CN204457947U - 一种汽车尾气的处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车尾气的处理系统，属于车载尾气处理设备技术领域。其特征在于：包括沿尾气排出方向依次连接的除尘设备（1）、NOx反应设备、氧化反应设备（3）和吸收设备；其中，所述NOx反应设备包括连接在除尘设备（1）和氧化反应设备（3）之间的NOx反应器（2）和NOx反应器（2）上连接的混合气供给组件；所述吸收设备包括内装有吸收液的吸收器（4）和吸收器（4）上连接的吸收液供给及排放组件，吸收器（4）顶部设有内装干燥剂的干燥部（401）。本实用新型对汽车尾气进行了去除颗粒物、脱销、去除一氧化碳、二氧化碳等处理，最后排出的汽车尾气不仅没有污染，并且也除掉了能引起温室效应的二氧化碳。
Description
技术领域
一种汽车尾气的处理系统，属于车载尾气处理设备技术领域。
背景技术
人们的生活水平不断在提高，汽车几乎成为人们日常生活的代步工具。空气中90%以上的一氧化碳、60%以上的碳氢化合物和30%以上的氮氧化物来自汽车排放，生存环境受到极大威胁。汽车尾气中含有上千种化学物质，有大量的一氧化碳（CO）、碳氢化合物、 氮氧化合物（NOx）、硫化物和微粒物（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）。汽车尾气严重威胁人体的健康。
最常用的汽车尾气处理方法是在汽车的排放管上装一个“三元催化器”，CO和NOx通过三元催化剂中的钯、铂、铑三种催化剂表面时，发生氧化还原反应，钯和铂是氧化催化剂，当碳氢化合物和一氧化碳与布满钯和铂的热表面接触时，与氧气化合成水和二氧化碳，铑是还原催化剂，当NOx与炽热的铑接触时，NOx就会脱去氧，还原为N2。此种方法主要存在以下三种方面的缺陷，1）钯、铂、铑是三种贵金属催化剂，成本较高，价格昂贵；2）三元催化器对铅、硫化物与油渍非常敏感，很容易被污染而失效；3）由于燃油油质差、润滑油中使用含硫磷的抗氧剂等诸多因素，发动机进气系统、燃烧系统必然产生胶质积碳，排气系统氧传感器、三元催化器必然会附着化学络合物产生堵塞问题，造成汽车油耗增加、动力下降、尾气超标等问题；4）经过三元催化器未对二氧化碳进行处理，二氧化碳虽然不是大气中的污染物，确是引起全球变暖的主要因素。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、处理成本低、排污效果好的汽车尾气的处理系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该汽车尾气的处理系统，包括汽车前排气管和消声器，所述汽车前排气管和消声器之间设置尾气处理装置；所述的尾气处理装置包括沿尾气排出方向依次连接的除尘设备、NOx反应设备、氧化反应设备和吸收设备；其中，所述NOx反应设备包括NOx反应器和NOx反应器上连接的混合气供给组件；所述吸收设备包括内装有吸收液的吸收器和吸收器上连接的吸收液供给及排放组件，吸收器顶部设有内装干燥剂的干燥部。
汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、 氮氧化合物、硫化物和微粒物（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）。整套尾气处理设备系统是一套完整流畅的系统，主要进行尾气去除颗粒物、脱硝、氧化一氧化碳CO、去除二氧化碳CO2、消声等过程。
