[实用新型]柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器

说明书

技术领域

本实用新型属于柴油机尾气颗粒物控制设备领域，特别涉及一种柴油机尾气颗粒物的连续再生补集器。

背景技术

与汽油机相比，柴油机的颗粒物质排放量约为汽油机的 30～80倍，是柴油机尾气中的主要污染物。其成分主要包括炭粒，液相碳氢化合物（HC）和少量吸附在其上的H₂SO₄或硫酸盐。炭粒粒径小，主要分布于0.01μm～2μm之间，质量轻，能长时间悬浮在大气中，容易被人体吸入并沉积在肺泡中，对人体造成极大的危害。炭粒捕集技术是目前公认的作为有效的炭粒净化技术，也是目前商用前景最好的技术之一。炭粒捕集器安装在柴油机排气管上，排气通过时炭粒被过滤体捕集。捕集效率主要受到炭粒粒径、排气流速、气流温度等因素影响。随着工作时间的增长，过滤体内堆积的炭粒增多，影响柴油机的正常工作，须用燃烧等方法将这些炭粒除去，即过滤体的再生。柴油机颗粒过滤器的关键技术是再生的研究。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器，以实现捕集器过滤体的连续再生，提高捕集器对柴油机颗粒物净化的效率。

本实用新型的柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器，包括一个或多个颗粒物过滤单元；所述颗粒物过滤单元外层为双层石英玻璃层，不锈钢放电电极夹在双层石英玻璃层中间；介质过滤层位于双层石英玻璃层内部，介质过滤层与双层石英玻璃之间形成间隙；不锈钢网电极位于介质过滤层内部，不锈钢网电极内部设置有负电极；所述颗粒物过滤单元一端的不锈钢网电极为封口的，颗粒物过滤单元的另一端介质过滤层与双层石英玻璃之间形成的间隙处为封口的；所述负电极与不锈钢网电极之间设置有金属纤维毡层，负电极与金属纤维毡之间形成间隙。

作为优化，所述颗粒物过滤单元的一端的不锈钢网电极端通过一不锈钢板封口；所述颗粒物过滤单元的另一端介质过滤层与双层石英玻璃之间形成的间隙处通过石英玻璃封口。

采用不锈钢网作为颗粒捕集器，金属材料的强度、韧性、导热性等方面有着陶瓷等过滤器无法比拟的优势；利用不锈钢网良好的导电性，将其接地，作为电场的正极，被负电极赋上负电荷的炭粒在电场力的作用下将被收集在不锈钢网上。这样，既利用了不锈钢网多空的物理结构对炭粒进行截留，又利用了金属导电特性增加炭粒的捕集效率，一举两得。金属纤维毡的设置可以进一步加强对油机尾气颗粒物的吸附。同时将柴油机颗粒过滤器与静电增强过滤原理结合起来，并利用介质阻挡放电产生的低温等离子体共同作用，使炭粒在颗粒过滤器中低温燃烧，解决了补集器的再生问题。

附图说明

图1是本实用新型柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器入气口的截面结构示意图。

图2是本实用新型柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器的剖面结构示意图。

具体实施方式

柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器的结构如图1、图2所示，包括一个颗粒物过滤单元；颗粒物过滤单元外层为双层石英玻璃层2作为阻挡介质，不锈钢放电电极1作为高压电极，夹在双层石英玻璃层2中间；介质过滤层3位于双层石英玻璃层2内部，介质过滤层3与双层石英玻璃2之间形成间隙；不锈钢网电极5为接地电极，位于介质过滤层3内部，不锈钢网电极5内部设置有负电极6；颗粒物过滤单元的一端为气流入口，气流入口处的不锈钢网电极5端通过一不锈钢板4封口；颗粒物过滤单元的另一端为气流出口，气流出口处的介质过滤层3与双层石英玻璃2之间形成的间隙处通过石英玻璃封口。负电极6与不锈钢网电极5之间设置有金属纤维毡层7，负电极6与金属纤维毡7之间形成间隙。

使用时气流中颗粒物的捕集是应用了静电增强过滤机理，细小的流注放电细丝从金属纤维毡7和不锈钢网电极5向双层石英玻璃层2方向扩散。通过过滤的颗粒物会被活化，在静电力作用下颗粒物得到电荷，电风把颗粒物吹到不锈钢网电极5背面。

捕集器中的金属纤维毡7和不锈钢网电极5上除收集到大量的柴油机排气颗粒外，还有一薄薄的柴油炭粒。这层柴油炭粒主要来自柴油机气缸中还来不及燃烧就被气缸中的高速气流带出机外的柴油气雾。由于这部分柴油气雾比重较大，吸附、黏附力较强，其在静电的扩散过程中极易与柴油机排气炭粒、HC、NO_X间的“电化学反应”产物及氧化反应产物发生碰撞，碰撞过程中，它们相互吸附，凝聚，这些作用机理使得各种炭粒不断壮大，形成一个个“巨大团体”提高了静电捕集器的捕集效率。

将金属纤维毡7和不锈钢网电极5上沉积的颗粒物在介质阻挡放电的空间之内，产生的活性物质能够与炭粒作用，并将炭粒氧化成 CO₂；气流中的 NO 流经低温等离子体区域时，NO被等离子体中的活性成分氧化成NO₂，炭粒被氧化成 CO₂。因此，可以实现连续的低温燃烧，从而解决捕捉器连续再生问题。在使用过程中，柴油机尾气颗粒物连续再生捕集器可以由一个颗粒物过滤单元组成，也可以由多个颗粒物过滤单元组成。