CN113294229B - 汽车节能环保净化器 - Google Patents

Abstract

本发明一种汽车节能环保净化器，主要由甲醇水等离子发生器、脱硫脱硝装置、甲醇水供水系统、尿素水供水系统、臭氧发生器、离子膜分离器和混合器构成。净化器首端由甲醇水等离子发生器与汽车气缸的尾气相接，末端由脱硫脱硝装置和汽车消声器相接。本发明通过甲醇水等离子发生器生成的等离子氢和CO给汽车做燃料，达到节能环保的要求；利用脱硫脱硝装置将汽车尾气中的污染气体氧化氮脱出率＞95％，PM2.5和二氧化硫脱出率为100％；通过臭氧发生器产生臭氧，通过臭氧离子膜分离器使负离子通过陶瓷微孔隔膜进入到正极板空间内，送入到汽车混合器给燃料供氧助燃，提高发动机功率，同时也降低了污染。

Description

汽车节能环保净化器

技术领域

本发明汽车节能环保净化器属于汽车节能环保尾气净化设备。

背景技术

汽车尾气排出的成分主要有二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、 二氧化硫(SO2)、PM2.5......等污染气体。

通过专利检索还没有发现用“甲醇水等离子发生器”产生等离子结合“脱硫 脱硝装置”消除汽车尾气污染，达到节能环保的目的。

发明内容

本发明发明的目的是采用汽车节能环保净化器达到既节能又能使汽车尾气污 染减少到95％以上。

为了实现上述目的，所采用的技术方案是：

一种汽车节能环保净化器，主要由甲醇水等离子发生器、脱硫脱硝装置、甲醇 水供水系统、尿素水供水系统、臭氧发生器、离子膜分离器和混合器构成；所述净 化器首端由甲醇水等离子发生器与汽车气缸的尾气相接，末端由脱硫脱硝装置和汽 车消声器相接；混合器联通到气缸；

所述甲醇水等离子发生器壳体由外侧的一节壳体和内侧的二节壳体构成，两节壳体之间由等离子连接管连通；二节壳体上设有等离子出口管，等离子出口管外端 连接到混合器；甲醇水等离子发生器由所述甲醇水供水系统供水；

所述脱硫脱硝装置连接在甲醇水等离子发生器的后端，脱硫脱硝装置另一端与消声器连接；脱硫脱硝装置由所述尿素水供水系统向内供水，经压力水泵出水管输 送至水雾喷头；

所述臭氧发生器和离子膜分离器连接高压接线端子的正、负极端子；所述臭氧 发生器包括一正极轴和设置在正极轴上的数个正极齿轮，以及包括围绕在正极齿轮 外侧的负极管；所述正极轴与高压接线端子的电源正极相接，所述负极管与高压接 线端子的电源负极相接；

所述离子膜分离器包括从臭氧发生器延伸过来的正极轴和负极管，以及包括正极板和陶瓷微孔隔膜；所述正极板与正极轴之间为电连接，因而也同时与电源正极 相接；陶瓷微孔隔膜设置在离子膜分离器出口处，位于正、负极之间；陶瓷微孔隔 膜后端与一个臭氧出口管连接，臭氧出口管也通到所述混合器；

在负极管内侧加工有凸起的齿尖。

所述等离子出口管上设有等离子逆止阀。

所述甲醇水供水系统包括甲醇水箱和高压隔膜水泵，甲醇水箱内装有甲醇水， 顶部装有进料电磁阀向甲醇水箱内提供甲醇水；高压隔膜水泵入口设有隔膜水泵进 水管，出口设有隔膜水泵出水管；隔膜水泵进水管插入在甲醇水箱的甲醇水内；在 隔膜水泵进水管上，从高压隔膜水泵的入口至甲醇水箱之间依次设有流量计、过滤 器、电磁阀；高压隔膜水泵的出口通过隔膜水泵出水管通入一节壳体，在隔膜水泵 出水管上设有逆止阀。

尿素水供水系统包括尿素水循环水箱、压力水泵进水管、压力水泵、压力水泵 出水管、水雾喷头和循环水管；尿素水循环水箱内装有尿素水，压力水泵进水管插 入在尿素水循环箱的尿素水内，压力水泵通过压力水泵进水管将水泵入；水雾喷头 安装在脱硫脱硝装置内的顶部。

