CN105626202A - 汽车燃油节能减排装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车燃油节能减排装置，其解决了现有尾气催化装置不能更有效提高燃油效率、改善尾气排放效果不明显的技术问题，其包括壳体，壳体内部设有上腔室和下腔室，上腔室和下腔室之间设有隔板，隔板设有孔；所述壳体设有进油口和出油口，进油口与所述上腔室连通，出油口与下腔室连通；上腔室内设有催化球，下腔室内设有催化球。本发明可广泛用于燃油催化领域。

Description

汽车燃油节能减排装置
技术领域
本发明涉及一种催化装置，具体地说是一种汽车燃油节能减排装置。
背景技术
进入21世纪，汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量增多、使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是给城市环境带来污染，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境转向恶化。
汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染，主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等。
现有减少汽车尾气污染和提高燃油燃烧效率的措施主要有：(1)改变发动机的工作方式，使燃料更充分的燃烧；(2)安装尾气催化净化装置，将污染物转化为不会对空气造成污染的物质再排放；(3)使用清洁能源代替现有的化石燃料。
现有的尾气催化装置不能有效提高燃油效率，改善尾气排放效果不明显。
发明内容
本发明就是为了解决现有催化装置不能更有效提高燃油效率、改善尾气排放效果不明显的技术问题，提供一种能有效提高燃油效率、改善尾气排放效果的汽车燃油节能减排装置。
为此，本发明提供一种汽车燃油节能减排装置，包括壳体，壳体内部设有上腔室和下腔室，上腔室和下腔室之间设有隔板，隔板设有孔；所述壳体设有进油口和出油口，进油口与所述上腔室连通，出油口与下腔室连通；上腔室内设有催化球，下腔室内设有催化球。
优选地，催化球为蜂窝状催化球，蜂窝状催化球为蜂窝状球体。
优选地，上腔室内的蜂窝状催化球的数量为3个；下腔室内的蜂窝状催化球的数量为3个。
优选地，上腔室内3个蜂窝状催化球之间的距离相等，下腔室内3个蜂窝状催化球之间的距离相等。
蜂窝状催化球含有如下质量份数比的组分：16～18份纳米级Fe2O3、22～25份Al2O3、42～45份SiO2、2～3份CaO、2～3份Na2O、2～3份MgO、0.5～2份K2O、1～3份TiO2、1～3份ZrO2、3～5份纳米级CeO2、2～5份纳米级LaO2、2～3份纳米级Pr6O11、1～3份SmO2及1～3份微量元素；所述微量元素的成份及重量份数比为：0.2～0.5份P、0.1～0.2份S、0.1～0.2份Pt、0.1～0.2份Cr、0.1～0.3份Cu、0.1～0.2份Ni、0.1～0.2份Zn、0.1～0.3份Ag和0.1～0.2份Sr。
优选的，本发明中蜂窝状催化球含有如下质量份数比的组分：16份纳米级Fe2O3、22份Al2O3、45份SiO2、2份CaO、1份Na2O、1份MgO、1份K2O、1份TiO2、1份ZrO2、3份纳米级CeO2、2份纳米级LaO2、2份纳米级Pr6O11、1份SmO2及2份微量元素；所述微量元素的成份及重量份数比为：0.4份P、0.2份S、0.2份Pt、0.2份Cr、0.2份Cu、0.2份Ni、0.2份Zn、0.2份Ag和0.2份Sr。
