一种尾气治理装置的制作方法

1.本发明涉及汽车检测技术领域，特别是涉及一种尾气治理装置。


背景技术：

2.汽车尾气中含有颗粒物以及一氧化氮、氮氧化物等有毒气体，而汽车环检时，机动车的发动机会在短期内切换不同的工作状态，使得汽车内柴油反应不完全从而产生更多的污染物。目前，机动车检测站的检测装置对尾气进行分析检测后无法对检测后的尾气进行净化，只能将尾气直接排放到空气中，这严重影响了车辆检测站周围的环境，危害了车辆检测站工作人员以及周围居民的身体健康。
3.而现有的气体净化技术虽然能够对车辆尾气中的气体成分进行净化，比如专利cn209752434u公开了通过电机带动搅拌轴和搅拌叶转动以达到净化尾气的效果；专利cn108970401a公开了在罐体中对颗粒物进行喷淋处理；专利cn111379614a公开了通过尾气净化模块中的尾气净化器对尾气进行净化，并通过催化剂添加模块添加催化剂对尾气进行催化处理，再通过陶瓷触媒转化器对尾气进行二次处理。但是，上述尾气处理的相关专利仅仅净化了尾气中的气体污染物，并没有对尾气中的颗粒物进行妥善的处理。
4.因此，目前亟需一种能够对尾气中的固体污染物和气体污染物均能进行处理的尾气处理技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种尾气治理装置，既能够处理尾气中的气体污染物，又能对尾气中的固体污染物进行回收利用。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种尾气治理装置，包括：
8.控制模块、尾气收集模块、颗粒物回收模块和尾气净化模块；
9.所述尾气收集模块、所述颗粒物回收模块和所述尾气净化模块均与所述控制模块连接；
10.所述尾气收集模块与所述颗粒物回收模块连接；所述尾气收集模块用于收集待净化气体，并测量所述待净化气体的流量和所述待净化气体中氮氧化物的含量；
11.所述颗粒物回收模块和所述尾气净化模块连接；所述颗粒物回收模块用于过滤所述待净化气体并收集所述待净化气体的颗粒物；
12.所述尾气净化模块用于对过滤后待净化气体中的气体污染物进行处理；
13.所述控制模块用于控制所述尾气收集模块收集所述待净化气体，并控制所述颗粒物回收模块过滤所述待净化气体并收集所述待净化气体的颗粒物；所述控制模块还用于根据所述待净化气体的流量和所述待净化气体中氮氧化物的含量控制所述尾气收集模块对气体污染物进行处理。
14.可选的，所述尾气收集模块，具体包括：
15.尾气收集管、第一氮氧传感器、流量计和负压风机；
16.所述负压风机设置于所述尾气收集管的出气口处；所述负压风机用于将待净化气体收集到所述尾气收集管内；
17.所述第一氮氧传感器设置于所述尾气收集管内；所述第一氮氧传感器与所述控制模块连接；所述第一氮氧传感器用于测量所述待净化气体中氮氧化物的含量；
18.所述流量计与所述尾气收集管连接；所述流量计与所述控制模块连接；所述流量计用于测量所述待净化气体的流量。
19.可选的，所述颗粒物回收模块，具体包括：
20.颗粒捕集器、压力测量子模块、颗粒挡板阀门、颗粒物反吹子模块和颗粒物收集子模块；
21.所述颗粒捕集器的进气口与所述尾气收集管的出气口连接；所述颗粒捕集器用于过滤所述待净化气体；
22.所述压力测量子模块与所述控制模块连接；所述压力测量子模块设置于颗粒捕集器进气口和颗粒捕集器出气口处；所述压力测量子模块用于检测所述颗粒捕集器进气口处的压力和所述颗粒捕集器出气口处的压力；所述控制模块用于在所述颗粒捕集器进气口与所述颗粒捕集器出气口的压力差大于或者等于压力差阈值时开启所述颗粒物反吹子模块和所述颗粒物收集子模块；
23.所述颗粒挡板阀门设置于所述颗粒捕集器进气口处；所述颗粒挡板阀门用于控制所述待净化气体由所述尾气收集管单向进入所述颗粒捕集器；
24.所述颗粒物反吹子模块与所述控制模块连接；所述颗粒物反吹子模块设置于所述颗粒捕集器出气口处；所述颗粒物反吹子模块用于当所述压力差大于或者等于所述压力差阈值时将所述颗粒捕集器捕集的颗粒物反吹至所述颗粒挡板阀门；
