[发明专利]一种颗粒物捕捉器零能耗反吹系统

说明书

本发明公开了一种颗粒物捕捉器零能耗反吹系统，包括颗粒捕捉器和反吹装置，颗粒捕捉器的两端分别连接有进烟管和排烟管，进烟管与柴油机的排气端连通，在进烟管上设置进烟阀，进烟管在进烟阀和颗粒捕捉器之间的管段上设有集尘装置，排烟管上设置排烟阀，反吹装置包括气压罐、用于获取进烟热量的导热机构，用于向反吹装置内补气的补气组件以及用于进行颗粒捕捉器反吹再生的反吹管；本发明对颗粒物捕捉器间歇式反吹再生，充分利用排放烟气的热能，利用重力热管换热器加热气压罐内的冷空气，将冷空气加热后压力增加后作为反吹颗粒捕捉器的高压空气，系统充分利用排气热量转化为空气动力，实现了间歇式颗粒捕捉器的零能耗反吹。

技术领域

本发明涉及柴油机尾气处理技术领域，具体涉及一种颗粒物捕捉器零能耗反吹系统。

背景技术

随着货运行业和物流行业的快速发展，以柴油发动机为动力的汽车、轮船逐渐成为货运的主力军。如2018年占汽车保有量7.9%的柴油货车，排放氮氧化物、颗粒排放物占全行业的60.0%和84.6%。相比汽油而言，柴油机是压燃式发动机，压燃式发动机的一个最大的缺陷就是在压燃过程中燃烧不充分，会产生颗粒物和氮氧化物等问题。船用柴油发动机、柴油发电机组等也存在着同样的污染问题。目前柴油机颗粒捕集器是公认的最有效的颗粒物净化装置，也是目前净化技术中商用前景最好的技术之一，柴油机颗粒物在颗粒捕捉器（DPF）内部的沉积会使其两端压降升高，影响发动机性能，因此需要对沉积的颗粒物进行清除，即DPF再生技术。

现有的柴油机颗粒物捕捉器反吹装置都是以压缩空气为介质，以空气压缩机消耗电能为源动力，不但消耗电能，还必须配备空气压缩机，运行能耗与初投资均较高；还有以调整过滤器为技术核心，设置多个过滤管，分级过滤器，其成本较高，工艺复杂，需要更换过滤管耗材或者喷油催化燃烧等，均给使用者带来了额外的运行费用。因此，如何实现柴油颗粒物捕捉器的低成本长期稳定运行，提高柴油机运行性能，实现高效率、设备结构简单的维护运行系统成为本领域从业人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

技术目的：针对现有颗粒捕捉器反吹依赖外部反吹动力，成本和能耗高的不足，本发明公开了一种利用柴油机自身排气温度，将烟气热能转换为反吹系统空气动能的颗粒物捕捉器零能耗反吹系统。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种颗粒物捕捉器零能耗反吹系统，包括颗粒捕捉器和反吹装置，颗粒捕捉器的两端分别连接有进烟管和排烟管，进烟管与柴油机的排气端连通，在进烟管上设置进烟阀，进烟管在进烟阀和颗粒捕捉器之间的管段上设有集尘装置，排烟管上设置排烟阀，反吹装置包括气压罐、用于获取进烟热量的导热机构，用于向反吹装置内补气的补气组件以及用于进行颗粒捕捉器反吹再生的反吹管，导热机构连接进烟管和气压罐，反吹管一端与气压罐连通，另一端与排烟管连通，在反吹管靠近排烟管的一端设置用于控制反吹管路开闭的反吹阀；导热机构将进烟管内的烟气热量传递到气压罐内，气压罐内的空气受热膨胀，在进行颗粒捕捉器反吹再生时，打开反吹阀，关闭进烟阀和排烟阀，气压罐内的高压气体将颗粒捕捉器内的颗粒物吹至集尘装置中。

优选地，本发明的导热机构采用重力热管，气压罐位于进烟管的上方，重力热管设置在气压罐和进烟管之间，重力热管自下而上包括蒸发段、绝热段和冷凝段，其中蒸发段和冷凝段均采用是翅片管结构，蒸发段位于进烟管内，冷凝段位于气压罐内，重力热管中的工质吸收烟气的热量后汽化，沿绝热段进入冷凝段，遇到气压罐内的低温环境后，在冷凝段冷凝，将热量释放，气压罐内的气体吸收热量，温度升高，压力增加。

优选地，本发明的补气组件包括通气管和补气阀，在反吹结束后，打开补气阀，外部气体通过通气管进入气压罐进行补气。

优选地，本发明的气压罐上设置泄气管和安全阀，安全阀安装在泄气管上，在气压罐内压力超过设定压力值时，通过安全阀进行泄放，保持气压罐的压力在设定范围内。

优选地，本发明的集尘装置通过设置在端口的集尘阀与进烟管连通，在进行反吹再生时，打开集尘阀，收集颗粒捕捉器内的颗粒物。