本发明同时提供蜂窝状催化球的制备方法，其包括如下步骤：(1)将如下质量份数比的组分准备好备用：16～18份纳米级Fe2O3、22～25份Al2O3、42～45份SiO2、2～3份CaO、2～3份Na2O、2～3份MgO、0.5～2份K2O、1～3份TiO2、1～3份ZrO2、3～5份纳米级CeO2、2～5份纳米级LaO2、2～3份纳米级Pr6O11、1～3份SmO2及1～3份微量元素；所述微量元素的成份及质量份数比为：所述微量元素的成份及重量份数比为：0.2～0.5份P、0.1～0.2份S、0.1～0.3份Pt、0.05～0.1份Cr、0.1～0.3份Cu、0.1～0.2份Ni、0.1～0.2份Zn、0.1～0.2份Ag、0.1～0.2份Sr；(2)将步骤(1)中材料用粉碎机进行破碎成微米级粉状颗粒，然后用水混合，加入的水量占水和粉状颗粒总质量的8～10％；再用滚球机滚动成球形物；(3)将步骤(2)中成形的球状物经过晾干后，放入烘干炉，经过烘干，然后放高频烧结炉进行烧结，升温过程：打开烧结炉把烘干好的催化功能材料放入四面可加温的烧结炉内，炉内可以摆放多层，然后升温至1050～1200℃左右保持恒温，最高温度不得超过1250℃，4～6小时后关闭电源保持自然降温后取出，得到成品。
优选地，步骤(2)中所述粉状颗粒直径为7～15μm。
优选地，步骤(2)中所述球形物的直径为20～25mm。
优选地，步骤(3)中所述烘干时间为2～3小时。
优选地，步骤(3)中所述烧结温度为1050～1100℃。
优选地，步骤(3)中所述烧结时间为4～6小时。
本发明的有益效果是，催化装置使用后，使汽车尾气排放污染物浓度明显降低，其中HC(碳氢化合物)排放浓度降低了50％左右，CO(一氧化碳)排放浓度降低了50％左右，NOx(氮氧化物)排放浓度降低了40％，汽车动力有了明显增加，燃油百公里消耗下降了5-8％。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A-A方向的剖视图。
1.壳体；2.进油口；3.出油口；4.蜂窝状催化球；5.隔板；6.孔；7.上腔室；8.下腔室。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，本发明的催化装置包括壳体1，壳体1内部连接有隔板5，隔板5将壳体1的内腔分为上腔室7和下腔室8，隔板5设有孔6，上腔室7和下腔室8通过孔6连通。壳体1设有进油口2和出油口3，进油口2与上腔室7连通，出油口3与下腔室8连通。进油口2和出油口3位于壳体1的一端，隔板5上的孔6位于壳体1的另一端。
上腔室7连接有3个蜂窝状催化球4，3个蜂窝状催化球4之间的间距相等。
下腔室8连接有3个蜂窝状催化球4，3个蜂窝状催化球4之间的间距相等。
需要说明的是，上腔室7内的蜂窝状催化球4数量可以是1个、2个、4个或更多个。下腔室8内的蜂窝状催化球4数量可以是1个、2个、4个或更多个。
蜂窝状催化球4为圆形状球体，其表面设有多个凹坑，其表面是凹凸不平的。
蜂窝状催化球4的材质是合金金属。
蜂窝状催化球4的制备过程如下：
将如下质量份数比的组分备好：16份纳米级Fe2O3、21份Al2O3、45份SiO2、2份CaO、1.5份Na2O、4份MgO、2.5份K2O、3份TiO2、3份ZrO2、5份纳米级CeO2、5份Y2O3及3份微量元素；所述微量元素的成份及质量份数比为：所述微量元素的成份及重量份数比为：0.2份P、0.3份Cu、0.2份Ni、0.2份Zn、0.1份Ag、0.2份Sr。
将上述材料用粉碎机进行破碎成粉状颗粒，颗粒直径为7μm，然后用水混合，加入的水量占水和粉状颗粒总质量的8％；再用滚球机滚动成球形物，球形物直径12mm，然后用喷砂机喷砂表面蜂窝状的球形；
将上述成形的球状物经过24小时晾干后，放入滚动式烘干炉，经过2小时烘干，然后放高频烧结炉进行烧结，烧结温度1100℃，烧结时间约5小时，然后降温至20℃取出，得到成品。
本发明的催化装置在使用时，将进油口2通过油管与车辆的油箱进发动机前油管处连接，将出油口3通过油管与车辆的发动机连接，油箱中的油先经过上腔室7，再经过下腔室8，催化路径很长，这样油箱中的油经过该催化装置后进入发动机。
