[实用新型]一种基于低温等离子体的汽车尾气处理的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种基于低温等离子体的汽车尾气处理的装置。

背景技术

汽车尾气的主要有害成分是碳氢化合物(C_nH_m)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)。传统方法消除汽车尾气中这些有害成分的方案主要有两种：一种是改进发动机的燃烧方式以减少有害气体的排放；另一种是采用催化转化器将尾气中的有害气体净化。早期采用较多的是三效催化剂(英文名为Three-Way Catalyst)，简称TWC。这种催化剂的特性是用一种催化剂能同时净化汽车尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(C_nH_m)和氮氧化物(NO_x)，但为了发挥其催化性能，必须将空燃比经常控制在14.6±0.1附近，这种催化净化器具有较高的净化率，但需要有氧传感器、多点式燃料电子喷射、电子点火等闭路反馈系统相匹配。不过随着近些年来科技的发展以及各传媒的宣传，低温等离子体尾气处理技术已经越来越被人们所熟知。

等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，即电离了的“气体”，它呈现出高度激发的不稳定态。如果对气体持续加热，使分子分解为原子并发生电离，就形成了由离子、电子和中性粒子组成的气体，这种状态称为等离子体（俗称电浆）。除了加热之外，还可以利用如加上强电磁场等方法使其解离。按粒子温度划分，可分为平衡态等离子和非平衡态等离子；当电子温度和离子温度相等时，等离子体在宏观上处于热力学平衡状态，因体系温度可达到上万度，故称为高温等离子体，恒星等离子体和热核聚变反应中的等离子体均属于这一类型；当电子温度远远大于离子温度，电子温度可达上万度，而离子和中性离子温度却可低至室温，因此，整个体系的表观温度还是很低，故又称为低温等离子体；一般气体放电所产生的等离子体属于这一类型。

等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO₂和H₂O等物质，从而达到净化废气的目的。该技术节能环保，适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体，如化工、医药等行业。同时该技术占地面积小，电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用，运行费用低，反应快、停止十分迅速，随用随开。

目前，低温等离子废气处理技术在工业上已广泛得到广泛应用，其中最具活力的当数非平衡态等离子体技术。非平衡态等离子通常采用辉光放电、电晕放电、沿面放电或介质阻挡放电产生。其特点是电子温度远远高于重粒子温度,一般离子和原子之类的重离子温度为300～500K,而电子温度却高达104K以上。这使得电子具有足够高的能量使反应物分子激发、离解和电离,同时反应体系又得以保持低温。但普通技术形成的等离子体能量和浓度达不到处理汽车尾气的目的和效果，要提高非平衡态等离子体对尾气中一氧化碳、氮氧化物、未燃碳氢化合物等有害气体的脱除率,就需要有能提供较高能量的放电电场,提高电场强度和电场中电子的能量成为解决问题的关键。

综上所述，如要将先进的低温等离子体废气处理技术应用在汽车尾气处理中，则至少需要克服三个难点。一是一次性投资稍高，尤其是当采用介质阻挡放电法时，其中的介质一般采用的都是金属材料，尤其如铂铑合金，价格昂贵，在普通汽车上根本无法实施。二是工作温度要求高，传统的低温等离子体废气处理技术采用的是热触媒，当工作温度要达到400℃时才会产生等离子体，而汽车刚发动往往就会产生尾气，这时工作温度远未达到要求，使得净化效果不佳。三是虽然目前市面上有少量利用等离子体技术的尾气处理装置，但所采用的方法为电晕放电法，产生的等离子密度不高，远远无法满足汽车尾气的净化要求。

实用新型内容

为了满足上述需求，解决现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种汽车尾气处理的装置,基于低温等离子体废气处理技术，净化效率高，成本相对较低。

    为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于低温等离子体的汽车尾气处理的装置，包括一段设置在排气系统中排气歧管与消音器之间的尾气管，所述尾气管的一端为进气口，另一端为排气口，所述尾气管上内壁设置有高压电极，所述尾气管下内壁设置有接地电极，所述高压电极和所述接地电极上均覆盖有介质层，所述的两个介质层之间形成放电腔，所述放电腔的前半部分为预处理段，所述放电腔的后半部分为净化段，所述高压电极与所述接地电极分别通过高电压发生器与供电装置连接。