CN204627714U - 一种汽车尾气处理装置 - Google Patents

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董满生
张超
石琴
陈一锴
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Abstract

本实用新型公开了一种汽车尾气处理装置，其特征是：处理装置是在自气体入口至气体出口的尾气排放管路中依次设置有滤层单元、风机和三元催化单元；在三元催化单元中、针对三元催化器设置加热装置，以加热装置对于三元催化器在发动机冷启动过程中进行加热，并在三元催化器的温度达到设定值后停止加热。本实用新型可以全面有效的处理汽车尾气中的细微颗粒和有毒气体，对PM2.5的去除率可以达到99.7％以上，过滤层的设置更加科学合理，对尾气中微粒的处理更加全面有效。

Description

一种汽车尾气处理装置
技术领域
本实用新型涉及汽车配件领域，尤其涉及一种汽车尾气处理装置。
背景技术
随着汽车保有量的急剧增加，汽车产生的有害气体已逐渐成为地球大气的主要污染源之一，它不断地破坏着生态环境，严重危害人体健康、损毁城市形象，进而制约经济特别是城市经济的发展。汽车尾气对大气环境的污染已成为一个全球性的问题。有研究表明，汽车尾气排放的有害物质有60％～80％是在冷启动两分钟内燃料燃烧不充分的情况下排放的，冷启动后60秒内碳氢化合物约占总排放量的70％，因此，冷起动工况的排放问题是汽车尾气治理所面临的重要问题。
三元催化器作为一种尾气处理装置已经在汽车中有一定的应用，是将三元催化器安装在距离发动机出口约1.2m位置处，其催化剂的起燃温度为250℃，起燃温度是指催化效率达到50％时的温度。但是，在发动机启动后200秒内，三元催化器中催化剂的床层温度并不能立即达到250℃，这显然极大地影响了在冷启动期间三元催化器的净化效果，极易造成处理系统的核心即三元催化器的处理负担过大，缩短其使用寿命，一旦三元催化器失效，汽车尾气处理系统的作用便荡然无存。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种汽车尾气处理装置，以改善三元催化器中催化剂在发动机冷启动期间的工作环境，提高净化效果，延长三元催化器中催化剂的使用寿命。
本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型汽车尾气处理装置的结构特点是：所述处理装置是在自气体入口至气体出口的尾气排放管路中依次设置有滤层单元、风机和三元催化单元；在所述三元催化单元中、针对三元催化器设置加热装置，以所述加热装置对于三元催化器在发动机冷启动过程中进行加热，并在所述三元催化器的温度达到设定值后停止加热。
本实用新型汽车尾气处理装置的其结构特点也在于：在所述三元催化单元中，处在三元催化器的入口处设置HC吸附器。
本实用新型汽车尾气处理装置的其结构特点也在于：所述HC吸附器是由对HC具有大吸附能力的ZSM-5分子筛和对HC具有高脱附温度的Beta分子筛按设定的质量比通过机械混合制得。
本实用新型汽车尾气处理装置的其结构特点也在于：所述滤层单元是在封闭的滤腔中自气体入口至气体出口依次间隔设置石棉网过滤层、活性炭纤维过滤层和HEPA过滤层。
本实用新型汽车尾气处理装置的其结构特点也在于：所述加热装置是采用电热丝，所述电热丝呈螺旋状环绕在三元催化器的外周，在所述电热丝的电源回路中设置温控开关，设定所述温控开关接通电热丝的工作电源的工作区间是高于250℃、且低于850℃，其中，工作区间下限温度250℃为催化剂起燃温度，工作区间上限温度850℃为催化剂烧结温度。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
1、本实用新型中为催化剂设置加热装置，使催化剂在发动机冷启动时快速预加热达到起燃温度，预加热使催化剂达到起燃温度的时间比现有系统缩短2/3以上。
2、本实用新型设置HC吸附器，利用HC吸附器的低温吸附、高温脱附的技术特点，有效减少了冷启动排放的50-70％的HC。
3、本实用新型设置多层过滤层，过滤层前层对后层起到保护作用，尤其对HEPA过滤网进行保护，使每层的作用得到充分的发挥，并延长使用时间，减少更换频率。
4、本实用新型中三层过滤层的设置对尾气中微粒的处理更加全面，过滤掉几乎所有的微粒包括PM2.5和有毒气体，并且能极大地减小催化剂中毒的概率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中标号：1滤层单元，11石棉网过滤层，12活性炭纤维过滤层，13为HEPA过滤层，2风机，3三元催化单元，31为HC吸附器，32三元催化器，33加热装置，34温控开关，35工作电源。
具体实施方式
参见图1，本实施例中汽车尾气处理装置是在自气体入口至气体出口的尾气排放管路中依次设置有滤层单元1、风机2和三元催化单元3；在所述三元催化单元3中、针对三元催化器32设置加热装置33，以所述加热装置33对于三元催化器32在发动机冷启动过程中进行加热，并在所述三元催化器32的温度达到设定值后停止加热。
具体实施中，相应的结构设置也包括：构成HC吸附器。
在三元催化单元3中，处在三元催化器32的入口处设置HC吸附器31，HC吸附器是用由二氧化硅及氧化铝构成的沸石涂覆在多孔陶瓷载体上制成，HC吸附器31可以是由对HC具有大吸附能力的ZSM-5分子筛和对HC具有高脱附温度的Beta分子筛按设定的质量比通过机械混合制得，可以是由ZSM-5分子筛与Beta分子筛按质量比为2:1机械混合制得。
滤层单元1是在封闭的滤腔中自气体入口至气体出口依次间隔设置石棉网过滤层11、活性炭纤维过滤层12和HEPA过滤层13。其中，石棉网过滤层11能够过滤较大直径的微粒；活性炭纤维过滤层12中活性炭纤维布满微孔，对有机气体吸附能力极强，可以有效地吸附尾气中有异味或者对人体有毒的气体，HEPA过滤层13由叠片状硼硅微纤维制成的，像纸一样，对PM2.5的过滤效果非常好。
加热装置33是采用电热丝，所述电热丝呈螺旋状环绕在三元催化器32的外周，在所述电热丝的电源回路中设置温控开关34，设定所述温控开关34接通电热丝的工作电源35的工作区间是高于250℃、且低于850℃，其中，工作区间下限温度250℃为催化剂起燃温度，工作区间上限温度850℃为催化剂烧结温度。
本实施例在使催化剂快速达到起燃温度的同时，采用HC吸附器，在催化剂未达到起燃温度的短暂时间内，由HC吸附器吸附尾气中的HC化合物。其多层过滤层是以前层对后层起到保护作用，以使每层过滤层的作用得到充分的发挥，并延长使用时间，减少更换频率。
本实施例中多层过滤层的设置对尾气中微粒的处理更加全面，过滤掉几乎所有的微粒包括PM2.5和有毒气体，并且能极大地减小催化剂中毒的概率。
本实施例中HC吸附器31在汽车冷启动开始时的低温条件下可以有效吸附尾气中排放的HC化合物，随着催化剂温度的提高，被吸附的HC逐渐脱附出来在催化床上实现氧化，三元催化器32利用其催化剂可以将汽车尾气中的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。
三元催化单元3包括HC吸附器31、三元催化器32和加热装置。HC吸附器由对HC吸附量大的ZSM-5分子筛和HC脱附温度高的Beta分子筛按不同的质量比进行机械混合而成。HC吸附器31在汽车冷启动开始时的低温条件下吸附尾气中排放的HC化合物，随着催化剂温度的提高，被吸附的HC逐渐脱附出来在催化床上实现氧化。三元催化器32包括催化剂和载体，可将汽车尾气中的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。

