[发明专利]在流体中不能溶解的烟灰之类的材料颗粒的电化学转换方法和反应炉

说明书

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1、发明的背景

本发明涉及一种使在流体中不能溶解的材料电化学转换成在流体中能够溶解的材料的方法；一种电化学反应炉；一种离子选择性电解质，一种电极，一种混合后的离子选择性电解质，一种在实施该方法时和在电化学反应炉中使用的电极材料，和用来从烟道气体中除去烟灰粒子和从废水中除去油的方法及反应炉的应用。

技术领域

用来从诸如柴油引擎排出的气体之类的当时燃烧所产生的烟道气体中去掉例如烟灰粒子的方法，典型地说是以在特殊的过滤器上收集的烟灰粒子的纯化学/催化燃烧处理为基础的。化学/催化处理的缺点是在温度低于400℃时不能以足够高的速度进行，该温度比通常在大的柴油引擎的燃烧系统中所能得到的典型地说大约300℃的温度高。对于燃烧系统或引擎来说获得尽可能高的效率的努力同时也把烟道气体的温度拉到所能得到的尽可能低的温度。部分燃烧后的材料和烟灰粒子随之积累在过滤器上，因此必须周期性地更新以除去或烧掉收集到的烟灰粒子。典型地说，更新必须以几个小时的间隔进行，即，例如对于公共汽车来说一个工作日要更新若干次。典型地说更新采用用燃烧器或电加热装置对过滤器进行加热的办法进行。在更新期间的过程内，排气气流必须用过滤器单元使气体通过旁道，以使排出气体不被过滤。或者，在更新期间使引擎停止工作。典型地说，更新在从几分钟到20分钟内进行。因为已安装上过滤器，故在工作期间平衡压力将因填塞作用而增加。这对引擎的工作将产生一个不利的影响。此外，还存在着一种使得过滤器单元过热的高度危险，这种危险是已收集到的炭燃烧所形成的热产生的结果。由于在用得最为普遍的陶瓷过滤器材料上会形成的热应力，所以这将会导致一种使之熔化或爆裂的危险。

现有技术的说明

EP532031公开了一种供收集来自柴油引擎的排出气体的颗粒材料的过滤器更新用的基于柴油燃料的燃烧器系统。所收集到的材料采用用燃烧器加热的办法使之燃烧。该系统的缺点是不能连续地工作。

WO95/02117公开了一种用来从排出气体中收集来自柴油引擎的排出气体颗粒材料的过滤器。该过滤器采用对过滤器机体电加热到所收集到的烟灰的燃烧温度的办法进行更新。或者，使用柴油燃料的燃烧器也可以用于使颗粒材料烧毁。这种系统不是连续地发挥作用的系统，因为必须周期性地使它停下来进行更新。

WO94/16204公开了一种过滤器系统，主要用于叉车和其它的用柴油燃料的不打算在大街上使用的车辆的排气。该过滤器的更新以调整的形式完成，在更新中供燃烧用的空气和供把所收集到的材料加热到其燃烧温度用的电源从一个外部源供给。因此，在进行更新期间车辆必须停止工作。

US专利No.4946609公开了一个系统，该系统中，采用向燃料或润滑油中加进一种添加剂的办法降低了催化燃烧的温度。因此，过滤器在大约300℃应当自我净化。但是，该系统是复杂的，因为必须要有一个供添加剂使用的配料机构。此外，还有一种因添加剂的驻留引起的堵塞过滤器的潜在增加的危险，而且还存在着因释放添加剂而污染外部环境的危险。

US专利No.4902487公开了一种过滤器系统，在该系统中，在排出气体中需要相对高含量的氮氧化物。这些氧化物用做一种活性氧化剂，以便可以降低催化燃烧烟灰粒子的最低温度。但是，为了在275℃以上的温度下得到过滤器的自我净化，需要有一个适当的高的氮氧化物含量对烟灰量的比例。因此，该系统仅仅在那些在排出气体中具有低的烟灰含量且得到很好保持的系统中是有用的。另外，具有不希望的高氮氧化物含量的排出气体被排放出去。

US专利申请No.4310406描述了一个系统，在该系统中，炭颗粒之类被用做废水电化学净化的电极，其中，一种电化学反应被用做把在溶液中的基本上是金属离子的污染物转化为一种不可溶的颗粒状的材料，该材料被收集到电极材料上。在其中把不可溶的材料转换成可溶材料的相反的处理既没有示出也没人提出来过。

德国专利DE4236711A1公开了一种用来监测排出气体中烟灰含量的测试装置。该装置是以具有氧离子导电电解质及金属或陶瓷工作和参考电极的电化学测试单元为基础的。该装置测定由沉积在工作电极上的烟灰引起的电位差而在参考电极上则没有烟灰。该装置必须加热到恒定的温度。该装置不把烟灰转换成被排出气体除去的可溶材料。

2、发明的说明

本发明的目的是提供一种把在流体中的不可溶材料转换成在流体中可溶材料的经过改善的方法和设备。

说得详细一点，本发明提供一种可以把在烟道气体中不溶的含炭离子转换成二氧化碳的方法和设备。

此外，目的还在于提供这样的方法和设备，用这样的方法和设备可以把已分配到水中的油滴转换成二氧化碳和水。