CN203756287U - 汽车尾气净化器及应用该净化器的汽车尾气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种汽车尾气净化器及应用该净化器的汽车尾气净化系统，包括：容器，由挡水板分隔形成吸收剂液腔和排气腔；所述容器的本体开设有连通所述吸收剂液腔的进气口，以及连通所述排气腔的排气口；所述吸收剂液腔用于容置由碱性物质和/或与CO反应的物质溶水获得的吸收剂溶液。与现有技术相比，本方案基于吸收法原理的汽车尾气吸收净化装置，同时发挥水的物理吸收功能和碱性物质的化学吸收作用，对汽车尾气中的pm2.5和NOx、SO2、CO等有毒气体进行有效处理，达到减排降污的环保作用，在具有较好的燃油适用性的基础上，对汽车燃烧比无特殊限制，且成本可控。在此基础上，本实用新型还提供一种应用该净化器的汽车尾气净化系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种汽车尾气净化器及应用该净化器的汽车尾气净化系统。
背景技术
目前，汽车尾气对于空气质量的影响日趋严重，其排放的污染物能直接侵袭人的呼吸器官。特别是，城市中的汽车拥有量大且集中，再加上现代城市高楼林立，自然风难以穿透城市将污染物吹走，使得汽车尾气在城市里越积越多，构成严重污染，对在城市生活的人群造成难以规避的伤害。
众所周知，汽车排放的废气主要有pm2.5、CO、SO2和NOx等。据统计，汽车尾气排放污染物占到大气污染源的20-30％，特别是占汽车总量5％的货车，排放量达到汽车污染排放总量的50％，成为真正的流动污染源。显然，要有效防治大气污染，就必须有效解决汽车尾气污染治理问题。
现有技术中，治理汽车尾气主要采取安装三元催化器等装置来实现。催化器等节能装置在汽车排气管部位安装净化器，使用催化剂使汽车尾气中的NOx与CO反应，生成CO2和N2这两种无污染气体，以减少排气中的污染物。例如，陶瓷催化转化器、三元催化反应器等，所使用的催化剂一般为稀有金属铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等。然而，受其自身工作原理的限制，此类催化器存在一些无法克服的缺点。主要表现在：一是只能部分催化汽车尾气排放的NO、CO等有毒气体，对汽车尾气排放的pm2.5不起作用；二是铂(Pt)、钯(Pd)、铑、(Rn)等稀有金属，价格昂贵，不利于催化转化器的大面积推广；三是装有三元催化器的汽车，不能使用含铅汽油，在油品质量短时间内难以全面改善的情况下，其使用受到限制；四是催化转化器只有在一定温度范围内才能发生作用，因此对汽车燃烧比要求较高，催化不完全。
有鉴于此，亟待另辟蹊径针对汽车尾气提供一种吸收净化技术，以有效克服现有技术存在的上述缺陷。
实用新型内容
针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于提供一种汽车尾气净化器，以有效吸收有毒气体及颗粒物，在具有较好的燃油适用性的基础上，对汽车燃烧比无特殊限制，且成本可控。在此基础上，本实用新型还提供一种应用该净化器的汽车尾气净化系统。
本实用新型提供的汽车尾气净化器，包括：容器，由挡水板分隔形成吸收剂液腔和排气腔；所述容器的本体开设有连通所述吸收剂液腔的进气口，以及连通所述排气腔的排气口；所述吸收剂液腔用于容置由碱性物质和/或与CO反应的物质溶水获得的吸收剂溶液。
优选地，所述碱性物质具体为NaOH、Na2CO3、NH3、Na2SO3或者Ca(OH)2。
优选地，所述与CO反应的物质具体为I2O5、Fe2O3或者CuO。
优选地，还包括设置在所述吸收剂液腔内的曝气盘，所述曝气盘的进口连通所述容器的本体上开设的进气口。
优选地，所述吸收剂液腔内设置有液位传感器，所述容器的本体还开设有连通所述吸收剂液腔的进液口。
