本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的裝置和方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒(簡(jiǎn)稱粉塵或顆粒)、一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。大量的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放在空氣，是造成霧霾、酸雨及其它大氣污染的主要原因之一。

各國(guó)已經(jīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放尾氣制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⒁谎趸己蛻腋×Ｗ拥葯C(jī)動(dòng)車排放物有嚴(yán)格的限制，滿足新標(biāo)準(zhǔn)的汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)將減排多項(xiàng)污染物，包括削減PM2.5的排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的裝置和方法，所述的這種處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的裝置和方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中的排放的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣含有大量的有毒、有害物質(zhì)(包括顆粒)，影響環(huán)境和人們身體健康的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的裝置，包括一個(gè)或多個(gè)以下部件：

1.靜電場(chǎng)除顆粒(或粉塵)部件；

2.表面介質(zhì)阻擋放電部件；

3.體積介質(zhì)阻擋放電部件。

上述部件可以以任何順序排列；但是優(yōu)選地，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣首先通過靜電場(chǎng)部件.

優(yōu)選地，本發(fā)明裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)入口段，該入口段可以通過法蘭或其它方式與發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣管連接，其目的是通過變孔徑技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣能均勻地進(jìn)入本裝置。

優(yōu)選地，靜電場(chǎng)消除顆粒部件可以包括：電源(優(yōu)選地，高壓電源)、正電極和負(fù)電極、外殼。電源用于為靜電場(chǎng)供電，產(chǎn)生的電場(chǎng)使尾氣發(fā)生電離，氣流中的顆粒荷電在電場(chǎng)作用下與氣流分離。優(yōu)選地，電源的負(fù)電極為放電電極，正電極為集塵電極。集塵電極可以采用圓管，也可以采用平板，簡(jiǎn)稱陽(yáng)極板。由于電源的作用，負(fù)電極(陰極)發(fā)生電暈放電、產(chǎn)生電子，它們與尾氣中的顆粒相碰，致使顆粒荷以負(fù)電，荷電后的顆粒在電場(chǎng)力的作用下，亦向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽(yáng)極后，放出所帶的電子，顆粒則沉積于陽(yáng)極板上，排除或減少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的顆粒物。顆粒被凈化后的尾氣排出靜電場(chǎng)處理部件之外，進(jìn)入表面介質(zhì)阻擋放電處理部件或體積介質(zhì)阻擋放電部件。

優(yōu)選地，靜電場(chǎng)消除顆粒部件采用5千伏-40千伏(或8千伏-30千伏，或10千伏-20千伏，或13千伏-17千伏)的直流電處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣，使得發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣中的顆粒物被靜電場(chǎng)消除顆粒部件吸收。優(yōu)選地，靜電放電消除顆粒部件的功率不大于500W。

優(yōu)選地，表面介質(zhì)阻擋放電部件可以包括：電源(優(yōu)選地，高壓電源)、高電壓電極和零電壓電極，電壓可以是正高壓或負(fù)高壓、外殼。電源用于為高電壓電極和零電壓電極供電。高電壓電極和零電壓電極的兩個(gè)表面可以是圓柱面，也可以是平面，其間有絕緣介質(zhì)層。絕緣介質(zhì)層可以覆蓋在一個(gè)電極表面上，也可以覆蓋在兩個(gè)電極表面上，即高電壓電極和零電壓電極上均覆蓋，絕緣介質(zhì)層也可以懸掛在兩電極之間在電源的高壓作用下介質(zhì)阻擋放電就發(fā)生在兩電極間的氣體和介質(zhì)表面上，產(chǎn)生放電等離子體尾氣分子進(jìn)入到表面介質(zhì)阻擋放電處理裝置中，參與放電至少尾氣中的部分污染粒子與放電等離子體中的活性粒子發(fā)生反應(yīng)，使污染物粒子在表面介質(zhì)阻擋放電處理裝置內(nèi)分解，并轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。比如說，有害的氧化氮?dú)怏w轉(zhuǎn)化為無害的氮?dú)夂脱鯕?。通過表面介質(zhì)阻擋放電處理的尾氣，還可以進(jìn)入體積介質(zhì)阻擋放電處理裝置作進(jìn)一步的處理。

優(yōu)選地，表面介質(zhì)阻擋放電部件在2千伏特到50千伏特(或5千伏特到35千伏特，或8千伏特到20千伏特，或11千伏特到17千伏特)，1千赫茲到60千赫茲(或3千赫茲到40千赫茲，或5千赫茲到30千赫茲，或10千赫茲到20千赫茲)的交流電壓下，使得發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣(比如，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物)被分解。

