CN113356971A - 一种颗粒捕集装置高温再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒捕集装置高温再生装置，包括具有加热腔的炉体，位于加热腔的加热组件，向加热腔供气的供气组件，控制供气组件供气的控制单元，加热腔设有进气口和出气口，供气组件与进气口连通，出气口处设有废气净化装置，废气净化装置包括位于炉体外的供氧组件以及预热管道，预热管道一端与供氧组件连通，另一端伸入加热腔且与延伸至出气口，出气口设有点火装置。通过设置废气处理装置，使得氧气与加热腔产生的废气混合，然后通过点火装置再一次点燃，使废气中的有害气体特别是CO得到充分燃烧，使废气进一步净化，提高排出的气体的清洁度。

Description

一种颗粒捕集装置高温再生装置

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种颗粒捕集装置高温再生装置。

背景技术

随着我国车辆尾气排放法规的不断升级，为满足柴油车尾气排放中PM(颗粒物)排放的达标，越来越多的柴油发动机和车辆开始通过加装颗粒捕集装置(DieselParticulateFilter)的形式来进行尾气中PM的净化处理。颗粒捕集装置一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。柴油机尾气污染物中的微粒排放物质(烟灰)大部分是由碳或碳化物的微小颗粒(尺寸小于4-20μm)所组成的，颗粒捕集装置可以将这些微粒物质中90％以上过滤下来。

随着颗粒捕集装置应用的不断推广和增多，颗粒捕集装置中颗粒捕集装置堵塞的问题也越来越受到关注。由于受到燃油品质、主被动再生能力等方面的限制和影响，很多安装了颗粒捕集装置的柴油车辆都发生过颗粒捕集装置堵塞的问题。虽然通过更换新的颗粒捕集装置或这将颗粒捕集装置拆卸下来进行电炉再生的方式进行处理，可以解决车辆颗粒捕集装置堵塞、排气背压增大、发动机燃烧恶化、频繁熄火和油耗增加等问题，但更换新载体成本高昂，电炉再生颗粒捕集装置时间长影响车主正常用车、且功耗高、对场地电力供应要求高等问题。

为了降低更换颗粒捕集装置的成本，通常会将颗粒捕集装置拆卸下来放入颗粒捕集装置高温再生装置内，通过高温加热的方式使碳烟颗粒在高温的作用下发生氧化反应被消除掉，但碳烟颗粒在燃烧后会产生较多的灰尘和废气，尤其会产生较多的CO，如果将这些废气直接排到空气中会导致空气污染，且如若处于高温再生装置周围工作人员吸入有害气体回影响工作人员的健康安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颗粒捕集装置高温再生装置，用以解决现有颗粒捕集装置再生时产生废气的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种颗粒捕集装置高温再生装置，包括具有加热腔的炉体，位于加热腔的加热组件，向加热腔供气的供气组件，控制供气组件供气的控制单元，加热腔设有进气口和出气口，供气组件与进气口连通，出气口处设有废气净化装置，废气净化装置包括位于炉体外的供氧组件以及预热管道，预热管道一端与供氧组件连通，另一端伸入加热腔且延伸至出气口，出气口设有点火装置。

本申请通过在出气口处设置废气净化装置，使得自加热腔排出的气体可以经过废气净化装置得到净化，提高排出的气体的清洁度，避免自加热腔排出的气体含有较多的有害气体便排入空气中导致空气污染的情况。同时保证处于高温再生装置周围工作人员的安全，避免工作人员吸入有害气体的情况。

同时将废气净化装置设置为包括位于炉体外的供氧组件以及预热管道，且出气口设有点火装置，使得氧气与加热腔产生的废气混合，然后通过点火装置再一次点燃，使废气中的有害气体特别是CO得到充分燃烧，使废气进一步净化，提高排出的气体的清洁度。同时预热管道伸入到加热腔内，加热腔会对预热管道起到加热作用，使得供氧组件供出的氧气在预热管道内得到加热，从而使经过加热的氧气与废气混合后更容易点燃，提高燃烧效率，从而进一步提高废气净化效率。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，预热管道呈螺旋状。

