專(zhuān)利名稱(chēng)：一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣的脫水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣的脫水裝置，特別是一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放高溫尾氣中水分的冷卻凝結(jié)-過(guò)濾捕集脫除裝置。
背景技術(shù)：
燃油(氣)機(jī)動(dòng)車(chē)燃燒的燃料主要為汽油、柴油和天然氣。汽油、柴油和天然氣的主要組成為各種烴類(lèi)，即主要構(gòu)成元素為碳和氫。烴類(lèi)在完全氧化燃燒情況下，排放產(chǎn)物為 CO2和H20。汽油、柴油和天然氣，完全燃燒后，產(chǎn)生的H2O量，與燃料的質(zhì)量比在69. 23% 225. 00%之間。對(duì)于汽油和柴油，平均IOOg燃料燃燒時(shí)，產(chǎn)生的水量大于100g。燃油(氣)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，燃燒過(guò)程產(chǎn)生的氣體溫度在600 800°C，排出的氣體中，水的狀態(tài)為氣體。但在冬季，排出的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣與冷空氣接觸后驟冷，蒸汽凝結(jié)，形成霧狀物。 發(fā)動(dòng)機(jī)排出的水或霧狀物本身并不污染環(huán)境，但卻是灰霾形成的主要誘因，因此，冬季發(fā)動(dòng)機(jī)排出的水霧是形成環(huán)境污染的主要誘因之一。以北京為例，整個(gè)城市年車(chē)用汽油的使用量為400萬(wàn)噸，一噸汽油燃燒后產(chǎn)生的水蒸氣在1噸以上，北京每年汽車(chē)尾氣排放產(chǎn)生的水蒸氣在400萬(wàn)噸以上，平均每天在1萬(wàn)噸以上。在冬季，這些發(fā)動(dòng)機(jī)排出的水霧進(jìn)一步造成了嚴(yán)重的灰霾污染，這種污染物距離地面近，不易擴(kuò)散，對(duì)城市的大氣環(huán)境影響較大。因此，去除發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣中的水也是消除環(huán)境污染的重要措施之一。CN200810058198. 3公開(kāi)了一種“使工業(yè)有毒有害氣體和汽車(chē)尾氣100%冷凝為液體的新方法”，把冷凝管置于水池或盛水容器常溫下的水中，用煙氣泵使汽車(chē)尾氣輸送到冷凝管，這時(shí)氣體放熱，水吸收熱量而發(fā)生物理變化，氣體被100 %冷凝成液體沉積在冷凝管涂層的外部。該方法采用空氣對(duì)水進(jìn)行間接冷卻，水再對(duì)汽車(chē)尾氣進(jìn)行間接冷卻，換熱過(guò)程復(fù)雜；由于在常溫下水的平衡蒸汽壓，氣體中的水分不能100%冷凝成液體。尾氣中有水霧夾帶，未提出有效的處理水霧方法，未解決冬季結(jié)冰，設(shè)備不能正常工作的問(wèn)題。C N00100824. 2公開(kāi)了一種“汽車(chē)尾氣處理方法及裝置”，向汽車(chē)排氣管道內(nèi)噴水，在廢氣水汽混合器中使廢氣和水汽充分混合并冷卻，噴淋洗滌混合后的廢氣水汽，用螺旋水汽分離器分離水與廢氣，得到第一次凈化的廢氣，再?lài)娏芟礈焐鲜鰪U氣，得到第二次凈化的廢氣并排出。該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需在車(chē)體內(nèi)預(yù)先帶水，尾氣中有水霧夾帶，未提出有效的處理水霧方法，溫度低于o°c的冬季，設(shè)備無(wú)法使用。CN200820230375. 7公開(kāi)了一種“汽車(chē)尾氣回收裝置”，該裝置包括過(guò)濾網(wǎng)罩、冷卻箱、吸氣泵、控制泵和至少一個(gè)處理器，所述過(guò)濾網(wǎng)罩的進(jìn)氣口與汽車(chē)排氣管相連，過(guò)濾網(wǎng)罩的出氣口與所述冷卻箱的進(jìn)氣口相連，冷卻箱的出氣口與所述吸氣泵的進(jìn)氣口相連，吸氣泵的出氣口與所述控制泵的進(jìn)氣口相連，控制泵的出氣口與所述處理器的進(jìn)氣口相連， 處理器內(nèi)裝有分解汽車(chē)尾氣的降解液。該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尾氣中有水霧夾帶，未提出有效的處理水霧方法，冬季結(jié)冰時(shí)，無(wú)法使用。