一種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置。裝置包括：順次相連的團(tuán)聚室、靜電除塵室和再生水過濾循環(huán)室；所述的團(tuán)聚室上設(shè)有進(jìn)氣口和用于產(chǎn)生水霧的霧化裝置；所述的團(tuán)聚室外壁上安裝有與超聲波發(fā)生器相連的超聲波換能器，用于在團(tuán)聚室內(nèi)形成駐波聲場；所述的靜電除塵室內(nèi)沿軸線布置有與高壓電源相連的電暈線；所述的再生水過濾循環(huán)室用于收集裝置內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)水，同時排出處理后的尾氣。本實(shí)用新型采用霧聲聯(lián)合團(tuán)聚方式，提高細(xì)顆粒物團(tuán)聚效果，提升捕集效率。水霧和聲場的共同作用將促使細(xì)顆粒物高效團(tuán)聚，使細(xì)顆粒物成長為能夠被靜電收集系統(tǒng)成功捕集的大直徑顆粒，從而提高收集效率。
【專利說明】
一種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于煙氣處理凈化領(lǐng)域，具體涉及一種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的尾氣處理技術(shù)主要為汽車三元催化氧化、柴油顆粒過濾器(DPF)和汽車廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)。三元催化器的工作原理是:當(dāng)高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)C0、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳?xì)怏w;HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx還原成氮?dú)夂脱鯕?。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。其主要針對的是汽車生成的有害氣體，對于為細(xì)顆粒物并沒有脫除效果。將其搭配本裝置使用可進(jìn)一步對尾氣中細(xì)顆粒物進(jìn)行脫除，且在三元催化氧化中所生成的水也可以在本裝置中作為超聲波霧化的原料加以回收利用，使兩裝置更好耦合。
[0003]柴油顆粒過濾器(DPF)裝置安裝在柴油機(jī)排氣管上，排氣通過時，PM被濾芯吸附過濾。但隨著工作時間的增加，濾芯內(nèi)部PM增加，導(dǎo)致排氣背壓升高，將影響柴油機(jī)的動力性的經(jīng)濟(jì)性。清除濾芯上的PM被稱作DPF的再生。DPF面臨的最大挑戰(zhàn)就是再生問題。而且在通過DPF之前取樣相比，經(jīng)DPF過濾后顆粒物的數(shù)量有了大幅削減，數(shù)量濃度的峰值點(diǎn)向粒徑更小的區(qū)域偏移，主要集中在粒徑小于0.04μπι的區(qū)間之內(nèi)。
[0004]現(xiàn)有的除塵技術(shù)專利(例如公開號為CN102588049A、CN2926524等)在采用除塵設(shè)備前的凝并預(yù)處理多采用超聲波霧化技術(shù)或電凝并而并未將兩者聯(lián)合使用。對于聲波凝并的涉及及其在汽車上應(yīng)用較少。以專利CN102588049A為例，此專利采用的是將靜電除塵與噴霧結(jié)合，即濕式電除塵，但該裝置在對粒子的凝并效果上存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置。
[0006]本實(shí)用新型所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，包括:順次相連的團(tuán)聚室、靜電除塵室和再生水過濾循環(huán)室；
[0008]所述的團(tuán)聚室上設(shè)有進(jìn)氣口和用于產(chǎn)生水霧的霧化裝置；
[0009]所述的團(tuán)聚室外壁上安裝有與超聲波發(fā)生器相連的超聲波換能器，用于在團(tuán)聚室內(nèi)形成駐波聲場；
[0010]所述的靜電除塵室內(nèi)沿軸線布置有與高壓電源相連的電暈線；
[0011]所述的再生水過濾循環(huán)室用于收集裝置內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)水，同時排出處理后的尾
Ho
[0012]作為優(yōu)選，所述的超聲波換能器形成的駐波聲場與尾氣行進(jìn)方向垂直。
[0013]作為優(yōu)選，所述的再生水過濾循環(huán)室底部開設(shè)通孔，通孔橫截面上設(shè)有濾網(wǎng)，通孔下方設(shè)置集水水槽。
[0014]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的集水水槽為霧化裝置供水，實(shí)現(xiàn)回用。