优选地，还包括设置在所述进气口处的单向阀。
优选地，所述曝气盘和所述进气口设置于所述容器的底部。
本实用新型提供的汽车尾气净化系统，包括：设置在汽车的排气管路的过滤器，和如前所述的汽车尾气净化器；所述汽车尾气净化器设置在所述过滤器的下游排气管路；连通所述吸收剂液腔的所述进气口连通所述过滤器的出口。
优选地，还包括设置在所述过滤器与所述容器之间排气管路上的泵送装置。
优选地，还包括设置在所述过滤器与所述泵送装置之间排气管路上的真空阀。
与现有技术相比，本实用新型采用吸收法对汽车尾气进行再处理；具体地，其容器由挡水板分隔形成吸收剂液腔和排气腔，该容器的本体开设有连通吸收剂液腔的进气口，以及连通排气腔的排气口；吸收剂液腔用于容置由碱性物质和/或与CO反应的物质溶水获得的吸收剂溶液。
工作状态下，汽车尾气自进气口进入吸收剂液腔，利用吸收剂溶液对尾气进行物理吸收和化学吸收，一方面，作为基本吸收剂的水可以将汽车尾气中的pm2.5吸收，使其不直接向空气中排放，此为物理吸收；另一方面，可以利用碱性溶液中的碱性物质(NaOH、Na2CO3、NH3、Na2SO3、Ca(OH) 2等)与NOx、SO2等有毒物质发生化学反应，达到减排目的，同时，可利用I2O5、Fe2O3、CuO等物质与尾气中的CO发生氧化反应，生成CO2和其他产物；完成吸收的气体经由挡水板进入排气腔，并经由排气口完成最终排放。由于排放至大气中的NOx减少，因此可有效降低大气中臭氧浓度，从而达到综合减排的效果。此外，本实用新型的原料选择成本较低，基于其工作机理可知，实际应用时对于燃油选择和汽车燃烧比均无特殊限制，因而具有较好的应用前景。
在本实用新型的优选方案中，在吸收剂液腔内设置有连通容器进口的曝气盘，以使得进入吸收剂液腔的尾气与吸收剂充分反应，进一步提升尾气中有毒物质的吸收率。
在本实用新型的另一优选方案中，吸收剂液腔内设置有液位传感器，以便于感知当前液位，避免腔内吸收剂溶液减少导致减排失效的问题出现；同时，容器的本体还开设有连通吸收剂液腔的进液口，以便吸收剂溶液减少后进行及时补充，大大提高了其工作可靠性。
本实用新型提供的汽车尾气净化系统优选方案中，有效利用泵送装置与真空阀的有机配合；其中，泵送装置设置在过滤器与容器之间的排气管路上，以将经过滤器初滤后的气体输送至吸收剂液腔，克服系统构件形成 的流动助力，使得尾气顺畅实现排放；其中，真空阀设置在过滤器与泵送装置之间的排气管路上，当尾气量小的情况下，真空阀则自动打开补入空气，空气与尾气一并经由泵送装置进入吸收剂液腔，可防止泵送装置可能形成真空影响其正常使用，具有较高的工作稳定性。
本实用新型提供的汽车尾气净化器，可适用于任何燃油类型的汽车尾气的净化。
附图说明
图1为具体实施方式所述汽车尾气净化器的整体结构示意图；
图2为第一实施例所述汽车尾气净化系统的工作简图；
图3为第二实施例所述汽车尾气净化系统的工作简图。
图1-图3中：
容器1、吸收剂液腔11、排气腔12、进气口13、排气口14、进液口15、挡水板2、曝气盘3、液位传感器4；
汽车尾气净化器10、过滤器20、泵送装置30、真空阀40。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种汽车尾气净化器，以有效吸收有毒气体及颗粒物，在具有较好适用性的基础上，成本可控。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。
请参见图1，该图为本实施方式所述汽车尾气净化器的整体结构示意图。
该汽车尾气净化器以水作为吸附载体，利用可溶性碱性物质和/或与CO反应的物质溶水获得形成吸收剂溶液，其容器1由挡水板2分隔形成吸收剂液腔11和排气腔12；应当理解，对容器1及挡水板2的自身形状不作限制，也就是说，具体形状不局限于图中所示矩形，只要能够两腔的功能需要均可。
