本发明涉及发动机尾气治理技术，具体涉及一种去除柴油发动机尾气中颗粒物的发动机尾气后处理装置。
背景技术：
柴油发动机因其动力性好、价格相对低廉得到了越来越广泛的应用。虽然柴油发动机产生的hc和co量非常低(约为汽油发动机的几十分之一)，但柴油发动机颗粒物排放量约为汽油机的30-70倍。当柴油发动机处于怠速或者频繁“走走停停”工作状态下时，燃料因燃烧不充分而产生的微粒量更是惊人(浓厚的黑烟)，尤其在通风条件有限(如隧道、矿井等)的环境中燃烧不完全产生的的细颗粒被人体吸入后难以排除，这对现场工作人员的健康造成极大危害。如何有效地去除柴油发动机尾气中微粒对于推广柴油发动机具有重大的意义。
单纯的采用现有尾气治理技术，如负氧离子吸附沉积或旋转分离等技术对于柴油发动机尾气中的颗粒物治理效果并不明显，由于发动机尾气排放时的流速较高(5-20m/s)，如采用负氧离子吸附沉积时，尾气中的颗粒物往往来不及沉降就被吹扫至环境中；旋转分离技术利用尾气中的颗粒物与分离器内壁间的摩擦力减速实现沉降，大颗粒因为自重可以不受气流扰动影响，而小颗粒因为质量轻容易受气流扰动，因此难以与内壁实现摩擦减速，因此，仅使用旋转分离可以去除大颗粒，但小颗粒则会跟随气流排向环境中。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是：针对现有的尾气治理技术存在的不足之处，提供一种新型的发动机尾气后处理装置。
本发明采用如下技术方案实现：
一种发动机尾气后处理装置，包括气体混合模块1、负氧离子发生模块2和旋转分离模块3；
所述气体混合模块1包括依次连通的第一进气口11、混合区12和第一出气口13，其中第一进气口11用于送入发动机尾气，混合区12与负氧离子发生模块2连通，用于送入含负氧离子的空气与发动机尾气混合，所述第一出气口13与旋转分离模块3连通；
所述负氧离子发生模块2内设有第一金属搭接头24，所述旋转分离模块3的金属内壁连接有第二金属搭接头33，所述第一金属搭接头24和第二金属搭接头33之间电性连接。
进一步的，所述负氧离子发生模块2包括轴流风机22和负氧离子发生器23，所述负氧离子发生器23设置在轴流风机22的出风口，所述第一金属搭接头24正对负氧离子发生器23的发电尖端设置。
进一步的，所述轴流风机22的进风口设置有空气滤芯21。
进一步的，所述旋转分离模块3采用倒锥型金属筒体，其上半部沿筒体切线方向设置与气体混合模块连通的第二进气口31，顶部沿轴向设置第二出气口32；所述旋转分离模块3的筒体底部设置可拆卸灰斗34。
进一步的，所述第二金属搭接头33固定设置在第二进气口31上方的筒体内壁上。
本发明采用上述技术方案，外部空气在轴流风机的吸引力经过空气滤芯进入负氧离子发生模块，在负氧离子发生器的激发下产生大量负氧离子。负氧离子随气流进入气体混合模块，在混合区与发动机尾气充分混合。负氧离子具有团聚颗粒物的特性，尾气中的颗粒物在负氧离子作用下由小颗粒逐步团聚成大颗粒并随混合气体进入旋转分离模块。旋转分离模块的第二进气口设置在旋转分离模块筒体的切线方向，因负氧离子而初步团聚的含颗粒物的混合气体沿切线方向进入旋转分离模块筒体后先沿筒体内壁向下再沿中轴线向上的圆周运动，在圆周运动产生的离心力作用下，混合气体中的颗粒物被甩至旋转分离模块的内壁上并承受内壁的摩擦力，一方面颗粒物继续团聚变大，一方面因摩擦力减速而最终沉降。
本发明将负氧离子发生模块内部设置的第一金属搭接头与旋转分离模块内设置的第二金属搭接头电性连接，产生了进一步的技术效果：由于负氧离子发生器通过尖端放电产生负氧离子，同时因为电场作用使第一金属搭接头表现出带正电(处于电场中不带电的金属块，其沿电场线方向带负电，背向电场线方向带正电)，通过导线连接的第一金属搭接头与第二金属搭接头使得旋转分离模块的筒体内壁带正电，最终在静电力(带正电的筒体内壁与带负电的颗粒物相互吸引)与离心力的共同作用下将颗粒物沉降至可拆卸灰斗中，去除颗粒物之后的尾气经第二出气口排出。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1、负氧离子模块具有聚尘降尘效果，尤其对pm2.5团聚效果显著，能够将发动机尾气中的小颗粒团聚成大颗粒，利于沉降；
2、旋转分离模块充分利用了发动机尾气的高流速，通过作圆周运动产生离心力而分离大颗粒甩在内壁上，靠内壁的摩擦使大颗粒沉降；
3、因激发负氧离子而产生的正电场转移作用于旋转分离器中，使荷电颗粒受静电吸引，提高了颗粒物净化效率；
