CN115653731A

CN115653731A - 汽车尾气高效清洁简易吸收装置

Info

Publication number: CN115653731A
Application number: CN202211345261.8A
Authority: CN
Inventors: 张恒强; 杜林洁; 吴琼
Original assignee: Hebei Normal University for Nationalities
Current assignee: Hebei Normal University for Nationalities
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明公开了汽车尾气高效清洁简易吸收装置，属于汽车尾气处理技术领域，包括：进气管，第一腔室，第二腔室，第三腔室，第四腔室和出气管；所述进气管，所述第一腔室，所述第二腔室，所述第三腔室，所述第四腔室和所述出气管依次相连通，所述第一腔室装填有无水氯化钙，所述第二腔室装填有希夫碱，所述第三腔室装填分子筛絮状固体，所述第四腔室装填碱石灰，本发明具有收量大、吸收效果好、成本低、过滤用品可循环使用并能回收，装置结构简单紧凑，安装过程简单，装置造价低的优点，可以解决因装置造价高导致装置无法推广的问题。

Description

汽车尾气高效清洁简易吸收装置

技术领域

本发明属于汽车尾气处理技术领域，更具体的说是涉及汽车尾气高效清洁简易吸收装置。

背景技术

目前，全球汽车数量呈现大规模的增长趋势，汽车尾气内含有大量的有害物质，严重破坏大气环境。机动车尾气污染具有扩散快、污染广的特点，不仅对人体产生危害，对植物也有毒害作用，尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸脂，会使植物叶片出现坏死病斑和枯斑，乙烯影响着植物的开花结构，汽车每天排放的碳氢化合物和氮氧化物,这些气体收到阳光照射,会形成危害人体的光化学烟雾。通过对汽车尾气污染的研究和防治，能够积极推进在汽车数量集中的发达城市市民人身健康的保证。在这种背景下，发展一种处理成本低，环境无污染，能够重复利用，吸收效率高的汽车尾气处理装置是十分迫切的任务。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了汽车尾气高效清洁简易吸收装置，具有吸收量大、吸收效果好、成本低、过滤用品可循环使用并能回收，装置结构简单紧凑，安装过程简单，装置造价低的优点，可以解决因装置造价高导致装置无法推广的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

汽车尾气高效清洁简易吸收装置，包括：进气管，第一腔室，第二腔室，第三腔室，第四腔室和出气管；所述进气管，所述第一腔室，所述第二腔室，所述第三腔室，所述第四腔室和所述出气管依次相连通，所述第一腔室装填有无水氯化钙，所述第二腔室装填有希夫碱，所述第三腔室装填分子筛絮状固体，所述第四腔室装填碱石灰。

进一步地，所述进气管，所述第一腔室，所述第二腔室，所述第三腔室，所述第四腔室和所述进气管通过所述连接管连接。

进一步地，所述连接管内设置有筛网。

进一步地，每个所述筛网后设置有分子筛薄膜。

本发明的有益效果：

希夫碱通过运用有机胺吸收二氧化碳的两性离子机理将二氧化碳高效的存储起来，无水氯化钙起到干燥汽车尾气的作用，避免水蒸气进入分子筛絮状固体中降低分子筛絮状固体的吸附效率，每个筛网后都设有分子筛薄膜，起到阻隔固体和吸收气体的作用，分子筛絮状固体可以通过改变温度等因素恢复物质的原本结构，然后进行重复利用，高效吸收汽车尾气，碱石灰用于吸收剩余的二氧化碳，装置对人体无害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的爆炸图。

图3为CO₂吸收转化率的曲线图。

其中，图中：

1-进气管；2-第一腔室；3-第二腔室；4-第三腔室；5-第四腔室；6-出气管；7-连接管；8-筛网；9-分子筛薄膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-2，本发明提供了汽车尾气高效清洁简易吸收装置，包括：进气管1，第一腔室2，第二腔室3，第三腔室4，第四腔室5和出气管6；

所述进气管1，所述第一腔室2，所述第二腔室3，所述第三腔室4，所述第四腔室5和所述出气管6通过所述连接管7依次螺纹连接，便于安装和拆卸，所述第一腔室2装填有无水氯化钙，用于吸收尾气中的水蒸气，防止进入分子筛絮状固体中降低分子筛絮状固体的吸附效率，所述第二腔室3装填有希夫碱，所述希夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(－RC＝N－)的一类有机化合物，通常是由胺和活性羰基缩合而成，通过运用有机胺吸收二氧化碳的两性离子机理将二氧化碳高效的存储起来，所述第三腔室4装填分子筛絮状固体，采用SBA-15，无毒无害，可以通过改变温度等因素恢复物质的原本结构，然后进行重复利用，最终达到高效吸收汽车尾气的理想结构，所述第四腔室5装填碱石灰，所述进气管1，所述第一腔室2，所述第二腔室3，所述第三腔室4，所述连接管7内设置有筛网8，用于隔绝各个腔室内的固体，每个所述筛网8后设置有分子筛薄膜9，可以起到隔绝各个腔室内的固体和吸收废气的作用。

