CN106437981B - 一种汽车排气管碳纤维过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车排气管碳纤维过滤器，包括三级过滤结构，分别是从汽车排气管端口处依次连接的液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器和超细颗粒吸附器，所述的三级过滤结构之间均采用套筒式外型并通过螺纹进行连接；本发明利用活性碳纤维织物与常规活性炭颗粒进行结合应用，同时配合氧化剂对有害气体进行处理，通过三级吸附器的选择过滤功能，达到有效吸附汽车排气管排放的各类液相或气相污染物的作用，并且该多级过滤装置可方便拆卸更换，保证了对汽车尾气的净化功能。

Description

一种汽车排气管碳纤维过滤器
技术领域
本发明涉及一种汽车排气管碳纤维过滤器，该尾气过滤器可对汽车尾气中的酸或盐类液滴、油滴以及有害气体、颗粒物等进行多级过滤，并且可方便更换。
背景技术
随着经济的飞速发展和交通运输业的重要地位的确立，作为大众交通工具的汽车已经普及到生活中的各个元素中，而汽车尾气排放引起的污染问题也越来越对空气环境造成威胁。随着各种汽车数量的急剧增多，尾气排放物严重危害了城市的正常空气环境，也开始引发各种呼吸系统的疾病。目前据专家研究表明，汽车排放的尾气已经占到了大气污染的50％以上。而汽车尾气中主要成分是细颗粒物、水蒸气、各种酸或盐类的液滴、油滴以及与水结合的颗粒物，此外还包括一氧化碳、二氧化硫等有毒有害气体。这些有害气体或颗粒物排入大气，也是造成目前雾霾天气严重的罪魁祸首。目前的汽车排气管过滤器主要是吸附颗粒物，只能是以吸收特定的某种或某类废物为主、或者是仅仅是重复相同的物理性过滤、虽然包括不同的过滤层，但是之间是一个整体，使用不方便。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种汽车排气管碳纤维过滤器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种汽车排气管碳纤维过滤器，包括三级过滤结构，分别是从汽车排气管端口处依次连接的液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器和超细颗粒吸附器，所述的三级过滤结构之间均采用套筒式外型并通过可拆卸的固定连接进行连接(优选：通过螺纹进行连接)；所述的液体冷凝吸附器包括过滤套筒、冷凝器和过滤吸附盒，其中冷凝器位于过滤套筒的中间段，过滤吸附盒位于冷凝器的下部，所述过滤吸附盒内部配有活性碳纤维吸附滤芯；所述的气体氧化吸附器为多层结构叠合布置，从液体冷凝吸附器端依次为：气体氧化颗粒层、气体吸附颗粒层和气体吸附织物层的三个部分，其中的气体氧化颗粒层中采用装有氧化颗粒物(所述氧化颗粒物主要有一氧化铜、氧化亚铁等氧化性粉末，颗粒细度在200-2000目之间可调，气体氧化颗粒层主要用于汽车尾气中一氧化碳的快速氧化使其转换为二氧化碳气体。)的盒装结构；所述的气体吸附颗粒层，采用装有吸附性活性炭粉末的盒装结构；所述的气体吸附织物层，采用活性碳纤维长丝织物经过叠层制备；所述的超细颗粒吸附器为“金属网状支撑层、高吸附活性碳纤维织物层、金属网状支撑层”的三明治结构。
优选：所述过滤套筒采用不锈钢或铝制材料制备，所述冷凝器采用铜或铝质材料制备。通过冷凝器的制冷装置将汽车尾气中的油性和酸盐类的悬浮微小液滴快速冷凝并导流入冷凝器下部的过滤吸附盒。
优点：所述的过滤套筒采用多层扩张铝箔网或不锈钢网制成，经辗压成波浪网形，彼此交叉叠合而成，过滤网多层折叠扩张使废气通过时多次改变流动方向，增大其效率，并且使用该材质耐高温、抗腐蚀、易清洗。
优选：所述的活性碳纤维吸附滤芯为短切活性碳纤维或活性碳纤维织物制备得到，其中活性碳纤维织物的面密度为50-200g/m2，短切活性碳纤维或活性碳纤维织物的比表面积在500-1000m2/g。优点：使用上述的活性碳纤维织物或短切活性碳纤维的吸附率最高，