通过将预热管道设置为螺旋状的结构，延长预热管道的长度，进一步使得氧气的加热效果进一步提高，保证氧气与废气混合后得到充分燃烧。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，预热管道为翅片管。

通过将预热管道设置为翅片管，进一步加大氧气与预热管道的受热面积，提高氧气的升温速率。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，预热管道设有多个。

通过将预热管道设置为多个，提高预热管道向出气口处排放氧气的速率，从而保证氧气与废气混合后能够充分燃烧，进一步提高废气的净化效率。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，炉体还包括与出气口连通的出气管道，出气管道向下延伸至加热腔，且出气管道的侧壁设有开口，预热管道的另一端与开口连通。

通过设置于出气口连通的出气管道，且出气管道向下延伸至加热腔，使得氧气与废气的混合路径得到延长，进一步保证氧气与废气的充分混合，从而使得两者混合后能够充分燃烧，更进一步提高废气的净化效率。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，加热腔还设有废气检测装置以及与废气检测装置连接的报警装置，废气检测装置测得的数值高于或低于报警装置的预设阈值时，报警装置会报警。

通过在加热腔内设置废气检测装置以及与废气检测装置连接的报警装置，使得废气处理装置可以检测加热腔内的废气浓度，当废气浓度过高时，如若工作人员打开烹饪腔，报警装置会报警以提示工作人员不可打开以免发生危险，提高安全性。同时当废气浓度达到打开标准时，报警装置会自动报警以提示工作人员可以打开加热腔，提升用户使用体验。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，加热腔内还设有承托颗粒捕集装置的托盘，所述托盘设置于所述加热组件上方，且所述托盘设有贯穿式的通孔。

通过在加热腔内设置承托颗粒捕集装置的托盘，托盘设置于加热组件上方，且托盘设有贯穿式的通孔，提高颗粒捕集装置放置后的稳定性，保证其在高温再生装置内的稳固性，同时保证空气可以进入到颗粒捕集装置内，使其能够充分燃烧，提高颗粒捕集装置的清洁效果，同时减少产生废气的含量，提升排出气体的清洁度。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，托盘设有颗粒捕集装置放置位，通孔设置于放置位处。

通过在托盘上设置颗粒捕集装置放置位，使得托盘对颗粒捕集装置有一定限定作用，进一步保证颗粒捕集装置放置后的稳定性，同时通孔设置于放置位处，使得进入加热腔内的空气直接通过通孔进入到颗粒捕集装置内，提高空气的利用效率，降低供气组件供气次数，提高能源利用率，降低成本。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，托盘的周边与加热腔的腔壁密封连接。

通过将托盘的周边设置为与加热腔的腔壁密封连接的形式，使得进入加热腔的空气只能通过通孔进入到颗粒捕集装置内，进一步提高了空气的利用效率，降低供气组件供气次数，提高能源利用率，降低成本。同时还能避免燃烧后的废气灰尘等下落至加热组件附近导致加热组件加热效率降低的情况。

在一种颗粒捕集装置高温再生装置的优选的实现方式中，加热腔内还设有与控制单元连接的温度传感器，控制单元可根据温度传感器测得的温度控制供气组件向加热腔间歇供气，以维持加热腔内部温度动态平衡。

通过在加热腔内设置与控制单元连接的温度传感器，且控制单元可根据温度传感器测得的温度控制供气组件向加热腔间歇供气，以维持加热腔内部温度动态平衡，使得加热腔内能始终保持适宜的加热温度，保证颗粒捕集装置内沉积的碳烟颗粒得到充分燃烧，提高颗粒捕集装置的清洁效果，同时减少产生废气的含量，提升排出气体的清洁度。避免由于供气不足导致碳烟颗粒得不到充分燃烧造成颗粒捕集装置清洁效果不理想，且产生较多废气的情况，同时避免由于供气过多导致内部温度过高，造成颗粒捕集装置损坏的情况。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种实施方式下颗粒捕集装置高温再生装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-炉体、11-加热腔、12-进气口、13-出气管道；2-加热组件；3-供气组件；4-控制单元；5-温度传感器；6-废气净化装置、61-供氧组件、62-预热管道；7-点火装置；8-托盘、81-通孔、82-颗粒捕集装置；9-废气检测装置、91-报警装置。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1所示，本发明提供一种颗粒捕集装置高温再生装置，包括具有加热腔11的炉体1，位于加热腔11的加热组件2，向加热腔11供气的供气组件3，控制供气组件供气的控制单元4，加热腔11设有进气口12和出气口，供气组件与进气口12连通，出气口处设有废气净化装置6，废气净化装置6包括位于炉体1外的供氧组件61以及预热管道62，预热管道62一端与供氧组件61连通，另一端伸入加热腔11且延伸至出气口，出气口设有点火装置7。

