專利名稱：一種尾氣減排裝置及尾氣減排方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物環(huán)保工程領域，尤其涉及一種尾氣減排裝置及尾氣減排方法。
背景技術：
汽車尾氣主要污染物包括一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物和二氧化碳。
現(xiàn)有的治理汽車尾氣主要有以下幾種途徑
1) 提高燃油品質(zhì)，提高燃油辛烷值以增加抗爆能力等。
2) 改善燃燒過程，采用機內(nèi)凈化技術，防止有害排放物的產(chǎn)生。
3) 機外后處理技術，如三元催化技術、非平衡等離子體處理技術、納米技術等高新技術等。
4) 提高發(fā)動機技術。
5) 采用清潔能源，如電能、液化石油氣、壓縮天然氣、氫氣和醇類等。以上方法和措施能夠有效地控制尾氣中CO、 NOx等污染物的排放，但是
對于尾氣中C02這一排放物卻沒有相應地限制和控制作用。
為了進一步吸收對汽車尾氣中的C02，現(xiàn)有的一種方案是利用Na2(32來吸
收尾氣轉化過程中的C02。即在汽車排氣尾管中加置一個C02吸收器，方案的
基本原理采用化學式表示為2Na202+2C02=2Na2C03+02。此種方案無需任何附加任何催化處理，常溫下即可進行，但存在以下不足點1)Na202容易與H20以及與空氣中的C02發(fā)生反應，從一定程度上不必要地消耗了吸收器中的部分Na202的劑量，降低了 C02的吸收效率，并且Na202與H20反應生成的NaOH具有腐蝕性；2 )汽油機尾氣溫度較高為70(TC ~ IOO(TC,而Naz02的熔點約為675。C,且當其在熔融狀態(tài)時幾乎不分解，因此對于汽油機來說排氣溫度過高是導致吸收器部分失效的一個原因(即熱失活)；3)由于Na202試劑是一次性裝入吸收器內(nèi)，且作為反應的主體一直處于消耗之中，同時產(chǎn)生一定量的副產(chǎn)品Na2C03滯留在吸收器內(nèi)，因此C02吸收器更換周期可能會比較短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了 一種新的尾氣減排裝置及尾氣減排方法。
本發(fā)明實施例提供的一種尾氣減排裝置，包括壓縮裝置和藻類光反應吸收
裝置；
所述壓縮裝置， 一端與三元催化轉換器連接，另一端與所述藻類光反應吸收裝置連接，用于接收并壓縮經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣，以及將壓縮后的尾氣均勻通入所述藻類光反應吸收裝置中；
所述藻類光反應吸收裝置，用于利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳。
所述壓縮裝置通過第一排氣管與三元催化轉換器的出口相連；
在第一排氣管上靠近所述壓縮裝置的一端安裝有第一閥門，所述第一閥門用于控制所述三元催化轉化器輸出的尾氣的流量大小。
所述壓縮裝置包括壓縮機和壓縮存儲罐。
所述第一閥門和所述壓縮裝置之間設置有氣體壓力檢測裝置，用于檢測所述壓縮存儲罐中的氣壓值，當達到設定的最高氣壓值時，控制所述第一閥門關閉，當達到設定的最低氣壓值時，控制第一閥門打開。
所述第一排氣管靠近三元催化轉換器的一端設置有溫度轉換裝置，所述溫度轉換裝置用于降低尾氣的溫度至微藻適應生長的溫度。
所述溫度轉換裝置，還用于將溫差轉換成電能，并將轉換的電能提供給機動車的內(nèi)部電路。
所述溫度轉換裝置，還用于當藻類光反應吸收裝置的溫度低于設定的溫度時，將尾氣產(chǎn)生的熱能傳遞給所述藻類光反應吸收裝置。所述壓縮裝置和所述藻類光反應吸收裝置之間通過第二排氣管相連，所述第二排氣管上安裝有第二閥門，所述第二閥門用于控制通入所述藻類光反應吸收裝置的尾氣的流量大小。
所述藻類光反應吸收裝置中裝有能夠吸收二氧化碳氣體的藻液，且固定于機動車的車頂。
本發(fā)明實施例還4是供了 一種尾氣減排裝置，包括與廢氣排氣管相連的三元
催化轉換器，另外還包括壓縮裝置和藻類光反應吸收裝置；
所述壓縮裝置， 一端與三元催化轉換器連4妄，另一端與所述藻類光反應吸收裝置連接，用于接收并壓縮經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣，以及將壓縮后的尾氣均勻通入所述藻類光反應吸收裝置中；
所述藻類光反應吸收裝置，用于利用4殷藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳。
本發(fā)明實施例提供的一種尾氣減排方法，包括
壓縮裝置接收經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣；
所述壓縮裝置壓縮接收的所述尾氣，并將壓縮后的尾氣均勻地通入藻類光反應吸收裝置；
