CN1256354A

CN1256354A - 一种机动车消烟消声防火除尘净化器

Info

Publication number: CN1256354A
Application number: CN98125180A
Authority: CN
Inventors: 杜成林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-06-14

Abstract

本发明一种机动车消烟、消声、防火、除尘净化器,是采用电子净化技术,固体催化净化技术和液体吸附分解净化技术三为一体的尾气净化装置。它能够有效地对机动车尾气中的CO,HC,NOx,SO₂,CO₂等各种有害污染物进行氧化、吸附、分解、催化、中和、过滤净化处理,使机动车尾气所造成的对大气环境的污染减少到最低的限度。该尾气净化器结构合理,功能齐全,使用寿命长,造价适中,安装方便,净化效果明显,是一种实用性效强的新一代机动车尾气净化器。

Description

一种机动车消烟消声防火除尘净化器

本发明涉及一种机动车尾气消烟消声防火除尘净化器产品，属环境保护类净化装置。特别是针对各种机动车所排放的有害尾气一氧化碳CO、碳氢化全物HC、二氧化硫SO₂氮氧化物NO_x等，直接进行有效的净化处理。

地球是太阳系中唯一有人类居住的行星，在这个星球上有非常适合于人类生存和发展的各种自然环境。其中大气层就是地球自然环境中一个重要的组成部分。它是我们人类赖以生存而又必不可少的自然物质。但是随着人类社会的迅速发展和世界人口的大量增加，人类对自然环境的破坏，迫使人类从来也没有象今天这样开始对全球空气污染问题，引起强烈的关注。人们生活在空气的汪洋大海里，洁净的空气对生命来说，比任何东西都更重要。人需要呼吸洁净的空气来维持生命，一个成年人每天要呼吸大约两万次，吸入的空气量约10～15M³，几乎是一个人每天所需食物重量的10倍，生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气，一般人5周不吃饭，6天不喝水，尚能生存，而5分钟不呼吸就会死亡。由此可知空气对我们人类来说，实在是太重要，太必不可少了。然而，在受污染的大气中，常含有有害物质，一氧化碳CO，二氧化硫SO₂，氮氧化物NO_x，硫化氢H₂S、碳氢化合物HC、过量二氧化碳CO₂以及多种无机或有机气体等。这些有害气体又常与排入大气中的颗粒物(气溶胶)共同长时间的悬浮在大气中。这些悬浮于大气中的污染物，不仅对太阳—地球间的热量收支平衡有明显的影响。从而造成局部地区全球性气候和气象异常变化。而且能够直接对地球上动植物的生长和生存造成严重的危害，甚至夺去其生命。近年来出现的臭氧层破坏，温室效应，埃尔尼诺现象和拉尼娜现象等都充分的证明了我们人类赖以生存的空气环境，正遭受到非常严重的破坏。而来自于全球的机动车对空气环境的污染是一个主要的因素。据统计，全球大气污染的60％以上来自于各种机动车所排放的尾气。我们知道，机动车在工作时会产生许多有害烟尘、废气、噪音和火种，更由于机动车所排放尾气的高度正处在群的呼吸带，因此对人类的危害就非常大，随着全球性机动车数量的不断增加，机动车有害尾气的排放量也越来越大，现以对我们人类的生存环境造成了直接危害。根据联合国环境保护组织的调查结果表明，早在1946年发生在美国洛杉矾的光化学烟雾事件和1962年12月5日发生在英国伦敦的烟雾事件以及近年来世界性的气候变暖，即温室效应与大气中的一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、氮氧化物NO_x、二氧化硫SO₂等有害气体的浓度过高，都有着必然的联系。目前世界上许多城市已被来自机动车尾气所造成的污染包围着，更有逐步扩大恶化的趋势。另据世界卫生组织的调查结果表明，机动车尾气中所排放的大量一氧化碳CO、二氧化硫SO₂、氮氧化物NO_x，碳氢化合物HC，烃类等混合气体会强烈的刺激人的眼睛和呼吸道系统，引发许多疾病的产生，严重的还会致人死亡。据不完全统计，全世界每年因机动车尾气排放对环境所造成的污染危害，已使近百万人死于被严重污染了的空气和由空气污染而引发的各种疾病。另有上亿人的身心健康受到极大的威胁。目前，我国也已有上百个城市空气污染严重，其污染源与机动车的迅速增加有着直接的关系。为了保护人类赖以生存的环境，提高和改善城市大气环境，世界范围内出现了各种防范和治理措施，以减少和降低机动车排放尾气对空气的污染。