本申请通过在出气口处设置废气净化装置6，使得自加热腔11排出的气体可以经过废气净化装置6得到净化，提高排出的气体的清洁度，避免自加热腔11排出的气体含有较多的有害气体便排入空气中导致空气污染的情况。同时保证处于高温再生装置周围工作人员的安全，避免工作人员吸入有害气体的情况。

同时将废气净化装置6设置为包括位于炉体1外的供氧组件61以及预热管道62，且出气口设有点火装置7，使得氧气与加热腔11产生的废气混合，然后通过点火装置7再一次点燃，使废气中的有害气体特别是CO得到充分燃烧，使废气进一步净化，提高排出的气体的清洁度。同时预热管道62伸入到加热腔11内，加热腔11会对预热管道62起到加热作用，使得供氧组件61供出的氧气在预热管道62内得到加热，从而使经过加热的氧气与废气混合后更容易点燃，提高燃烧效率，从而进一步提高废气净化效率。

需要说明的是，本申请对出气口、进气口12以及加热组件2的设置位置不做具体限定，作为本申请的一种优选，如图1所示，进气口12和加热组件2设置于加热腔11的底部，出气口设置于加热腔的顶壁。保证加热组件2的加热效果，并且有利于废气的排出。

具体地，当使用颗粒捕集装置82高温再生装置时，先将颗粒捕集装置82放置到加热腔11内，然后使加热组件2工作，当加热组件2加热到600℃时，供气组件会向加热腔11内供气，需要说明的是，本申请对供气组件的供气种类不做具体限定，其可以为普通的空气，也可以为纯氧气。当供气组件向加热腔11内供气的过程中，加热组件2持续加热，以使加热腔11内温度继续增高，提高碳烟颗粒的燃烧速率。当加热颗粒捕捉装置时，颗粒捕捉装置内的碳烟颗粒燃烧后会产生较多的废气，尤其会产生较多的CO，如果将这些废气直接排到空气中会导致空气污染。通过在出气口处的设置废气处理装置，通过将氧气与废气混合后点燃，生成无污染的气体，达到净化废气的目的。

需要说明的是，本申请对预热管道62的形状不过具体限定，作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，预热管道62呈螺旋状。

通过将预热管道62设置为螺旋状的结构，延长预热管道62的长度，进一步使得氧气的加热效果进一步提高，保证氧气与废气混合后得到充分燃烧。

进一步地，预热管道62为翅片管。

通过将预热管道62设置为翅片管，进一步加大氧气与预热管道62的受热面积，提高氧气的升温速率。需要说明的是，本申请对翅片管的结构不做具体限定，其翅片可以是沿管壁向外延伸，也可以是沿管壁向内延伸，在此不在赘述。

进一步需要说明的是，本申请对预热管道62的数量不做具体限定，作为该实施方式下的一种优选，预热管道62设有多个。

通过将预热管道62设置为多个，提高预热管道62向出气口处排放氧气的速率，从而保证氧气与废气混合后能够充分燃烧，进一步提高废气的净化效率。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，炉体1还包括与出气口连通的出气管道13，出气管道13向下延伸至加热腔11，且出气管道13的侧壁设有开口，预热管道62的另一端与开口连通。

通过设置于出气口连通的出气管道13，且出气管道13向下延伸至加热腔11，使得氧气与废气的混合路径得到延长，进一步保证氧气与废气的充分混合，从而使得两者混合后能够充分燃烧，更进一步提高废气的净化效率。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，加热腔11还设有废气检测装置9以及与废气检测装置9连接的报警装置91，废气检测装置9测得的数值高于或低于报警装置91的预设阈值时，报警装置91会报警。