藻類光反應吸收裝置利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳。
壓縮裝置接收尾氣之前，還包括
溫度轉換裝置降低尾氣的溫度至微藻適應生長的溫度，并將降溫之后的尾氣通入至所述壓縮裝置。
溫度轉換裝置降低尾氣的溫度至微藻適應生長的溫度，還包括所述溫度轉換裝置將溫差轉換成電力能源，并將轉換的電力能源提供給機動車的內(nèi)部電路。
所述壓縮裝置壓縮接收的所述尾氣，包括
所述壓縮裝置中的壓縮機對尾氣進行壓縮，并通入所述壓縮裝置中的存儲罐進行存儲。
所述壓縮裝置壓縮接收的所述尾氣，還包括
檢測所述壓縮存儲罐中的氣壓值，當達到設定的最高氣壓值時，停止向所述壓縮存儲罐通入尾氣；
當達到設定的最低氣壓值時，開始向所述壓縮存儲罐通入尾氣。
當藻類光反應吸收裝置的溫度低于設定的溫度時，還包括所述溫度轉換裝置將尾氣產(chǎn)生的熱能傳遞給所述藻類光反應吸收裝置。
本發(fā)明實施例的有益效果包括
本發(fā)明實施例^是供的尾氣減排裝置及尾氣減排裝置，包括壓縮裝置和藻類光反應吸收裝置，壓縮裝置用于接收并壓縮經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣，以及將壓縮后的尾氣通入藻類光反應吸收裝置中，藻類光反應吸收裝置，用于利用微藻的光合反應，吸收從壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳，采用本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置，不僅能夠有效地去除尾氣中的一氧化碳、碳氬化合物和氮氧化合物等污染物，還能夠利用微藻自身的光合反應有效地吸收二氧化碳，同時產(chǎn)生氧氣，與現(xiàn)有技術相比，不僅更為綠色環(huán)保，而且，反應過程不會產(chǎn)生具有腐蝕性的化學物質(zhì)，可以應用于所有排放二氧化碳的機動車，適用范圍廣泛。在目前全球日趨變暖的情況下，能夠有效地減少二氧化碳的排放，因此，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。


圖1為本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置1的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置2的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置2的實際安裝示意圖;圖4為本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置4的結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的尾氣減排方法的具體流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，用具體實施例對本發(fā)明提供的一種尾氣減排裝置及尾氣減 排方法進行詳細的說明。
本發(fā)明實施例4是供了一種尾氣減排裝置，如圖1所示，該尾氣減排裝置l 與現(xiàn)有機動車減排常用的三元催化轉化器的輸出端連接。
如圖l所示，本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置，包括壓縮裝置101和 藻類光反應吸收裝置102。其中
壓縮裝置101的一端與機動車中的三元催化轉換器相連接，另一端與藻類 光反應吸收裝置102相連接。壓縮裝置的作用是用于接收并壓縮經(jīng)三元催化轉 換器進行催化反應后的尾氣，并將壓縮后的尾氣均勻地通入到藻類光反應吸收 裝置102中；
藻類光反應吸收裝置102,用于利用微藻的光合反應，吸收從壓縮裝置102 輸出的尾氣中的二氧化碳。
現(xiàn)有機動車中采用的三元催化轉化器為目前常用的控制機動車尾氣中污 染物排放的裝置，當機動車發(fā)動機工作時，尾氣經(jīng)排氣管進入三元催化轉化器， 在三元催化轉化器的催化作用下，尾氣中的氮氧化合物與CO、 H2等還原性氣 體分解成N2和02,而碳氫化合物、CO在催化作用下生成C02和H20;三元 催化轉換器可以將尾氣氣體中的90%的碳氫化合物和CO,以及70%氮氧化合 物凈化生成N2、 02、 C02和H20。在經(jīng)三元催化轉化器101催化轉化后的尾氣 主要成分為二氧化碳co2。
現(xiàn)有的三元催化轉換器一般與機動車尾氣排氣管連接。
本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置可以進一步吸收經(jīng)三元催化轉化器催 化轉化反應后的尾氣中的二氧化碳。
