5)位于冷却系统(4)内；所述冷却降温过程(41)的降温强度随烟气在声波导管内的流动方向逐渐增强；声波导管中烟气的流动方向与驻波声场的方向平行。
6.根据权利要求1所述的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：所述散热器(2)的冷源是外界环境。
7.根据权利要求5所述的一种在声场环境中降低柴油机尾气悬浮颗粒物的方法，其特征在于：所述声波导管(5)的横截面为圆形，横截面内径小于声波的半波长；烟气从声波导管的上部引入和引出；声波导管两端具有通声隔气挡板(7)，烟气进出口位于通声隔气挡板之间，声波导管和通声隔气挡板组成一个通过烟气进出口和沉降颗粒引出口与外部相连的半封闭区域，通声隔气挡板之间的声波导管的长度大于声波的半波长；所述颗粒聚集室(6)位于声波导管底部的下方；所述沉降颗粒引出口位于声波导管的底部。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106121777A (zh) * 2016-05-24 2016-11-16 东南大学 一种柴油机尾气颗粒污染物控制装置及其方法
CN107126829A (zh) * 2017-06-27 2017-09-05 南京常荣声学股份有限公司 湿法脱硫塔前废液零排放及烟气降温节水的方法及装置
CN109141890A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 天津大学 基于退偏比表征柴油机尾气碳烟破碎特性的装置及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108930570B (zh) * 2018-06-28 2019-09-03 常熟理工学院 一种降低发动机颗粒物数量排放的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56121813A (en) * 1980-02-27 1981-09-24 Kikunoshin Shiyudo Exhaust gas treating device for internal combustion engine
CN101219318A (zh) * 2007-09-18 2008-07-16 东南大学 声波与外加种子颗粒联合作用脱除微颗粒物的装置和方法
CN201470244U (zh) * 2009-08-10 2010-05-19 申小中 声波团聚复合袋式除尘装置
CN203783690U (zh) * 2014-04-17 2014-08-20 王伟夫 车用尾气净化装置
CN104147891A (zh) * 2014-08-25 2014-11-19 东南大学 一种控制湿法烟气脱硫细颗粒排放的装置及方法
CN104190199A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 国家海洋局第三海洋研究所 声波与相变耦合作用脱除细颗粒的装置和方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56121813A (en) * 1980-02-27 1981-09-24 Kikunoshin Shiyudo Exhaust gas treating device for internal combustion engine
CN101219318A (zh) * 2007-09-18 2008-07-16 东南大学 声波与外加种子颗粒联合作用脱除微颗粒物的装置和方法
CN201470244U (zh) * 2009-08-10 2010-05-19 申小中 声波团聚复合袋式除尘装置
CN203783690U (zh) * 2014-04-17 2014-08-20 王伟夫 车用尾气净化装置
CN104147891A (zh) * 2014-08-25 2014-11-19 东南大学 一种控制湿法烟气脱硫细颗粒排放的装置及方法
CN104190199A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 国家海洋局第三海洋研究所 声波与相变耦合作用脱除细颗粒的装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈厚涛等: "声波团聚脱除柴油机尾气中超细颗粒物的试验研究", 《内燃机学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106121777A (zh) * 2016-05-24 2016-11-16 东南大学 一种柴油机尾气颗粒污染物控制装置及其方法
CN106121777B (zh) * 2016-05-24 2018-07-06 东南大学 一种柴油机尾气颗粒污染物控制装置及其方法
CN107126829A (zh) * 2017-06-27 2017-09-05 南京常荣声学股份有限公司 湿法脱硫塔前废液零排放及烟气降温节水的方法及装置
CN109141890A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 天津大学 基于退偏比表征柴油机尾气碳烟破碎特性的装置及方法

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