CN2767669Y - 柴油机尾气微粒捕集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柴油机尾气微粒捕集器，主要包括由平行排列状的扁袋式过滤元件4组成的双室过滤器5－1及5－2和柴油燃烧器7。当燃烧器7与过滤室5－1连通时，转换阀2则关闭过滤室5－1，而开通过滤室5－2。反之亦然，使得过滤与再生分区交替进行。本实用新型的特点在于所述燃烧器设置在装置的低压端，即尾气过滤后的排放侧。使得燃烧器产生的热气通过金属纤维过滤介质间接传导加热微粒层，微粒燃烧所需的氧气来源于热气中的过剩氧气，控制了微粒的燃烧速度；使得过滤元件的温度能控制在合理范围内，保证了本装置的安全和较长的使用寿命。

Description

柴油机尾气微粒捕集器

                          技术领域

本发明属于柴油机尾气净化处理领域，更具体地说涉及一种柴油机尾气微粒捕集器。

                          背景技术

随着世界经济的不断发展，柴油发动机的需求也在迅速增长。柴油发动机由于其机动性强、功率大、热效率高、工作可靠、价格低廉等特点，其应用越来越广泛。但同时也带来了严重的环境污染，其主要的有害排放是NOx、CO、HC和微粒，在我国以微粒的污染尤为突出，对人类的健康和生态环境构成了严重威胁。因此世界各国都采取措施，制定了日益严格的限制柴油发动机排放的法规和标准。有关企业和研究机构也在积极开发柴油机尾气净化处理技术和装置。

目前，柴油发动机尾气微粒捕集器的类型有：整体式蜂窝状堇青石过滤器、整体式蜂窝型碳化硅(SiC)过滤器、陶瓷纤维过滤器、金属丝网过滤器、金属纤维烧结毡过滤器等。柴油发动机尾气微粒过滤器再生装置类型有：自然催化剂再生系统、电加热再生处理系统、柴油燃烧器加热再生系统、脉冲空气反洗装置、燃油添加剂再生处理系统等。以上类型的捕集器与再生处理方式组合后便产生了各种柴油机尾气净化处理技术和装置。目前投入试验或使用的柴油发动机尾气微粒捕集器各自具有自身的特点，但也存在一些不足之处。比如，整体式蜂窝状堇青石过滤器热传导率低、耐热及抗震性差，加热再生时易产生热应力开裂、熔蚀等问题；整体式蜂窝型碳化硅(SiC)过滤器热膨胀系数高、抗震性差，加热再生时易产生开裂；陶瓷纤维过滤器单位体积的过滤面积小；金属丝网过滤器重量大；金属纤维烧结毡过滤器初期过滤效率低；催化剂再生系统只能应用于低硫柴油；电加热再生需要有较大的供电能力；柴油燃烧器加热再生控制较为复杂，成本高；脉冲空气反洗装置需要辅助压缩空气系统。

                      实用新型内容

本实用新型的目的在于针对提供一种柴油机尾气微粒捕集器，其具有良好捕集性能、抗振性好、使用寿命长、体积及重量适合车辆空间、控制可靠、成本适度，可用于治理柴油发动机尾气污染。

本实用新型的柴油机尾气微粒捕集器结构如图1、2、3所示，主要包括扁袋式过滤元件的双室过滤室和柴油燃烧器，其柴油燃烧器7通过燃烧器移动气缸6与过滤室的一端连接，柴油机尾气进气口1设置在过滤室的另一端，所述过滤室分为5-1、5-2双室结构，过滤室内设置的扁袋式过滤元件4呈平行排列状，当柴油燃烧器7与过滤室5-1连通时，转换阀2则关闭过滤室5-1，开通过滤室5-2；

