[实用新型]内燃机尾气处理循环利用装置

说明书

本实用新型涉及一种机械设备，尤其涉及一种对机车内燃机尾气处理后再利用的装置。

机车内燃机燃烧后产生的尾气其主要有害成分是未燃烧和燃烧不充分的碳氢化合物HC、氮氧化合物NO_x、一氧化碳CO和吸附在碳烟颗粒中的二氧化硫及有致癌作用的多环芳香烃如苯并芘等，这些尾气的产生不但造成大量能源的消耗，更主要污染了环境，危及人体健康，甚至使农作物减产，建筑物腐蚀及交通事故增多。为消除有害尾气，目前国内外常采用三元催化和氧化反应装置，利用三元催化还原使CO、HC和NO_x通过铂金催化还原为CO₂、H₂O、N₂。但它只有在燃油电子喷射的内燃机上使用，由于柴油机尾气中残留的碳烟颗粒和过量的氧气会使氧传感器控制不灵敏，故三元催化反应装置一般不用柴油内燃机以及大排量内燃机，而只适用于小排量汽油内燃机；并且三元催化反应装置还存在以下不足：一、三元催化装置使用寿命短，对燃料要求高，容易引起铅中毒，有效期一般为5万公里，同时，0—5万公里期间催化效果在逐步衰减；二、转换效率与内燃机空燃比有关，即空燃比在14.7∶1的情况下转换效率为最高，其它空燃比时转换效率则明显降低。另外利用氧化催化反应装置，仅依靠氧化反应来降低CO和HC，它对碳烟颗粒无消除作用，反而造成催化反应器的损坏与失效，再由于催化剂一般不耐高温，在内燃机尾气温度过高致催化剂过热而烧结，使催化反应装置表面积迅速减小，性能就发生质的变化，催化剂功能随之下降，达不到净化尾气理想的效果；除三元催化和氧化反应装置外还有排气再循环法，采用排气再循环法是把一部分尾气回流到进气管再进入燃烧室进行再燃烧，试验证明5％的排气再循环可使NO_x、的最大浓度从2630×10^-6下降到1400×10^-6下降近47％，随着排气回流量增加，会使燃烧速度减慢，燃烧稳定性变差，从而产生高气波造成内燃机爆震，热负荷增加。还有采用掺水法，就是向引擎进气管或气缸喷水及采用乳化燃料，使NO_x、的产生受到抑制，它的缺点是掺水会带来油底壳积水稀释机油，机件锈蚀，冬季结冰等。此外，乳化燃料还存在成本及贮存时发生水油分离的问题，特别是喷水装置及其随负荷的控制，难于在汽车行驶中付诸实用。

本实用新型的目的是提供一种结构合理，能对机车内燃机尾气进行净化处理，使其再生而被循环利用的内燃机尾气处理循环利用装置，达到降低机车的排污量，降低对空气的污染，起到对自然环境、生态平衡的保护作用。

本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：

一种内燃机尾气处理循环利用装置，它主要包括转换器、气波缓冲分离滤清器、付水箱三部分组成，其转换器内设有水蒸气转化床，水蒸气转化床进口与付水箱连通，转换器一端是尾气进口、另一端与气波缓冲分离滤清器连通，在转换器底部设有一排污口，气波缓冲分离滤清器内设有尾气转换、吸收和过滤分离膜，气波缓冲分离滤清器壳体上设有与发动机气缸连通的滤清器出口，在转换器上设有热电偶和传感器，传感器与付水箱的供水热传感开关连接。

水蒸气转化床是一位于转换器中间的管式气流转化床。

管式气流转化床是一蛇形管式气流转化床。

转换器通过一过渡管与气波缓冲分离滤清器进口连通。

付水箱通过供水管与蛇形管式转化床进口连通。

蛇形管式转化床出口靠近转换器尾气进口。

排污口内设有控制阀。

尾气转换、吸收和过滤分离膜可以是合金分离膜。

合金分离膜可以是钯银分离膜、镍铬分离膜。

本实用新型的工作原理是：当内燃机工作时产生的尾气经排气歧管进入转换器，此时，热传感器工作来控制付水箱打开控制阀开关使水流进入转化床，进入转化床的水吸取大量的尾气余热后转化成过饱和水蒸气从热蒸气出口喷出，此时达到降低尾气温度，增加湿度目的，并使尾气中的碳烟颗粒在过饱和水蒸气中形成以自身为中心的水滴成为残水，落入转换器的排污口，通过控制阀排出，另外大部分未燃烧成分HC、CO经转化床循环降压、降温、加湿后经过渡管进入气波缓冲分离滤清器净化过滤，平缓进入气缸参与混烧来提高发动机有效压力达到节能和环保目的。

本实用新型的积极效果：

1、节能：本装置利用内燃机尾气中未燃烧和燃烧不充分的HC、CO经过有效处理进行循环燃烧，使燃料得到充分利用，经试验其节油率为30％。