CN200820016915. 1公開(kāi)了一種“汽車(chē)尾氣凈化處理裝置”，包括殼體、進(jìn)氣管、排氣管；殼體內(nèi)設(shè)有風(fēng)冷降溫裝置、尾氣過(guò)濾反應(yīng)器和腔體隔板，尾氣過(guò)濾反應(yīng)器與進(jìn)氣管相連接，管壁上密布出氣孔，管壁外側(cè)設(shè)有濾布，排氣管上可以設(shè)有汽水分離器。該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尾氣中將有水霧夾帶，未提出有效的處理水霧方法，未提出冬季結(jié)冰狀態(tài)的堵塞問(wèn)題的解決辦法。CN200720062485. 2公開(kāi)了一種“汽車(chē)尾氣凈化裝置煙霧處理器”，其尾氣入口與汽車(chē)尾氣凈化裝置的尾氣出口相連，包括一個(gè)供待處理尾氣通過(guò)、夕卜殼由散熱材料制成的通道，在通道的上游部位固定有可以抽氣的抽風(fēng)機(jī)，在通道的下游部位固定有繞制在石棉瓦板上的電子發(fā)射柵欄。該裝置尾氣中將有水霧夾帶，未解決低溫時(shí)結(jié)冰堵塞問(wèn)題。CN200620051105. 0公開(kāi)了一種“汽車(chē)尾氣水過(guò)濾器”，包括顆粒捕集器、散熱水箱、 消聲器，有一根接發(fā)動(dòng)機(jī)歧管的排氣管，該排氣管內(nèi)安裝有尿素液噴管，該排氣管還連通一個(gè)水氣分離器，凈化后的尾氣由水氣分離器的尾管排出。該過(guò)濾器的尾氣中將有水霧夾帶， 未提出有效的處理水霧方法。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)尾氣中水分去除效果不充分，和冬季0°C以下低溫時(shí)無(wú)法使用的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供燃油(氣)機(jī)動(dòng)車(chē)燃燒燃油(氣)后，排放高溫尾氣中水分的冷卻凝結(jié)-過(guò)濾捕集去除裝置。本實(shí)用新型機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣的脫水裝置，包括換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器，換熱冷卻凝結(jié)器為空氣冷卻器，機(jī)動(dòng)車(chē)排放高溫尾氣通過(guò)管路與換熱冷卻凝結(jié)器相通， 換熱冷卻凝結(jié)器與水霧過(guò)濾捕集器相通，水霧過(guò)濾捕集器與排氣管路相通，換熱冷卻凝結(jié)器底部和水霧過(guò)濾捕集器底部分別與積液罐連通。本實(shí)用新型裝置中，在換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器內(nèi)部設(shè)置高溫?zé)煔饨鈨龉苈?，高溫?zé)煔饨鈨龉苈吠ㄟ^(guò)電磁閥與機(jī)動(dòng)車(chē)排放的高溫尾氣出口相通，以供換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器結(jié)霜凍結(jié)時(shí)解凍使用。本實(shí)用新型裝置中，換熱冷卻凝結(jié)器采用耐高溫、耐腐蝕的高效板式氣體換熱器， 高溫尾氣在氣體換熱器內(nèi)，與環(huán)境低溫氣體進(jìn)行間接熱量交換，換熱冷卻凝結(jié)器控制尾氣氣體溫度降至50°C以下。本實(shí)用新型裝置中，過(guò)濾捕集器的氣體溫度為50°C以下，氣體通過(guò)過(guò)濾捕集區(qū)時(shí)的流速小于0. lm/s。過(guò)濾捕集器采用纖維層過(guò)濾捕集器。換熱冷卻凝結(jié)器和過(guò)濾捕集器根據(jù)上述參數(shù)及具體機(jī)動(dòng)車(chē)的型號(hào)設(shè)計(jì)確定規(guī)模。本實(shí)用新型裝置中，解凍管路用于冬季低溫時(shí)，對(duì)換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器進(jìn)行短時(shí)結(jié)冰化霜。本實(shí)用新型裝置中，由于氣體通過(guò)的壓力損失小，無(wú)須任何氣體增壓設(shè)備，靠機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣自身壓力可進(jìn)行工作。