所述的除尘设备内部沿尾气排出方向依次设置电除尘网、油污过滤网和空气滤清器。汽车前排气管接除尘设备，除尘设备里面设置静电除尘、油雾过滤器与空气滤清器，尾气经过除尘设备过滤，除尘设备由三部分构成：一是利用高压电路在铁丝网中产生高压即电除尘网，在尾气通过电除尘网时，固体颗粒物被电离进而吸附在电除尘网上面；二是利用吸油棉作为油污过滤器，吸收尾气当中的油雾，目的是为了延长空气滤清器的寿命；三是利用空气滤清器对尾气中残留的颗粒物进行过滤。
所述的混合气供给组件包括混合器、液氨储罐、蒸发器、空气管、换热器和轴流风机；混合器的混合气输出管连接NOx反应器，混合器的空气进入口连接设有空气控制阀的空气管，空气管穿过设置在汽车前排气管上的换热器，空气管前端设有轴流风机；混合器的氨气进入口通过设有氨气控制阀的管路连接蒸发器的氨气出口，蒸发器的液氨入口连接至液氨储罐。本系统中为了除去汽车尾气中的一氧化氮与二氧化氮设置了NOx反应器，NOx反应器进行氨气、氧气、一氧化氮与二氧化氮的化学反应，需要依靠附加设备提供氨气与氧气。由于空气的温度达不到化学反应要求的温度，需要先对空气进行预热，汽车尾气从排气歧管中出来后，温度达到600℃~700℃，在汽车前排气管旁边设置空气吸收管，通过换热器与汽车前排气管进行换热，充分利用了尾气的热量，空气吸收管道中的空气通过小型轴流风机作用下吸入，空气进入混合器，通过这种方式获得需要的氧气。为了获得氨气，设置液氨储罐，液氨储罐内储存有液氨，液氨储罐连接蒸发器，在蒸发器作用下液氨变成气体氨气，由氨气控制阀控制其输入量，在混合器中与空气混合稀释，并喷淋到NOx反应器中。
所述的NOx反应器内在混合器的混合气输出管的出口上设置有球形喷淋头。混合气输出管的出口设置球形喷淋头保障混合气体与一氧化氮与二氧化氮充分进行化学反应。此时，NOx反应器的温度为320℃~430℃，在催化剂作用下，还原剂NH3 (液氨)与烟气中的NOx反应，将烟气中的NOx还原为无毒无污染的氮气N2和水H2O。发生的主要反应为： 。
所述的氧化反应设备为内部密布铜网的反应罐。氧化反应设备中设置两层铜网作为一氧化碳氧化为二氧化碳的催化剂。经过脱硝后的汽车尾气连同混合的空气一起进入了铜网，在300℃以上的温度中，铜先被空气中的氧气氧化，之后再被一氧化碳还原，生成了无污染二氧化碳。可见在此过程中铜网作为催化剂，在无明火的情况下完成一氧化碳的氧化。本发生氧化反应设备如下反应：。
所述的吸收液供给及排放组件包括排液阀、储液罐和补液阀，排液阀设置在吸收器底部，储液罐通过设有补液阀的管路连接至吸收器上部。为了除去二氧化碳与二氧化硫设置了吸收器。二氧化碳虽然是无污染的气体，但是却是会引起温室效应，对气候造成影响。吸收器中的吸收液来自上方的储液罐，在吸收器中间的位置设置有浮球阀，调节溶液的高度，补液阀按照需求补给的吸收液的多少。吸收器底部设置排液阀，便于清洗沉淀的碳酸钙。吸收器中吸收液吸收了尾气中的二氧化碳与二氧化硫，最后生成的气体为水蒸气。吸收液可以选用 Ca（OH）2溶液，发生如下反应：。
本系统中为了除去尾气中的水蒸气与可能带出的溶液在吸收器上方设置了干燥部。水蒸气与氢氧化钙、硫酸钙溶液可能腐蚀消声器。干燥部中放置有干燥剂，吸收尾气经过时带出的水蒸气、硫酸钙溶液。最后经过消声器的气体安全环保，可以直接方法到大气中去。
本系统中，温度条件恰好符合各种反应条件，发动机排出的气体大约为800℃~900℃，经过汽车前排气管与空气管换热之后，进入NOx反应器中的气体温度为320℃~430℃，符合NOx反应的条件，进入氧化反应设备中的气体温度为300℃左右，符合氧化铜与一氧化碳反应的温度，最后尾气排入大气的温度在30℃~50℃。
