[发明专利]非热等离子体微粒减少系统以及使用该系统的方法无效
申请号: | 200980119153.5 | 申请日: | 2009-03-25 |
公开(公告)号: | CN102046933A | 公开(公告)日: | 2011-05-04 |
发明(设计)人: | 阿里·沃加特;理查德·巴克斯 | 申请(专利权)人: | 环境能源技术公司;阿里·沃加特;理查德·巴克斯 |
主分类号: | F01N3/02 | 分类号: | F01N3/02;B01D46/00;H05H1/24;B01J19/08 |
代理公司: | 北京连和连知识产权代理有限公司 11278 | 代理人: | 贺小明 |
地址: | 美国*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 等离子体 微粒 减少 系统 以及 使用 方法 | ||
相关申请
本申请要求2008年3月25日提交的第61/039,300与61/039,303号美国临时申请的权利。
技术领域
本发明总体上涉及用于减少气流中微粒物质数量的基于非热等离子体的系统,还涉及使用这样的系统的方法。本发明尤其涉及具有自洁表面的基于非热等离子体的减少微粒物质的系统。尤其可以预期的是减少系统中微粒物质积累的自洁表面,微粒物质积累例如可能导致非热等离子体生成减少,以及因此使系统减少气流中微粒物质数量的能力降低。
背景技术
单独以汽油或柴油或者汽油或柴油与其它化合物(例如,乙醇)组合作为燃料的内燃机是大量气体以及影响世界人口的健康与寿命以及整个环境的其它环境污染物的来源。因此,作为静止的、公路(on-road)以及越野(off-road)发动机中的汽油或柴油燃料燃烧的结果,会产生例如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、非甲烷碳氢化合物(NMHCs)以及微粒物质(PM)。尽管有数十年的监管,但这些以及其它污染物质继续以超过监管标准的量被释放到环境中,甚至是在具有严格排放控制的国家。比如在美国,即使在数十年的严格的空气污染规则之后,超过1.5亿人仍然生活在污染水平超过美国国家环境空气质量标准(NAAQS)的地区。比如,参见epa.gov/airtrends/sixpoll.html。
为了减少内燃机产生的污染物的数量,在美国和美国以外的其它国家,已经强制执行了越来越严格的以汽油和柴油为燃料的发动机排放物标准。遗憾的是,达到这些标准的耐用的技术很难得到。例如,仅在美国,尽管1990年到2007年之间大的和小的微粒(PM10 and PM2.5;参照以下定义)已经减少33%和51%,但美国微粒物质排放水平依然达到每年超过1百万吨的微粒释放到环境中,其中,这些微粒的三分之一产生于公路和越野车辆发动机来源,这些发动机大多数都配备有排放物控制装置。例如,参见epa.gov/air/airtrends/2008/report/Highlights.pdf,其全部内容以参考引用的方式结合于此。
一种为减少内燃机排放物、尤其是微粒物质排放提供很大希望的技术是基于非热等离子体(NTP)的利用以增加燃烧效率和/或改善排气管排放物的减少。具体地,通常将等离子体定义为电离气体,其中原子、正、负离子和电子混合在一起,但作为总体(即,在整体上或宏观水平上)是电中性的。例如,参见环境工程手册(Handbook of Environmental Engineering)第5卷:深度物理化学处理技术(Advanced Physiochemical Treatment Technologies),山本(Yamamoto)和大久保(Okubo)的非热等离子体技术(Nonthermal Plasma Technology),哈门那出版社(Humana Press)(同义词,“山本和大久保”),其全部内容以参考引用的方式结合于此。“热等离子体”是等离子体的构成原子、离子和电子成分的温度是相同的(即,处于热平衡和“热的”状态)的等离子体;典型地,非热等离子体(NTP)是这样一种非平衡的等离子体:电子是“热的”,而等离子体中的其它种类在热量上是“冷的”。电弧是一种热等离子体的例子;低温装置,如霓虹灯,是一种非热等离子体的例子。
关于燃烧效率,初步研究显示可以将NTP用于将大的有机燃料分子分解成更加容易且完全燃烧的较小的分子;例如,参见,公布号为2004/0185396,2005/0019714,以及2008/0314734的美国专利,其全部内容以参考引用的方式结合于此。这些在燃烧效率方面的增长的结果是燃料消耗改善,以及间接地、潜在地使排气管排放物更少。
其它研究显示可以将NTP用于直接减少排气管排放物。例如,在大量的研究中,已经通过各种方法在以减少NOx排放物为目标的系统中产生NTP。例如,参见,第6,482,368与6,852,200号美国专利,其全部内容以参考引用的方式结合于此。其它系统利用NTP减少微粒物质(PM)。例如,参见,第5,263,317号美国专利和公布号为2007/0045101的美国专利,其全部内容以参考引用的方式结合于此。
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