25.所述颗粒物收集子模块与所述控制模块连接；所述颗粒物收集子模块设置于所述颗粒捕集器进气口处；所述颗粒物收集子模块用于当所述压力差大于或者等于所述压力差阈值时收集反吹至所述颗粒挡板阀门的颗粒物。
26.可选的，所述颗粒物收集子模块，具体包括：
27.颗粒收集管、颗粒收集控制阀、吸颗粒风机和水槽；
28.所述颗粒收集管的进口设置于所述颗粒挡板阀门的出气端；所述颗粒收集管的出口与所述吸颗粒风机的进口连接；所述吸颗粒风机的出口位于所述水槽内；所述颗粒收集控制阀设置在所述颗粒收集管上；所述颗粒收集控制阀和所述吸颗粒风机均与所述控制模块连接；
29.所述颗粒收集控制阀用于在所述压力差大于或者等于所述压力差阈值时开启；
30.所述吸颗粒风机用于当所述压力差大于或者等于所述压力差阈值时将反吹至所述颗粒挡板阀门的颗粒物收集至所述水槽内。
31.可选的，所述尾气净化模块，具体包括：
32.加热子模块、尾气流通控制阀和多个尾气净化子模块；
33.所述加热子模块的进气口与所述颗粒捕集器的出气口连接；所述加热子模块与所述控制模块连接；所述加热子模块用于加热过滤后的待净化气体；
34.多个所述尾气净化子模块的进气口均与所述加热子模块的出气口连接；所述尾气
净化子模块用于对所述待净化气体中的气体污染物进行处理；所述气体污染物包括一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物；
35.所述尾气流通控制阀设置于多个所述尾气净化子模块的进气口处；所述尾气流通控制阀与所述控制模块连接；所述尾气流通控制阀用于控制所述尾气净化子模块的开启数量；所述控制模块用于根据所述待净化气体的流量控制所述尾气流通控制阀。
36.可选的，所述尾气净化子模块，具体包括：
37.氧化催化转化器和氮氧化物处理单元；
38.所述氧化催化转化器的进气口与所述加热子模块的出气口连接；所述氧化催化转化器用于将所述待净化气体中的一氧化碳和碳氢化合物氧化为二氧化碳和水；
39.所述氮氧化物处理单元的进气口与所述氧化催化转化器的出气口连接；所述氮氧化物处理单元与所述控制模块连接；所述氮氧化物处理单元用于处理所述待净化气体中的氮氧化物；所述控制模块用于根据所述待净化气体的流量和所述待净化气体中氮氧化物的含量控制所述氮氧化物处理单元中尿素溶液的喷射量。
40.可选的，所述氮氧化物处理单元，具体包括：
41.尿素储存与喷射子单元、选择性催化还原器和氨逃逸催化器；
42.所述选择性催化还原器的进气口与所述氧化催化转化器的出气口连接；所述尿素储存与喷射子单元设置于所述选择性催化还原器的进气口处；所述氨逃逸催化器的进气口与所述选择性催化还原器的出气口连接；
43.所述尿素储存与喷射子单元与所述控制模块连接；所述尿素储存与喷射子单元用于储存尿素溶液并根据所述控制模块发送的喷射量信号向所述选择性催化还原器内喷射尿素溶液；所述尿素溶液在所述选择性催化还原器中生成氨气；
44.所述选择性催化还原器中的氨气用于将所述待净化气体中的氮氧化物还原成氮气和水；
45.所述氨逃逸催化器用于吸收未在所述选择性催化还原器中发生反应的氨气。
46.可选的，所述尾气治理装置，还包括：
47.第二氮氧传感器；
48.所述第二氮氧传感器设置与所述氨逃逸催化器的出气口处；所述第二氮氧传感器与所述控制模块连接；所述第二氮氧传感器用于测量处理后的尾气中的氮氧化物含量；所述控制模块用于根据处理后的尾气中的氮氧化物含量调整所述尿素溶液的喷射量。
49.可选的，所述尾气治理装置，还包括：
50.温度传感器；
51.所述温度传感器分别设置于所述加热子模块进气口处；所述温度传感器与所述控制模块连接；所述控制模块用于控制所述加热子模块的加热温度。
52.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
53.本发明提出了一种尾气治理装置，包括控制模块、尾气收集模块、颗粒物回收模块和尾气净化模块；尾气收集模块用于收集待净化气体，并测量待净化气体的流量和待净化气体中氮氧化物的含量；颗粒物回收模块用于过滤待净化气体并收集待净化气体的颗粒物；尾气净化模块用于对过滤后待净化气体中的气体污染物进行处理；控制模块用于控制颗粒物回收模块过滤并收集待净化气体的颗粒物并控制尾气净化模块对待净化气体中的