所述臭氧发生器和离子膜分离器一体式的构成于一框架中，所述框架以首端的正极支架、尾端的正极板及两者之间的陶瓷微孔骨架为支撑体构成；臭氧发生器位 于靠近正极支架一端，离子膜分离器靠近正极板一端。

所述负极管与高压接线端子的电源负极相接，负极管由陶瓷微孔骨架支承，负 极管的里面包覆有活性炭纤维布，与负极管一起做负极；负极管的外面包覆有陶瓷 纤维布。

所述高压接线端子依次连接有高压高频发生器、逆变器、蓄电池。

在臭氧出口管进口处安有一个压风机。

本发明节能环保净化器优点：

1、通过臭氧发生器产生臭氧，通过臭氧离子膜分离器在高压高频电源产生的 正负极作用下，负离子通过陶瓷微孔隔膜进入到正极板空间内，进一步提高浓度， 经压风机送入到汽车混合器给燃料供氧助燃，提高发动机功率，同时也降低了污染。

2、用甲醇水通过甲醇水等离子发生器做功(热能是回收汽车尾气的热能200℃ -400℃)将甲醇分解成：CH3OH H+H+H+H+CO(水是起催化剂作用减少CO的生 成)，生成的等离子氢和CO给汽车做燃料所产生的热值等同于汽油的热值(1万大 卡)，达到节能环保的要求。

3、利用脱硫脱硝装置使用尿素水喷雾将汽车尾气中的污染气体氧化氮、二氧 化硫、PM2.5等污染气体脱出效果很好，氧化氮脱出率＞95％，PM2.5和二氧化硫 脱出率为100％。

附图说明

图1、节能环保净化器整体结构示意图，

图2、甲醇水等离子发生器结构示意图，

图3、臭氧发生器和离子膜分离器结构示意图。

图中：1.甲醇水等离子发生器、2.高压隔膜水泵、3.隔膜水泵进水管、4.隔膜水 泵出水管、5.甲醇水箱、6.等离子连接管、7.等离子出口管、8.陶瓷微孔骨架、9.压 力水泵、10.压力水泵进水管、11.压力水泵出水管、12.水雾喷头、13.循环水孔管、 14.脱硫脱硝装置、15.尿素水循环水箱、16.尿素水、17.陶瓷微孔隔膜、18.箱体、 19.正极轴、20.正极齿轮、21.正极支架、22.负极管、23.陶瓷纤维布、24.臭氧出口 管、25.臭氧发生器、26.混合器、27.汽油管、28.气缸、29.正极板、30.消声器、31. 放水阀、32.蓄电池、33.逆变器、34.高压高频发生器、35.一节壳体、36.二节壳体、 37.等离子逆止阀、38.逆止阀、39.流量计、40.过滤器、41.电磁阀、42.甲醇水、43. 压风机、44.高压接线端子、45.活性炭纤维布、46.离子膜分离器、47.齿尖。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明一种汽车节能环保净化器，主要由甲醇水等离子发生器 1、脱硫脱硝装置14、甲醇水供水系统、尿素水供水系统、臭氧发生器25、离子膜 分离器46和混合器26构成。本实施例是将本发明安装到汽车气缸28的尾气上， 首端由甲醇水等离子发生器1与汽车气缸28的尾气法兰盘相接，末端由脱硫脱硝 装置14通过法兰盘和汽车消声器30相接；混合器26联通到气缸28。

