[发明专利]一种反吹再生旋流捕集器

说明书

技术领域

本发明涉及一种反吹再生旋流捕集器，属于汽车尾气净化领域。

背景技术

随着雾霾污染的日益严重，作为占机动车尾气污染40％以上的柴油机，排放的气体中的有害颗粒物是汽油机的30到80倍，其中0.01-10微米的颗粒物含有诸多致癌物质，直接排放于大气中，对其排放标准提出了日益严苛的要求，拟2013年7月实施的国4排放标准，在北京，上海等城市已经实施比国4更为严格的机动车尾气排放标准。

目前柴油机尾气处理控制技术的研究已经得到国内外专家的广泛关注，高压喷射、电控、高增压中冷、多气门、EGR等技术的采用，使柴油机排放得到进一步改善。由于我国柴油机结构、柴油燃料高硫的特点，使以上技术难以满足日趋严格的微粒排放法规，尤其是超细微粒的净化更为困难。同时，由于中国柴油机制造技术落后，过量的润滑油消耗也大都形成碳烟微粒排放。因此，采用微粒捕集器是降低柴油机碳烟微粒排放的重要选择。

微粒捕集器捕集效果随着柴油机进气量的增多，微粒沉积，过滤孔隙被堵塞，微粒捕集器背压升高，排气阻力增大，当达到20kpa限值后，发动机的功率和燃油经济性大大下降，所以必须及时对捕获沉积的颗粒进行及时清理，该过程称之为再生。

微粒捕集器的核心技术难点在于再生的控制，现有的柴油机微粒捕集器的再生方法可以分为主动再生和被动再生俩大方式，主动再生方法中包括喷油再生，微波加热再生，电加热再生，红外再生等方法等，结构与控制策略都比较复杂，且面临诸如喷油再生温度控制，能源供给，捕集器老化等一系列问题。被动再生包括催化剂涂层再生，燃油添加剂再生。连续再生，低温等离子再生，被动再生具有催化剂消耗量大，成本高，对油品硫含量要求高(低于50ppm，我国目前油品含量约为2000ppm)，技术不成熟等问题。

开发一种经济性好，再生效果优良的尾气颗粒捕集器系统尤为重要。目前研究的微粒捕集器中，作为主动再生的反吹再生排气方法，因为其不受燃油硫含量的限制，且无燃油二次消耗，无催化剂消耗等优点，成为工程师们努力的方向。

而目前科学界所提出的传统微粒捕集器反吹再生的技术存在诸多缺点，如在《汽车排气污染治理及催化转化器》[M](北京：化学工业出版社，2000：P297～299)中，介绍了采用单个或者或多个固定方向的喷嘴结构来进行的反吹再生技术，但对表面型过滤材料反吹再生时存在如下6个缺点：1、反吹平均压强过小，车用气源管路通常为1cm²，喷孔压强7kg/cm²，过滤面积6480cm²则平均压强为(7kg/cm²)/6480＝0.0011kg/cm²，其反吹压强较弱，反吹效果较差，粘结的微粒很难被吹掉。2、反吹气体压强无法保证均匀施于每个捕集器部分，只集中于某一部分。反吹气体方向性造成绝大部分面积不能被气体射束垂直地，强度均匀的吹到。3、反吹气体分离微粒需要较大的膨胀空间，整个分离过程需要停止工作，上游需要有足够的膨胀空间，使反吹气体可由下游经过过滤体到达上游有足够的空间，否则无法进入上游。对于行驶中的汽车而言很难为反吹再生提供足够大的膨胀体积。4、反吹后的微粒二次再生比较复杂，需要有另附二次收集装置。5、处理沉积的二次捕集的颗粒物，需要采用另一套复杂处理装置，如电加热法，喷射燃料法等。

本专利提供了一套新的反吹再生旋流捕集器技术，克服和改造了传统捕集器的诸多缺点，大大提高微粒捕集器的再生效果和再生周期。

发明内容

本发明的目的是提供一套新的反吹再生旋流捕集器技术，使捕集器下游腔内形成均匀的旋流压力场，反吹再生气流将捕集的柴油机尾气颗粒物与壁流式捕集器进行分离，提高单个再生周期的微粒再生效率和再生效果。