[发明专利]兼可收集纳米材料的发动机PM2.5清除器

说明书

技术领域

本发明涉及发动机和环保领域，尤其涉及一种兼可收集纳米材料的发动机PM2.5清除器。

背景技术

2011年10月19日欧盟委员会通过了对纳米材料的定义：纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本颗粒一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。

PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可吸入颗粒物。它富含大量的有毒、有害物质且可在空气中长时间的停留、因此对人体健康和空气质量、能见度等都具有重大的危害。而机动车发动机尾气是PM2.5的最大污染源。

柴油机由于具有功率大、经济性好等优点，被广泛用于汽车及工程机械领域。但柴油机尾气（diesel exhaust gas）的微粒（PM）排放较高，是汽油机的30-80倍，微粒的直径小，从0.01到2μm不等，其中粒径0.1μm（即100纳米）以下的微粒占65%。

目前有采用柴油机微粒过滤器（DPF，DieselParticulateFilter）捕捉汽车尾气颗粒物的现有技术，DPF的过滤材料可以是陶瓷蜂窝载体、陶瓷纤维编织物、金属蜂窝载体或金属纤维编织物等。所述的DPF可使柴油发动机尾气中的颗粒物含量降低80%到90%左右。但这种过滤清除PM2.5的方法存在以下严重的缺点：

1、随着过滤下来的颗粒的增加，发动机排气阻力（排气背压）也随之增加，导致发动机动力性和经济性恶化，换言之，这种过滤的方法，使发动机的能耗增加。

2、工作一段时间后，必须消耗燃料或电力使其加热再生，导致发动机的能耗进一步增加。

3、造价高昂，每台需要数万元。

若用此法清除PM2.5所需的费用，特别是由此产生的附加能源（或燃料）消耗实在是太高，令社会难以承受，并违背节能降耗的宗旨。

本发明的发明目的即针对现有技术的缺陷，设计一种兼可收集纳米材料的发动机机PM2.5清除器，这种装置具备以下功能：

1、既清除发动机，特别是柴油机尾气中包括PM2.5在内的微粒，又变害为宝收集微粒为纳米材料；

2、可以连续工作而无需再生。

发明内容

在阐述本发明的内容之前，首先阐述电力除尘器的优点，电力除尘器具有以下的优点：

1、在高压电场的作用下，可使尾气中的微粒荷电而成带电颗粒，实现微粒与尾气分离所需的力（库仑力）是直接作用在微粒上的，因此，其除微粒的能耗在各类微粒清除器中为最小；

2、除微粒效率高达99.99℅，直径小于1μm的微粒也能捕集，因此，可以高效地清除尾气中包括PM2.5在內的微粒；

3、压力损失仅100～200Pa，与DPF相比较，其对柴油机的排气阻力可以忽略不计。

下面阐述本发明的内容：

一种兼可收集纳米材料的发动机PM2.5清除器，包括电控箱、除尘区、纳尘桶；所述电控箱位于所述除尘区上方，所述电控箱与所述除尘区之间嵌有隔板，所述纳尘桶位于所述除尘区下方，所述纳尘桶与所述除尘区之间嵌有多孔板；其中所述除尘区由紊流除尘区、第一电力除尘区、第二电力除尘区、第三电力除尘区组成；发动机尾气通过所述除尘区的进气口进入除尘区，并依次通过所述紊流除尘区、所述第一电力除尘区、所述第二电力除尘区、所述第三电力除尘区，最后通过所述除尘区的排气口排出。

所述电控箱内装有高圧电源。

其中所述紊流除尘区、所述第一电力除尘区、所述第二电力除尘区、所述第三电力除尘区由除尘区的基础板、压紧板连接形成整体。

所述的紊流除尘区由圆管形紊流管组成，圆管形紊流管的上端设有所述进气口，且所述圆管形紊流管内设有至少一块紊流板。

所述第一电力除尘区、所述第二电力除尘区、所述第三电力除尘区均由圆管形集尘极、电晕极、接线瓷接头、支撑瓷接头组成，所述电晕极通过所述隔板上设置的接线瓷接头以及所述多孔板上设置的支撑瓷接头设在所述圆管形集尘极的轴线位置上，所述高压电源的负极通过所述接线瓷接头与所述电晕极相连接，所述高压电源的正极与所述圆管形集尘极相连接。

所述第一电力除尘区与第二电力除尘区之间设有允许气流通过的连通管，所述第三电力除尘区上端设有排气口。