[0015]作為優(yōu)選，所述的靜電除塵室和再生水過濾循環(huán)室本體均采用鋼管。
[0016]作為優(yōu)選，所述的電暈線采用鋸齒形電暈線。
[0017]作為優(yōu)選，所述的超聲波換能器2—側(cè)的團(tuán)聚室4側(cè)壁采用鋼板。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0019]1.本實(shí)用新型針對汽車尾氣中難以去除的細(xì)顆粒物，能使尾氣排放中的細(xì)顆粒物大大減少。
[0020]2.本實(shí)用新型采用霧聲聯(lián)合團(tuán)聚方式，提高細(xì)顆粒物團(tuán)聚效果，提升捕集效率。水霧和聲場的共同作用將促使細(xì)顆粒物高效團(tuán)聚，使細(xì)顆粒物成長為能夠被靜電收集系統(tǒng)成功捕集的大直徑顆粒，從而提高收集效率。
[0021]3.本實(shí)用新型采用自行設(shè)計(jì)的鋸齒形電暈線，起暈電壓低，放電性能好。
[0022]4.本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。三元催化氧化器中生成水以及霧化凝結(jié)水不僅清洗收塵面，同時可通過導(dǎo)管回流至霧化發(fā)生水槽進(jìn)行再次利用。
[0023]5.本實(shí)用新型體積小，壓損小，安裝在管道中，對汽車排氣影響小，對各型機(jī)動車適應(yīng)性好，適于廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]圖1為基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型裝置脫除汽車尾氣細(xì)顆粒物的示意圖；
[0026]圖中:電暈線1、超聲波換能器2、進(jìn)氣口3、團(tuán)聚室4、靜電除塵室5、霧化裝置6、再生水過濾循環(huán)室7、超聲波發(fā)生器8、碳煙發(fā)生器9、高壓電源10和水槽11。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述和說明。本實(shí)用新型中各個實(shí)施方式的技術(shù)特征在沒有相互沖突的前提下，均可進(jìn)行相應(yīng)組合。
[0028]基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置由有三個腔室組成，分別為順次相連的團(tuán)聚室4、靜電除塵室5和再生水過濾循環(huán)室7。其中沿尾氣通入的順序依次通過團(tuán)聚室4、靜電除塵室5，最終從再生水過濾循環(huán)室7排出。
[0029]如圖1所示，團(tuán)聚室4由四塊有機(jī)玻璃與兩塊鋼板粘合而成，形成一個四周密閉性能良好的空間，該空間一側(cè)與靜電除塵室5連通，另一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口3。該設(shè)計(jì)避免尾氣泄露并為顆粒物的團(tuán)聚提供一個適宜的環(huán)境。超聲波換能器2分別安裝于團(tuán)聚室4的側(cè)壁兩塊鋼板上，且與超聲波發(fā)生器8相連，用于在團(tuán)聚室4內(nèi)形成駐波聲場。超聲波發(fā)生電路頻率為20kHz左右，可微調(diào)，最大功率為200W，其主要功能是將電源輸入的50Hz的電信號通過電路轉(zhuǎn)換，使之成為和超聲波換能器諧振頻率相匹配的高頻交流信號，從而驅(qū)動超聲波換能器工作;兩個超聲波換能器2頻率均為20kHz，最大功率為100W，分別布置在團(tuán)聚室的兩側(cè)，并通過焊接在鋼板上的螺釘旋緊在鋼板上，其主要功能是將超聲波發(fā)生電路輸入的高頻電信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械信號(聲信號)，在尾氣行進(jìn)的垂直方向上形成駐波聲場，進(jìn)而促使細(xì)顆粒物在超聲波的作用下團(tuán)聚成較大粒徑的顆粒物。鋼板的作用是匹配超聲波換能器的諧振頻率來增強(qiáng)超聲波換能器的作用;霧化裝置功率為25w，由一個霧化噴嘴和水槽11組成，可以不斷地產(chǎn)生5?ΙΟμπι霧狀水滴，并噴入到團(tuán)聚室中，作用在細(xì)顆粒物上可以提高其團(tuán)聚的效率。
[0030]本裝置的第二部分為靜電除塵室5，目的在于將經(jīng)過團(tuán)聚的顆粒物進(jìn)行收集，降低排放尾氣中顆粒物的濃度，減少環(huán)境污染。具體設(shè)計(jì):靜電除塵室5內(nèi)部主要依據(jù)電除塵的基本原理，采用線管式結(jié)構(gòu)。主體為一根長500mm、內(nèi)徑66mm管壁厚2mm的鋼管，外部由絕緣紙覆蓋，一端通過法蘭與團(tuán)聚室4連接，另一端通過法蘭與再生水過濾循環(huán)室7連接。在管道中心布置了一根長475_寬5_的鋸齒形電暈線I，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳見附圖，電暈線兩端通過絕緣接線柱固定在管壁上。外加的高壓電源10最大功率50W，最大電壓10kV。工作時電暈線一端接高壓電源10負(fù)極，管壁接高壓電源10正極。
