CN108533364B - 内燃机排气颗粒物的净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃机排气颗粒物的净化装置，包括颗粒捕集通道、集滤器、水质检测器、废水箱、水箱、恒压水箱、第一水泵、第二水泵、副水箱和第三水泵，颗粒捕集通道的左右两端为内燃机排气入口和出口，顶面设有向下喷射压力水柱的若干喷嘴，底面设有若干废水采集孔，废水采集孔位置与喷嘴位置相对应，集滤器呈上大下小的锥形连接于颗粒捕集通道的下方，其底部出口依次连接水质检测器和废水箱连接，第一水泵连接于废水箱与水箱之间，第二水泵连接于水箱与恒压水箱之间，恒压水箱出口与喷嘴连接，第三水泵连接于副水箱与恒压水箱之间。本发明可对内燃机排气进行连续净化，吸附排气颗粒物，再生处理成本低，能源消耗少，清洁环保。

Description

内燃机排气颗粒物的净化装置
技术领域
本发明涉及一种排气的净化装置，特别是涉及内燃机排气颗粒物的净化装置。
背景技术
内燃机排气中的颗粒物是影响城市大气环境的重要污染物。现阶段，国内外各大汽车厂商均采用颗粒捕集器过滤内燃机排气中的颗粒物，颗粒捕集器一般为蜂窝状结构，当颗粒捕集器上的颗粒物积聚到一定量时，需对颗粒捕集器进行再生处理。再生处理通常采用贵金属铂(Pb)作为催化剂，通过喷油燃烧或电阻丝加热的方式，清除捕集器上的颗粒物，以实现颗粒捕集器的再生。该方法虽然是目前的主流技术，但存在贵金属用量大，成本高的劣势，并且无论是喷油燃烧还是电阻丝加热的方式，均需消耗额外的能源，能源消耗大。因此需要开发一种蜂窝式颗粒捕集器的替代装置实现对内燃机排气的连续净化。
发明内容
针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种内燃机排气颗粒物的净化方法，解决现有技术需要对颗粒捕集器进行再生处理，耗费能源且成本较高的问题。本发明的任务还在于提供一种内燃机排气颗粒物的净化装置，实现对内燃机排气颗粒物的连续净化处理。
本发明技术方案是这样的：一种内燃机排气颗粒物的净化方法，包括步骤：S1、使内燃机排气以单方向流过颗粒捕集通道，所述颗粒捕集通道为中空腔体；S2、对水箱内水加压形成压力水柱并喷射入所述颗粒捕集通道，所述压力水柱喷射方向与所述内燃气排气的流动方向正交；S3、收集压力水柱与内燃机排气接触后的废水，测定所述废水的透光度后将所述废水送回所述水箱；当所述透光度小于设定值时，更新所述水箱内的水，回到步骤S2，否则直接回到步骤S2。本发明技术方案利用内燃机尤其是柴油机排气颗粒物的吸湿特性，即颗粒物易溶解在水中的特性，排气与持续不断的高压水柱接触即可净化排气中的颗粒物，另外通过对溶解颗粒物后的废水透光度进行测量来判断是否需要更换水来满足排气净化要求。
为了获得更好的颗粒物净化效果，进一步的，所述步骤S1中使内燃机排气以单方向流过颗粒捕集通道时测定排气流量为Q L/min，所述步骤S2中对水箱内水加压后水压PMPa按以下公式确定，P＝Q×X，当Q≤10L/min时，X取10；当10L/min＜Q≤20L/min时，X取20；当Q≥20L/min时，X取30。
进一步的，所述步骤S3当所述透光度小于设定值时，更新所述水箱内的水是将所述水箱内水加压形成压力水柱并喷射入所述颗粒捕集通道，压力水柱与内燃机排气接触后的废水直接排放并在水箱内注入干净的水。
进一步的，设置副水箱，在所述压力水柱与内燃机排气接触后的废水直接排放后，对副水箱内水加压形成压力水柱并喷射入所述颗粒捕集通道，再次排放压力水柱与内燃机排气接触后的废水，然后在水箱及副水箱内注入干净的水。