4、旋转分离模块中采用离心力与静电力的协同作用，加速了尾气中颗粒物的沉降；
5、该系统操作简单、能耗低、效果显著，较现有技术中的单一尾气治理技术具有难以比拟的优势。
由上所述，本发明的技术方案采用负氧离子、旋转分离协同作用去除柴油发动机尾气中颗粒物，通过负氧离子将尾气中的细颗粒物进行初步团聚，然后利用旋转产生的离心力以及被负氧离子激发的静电力(电场作用于荷电颗粒)将尾气中的颗粒物沉降分离，从而实现尾气中颗粒物的去除。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为实施例一中的发动机尾气后处理装置结构示意图。
图中标号：
1-气体混合模块，11-第一进气口，12-混合区，13-第二出气口；
2-负氧离子发生模块，21-空气滤芯，22-轴流风机，23-负氧离子发生器，24-第一金属搭接头；
3-旋转分离模块，31-第二进气口，32-第二出气口，33-第二金属搭接头，34-可拆卸灰斗。
具体实施方式
实施例一
参见图1，图示中的一种发动机尾气后处理装置为本发明的优选方案，具体包括气体混合模块1、负氧离子发生模块2、旋转分离模块3三大部分，其中，气体混合模块1用于将发动机尾气和含负氧离子的空气进行混合，负氧离子发生模块2用于产生含负氧离子的空气并向气体混合模块1内输送，旋转分离模块3用于将团聚在一起的颗粒从发动机尾气中沉降分离。
气体混合模块1沿轴向包括依次连通的第一进气口11、混合区12和第一出气口13，其中第一进气口11用于通入发动机尾气，混合区12与负氧离子发生模块2连通，用于送入含负氧离子的空气与发动机尾气混合，所述第一出气口13与旋转分离模块3连通；
负氧离子发生模块2包括设置在通道内的空气滤芯21、轴流风机22、负氧离子发生器23和第一金属搭接头24，其中轴流风机22固定设置在通道一端，通道另一端连接气体混合模块1的混合区。轴流风机22的进风口朝外并连接设置空气滤芯21，避免向气体混合模块1内送入二次污染的颗粒杂质，负氧离子发生器23固定设置在轴流风机22的出风口一端通道内壁上，用于在轴流风机22送入的空气中产生带负电荷的负氧离子，第一金属搭接头24则设置在与负氧离子发生器23相对的另一侧通道内壁上，负氧离子发生器23通过尖端放电产生负氧离子，同时正电荷则向正对尖端设置的第一金属搭接头24聚集，使第一金属搭接头24大量聚集正电荷。
环境中的空气在轴流风机22的吸引下首先经过空气滤芯21滤掉粉尘、毛发等，然后被负氧离子发生器23激发产生大量负氧离子并进入气体混合模块1的混合区12，含大量微粒的发动机尾气从第一进气口11进入气体混合模块1的混合区12后，与负氧离子在混合区域12中混合，引起尾气中的小颗粒(如pm2.5)团聚成大颗粒并带负电。
所述旋转分离模块3采用倒锥型金属筒体，其上半部沿筒体切线方向设置与气体混合模块连通的第二进气口31，顶部沿轴向设置第二出气口32；所述旋转分离模块3的筒体底部设置可拆卸灰斗34。在第二进气口31上方的筒体内壁上固定设置第二金属搭接头33，第二金属搭接头33与负氧离子发生模块3上的第一金属搭接头24之间通过导线电性连接，第一金属搭接头24上聚集的大量正电荷转移到第二金属搭接头33，进而分布到旋转分离模块的金属筒体内壁上，使旋转分离模块3的筒体内部带正电。
经气体混合模块1的第一出气口13送出的混合气体经第二进气口31进入旋转分离模块3的金属筒体内，第二进气口31是沿筒体的切线方向设计的，因此混合气体进入后会沿着旋转分离模块3的内壁在离心力的作用下作圆周运动(如图1中旋转分离模块3内部虚线所示)。混合气体中团聚的大颗粒在作圆周运动时受到旋转分离模块3筒体内壁产生的摩擦力而减速，减速一方面导致颗粒物进一步聚集变大，一方面使离心力降低从而沉降至可拆卸灰斗中。
通过电性连接的第一金属搭接头24与第二金属搭接头33会在旋转分离模块3的筒体内壁产生正电荷，使筒体内壁对混合气体中带负电的颗粒团聚物具有静电吸引力。静电吸引力一方面促使气流中的颗粒往内壁移动从而提高颗粒物净化效率，减小颗粒随气流移动的趋势，另一方面可使颗粒物对筒体内壁的压力增大，通过摩擦力公式可知，通过加压增加颗粒与内壁之间的摩擦力，从而更利于颗粒减速沉降。
旋转分离模块3的筒体底部设置可拆卸灰斗34，通过定期清灰而实现重复利用。
以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。