所述的气体氧化吸附器中的气体吸附颗粒层主要对汽车尾气中气体氧化颗粒层氧化不彻底的一氧化碳有毒气体进行二次吸附，同时对于其它粉尘微小污染颗粒也有一定的预先吸附作用，该气体吸附颗粒层所用活性炭粉末的颗粒细度在50-400目之间可调，活性比表面积在500-1000m2/g之间可调。
所述的气体氧化吸附器中的气体吸附织物层主要对气体氧化颗粒层以及气体吸附颗粒层处理不彻底的一氧化碳有毒气体进行三次吸附，以保证有毒气体的处理彻底，同时对于其他粉尘微小污染颗粒也有一定的预先吸附作用，该层所用的活性碳纤维织物面密度为100-300g/m2之间调整，活性碳纤维织物的比表面积在1000-2000m2/g之间可调。
所述的超细颗粒吸附器中所用的金属网状支撑层的材质可选用不锈钢、铜、铝等，网眼直径在0.1-1mm之间可调。其中活性碳纤维织物面密度为50-200g/m2之间调整，活性碳纤维织物的比表面积在2000-3000m2/g之间可调。
优点：本发明的汽车排气管用碳纤维尾气过滤器与目前通用汽车尾气过滤器相比，采用了三级过滤吸附器结构，其中第一级为液体冷凝吸附器，主要对汽车尾气中的酸盐类液滴或油性液滴进行冷凝吸附过滤；第二级气体氧化吸附器主要对汽车尾气中的一氧化碳有害气体进行氧化转换和两层吸附，有效保证汽车尾气中有毒气体的清除，同时颗粒污染物进行预先吸附过滤；第三级超细颗粒吸附器通过配制采用金属支撑网的超高吸附能力的活性碳纤维吸附织物层，主要对汽车尾气中微小颗粒物进行快速吸附，通过三级过滤结构进行选择性过滤以最终保证排入大气的汽车尾气达到正常净化级别。
本发明的三级结构通过用套筒式外型并通过螺纹进行连接，可以实现单独一个结构的更换与清洗，将三级过滤器连接整体之后可直接嵌套在汽车排气管出气端使用，使用方便。
本发明的汽车排气管碳纤维过滤器通过相互配合使用的三级结构，实现对汽车尾气的分类、分级、重复协同处理，达到有效吸收汽车排气管排放的各类液相或气相污染物的作用。首先本发明将传统的吸附器改装为冷凝器加过滤吸附盒，有效利用汽车尾气中的热量使尾气中的油性或酸盐类物质以悬浮微液滴的形式存在，过滤套筒中的冷凝器使汽车尾气降温，将冷凝后的液滴导流到过滤吸附盒，这样既避免了冷凝后的液滴对吸附装置的腐蚀与阻塞，同时可以单独更换过滤吸附盒或吸附滤芯。之后的气体通过三层叠合的气体氧化吸附器，对有毒一氧化碳三级吸附，提高了吸附效果，降低了成本，最后再将氧化等处理后的气体通过超细颗粒吸附器，利用中间高吸附活性碳纤维织物层对汽车尾气中的微小颗粒物进行高效吸附，最终排入大气环境的汽车尾气API指数控制在100以内。
附图说明
图1为是液体冷凝吸附器的结构示意图，其中：1.过滤套筒、2.冷凝器、3过滤吸附盒、4.活性炭质材料滤芯；
图2是气体氧化吸附器的结构示意图，其中：5.气体氧化颗粒层、6.气体吸附颗粒层、7.气体吸附织物层、8.气体氧化颗粒层盒体内置金属氧化剂粉末、9.气体吸附颗粒层盒体内置活性碳颗粒、10.活性碳纤维织物；
图3是超细颗粒吸附器的结构示意图，其中：11.套筒前后端表面的金属网状支撑层、12.中间的高吸附活性碳纤维织物层12。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-3所示，汽车排气管用碳纤维过滤器采用套筒式外型通过螺纹进行连接，将三级过滤器连接整体之后可直接嵌套在汽车排气管出气端，该过滤器分别是从汽车排气管端口处依次连的：液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器、超细颗粒吸附器。
第一，液体冷凝吸附器的制备。过滤套筒采用不锈钢制备，在过滤套筒的中端设有带制冷装置的铜制冷凝器，冷凝器的下部配有过滤吸附盒，过滤吸附盒中装有短切活性碳纤维滤芯，所用的短切活性碳纤维比表面积为500m2/g。
第二，气体氧化吸附器的制备。气体氧化吸附器设有三层叠合结构，从液体冷凝吸附器端依次为气体氧化颗粒层、气体吸附颗粒层和气体吸附织物层。其中气体氧化颗粒层盒装结构内置颗粒细度为200目的一氧化铜氧化粉末；气体吸附颗粒层采用装有颗粒细度在50目、活性比表面积在500m2/g的吸附性活性炭粉末的盒装结构；气体吸附织物层采用面密度为100g/m2、比表面积为1000m2/g的活性碳纤维长丝织物经过叠层制备。