通过在加热腔11内设置废气检测装置9以及与废气检测装置9连接的报警装置91，使得废气处理装置可以检测加热腔11内的废气浓度，当废气浓度过高时，如若工作人员打开烹饪腔，报警装置91会报警以提示工作人员不可打开以免发生危险，提高安全性。同时当废气浓度达到打开标准时，报警装置91会自动报警以提示工作人员可以打开加热腔11，提升用户使用体验。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，加热腔11内还设有承托颗粒捕集装置82的托盘8，所述托盘8设置于所述加热组件2上方，且所述托盘8设有贯穿式的通孔81。

通过在加热腔11内设置承托颗粒捕集装置82的托盘8，托盘8设置于加热组件2上方，且托盘8设有贯穿式的通孔81，提高颗粒捕集装置82放置后的稳定性，保证其在高温再生装置内的稳固性，同时保证空气可以进入到颗粒捕集装置82内，使其能够充分燃烧，提高颗粒捕集装置82的清洁效果，同时减少产生废气的含量，提升排出气体的清洁度。

需要说明的是，本申请对托盘8与炉体1的相对关系不做具体限定，其可以是通过紧固件、焊接、铆接等方式与炉体1固定连接，作为该实施方式下的一种优选实施方式，炉体1具有侧部开口以及将开口盖合或打开的门体，托盘8沿侧部开口推入加热腔11或自加热腔11脱出。

通过将托盘8设置为沿侧部开口推入加热腔11或自加热腔11脱出的形式，工人无需伸入至加热腔11内放置或拿取颗粒捕集装置82，方便了工人的操作，提高了颗粒捕集装置82放入或取出的效率。

进一步地，如图1所示，托盘8设有颗粒捕集装置82放置位，通孔81设置于放置位处。

通过在托盘8上设置颗粒捕集装置82放置位，使得托盘8对颗粒捕集装置82有一定限定作用，进一步保证颗粒捕集装置82放置后的稳定性，同时通孔81设置于放置位处，使得进入加热腔11内的空气直接通过通孔81进入到颗粒捕集装置82内，提高空气的利用效率，降低供气组件供气次数，提高能源利用率，降低成本。

进一步地，托盘8的周边与加热腔11的腔壁密封连接。

通过将托盘8的周边设置为与加热腔11的腔壁密封连接的形式，使得进入加热腔11的空气只能通过通孔81进入到颗粒捕集装置82内，进一步提高了空气的利用效率，降低供气组件供气次数，提高能源利用率，降低成本。同时还能避免燃烧后的废气灰尘等下落至加热组件2附近导致加热组件2加热效率降低的情况。

需要说明的是，本申请对托盘8的周边与加热腔11的腔壁密封连接的方式不做具体限定，作为本申请的一种优选实施方式，加热腔11内设有支撑托盘8的支座，且在支座的上方有多个压板弹簧，当托盘8放入加热腔11内时，托盘8的底壁与支座抵靠，压板弹簧与托盘8的顶壁抵靠，将托盘8向下压紧，实现托盘8与支座的密封。进一步地，在支座的顶壁设有多个凸筋，以实现支座与托盘8线接触，进一步提高密封性。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，加热腔11内还设有与控制单元4连接的温度传感器5，控制单元4可根据温度传感器5测得的温度控制供气组件向加热腔11间歇供气，以维持加热腔11内部温度动态平衡。

通过在加热腔11内设置与控制单元4连接的温度传感器5，且控制单元4可根据温度传感器5测得的温度控制供气组件向加热腔11间歇供气，以维持加热腔11内部温度动态平衡，使得加热腔11内能始终保持适宜的加热温度，保证颗粒捕集装置82内沉积的碳烟颗粒得到充分燃烧，提高颗粒捕集装置82的清洁效果，同时减少产生废气的含量，提升排出气体的清洁度。避免由于供气不足导致碳烟颗粒得不到充分燃烧造成颗粒捕集装置82清洁效果不理想，且产生较多废气的情况，同时避免由于供气过多导致内部温度过高，造成颗粒捕集装置82损坏的情况。