一种内燃机排气颗粒物的净化装置，包括颗粒捕集通道、集滤器、水质检测器、废水箱、水箱、恒压水箱、第一水泵和第二水泵，所述颗粒捕集通道的左右两端为内燃机排气入口和内燃机排气出口，所述颗粒捕集通道的顶面设有向下喷射压力水柱的若干喷嘴，所述颗粒捕集通道的底面设有若干废水采集孔，所述废水采集孔位置与喷嘴位置相对应，所述集滤器呈上大下小的锥形连接于所述颗粒捕集通道的下方，集滤器底部出口与水质检测器连接，水质检测器出口与废水箱连接，所述第一水泵连接于废水箱与水箱之间，用于将废水箱内废水泵入水箱，所述第二水泵连接于水箱与恒压水箱之间，用于将水箱内水加压泵入恒压水箱，所述恒压水箱出口与喷嘴连接。
进一步的，包括副水箱和第三水泵，所述第三水泵连接于副水箱与恒压水箱之间，用于将副水箱内水加压泵入恒压水箱。
进一步的，包括控制器和排气流量传感器，所述控制器分别与排气流量传感器、水质检测器、第一水泵、第二水泵和第三水泵连接，所述控制器控制第一水泵、第二水泵和第三水泵工作。
优选的，所述废水采集孔的孔径不小于喷嘴孔径的2倍。
本发明与现有技术相比的优点在于：直接采用普通自来水即可进行内燃机排气的颗粒物吸收处理，无需对水进行预处理或添加其他物质，净化处理成本低，原料易于取得；用于净化处理的水可多次循环使用，当废水不可再用时并由清水冲洗管路后即可实现整个装置的再生，该过程同样可用于对排气进行净化处理，再生过程简单，成本低；通过对压力水柱的压力控制即可满足内燃机排气中颗粒物的净化要求，装置结构简单，能耗少。
附图说明
图1为内燃机排气颗粒物的净化装置的结构示意图。
图2为颗粒捕集通道与集滤器局部结构示意图。
图3为喷嘴布置结构示意图。
图4为废水采集孔布置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请结合图1至图4所示，本实施例涉及的内燃机排气颗粒物的净化装置，包括颗粒捕集通道1、集滤器2、水质检测器3、废水箱4、水箱5、恒压水箱6、副水箱7、第一水泵8、第二水泵9和第三水泵10。颗粒捕集通道1为长方体空箱，颗粒捕集通道1的左端为内燃机排气入口，其与内燃机排气口连接；颗粒捕集通道1的右端为内燃机排气出口，内燃机排气经过颗粒捕集通道1的吸收净化后由排气出口排出。颗粒捕集通道1的顶面1a设有向下喷射压力水柱的若干喷嘴11，喷嘴11按1个/cm2进行安装，喷嘴11的总安装数量根据颗粒捕集通道1的顶面1a的面积而定。颗粒捕集通道1的底面1b设有若干废水采集孔12，废水采集孔12位置与喷嘴11位置相对应，废水采集孔12的孔径不小于喷嘴11孔径的2倍。
在颗粒捕集通道1的下方连接有集滤器2，集滤器2呈上大下小的锥形，集滤器2的上表面与颗粒捕集通道1的底面1b具有相同的面积，接触面的四周通过铆钉连接。从喷嘴11喷射的压力水柱经过颗粒捕集通道1由废水采集孔12流出后直接进入集滤器2，并从集滤器2底部出口流出。集滤器2底部出口与水质检测器3连接，水质检测器3出口与废水箱4连接，进而废水流入废水箱4。第一水泵8连接于废水箱4与水箱5之间，用于将废水箱4内废水泵入水箱5，第二水泵9连接于水箱5与恒压水箱6之间，用于将水箱5内水加压泵入恒压水箱6。还设置了副水箱7和第三水泵10，第三水泵10连接于副水箱7与恒压水箱6之间，用于将副水箱7内水加压泵入恒压水箱6。恒压水箱6出口通过耐高压铜管与喷嘴11连接，恒压水箱6可确保从不同位置的喷嘴11形成的压力水柱具有相同的压力，使压力水柱在颗粒捕集通道1内分布均匀，达到良好的净化效果。