气体污染物进行处理。因此，本发明提供的尾气治理装置，既能够处理尾气中的气体污染物，又能对尾气中的固体污染物进行回收利用。
附图说明
54.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
55.图1为本发明实施例中所提供的尾气治理装置结构示意图；
56.图2为本发明实施例中控制模块连接图。
57.其中，1
‑
尾气收集管；2
‑
流量计；3
‑
负压风机；4
‑
加热子模块；5
‑
尾气净化子模块；6
‑
v锥体；7
‑
差压变送器；8
‑
火花塞；9
‑
喷油器；10
‑
氧化催化转化器；11
‑
颗粒捕集器；12
‑
选择性催化还原器；13
‑
氨逃逸催化器；14
‑
尿素喷嘴；15
‑
尿素泵；16
‑
尿素罐；17
‑
颗粒反吹探头；18
‑
空压机；19
‑
颗粒挡板阀门；20
‑
颗粒收集管；21
‑
吸颗粒风机；22
‑
水槽；23
‑
颗粒收集控制阀；24
‑
温度传感器；25
‑
前压力传感器；26
‑
后压力传感器；27
‑
第一氮氧传感器；28
‑
第二氮氧传感器；29
‑
控制模块；30
‑
尿素储存与喷射子单元；31
‑
尾气流通控制阀。
具体实施方式
58.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.本发明的目的是提供一种尾气治理装置，既能够处理尾气中的气体污染物，又能对尾气中的固体污染物进行回收利用。
60.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
61.实施例
62.图1为本发明实施例中所提供的尾气治理装置结构示意图，图2为本发明实施例中控制模块连接图，如图1
‑
2所示，本发明提供了一种尾气治理装置，包括：控制模块29、尾气收集模块、颗粒物回收模块和尾气净化模块；尾气收集模块、颗粒物回收模块和尾气净化模块均与控制模块29连接。
63.尾气收集模块与颗粒物回收模块连接；尾气收集模块用于收集待净化气体，并测量待净化气体的流量和待净化气体中氮氧化物的含量。
64.尾气收集模块，具体包括：尾气收集管1、第一氮氧传感器27、流量计2和负压风机3；负压风机3设置于尾气收集管1的出气口处；负压风机3用于将待净化气体收集到尾气收集管1内；第一氮氧传感器27设置于尾气收集管1内；第一氮氧传感器27与控制模块29连接；第一氮氧传感器27用于测量待净化气体中氮氧化物的含量；流量计2与尾气收集管1连接；流量计2与控制模块29连接；流量计2用于测量待净化气体的流量。
65.具体的，流量计2为v锥流量计，包括v锥体6和差压变送器7，v锥体6分别与尾气收
集管1和差压变送器7连接；差压变送器7分别与v锥体6和控制模块29连接；待净化气体流经v锥体6时，在v锥体6前重新形成流态，v锥体6前的局部气体收缩，流速增大，使得v锥体6前后产生压差，差压变送器7通过压差计算待净化气体的流量并将此信号传送给控制模块29，v锥流量计具有自整流功能，信号稳定性好、受安装条件局限小，其他流量计2可替代v锥流量计。
66.颗粒物回收模块和尾气净化模块连接；颗粒物回收模块用于过滤待净化气体并收集待净化气体的颗粒物。
67.颗粒物回收模块，具体包括：颗粒捕集器11、压力测量子模块、颗粒挡板阀门19、颗粒物反吹子模块和颗粒物收集子模块。
68.颗粒捕集器11的进气口与尾气收集管1的出气口连接；颗粒捕集器11用于过滤待净化气体。
69.压力测量子模块与控制模块29连接；压力测量子模块设置于颗粒捕集器11进气口和颗粒捕集器11出气口处；压力测量子模块用于检测颗粒捕集器11进气口处的压力和颗粒捕集器11出气口处的压力；控制模块29用于在颗粒捕集器11进气口与颗粒捕集器11出气口的压力差大于或者等于压力差阈值时开启颗粒物反吹子模块和颗粒物收集子模块。
70.压力测量子模块具体包括：前压力传感器25和后压力传感器26；前压力传感器25设置于颗粒捕集器11进气口处；后压力传感器26设置于颗粒捕集器11出气口处；前压力传感器25和后压力传感器26分别检测颗粒捕集器11进气口与颗粒捕集器11出气口的压力并将颗粒捕集器11进气口与颗粒捕集器11出气口的压力传输至控制模块29。