第三，超细颗粒吸附器的制备。超细颗粒吸附器采用“金属网状支撑层、高吸附活性碳纤维织物层、金属网状支撑层”的三明治结构，其中的金属网状支撑层采用不锈钢材质的网眼直径为0.1mm的金属网制备；在表面金属网状支撑层的中间设有高吸附活性碳纤维织物层，采用面密度为50g/m2、比表面积为2000m2/g的活性碳纤维织物制备
采用该三级过滤吸附器的多级过滤，最终将排入大气环境的汽车尾气API指数控制在100以内。
实施例2
汽车排气管用碳纤维过滤器采用套筒式外型通过螺纹进行连接，将三级过滤器连接整体之后可直接嵌套在汽车排气管出气端，该过滤器分三级结构制备：液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器、超细颗粒吸附器。
第一，液体冷凝吸附器的制备。过滤套筒采用金属铝制备，在过滤套筒的中端设有带制冷装置的铝制冷凝器，冷凝器的下部配有过滤吸附盒，滤吸附盒中装有活性碳纤维织物制备的滤芯，所用活性碳纤维织物的面密度为100g/m2，比表面积为700m2/g。
第二，气体氧化吸附器的制备。气体氧化吸附器设有三层叠合结构，从液体冷凝吸附器端依次为气体氧化颗粒层、气体吸附颗粒层和气体吸附织物层。其中气体氧化颗粒层盒装结构内置颗粒细度为600目的氧化亚铁氧化粉末；气体吸附颗粒层采用装有颗粒细度在100目、活性比表面积在600m2/g的吸附性活性炭粉末的盒装结构；气体吸附织物层采用面密度为150g/m2、比表面积为1200m2/g的活性碳纤维长丝织物经过叠层制备。
第三，超细颗粒吸附器的制备。超细颗粒吸附器采用“金属网状支撑层、高吸附活性碳纤维织物层、金属网状支撑层”的三明治结构，其中的金属网状支撑层采用铜材质的网眼直径为0.2mm的金属网制备；在表面金属网状支撑层的中间设有高吸附活性碳纤维织物层，采用面密度为130g/m2、比表面积为2100m2/g的活性碳纤维织物制备
采用该三级过滤吸附器的多级过滤，最终将排入大气环境的汽车尾气API指数控制在80以内。
实施例3
汽车排气管用碳纤维过滤器采用套筒式外型通过螺纹进行连接，将三级过滤器连接整体之后可直接嵌套在汽车排气管出气端，该过滤器分三级结构制备：液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器、超细颗粒吸附器。
第一，液体冷凝吸附器的制备。过滤套筒采用金属铝制备，在过滤套筒的中端设有带制冷装置的铝制冷凝器，冷凝器的下部配有过滤吸附盒，过滤吸附盒中装有短切活性碳纤维滤芯，所用的短切活性碳纤维比表面积为800m2/g。
第二，气体氧化吸附器的制备。气体氧化吸附器设有三层叠合结构，从液体冷凝吸附器端依次为气体氧化颗粒层、气体吸附颗粒层和气体吸附织物层。其中气体氧化颗粒层盒装结构内置颗粒细度为1500目的一氧化铜氧化粉末；气体吸附颗粒层采用装有颗粒细度在200目、活性比表面积在1500m2/g的吸附性活性炭粉末的盒装结构；气体吸附织物层采用面密度为160g/m2、比表面积为1100m2/g的活性碳纤维长丝织物经过叠层制备。
第三，超细颗粒吸附器的制备。超细颗粒吸附器采用“金属网状支撑层、高吸附活性碳纤维织物层、金属网状支撑层”的三明治结构，其中的金属网状支撑层采用不锈钢材质的网眼直径为0.6mm的金属网制备；在表面金属网状支撑层的中间设有高吸附活性碳纤维织物层，采用面密度为50g/m2、比表面积为2300m2/g的活性碳纤维织物制备
采用该三级过滤吸附器的多级过滤，最终将排入大气环境的汽车尾气API指数控制在70以内。
实施例4
汽车排气管用碳纤维过滤器采用套筒式外型通过螺纹进行连接，将三级过滤器连接整体之后可直接嵌套在汽车排气管出气端，该过滤器分三级结构制备：液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器、超细颗粒吸附器。