机动车尾气排放的主要污染物有一氧化碳CO、碳氢化合物HC_x、硫氧化物SO，铅化合物、苯并芘等。日前，许多国家都把一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物作为主要污染物来控制和治理。日本、德国、美国近年来出厂的汽车大都装有尾气催化净化器。机动车尾气净化大体上有三种方法：一是一段净化法又称催化氧化法。二是二段净化法又称催化氧化—还原化。三是三元催化法又称直接催化氧化、净化—还原法。上述三种尾气净化法，虽能够消除一部分尾气污染物，但实际净化效果受到一定的限制，因而难以达到净化的目的。另外，其所使用的催化剂活性物质，大都是一些贵重金属，如钯、铂，以及其它一些贵重金属，使净化器的造价太高，不易于推广使用。再加之净化所用的催化剂又基本上是通过焊接将块状催化剂活性物质封死在净化器的壳体内。因此很难根据实际净化效果更换已受到损坏或完全钝化的催化剂块。而且其净化器功能单一，没有消烟、消声、防火，除尘功能，参考文献《汽车排气污物的控制对策》1989年版。《大气污染控制工程》1991年版，因此，现有机动车尾气净化器的使用，存在以下缺陷。1.现有净化器内催化剂载体为蜂窝块状，或块状陶瓷质地，使用时一般气阻较大，明显影响发动机的功率。2现有净化器内的催化剂的载体多为直孔式结构，工作时易喷出火种。防火性能较差。3.现有净化器内的载体与催化剂活性组份是通过吸附而附着的，因此，遇振动很容易损坏或剥落，从而影响净化效果。4.现有净化器内的催化剂活化组份为贵重金属，稀有金属，其制造成本太高，实用性效低。5.现有净化器催化剂载体多为陶瓷制品，不仅重量大，而且受冲击易破损，使用寿命短，又都为一次性使用。因此，净化效果难以保证。

本发明的目的是提供一种多功能为一体的机动车消烟、消声、防火、除尘净化器，利用电离装置，臭氧发生器，催化剂催化，液体吸附，固体吸附、分解、中和、过滤等手段，直接对机动车尾气进行消烟、消声、防火、除尘净化处理，促使机动车所排放出的CO，HC，NO_x，SO₂，CO₂，烃类等有害污染物的排放减少到最低的限度。