具体地，当使用颗粒捕集装置高温再生装置时，先将颗粒捕集装置82放置到加热腔11内，然后使加热组件2工作，当加热组件2加热到600℃时，供气组件3会向加热腔11内供气，需要说明的是，本申请对供气组件3的供气种类不做具体限定，其可以为普通的空气，也可以为纯氧气。当供气组件3向加热腔11内供气的过程中，加热组件2持续加热，以使加热腔11内温度继续增高，提高碳烟颗粒的燃烧速率。当加热腔11内温度升高至850℃时，温度传感器5检测到该温度，并将信号传递给控制单元4，控制单元4会根据这一信号停止向加热腔11内继续供气，以避免加热腔11内温度继续升高导致颗粒捕集装置82烧坏等情况。随着加热腔11内气体的减少，剩余的碳烟颗粒因不能充分燃烧使得加热腔11内温度降低，当温度降低至600℃时，温度传感器5检测到该温度，并将信号传递给控制单元4，控制单元4会根据这一信号开始向加热腔11内继续供气，以提高加热腔11内温度，保证碳烟颗粒得到充分燃烧。进一步地，当加热腔11内温度降低至600℃，供气组件3持续向加热腔11内供气，但加热腔11内温度却不上升，并稳定一段时间，则说明颗粒捕集装置82中的可燃物质已被燃烧完全，此时可以停止供气，且加热组件2随之关闭停止加热。

作为本申请的一种优选实施方式，为了提高供气效率，可在出气口处设置风机，通过风机吸气将加热腔11内的气体更快的排到外界，实现快速进气。进一步地，由于出气口处温度较高，因此可在出气口处加装热换器，以实现排出气体温度的降低，避免风机吸入后导致风机温度持续增高导致风机损坏等情况，同时降低高温再生装置周围温度的升高，提升用户使用体验。此外，在出气口处可再设置一与热换器连接的温度传感器，该温度传感器可将检测到温度的温度传输给热换器，热换器可根据这一信号与预设在热换器内的温度数值作比较，当温度过高时，热换器会提高换热效率，快速降低出气口处的温度。

进一步地，出气口处可设置气体传感器，优选为CO₂浓度传感器，通过检测出气口处CO₂，并结合高温再生装置内的温度、压力等数据共通控制供气组件3的供气量，进一步提高供气量的精度。

本发明所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本发明的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种颗粒捕集装置高温再生装置，包括具有加热腔的炉体，位于所述加热腔的加热组件，向所述加热腔供气的供气组件，控制所述供气组件供气的控制单元，所述加热腔设有进气口和出气口，所述供气组件与所述进气口连通，所述出气口处设有废气净化装置，其特征在于，所述废气净化装置包括位于所述炉体外的供氧组件以及预热管道，所述预热管道一端与所述供氧组件连通，另一端伸入所述加热腔且延伸至所述出气口，所述出气口设有点火装置。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述预热管道呈螺旋状。

3.根据权利要求2所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述预热管道为翅片管。

4.根据权利要求2所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述预热管道设有多个。

5.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述加热腔还设有废气检测装置以及与所述废气检测装置连接的报警装置，所述废气检测装置测得的数值高于或低于所述报警装置的预设阈值时，所述报警装置会报警。

6.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述炉体还包括与所述出气口连通的出气管道，所述出气管道向下延伸至所述加热腔，且所述出气管道的侧壁设有开口，所述预热管道的另一端与所述开口连通。

7.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述加热腔内还设有承托颗粒捕集装置的托盘，所述托盘设置于所述加热组件上方，且所述托盘设有贯穿式的通孔。

8.根据权利要求7所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述托盘设有颗粒捕集装置放置位，所述通孔设置于所述放置位处。

9.根据权利要求8所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述托盘的周边与所述加热腔的腔壁密封连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种颗粒捕集装置高温再生装置，其特征在于，所述加热腔内还设有与所述控制单元连接的温度传感器，所述控制单元可根据所述温度传感器测得的温度控制所述供气组件向所述加热腔间歇供气，以维持所述加热腔内部温度动态平衡。

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