CN1923344B - 废气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃油内燃机废气排放处理系统中的废气净化器,其中,废气流经第一级废气净化装置后会产生紊流,经过废气整流通道的整流和喷淋洒水装置喷淋尿素加稀释水溶液的预处理,流入到第二级废气净化装置再处理。通过两级废气净化装置内涂敷在多微孔陶瓷载体格栅片表面上的三元催化剂的接触和处理,废气中含有的碳氢化合物和一氧化碳被氧化成二氧化碳和水分、氮氧化合物被还原成氮气,其净化率为95%以上;水分又发挥吸附微尘颗粒的能力,除尘效果为99%以上。被分离的含有微尘颗粒的液滴,由于自身重量沉降到微尘废液储存槽内被储存下来,通过废液出口管道向外排出,以达到实施一种安定分离且有效净化处理的目的。

Description

废气净化器
技术领域
本发明涉及一种废气净化器,尤其是涉及一种燃油内燃机废气排放处理系统中的废气净化器。
背景技术
燃油内燃机废气排放处理系统中的废气净化装置,在国外的应用技术和工艺上,采用两级废气净化处理方式:在第一级结构上设置涂敷有三元催化剂的氧化催化转化器,将废气排放中的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)氧化成二氧化碳(CO2)和水分(H2O)、将氮氧化合物(NOx)还原成氮气(N2)和氧气(O2);在第二级结构上设置用金属板烧结而制成的圆筒型气体过滤通道式捕集器或者多微孔蜂窝状直线型T字型气体过滤通道式陶瓷载体捕集器,用于捕集废气排放中含有的微尘颗粒。由于上述两种形式的捕集器在结构上使用后会引起捕集器内、捕集废气中含有的微尘颗粒对气体过滤通道造成堵塞,而影响二种形式的捕集器捕集废气中含有的微尘颗粒的实际效果,导致了废气净化装置使用寿命短等原因,从而降低了废气净化装置对燃油内燃机废气排放中含有的微尘颗粒实施有效的分离和净化处理的能力。
发明内容
本发明的目的是提出一种对处理废气中含有的微尘颗粒,既不会对废气净化装置造成堵塞、又能够让废气净化装置内的三元催化剂与需要处理的废气实现较长时间的接触而起到一个氧化和还原反应作用;同时可以应用氧化反应所生成的水分、再加上用定时喷洒水溶液的方式、发挥对废气排放中含有的微尘颗粒的吸附能力,以及增加对氮氧化合物的还原净化处理、又起到对废水净化处理作用,达到一个安定分离微尘颗粒、有效的净化处理废气和废水排放、且使用寿命长的燃油内燃机废气排放处理系统中的废气净化器。
本发明通过下述技术方案实现上述发明目的:
一种废气净化器,包括:壳体、废气进出口管道,壳体内前段设有第一级废气净化装置,后段设有第二级废气净化装置,中间设有废气整流通道,废气整流通道内设有用于喷洒尿素加稀释水溶液的喷淋洒水装置,在第一级废气净化装置和第二级废气净化装置以及废气整流通道的下部设置微尘废液储存槽,微尘废液储存槽与废液出口管道相连接,废液出口管道的顶端设有密封端盖,其内侧设有密封垫圈,其特征是,所述的第一和第二级废气净化装置内的气流过滤通道由若干个多微孔陶瓷载体格栅片排列组成,每个格栅片由处于不同位置的五个相同构造的U字型回收槽和四个相反构造的U字型回收槽及三个处于不同位置的人字型收集沟、并以45°的斜面和半圆弧面及切于半圆弧面的15°的斜角面、90°的直角面相连接组成,并在其表面涂敷三元催化剂涂料。
所述的喷淋洒水装置通过进水管道连接尿素加稀释水溶液储存槽,并在进水管道上安装电动控制阀门和水溶液注入泵。
第一级废气净化装置和第二级废气净化装置之间设置距离为800mm~1000mm的废气整流通道。
所述格栅片之间的间距为15mm~25mm,以此形成若干个气流过滤通道,用框架固定以组装成废气净化装置。
所述的废气进口管道与燃油内燃机的排气管道相连接,在废气整流通道的下端部位设有与废气整流通道中心对称、坡度为1/50mm的斜面。
