基于排气能量的复合式柴油机排气微粒净化器
文章来源:河南省新乡市过滤净化设备有限公司   访问商铺     添加时间:2008-10-8
本发明属于柴油机排气后处理技术,特别涉及一种基于排气能量的复合式柴油机排气微粒净化器。 柴油机排气微粒对环境及人体健康具有重要的影响及危害。为了满足日益严格 的排放法规的要求,近十多年来,国内外对柴油机排气净化技术进行了大量的研 究工作,取得了许多成就。研究的内容主要包括机内净化技术和机外后处理技术。 从微粒增长器中流出的排气首先进入排气稳流腔,经稳流腔稳流后的排气进入谐振腔 式微粒离心分离器。谐振腔式微粒离心分离器利用柴油机排气气流的动能,通过螺旋 形导流叶片使气流在分离器内高速旋转,靠离心力将气流中的微粒甩向分离器筒壁。甩 向筒壁的微粒在气流的带动下,靠惯性力的作用进入惯性微粒收集器。根据柴油机排气脉 动的特点,微粒离心分离器设计成谐振腔的形式,以稳定气流流场并充分利用排气的动能 使微粒分离。通过采用在惯性微粒收集器内的废气再循环出口管处引气的方法可以有效改变 分离器内的流场,削弱涡汇流场区域,增强旋源流场区域,从而获得适合于微粒分 离的流场分布,微粒分离空间可 以处于包括强制涡区在内的整个空间,因此显著提高了分离器的微粒分离效果。 本发明的有益效果是,柴油机排气经基于排气能量的复合式柴油机排气微粒净化器净化后, 排气中的微粒浓度显著降低,排气质量得到有效改善。试验结果表明,基于排气能量的复合 式柴油机排气微粒净化器的微粒净化效率达到70%以上。该净化器结构简单、 系统紧凑、可靠性高,有效解决了目前所普遍研究的柴油机微粒捕集净化技术中存在的问题。 机内净化技术主要是通过改善柴油的燃烧以降低微粒的排放;机外后处理技术研究的 重点则是柴油机微粒的各种捕集技术,其中最主要的是微粒过滤技术。由于柴油机工 作条件苛刻,技术条件复杂,以及各种因素的相互制约,单纯依靠柴油机机 内净化措施是不够的。机外后处理技术可以有效 地降低柴油机微粒的排放量,已成为控制柴油机微粒排放的重要措施之一。 目前国内外所研究的柴油机微粒排放后处理技术主要有微粒的过滤及过滤体再生技术、 微粒的催化转化技术等等。从目前对微粒的净化效果上看,过滤净化技术最为有效。但 实施微粒过滤净化时,需定期对过滤体进行再生。尽管国内外研究了多种再生方法,如喷 油助燃再生技术、电加热再生技术、微波再生技术等,但由于过滤体再生系统及控制系统复杂、 可靠性差、成本价格过高等,以及过滤技术存在过滤体的排气阻力大、过滤体强度弱、 使用寿命短、易发生高温烧熔和爆裂等问题,因而妨碍了过滤技术的进一步应用。 工业上有利用旋风除尘器进行工业烟气除尘的应用,但旋风除尘器最佳分离微粒的粒径一般大于2μm, 远大于一般柴油机排气微粒粒径,因此难以简单地将其直接地用于柴油机排气微粒的分离。 为了解决目前普遍研究的柴油机微粒捕集净化技术中存在的过滤体排气阻力大, 过滤体强度弱、使用寿命短、易发生高温烧熔和爆裂,过滤体再生系统及控制系统复 杂、可靠性差、成本价格过高,以及工业上应用的旋风除尘器对柴油机微粒净化效率 低等妨碍柴油机微粒捕集净化技术实际应用的问题,本项发明从柴油机排气特点入手, 提出一种集微粒增长器、谐振腔式微粒离心分离器、惯性微粒收集器为一体的基于排气 能量的复合式柴油机排气微粒净化器。该复合式柴油机排气微粒净化 器结构简单可靠,易于制造且结构紧凑,可以有效地对柴油机排气微粒进行净化。 本发明解决其技术问题采用的技术方案:首先通过微粒增长器利用排气的降温来改善柴 油机微粒的粒径分布,然后,通过谐振腔式微粒离心分离器利用排气的动能实现微粒的分离 ,最后通过扩张体结构形式的惯性微粒收集器利用排气微粒的惯性对微粒进行收集。谐振腔式微粒 离心分离器是充分考虑柴油机排气脉动的特点提出的一种对微粒分离器的分离原理性设计。  
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