CN201943784U - 一种机动车排放尾气的脱水装置 - Google Patents

一种机动车排放尾气的脱水装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种机动车排放尾气的脱水装置，包括换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器，换热冷却凝结器为空气冷却器，机动车排放高温尾气通过管路与换热冷却凝结器相通，换热冷却凝结器与水雾过滤捕集器相通，水雾过滤捕集器与排气管路相通，换热冷却凝结器底部和水雾过滤捕集器底部分别与积液罐连通。在换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器内部设置高温烟气解冻管路。本实用新型装置可以有效去除机动车尾气中的水分，同时可以保证在温度较低的地区正常使用。

Description

一种机动车排放尾气的脱水装置
技术领域
本实用新型涉及一种机动车排放尾气的脱水装置，特别是一种机动车排放高温尾气中水分的冷却凝结-过滤捕集脱除装置。
背景技术
燃油(气)机动车燃烧的燃料主要为汽油、柴油和天然气。汽油、柴油和天然气的主要组成为各种烃类，即主要构成元素为碳和氢。烃类在完全氧化燃烧情况下，排放产物为CO2和H2O。汽油、柴油和天然气，完全燃烧后，产生的H2O量，与燃料的质量比在69.23％～225.00％之间。对于汽油和柴油，平均100g燃料燃烧时，产生的水量大于100g。
燃油(气)发动机内，燃烧过程产生的气体温度在600～800℃，排出的气体中，水的状态为气体。但在冬季，排出的发动机尾气与冷空气接触后骤冷，蒸汽凝结，形成雾状物。发动机排出的水或雾状物本身并不污染环境，但却是灰霾形成的主要诱因，因此，冬季发动机排出的水雾是形成环境污染的主要诱因之一。
以北京为例，整个城市年车用汽油的使用量为400万吨，一吨汽油燃烧后产生的水蒸气在1吨以上，北京每年汽车尾气排放产生的水蒸气在400万吨以上，平均每天在1万吨以上。在冬季，这些发动机排出的水雾进一步造成了严重的灰霾污染，这种污染物距离地面近，不易扩散，对城市的大气环境影响较大。因此，去除发动机排放尾气中的水也是消除环境污染的重要措施之一。
CN200810058198.3公开了一种“使工业有毒有害气体和汽车尾气100％冷凝为液体的新方法”，把冷凝管置于水池或盛水容器常温下的水中，用烟气泵使 汽车尾气输送到冷凝管，这时气体放热，水吸收热量而发生物理变化，气体被100％冷凝成液体沉积在冷凝管涂层的外部。该方法采用空气对水进行间接冷却，水再对汽车尾气进行间接冷却，换热过程复杂；由于在常温下水的平衡蒸汽压，气体中的水分不能100％冷凝成液体。尾气中有水雾夹带，未提出有效的处理水雾方法，未解决冬季结冰，设备不能正常工作的问题。
ＣN00100824.2公开了一种“汽车尾气处理方法及装置”，向汽车排气管道内喷水，在废气水汽混合器中使废气和水汽充分混合并冷却，喷淋洗涤混合后的废气水汽，用螺旋水汽分离器分离水与废气，得到第一次净化的废气，再喷淋洗涤上述废气，得到第二次净化的废气并排出。该装置结构复杂，需在车体内预先带水，尾气中有水雾夹带，未提出有效的处理水雾方法，温度低于0℃的冬季，设备无法使用。
CN200820230375.7公开了一种“汽车尾气回收装置”，该装置包括过滤网罩、冷却箱、吸气泵、控制泵和至少一个处理器，所述过滤网罩的进气口与汽车排气管相连，过滤网罩的出气口与所述冷却箱的进气口相连，冷却箱的出气口与所述吸气泵的进气口相连，吸气泵的出气口与所述控制泵的进气口相连，控制泵的出气口与所述处理器的进气口相连，处理器内装有分解汽车尾气的降解液。该结构复杂，尾气中有水雾夹带，未提出有效的处理水雾方法，冬季结冰时，无法使用。