本发明的废气净化器对废气排放中含有的微尘颗粒起到一个安定分离和有效净化处理的优点:当废气排放进入到废气进口管道,通过第一级废气净化装置进行处理时,其内部由特殊几何形状的多微孔陶瓷载体格栅片、以及在其表面上涂敷三元催化剂涂料所排列成的气流过滤通道,其目的是:让处理的废气尽可能有较长的时间和大面积与涂敷在多微孔陶瓷载体格栅片表面上的三元催化剂涂料实施有效的接触、从而对废气排放中还含有的碳氢化合物、一氧化碳起到一个氧化反应成二氧化碳和水分、把氮氧化合物起到还原反应成氮气和氧气等有效的净化处理;同时又可应用三元催化剂涂料对碳氢化合物和一氧化碳进行氧化反应所生成的水分,发挥水分对废气排放中含有的微尘颗粒的吸附能力。当废气通过与第一级废气净化装置内的气流过滤通道所设置的特殊几何形状的多微孔陶瓷载体格栅片进行接触时发生碰撞,并在一个个处于不同位置的U字型回收槽的内外部分别形成一股旋涡回流,产生了离心力和有效的负压区域。通过发生碰撞和在离心力的作用下,把吸附到废气中含有微尘颗粒的液滴沿着格栅片的板壁,被水平流经的废气推入到一个个处于不同位置的U字型回收槽内外的负压区域内;废气在气流过滤通道内继续流入到在不同位置的人字型收集沟时,又产生旋涡回流、并再次受到一部分的截流,把废气中留有的微尘颗粒的液滴截流到人字型收集沟内。这时U字型回收槽内外的负压区域内所回收到的、以及人字型收集沟所截流到的含有微尘颗粒的液滴,通过自身的重量沿着U字型回收槽内外的负压区域内以及人字型收集沟的板壁发生垂直沉降,并流入到微尘废液储存槽内被储存下来;可以打开废液出口管道的密封端盖向外排出。在所述第一级废气净化装置内的分离、净化处理后,废气会产生一些紊流,当废气通过废气整流通道被整流之后,流入第二级废气净化装置内,再通过上述相同的净化工艺方式实施再处理。
所述的喷淋洒水装置由喷嘴和进水管道以及电动控制阀门所组成;设置在第二级废气净化装置的前面距离为500mm~600mm之间;设置在废气净化器之外的装有尿素加稀释水溶液储存槽的尿素加稀释水溶液通过相连接的进水管道,流经水溶液注入泵加压之后,通过信号控制和传递,电动控制阀门自动打开,使得其喷嘴喷洒出的伞形雾状的水分对准第二级废气净化装置的进口处,用定时喷洒水溶液的方式,实施对废气喷雾预处理的同时,发挥对废气排放中含有的微尘颗粒的吸附能力,又起到对流入到微尘废液储存槽内的废液净化处理作用,又可以对第二级废气净化装置内的气流过滤通道起到清洗作用。
因为在第一级废气净化装置内在表面上涂敷有三元催化剂涂料的多微孔陶瓷载体格栅片对废气排放中含有的一氧化碳起到一个氧化反应,生成是很少量的水分,其在气流过滤通道内发挥对废气中微尘颗粒的吸附能力是有限的;采用喷淋洒水装置对废气中的微尘颗粒喷洒尿素加稀释水溶液的伞形雾状的水分,是增加对微尘颗粒的吸附能力、以及增加对废气中的氮氧化合物起到还原反应成氮气和氧气等有效的净化处理。
所述的废气净化器,其目的是:废气排放中含有的微尘颗粒在经过第一级和第二级废气净化装置内受到净化处理后,只仅仅是作为被收集的对象,而不会对多微孔陶瓷载体格栅片所组成的气体过滤通道内造成堵塞的可能。经过设置在第一级和第二级废气净化装置内的、在表面上涂敷有三元催化剂涂料的多微孔陶瓷载体格栅片组合成特殊几何形状、所排列成的气流过滤通道内的一个个处于不同位置的U字型回收槽内外的十二个负压区域内、以及三个人字型收集沟对废气进行同样和反复的净化处理,对废气排放中含有的碳氢化合物和一氧化碳、氮氧化合物的净化率为95%,对废气排放中含有的微尘颗粒的除去效果可以达到99%以上。处理后的洁净气体通过废气出口管道向外排出。
总之,本发明具有结构合理、不仅能够将废气排放中含有的微尘颗粒和雾状水分实施一种安定分离、而且将废气排放中含有的碳氢化合物和一氧化碳、氮氧化合物等有害气体同时并有效净化处理的显著优点。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图。
附图2为格栅片的结构示意图。
附图1中的标记说明:
1—壳体,2—废气进口管道,3—第一级废气净化装置,4—第二级废气净化装置,5—废气整流通道,6—喷淋洒水装置,7—电动控制阀门,8—废气出口管道,9—微尘废液储存槽,10—废液出口管道,11—密封端盖,12—密封垫圈,13—进水管道,14—水溶液注入泵,15—尿素加稀释水溶液储存槽。
附图2中的标记说明:
1—框架,2—U字型回收槽,3—人字型收集沟,4—负压区域。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明的装置。
如附图1所示例,由燃油内燃机未完全燃烧因素所产生的废气排放进入废气净化器壳体1内的废气进口管道2时,通过第一级废气净化装置3的分离和净化处理后的废气会产生一些紊流,废气通过设置在第一级废气净化装置3和第二级废气净化装置4之间距离为800mm~1000mm的废气整流通道5被整流之后,流入到第二级废气净化装置4进行再分离和净化处理。废气整流通道5内的喷淋洒水装置6,设置在第二级废气净化装置4的前面距离为500mm~600mm之间;设置在废气净化器的壳体1之外的、装有尿素加稀释水溶液储存槽15的尿素加稀释水溶液通过连接的进水管道13,流经水溶液注入泵14加压之后,电动控制阀门7自动打开,使得喷淋洒水装置6所喷洒出的伞形水雾对准第二级废气净化装置4的进口处,对废气进行喷雾预处理和清洗第二级废气净化装置4内的气流过滤通道。经过第一级废气净化装置3以及第二级废气净化装置4的分离和净化处理,处理后的洁净气体通过废气出口管道8向外排出。带有吸附了微尘颗粒的液滴,可以通过液滴自身的重量沿着废气净化装置内的板壁流入到第一级废气净化装置3、废气整流通道5和第二级废气净化装置4的下部设置的微尘废液储存槽9被储存下来,通过相连接的废液出口管道10、打开废液出口管道10的密封端盖11,废液可以向外排出。密封垫圈12是为了防止运行当中废液的向外泄漏。
如图2所示,废气流入到第一级废气净化装置3内的、以及经过对废气进行喷雾预处理后的流入到第二级废气净化装置4内的、由特殊几何形状多微孔陶瓷载体格栅片所组成的、用框架1来固定的气流过滤通道内发生接触和碰撞时,在其一个个不同位置的U字型回收槽2的内外部分形成一股旋涡回流,产生了离心力和有效的负压区域4。通过发生碰撞和在离心力的作用下,把废气中含有微尘颗粒的液滴沿着格栅片的板壁推入到一组不同U字型回收槽2的内外负压区域4里。废气在气流过滤通道内继续流入到人字型收集沟3时,又产生旋涡回流再次受到一定的截流,把废气中留剩的含有微尘颗粒的液滴截流到人字型收集沟3内,通过自身的重量沿着格栅片的板壁发生沉降、流入到第一级废气净化装置3(附图1)、废气整流通道5(附图1)和第二级废气净化装置4(附图1)的下部设置的微尘废液储存槽9被储存下来(附图1)。
经过设置在废气净化装置内的、涂布在多微孔陶瓷载体表面上的三元催化剂涂料的作用下,各个气流过滤通道内的五组U字型回收槽2和四个人字型收集沟3对对废气的排放进行上述同样和反复的净化处理,对废气排放中含有的碳氢化合物和一氧化碳、氮氧化合物净化率可达到95%,除微尘颗粒效果能达到99%以上。

Claims (4)

1.一种废气净化器,包括:壳体、废气进出口管道,壳体内前段设有第一级废气净化装置,后段设有第二级废气净化装置,中间设有废气整流通道,废气整流通道内设有用于喷洒尿素加稀释水溶液的喷淋洒水装置,在第一级废气净化装置和第二级废气净化装置以及废气整流通道的下部设置微尘废液储存槽,微尘废液储存槽与废液出口管道相连接,废液出口管道的顶端设有密封端盖,其内侧设有密封垫圈,其特征是,所述的第一和第二级废气净化装置内的气流过滤通道由若干个多微孔陶瓷载体格栅片排列组成,每个格栅片由处于不同位置的五个相同构造的U字型回收槽和四个相反构造的U字型回收槽及三个处于不同位置的人字型收集沟、并以45°的斜面和半圆弧面及切于半圆弧面的15°的斜角面、90°的直角面相连接组成,并在其表面涂敷三元催化剂涂料。
2.如权利要求1所述的废气净化器,其特征是,所述的喷淋洒水装置通过进水管道连接尿素加稀释水溶液储存槽,并在进水管道上安装电动控制阀门和水溶液注入泵。
3.如权利要求1所述的废气净化器,其特征是,第一级废气净化装置和第二级废气净化装置之间设置距离为800mm~1000mm的废气整流通道。
4.如权利要求1所述的废气净化器,其特征是,所述格栅片之间的间距为15mm~25mm,以此形成若干个气流过滤通道。
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