见图2所示，所述甲醇水等离子发生器1是一圆筒型结构，壳体由外侧的一节 壳体35和内侧的二节壳体36构成，两节壳体之间由等离子连接管6连通。二节壳 体36上设有等离子出口管7，等离子出口管7外端连接到混合器26。在等离子出 口管7上设有等离子逆止阀37。甲醇水等离子发生器1由所述甲醇水供水系统供水， 甲醇水供水系统包括甲醇水箱5和高压隔膜水泵2，甲醇水箱5内装有甲醇水42， 顶部装有进料电磁阀向甲醇水箱5内提供甲醇水42。高压隔膜水泵2入口设有隔膜 水泵进水管3，隔膜水泵进水管3插入在甲醇水箱5的甲醇水42内。在隔膜水泵进 水管3上，从高压隔膜水泵2的入口至甲醇水箱5之间依次设有流量计39、过滤器 40、电磁阀41。高压隔膜水泵2出口通过隔膜水泵出水管4通入一节壳体35，在 隔膜水泵出水管4上设有逆止阀38，使甲醇水42不能逆方向回水。一节壳体35 用途是工作时当高压隔膜水泵2将甲醇水42喷入到一节壳体35内(壳体温度200℃ -400℃是由尾气余热提供)产生氮和一氧化碳，经过等离子连接管6进入二节壳体 36，在二节壳体36内进一步产生等离子氢和一氧化碳，经等离子出口管7通过等 离子逆止阀37进入混合器26做燃料。因为甲醇分解成等离子氢和一氧化碳，另外 臭氧或氧气在气缸内燃烧不产生氧化氮等污染气体，做到环保要求。甲醇生成等离 子后热值提高到等同汽油的热值(1万大卡)，甲醇中的水用作催化剂减少一氧化 碳的产生。利用回收汽车尾气的热量将甲醇水分解成等离子，热值又提高了，真正 做到节能。甲醇生成等离子氢气的燃烧不产生任何污染也是给汽车尾气减少污染的 好办法。

甲醇水等离子发生器是将甲醇喷入到200℃-400℃的一节壳体内产生氢、一氧 化碳等离子做燃料。所述二节壳体用等离子连接管和一节壳体连接，二节壳体上连 接等离子出口管，依次连接逆止阀到汽车的混合器。目的是产生的氢、一氧化碳等 离子供给混合器给汽车做燃料，等离子产生所需要的热能是尾气的余热供给，达到 节能环保的目的。

经甲醇水等离子发生器1处理后的尾气向后通入脱硫脱硝装置14。

再参见图1，所述脱硫脱硝装置14也是一圆筒型结构，通过法兰盘连接在甲醇 水等离子发生器1的后端，两者之间由法兰盘隔开。脱硫脱硝装置14另一端也通 过一法兰盘与消声器30连接。脱硫脱硝装置14由所述尿素水供水系统向内供水， 尿素水供水系统包括尿素水循环水箱15、压力水泵进水管10、压力水泵9、压力水 泵出水管11、水雾喷头12和循环水管13。尿素水循环水箱15内装有尿素水16， 压力水泵进水管10插入在尿素水循环箱15的尿素水16内，压力水泵9通过压力 水泵进水管10将水泵入，经压力水泵出水管11输送至水雾喷头12。水雾喷头12 安装在脱硫脱硝装置14内的顶部，向装置内喷洒尿素水。脱硫脱硝装置14的用途 是通过压力水泵9将尿素水循环水箱15内的尿素水16泵出，通过水雾喷头12将 尿素水生成雾状把从甲醇水等离子发生器1送入的汽车尾气中的污染气体，氧化氮、二氧化硫、PM2.5......等污染气体脱出。经检测，脱硫脱硝装置14处理后的氧化氮 脱出率＞95％，二氧化硫、PM2.5脱出率为100％，真正做到汽车尾气污染脱出达到 GB18352.5-2013《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》国家标准。尿素水经喷洒 后通过循环水管13再流入尿素水循环水箱15中做循环，以利节约及环保。尿素水 循环水箱15底部装有放水阀31，用于更换尿素水和清洗水箱。脱硫脱硝装置14 处理后的气体经消声器30排出。

实际制作中，所述甲醇水等离子发生器1、脱硫脱硝装置14、高压隔膜水泵2、 尿素水循环水箱15和压力水泵9可装配在同一箱体18中。

脱硫脱硝装置其用途是通过压力水泵将尿素水循环水箱内的尿素水泵出做循 环水把汽车尾气中的污染气体氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳、 PM2.5......等污染气体脱出。氮氧化物(NOx)脱出率为95％以上，PM2.5、二氧化 硫脱出率为100％，达到GB18352.5-2013《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》 (中国第五阶段)和GB18285-2018《汽油车污染物排放限值及测量方法》的国家 标准。