CN200820016915.1公开了一种“汽车尾气净化处理装置”，包括壳体、进气管、排气管；壳体内设有风冷降温装置、尾气过滤反应器和腔体隔板，尾气过滤反应器与进气管相连接，管壁上密布出气孔，管壁外侧设有滤布，排气管上可以设有汽水分离器。该结构复杂，尾气中将有水雾夹带，未提出有效的处理水雾方法，未提出冬季结冰状态的堵塞问题的解决办法。
CN200720062485.2公开了一种“汽车尾气净化装置烟雾处理器”，其尾气入口与汽车尾气净化装置的尾气出口相连，包括一个供待处理尾气通过、外 壳由散热材料制成的通道，在通道的上游部位固定有可以抽气的抽风机，在通道的下游部位固定有绕制在石棉瓦板上的电子发射栅栏。该装置尾气中将有水雾夹带，未解决低温时结冰堵塞问题。
CN200620051105.0公开了一种“汽车尾气水过滤器”，包括颗粒捕集器、散热水箱、消声器，有一根接发动机歧管的排气管，该排气管内安装有尿素液喷管，该排气管还连通一个水气分离器，净化后的尾气由水气分离器的尾管排出。该过滤器的尾气中将有水雾夹带，未提出有效的处理水雾方法。
发明内容
针对现有技术的对尾气中水分去除效果不充分，和冬季0℃以下低温时无法使用的现状，本实用新型提供燃油(气)机动车燃烧燃油(气)后，排放高温尾气中水分的冷却凝结-过滤捕集去除装置。
本实用新型机动车排放尾气的脱水装置，包括换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器，换热冷却凝结器为空气冷却器，机动车排放高温尾气通过管路与换热冷却凝结器相通，换热冷却凝结器与水雾过滤捕集器相通，水雾过滤捕集器与排气管路相通，换热冷却凝结器底部和水雾过滤捕集器底部分别与积液罐连通。
本实用新型装置中，在换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器内部设置高温烟气解冻管路，高温烟气解冻管路通过电磁阀与机动车排放的高温尾气出口相通，以供换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器结霜冻结时解冻使用。
本实用新型装置中，换热冷却凝结器采用耐高温、耐腐蚀的高效板式气体换热器，高温尾气在气体换热器内，与环境低温气体进行间接热量交换，换热冷却凝结器控制尾气气体温度降至50℃以下。
本实用新型装置中，过滤捕集器的气体温度为50℃以下，气体通过过滤捕集区时的流速小于0.1m/s。过滤捕集器采用纤维层过滤捕集器。
换热冷却凝结器和过滤捕集器根据上述参数及具体机动车的型号设计确定规模。
本实用新型装置中，解冻管路用于冬季低温时，对换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器进行短时结冰化霜。
本实用新型装置中，由于气体通过的压力损失小，无须任何气体增压设备，靠机动车尾气自身压力可进行工作。
本实用新型采用过滤捕集技术，能有效分离出气体冷凝过程产生的0.01微米及以上的微细水雾，提高对水的去除效率。根据环境大气的温度，本实用新型对机动车排放尾气中的水分去除率在90％～99％。本实用新型设置的解冻设施，可以保证机动车排放尾气脱水装置在冬季温度较低时正常稳定操作，而冬季是机动车尾气最需要脱水处理的季节，所以本实用新型具有良好的实用价值。
附图说明
图1为本实用新型挥发性有机物蒸汽的低温凝结-过滤捕集回收设备结构关系示意图。
具体实施方式
本实用新型机动车燃烧尾气依次通过换热冷却凝结器、水雾过滤捕集器和排气管排出，或者通过解冻气管依次间接通过换热冷却凝结器、水雾过滤捕集器，并通过排气管排出。换热冷却凝结器以管路与积液罐连通，水雾过滤捕集器内设置纤维层过滤捕集介质，水雾过滤捕集器以管路与积液罐连通。
