[发明专利]一种汽车尾气净化处理与余热发电的一体化装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车及节能环保领域，具体涉及一种汽车尾气净化处理与余热发电的一体化装置。

背景技术

伴随工业化和城市化进程，人类社会特别是城市已经步入了汽车时代，各种车辆与日俱增，并已经成为人们生产、生活和社会运行不可或缺的基本用具。由于城市中的大量汽车运行，汽车尾气排放量极大，且成分又很复杂，特别是对人体有害的一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOx）碳氢化合物（HC）；汽车尾气也是城市雾霾产生的重要来源之一，严重危害着人类的健康和城市环境乃至整个自然生态系统，引起世人深度关注。

汽车尾气的排放具有高强度性、间接性、随机性和机动性，并且会产生高温振荡现象；由于过高温度会使汽车尾气催化净化处理物质的活性急剧下降，并且会造成老化严重或者脱落；另一方面，汽车尾气中60%-80%的有毒气体是在汽车冷启动时2分钟内产生的，由于目前使用的大多数催化剂还存在低温活性较差问题，汽车冷启动时载体不能快速升温达到催化反应所需温度，造成汽车尾气催化转化效率低下。从节能方面来看，依据国内现有的技术估算，从汽车尾气和散热方面消耗的能量占燃油总能量的70%左右。鉴于汽车运行的特定性，其尾气排放的间断性、不确定性及不稳定性，突显出解决针对汽车尾气净化处理、冷启动污染以及尾气余热发电等问题的必要性、迫切性。但是现有技术存在一定技术缺陷，如:国外有公司将汽车尾气余热发电装置装配在三元催化净化器与消声器之间，其装置过于复杂且占有空间较大；至今还没有见到汽车尾气净化处理与余热发电的一体化装置面世。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种汽车尾气净化与余热发电的一体化装置。其可克服汽车在快速变化行驶过程中出现的高温热振荡现象对催化剂活性急剧下降的影响；解决汽车由于冷启动造成的重污染排放；实现汽车尾气余热再利用发电。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

提供一种汽车尾气净化与余热发电的一体化装置，

它包括两端开口的筒体、筒体内间隔平行设置的若干泡沫碳化硅管、筒体两端均设置的隔板组、温差发电器、通电加热装置；所述泡沫碳化硅管内设有净化汽车尾气用催化剂活性涂层，泡沫碳化硅管外壁涂有绝缘导热材料，所述泡沫碳化硅管外壁和筒体内壁之间的空隙处填充有金属合金相变储能材料；所述每组隔板组由两块绝缘耐高温陶瓷隔板夹合一块电极材料隔板组成，所述电极材料隔板和绝缘耐高温陶瓷隔板上相对应设有若干与泡沫碳化硅管相匹配的孔，形成多孔道结构；所述泡沫碳化硅管的两头分别由筒体两端设置的隔板组的孔道支撑固定；所述温差发电器的热端与筒体的外壁相联接，冷端与带有循环冷却水孔洞的散热块相联接；所述通电加热装置以筒体两端设置的隔板组中央的电极材料隔板为电极对泡沫碳化硅管进行加热。

上述方案中，所述电极材料隔板为导电石墨板或铜板。

上述方案中，所述的筒体的截面为三边形、四边形、五边形、六边形、八边形、圆形、椭圆形等；所述筒体材料可分别采用CrMo耐热钢、OCr₁₈Ni₁₉不锈钢、钛合金钢、耐高温陶瓷、金属铜等。

上述方案中，所述的金属合金相变储能材料根据不同汽车发动机功率大小选用不同的金属合金相变储能材料，其中包括：86.4Al—9.4Si—4.2Sb，46.3Al—4.6Si—49.1Cu，86.4Al—9.4Si—4.2Sb，87.7Al—12.2Si，83.1Al—11.7Si—5.2Mg，66.9Al—33.1Cu，64.1Al—5.2Si—28Cu—6.0Mg， 34.7Mg—65.4Al，96Zn—4Al，46.3Mg—53.7Zn等。

上述方案中，所述温差发电器与散热块采用螺栓紧固，所述散热块的孔洞中联接汽车发动机冷却循环水。

上述方案中，所述的温差发电件与汽车电源系统相连，以经汽车电源系统向汽车供电。

上述方案中，所述的一体化装置还包括冷却循环水装置。由此可用于根据需要开启冷却循环水装置将发动机冷却循环水冷却至设定水温。

上述方案中，所述的泡沫碳化硅管采用多孔道结构的泡沫碳化硅管，其孔隙率30%~90%，0.2~5mm孔径的通孔率达50~99%，其比表面积达（1-10）×10³m²/m³。