優(yōu)選地，體積介質(zhì)阻擋放電消除有害氣體化合物部分同樣包括電源(優(yōu)選地，高壓電源)高電壓電極和零電壓電極，電壓可以是正高壓或負(fù)高壓、外殼。電源用于為高電壓電極和零電壓電極供電。體積介質(zhì)阻擋放電的特征是絕緣介質(zhì)插在兩個(gè)電極之間的放電空間較大，具有強(qiáng)度較高的電場(chǎng)，能夠有效電離發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣，比如電離氮氧化物并使其分解為沒有毒害的氮?dú)夂脱鯕?。通過體積介質(zhì)阻擋放電處理的尾氣，還可以進(jìn)入表面介質(zhì)阻擋放電處理裝置作進(jìn)一步的處理。

優(yōu)選地，介質(zhì)阻擋放電部件在2千伏特到50千伏特(或5千伏特到35千伏特，或8千伏特到20千伏特，或11千伏特到17千伏特)，1千赫茲到60千赫茲(或3千赫茲到40千赫茲，或5千赫茲到30千赫茲，或10千赫茲到20千赫茲)的交流電壓下，使得至少部分發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣(比如，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物)被分解。

本發(fā)明還提供了一種處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的方法，包括如下步驟：

1)一個(gè)通過靜電場(chǎng)(優(yōu)選地，高壓靜電場(chǎng))處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的步驟。優(yōu)選地，該步驟是方法的第一步。該步驟包括將發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣輸入到一個(gè)靜電場(chǎng)中(優(yōu)選地，高壓靜電場(chǎng)處理裝置)。優(yōu)選地，該步驟采用5千伏-40千伏(或8千伏-30千伏，或10千伏-20千伏，或13千伏-17千伏)的直流電處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣，排除或減少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的顆粒物。

2)還包括一個(gè)采用表面介質(zhì)阻擋放電處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的步驟。優(yōu)選地，該步驟可以是方法的第二步或第三步。該步驟將步驟1)處理后的尾氣輸入一個(gè)表面介質(zhì)阻擋放電處理部件中，在2千伏特到50千伏特(或5千伏特到35千伏特，或8千伏特到20千伏特，或11千伏特到17千伏特)，1千赫茲到60千赫茲(或3千赫茲到40千赫茲，或5千赫茲到30千赫茲，或10千赫茲到20千赫茲)的交流電下，使得至少部分發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物被分解；

3)還包括一個(gè)采用體積介質(zhì)阻擋放電處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣的步驟。優(yōu)選地，該步驟可以是方法的第二步或第三步。該步驟將步驟1)處理后的尾氣輸入到一個(gè)體積介質(zhì)阻擋放電處理部件中，在2千伏特到50千伏特(或5千伏特到35千伏特，或8千伏特到20千伏特，或11千伏特到17千伏特)，1千赫茲到60千赫茲(或3千赫茲到40千赫茲，或5千赫茲到30千赫茲，或10千赫茲到20千赫茲)的交流電下使得至少部分發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物被分解。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)效果是積極和明顯的。由于本發(fā)明先采用了靜電場(chǎng)消除或減少尾氣中的顆粒，消除或減少了在介質(zhì)阻擋放電過程中因顆粒而形成短路和局部擊穿，提高了放電的均勻性和可靠性。同時(shí)再加上表面介質(zhì)阻擋放電和體積介質(zhì)阻擋放電的結(jié)合，無論發(fā)動(dòng)機(jī)使用了多少時(shí)間、性能如何，均可有效地除去或減少尾氣中的氮氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)化合物等有害氣體，使放電處理過程中氣體充分反應(yīng)，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本實(shí)施例獲得其它實(shí)施例。

圖1為本發(fā)明提供的處理發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的裝置的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理裝置10由下述部件組成：

1.入口部件20，通過變孔徑技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣能均勻地進(jìn)入本裝置,與發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣管相連；

2.靜電場(chǎng)除顆粒部件30，優(yōu)選地，高壓靜電場(chǎng)除顆粒部件；

3.表面介質(zhì)阻擋放電部件40，優(yōu)選地，高壓、高頻表面介質(zhì)阻擋放電部件；

4.體積介質(zhì)阻擋放電部件50，優(yōu)選地，高壓、高頻體積介質(zhì)阻擋放電部件；

5.出口部件60。

圖示中入口部件20和出口部件60是圓管形狀，但是也可以是其他形狀。入口部件20和出口部件60可以通過法蘭或其它方式與尾氣管(圖中未顯示)連接。入口部件讓廢氣進(jìn)入尾氣處理裝置10，出口部件讓廢氣離開尾氣處理裝置10。

