CN109695493A - 矿用防爆柴油机尾气净化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿用防爆柴油机尾气净化方法及系统，其中，矿用防爆柴油机尾气净化方法包括：降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；降低柴油机尾气中的CO、HC及SOF的含量；净化柴油机尾气中的颗粒物。通过降低柴油机尾气中的氮氧化合物、CO、HC、SOF以及颗粒物的含量，减少对空气的污染，降低有毒气体的排放，进一步的保证了矿井中作业人员的身体健康。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿设备领域，具体涉及一种矿用防爆柴油机尾气净化方法及系统。
背景技术
在煤矿开采时，需要用到大量的柴油机，然而柴油机在使用时，产生的尾气中含有大量的氮氧化合物、CO、HC、可溶性有机物（Soluble Organic Fractions，SOF）以下简称SOF、碳烟颗粒物等，现有矿用防爆柴油机技术中，没有对尾气中的氮氧化合物、CO、HC、SOF、碳烟颗粒物等进行有效的处理，导致环境污染，有毒气体、碳烟颗粒物排放，严重危害矿井中的作业人员的身体健康。
如何解决上述问题，是目前亟待解决的。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿用防爆柴油机尾气净化方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿用防爆柴油机尾气净化方法，包括：
降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；
降低柴油机尾气中的CO和HC及SOF的含量；
净化柴油机尾气中的颗粒物。
进一步地，所述降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量的方法包括：
将从柴油机排气管排出的部分尾气引入至柴油机进气管中，以降低进入柴油机中气体的含氧量，减少柴油喷射燃烧过程中氮氧化物的生成，从而降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量。
进一步地，柴油机排气管排出的一部分尾气通过ERG阀回流入柴油机进气管，另一部分尾气排出；
所述将从柴油机排气管排出的部分尾气引入至柴油机进气管中的方法包括：
建立MAP数据库；
获取柴油机的数据信息；
依据数据信息与MAP数据库数据比对获取EGR阀开度值；
依据EGR阀开度值控制EGR阀的开度，从而控制进入柴油机进气管中的尾气含量。
进一步地，所述数据信息包括温度信息 、油门位置信息以及转速信息。
进一步地，所述建立MAP数据库的方法包括：
对柴油机在各个工况下的温度值、油门开度、柴油机转速时，EGR阀的开度在各个值时柴油机尾气中氮氧化合物含量的进行测试；
获取各个工况下，柴油机尾气中氮氧化合物含量最低时的EGR阀开度值
依据各个工况的温度值、油门开度、柴油机转速以及柴油机尾气中氮氧化合物含量最低时的EGR阀开度值建立数据库。
进一步地，所述依据数据信息与MAP数据库获取EGR阀开度值的方法包括；
将温度信息与预设的温度值进行比对，若温度信息不在预设的温度值范围内，则EGR阀开度值为0；
若温度信息在预设的温度值范围内，则将油门位置信息以及转速信息依次与MAP数据中的油门开度和柴油机转速进行比对，获取的EGR阀开度值。
进一步地，所述降低柴油机尾气中的CO、HC及SOF的含量的方法通过在柴油机排气管后连通矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置实现。
进一步地，所述净化柴油机尾气中的颗粒物的方法通过在柴油机排气管后连通矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置实现。
进一步地，所述净化柴油机尾气中的颗粒物的方法还包括：
获取矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置的排气背压信息；
若获取的排气背压信息大于预设背压信息值，则发出警报。
本发明还提供了一种矿用防爆柴油机尾气净化系统，包括：防爆EGR阀、矿用防爆柴油机排气再循环电控装置、三通管、矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置以及矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置；
柴油机的排气管依次连通矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置、矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置；
所述三通管的其中两个管口连接与矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置、矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置之间，所述三通管的另一管口与防爆EGR阀连通后与柴油机的进气管连通；
所述矿用防爆柴油机排气再循环电控装置与所述防爆EGR阀连通，且适于控制从柴油机排气管排出的尾气引入柴油机进气管中尾气含量，以降低进入柴油机中气体的含氧量，从而降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；
所述矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置适于降低柴油机尾气中的CO、HC及SOF的含量；
所述矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置适于净化柴油机尾气中的颗粒物。
本发明的有益效果是，本发明提供了一种矿用防爆柴油机尾气净化方法及系统，其中，矿用防爆柴油机尾气净化方法包括：降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；降低柴油机尾气中的CO、HC、SOF的含量；净化柴油机尾气中的颗粒物。通过降低柴油机尾气中的氮氧化合物、CO、HC、SOF以及颗粒物的含量，减少对空气的污染，降低有毒气体的排放，进一步的保证了矿井中的作业人员的身体健康。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所提供的矿用防爆柴油机尾气净化方法的流程图。
图2是本发明所提供的矿用防爆柴油机尾气净化系统的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种矿用防爆柴油机尾气净化方法，包括：