[0031]本裝置的第三部分為再生水過濾循環(huán)室7，目的在于去除集塵管壁上收集到的顆粒物，避免管壁上因顆粒物積聚過多造成的集塵效率影響和尾氣排氣影響，實(shí)現(xiàn)集塵管壁的再生。同時通過管道連接使管道排出的水作為霧化裝置6的供水源回流到團(tuán)聚室4，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。再生水過濾循環(huán)室7的主體部分采用與收集系統(tǒng)內(nèi)徑和壁厚相同的鋼管，長度為100mm，在管道下部打出一個矩形孔，在其中放入相同大小的粗效過濾網(wǎng)，濾網(wǎng)外側(cè)覆蓋一層尼龍紗布作為固定，在管道下外加一個水槽可實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。
[0032]本實(shí)用新型的工作流程如下:
[0033]如圖2所示，碳煙發(fā)生器9模擬產(chǎn)生汽車尾氣，含有大量細(xì)顆粒物的尾氣首先進(jìn)入團(tuán)聚室4，霧化裝置6與水槽11接觸并由低壓電源供電產(chǎn)生大量霧化液滴，超聲波發(fā)生器8和超聲波換能器2在團(tuán)聚室4內(nèi)產(chǎn)生與尾氣行進(jìn)方向垂直的駐波聲場，在超聲波駐波聲場的作用下，細(xì)微液滴與氣溶膠顆粒相互碰撞團(tuán)聚，細(xì)顆粒物數(shù)量減少，顆粒物粒徑增大。之后尾氣繼續(xù)沿管流動進(jìn)入電除塵系統(tǒng)，根據(jù)線管式電除塵的基本原理，管道中心的電暈線I在高電壓下使周圍空氣電離，使氣體中的顆粒物荷電，并在電場作用下向靜電除塵室5的管壁運(yùn)動從而完成對顆粒物的收集。管壁上收集到的顆粒物在水的作用下滑落到裝置的下部，流至再生水過濾循環(huán)室7底部，顆粒物被濾網(wǎng)攔截，水則在重力作用下流至水槽，并重新循環(huán)至團(tuán)聚室4。
[0034]以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳的方案，然其并非用以限制本實(shí)用新型。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，包括:順次相連的團(tuán)聚室(4)、靜電除塵室(5)和再生水過濾循環(huán)室(7); 所述的團(tuán)聚室(4)上設(shè)有進(jìn)氣口(3)和用于產(chǎn)生水霧的霧化裝置(6); 所述的團(tuán)聚室(4)外壁上安裝有與超聲波發(fā)生器(8)相連的超聲波換能器(2)，用于在團(tuán)聚室(4)內(nèi)形成駐波聲場； 所述的靜電除塵室(5)內(nèi)沿軸線布置有與高壓電源(10)相連的電暈線(I); 所述的再生水過濾循環(huán)室(7)用于收集裝置內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)水，同時排出處理后的尾氣。2.如權(quán)利要求1所述的基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，所述的超聲波換能器(2)形成的駐波聲場與尾氣行進(jìn)方向垂直。3.如權(quán)利要求1所述的基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，所述的再生水過濾循環(huán)室(7)底部開設(shè)通孔，通孔橫截面上設(shè)有濾網(wǎng)，通孔下方設(shè)置集水水槽。4.如權(quán)利要求3所述的基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，所述的集水水槽為霧化裝置(6)供水，實(shí)現(xiàn)回用。5.如權(quán)利要求1所述的基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，所述的靜電除塵室(5)和再生水過濾循環(huán)室(7)本體均采用鋼管。6.如權(quán)利要求1所述的基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，所述的電暈線(I)采用鋸齒形電暈線。7.如權(quán)利要求1所述的基于霧聲聯(lián)合團(tuán)聚的汽車尾氣細(xì)顆粒物靜電脫除裝置，其特征在于，所述的超聲波換能器(2)—側(cè)的團(tuán)聚室(4)側(cè)壁采用鋼板。
【文檔編號】F01N3/04GK205669422SQ201620483114
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】李予安, 張涵聰, 劉絲雨, 張晨飛
【申請人】浙江大學(xué)