靜電場(chǎng)消除粉塵/顆粒部件30包括：電源32、正電極34和負(fù)電極36、外殼38。電源32(優(yōu)選地，高壓電源)用于為正電極34和負(fù)電極36供電，產(chǎn)生的電場(chǎng)使尾氣發(fā)生電離，氣流中的顆粒在電場(chǎng)作用下與氣流分離。一般來說，電源32的負(fù)電極36為放電電極，正電極34為集塵電極。集塵電極可以采用圓管，也可以采用平板，簡(jiǎn)稱陽(yáng)極板。由于電源的作用，負(fù)電極36(陰極)發(fā)生電暈放電、產(chǎn)生電子在運(yùn)動(dòng)中與尾氣中的顆粒相碰，致使顆粒以負(fù)電，荷電后的顆粒在電場(chǎng)力的作用下，亦向正極34運(yùn)動(dòng)，到達(dá)正極后34，放出所帶的電子，顆粒則沉積于正極板34上，顆粒被凈化后的尾氣排出靜電場(chǎng)處理裝置30之外，進(jìn)入表面介質(zhì)阻擋放電部件40。但是，被凈化后的尾氣也可以先進(jìn)入體積介質(zhì)阻擋放電部件50，然后再進(jìn)入表面介質(zhì)阻擋放電部件40。正極板34上收集的顆?？梢酝ㄟ^不同的方式排除(包括機(jī)械式和燃燒式)。

表面介質(zhì)阻擋放電部件40也包括電源42、正電極44和負(fù)電極46、外殼47。電源42(優(yōu)選地，高壓電源)用于為高壓電極44和零電壓電極46供電。兩電極44，46兩個(gè)表面可以是圓柱面，也可以是平面，其間有絕緣介質(zhì)層48。絕緣介質(zhì)層48可以覆蓋在一個(gè)電極表面44，46上，也可以覆蓋在兩個(gè)電極表面44，46上，即高壓電極44和零電壓電極44，46上均覆蓋，正電極44和負(fù)電極46在絕緣層48表面之間發(fā)生介質(zhì)阻擋放電，產(chǎn)生放電等離子體，放電等離子體從電極出發(fā)，迅速?gòu)浬⒌秸麄€(gè)表面介質(zhì)阻擋放電部件40內(nèi)，尾氣進(jìn)入到表面介質(zhì)阻擋放電部件40中，尾氣中的污染粒子與放電等離子體中的活性粒子發(fā)生反應(yīng)，使污染物粒子在表面介質(zhì)阻擋放電部件40內(nèi)分解，并轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。比如說，有害的氧化氮?dú)怏w轉(zhuǎn)化為無害的氮?dú)夂脱鯕?。通過表面介質(zhì)阻擋放電處理的尾氣，還可以進(jìn)入體積介質(zhì)阻擋放電部件50作進(jìn)一步的處理。

體積介質(zhì)阻擋放電消除有害氣體化合物部件50同樣包括電源52、正電極54和負(fù)電極56、外殼57。電源52(優(yōu)選地，高壓電源)用于為正電極54和負(fù)電極56供電。體積介質(zhì)阻擋放電的特征是絕緣介質(zhì)58插在兩個(gè)電極54,56之間的放電空間較大，具有強(qiáng)度較高的電場(chǎng)，能夠有效電離尾氣，比如氮氧化物，使其分解為沒有毒害的氮?dú)夂脱鯕狻?/p>

本發(fā)明提供的裝置，先利用靜電場(chǎng)對(duì)尾氣中的顆粒進(jìn)行處理，再利用介質(zhì)阻擋放電對(duì)尾氣中的有害化合物進(jìn)行處理，并且既包括介質(zhì)阻擋表面放電又包括介質(zhì)阻擋體積放電，這樣，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)行三次處理，進(jìn)而可以保證尾氣處理的精度，盡量降低輸出有害氣體。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。舉例來說，本發(fā)明中三種不同放電裝置的排列順序、安裝方法和內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及尾氣的流動(dòng)方向等，都可以做相應(yīng)的調(diào)整。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。