下面以一個具體的實例來說明本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置的具體 結構以及工作原理。
如圖2所示，該尾氣減排裝置2中，壓縮裝置206通過第一排氣管202與三元催化轉換器相連；
在第一排氣管201靠近三元催化轉換器的位置，安裝有溫度轉換裝置202, 溫度轉換裝置202用于降低尾氣的溫度至微藻適應生長的溫度。
機動車的尾氣經(jīng)三元催化轉換器催化反應后通常溫度4支高，為500°C~600
。C，而微藻生長適宜的溫度為25°C，溫度轉換裝置202可以降低經(jīng)三元催化轉 化器催化反應后的尾氣的溫度，同時如果溫度轉換裝置202采用現(xiàn)有的金屬電 鍍裝置，可以實現(xiàn)將溫度差轉換成電力能源，并將產(chǎn)生的電力能源提供給機動 車的內(nèi)部電路，具體實施時，可以通過將溫差產(chǎn)生的電力能源輸入給機動車中 的電動機，使用電動機驅動機動車，可以實現(xiàn)節(jié)油10%。
另外，溫度轉換裝置202還可以在藻類光反應吸收裝置208的溫度低于設 定的溫度時，將尾氣產(chǎn)生的熱能提供給藻類光反應吸收裝置208。例如在寒冷 的冬季，當室外溫度較低，不能滿足微藻生長所需的溫度時，溫度轉換裝置202 還可以為藻類光反應吸收裝置208提供熱能，以滿足藻類光反應吸收裝置208 中微藻生長的需要。
如圖2所示，在第一排氣管201上靠近壓縮裝置205的一端還安裝有第一 閥門203，第一閥門203用于控制三元催化轉化輸出的尾氣的流量。
由于機動車例如汽車所承載的安全氣壓最大P艮值為200atm，而一臺汽車每 小時排放氣體的總量大約為150立方米，如果在汽車連續(xù)行駛的情況下，鑒于 汽車的承重能力，可以通過第一閥門203控制，將經(jīng)三元催化轉換器催化反應 后的1/10的尾氣緩緩通入壓縮裝置中。
壓縮裝置205中包含壓縮機2051和壓縮存4諸罐2052。其中，壓縮機2051 用于將接收的尾氣進行壓縮，壓縮存儲罐2052用于存儲壓縮后的尾氣。
為了控制壓縮存儲罐2052中的氣體壓力在機動車所承載的安全氣壓限制 范圍內(nèi)，在第一閥門203和壓縮裝置205之間安裝有氣體壓力檢測裝置204， 氣體壓力檢測裝置204用于檢測壓縮裝置中壓縮存儲罐2052中的氣壓值，當 壓縮存儲罐2052達到設定的最高氣壓值(例如200atm)時，控制第一閥門203關閉，停止向壓縮裝置205中通入尾氣。當壓縮存儲罐2052中的氣壓達到設 定的最低氣壓值時，控制第一閥門203打開，開始向壓縮裝置205中通入尾氣。
壓縮裝置205通過第二排氣管206與藻類光反應吸收裝置208相連。第二 排氣管206上，安裝有第二閥門207;第二閥門207用于控制第二排氣管即壓 縮裝置到藻類光反應吸收裝置中尾氣的流量。
本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置中，第一閥門203、氣體壓力檢測裝置 204以及第二閥門207,通過分別控制第一排氣管201中的尾氣的流量、壓縮 存儲罐2052中的氣壓值，以及第二排氣管206中的尾氣的流量，既保證了尾 氣減排裝置中尾氣的氣壓在機動車可以承載的安全氣壓范圍內(nèi)，又使得經(jīng)三元 催化轉換器催化反應后的氣體可以均勻且連續(xù)地通入到藻類光反應吸收裝置 208中，即使在機動車短時關閉發(fā)動機的情況下，依然會有均勻的連續(xù)的尾氣 通入到藻類光反應吸收裝置中，使得藻類光反應吸收裝置中的^f效藻能夠充分吸 收尾氣經(jīng)三元催化反應后產(chǎn)生的二氧化碳，提高了尾氣中二氧化碳的吸收效 率。
藻類光反應吸收裝置208中裝有藻液，其容量為50L,藻液中的藻類可以 選取小球藻類生長速度較快，耐受能力較強的藻種，以便更有效地吸收尾氣經(jīng) 三元催化反應后產(chǎn)生的二氧化碳氣體。以l立方米藻液為例，其二氧化碳氣體 的吸收能力可以達到12噸/年。
為了保證充足的光照以及氣體交換，通?？梢詫⒃孱惞夥磻昭b置208 固定安裝在車頂?shù)奈恢?，如圖3所示的安裝示意圖，尾氣從車體的后端的排氣 管輸入尾氣減排裝置，進行減排處理后，排放到大氣中。
光反應吸收裝置208中的藻類可以定期回收，充入新的藻液，以便重復使用。
可以容易地想見，如果機動車中未安裝有三元催化轉換器，為了實現(xiàn)機動 車尾氣減排，本發(fā)明實施例還提供了一種尾氣減排裝置4，該裝置中除了壓縮 裝置和藻類光反應吸收裝置之外，還包括三元催化反應器。
ii尾氣減排裝置4具體的結構示意圖如圖4所示，包括三元催化轉換器401、 第一排氣管402、溫度轉換裝置403、第一閥門404、氣體壓力檢測裝置405、 壓縮裝置406、第二排氣管407、第二閥門408和藻類光反應吸收裝置409，該 尾氣減排裝置3的各部分與本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置2中的各部分功 能相同，三元催化轉換裝置401的功能也有現(xiàn)有技術中三元催化轉換裝置的功 能相同，在此不再贅述。