S110：降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；
S120：降低柴油机尾气中的HC和CO、SOF的含量；
S130：净化柴油机尾气中的颗粒物。
在本实施例中，步骤S110包括：
将从柴油机排气管排出的部分尾气引入至柴油机进气管中，以降低进入柴油机中气体的含氧量，减少柴油喷射燃烧过程中氮氧化物的生成，从而降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量。
具体的，柴油机排气管排出的一部分尾气通过EGR冷却器、防爆ERG阀回流入柴油机进气管，另一部分排出；所述将从柴油机排气管排出的部分尾气引入柴油机进气管中的方法包括：建立MAP数据库；获取柴油机的数据信息；依据数据信息与MAP数据库获取防爆EGR阀开度值；依据防爆EGR阀开度值控制防爆EGR阀的开度，从而控制进入柴油机进气管的尾气含量。
其中，所述数据信息包括温度信息、油门位置信息以及转速信息。
其中，所述建立MAP数据库的方法包括：对柴油机在各个工况下的温度值、油门开度、柴油机转速时，防爆EGR阀的开度在各个值时柴油机尾气中氮氧化合物含量的进行测试；获取各个工况下，柴油机尾气中氮氧化合物含量最低时的防爆EGR阀开度值依据各个工况的温度值、油门开度、柴油机转速以及柴油机尾气中氮氧化合物含量最低时的防爆EGR阀开度值建立数据库。通过在各个工况下的防爆EGR阀开度值对应尾气中氮氧化合物含量的测试数据，获取各个工况下，氮氧化合物含量最低时的防爆EGR阀开度值，通过此开度值来对防爆EGR阀进行控制，控制尾气中氮氧化合物的含量，减少氮氧化合物含量的排放。油门开度被等分为n份，则，油门开度被分为0、1/n、2/n…n-1/n、n，其中相邻两个油门开度组成一个范围值，形成n个范围值，柴油机转速被分为m个转速范围，此时，每个油门开度的范围值均对应m个转速范围，此时，MAP数据库中，共有n*m个样本数据，每个样本数据对应一个防爆EGR阀开度值。
具体的，所述依据数据信息与MAP数据库数据比对获取防爆EGR阀开度值的方法包括；所述依据数据信息与MAP数据库获取防爆EGR阀开度值的方法包括；将温度信息与预设的温度值进行比对，若温度信息小于预设的温度值，则EGR阀开度值为0；若温度信息在预设的温度值范围内，则将油门位置信息以及转速信息依次与MAP数据中的油门开度和柴油机转速进行比对，获取的防爆EGR阀开度值。将获取的柴油机的油门位置信息以及转速信息与MAP数据库中的n*m个样本数据，进行比对，获取此时的防爆EGR阀开度值。
在本实施例中，所述降低柴油机尾气中的CO、HC、SOF的含量的方法通过在柴油机排气管后连通矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置实现。矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置，柴油机氧化催化装置以铂、钯等贵金属作为催化剂，主要有效减少排气中的CO，HC的含量，同时降低微粒排放中的SOF（可溶性有机物）的含量从而降低有机颗粒物的排放。氧化催化器可以除去90％ 的SOF。其对CO和HC的处理效率可以分别达到80％ ，80％ ~90%。DOC同时对于目前排放法规还未限制的有害成分(如多环芳香烃，乙醛等)都能净化。可以使有毒的部分减少68％ ，多环芳香碳氢化合物排放减少56％ ，乙醛减少70％ 。
在本实施例中，所述净化柴油机尾气中的颗粒物的方法通过在柴油机排气管后连通矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置实现。矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置，DPF安装在柴油机排气管上，排气通过时，颗粒物被滤芯吸附过滤。DPF能够有效地净化排气中80%——95%的颗粒物，是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一。
同时，所述净化柴油机尾气中的颗粒物的方法还包括：获取矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置的排气背压信息；若获取的排气背压信息大于预设背压信息值，则发出警报。通过获取矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置的排气背压信息来判断此时的DPF载体是否需要再生，防止其由于，随着工作时间的增加，滤芯内部颗粒物增加，导致的尾气中颗粒物净化效果的降低。
请参阅图2，本发明还提供了一种矿用防爆柴油机尾气净化系统，包括：防爆EGR阀、矿用柴油机排气再循环电控装置、三通管、矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置以及矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置；柴油机的排气管依次连通矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置、矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置；所述三通管的其中两个管口连接与矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置、矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置之间，所述三通管的另一管口与防爆EGR阀连通后与柴油机的进气管连通；所述矿用防爆柴油机排气再循环电控装置与所述防爆EGR阀连通，且适于控制从柴油机排气管排出的部分尾气引入柴油机进气管中，以降低进入柴油机中气体的含氧量，减少柴油喷射燃烧过程中氮氧化物的生成，从而降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；所述矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置适于降低柴油机尾气中的CO、HC、SOF的含量；所述矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置适于净化柴油机尾气中的颗粒物。通过降低柴油机尾气中的氮氧化合物、CO、HC、SOF以及颗粒物的含量，减少对空气的污染，降低有毒气体的排放，进一步的保证了矿井中的作业人员的身体健康。