本实用新型的特点在于：所述燃烧器设置在装置的低压端，即尾气过滤后的排放侧(图1或图2的位置)，具体的说，既可以是装置的尾端(图1)也可以是装置的侧面(图2)；使得燃烧器产生的热气通过金属纤维过滤介质间接传导加热微粒层，微粒燃烧所需的氧气来源于热气中的过剩氧气，由于其中氧浓度较低，且通过金属纤维过滤介质间接传输给微粒，因此控制了微粒的燃烧速度。同时由于始终有充足的气流流过过滤元件的表面，微粒燃烧产生的过多热量被热气带走，使得过滤元件的温度能控制在合理范围内，保证了本装置的安全和较长的使用寿命。整套装置设计为双室结构，过滤与再生分区进行，使得过滤与再生互不干扰，无论发动机处在何种工况下系统都能自动工作。

为了提高燃烧再生效果，过滤室内过滤元件外表面之间间隙为2～10mm。

本实用新型的工作原理为：柴油机排出的尾气从进气口1经转换阀2的开启侧进入过滤室5-2，扁袋式过滤元件4将尾气中的微粒捕集于内表面，过滤后的尾气从扁袋式过滤元件4之间的缝隙流动到尾气排出口3排出。当过滤元件捕集的微粒达到一定厚度(根据系统的压力传感器测定的背压值确定)，控制器发出指令驱动转换阀2，关闭过滤室5-2，同时打开过滤室5-1以维持系统继续工作。之后，控制器发出指令移动柴油燃烧器7，烧嘴与关闭的过滤室5-2连通，并开始点火燃烧，燃烧产生的热气从扁袋式过滤元件之间的缝隙中流过，从外表面开始加热过滤元件，通过热传导逐渐将过滤元件内表面捕集的微粒加热到燃点，微粒开始燃烧，过滤元件的温度迅速升高，反过来加热燃烧器产生的热气。随着高温热气的流动，微粒的燃烧从烧嘴近端逐渐向远端延伸，以完成整个过滤室的再生。在再生过程中，由于始终有充足气流流过过滤元件的表面，微粒燃烧产生的过多热量被热气带走，使得过滤元件的温度能维持在合理的范围内，使得整个再生过程平稳进行，保证了本实用新型的安全和较长的使用寿命。

                           附图说明

图1是燃烧器布置在尾端的本实用新型结构及原理示意图；

图2是燃烧器布置在侧面的本实用新型结构及原理示意图；

图3是图2的B-B剖示图；

图中：1-发动机尾气进气口  2-转换阀  3-过滤后尾气排出口4-扁袋式过滤元件  5-1-过滤室  5-2-过滤室  6-燃烧器移动气缸7-柴油燃烧器

                         具体实施方式

本实用新型用于中型公共汽车的设计方案。结构如图1所示，主要包括扁袋式过滤元件的双室过滤室和柴油燃烧器，其柴油燃烧器7通过燃烧器移动气缸6与过滤室的一端连接，柴油机尾气进气口1设置在过滤室的另一端，所述过滤室分为5-1、5-2双室结构，过滤室内设置的扁袋式过滤元件4呈平行排列状，当柴油燃烧器7与过滤室5-1连通时，转换阀2则关闭过滤室5-1，开通过滤室5-2，3是尾气排出口，其主要技术参数如下：

过滤材料：耐高温金属纤维烧结毡

过滤元件类型：扁袋式

扁袋式过滤元件外表面之间间隙：5mm

单室过滤面积：1.5m²

过滤室个数：2

柴油燃烧器功率：5Kw

转换阀及燃烧器驱动执行元件：气缸

供电要求：DC 12V、150W

压缩空气要求：压力≥0.5MPa、流量≥300ml/sec

几何尺寸：φ270×950mm

效果：微粒捕集率≥80％，排放烟度值达到欧II标准。

Claims (2)

1、一种柴油机尾气微粒捕集器，其特征在于主要包括扁袋式过滤元件的双室过滤室和柴油燃烧器，其柴油燃烧器(7)通过燃烧器移动气缸(6)与过滤室的一端连接，柴油机尾气进气口(1)设置在过滤室的另一端，所述过滤室分为(5-1)、(5-2)双室结构，过滤室内设置的扁袋式过滤元件(4)呈平行排列状；柴油燃烧器布置在过滤室的低压端，所述低压端是尾气过滤后的排放侧。

2、根据权利要求1所述的柴油机尾气微粒捕集器其特征在于过滤室内过滤元件外表面之间间隙为2～10mm。

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