另外，本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置，各部件可以拆裝，可以方便安 裝在不同類型不同結構的機動車上，適用于已安裝或未安裝三元催化轉換裝置 的機動車，應用范圍較廣泛。
根據(jù)本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置，本發(fā)明實施例還提供了 一種尾氣 減排方法，如圖5所示，包括以下步驟
步驟S501、壓縮裝置接收經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣；
步驟S502、壓縮裝置壓縮并存儲接收的尾氣，并將存儲的尾氣均勻地通入 藻類光反應吸收裝置；
步驟S503、藻類光反應吸收裝置利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出 的尾氣中的二氧化碳。
在上述步驟S501之前，還包括溫度轉換裝置降低尾氣的溫度至微藻適應 生長的溫度的步驟。
在溫度轉換裝置降低尾氣的溫度至微藻適應生長的溫度的同時，溫度轉換 裝置還將溫差轉換成電力能源，并將轉換的電力能源提供給機動車的內(nèi)部電 路。
上述步驟S502中的壓縮裝置壓縮并存儲接收的尾氣，具體包括壓縮裝 置中的壓縮機對尾氣進行壓縮，并通入壓縮裝置中的存儲罐進行存儲。
在壓縮裝置中的壓縮機對尾氣進行壓縮，并通入壓縮裝置中的存儲罐進行 存儲的同時，還包括下述步驟檢測壓縮存儲罐中的氣壓值，當達到設定的最 高氣壓值時，停止向存儲罐通入尾氣；當壓縮存儲罐中的氣壓值達到設定的最低氣壓值時，開始向存儲罐通入尾
氣
本發(fā)明實施例提供的尾氣減排方法中，當藻類光反應吸收裝置的溫度低于
設定的溫度時，還執(zhí)行下述步驟溫度轉換裝置將尾氣產(chǎn)生的熱能傳遞給所述 藻類光反應吸收裝置。
本發(fā)明實施例提供的尾氣減排裝置及尾氣減排裝置，包括壓縮裝置和藻類 光反應吸收裝置，壓縮裝置用于壓縮并存儲經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾 氣，以及將存儲的尾氣通入藻類光反應吸收裝置中；藻類光反應吸收裝置，用 于利用微藻的光合反應，吸收從壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳，采用本發(fā) 明實施例提供的尾氣減排裝置，不僅能夠有效地去除尾氣中的一氧化碳、碳氫 化合物和氮氧化合物等污染物，還能夠利用微藻自身的光合反應有效地吸收二 氧化碳，同時產(chǎn)生氧氣，與現(xiàn)有技術相比，不僅更為綠色環(huán)保，而且，反應過 程不會產(chǎn)生具有腐蝕性的化學物質(zhì)，適用于所有排放二氧化碳的機動車，應用 范圍廣泛。在目前全球日趨變暖的情況下，能夠有效地減少二氧化碳的排放， 因此，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及 其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求
1、一種尾氣減排裝置，其特征在于，包括壓縮裝置和藻類光反應吸收裝置；所述壓縮裝置，一端與三元催化轉換器連接，另一端與所述藻類光反應吸收裝置連接，用于接收并壓縮經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣，以及將壓縮后的尾氣均勻通入所述藻類光反應吸收裝置中；所述藻類光反應吸收裝置，用于利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳。
2、 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮裝置通過第一排氣 管與三元催化轉換器的出口相連；在第一排氣管上靠近所述壓縮裝置的一端安裝有第一閥門，所述第一閥門 用于控制所述三元催化轉化器輸出的尾氣的流量大小。
3、 如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述壓縮裝置包括壓縮機和 壓縮存儲罐。
4、 如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一閥門和所述壓縮裝 置之間設置有氣體壓力檢測裝置，用于檢測所述壓縮存儲罐中的氣壓值，當達 到設定的最高氣壓值時，控制所述第一閥門關閉，當達到設定的最低氣壓值時， 控制第一閥門打開。