内燃机排气颗粒物的净化装置还设置了控制器12和排气流量传感器13，排气流量传感器13用于测定内燃机排气流量，因此排气流量传感器13可设置在内燃机的排气口或者是颗粒捕集通道1的内燃机排气入口。排气流量传感器13与控制器12连接并将其测定的内燃机排气流量发送至控制器12。控制器12还连接了水质检测器3、第一水泵8、第二水泵9和第三水泵10，控制器12控制第一水泵8、第二水泵9和第三水泵10工作，同时还用于控制废水箱4的排水阀14。
内燃机排气颗粒物的净化装置的净化工作过程是这样的：水箱5及副水箱7内注入清水后，启动内燃机，内燃机的排气由内燃机排气入口进入颗粒捕集通道1，并从内燃机排气出口排出。在此通过中，排气流量传感器13测定内燃机排气流量为Q L/min，并发送至控制器12，控制器12控制第二水泵9对水箱5内水加压后泵入恒压水箱6，由喷嘴11喷射的压力水柱水压P MPa按以下公式确定，P＝Q×X，当Q≤10L/min时，X取10；当10L/min＜Q≤20L/min时，X取20；当Q≥20L/min时，X取30。在颗粒捕集通道1内，喷嘴11的喷射方向与内燃气排气的流动方向正交，喷嘴11喷射的压力水柱与内燃机排气接触后形成废水，废水从废水采集孔12流出后进入集滤器2，进流经水质检测器3进行透光度测定，并流入废水箱4。水质检测器2测定的废水透光度发送至控制器12，控制器12根据透光度与设定值的比较进行控制。具体的，本实施例设定值为30％，当废水的透光度大于等于30％时，第一水泵8直接将废水箱4内废水泵回水箱5以重复循环利用。即当废水的透光度小于30％时，说明水箱5内水已不足以满足内燃机排气中颗粒物的净化要求，此时打开废水箱4的排水阀14，先将水箱5内水加压形成压力水柱并喷射入颗粒捕集通道1至水箱5内无水。然后对副水箱7内水加压形成压力水柱并喷射入颗粒捕集通道1至副水箱7内无水，用副水箱7内的储水对恒压水箱6、喷嘴11、集滤器2、水质检测器3等冲洗，清除管路内杂质残留。最后待废水箱4排空后关闭废水箱4的排水阀14，对水箱5及副水箱7重新注入清水即继续进行内燃机排气净化。

Claims (3)

1.一种内燃机排气颗粒物的净化装置，其特征在于，包括颗粒捕集通道、集滤器、水质检测器、废水箱、水箱、恒压水箱、第一水泵、第二水泵、副水箱和第三水泵，所述颗粒捕集通道的左右两端为内燃机排气入口和内燃机排气出口，所述颗粒捕集通道的顶面设有向下喷射压力水柱的若干喷嘴，所述颗粒捕集通道的底面设有若干废水采集孔，所述废水采集孔位置与喷嘴位置相对应，所述集滤器呈上大下小的锥形连接于所述颗粒捕集通道的下方，集滤器底部出口与水质检测器连接，水质检测器出口与废水箱连接，所述第一水泵连接于废水箱与水箱之间，用于将废水箱内废水泵入水箱，所述第二水泵连接于水箱与恒压水箱之间，用于将水箱内水加压泵入恒压水箱，所述恒压水箱出口与喷嘴连接，所述第三水泵连接于副水箱与恒压水箱之间，用于将副水箱内水加压泵入恒压水箱。
2.根据权利要求1所述的内燃机排气颗粒物的净化装置，其特征在于，包括控制器和排气流量传感器，所述控制器分别与排气流量传感器、水质检测器、第一水泵、第二水泵和第三水泵连接，所述控制器控制第一水泵、第二水泵和第三水泵工作。
3.根据权利要求1所述的内燃机排气颗粒物的净化装置，其特征在于，所述废水采集孔的孔径不小于喷嘴孔径的2倍。
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