本实用新型的使用过程如下：来自燃油(气)机动车燃烧燃油(气)后排放高温尾气，进入换热器进行间接热量交换，尾气温度降低至50℃以下，大量的水凝结并从换热器的底部分离出至积液箱；分离出凝结水的气体进入过滤捕集器，在过滤捕集器内，分离出气体中残余的粒径0.01微米及以上的水雾。过滤捕集器捕集下来的水雾，聚结变大后形成液体，靠自身重力流至积液箱；过滤捕集后的气体通过排气管排放。当环境温度低于0℃，换热器和过滤捕集器内结冰时，通过电磁阀的开关控制，将高温尾气直接导入解冻气管，短时间对换 热器和过滤捕集器进行间接加热，解冰化霜，待解冰化霜完毕，切换电磁阀的开关状态，将气体导入换热器，进行前述的除水工作。可随时开启积液箱的电磁阀，将收集的水排出。
纤维层过滤捕集器对微细雾状物质的捕集主要是利用布朗运动的作用。对于细微的如粒径小至零点零几微米的粒子，通常它总是在与气体分子碰撞而进行不规则的布朗运动，布朗扩散捕集是在纤维层过滤器中利用粒子的布朗运动与纤维接触而被捕集，粒子越小，布朗运动越剧烈，被捕集的机率就越高。气体中含有的雾状物质粒径范围在0.01～11微米之间呈正态分布的粒子，以上述捕集机理建立的过滤捕集器，去除率一般在99％以上。
下面以汽车发动机以汽油为燃料的燃烧过程，产生的含有大量水分的高温尾气的去除具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
参见图1，汽车发动机以汽油为燃料的燃烧过程，产生的含有大量水分的高温尾气，通过常开电磁阀6至换热冷却凝结器1，与外界空气进行间接换热，温度降至50℃以下，大量的水凝结并从换热冷却凝结器1的底部分离出至积液箱4；分离出凝结水的气体通过管道进入过滤捕集器2，在过滤捕集器2内，分离出气体中残余的粒径0.01微米及以上的水雾。过滤捕集器2捕集下来的水雾，聚结变大后形成液体，靠自身重力流至积液箱4；过滤捕集后的气体通过排气管3排放。
当环境温度低于0℃，换热冷却凝结器1和过滤捕集器2内的水结霜结冰时，可能会堵塞气体通道或增大气体流动的阻力。此时关闭常开电磁阀6，打开常闭电磁阀7，改变高温尾气的流动方向，将高温尾气导入解冻气管5，短时间对换热冷却凝结器1和过滤捕集器2进行间接加热，解冰化霜。待解冰化霜完毕，打开常开电磁阀6，关闭常闭电磁阀7，改变高温尾气的流动方向，将高温尾气导入换热冷却凝结器1，进行前述的除水工作。可随时开启积液箱常闭电磁阀8，将积液箱4收集的水排出。

Claims (6)

1.一种机动车排放尾气的脱水装置，其特征在于包括：换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器，换热冷却凝结器为空气冷却器，机动车排放高温尾气通过管路与换热冷却凝结器相通，换热冷却凝结器与水雾过滤捕集器相通，水雾过滤捕集器与排气管路相通，换热冷却凝结器底部和水雾过滤捕集器底部分别与积液罐连通。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：在换热冷却凝结器和水雾过滤捕集器内部设置高温烟气解冻管路，高温烟气解冻管路通过电磁阀与机动车排放的高温尾气出口相通。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：换热冷却凝结器采用耐高温、耐腐蚀的板式气体换热器，高温尾气在气体换热器内，与环境低温气体进行间接热量交换。
4.按照权利要求1或3所述的装置，其特征在于：换热冷却凝结器控制尾气气体温度降至50℃以下。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：水雾过滤捕集器的气体温度为50℃以下，气体通过过滤捕集区时的流速小于0.1m/s。
6.按照权利要求1或5所述的装置，其特征在于：水雾过滤捕集器采用纤维层过滤捕集器。 
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