本實(shí)用新型采用過(guò)濾捕集技術(shù)，能有效分離出氣體冷凝過(guò)程產(chǎn)生的0.01微米及以上的微細(xì)水霧，提高對(duì)水的去除效率。根據(jù)環(huán)境大氣的溫度，本實(shí)用新型對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣中的水分去除率在90 % 99 %。本實(shí)用新型設(shè)置的解凍設(shè)施，可以保證機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣脫水裝置在冬季溫度較低時(shí)正常穩(wěn)定操作，而冬季是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣最需要脫水處理的季節(jié)， 所以本實(shí)用新型具有良好的實(shí)用價(jià)值。
圖1為本實(shí)用新型揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾捕集回收設(shè)備結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型機(jī)動(dòng)車(chē)燃燒尾氣依次通過(guò)換熱冷卻凝結(jié)器、水霧過(guò)濾捕集器和排氣管排出，或者通過(guò)解凍氣管依次間接通過(guò)換熱冷卻凝結(jié)器、水霧過(guò)濾捕集器，并通過(guò)排氣管排出。換熱冷卻凝結(jié)器以管路與積液罐連通，水霧過(guò)濾捕集器內(nèi)設(shè)置纖維層過(guò)濾捕集介質(zhì)，水霧過(guò)濾捕集器以管路與積液罐連通。本實(shí)用新型的使用過(guò)程如下來(lái)自燃油(氣)機(jī)動(dòng)車(chē)燃燒燃油(氣)后排放高溫尾氣，進(jìn)入換熱器進(jìn)行間接熱量交換，尾氣溫度降低至50°C以下，大量的水凝結(jié)并從換熱器的底部分離出至積液箱；分離出凝結(jié)水的氣體進(jìn)入過(guò)濾捕集器，在過(guò)濾捕集器內(nèi)，分離出氣體中殘余的粒徑0. 01微米及以上的水霧。過(guò)濾捕集器捕集下來(lái)的水霧，聚結(jié)變大后形成液體，靠自身重力流至積液箱；過(guò)濾捕集后的氣體通過(guò)排氣管排放。當(dāng)環(huán)境溫度低于0°C，換熱器和過(guò)濾捕集器內(nèi)結(jié)冰時(shí)，通過(guò)電磁閥的開(kāi)關(guān)控制，將高溫尾氣直接導(dǎo)入解凍氣管，短時(shí)間對(duì)換熱器和過(guò)濾捕集器進(jìn)行間接加熱，解冰化霜，待解冰化霜完畢，切換電磁閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，將氣體導(dǎo)入換熱器，進(jìn)行前述的除水工作。可隨時(shí)開(kāi)啟積液箱的電磁閥，將收集的水排出。纖維層過(guò)濾捕集器對(duì)微細(xì)霧狀物質(zhì)的捕集主要是利用布朗運(yùn)動(dòng)的作用。對(duì)于細(xì)微的如粒徑小至零點(diǎn)零幾微米的粒子，通常它總是在與氣體分子碰撞而進(jìn)行不規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)，布朗擴(kuò)散捕集是在纖維層過(guò)濾器中利用粒子的布朗運(yùn)動(dòng)與纖維接觸而被捕集，粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，被捕集的機(jī)率就越高。氣體中含有的霧狀物質(zhì)粒徑范圍在0. 01 11 微米之間呈正態(tài)分布的粒子，以上述捕集機(jī)理建立的過(guò)濾捕集器，去除率一般在99%以上。下面以汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)以汽油為燃料的燃燒過(guò)程，產(chǎn)生的含有大量水分的高溫尾氣的去除具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)以汽油為燃料的燃燒過(guò)程，產(chǎn)生的含有大量水分的高溫尾氣，通過(guò)常開(kāi)電磁閥6至換熱冷卻凝結(jié)器1，與外界空氣進(jìn)行間接換熱，溫度降至50°C以下， 大量的水凝結(jié)并從換熱冷卻凝結(jié)器1的底部分離出至積液箱4 ；分離出凝結(jié)水的氣體通過(guò)管道進(jìn)入過(guò)濾捕集器2，在過(guò)濾捕集器2內(nèi)，分離出氣體中殘余的粒徑0. 