本汽车尾气的处理系统中包括补液阀、排液阀、空气控制阀、氨气控制阀在内的各处控制阀电路连接汽车的车载计算机或处理终端进行电路控制，在除尘设备和NOx反应器之间的连接管路上设置有氧传感器，同样电路连接至汽车的车载计算机或处理终端，并以检测的氧含量来判断各处控制阀的流通量或开闭。除尘过后，剩余大部分为气体，经过氧传感器，检测氧含量的多少确定发动机混合气的浓或稀，产生的信号给发动机控制单元，然后发动机控制单元根据信号改变燃油喷射时间。控制空气进入的轴流风机同样电路连接汽车的车载计算机或处理终端进行电路控制。车载计算机或处理终端的信号来源于发动机的燃料信号与氧传感器信号，经过作为处理终端的计算机处理后，来控制轴流风机的空气流量和氨气控制阀的流量。
与现有技术相比，本实用新型的一种汽车尾气的处理系统所具有的有益效果是：本实用新型通过除尘设备、NOx反应设备、氧化反应设备和吸收设备实现对汽车尾气进行了去除颗粒物、脱销、去除一氧化碳、二氧化碳等处理，最后排出的汽车尾气不仅没有污染，并且也除掉了能引起温室效应的二氧化碳。在气体排出过程中，充分利用了尾气的温度，能够符合系统中各种化学反应的条件，提高了去除污染物的效果。为了对颗粒物更好去除的同时也保护好设备，颗粒物除尘设备里面设置了三层。在本系统中，将去除二氧化碳也作为目标，使得排出的气体更加洁净。在系统末端设置了干燥部，既能保证对消声器的保护，也能减少溶液的损失。无需采用钯、铂、铑等贵金属，大大降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型一种汽车尾气的处理系统的流程示意图。
其中，1、除尘设备 101、电除尘网 102、油污过滤网 103、空气滤清器 2、NOx反应器 3、氧化反应设备 4、吸收器 401、干燥部 402、储液罐 403、补液阀 404、排液阀 5、消声器 6、混合器 7、液氨储罐 8、蒸发器 9、氧传感器 10、处理终端 11、空气控制阀 12、氨气控制阀 13、汽车前排气管 14、空气管 15、换热器 16、轴流风机。
具体实施方式
图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。
参照附图1：本实用新型的一种汽车尾气的处理系统，包括沿尾气排出方向依次连接的汽车前排气管13、除尘设备1、NOx反应设备、氧化反应设备3、吸收设备和消声器5，除尘设备1内部沿尾气排出方向依次设置电除尘网101、油污过滤网102和空气滤清器103。在除尘设备1和NOx反应器2之间的连接管路上设置有氧传感器9，氧传感器9电路连接处理终端10，为处理终端10提供判断信号，NOx反应设备包括连接在除尘设备1和氧化反应设备3之间的NOx反应器2和NOx反应器2上连接混合器6的混合气输出管，NOx反应器2内在混合器6的混合气输出管的出口上设置有球形喷淋头，混合器6的空气进入口连接设有空气控制阀11的空气管14，空气管14穿过设置在汽车前排气管13上的换热器15，空气管14前端设有轴流风机16；混合器6的氨气进入口通过设有氨气控制阀12的管路连接蒸发器8的氨气出口，蒸发器8的液氨入口连接至液氨储罐7。氧化反应设备3为内部密布铜网的反应罐。吸收设备包括内装有吸收液的吸收器4，吸收器4顶部设有内装干燥剂的干燥部401。在吸收器4底部设置排液阀404，吸收器4上部通过设有补液阀403的管路连接储液罐402。轴流风机16、空气控制阀11、氨气控制阀12、补液阀403和排液阀404均电路连接处理终端10，并接收处理终端10输出的控制信号。