5、 如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一排氣管靠近三元催 化轉換器的一端設置有溫度轉換裝置，所述溫度轉換裝置用于P爭低尾氣的溫度 至微藻適應生長的溫度。
6、 如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述溫度轉換裝置，還用于 將溫差轉換成電能，并將轉換的電能提供給機動車的內(nèi)部電路。
7、 如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述溫度轉換裝置，還用于 當藻類光反應吸收裝置的溫度低于設定的溫度時，將尾氣產(chǎn)生的熱能傳遞給所 述藻類光反應吸收裝置。
8、 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮裝置和所述藻類光反應吸收裝置之間通過第二排氣管相連，所述第二排氣管上安裝有第二閥門， 所述第二閥門用于控制通入所述藻類光反應吸收裝置的尾氣的流量大小。
9、 如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述藻類光反應吸收裝置中 裝有能夠吸收二氧化碳氣體的藻液，且固定于機動車的車頂。
10、 一種尾氣減排裝置，包括與廢氣排氣管相連的三元催化轉換器，其特 征在于，還包括壓縮裝置和藻類光反應吸收裝置；所述壓縮裝置， 一端與三元催化轉換器連"t妄，另一端與所述藻類光反應吸 收裝置連接，用于"^妄收并壓縮經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣，以及將壓 縮后的尾氣均勻通入所述藻類光反應吸收裝置中；所述藻類光反應吸收裝置，用于利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出 的尾氣中的二氧化碳。
11、 一種尾氣減排方法，其特征在于，包括 壓縮裝置接收經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣； 所述壓縮裝置壓縮接收的所述尾氣，并將壓縮后的尾氣均勻地通入藻類光反應吸收裝置；藻類光反應吸收裝置利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出的尾氣中的 二氧化碳。
12、 如權利要求11所述的方法，其特征在于，壓縮裝置接收尾氣之前， 還包括溫度轉換裝置降低尾氣的溫度至微藻適應生長的溫度，并將降溫之后的尾 氣通入至所述壓縮裝置。
13、 如權利要求12所述的方法，其特征在于，溫度轉換裝置P爭低尾氣的 溫度至微藻適應生長的溫度，還包括所述溫度轉換裝置將溫差轉換成電力能 源，并將轉換的電力能源提供給機動車的內(nèi)部電路。
14、 '如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述壓縮裝置壓縮接收的所述尾氣，包括所述壓縮裝置中的壓縮機對尾氣進行壓縮，并通入所述壓縮裝置中的存儲 罐進行存儲。
15、 如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述壓縮裝置壓縮接收的 所述尾氣，還包括檢測所述壓縮存儲罐中的氣壓值，當達到設定的最高氣壓值時，停止向所 述壓縮存儲罐通入尾氣；當達到設定的最低氣壓值時，開始向所述壓縮存儲罐通入尾氣。
16、 如權利要求13所述的方法，其特征在于，當藻類光反應吸收裝置的 溫度低于設定的溫度時，還包括所述溫度轉換裝置將尾氣產(chǎn)生的熱能傳遞給 所述藻類光反應吸收裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種尾氣減排裝置及尾氣減排方法，本發(fā)明提供的裝置包括壓縮裝置和藻類光反應吸收裝置，其中，壓縮裝置一端與三元催化轉換器連接，另一端與藻類光反應吸收裝置連接，用于接收并壓縮經(jīng)三元催化轉換器催化反應后的尾氣，以及將壓縮后的尾氣均勻通入藻類光反應吸收裝置中；藻類光反應吸收裝置，用于利用微藻的光合反應，吸收壓縮裝置輸出的尾氣中的二氧化碳。采用本發(fā)明提供的尾氣減排裝置，不僅更為綠色環(huán)保，而且反應過程不會產(chǎn)生具有腐蝕性的化學物質(zhì)，可以應用于所有排放二氧化碳的機動車，適用范圍廣泛。在目前全球日趨變暖的情況下，能夠有效地減少二氧化碳的排放，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號F01N3/08GK101649764SQ20091015072
公開日2010年2月17日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者洪 吳, 青 李, 陳紅濤 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司