本发明的目的是这样来实现的，首先将尾气净化器制做成一个长方形，圆筒形或扁圆筒形的外壳16，并设有尾气净化进气管1和尾气净化终极排气管13，然后分别在壳体16内设置5-7片净化室隔板8，使由5-7片隔板8所组成的净化室成为体积相等的迷宫式尾气净化室2，并在第一个尾气净化室2中，设置安装正负离子发生器_和臭氧发生器_以及催化剂催化层4，金属网过滤层5，活性碳过滤层6，石棉网过滤层7。并使组成每个迷宫式净化室2的净化室隔板8的上方或下方设有多个微孔消声净化气通道⑩。除了第一个净化室之外，其它每个净化室2的上方都安装有一个液体渗水导管3和渗水头⑨以及下方排污口12。另外，并在每个迷宫式净化室2的正面或反面设置净化器滤芯4，5，6，7，_，_的更换口17。最后再将安装好净化器滤芯的更换口17用净化器外的密封档板11封闭死即制成本发明机动车消烟、消声、防火、除尘净化器。其工作原理是这样的，当将本净化装置尾气净化器与机动车发动的排气管对接后，再接通汽车直流电源，该尾气净化器就可处于工作状态。首先当机动车尾气进入该净化器迷宫式净化器中时，已接通电源的正负离子发生器就开始工作，使大量正负离子与尾气中的有害气体混合在一起吸附、分解、中和、氧化掉尾气中的部分有害气体，与此同时，来自发动机的高温尾气又被送入催化剂催化层中进行催化分解，进行进一步的净化处理。当进行过催化处理的尾气再向前时，金属网过滤层和活性碳过滤层又开始对尾气进行吸附，分解、氧化、中和、过滤处理，然后再由石棉网过滤层将尾气中的烟尘；微小颗粒物进行过滤净化处理。当进行完上述尾气净化处理后的尾气再次进入第二迷宫式净化室中时，设置安装在净化室上方的可自由渗水的渗水头也开始向净化室中渗入饱和减性水溶液。由于来自发动机的尾气温度很高，因此可使渗进净化室中的水溶液很快气化，这样就能进一步对尾气进行吸附、分解、中和、过滤、净化处理，同时达到消除火种的目的。如此反复多次地对机动车尾气进行消烟、消声、防火、除尘净化处理，最后再将经净化处理的尾气排出即完成整个净化处理的目的。

本发明与现有尾气净化技术相比较，具有下列优点：1.该机动车尾气净化器是集消烟、消声、防火、除尘、净化多功能为一体的高效尾气净化器，实用性很强。2.该机动车尾气净化器，由于采用了电子净化技术固体吸附液体吸附分解技术，以及催化剂催化分解技术即提高了净化效率，又彻底消除了净化器可能引起火灾的隐患，安全系数大为提高。3.该净化器由于采用了迷宫式净化通道设计，因此，气阻小，对发动机功率无明显的影响。4.该净化器由于采取整体组装结构，可更换各种滤芯的设计，更为有效的提高了尾气净化的可靠性，大大延长了净化器的使用寿命。5.该净化器除了采用干法净化尾气外，还科学地采用液体湿法吸附对尾气进行净化处理。因此净化效果明显。6.该净化器内的催化活化物为非贵重金属，因此大为降低了生产成本，但实际工作效率却很高。7.该机动车尾气净化器由于采用了于湿法并用净化处理技术，一般缺水或无水时都可正常工作，本发明机动车尾气净化器适用于各种类型的汽、柴油机动车，是一种实用性很高的环保产品。

下面结合说明书附图和实施例，对本发明尾气净化器作更进一步的说细说明。

说明书附图(一)是该发明机动车尾气净化器的正面立视剖面示意图。

说明书附图(二)是该发明机动车尾气净化器的俯视剖面示意图。

说明书附图(一)⑨是附图(一)中渗水头⑨的正面立视剖面示意图。

说明书附图(一)⑩是附图一中设置在净化器隔板8上的多个微孔消声净化通道⑩的正面立视的剖面示意图。

说明书附图(一)_，_是附图(一)中臭氧发生器_和正负离子发生器_的工作原理示意图。

说明书附图(一)、(二)中的1是净化器的进气管；2是净化器内的迷宫式净化室；3是设置在净化器处壳上的渗水导管；4是净化器内的催化剂催化层；5是净化器内的金属过滤层；6是净化器内的活性碳过滤层；7是净化器内的石棉网过滤层；8是净化器内的净化室隔板；⑨是净化器内的渗水头；⑩是净化器内的多个微孔消声净化气通道；11是净化器处的密封档板；12是净化器内的排污口；13是净化器的终极排气管；_是净化器内的臭氧发生器；_是净化器内的正负离子发生器；16是净化器外壳；17是净化器滤芯更换口；18是净化器内滤芯固定档板。

附图(一)⑨净化器渗水头中的16是净化器外壳19是净化器渗水头上的对接水口，20是净化器渗水头的固定螺栓，21是净化器渗水头外壳，22是净化器渗水头内的渗水口，23是净化器渗水头的外出水口，24是净化器渗水头的缓冲减压室。