需要说明的是，催化装置中的蜂窝状催化球4在制备时也可以不进行表面喷砂处理，也就是说做成圆形催化球即可，同样能达到催化的效果。
实施例2
本实施例中，催化装置的机械结构部分与实施例1相同，实施例与实施例1的区别仅在于蜂窝状催化球4的制备过程。
蜂窝状催化球4的制备过程如下：
将如下质量份数比的组分备好：16份纳米级Fe2O3、26份Al2O3、42份SiO2、3份CaO、2份Na2O、3份MgO、0.5份K2O、3份TiO2、1份ZrO2、5份纳米级CeO2、2份纳米级LaO2、3份纳米级Pr6O11、1份SmO2及3份微量元素；微量元素的成份及质量份数比为：所述微量元素的成份及重量份数比为：0.2份P、0.1份S、0.1份Pt、0.2份Cr、0.3份Cu、0.2份Ni、0.2份Zn、0.1份Ag、0.2份Sr。
将上述材料用粉碎机进行破碎成粉状颗粒，颗粒直径为7μm，然后用水混合，加入的水量占水和粉状颗粒总质量的8％；再用滚球机滚动成球形物，球形物直径24mm。
将上述成形的球状物经过24小时晾干后，放入滚动式烘干炉，经过2小时烘干，然后放高频烧结炉进行烧结，烧结温度1050℃，烧结时间约4小时，然后降温至20℃取出，得到成品。
实施例3
本实施例中，催化装置的机械结构部分与实施例1相同，本实施例与实施例1的区别仅在于蜂窝状催化球4的制备过程。
蜂窝状催化球4的制备过程如下：
将如下质量份数比的组分备好：17份纳米级Fe2O3、24份Al2O3、43份SiO2、3份CaO、2份Na2O、3份MgO、1.5份K2O、2份TiO2、2份ZrO2、3份纳米级CeO2、4份纳米级LaO2，2.5份纳米级Pr6O11、2份SmO2及2份微量元素；所述微量元素的成份及重量份数比为：0.4份P、0.1份S、0.2份Pt、0.1份Cr、0.2份Cu、0.1份Ni、0.1份Zn、0.1份Ag和0.1份Sr。
将上述材料用粉碎机进行破碎成微米级粉状颗粒，颗粒直径为11μm，然后用水混合，加入的水量占水和粉状颗粒总质量的9％；再用滚球机滚动成球形物，球形物直径22mm。
将上述成形的球状物经过24小时晾干后，放入滚动式烘干炉，经过2.5小时烘干，然后放高频烧结炉进行烧结，烧结温度1050℃，烧结时间约5.5小时，然后降温至20℃取出，得到成品。
实施例4
本实施例中，催化装置的机械结构部分与实施例1相同，本实施例与实施例1的区别仅在于蜂窝状催化球4的制备过程。
蜂窝状催化球4的制备过程如下：
将如下质量份数比的组分备好：18份纳米级Fe2O3、24份Al2O3、45份SiO2、2份CaO、3份Na2O、2份MgO、2份K2O、1份TiO2、3份ZrO2、3份纳米级Ce2O3、5份纳米级LaO2、2份纳米级Pr6O11、3份SmO2及1份微量元素；所述微量元素的成份及质量份数比为：所述微量元素的成份及重量份数比为：0.5份P、0.2份S、0.1份Cr、0.1份Cu、0.2份Pt、0.1份Ni、0.1份Zn、0.3份Ag和0.1份Sr。
将上述材料用粉碎机进行破碎成粉状颗粒，颗粒直径为15μm，然后用水混合，加入的水量占水和粉状颗粒总质量的10％；再用滚球机滚动成球形物，球形物直径25mm。
将上述成形的球状物经过24小时晾干后，放入滚动式烘干炉，经过3小时烘干，然后放高频烧结炉进行烧结，烧结温度1200℃，烧结时间约6小时，然后降温至20℃取出，得到成品。
实施例5
本实施例中，催化装置的机械结构部分与实施例1相同，本实施例与实施例1的区别仅在于蜂窝状催化球4的制备过程。
蜂窝状催化球4的制备过程如下：
将如下质量份数比的组分备好：16份纳米级Fe2O3、25份Al2O3、45份SiO2、2份CaO、1份Na2O、1份MgO、1份K2O、1份TiO2、1份ZrO2、3份纳米级CeO2、2份纳米级LaO2、2份纳米级Pr6O11、1份SmO2及2份微量元素；所述微量元素的成份及重量份数比为：0.4份P、0.2份S、0.2份Pt、0.2份Cr、0.2份Cu、0.2份Ni、0.2份Zn、0.2份Ag和0.2份Sr。