71.颗粒挡板阀门19设置于颗粒捕集器11进气口处；颗粒挡板阀门19用于控制待净化气体由尾气收集管1单向进入颗粒捕集器11。
72.颗粒物反吹子模块与控制模块29连接；颗粒物反吹子模块设置于颗粒捕集器11出气口处；颗粒物反吹子模块用于当压力差大于或者等于压力差阈值时将颗粒捕集器11捕集的颗粒物反吹至颗粒挡板阀门19。
73.颗粒物反吹子模块具体包括颗粒反吹探头17和空压机18；颗粒反吹探头17设置于颗粒捕集器11出气口处；颗粒反吹探头17与空压机18连接；颗粒反吹探头17和空压机18均与控制模块29连接；颗粒反吹探头17和空压机18在压力差大于或者等于压力差阈值时开启；空压机18用于向颗粒反吹探头17输送压缩空气；颗粒反吹探头17通过输送压缩空气将颗粒捕集器11中的颗粒物反吹至颗粒挡板阀门19。
74.颗粒物收集子模块与控制模块29连接；颗粒物收集子模块设置于颗粒捕集器11进气口处；颗粒物收集子模块用于当压力差大于或者等于压力差阈值时收集反吹至颗粒挡板阀门19的颗粒物。
75.颗粒物收集子模块，具体包括：颗粒收集管20、颗粒收集控制阀23、吸颗粒风机21和水槽22；颗粒收集管20的进口设置于颗粒挡板阀门19的出气端；颗粒收集管20的出口与吸颗粒风机21的进口连接；吸颗粒风机21的出口位于水槽22内；颗粒收集控制阀23设置在颗粒收集管20上；颗粒收集控制阀23和吸颗粒风机21均与控制模块29连接；颗粒收集控制阀23用于在压力差大于或者等于压力差阈值时开启；吸颗粒风机21用于当压力差大于或者等于压力差阈值时将反吹至颗粒挡板阀门19的颗粒物收集至水槽22内。
76.具体的，空压机18输送的压缩空气通过颗粒反吹探头17对颗粒捕集器11进行反吹
处理，此时，颗粒收集控制阀23打开，吸颗粒风机21抽取颗粒捕集器11与颗粒挡板阀门19之间空腔内的碳烟(颗粒物)；碳烟沿颗粒收集管20被抽入至水槽22中与水混合，将水蒸发后即可收集微粒物，所收集的微粒物是制备电池负极材料的原料。
77.尾气净化模块用于对过滤后待净化气体中的气体污染物进行处理。
78.尾气净化模块，具体包括：加热子模块4、尾气流通控制阀31和多个尾气净化子模块5。
79.加热子模块4的进气口与颗粒捕集器11的出气口连接；加热子模块4与控制模块29连接；加热子模块4用于加热过滤后的待净化气体。
80.具体的，加热子模块4具体包括火花塞8和喷油器9；火花塞8和喷油器9均与控制模块29连接，控制模块29根据待净化气体的流量控制喷油器9的喷油量；控制模块29控制火花塞8的开启。加热子模块4采用边喷柴油边点燃的方式对输入的尾气进行加热处理，使得待净化气体达到催化剂最佳工作温度。加热子模块4也可为其他加热装置。
81.多个尾气净化子模块5的进气口均与加热子模块4的出气口连接；尾气净化子模块5用于对待净化气体中的气体污染物进行处理；气体污染物包括一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。
82.尾气净化子模块5，具体包括：氧化催化转化器10和氮氧化物处理单元；
83.氧化催化转化器10的进气口与加热子模块4的出气口连接；氧化催化转化器10用于将待净化气体中的一氧化碳氧化为二氧化碳；氧化催化转化器10还用于将待净化气体中的碳氢化合物转化为二氧化碳和水。
84.氮氧化物处理单元的进气口与氧化催化转化器10的出气口连接；氮氧化物处理单元与控制模块29连接；氮氧化物处理单元用于处理待净化气体中的氮氧化物；控制模块29用于根据待净化气体的流量和待净化气体中氮氧化物的含量控制氮氧化物处理单元中尿素溶液的喷射量。
85.氮氧化物处理单元，具体包括：尿素储存与喷射子单元30、选择性催化还原器12和氨逃逸催化器13；选择性催化还原器12的进气口与氧化催化转化器10的出气口连接；尿素储存与喷射子单元30设置于选择性催化还原器12的进气口处；氨逃逸催化器13的进气口与选择性催化还原器12的出气口连接；尿素储存与喷射子单元30与控制模块29连接；尿素储存与喷射子单元30用于储存尿素溶液并根据控制模块29发送的喷射量信号向选择性催化还原器12内喷射尿素溶液；尿素溶液在选择性催化还原器12中发生水解和热解反应生成氨气；选择性催化还原器12中的氨气用于将待净化气体中的氮氧化物还原成氮气和水；氨逃逸催化器13用于吸收未在选择性催化还原器12中发生反应的氨气。