附图(一)⑩是净化器内隔板8一端上的多个微孔消声，净化气通道，16是净化器的外壳，25是设置在净化器内隔板上的催化剂正面镀层，26是设置在净化器隔板8上的多个消声净化气微孔，27是设置在净化器内隔板8上的反面催化剂镀层。

附图(一)_，_是净化器臭氧发生器和正负离子发生器的工作示意图，其中的A是净化器的臭氧发生器，B是净化器12V-24V电源线，C是电源开关，D是净化器的正负离子发生器的12V-24V的电源线，E是净化器的正负离子发生器。

由说明书附图(一)、(二)、(一)⑨、(一)⑩、(一)__可知，当该机动车尾气净化器外壳16的进气管1与汽车发动机的排气管对接后，再接通净化器上的直流电源，尾气首先进入该净化器内的第一个迷宫式净化室2中，进行净化处理。先是由设置在该净化室中的正负离子发生器_处于工作状态，使所产生的正负离子同尾气中的有害气体混合在一起，吸附、分解、氧化、中和尾气中的部分有害物质。随后尾气又被发动车所产生的压力，继续送入催化剂催化层4中进行催化分解净化处理。与此同时，设置在净化室2中的金属网过滤层5，活性碳过滤层6，以及臭氧发生器_，都开始对尾气进行固体吸附、分解、催化、氧化、中和、过滤净化处理。从而消除尾气中的烟尘；未燃烧完的燃料；部分微小金属颗粒；非金属颗粒；碳黑；一氧化碳；二氧化硫；碳氢化物；氮氧化物；烃类等有害污染物，当尾气在前一迷宫式净化室中进行过净化处理后又开始通过设置在净化室隔板8一端上的多个微孔消声、净化气通道⑩进入下一尾气净化室中进行净化处理。这时，设置在该净化室上方的供水管3将水溶液送入可自由渗水⑨头中，并开始向净化室2中渗入饱和减性水溶液。由于来自发动机尾气的温度很高。因此可使渗入到净化室中的水溶液很快部分气化，这样就能够进一步的对尾气中的有害污染物进行液体收附、分解、中和、过滤净化处理，同时息灭尾气中的火种，并再由安装设置在该净化室中的催化剂催化层4，金属网过滤层5，活性碳过滤层6和石棉网过滤层7再对尾气进行净化处理。上述净化处理的过程是在多个迷宫式净化室2中由前向后依次反复进行的。即：当尾气在前一净化室中进行过净化处理后，会通过发动机尾气的压力作用，再进入下一尾气净化室2中进行净化处理，直到进入最后一个净化室2中进行完消烟、消声、防火、除尘、净化处理后再由净化器排气管13排出为止。在进行过一段时间的尾气净化时，尾气中的污染物会被解吸后沉淀到净化器的底部，这时只要打开排污口12即可将污物排出。上述尾气净化器中的正负离子发生器_和臭氧发生器_是一个电子净化装置，位置应尽可能的靠前，即安装在净化器内的第一净化室2中。本发明净化器_，_的工作原理是将附图(一)_，_中的直流电子高压发生电路的高压电B，C，D引入正负离子发生器E和臭氧发生器A中，利用所产生的正负离子和臭氧对尾气进行吸附、氧化、分解、中和处理，达到净化尾气的目的。该净化器附图(一)⑨中的渗水头⑨是靠固定螺丝20来固定在净化器外壳16的顶部迷宫式净化室的中间位置上。渗水头对接水管口，19是通过焊接固定在渗水头外壳21上的，为了防止来自发动机的压力作用将渗水阻止进入净化室，因此，将渗水头底部设计成一个半圆形的缓冲减压室24，使得渗水头内的渗水口22和渗水头外的渗水口23能够自由地向净化室中渗出水溶液，从而确保液体吸附、分解、中和过滤净化的效果。该净化器附图(一)⑩中的⑩与净化器内的隔板8是一体的，净化器隔板8是通过焊接来固定在净化器内的，其中，16是净化器的外壳，净化器内隔板8的一端，设置有多个微孔26，而且净化器隔板8带有微孔的一端，其正反两面25，27都镀有催化剂催化层。另外，上述净化器内的催化剂催化层4，金属网过滤层5，活性碳过滤层6和石棉网过滤层7是通过设置在净化器内的隔板8和净化器滤芯档板18来加一固定的，其位置是在净化室2的中间部位。用户可根据需要将4，5，6，7通过设置在净化器外壳16上的更换滤芯口17分别安装使用，也可任意组合使用。这其中4催化剂催化层活性组分为元素Mg，Cu，Al，Fe，Mn，Cr，Ni，Ti，Co。其制备方法为选择一金属载体，将上述元素经配制后通过多次喷镀、浸镀或刷镀使其催化剂的活性组份中的各单质元素，牢固的粘附在载体上。然后再通过热处理，最终形成具有高净化性能的催化剂催化层4。5金属网过滤层为80-100目的不锈钢薄网4-6层，重叠在一起即组成为金属网过滤层5。6活性碳过滤层为粗颗粒工业用活性碳，用60目的不锈钢金属网，按照需要将已筛选好的活性碳制备成2-4Cm厚的活性碳过滤层即可。7石棉网过滤层为耐温耐湿的粗石棉纤维，将其制备成透气、透水性较好的1-2Cm厚的片状物，再固定在载体上即成为石棉网过滤层7。上述尾气净化器因采用了电子净化，固体催化净化和液体吸附净化设计，即可根据需要独立使用，也可组合使用，并在缺水和无水时也能够正常的工作，实用性非常强。

