专利名称：紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物的装置。
背景技术：
众所周知，燃油在内燃机燃烧后的负产物排放是危害环境的主要因素之一。据测算内燃机能量转换做部率仅占燃烧值的38%，其余部分为33%的排气损失，29%的冷却损失。在排气过程中，有相当成分是燃烧负反应产物，包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、甲醛等。内燃机尾气排放有害气体，及有害气体的颗粒物是造成环境污染的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物的主要因素之一。计量单位PM2. 5的悬浮颗粒物对人体危害最大，人体的生理结构决定了对PM2. 5的可吸入颗粒物没有任何过滤、阻拦能力，而PM2. 5的可吸入颗粒物对人类健康的危 害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面，其被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病，可导致人们的平均寿命减少8. 6个月。还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。目前国际上主要发达国家以及亚洲的日本、泰国、印度等均将PM2. 5列入空气质量标准。世界卫生组织(WHO)认为，PM2. 5小于10是安全值，全球PM2. 5最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。目前，国内外汽车等内燃机排放尾气还停留仅使用三元催化器作为排放净化器。三元催化器虽是安装在内燃机排气系统中最重要的净化装置，它可将内燃机尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。三元催化器安装在内燃机排气管中，通过氧化还原反应，二氧化碳和氮气，故又称之为三元(效)催化转化器。三元催化器的工作原理是当高温的内燃机尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强C0、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；N0x还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使内燃机尾气得以净化。但三元催化器对于内燃机尾气的净化作用有限，三元催化器只能同时将废气中的上述三种主要有害物质转化为无害物质。但其对内燃机尾气中的颗粒物的净化没有任何作用，三元催化器不能净化内燃机尾气排放中的有害颗粒物，需要其它方法进行解决处理。
发明内容本实用新型的目的是设计一种紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物的装置，该装置能分解净化内燃机排放出来的颗粒物，增加三元催化器的催化氧化还原反应，解决内燃机颗粒物排放，净化尾气有害物，减少环境污染。为此，本实用新型的装置主要由光触媒网和紫外光照射光源所组成，在内燃机排气系统中设至少一个供内燃机排放废气经过的紫外光照射区；该紫外光照射区中心设有至少一个波长为126 400nm的紫外光照射光源，该照射光源周边设有包围该照射光源并使得内燃机排放废气得以通过的通道；紫外光照射区的至少一端设至少一个供内燃机排放废气经过的光触媒网。所述的装置包括一个管状的壳体，壳体串接在内燃机排放废气的管道中，壳体内中心设有一个波长为126 400nm的紫外光照射光源,照射光源至少一端的壳体内设有至少一个横向拦设该壳体内空间的光触媒网。所述的照射光源的两端的壳体内各设有至少一个横向拦设该壳体内空间的光触媒网。所述的壳体两端部设有供光触媒网卡设的光触媒网卡槽，光触媒网卡槽为带开口的卡槽，该卡槽的开口部设有卡盖。所述的壳体串接在三元催化器前端的内燃机排放废气的管道中，或串接在三元催化器后端的内燃机排放废气的管道中，或串接在三元催化器前端和后端的内燃机排放废气的管道中。上述结构设计实现了本实用新型的目的。本实用新型的优点是该装置能分解净化内燃机排放出来的颗粒物，增加三元催化器的催化氧化还原反应，解决内燃机颗粒物排放，净化尾气有害物，减少环境污染。本实用新型的工作机理涂有纳米级的TiO2的光触媒网在波长为126 400nm的紫外光的照射下，由于吸收了光能而产生电子空穴对。这些空穴对(光载流子)会迅速迁移至表面，并激活其表面附着的H2O与O2而产生氢氧基(-0H)和活性氧(-0)。而这两种氧化性极强的物质会迅速与触媒表面附着的大分子量的碳氢化合物反应，生成无害的CO2和水。当含有害颗粒物的内燃机排放气体通过紫外光照射区后，该光触媒网能有效分解内燃机排出的废气颗粒，同时紫外光还能激活了三元催化器的催化剂的能力，增强了其催化氧化效率，使内燃机尾气排放有害物大量减少。据测试本实用新型能使内燃机尾气排放有害物大量减少，排放标准达到欧IV标准，装有本实用新型的同类汽车，在同等测试条件下，较仅装有三元催化器的尾气排放的各项指标优化80%以上。