图中所示，容器1的本体开设有连通吸收剂液腔11的进气口13，以及连通排气腔12的排气口14。其中，吸收剂液腔11容置由碱性物质A和/或与CO反应的物质B溶水获得的吸收剂溶液，根据具体车况尾气排放选择物质A和物质B与水的配比，例如，可以只加入碱性物质A或者只加入与CO反应的物质B，也可以同时加入物质A和物质B。
这里，物质A优选为NaOH、Na2CO3、NH3、Na2SO3或Ca(OH)2，物质B优选为I2O5、Fe2O3或CuO。
本方案采用吸收法对汽车尾气进行再处理，充分发挥了水在净化汽车尾气中的作用，使汽车排放至空气中的pm2.5和NOx、SO2、CO等有毒气体均能降到最低。具体地，利用混合气体中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来。根据吸收过程中发生化学反应与否，可以分为物理吸收和化学吸收。首先，作为吸附载体的水，可以利用物理吸收法将汽车尾气中的pm2.5吸收，使其不直接向空气中排放；对于NOx、SO2等有毒气体，一方面可以利用水的物理吸收降低其排放量，另一方面可以利用碱性溶液中的碱性物质(NaOH、Na2CO3、NH3、Na2SO3、Ca(OH)2等)与其发生化学反应，达到减排目的；而对于尾气中的CO，则可利用I2O5、Fe2O3、CuO等与其发生氧化反应，生成CO2和其他产物。如此设置，最终排放至大气中的NOx可大大减少，因而可降低大气中臭氧浓度，从而达到综合减排的效果。相关反应式如下(以氢氧化钠NaOH和五氧化二碘I2O5为例)：
1、氢氧化钠与二氧化氮反应：2NaOH+2NO2＝NaNO3+NaNO2+H2O；
2、氢氧化钠与二氧化硫反应：2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O；
3、五氧化二碘与一氧化碳反应：5I2O5+CO＝I2+5CO2；
4、氢氧化钠与二氧化碳反应：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
5、碳酸钠与二氧化碳反应：Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3(碱性环境中沉淀析出)。
为了使得进入吸收剂液腔的尾气与吸收剂能够充分反应，可以在吸收 剂液腔11内设置曝气盘3，该曝气盘3的进口连通容器1的本体上开设的进气口13；这里，曝气盘3优选进气时布气膜上微孔自行鼓胀胀开，确保气体通过，而在停止曝气时，布气膜上的可变微孔呈封闭状态，具体可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。
另外，实际使用一段时间后，吸收剂液腔内液体将存在损耗，为了避免出现干涸造成减排失效的状况，可以在吸收剂液腔11内设置有液位传感器4，以此感知腔内液位，当吸收剂液位低于设定高度时自动报警，及时进行补充。相应地，容器1的本体还开设有连通吸收剂液腔11的进液口15，需要补液时，自进液口15直接向容器1内加水，然后将固体的碱性物质A和/或物质B混合物倒入水中溶解即可使用。
需要说明的是，吸收剂液腔11和排气腔12的相对位置关系理论上无需作进一步限制，优选上、下配置可最大限度发挥其吸收率，上面为气体排放层，底层装吸收剂层，两层之间用挡水板2隔开。即如图所示，曝气盘3和进气口13设置于容器1的底部，挡水板2采用板式结构，其主要作用是让反应产生的气体能够从底层排至上层，但吸收剂液体不会溢出。
此外，为了避免非工作状态下的进气口13和进液口15出现返流，可以在进气口13和进液口15处分别设置一单向阀(图中未示出)。
除前述汽车尾气净化器外，本实施方式还提供两种应用该净化器的汽车尾气净化系统。请参见图2，该图示出了第一实施例所述汽车尾气净化系统的工作简图。