01微米及以上的水霧。過(guò)濾捕集器2捕集下來(lái)的水霧，聚結(jié)變大后形成液體，靠自身重力流至積液箱4 ；過(guò)濾捕集后的氣體通過(guò)排氣管3排放。當(dāng)環(huán)境溫度低于0°C，換熱冷卻凝結(jié)器1和過(guò)濾捕集器2內(nèi)的水結(jié)霜結(jié)冰時(shí)，可能會(huì)堵塞氣體通道或增大氣體流動(dòng)的阻力。此時(shí)關(guān)閉常開(kāi)電磁閥6，打開(kāi)常閉電磁閥7，改變高溫尾氣的流動(dòng)方向，將高溫尾氣導(dǎo)入解凍氣管5，短時(shí)間對(duì)換熱冷卻凝結(jié)器1和過(guò)濾捕集器2進(jìn)行間接加熱，解冰化霜。待解冰化霜完畢，打開(kāi)常開(kāi)電磁閥6，關(guān)閉常閉電磁閥7，改變高溫尾氣的流動(dòng)方向，將高溫尾氣導(dǎo)入換熱冷卻凝結(jié)器1，進(jìn)行前述的除水工作?？呻S時(shí)開(kāi)啟積液箱常閉電磁閥8，將積液箱4收集的水排出。
權(quán)利要求1.一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣的脫水裝置，其特征在于包括換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器，換熱冷卻凝結(jié)器為空氣冷卻器，機(jī)動(dòng)車(chē)排放高溫尾氣通過(guò)管路與換熱冷卻凝結(jié)器相通，換熱冷卻凝結(jié)器與水霧過(guò)濾捕集器相通，水霧過(guò)濾捕集器與排氣管路相通，換熱冷卻凝結(jié)器底部和水霧過(guò)濾捕集器底部分別與積液罐連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器內(nèi)部設(shè)置高溫?zé)煔饨鈨龉苈?，高溫?zé)煔饨鈨龉苈吠ㄟ^(guò)電磁閥與機(jī)動(dòng)車(chē)排放的高溫尾氣出口相ο
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于換熱冷卻凝結(jié)器采用耐高溫、耐腐蝕的板式氣體換熱器，高溫尾氣在氣體換熱器內(nèi)，與環(huán)境低溫氣體進(jìn)行間接熱量交換。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于換熱冷卻凝結(jié)器控制尾氣氣體溫度降至50°C以下。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于水霧過(guò)濾捕集器的氣體溫度為50°C以下， 氣體通過(guò)過(guò)濾捕集區(qū)時(shí)的流速小于0. lm/s。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的裝置，其特征在于水霧過(guò)濾捕集器采用纖維層過(guò)濾捕集器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣的脫水裝置，包括換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器，換熱冷卻凝結(jié)器為空氣冷卻器，機(jī)動(dòng)車(chē)排放高溫尾氣通過(guò)管路與換熱冷卻凝結(jié)器相通，換熱冷卻凝結(jié)器與水霧過(guò)濾捕集器相通，水霧過(guò)濾捕集器與排氣管路相通，換熱冷卻凝結(jié)器底部和水霧過(guò)濾捕集器底部分別與積液罐連通。在換熱冷卻凝結(jié)器和水霧過(guò)濾捕集器內(nèi)部設(shè)置高溫?zé)煔饨鈨龉苈?。本?shí)用新型裝置可以有效去除機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的水分，同時(shí)可以保證在溫度較低的地區(qū)正常使用。
文檔編號(hào)F01N3/05GK201943784SQ20102056970
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者侯學(xué)杰, 孫永琳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院