第一，液体冷凝吸附器的制备。过滤套筒采用金属铝制备，在过滤套筒的中端设有带制冷装置的铜制冷凝器，冷凝器的下部配有过滤吸附盒，滤吸附盒中装有活性碳纤维织物制备的滤芯，所用活性碳纤维织物的面密度为80g/m2，比表面积为1000m2/g。
第二，气体氧化吸附器的制备。气体氧化吸附器设有三层叠合结构，从液体冷凝吸附器端依次为气体氧化颗粒层、气体吸附颗粒层和气体吸附织物层。其中气体氧化颗粒层盒装结构内置颗粒细度为1700目的一氧化铜氧化粉末；气体吸附颗粒层采用装有颗粒细度在300目、活性比表面积在1000m2/g的吸附性活性炭粉末的盒装结构；气体吸附织物层采用面密度为300g/m2、比表面积为2000m2/g的活性碳纤维长丝织物经过叠层制备。
第三，超细颗粒吸附器的制备。超细颗粒吸附器采用“金属网状支撑层、高吸附活性碳纤维织物层、金属网状支撑层”的三明治结构，其中的金属网状支撑层采用铝材质的网眼直径为0.9mm的金属网制备；在表面金属网状支撑层的中间设有高吸附活性碳纤维织物层，采用面密度为55g/m2、比表面积为3000m2/g的活性碳纤维织物制备
采用该三级过滤吸附器的多级过滤，最终将排入大气环境的汽车尾气API指数控制在30以内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：包括三级过滤结构，分别是从汽车排气管端口处依次连接的液体冷凝吸附器、气体氧化吸附器和超细颗粒吸附器，所述的三级过滤结构之间均采用套筒式外型并通过可拆卸的固定连接进行连接；所述的液体冷凝吸附器包括过滤套筒、冷凝器和过滤吸附盒，其中冷凝器位于过滤套筒的中间段，过滤吸附盒位于冷凝器的下部，所述过滤吸附盒内部配有活性碳纤维吸附滤芯；所述的气体氧化吸附器为多层结构叠合布置，从液体冷凝吸附器端依次为：气体氧化颗粒层、气体吸附颗粒层和气体吸附织物层的三个部分，其中的气体氧化颗粒层中采用装有氧化颗粒物的盒装结构；所述的气体吸附颗粒层，采用装有吸附性活性炭粉末的盒装结构；所述的气体吸附织物层，采用活性碳纤维长丝织物经过叠层制备；所述的超细颗粒吸附器为“金属网状支撑层、高吸附活性碳纤维织物层、金属网状支撑层”的三明治结构；
其中，所述超细颗粒吸附器中所用的金属网状支撑层的网眼直径为0.1-1mm；
所述高吸附活性碳纤维织物层的面密度为50-200g/m2，比表面积为2000-3000m2/g。
2.如权利要求1所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述可拆卸的固定连接为螺纹连接。
3.如权利要求1所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述的活性碳纤维吸附滤芯为短切活性碳纤维或活性碳纤维织物制备得到。
4.如权利要求3所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述活性碳纤维织物的面密度为50-200g/m2。
5.如权利要求3所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述短切活性碳纤维或活性碳纤维织物的比表面积为500-1000m2/g。
6.如权利要求1所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述气体氧化颗粒物为一氧化铜或氧化亚铁，颗粒细度为200-2000目。
7.如权利要求1所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述的气体氧化吸附器中的气体吸附颗粒层所用活性炭粉末的颗粒细度为50-400目，活性比表面积为500-1000m2/g。
8.如权利要求1所述的汽车排气管碳纤维过滤器，其特征是：所述的气体氧化吸附器中的气体吸附织物层所用的活性碳纤维织物面密度为100-300g/m2，活性碳纤维织物的比表面积为1000-2000m2/g。
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