该汽车尾气净化系统主要包括过滤器20和前述汽车尾气净化器10，两者在汽车排气管路上依次设置。如图2所示，过滤器20设置在汽车的排气管路上，汽车尾气净化器10设置在过滤器20的下游排气管路；连通吸收剂液腔11的进气口13连通过滤器20的出口，如此设置，过滤器20可以对汽车尾气中的大颗粒排放物进行初步过滤，接下来，经初步过滤的气体进入汽车尾气净化器10作进一步吸收净化，具体如前所述。
当然，实际工作过程中上述构件的设置必然形成一定的排气阻力，为 了降低该排气阻力的影响，可以对系统作进一步优化，具体请参见图3，该图示出了第二实施例所述汽车尾气净化系统的工作简图。
本方案与第一实施例的区别在于，首先增设一泵送装置30，设置在过滤器20与容器10之间排气管路上，以将经过滤器20初滤后的气体输送至吸收剂液腔11，克服系统构件形成的流动助力，使得尾气顺畅实现排放。其次，本方案还可以增设一真空阀40，该真空阀40设置在过滤器20与泵送装置10之间排气管路上，如此设置，当尾气量小的情况下，真空阀40则自动打开补入空气，空气与尾气一并经由泵送装置30进入吸收剂液腔11，可防止泵送装置30可能形成真空影响其正常使用。
综上可以确定，本方案提供的汽车尾气净化系统有效利用碱性溶液吸收，将水的天然净化功能应用于汽车尾气治理领域，结构简单可靠，效果良好。与现有技术相比，主要优点有：一是通过过滤筛的初步过滤和水的再次吸收，有效降低汽车排放pm2.5的危害；二是创造性地将吸收法用于汽车尾气治理，同时运用物理吸收和化学吸收两种方法，充分吸收尾气中的NOx、SO2、CO等气体，进而降低臭氧排放量，综合减排效果明显；三是吸收剂成本低廉，设备操作简单，对具体应用没有特殊限制，具有较高的推广价值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车尾气净化器，其特征在于，包括：
容器，由挡水板分隔形成吸收剂液腔和排气腔；
所述容器的本体开设有连通所述吸收剂液腔的进气口，以及连通所述排气腔的排气口；所述吸收剂液腔用于容置由碱性物质和/或与CO反应的物质溶水获得的吸收剂溶液。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于，所述碱性物质具体为NaOH、Na2CO3、NH3、Na2SO3或者Ca(OH)2。
3.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于，所述与CO反应的物质具体为I2O5、Fe2O3或者CuO。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车尾气净化器，其特征在于，还包括设置在所述吸收剂液腔内的曝气盘，所述曝气盘的进口连通所述容器的本体上开设的进气口。
5.根据权利要求4所述的汽车尾气净化器，其特征在于，所述吸收剂液腔内设置有液位传感器，所述容器的本体还开设有连通所述吸收剂液腔的进液口。
6.根据权利要求5所述的汽车尾气净化器，其特征在于，还包括设置在所述进气口处的单向阀。
7.根据权利要求4所述的汽车尾气净化器，其特征在于，所述曝气盘和所述进气口设置于所述容器的底部。
8.一种汽车尾气净化系统，其特征在于，包括：
过滤器，设置在汽车的排气管路；和
如权利要求1至7中任一项所述的汽车尾气净化器，设置在所述过滤器的下游排气管路；连通所述吸收剂液腔的所述进气口连通所述过滤器的出口。
9.根据权利要求8所述的汽车尾气净化系统，其特征在于，还包括设置在所述过滤器与所述容器之间排气管路上的泵送装置。
10.根据权利要求9所述的汽车尾气净化系统，其特征在于，还包括设置在所述过滤器与所述泵送装置之间排气管路上的真空阀。
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