在本实施例中，矿用防爆柴油机排气再循环电控装置包括防爆柴油机排气再循环电控装置主机、防爆温度传感器、防爆油门位置传感器、防爆转速传感器以及防爆压力变送器，防爆柴油机排气再循环电控装置主机分别与防爆EGR阀、防爆温度传感器、防爆油门位置传感器、防爆转速传感器以及防爆压力变送器电性连接，防爆温度传感器、防爆油门位置传感器、防爆转速传感器适于获取柴油机在工作时的温度信息 、油门位置信息以及转速信息。防爆压力变送器适于获取矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置的排气背压信息。
防爆柴油机排气再循环电控装置主机适于依据接收到的温度信息 、油门位置信息以及转速信息控制防爆EGR阀工作。
其中，对防爆温度传感器、防爆油门位置传感器、防爆转速传感器以及防爆压力变送器电性连接进行防爆处理，具备防爆性能；对防爆EGR阀与防爆柴油机排气再循环电控装置主机进行防爆处理，具备防爆性能；对防爆EGR阀与EGR阀冷却器的连接管路及接触面进行防爆处理；同时各个部件的电性连接均采用矿用防爆电缆。在本实施例中，各个部件的防爆方法包含隔爆、浇封、本安等型式。
在本实施例中，三通管通过EGR阀冷却器后与防爆EGR阀连通，降低进入进气管的尾气的温度，利于柴油机有效工作。
综上所述，本发明提供了一种矿用防爆柴油机尾气净化方法及系统，其中，矿用防爆柴油机尾气净化方法包括：降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；降低柴油机尾气中的CO、HC、SOF的含量；净化柴油机尾气中的颗粒物。通过降低柴油机尾气中的氮氧化合物、CO、HC、SOF以及颗粒物的含量，减少对空气的污染，降低有毒气体的排放，进一步保证了矿井中的作业人员的身体健康。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，包括：
降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；
降低柴油机尾气中的CO和HC及SOF的含量；
净化柴油机尾气中的颗粒物。
2.如权利要求1所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量的方法包括：
将从柴油机排气管排出的部分尾气引入至柴油机进气管中，以降低进入柴油机中气体的含氧量，减少柴油喷射燃烧过程中氮氧化物的生成，从而降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量。
3.如权利要求2所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，柴油机排气管排出的一部分尾气通过ERG阀回流入柴油机进气管，另一部分尾气排出；
所述将从柴油机排气管排出的部分尾气引入至柴油机进气管中的方法包括：
建立MAP数据库；
获取柴油机的数据信息；
依据数据信息与MAP数据库数据比对获取EGR阀开度值；
依据EGR阀开度值控制EGR阀的开度，从而控制进入柴油机进气管中的尾气含量。
4.如权利要求3所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述数据信息包括温度信息 、油门位置信息以及转速信息。
5.如权利要求4所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述建立MAP数据库的方法包括：
对柴油机在各个工况下的温度值、油门开度、柴油机转速时，EGR阀的开度在各个值时柴油机尾气中氮氧化合物含量的进行测试；
获取各个工况下，柴油机尾气中氮氧化合物含量最低时的EGR阀开度值
依据各个工况的温度值、油门开度、柴油机转速以及柴油机尾气中氮氧化合物含量最低时的EGR阀开度值建立数据库。
6.如权利要求5所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述依据数据信息与MAP数据库获取EGR阀开度值的方法包括；
将温度信息与预设的温度值进行比对，若温度信息不在预设的温度值范围内，则EGR阀开度值为0；
若温度信息在预设的温度值范围内，则将油门位置信息以及转速信息依次与MAP数据中的油门开度和柴油机转速进行比对，获取的EGR阀开度值。
7.如权利要求1所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述降低柴油机尾气中的CO、HC及SOF的含量的方法通过在柴油机排气管后连通矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置实现。
8.如权利要求1所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述净化柴油机尾气中的颗粒物的方法通过在柴油机排气管后连通矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置实现。
9.如权利要求8所述的矿用防爆柴油机尾气净化方法，其特征在于，
所述净化柴油机尾气中的颗粒物的方法还包括：
获取矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置的排气背压信息；
若获取的排气背压信息大于预设背压信息值，则发出警报。
10.一种矿用防爆柴油机尾气净化系统，其特征在于，包括：
防爆EGR阀、矿用防爆柴油机排气再循环电控装置、三通管、矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置以及矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置；
柴油机的排气管依次连通矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置、矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置；
所述三通管的其中两个管口连接与矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置、矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置之间，所述三通管的另一管口与防爆EGR阀连通后与柴油机的进气管连通；
所述矿用防爆柴油机排气再循环电控装置与所述防爆EGR阀连通，且适于控制从柴油机排气管排出的尾气引入柴油机进气管中尾气含量，以降低进入柴油机中气体的含氧量，从而降低柴油机尾气中的氮氧化合物含量；
所述矿用防爆柴油机尾气氧化催化装置适于降低柴油机尾气中的CO、HC及SOF的含量；
所述矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置适于净化柴油机尾气中的颗粒物。
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