[发明专利]一种柴油机排气颗粒物荷电及荷电量测量装置

说明书

本发明公开了一种柴油机排气颗粒物荷电及荷电量测量装置，包括除水装置、荷电反应器和改进结构的法拉第筒，除水装置包括冷却系统、加热系统，所述荷电反应器包括线筒式电晕发生器、正/负高压电源，所述改进结构的法拉第筒包括PVC管、金属网一、金属网二、橡胶管，滤纸托架、快速接头、不锈钢内筒、不锈钢外筒及流量控制系统；所述冷却系统将柴油机排气中水分减少，并通过加热系统将排气恒定在某一温度，再将加热的排气通入荷电反应器中发生反应，从而实现颗粒物带电。整个荷电量测量过程为在线测量，经改进结构的法拉第筒测量颗粒物荷电量并通过滤纸捕集带电颗粒物。利用正/负高压电晕放电技术，实现了柴油机颗粒物的实时捕集和荷电量的测量。

技术领域

本发明涉及发动机排气后处理技术领域，具体而言，是一种适用于柴油机排气颗粒物荷电及荷电量测量装置。

背景技术

可吸入颗粒物排放所带来的空气污染，已成为本世纪最严重的环境问题之一。可吸入颗粒物的粒径越小，颗粒在大气中悬浮时间和输送距离就越远，对人健康的危害就越大。最新研究表明粒径小于100nm的颗粒能轻易穿透人体细胞壁，进入血液和大脑，甚至能导致某些遗传性疾病。目前城市中机动车的排气污染物，尤其是柴油机排放的微纳米级颗粒物是大气可吸入颗粒物的主要来源之一，控制柴油机排气颗粒物，已引起许多国家和国际组织的重视，成为目前研究热点。

随着柴油机排放控制技术的发展，尤其是后处理技术的应用，柴油机颗粒物排放总质量大幅度减少，但是对微纳米颗粒排放数目的控制效果并不明显，而在最新颗粒物排放标准中，颗粒物数目的控制已成为主要的任务之一。因此对颗粒物采用荷电凝并技术来促进微纳米颗粒物粒径生长、减少颗粒物数目，不仅在柴油机排气后处理方面具有重大意义，同时也将在微纳米颗粒物控制领域发挥重要作用。因此，采取相关措施对柴油机排气颗粒进行荷电凝并是很有必要的。

荷电凝并(Electrical Agglomeration，EA)技术以高效，安全，无二次污染且适用范围广等优点，成为目前柴油机排气净化领域新的研究热点。荷电原理简单来说就是带电粒子撞击柴油机排气颗粒物使其带电。放电电极在负高压直流电压的作用下阴极电晕放电产生电子，由汤森理论知，这些电子在电场作用下的迁移运动强于其本身无规则热运动。采用负压电晕放电且当电场强度足够强时，阳极(接地极)和阴极(电晕放电极)会产生较大的电势差，这些电子在向接地极运动的过程中能使气体粒子发生碰撞电离。新产生带电粒子在电场作用下向阳极运动时也能使气体粒子发生碰撞电离，向阳极运动的电子越来越多。这些带电粒子在运动过程中与柴油机排气颗粒物发生碰撞以及颗粒物之间的相互热运动碰撞，使颗粒物荷电。

发明内容

本发明利用高压电晕放电技术，即时解决柴油机排气颗粒物荷电的问题。提出了一种适用于柴油机排气颗粒物的荷电装置及测量荷电量的法拉第筒。实现本发明的技术方案如下：

一种柴油机排气颗粒物荷电及荷电量测量装置，包括稳压箱、除水装置以及荷电反应装置，所述稳压箱的进气口与柴油机相连、稳压箱的出气口与所述除水装置一端相连、所述除水装置另一端与所述荷电反应装置相连；

所述除水装置包括冷却装置和加热装置；所述冷却装置包括不锈钢波纹管、离心风机，所述离心风机的出风口对准所述不锈钢波纹管；所述加热装置包括不锈钢圆筒、陶瓷管加热器，所述不锈钢圆筒设置在所述陶瓷管加热器内部；所述不锈钢波纹管一端连接所述稳压箱、另一端连接所述陶瓷管加热器；

所述荷电反应装置包括线筒式电晕发生器、高压电源；所述线筒式电晕发生器包括不锈钢管、内电极、保温棉；所述不锈钢管的一端与所述陶瓷管加热器出气口相连，所述不锈钢管两端的管壁上分别设有孔，所述内电极位于不锈钢内部、并且内电极的两端分别从所述孔穿出；所述保温棉包在所述不锈钢管外表面；所述不锈钢管的管体接地；

所述高压电源连接所述内电极的一端，所述内电极的另一端绝缘悬空。