图I是本实用新型装置的结构示意图。图2是本实用新型装置的使用状态结构示意图。
具体实施方式
如图I和图2所示，一种紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物的装置，主要由光触媒网4和紫外光照射光源7所组成。在内燃机排气系统中设至少一个供内燃机10排放废气经过的紫外光照射区5。该紫外光照射区中心设有至少一个波长为126 400nm的紫外光照射光源。该照射光源周边设有包围该照射光源并使得内燃机排放废气得以通过的通道。紫外光照射区的至少一端设至少一个供内燃机排放废气经过的光触媒网。所述的装置包括一个管状的壳体2，壳体串接在内燃机排放废气的管道9中。壳体内中心设有一个波长为126 400nm的紫外光照射光源，照射光源至少一端的壳体内设有至少一个横向拦设该壳体内空间的光触媒网。所述的紫外光照射光源的波长为220 350nmo显然，也可在照射光源的两端的壳体内各设有至少一个横向拦设该壳体内空间的光触媒网。所述的壳体两端部设有供光触媒网卡设的光触媒网卡槽3，光触媒网卡槽为带开口的卡槽，该卡槽的开口部设有卡盖8，卡盖通过合页I与开口部一侧的卡槽壁轴接，以方便启闭该开口部，用于更换或清洁光触媒网。所述的壳体串接在三元催化器前端的内燃机10排放废气的管道中，或串接在三元催化器11后端的内燃机排放废气的管道中，或串接在三元催化器前端和后端的内燃机排放废气的管道中。后者为最佳。理论上讲，在内燃机排放废气的管道中串接本实用新型装置可为2 4个。紫外光照射光源由车载蓄电池组提供电能，提供电能的车载蓄电池组导线及相关电路均通过壳体上的电源插口 6与紫外光照射光源相接。光触媒网为涂有催化剂的一层，或2 4层、用耐高温材料制成的网格，为一体结构。催化剂包括氧化钛、二氧化钛、二氧化错、硫化镉等多种氧化物和硫化物。使用时，内燃机排放出的废气在管道中经由波长为126 400nm的紫外光照射光源照射的至少一个光触媒网，再经紫外光照射区，再进入三元催化器，净化后的尾气排出管道中。·总之，本实用新型能分解净化内燃机排放出来的颗粒物，增加三元催化器的催化氧化还原反应，解决内燃机颗粒物排放，净化尾气有害物，减少环境污染，可推广使用。
权利要求1.一种紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物的装置，主要光触媒网和紫外光照射光源所组成，其特征在于 在内燃机排气系统中设至少一个供内燃机排放废气经过的紫外光照射区； 该紫外光照射区中心设有至少一个波长为126 400nm的紫外光照射光源，该照射光源周边设有包围该照射光源并使得内燃机排放废气得以通过的通道； 紫外光照射区的至少一端设至少一个供内燃机排放废气经过的光触媒网。
2.按权利要求I所述的装置，其特征在于所述的装置包括一个管状的壳体，壳体串接在内燃机排放废气的管道中，壳体内中心设有一个波长为126 400nm的紫外光照射光源，照射光源至少一端的壳体内设有至少一个横向拦设该壳体内空间的光触媒网。
3.按权利要求I或2所述的装置，其特征在于所述的紫外光照射光源的波长为220 350nmo
4.按权利要求2所述的装置，其特征在于所述的照射光源的两端的壳体内各设有至少一个横向拦设该壳体内空间的光触媒网。
5.按权利要求2或4所述的装置，其特征在于所述的壳体两端部设有供光触媒网卡设的光触媒网卡槽，光触媒网卡槽为带开口的卡槽，该卡槽的开口部设有卡盖。
6.按权利要求2或4或5所述的装置，其特征在于所述的壳体串接在三元催化器前端的内燃机排放废气的管道中，或串接在三元催化器后端的内燃机排放废气的管道中，或串接在三元催化器前端和后端的内燃机排放废气的管道中。
专利摘要本实用新型属于一种紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物的装置，在内燃机排气系统中设至少一个供内燃机排放废气经过的紫外光照射区；该紫外光照射区中心设有至少一个波长为126～400nm的紫外光照射光源，该照射光源周边设有包围该照射光源并使得内燃机排放废气得以通过的通道；紫外光照射区的至少一端设至少一个供内燃机排放废气经过的光触媒网，使紫外光介入氧化分解内燃机排放废气中污染物。本实用新型能分解净化内燃机排放出来的颗粒物，增加三元催化器的催化氧化还原反应，解决内燃机颗粒物排放，净化尾气有害物，减少环境污染。
文档编号B01D53/56GK202560352SQ201220140660
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者杨德利, 张立新, 王艳 申请人:杨德利, 张立新, 王艳