CN106032782A - 减少内燃机有害排放物的处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废气后处理技术领域，提供一种减少内燃机有害排放物的处理装置及方法，使排放出的尾气较为清洁且不会使发动机发生熄火，包括电解装置、雾化装置、尾气处理装置，所述电解装置与内燃机的进气端相连或与雾化装置相连通，所述雾化装置与内燃机的进气端通过管道相连，所述尾气处理装置与内燃机的排气端相连。其处理方法，包括以下处理过程：(1)电解；(2)雾化；(3)在内燃机内燃烧后由内燃机的排气端排入尾气处理装置，在尾气处理装置内发生化学反应，最后得到清洁的尾气。

Description

减少内燃机有害排放物的处理装置及方法
技术领域
本发明涉及废气后处理技术领域，尤其涉及一种减少内燃机有害排放物的处理装置及方法。
背景技术
由于燃烧不当，碳、氢、氮等物质在内燃机的活塞内部形成了碳沉积，这种碳沉积在进排气门和活塞头的堆积降低了发动机的工作效率。为了降低碳沉积，现有技术中一般采用两种方法，第一种方法是采用注水的方式，这种方式极其简单且成本较低但是容易导致熄火，使发动机停止运转，甚至会造成液压锁；另一种方法是氢氧喷射,利用氢气氧气是较为知名的有效方法，由于这两种气体本身易燃，第一种注水方式的缺陷被消除了，氢气氧气燃烧的产物是水，因而没有第一种方法存在的缺陷，但是第二种方法要有大量的氢气氧气支撑，才能达到预期的效果。
上述两种方法都没有对发动机其他部件如控制排放的催化转换器产生实质性的影响，即使在一个干净发动机的稀薄燃烧过程中都会导致HC和NOx的生成。HC可以通过催化转化器被去除，但是NOx却会作为有害的污染物排放出来。
现有的用于处理内燃机排放物的装置由于结构设置的缺陷，对有害排放物无法得到较为有效的处理。
发明内容
因此，针对以上内容，本发明提供一种减少内燃机有害排放物的处理装置及方法，使排放出的尾气较为清洁且不会使发动机发生熄火。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：减少内燃机有害排放物的处理装置，包括电解装置、雾化装置、尾气处理装置，所述电解装置与 内燃机的进气端相连或与雾化装置相连通，所述雾化装置与内燃机的进气端通过管道相连，所述尾气处理装置与内燃机的排气端相连。
进一步的改进是：所述电解装置包括电解槽，所述电解槽内设有功率控制部件。
进一步的改进是：所述功率控制部件由直流/交流逆变器和与其电连接的电位计组成。
进一步的改进是：所述雾化装置包括雾化器及盛装所述雾化器的容器。
进一步的改进是：所述雾化器为压电式雾化器。
进一步的改进是：所述尾气处理装置为贵金属催化转化器。
减少内燃机有害排放物的处理方法，包括以下处理过程：(1)在电解装置内加入含钾离子的化合物及水，通电，发生电解反应，电解出含有钾离子的氢氧气体，通过管道进入内燃机的进气端或进入相连通的雾化装置内；(2)启动雾化装置，使雾化装置内的水雾化，雾化的水与步骤(1)得到的含有钾离子的氢氧气体混合进入内燃机的进气端，或雾化的水直接进入内燃机的进气端与步骤(1)得到的含钾离子的氢氧气体一起的内燃机内混合；(3)在内燃机内燃烧后由内燃机的排气端排入尾气处理装置，在尾气处理装置内发生化学反应，最后得到清洁的尾气。
进一步的改进是：所述电解装置包括电解槽，所述电解槽内设有功率控制部件，所述功率控制部件由直流/交流逆变器和与其电连接的电位计组成。
进一步的改进是：所述雾化装置包括雾化器及盛装所述雾化器的容器，所述雾化器为压电式雾化器。
进一步的改进是：所述尾气处理装置为贵金属催化转化器。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的减少内燃机有害排放物的处理装置，包括电解装置、雾化装置、尾气处理装置，所述电解装置与内燃机的进气端相连或与雾化装置相连通，所述雾化装置与内燃机的进气端通过管道相连，所述尾气处理装置与内燃机的排气端相连，处理时，在电解装 置中装入水及含钾离子的化合物，通电，进行电解，产生含有钾离子的氢气氧气，直接进入内燃机或与雾化装置雾化的水混合后再进入内燃机，在内燃机内燃烧后由内燃机的排气端排入尾气处理装置进行处理。进一步的，在电解槽内设有功率控制部件，所述功率控制部件由直流/交流逆变器和与其电连接的电位计组成，逆变器可将交流电转变成直流电，电位计可控制输入的电压，进而控制电解速率；所述尾气处理装置为贵金属催化转化器，在贵金属催化转化器内发生化学反应，最终得到较为清洁的尾气；本发明的处理装置结构简单，采用该装置处理得到的尾气较为干净，不会在内燃机的内部造成碳沉积，最终排放出的物质为无机盐和不含CO、HC和NOx等有害物质的水蒸气。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
本发明的实施例为：
参考图1，减少内燃机有害排放物的处理装置，包括电解装置、雾化装置、贵金属催化转化器6，所述电解装置包括电解槽1及与电解槽1电连接的压电式雾化器2，所述电解槽1内设有功率控制部件，所述功率控制部件包括直流/交流逆变器3和与其电连接的输出可调范围为24～27V的电位计4，所述压电式雾化器2外设有盛装压电式雾化器2的容器2a，所述容器2a上端部设有用于与电解槽1连接的管道1a，所述容器2a上端部还设有开口比管道1a低的管道2b，所述管道2b外接有软管2c，内燃机5具有进气端和排气端，进气端上设有进气 歧管5a，排气端上设有排气管5b，所述软管2c与进气歧管5a连接，所述排气管5b与贵金属催化转化器6连接。
本发明的工作方式为：(1)在电解槽内加入含钾离子的化合物及水，通电，设置电位计的电压，通过逆变器将交流电变成直流电，电解槽的物质发生电解反应，电解出含有钾离子的氢氧气体，通过管道进入容器内压电式雾化器正上方的水位上；(2)启动压电式雾化器，使容器内的水雾化，雾化的水与步骤(1)在压电式雾化器正上方水位上的含有钾离子的氢氧气体反应，点火的氢氧气体减少了熄火情况和水的淬火效应，氢氧混合物在燃烧过程中转化为水并且放热，由于水量少，排除了液压锁的状况发生，内燃机发动机工作时的温度可以使过热蒸汽转化为水，蒸汽可除去发动机燃烧室内的进排气门和活塞顶的积累，而燃烧室内的钾离子可与被电离的水发生化学反应产生更多的氢，依次通过管道2b、软管2c、进气歧管5a进入内燃机，燃烧后由排气管排放到贵金属催化转换器；(3)在贵金属催化反应器内混合发生一系列化学反应，得到清洁的尾气。
水的电解总反应式：2H2O(l)＝2H2(g)+O2(g)
阴极反应式：4H2O(l)+4e-＝2H2(g)+4OH-(aq)
阳极反应式：2H2O(l)＝O2(g)+4H+(aq)+4e-
电解时少量的钾离子跟着氢气氧气一起挥发出来；
内燃机内的燃烧反应式：2H2+O2＝2H2O
2K++2H2O＝H2+2KOH
化学生产的氢气有助于提高碳氢燃料的燃烧，减少一氧化碳的生成，但是促进了氮氧化物的形成：C2H2n+O2+N2+H2→CO2+NOx+H2O，其中C2H2n为不饱和烃，n为大于1的整数，NOx为氮氧化物，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。
内燃机内排出的CO2、NOx、水、KOH通过贵金属催化转化器在贵金属的催化作用下发生一系列的化学反应，并且因高流量废气摩擦使水发生离子化：
NOx+KOH＝KNOx+H2O
2H2O＝H3O++OH-
CO2+KOH＝KHCO3。
最后得到的尾气为含少量无害的无机盐和不含CO、HC和NOx等有害物质的水蒸气。
其中，本发明中，电解装置也可以不与雾化装置连接，而是直接与内燃机的进气端连接，电解反应产生的带钾离子的氢氧气体直接进入内燃机内与雾化的水混合，在内燃机内发生反应。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (10)