尾气具体处理过程为：汽车发动机排出的尾气经过排气歧管进入汽车前排气管13中，此时废气的温度可以达到600℃~700℃。尾气进入除尘设备1，内部设置电除尘网101、油污过滤网102与空气滤清器103。除尘过后，剩余大部分为气体，经过氧传感器9，检测氧含量的多少确定发动机混合气的浓或稀，产生的信号给发动机控制单元，然后发动机控制单元根据信号改变燃油喷射时间。汽车尾气经过氧传感器进入NOx反应器2。小型液氨储罐7内储存有液氨，在蒸发器8作用下变成气体，由氨气控制阀12控制其输入量。空气在空气管14上的轴流风机16作用下吸入，经过换热器15与排汽歧管、汽车前排气管13换热，进行空气预热，可以充分利用尾气的热量。轴流风机16的控制型号由汽车计算机控制。在混合器6中氨气与空气混合稀释，并喷淋到NOx反应器2中，在催化剂的作用下，还原剂NH3 (液氨)与烟气中的NOx反应，将烟气中的NOx还原为无毒无污染的氮气和水。汽车尾气从NOx反应器2出来后，进入有两层铜网的氧化反应设备3，将尾气中有毒的一氧化碳氧化成无毒的二氧化碳CO2。经过氧化后，尾气进入可以吸收二氧化碳与二氧化硫的吸收器4，吸收器4中装有来自储液罐402中的氢氧化钙Ca(OH)2，由补液阀403控制溶液的多少，吸收器4的底部由排除反应物的排液阀404，方便清洗。在吸收器4的顶端设置干燥部401，吸收掉经过的气体中可能夹杂的Ca(OH)2反应溶液。尾气最后进入消声器5，降低排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。最终，汽车尾气可以安全的排放在大气中。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种汽车尾气的处理系统，包括汽车前排气管（13）和消声器（5），其特征在于：所述汽车前排气管（13）和消声器（5）之间设置尾气处理装置；所述的尾气处理装置包括沿尾气排出方向依次连接的除尘设备（1）、NOx反应设备、氧化反应设备（3）和吸收设备；其中，所述NOx反应设备包括NOx反应器（2）和NOx反应器（2）上连接的混合气供给组件；所述吸收设备包括内装有吸收液的吸收器（4）和吸收器（4）上连接的吸收液供给及排放组件，吸收器（4）顶部设有内装干燥剂的干燥部（401）。
2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气的处理系统，其特征在于：所述的除尘设备（1）内部沿尾气排出方向依次设置电除尘网（101）、油污过滤网（102）和空气滤清器（103）。
3.根据权利要求1所述的一种汽车尾气的处理系统，其特征在于：所述的混合气供给组件包括混合器（6）、液氨储罐（7）、蒸发器（8）、空气管（14）、换热器（15）和轴流风机（16）；混合器（6）的混合气输出管连接NOx反应器（2），混合器（6）的空气进入口连接设有空气控制阀（11）的空气管（14），空气管（14）穿过设置在汽车前排气管（13）上的换热器（15），空气管（14）前端设有轴流风机（16）；混合器（6）的氨气进入口通过设有氨气控制阀（12）的管路连接蒸发器（8）的氨气出口，蒸发器（8）的液氨入口连接至液氨储罐（7）。
4.根据权利要求3所述的一种汽车尾气的处理系统，其特征在于：所述的NOx反应器（2）内在混合器（6）的混合气输出管的出口上设置有球形喷淋头。
5.根据权利要求1所述的一种汽车尾气的处理系统，其特征在于：所述的氧化反应设备（3）为内部密布铜网的反应罐。
6.根据权利要求1所述的一种汽车尾气的处理系统，其特征在于：所述的吸收液供给及排放组件包括排液阀（404）、储液罐（402）和补液阀（403），排液阀（404）设置在吸收器（4）底部，储液罐（402）通过设有补液阀（403）的管路连接至吸收器（4）上部。
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