Claims (4)

1.一种汽车尾气处理装置，其特征是：所述处理装置是在自气体入口至气体出口的尾气排放管路中依次设置有滤层单元(1)、风机(2)和三元催化单元(3)；在所述三元催化单元(3)中、针对三元催化器(32)设置加热装置(33)，以所述加热装置(33)对于三元催化器(32)在发动机冷启动过程中进行加热，并在所述三元催化器(32)的温度达到设定值后停止加热。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气处理装置，其特征是：在所述三元催化单元(3)中，处在三元催化器(32)的入口处设置HC吸附器(31)。
3.根据权利要求1或2所述的汽车尾气处理装置，其特征是：所述滤层单元(1)是在封闭的滤腔中自气体入口至气体出口依次间隔设置石棉网过滤层(11)、活性炭纤维过滤层(12)和HEPA过滤层(13)。
4.根据权利要求1所述的汽车尾气处理装置，其特征是：所述加热装置(33)是采用电热丝，所述电热丝呈螺旋状环绕在三元催化器(32)的外周，在所述电热丝的电源回路中设置温控开关(34)，设定所述温控开关(34)接通电热丝的工作电源(35)的工作区间是高于250℃、且低于850℃，其中，工作区间下限温度250℃为催化剂起燃温度，工作区间上限温度850℃为催化剂烧结温度。
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