[实用新型]过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，尤其涉及一种过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器。

背景技术

柴油发动机燃烧效率高，功率大，使用寿命长，广泛应用于车辆、机械、船舶及各种动力装置，但是其尾气中含有碳烟微粒（PM）、烃类（HC）、CO和氮氧化物（NOx）等污染物。因为尾气中O2含量较高，柴油发动机HC和CO的排放量较少，一般只有汽油发动机的1/10；NOx排放量与汽油发动机大致处于同一数量级；而PM的排放量约为汽油发动机的30～50倍。由于PM大小只有亚微米级，几乎可以全部被吸入人体内，对人体健康伤害极大，所以对其进行治理成为柴油发动机尾气净化的重中之重。

2012年，世界卫生组织专家发表声明，认定柴油发动机尾气与石棉和砒霜等物质一样，具有高度致癌性。总部设在法国的世卫组织下属机构国际癌症研究机构(IARC)重新划分了柴油废气的类别，将其从原先所属的很可能具有致癌作用的2A类致癌物，划入具有明确致癌作用的一类致癌物。

降低柴油发动机排放污染通常采用机内处理和机外处理的方法，尽管多年来人们在柴油发动机结构上进行了大量的改进，但是仍然无法满足日益严格的柴油发发动机尾气排放标准，因此机外处理（亦称为后处理）日益受到研究者的重视。柴油发动机属于稀燃发动机，其尾气含氧量高，含有的微粒较多，容易导致催化剂活性降低，因此广泛应用于汽油发动机的三效催化法并不适用于柴油发动机的尾气净化。目前，为了减少柴油发动机排放的PM，较多的采用捕集的方法。PM的捕集主要有静电吸附法、过滤捕集法和离心分离法。研究表明，微粒过滤器（又称微粒捕集器）是最有价值的收集方式。它主要是通过扩散、沉积和撞击机理来过滤捕集柴油发动机尾气中的微粒。但是，积存在过滤器上的微粒，在合适的温度和氧化气氛中一旦开始氧化燃烧，温度可高达2000℃以上，很容易将捕集器的陶瓷载体烧熔。另外，如果捕集器捕集的颗粒不定期清除，就会发生滤芯堵塞以致柴油发动机背压急速上升的现象，影响柴油机的性能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种简单高效的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器，包括碳烟微粒捕集器，所述碳烟微粒捕集器内设置有空腔，所述碳烟微粒捕集器上设置有进气口，所述进气口与空腔相连通；所述碳烟微粒捕集器上还设置有碳烟微粒处理装置，所述碳烟微粒处理装置包括阴极装置和阳极装置；所述空腔内设置阴极装置；相对应于阴极装置，在碳烟微粒捕集器外设置阳极装置。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的改进：所述进气口设置有尾气冷却装置。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的进一步改进：所述碳烟微粒捕集器为聚四氟乙烯纤维制成的过滤布袋；所述过滤布袋上负载催化剂。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的进一步改进：所述催化剂为TiO2、MnO2、Al2O3或AgO等金属氧化物。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的进一步改进：所述阴极装置包括不锈钢管和不锈钢细针；所述不锈钢管固定在空腔正中，所述不锈钢细针均匀分布在不锈钢管上；所述阳极装置为不锈钢薄板，不锈钢薄板紧贴过滤布袋；所述不锈钢薄板上均匀设置排气孔。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的进一步改进：所述过滤布袋的直径为10～20mm。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的进一步改进：所述不锈钢管的直径为2～3mm，不锈钢细针的长度为3～5mm，不锈钢细针的末端直径小于0.5mm；所述不锈钢细针的末端与不锈钢薄板之间的距离为2～5mm。

作为对本实用新型的过滤复合等离子体催化处理柴油发动机PM的反应器的进一步改进：所述不锈钢管上上不锈钢细针上下层之间的间距为5～10mm。