CN1375624A - 一种综合净化机动车排气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种综合净化机动车排气的方法,该方法首先提高机动车排气的温度,然后使其流经还原型催化剂,净化排气中的NOX,再将经过预热的二次空气与排气混合进行热反应净化,减少排气中的CO、HC和碳烟,最后还可让排气流经氧化型催化剂,进一步净化CO、HC。本发明方法可以使机动车排气中的CO、HC和NOX经过多级净化,其排放量大幅度降低,柴油车排气中的碳烟也大为减少。本发明使单件净化装置具有多种净化装置的功能,形如机动车的普通消声器,可方便地安装在机动车排气管路中的适当位置。按照本发明可制成适用于汽油汽车、柴油汽车和摩托车的综合型排气净化装置,装到机动车排气管路中的适当位置,用于控制机动车排气污染。

Description

一种综合净化机动车排气的方法
(一)技术领域
本发明涉及机动车辆排气净化技术领域，具体是指一种综合净化机动车排气的方法。
(二)背景技术
近四十年来，国内外机动车排气排放物的净化方法主要有三种：热反应净化法、后燃法和催化转化净化法，根据这三种方法制成了二次空气供给装置、排气再循环(EGR)装置、热反应器、后燃器、催化转化器和消烟装置，这些装置每一种都由若干个零部件组成。氧化型催化转化器、后燃器、二次空气供给装置和热反应器主要用于净化CO、HC，EGR装置和还原型催化转化净化器主要用于净化NOX，消烟装置主要用于减少柴油车碳烟的排放，三元催化转化净化器虽然能同时净化CO、HC和NOX，但必须与氧传感器、空燃比反馈控制系统配合使用，只能用于装载电控汽油喷射发动机的汽车。如果把上述净化装置分别单独安装到国产机动车上以控制车辆排气污染，则存在安装困难、价格昂贵的问题，特别是正在使用的车辆，更是无法安装，难以应用。通常情况下，机动车生产厂家只能按照本身拥有的技术选用上述一些装置，与其他机内、机外净化装置配套使用，形成各个厂家自己的机动车排气净化系统。用单个装置综合净化机动车排气的方法，目前国内外尚未见任何报道。
(三)发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种综合净化机动车排气的方法，该方法可以综合净化机动车排气中CO、HC、NOX和碳烟等有害排放物，用该方法制成的单个综合型净化装置，便具有以往二次空气供给装置、EGR装置、热反应器、催化转化器和消烟装置等多种净化装置的功能，能方便用于在用车或新生产车，有效减少机动车排气污染。
本发明所述的一种综合净化机动车排气的方法，其特征是，它包括如下步骤：
第一步加热机动车排气，使其温度升高100～200℃；
第二步将升温后的机动车排气流经还原型催化剂，发生还原反应，排气中的CO、HC作为还原剂净化排气中的NOX；
第三步将经过预热的二次空气与机动车排气混合，使机动车排气滞留在热反应室内，通过氧化反应净化CO、HC和碳烟。
为了更好地实现本发明，可以在第三步热反应净化后，将机动车排气再流经氧化型催化剂，机动车排气将进一步发生氧化反应，减少CO、HC的排放。
本发明所述方法的原理是：第一步的升温过程用于解决当机动车在怠速或低温、小负荷工况下运行时，因催化剂低温活性差或者因排气温度低所造成的排气净化效果差的问题；经过预热的二次空气用于供给CO、HC进行氧化反应所需的氧气；通过保温、隔热和改变机动车排气流动方向等方法，可保持排气温度，并延长排气的滞留时间，进而通过氧化反应大幅度降低排气中CO、HC的排放；催化转化法分为氧化型和还原型两种，还原型催化转化法可以采用附有还原型催化剂的陶瓷或金属蜂窝型载体，当机动车排气流经该载体时，排气中的CO、HC可作为还原剂净化排气中的NOX，另外，由于蜂窝型载体可以与置于其后的二次空气供给部组成一个增大排气阻力区，使排气不彻底，这部分便同时起着排气再循环的作用，进一步减少NOX的排放，氧化型催化转化法用于进一步净化排气中的CO、HC；加热和采用金属蜂窝型载体的催化转化反应，配合设计好排气流动方向，也能使柴油车排气中的部分碳烟颗粒燃烧、消失。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.本发明方法可以使机动车排气中的CO、HC和NOX经过多级净化，其排放量大幅度降低，柴油车排气中的碳烟也大为减少。
2.按照本发明方法制成的机动车排气综合型净化装置，形如机动车的普通消声器，可方便地安装在机动车排气管路中的适当位置。
3.本发明使单件净化装置具有多种净化装置的功能，能同时大幅度降低机动车排气中CO、HC、NOX和碳烟的排放。
(四)附图说明
图1是本发明实施例一的工作流程图；
图2是本发明实施例二的工作流程图。
(四)具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细地描述。
实施例一
如图1所示，发明人按本发明所述的方法研制了一种汽油车排气综合型净化装置，图1是该装置各部分构件的工作流程示意图，图中的1、2、3、4、5分别表示加热室、还原型催化转化室、二次空气供给部、热反应室、氧化型催化转化室，各构件的壳体用不锈钢、外壳钢管用低碳钢等材料制成，箭头表示汽车排气流向，外壳内侧和各部分构件壳体外侧之间是隔热、保温层，也起着预热二次空气的作用。其中，加热室用6支全陶瓷电热棒加热，以汽车上12V蓄电池为电源，通电时流经该室的排气瞬间升温100℃以上；催化转化室内装满附有铂、铑、钯和稀土催化剂的陶瓷蜂窝型载体，载体与壳体之间有不锈钢网垫层；二次空气供给部采用文氏管吸入二次空气；热反应室中排气流向设计成局部倒流式以延长排气在热反应室内的滞留时间。把该综合型排气净化装置装到发动机排气管路中，在CA488车用汽油机试验台架上进行各种运行工况下的排放测试，结果表明：该综合型排气净化装置内各部分构件工作正常，排气中CO、HC和NOX的排放量大幅度降低，而且安装方便，造价较低，实现了本发明的全部预期目标。
实施例二
如图2所示，发明人按本发明所述的方法研制了另一种汽油车排气综合型净化装置，与图1所示的净化装置相比，该装置只是取消了最后一级氧化型催化转化室，其余1～4各部分构件的形状、材料均与实施例一相同。在CA488车用汽油机试验台架上进行相同工况下的排放测试，结果表明：本实施例同样能使排气中CO、HC和NOX的排放量大幅度降低，只是对CO、HC的净化率稍微差一点。

Claims (2)

1.一种综合净化机动车排气的方法，其特征是，它包括如下步骤：
第一步加热机动车排气，使其温度升高100～200℃；
第二步将机动车排气流经还原型催化剂；
第三步经预热的二次空气与机动车排气混合，滞留在热反应室内氧化。
2、根据权利要求1所述的一种综合净化机动车排气的方法，其特征是，可以在第三步热反应净化后，将机动车提排车再流经氧化型催化剂。
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