86.其中，尿素储存与喷射子单元30具体包括尿素喷嘴14、尿素泵15和尿素罐16；尿素喷嘴14和尿素泵15均与控制模块29连接；控制模块29控制尿素喷嘴14和尿素泵15开启。
87.尾气流通控制阀31设置于多个尾气净化子模块5的进气口处；尾气流通控制阀31与控制模块29连接；尾气流通控制阀31用于控制尾气净化子模块5的开启数量；控制模块29用于根据待净化气体的流量控制尾气流通控制阀31。
88.控制模块29用于控制尾气收集模块收集待净化气体，并控制颗粒物回收模块过滤待净化气体并收集待净化气体的颗粒物；控制模块29还用于根据待净化气体的流量和待净化气体中氮氧化物的含量控制尾气收集模块对气体污染物进行处理。
89.本发明提供的尾气治理装置，还包括第二氮氧传感器28；第二氮氧传感器28设置与氨逃逸催化器13的出气口处；第二氮氧传感器28与控制模块29连接；第二氮氧传感器28用于测量处理后的尾气中的氮氧化物含量；控制模块29用于判断处理后的尾气中的氮氧化物含量判断是否达到排放标准，并根据处理后的尾气中的氮氧化物含量调整尿素溶液的喷射量。
90.本发明提供的尾气治理装置，还包括：温度传感器24；温度传感器24分别设置于加热子模块4进气口处；温度传感器24与控制模块29连接；控制模块29用于控制加热子模块4的加热温度。另外，氧化催化转换器的进气口处、选择性催化还原器12的进气口和氨逃逸催化器13的出气口处均设置有温度传感器24，这些温度传感器24均与控制模块29连接；控制模块29根据这些温度传感器24测得的温度信号实时调整加热子模块4的加热温度。
91.另外，本发明提供的尾气治理装置，各部件的连接处均安装有密封垫片，以保证本装置的气密性；而且，本装置中的气体输送管均具有耐高温、耐腐蚀、可靠性高等特性。
92.具体地，本发明提供的尾气治理装置中，颗粒捕集器选用少催化型颗粒捕集器，并且颗粒捕集器设置在加热子模块之前，这是因为当待净化气体达到一定的温度，待净化气体中的颗粒物(主要为碳颗粒)就会与尾气中的二氧化氮(二氧化氮由一氧化氮被氧化生成)发生反应，从而消耗掉一部分。
93.本发明提供的尾气治理装置，具体工作原理如下：
94.将本装置的尾气收集管与被测车辆的排气管放置在同一轴线上，尾气收集管的进气口距离被测车辆的排气管15
‑
20公分，启动负压风机，被测车辆的尾气流经流量计，由负压风机抽取至颗粒捕集器进行过滤，去除碳烟等颗粒状物质，之后尾气进入加热子模块进行加热处理，加热子模块进气口处的温度传感器将测得的尾气温度信号传送给控制模块，控制模块控制加热子模块中喷油器喷油量，采用边喷柴油边点燃的方式对输入的尾气进行加热处理，从而使得尾气达到催化剂最佳工作温度；此后，尾气先经氧化催化转化器，将尾气中的有毒的气体(主要为一氧化碳，还包括碳氢化合物和可溶性有机物等)进行氧化，生成无毒的二氧化碳和水；氧化处理后的尾气进入选择性催化还原器，控制模块根据待净化气体的流量和氮氧化物含量控制尿素溶液的喷量，尿素溶液在高温下发生水解和热解反应生成氨气，将氮氧化物还原成氮气和水，选择性催化还原器中未反应的氨气被氨逃逸催化器吸收处理，在氨逃逸催化器的出气口处设置有的第二氮氧传感器，第二氮氧传感器监测净化后的尾气氮氧含量是否达到净化标准，净化后的气体和水分在氨逃逸催化器的出气口排出。另外氧化催化转换器的进气口处、选择性催化还原器的进气口和氨逃逸催化器的出气口处均设置有温度传感器，这些温度传感器实时监测待净化气体的温度是否达到催化剂最佳工作温度，并将温度信号实时传输至控制模块。
95.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
96.同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。