[其他]用于捕集和焚烧柴油机废气中颗粒物质的方法及设备无效

专利信息
申请号: 86105474 申请日: 1986-08-04
公开(公告)号: CN86105474A 公开(公告)日: 1987-05-27
发明(设计)人: 雷蒙德·F·巴杜尔 申请(专利权)人: 布雷克公司
主分类号: F01N3/02 分类号: F01N3/02;F02M35/00
代理公司: 中国专利代理有限公司 代理人: 萧尔刚
地址: 美国新泽西州·帕*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 焚烧 柴油机 废气 颗粒 物质 方法 设备
【说明书】:

发明是关于减少柴油机废气中所排放的颗粒物质的含量,特别是关于除去柴油机废气中含有的固体颗粒物质的方法和设备。

近几年来,由于柴油机的燃料比传统的汽油机的燃料便宜,所以,越来越多的汽车采用柴油机来带动。公路上经常见到的大批通用的柴油机汽车按照常规分法可以分成两类,就是说,一类是轻型汽车和卡车,另一类是重型汽车,根据环境保护部门的定义,轻型汽车和卡车为能容纳12名以下乘客的客车,轻型卡车以及各种总重量在8501磅以下的车辆,这类车辆包括大部分小汽车、挖掘卡车、小型带篷运货汽车及某些专用车辆。重型汽车定义为总重量超过8500磅以上的各种车辆,特别是卡车、公共汽车、运货汽车以及游览车。

另外,柴油机也用于工业设备的成龙配套,例如,与贮藏设备和有许多受限制的通风机的地下矿井设备配套使用,许多柴油机还用于牵引柴油机车,工业应用又如叉式起重机、大型汽车、发电机上的辅助发动机以及泵的辅助设备,伐木业、采矿业、采石业、油田作业以及钻井设备等等,建筑业应用的例如用于推土机、电动分选机、拖拉机、刮泥机、辗压机和装载机;农业上应用的例如带动农业设备。

尽管柴油机越来越普及,尤其是用于重型汽车,柴油机废气(不同于汽油机废气)中没有燃烧的烃类和一氧化碳成分相对少些,但是柴油机的应用也带来了一些较大的困难。原因就是柴油机废气中含有不希望有的大量的固体颗粒物质,例如,其含量比汽油机废气中含有的固体颗粒物质至少大30~50倍。

柴油机废气中典型的固体颗粒物质是由小的、固体的,不规则小颗粒的结块形状的颗粒所组成,这些固体颗粒物质是近似圆形,其表面常常吸附有大分子的烃类,也有流体涂盖层;该固体颗粒物质常常是由纯碳和许多有机化合物组成的混合物。这些固体颗粒物质常常很细並且很轻,其密度尤如面粉。其颗粒大小从约为0.01微米的非常小的单个颗粒到10~30微米的很大的球。进一步解释,该颗粒的堆积密度为0.075克/厘米3,表面积为100米2/克。总的来说,从透平增压柴油机排放的固体颗粒物质的特性与自然吸气的柴油机的相比稍微有些不同,从透平增压柴油机排放出来的固体颗粒稍小些,而且含有的有机化合物的量少得多。

未经核对,本来大气中,尤其是市区的大气层中总的悬浮颗粒物质的含量大已经成为问题,由于上述的从柴油机废气中排放的大量固体颗粒物质,又进一步加大了这一问题的严重性。例如,由于柴油机污染问题严重,所以,人们希望在大城市减少柴油机污染程度。因此国家科学研究委员会预计到1990年,洛杉矶(LosAngeles)指标应下降20%,丹佛(Denver)指标应下降50%(《科学》第268页,1982年1月),而且,柴油机废气中排放的某些特殊化合物已经被认为是致癌物质;这些物质存在于大气层中,对人的身体健康有明显的不良影响。鉴于这些情况,国家癌症研究所公开一项研究,结果表明,驾驶柴油汽车的司机患膀胱癌的是正常公民的12倍(Wall    Street    Journal,1983.4.11)。

根据上述所说的情况,环境保护部门已经提出一项标准,即从以柴油为燃料的轻型汽车排放的颗粒物质为0.6克/英里,规定从1987标准年开始实行,还提出一项标准(规定从1990标准年实行),即从以柴油机为燃料的重型汽车排放的颗粒物质为0.25克/制动马力-小时。

为了使制造的柴油机和汽车解决上述问题,可行的方案之一是考虑在工业化生产柴油机时,控制其输出功率。实际上,这种办法,只是以往机车制造时采用的控制烟气排放之方法的简单扩大,这种方法经常采用的特例是减少①加速冒烟和②负载冒烟。

加速冒烟就是在汽车加速时产生的烟雾,这是由于燃料/空气超过了所需要的比率所引起的,通常的表现是短时间内冒一股黑烟。

负载冒烟是在汽车装有重载运行时产生大量烟雾,例如,在汽车爬坡时,产生大量烟雾。通常把这看成是满载即稳定状态冒烟。为了改善这些难题,制造厂家通过机械的办法,在排放废气时,限制喷入燃料的量。这样,虽然冒烟量有所降低,但以无效操作为代价。

按照上述的方法,机车制造厂家在力图减少机车废气中排放的固体颗粒物质方面,已经取得了一些进展,尽管这种办法稍微产生了一些有益的作用,但还不是一种根本的解决办法,就是说,上述的方法对于除去各种颗粒物质排放,或者平均使其降低到所要求的限度以内,是没有效果的,除非输出功率降低到不能允许的范围以下。

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