实施例：

首先分别将三种不同类型的机动车在试验前的尾气CO，HC的含量实际测定值记录下来，见测定结果(表一)。然后将已制成的本发明机动车消烟、消声、防火、除尘净化器分别安装在三种不同型号的机动车上，进行机动车尾气净化试验，在机动车行驶数千公里后，再对机动车尾气进行CO，HC含量的测定，其测定结果见(表二)之后又将净化器中的所有滤芯取出检查，未发现滤芯有破损和剥落现象。试验车型未安装尾气净化器前检测结果

(表一)

试验车型安装尾气净化器后试验检测结果

(表二)

Claims

一种机动车消烟、消声、防火、除尘净化器，其特征在于：

1、该净化器是由一个长方形，圆筒形或扁圆筒形的外壳16和尾气净化进气管1，以及尾气净化终极排气管13组成的净化器外形。并在净化器壳体16内设置5-7片净化室隔板8，使由5-7片隔板8所组成的净化室成为体积相等的迷宫式尾气净化室2，并在第一个尾气净化室2中，设置安装正负离子发生器_和臭氧离子发生器_以及催化剂催化层4，金属网过滤层5，活性碳过滤层6，石棉网过滤层7。并使组成每个迷宫式净化室2的净化室隔板8的一端设有多个微孔消声净化通道⑩。除了第一个净化室之外，其它每个净化室2的上方都安装有一个液体渗水导管3和渗水头⑨以及下方排污口12。另外，并在每个迷宫式净化室2的正面或反面设置净化器滤芯4，5，6，7，_，_，的更换口17。最后再将安装好净化器滤芯的更换口17用净化器外的密封档板11封闭死即制成本发明机动车消烟、消声、防火、除尘净化器。
2、根据权利要求书1中所述的一种机动车消烟、消声、防火、除尘净化器，其特征在于：渗水管3和渗水头⑨在工作时向净化器内净化室2中所渗进的水溶液为饱和减性水溶液。
3、根据权利要求1、2中所述的一种机动车消烟、消声、防火、除尘净化器，其特征在于：催化剂催化层4中的催化活性组份元素为：Mg，Cu，Al，Fe，Mn，Cr，Ni，Ti，Co。其制备方法为选择一金属载体，将上述元素经配制后通过多次喷镀、浸镀或刷镀使其催化剂的活性组份中的各单质元素，牢固的粘附在载体上。然后再通过热处理，最终形成具有高净化性能的催化剂催化层4。