[发明专利]矿用低排气温度环境下智能高效复合再生颗粒捕集装置

说明书

本发明属于煤矿井下用防爆柴油发动机的碳颗粒排放技术领域，具体涉及一种矿用低排气温度环境下智能高效复合再生颗粒捕集装置，解决了煤矿井下用防爆柴油发动机产生碳颗粒对作业人员危害大，且捕集效果、使用寿命差，无法有效实现再生的问题，包括废气进口法兰、废气扩张区、燃油加热区、远红外加热区、捕集器不锈钢芯部、捕集后区、废气收缩区和废气出口法兰，依次通过废气扩张区、燃油加热区和远红外加热区后进入捕集器不锈钢芯部，完成对废气中的碳颗粒进行捕捉。本发明能够有效降低煤矿井下用防爆柴油发动机的碳颗粒排放，净化井下的作业环境，提高颗粒捕集装置的捕集效果和使用寿命，实现燃油燃烧主动再生，具有较高的使用和推广价值。

技术领域

本发明属于煤矿井下用防爆柴油发动机的碳颗粒排放技术领域，具体涉及一种矿用低排气温度环境下智能高效复合再生颗粒捕集装置。

背景技术

目前以矿用防爆柴油机为动力的矿用防爆车辆已经成为煤矿井下无轨辅助运输的主要设备，目前防爆柴油发动机的排放要求和工程机械用柴油机一样，但排放技术严重滞后于工程机械用柴油机和道路用柴油机，并且这些技术应用于煤矿井下还需要符合防爆要求。排放物对煤矿井下作业人员的身体健康有很大的危害，尤其是排放物中含有大量的碳烟，其主要成分是未完全燃烧的碳颗粒。碳颗粒的理化特性决定其对大气能见度和人体健康的影响程度，直径小于50nm的核模态颗粒物不但可以通过人体的呼吸直达肺部并沉积下来，甚至可进入血液循环并流向大脑和心脏，对人体的呼吸、免疫系统产生危害。直径大于50nm积聚模态颗粒对颗粒物质量浓度具有显著贡献，是导致大气能见度下降的重要因素。同时，颗粒物具有很强的吸附能力，易吸附有毒物质并为其化学反应提供场所。

此外，目前市场上没有煤矿井下用的颗粒捕集装置，只有相关方面的技术研究，但这些相关技术研究并不适用于煤矿井下的工作环境。常州新吉大矿用设备制造有限公司公开的实用新型专利“矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置”通过颗粒捕捉装置进行碳颗粒的捕集，没有再生方面的阐述和研究，其表面温度是通过隔热棉来实现，并没有采用冷却水的方式来实现，法兰部分没有隔热装置，不能保证法兰的温度不超过150℃，严格意义上不符合煤矿标准。常州新吉大矿用设备制造有限公司公开的发明专利“矿用防爆柴油机尾气颗粒物捕捉装置再生系统”通过通风加热对装置进行再生，对系统的表面温度处理方法没有阐述，对加热方式没有具体阐述，对具体加热的温度也没有阐述。因此不能体现煤矿井下易燃易爆环境下的安全性和具体的实施方法。

可见，设计一款用于低排气温度环境下智能高效复合再生颗粒捕集装置，用以降低煤矿井下用防爆柴油发动机的碳颗粒排放，净化井下的作业环境，保护井下作业人员的身体健康、同时能提高捕集效果、使用寿命且实现有效再生就显得极其重要。

发明内容

本发明为了解决煤矿井下用防爆柴油发动机工作时产生碳颗粒排放对井下作业人员危害较大，且现有同类型装置的捕集效果、使用寿命较差，无法有效实现再生的问题，提供了一种矿用低排气温度环境下智能高效复合再生颗粒捕集装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种矿用低排气温度环境下智能高效复合再生颗粒捕集装置，包括捕集装置主体，捕集装置主体为两端收口的环形套筒结构，捕集装置主体沿着废气流动方向依次包括废气进口法兰、废气扩张区、燃油加热区、远红外加热区、捕集器不锈钢芯部、捕集后区、废气收缩区和废气出口法兰，燃油加热区和捕集后区在捕集装置主体的外部连接有不锈钢压差管，不锈钢压差管上设置有本安隔爆型压差传感器，位于捕集装置主体顶部且靠近废气出口法兰的一侧设置有出水口，位于捕集装置主体底部且靠近废气进口法兰的一侧设置有进水口；防爆柴油机排出的废气经水冷涡轮增压器排出后，通过废气进口法兰依次通过废气扩张区、燃油加热区和远红外加热区后进入捕集器不锈钢芯部，捕集器不锈钢芯部对废气中的碳颗粒进行捕捉，剩余废气进入废气收缩区后经废气出口法兰进入下一个装置。