请参阅图3，进行二氧化碳吸收的转化率计算：希夫碱的孔体积为0.005-0.036m³/g，平均孔径为1.69-3.363nm，并且比表面积小(5.2-11.6㎡/g)。希夫碱在323K和40bar下显示出显着CO₂吸收(高达2.33mmol/g；10.0wt％)。含有4-硝基苯基取代基的席夫碱是最有效的CO₂吸附介质，因此可以用作气体吸附剂。通过比较不同比例、不同种类的希夫碱在不同温度下来比较出转换率最大的希夫碱，其中希夫碱为种类为乙二胺丙酮席夫碱(EDA-acet)1，3-丙二胺丁酮席夫碱(PDA-buta)、1，3-丙二胺丙酮席夫碱(PDA-acet)、1，3-丙二胺乙酰丙酮席夫碱(PDA-DACET)、四乙烯五胺丁酮席夫碱(TEPA-buta)、四乙烯五胺丙酮席夫碱(TEPA-acet)、四乙烯五胺乙酰丙酮席夫碱(TEPA-DACET)分别测量取约2gSchiffbase样品，每5min称量一次，最终发现吸收二氧化碳的转化率最高的曲线如图3，在293K时，n(EDA)：n(acet)＝1：1时乙二胺丙酮席夫碱转化率能够达到最高，故通过其来进行计算。碱石灰由氢氧化钠和氧化钙组成，与二氧化碳反应的比例为1：1，用于吸收未被希夫碱及时吸收的多余的二氧化碳气体。按照一般的计算方法，汽车的碳排放量(公斤)＝油耗消耗数(升)×2.7公斤/升，也就是说，如果一辆汽车百公里油耗在7L，其百公里碳排放量就为18.9公斤，如果每天来回跑40公里，每月跑1200公里，其每月的碳排放量就为226.8公斤，一年为2721.6公斤。以河北省承德市为例，一辆汽车一天行驶的平均路程约为20公里，那么一辆汽车的每日碳排放量为3.78公斤，以乙二胺丙酮席夫碱为主要席夫碱来进行理论计算，又因为碱石灰与二氧化碳1:1来进行反应，设席夫碱的量为x,碱石灰的量为y，那么则满足0.21x+y＝3.78(千克)x、y的值根据碱石灰及席夫碱的造价及生产生活中的具体情况来进行确定。完成该实验装置的设计与研制后，进行了试验测试实验成果，收集部分汽车尾气装置来进行实验，取乙二胺8.35ml(0.125mol)于三口烧瓶中，搅拌下通过恒压滴液漏斗逐滴滴入18g(0.25mol)丁酮，滴完后，置于60℃的恒温水浴中搅拌3h，旋蒸出去未反应的物质，得到乙二胺丙酮席夫碱。随后制作不同孔径的分子筛SBA-15，进行尾气的清洁吸收，最终发现能取得显著的实验效果。尾气处理效果上与传统尾气处理装置相比取得了更加显著卓越的效果，符合节能减排的环保发展理念。

针对传统的汽车尾气处理装置造价高受限多等状况，运用分子筛技术与不同种类希夫碱结合与创新。利用分子筛絮状固体的强吸附性，吸附汽车的有害尾气。利用希夫碱通过运用有机胺吸收法，是以胺类化合物吸收二氧化碳的方法.具有吸收量大、吸收效果好、成本低、可循环使用并能回收到高纯产品的特点。因其较强的吸收二氧化碳的能力，故用来减少二氧化碳的排放，减轻由二氧化碳引起的温室效应，该装置充分将化学物质与物理结构模型相结合，体现了学科相通的技术特点，吸收处理速率快、吸收效率高，清洁环保、可以高效重复利用物质，实现了节能减排的最大化。该装置没有运用传统尾气设计装置里的催化剂，催化剂不宜回收、难以重复利用、受到其他温度条件影响大，而分子筛絮状固体、希夫碱、碱石灰等物质具有成本低，相比于传统技术具有容易回收等特点。秉承节能减排的宗旨，本装置以分子筛絮状固体采用SBA-15为吸附载体，充分吸附不能分解的有毒有害气体，以希夫碱吸收二氧化碳，改善了汽车尾气污染，二氧化碳导致温室效应的现状。另外，分子筛絮状固体具有颗粒状吸收面积大，可循环利用，对环境零污染的特点。由于希夫碱对二氧化碳独特的反应机理，故关于这类化合物的研究是半个世纪以来化学领域的研究热点。研究金属离子和希夫碱配体之间的合成、结构、相互作用，对于深入考察其生理、药理活性的作用材机理、构造、稳定性等方面有着十分重要的作用。本装置综合了传统的尾气处理装置，进行问题讨论与分析，解决，并设计了改节能减排的装置，为未来装置的应用提供了可借鉴的经验及基础知识，有较好的应用前景。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.汽车尾气高效清洁简易吸收装置，其特征在于，包括：进气管(1)，第一腔室(2)，第二腔室(3)，第三腔室(4)，第四腔室(5)和出气管(6)；

所述进气管(1)，所述第一腔室(2)，所述第二腔室(3)，所述第三腔室(4)，所述第四腔室(5)和所述出气管(6)依次相连通，所述第一腔室(2)装填有无水氯化钙，所述第二腔室(3)装填有希夫碱，所述第三腔室(4)装填分子筛絮状固体，所述第四腔室(5)装填碱石灰。

2.根据权利要求1所述的汽车尾气高效清洁简易吸收装置，其特征在于，所述进气管(1)，所述第一腔室(2)，所述第二腔室(3)，所述第三腔室(4)，所述第四腔室(5)和所述出气管(6)通过所述连接管(7)连接。

3.根据权利要求2所述的汽车尾气高效清洁简易吸收装置，其特征在于，所述连接管(7)内设置有筛网(8)。

4.根据权利要求3所述的汽车尾气高效清洁简易吸收装置，其特征在于，每个所述筛网(8)后设置有分子筛薄膜(9)。