制备方法同实施例1。
实施例6
本实施例是本发明效果方面的试验。
1.汽车选型：
编号 汽车牌照 汽车型号 燃油类型 汽车排量 行驶里程 三元催化器
1 蒙BSM807 长城 93#汽油 1.3T 87000 拆除
2 蒙BPB150 瑞丰 93#汽油 2.4T 20000 拆除
3 蒙BPB160 三菱 93#汽油 2.0T 57000 拆除
4 蒙BM2872 瑞丰 93#汽油 2.4T 106000 拆除
5 鲁k92005 长城 93#汽油 2.4T 26000 拆除
安装前在尾气测试时分别都拆除了三元催化装置
测试地点：包头中油新兴汽车检测有限公司
检测地点：包头布宁机动车检测中心
测试项目：HC(碳氢化合物)，CO(一氧化碳)，NOx(氮氧化物)
测试方法及标准：点燃式发动机汽车稳态工况法GB18285－2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》。
2.尾气排放数据分析
根据以上数据分析，可以得出如下结论：
(1)其中蒙BSM807安装燃油催化装置后，HC(碳氢化合物)排放浓度降低45％，CO(一氧化碳)排放浓度降低66.7％，NOx(氮氧化物)排放浓度降低35％。
(2)蒙BPB150安装燃油催化装置后，HC(碳氢化合物)排放浓度降低100％，CO(一氧化碳)排放浓度降低20％，NOx(氮氧化物)排放浓度降低24％。
(3)蒙BPB160安装燃油催化器后，HC(碳氢化合物)排放浓度降低50.8％，CO(一氧化碳)排放浓度降低36.2％，NOx(氮氧化物)排放浓度降低44.95％。
(4)蒙BM2872安装燃油催化器后，HC(碳氢化合物)排放浓度降低24％，CO(一氧化碳)排放浓度降低61％，NOx(氮氧化物)排放浓度降低40％。
(5)鲁K92005安装燃油催化器后，HC(碳氢化合物)排放浓度降低31.41％，CO(一氧化碳)排放浓度降低67.74％，NOx(氮氧化物)排放浓度降低41.98％。
3.百公里油耗数据分析
根据以上数据分析，可以得出如下结论：
4.结论
从本次检测情况来看，使用本发明中的纳米级稀土燃油催化功能材料后，可进一步降低汽车尾气排放污染物浓度，其中HC(碳氢化合物)排放浓度平均降低50.24％，CO(一氧化碳)排放浓度降低平均50.3％，NOx(氮氧化物)排放浓度平均降低37.18％。汽车动力有了明显增加，燃油百公里消耗平均下降了7％。
应当指出的是，以上实验中，更换本发明催化装置前的车辆实验数据，是指车辆已安装了公开号为104963793A的中国发明专利申请中的催化材料和装置；而更换本发明催化装置后的数据，是将催化材料和装置更换为本发明中的催化材料和装置后，测试得到的结果。
从以上数据可以看出，本发明与公开号为104963793A的中国发明专利申请相比较，汽车尾气排放污染物浓度和消耗进一步降低。

Claims (4)

1.一种汽车燃油节能减排装置，其特征是，包括壳体，所述壳体内部设有上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室之间设有隔板，所述隔板设有孔；所述壳体设有进油口和出油口，所述进油口与所述上腔室连通，所述出油口与所述下腔室连通；所述上腔室内设有催化球，所述下腔室内设有催化球。
2.根据权利要求1所述的汽车燃油节能减排装置，其特征在于，所述催化球为蜂窝状催化球，所述蜂窝状催化球为蜂窝状球体。
3.根据权利要求2所述的汽车燃油节能减排装置，其特征在于，所述上腔室内的蜂窝状催化球的数量为3个；所述下腔室内的蜂窝状催化球的数量为3个。
4.根据权利要求3所述的汽车燃油节能减排装置，其特征在于，所述上腔室内3个蜂窝状催化球之间的距离相等，所述下腔室内3个蜂窝状催化球之间的距离相等。
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