参见图3，所述臭氧发生器25和离子膜分离器46一体式的构成于一框架中， 所述框架以首端的正极支架21、尾端的正极板29及两者之间的陶瓷微孔骨架8为 支撑体构成。臭氧发生器25位于靠近正极支架21一端，离子膜分离器46靠近正 极板29一端，臭氧发生器25和离子膜分离器46连接高压接线端子44的正、负极 端子。高压接线端子44依次连接有高压高频发生器34、逆变器33、蓄电池32，用 于给臭氧发生器25和离子膜分离器46提供电源，以产生臭氧及分离正负离子。所 述的高压高频发生器34、逆变器33为市购商品，蓄电池32为汽车蓄电池，其结构 不做赘述。

所述臭氧发生器25包括一正极轴19和设置在正极轴19上的数个正极齿轮20， 以及包括围绕在正极齿轮20外侧的负极管22。负极管22与高压接线端子44的电 源负极相接，负极管22由陶瓷微孔骨架8支承，负极管22的里面包覆有活性炭纤 维布45，与负极管22一起做负极，在负极管22内侧加工有凸起的齿尖47。负极 管22的外面包覆有陶瓷纤维布23做绝缘用。所述正极轴19固定在正极支架21上， 与高压接线端子44的电源正极相接，所述负极管22与高压接线端子44的电源负 极相接。

所述离子膜分离器46包括从臭氧发生器25延伸过来的正极轴19、负极管22、 活性炭纤维布45和陶瓷纤维布23，以及包括正极板29和陶瓷微孔隔膜17。所述 正极板29与正极轴19之间为电连接，因而也同时与电源正极相接。陶瓷微孔隔膜 17设置在离子膜分离器46出口处，位于正、负极之间(正极板29与正极轴19构 成正极，负极管22与活性炭纤维布45构成负极)；所述陶瓷微孔隔膜17为向后 的缩口状，后端与一个臭氧出口管24连接，臭氧出口管24也通到所述混合器26， 在臭氧出口管24进口处安有一个压风机43。陶瓷微孔板隔膜17的作用是用于分离 正负离子，便于正负离子在正负极的作用下，正离子通过陶瓷微孔板隔膜17流动到 负极，负离子通过陶瓷微孔板隔膜17流动到正极，达到正负离子分开的目的。这 样就将臭氧离子分出，经压风机43抽气进入臭氧出口管24后输入到混合器26内 做燃料助燃氧，做到提高汽车动力达到节能目的。

所述汽车节能环保净化器工作原理简述如下：

汽车发动工作时，汽车原有进风机和臭氧发生器同时开启，接着脚踏油门开启 油路系统，当尾气出口温度表显示温度正常后，温度达到200℃-400℃之间开启甲 醇水等离子发生器1，高压隔膜水泵2将甲醇水42从甲醇水箱5抽入隔膜水泵进水 管3，经电磁阀41，过滤器40，流量计39，抽进隔膜水泵出水管4，经逆止阀38 喷入一节壳体35内壁上，将甲醇分解为等离子氢和少量一氧化碳，进入等离子连 接管6流入二节壳体36进一步产生等离子，从等离子出口管7经等离子逆止阀37， 进入汽车混合器26做燃料，达到节能目的。这里所说甲醇水42里的水是做催化剂 用，用于减少一氧化碳的生成。

所述汽车尾气流经甲醇水等离子发生器1后，进入脱硫脱硝装置14，开启压 力水泵9经压力水泵进水管10将尿素水循环水箱15内的尿素水16泵入到压力水 泵出水管11，又进入到水雾喷头12，生成尿素水雾把汽车尾气中的氧化氮(NOx)、 二氧化硫(SO2)、PM2.5……等污染气体脱出，脱出原理见下列反应式：

CO(NH2)2+H2O+N+NO2→2H2O+CO2+2N2

氧化氮脱出率大于95％。

CO(NH2)2+H2O+SO2+1/2O2→(NH3)2SO4+CO2

二氧化硫、PM2.5脱出率为100％。

尿素水是循环工作，用一段时期换出，所产生的硫酸铵用作化肥使用。

所述臭氧发生器中，负极内齿尖和正极齿轮上的齿尖放电产生弧光将空气中的氧生成臭氧进入混合器的气路里帮助燃料助燃做功，达到节能目的。

所述离子膜分离器中，正负极之间无放电齿尖，因此不放电，其作用是正极板 吸引臭氧负离子过来经压风机通过臭氧出口管进入混合器，帮助燃料助燃做功；而 正离子经陶瓷微孔板隔膜吸附到负极(负极管与活性炭纤维布)后排放出去不用， 减少尾气中氧化氮污染气体的生成。