1.减少内燃机有害排放物的处理装置，其特征在于：包括电解装置、雾化装置、尾气处理装置，所述电解装置与内燃机的进气端相连或与雾化装置相连通，所述雾化装置与内燃机的进气端通过管道相连，所述尾气处理装置与内燃机的排气端相连。
2.根据权利要求1所述的减少内燃机有害排放物的处理装置，其特征在于：所述电解装置包括电解槽，所述电解槽内设有功率控制部件。
3.根据权利要求2所述的减少内燃机有害排放物的处理装置，其特征在于：所述功率控制部件由直流/交流逆变器和与其电连接的电位计组成。
4.根据权利要求1或2或3所述的减少内燃机有害排放物的处理装置，其特征在于：所述雾化装置包括雾化器及盛装所述雾化器的容器。
5.根据权利要求4所述的减少内燃机有害排放物的处理装置，其特征在于：所述雾化器为压电式雾化器。
6.根据权利要求5所述的减少内燃机有害排放物的处理装置，其特征在于：所述尾气处理装置为贵金属催化转化器。
7.减少内燃机有害排放物的处理方法，其特征在于，包括以下处理过程：(1)在电解装置内加入含钾离子的化合物及水，通电，发生电解反应，电解出含有钾离子的氢氧气体，通过管道进入内燃机的进气端或进入相连通的雾化装置内；(2)启动雾化装置，使雾化装置内的水雾化，雾化的水与步骤(1)得到的含有钾离子的氢氧气体混合进入内燃机的进气端，或雾化的水直接进入内燃机的进气端与步骤(1)得到的含钾离子的氢氧气体一起的内燃机内混合；(3)在内燃机内燃烧后由内燃机的排气端排入尾气处理装置，在尾气处理装置内发生化学反应，最后得到清洁的尾气。
8.根据权利要求7所述的减少内燃机有害排放物的处理方法，其特征在于：所述电解装置包括电解槽，所述电解槽内设有功率控制部件，所述功率控制部件由直流/交流逆变器和与其电连接的电位计组成。
9.根据权利要求8所述的减少内燃机有害排放物的处理方法，其特征在于：所述雾化装置包括雾化器及盛装所述雾化器的容器，所述雾化器为压电式雾化器。
10.根据权利要求9所述的减少内燃机有害排放物的处理方法，其特征在于：所述尾气处理装置为贵金属催化转化器。
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