所述混合器26与等离子出口管7、臭氧出口管24及汽油管27三路连通，再 通入气缸28，提高了汽油的做功效益。

Claims (8)

1.一种汽车节能环保净化器，其特征在于：主要由甲醇水等离子发生器、脱硫脱硝装置、甲醇水供水系统、尿素水供水系统、臭氧发生器、离子膜分离器和混合器构成；所述净化器首端由甲醇水等离子发生器与汽车气缸的尾气相接，末端由脱硫脱硝装置和汽车消声器相接；混合器联通到气缸；其特征在于：

所述甲醇水等离子发生器壳体由外侧的一节壳体和内侧的二节壳体构成，两节壳体之间由等离子连接管连通；二节壳体上设有等离子出口管，等离子出口管外端连接到混合器；甲醇水等离子发生器由所述甲醇水供水系统供水；

所述脱硫脱硝装置连接在甲醇水等离子发生器的后端，脱硫脱硝装置另一端与消声器连接；脱硫脱硝装置由所述尿素水供水系统向内供水，经压力水泵出水管输送至水雾喷头；

所述臭氧发生器和离子膜分离器连接高压接线端子的正、负极端子；所述臭氧发生器包括一正极轴和设置在正极轴上的数个正极齿轮，以及包括围绕在正极齿轮外侧的负极管；所述正极轴与高压接线端子的电源正极相接，所述负极管与高压接线端子的电源负极相接；

所述离子膜分离器包括从臭氧发生器延伸过来的正极轴和负极管，以及包括正极板和陶瓷微孔隔膜；所述正极板与正极轴之间为电连接，因而也同时与电源正极相接；陶瓷微孔隔膜设置在离子膜分离器出口处，位于正、负极之间；陶瓷微孔隔膜后端与一个臭氧出口管连接，臭氧出口管也通到所述混合器；

在负极管内侧加工有凸起的齿尖。

2.根据权利要求1所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：所述等离子出口管上设有等离子逆止阀。

3.根据权利要求1所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：所述甲醇水供水系统包括甲醇水箱和高压隔膜水泵，甲醇水箱内装有甲醇水，顶部装有进料电磁阀向甲醇水箱内提供甲醇水；高压隔膜水泵入口设有隔膜水泵进水管，出口设有隔膜水泵出水管；隔膜水泵进水管插入在甲醇水箱的甲醇水内；在隔膜水泵进水管上，从高压隔膜水泵的入口至甲醇水箱之间依次设有流量计、过滤器、电磁阀；高压隔膜水泵的出口通过隔膜水泵出水管通入一节壳体，在隔膜水泵出水管上设有逆止阀。

4.根据权利要求1所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：尿素水供水系统包括尿素水循环水箱、压力水泵进水管、压力水泵、压力水泵出水管、水雾喷头和循环水管；尿素水循环水箱内装有尿素水，压力水泵进水管插入在尿素水循环箱的尿素水内，压力水泵通过压力水泵进水管将水泵入；水雾喷头安装在脱硫脱硝装置内的顶部。

5.根据权利要求1所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：所述臭氧发生器和离子膜分离器一体式的构成于一框架中，所述框架以首端的正极支架、尾端的正极板及两者之间的陶瓷微孔骨架为支撑体构成；臭氧发生器位于靠近正极支架一端，离子膜分离器靠近正极板一端。

6.根据权利要求1或5所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：所述负极管与高压接线端子的电源负极相接，负极管由陶瓷微孔骨架支承，负极管的里面包覆有活性炭纤维布，与负极管一起做负极；负极管的外面包覆有陶瓷纤维布。

7.根据权利要求6所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：所述高压接线端子依次连接有高压高频发生器、逆变器、蓄电池。

8.根据权利要求1或5所述的汽车节能环保净化器，其特征在于：在臭氧出口管进口处安有一个压风机。

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