专利名称：机动车湿法排气净化及其装置和净化液的制作方法
技术领域：
本发明属于废气净化技术领域，是一种湿法净化机动车尾气排放的方法及其液体和装置。
现有的机动车尾气排放净化主要是采用催化净化法制成的催化反应器实现的。即选用含贵金属的催化剂，如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)等作主催化活性组分(如德国梅塞德斯奔驰(BENZ420SEL)和日本国日产公爵(CEDRICNLY30F)等高级轿车上的三效催化净化器)或用非贵金属(主要是稀土元素氧化物)部分地取代贵金属作催化剂(如中科院大连化物所在深圳中亚公司生产的催化剂和杭州大学所开发的催化剂产品都不同程度地用Pt、Pd和稀土及其他过渡金属元素作催化剂)、负载在具有高比表面积的催化剂载体上(如涂覆有r-AL2O3、或天然沸石层的革青石结构的陶瓷蜂窝体)制成催化反应器，使排气通过中的三种主要有害成分一氧化碳CO、烃类HC和氮氧化物NOx能与催化剂进行充分的氧化，还原催化反应而转化为无害的二氧化碳CO2、水H2O和氮气N2，其中CO和HC的氧化催化反应过程是利用排气中残留的或另外供给二次空气中的氧使CO和HC完全氧化
NOx的还原催化反应过程是利用排气中的CO、HC和H2等作还原剂使NO完全还原
从而达到完全净化的目的。
催化净化法应用效果较好的是可同时净化CO、HC和NOx的三效催化净化法。催比净化法存在以下缺点1、使用条件苛刻、配套复杂催化净化法由于催化剂易中毒，失活及寿命因素少催化反应条件的限制，要求催化净化过程必须使用无铅汽油，必须充分供给氧化反应所必需的氧，保证催化反应所必需的高温(2400℃)及废气通过时间，，废气流过时必须平稳与催化剂表面均匀接触，不能因发动机过热和后燃使催化剂烧结或发生废气冲刷，回火刮催化剂的情况，尤其是可同时净化CO、HC和NOx的三效催化法要求空气燃料比(AIR/FUEL)始终要控制在14.7左右的狭窄范围内，因此在催化净化过程要求配套使用氧气探测传感器，闭环反馈控制的电子喷射燃油装置。
2、造成资源危机，使用成本高催化净化法使用的铂Pt、钯Pd、铑Rh、钌Ru等贵金属催化剂，其活性组分(如Pt+Pd+Rh)总含量通常要达到2.0g/l，但其资源稀缺，价格昂贵，目前，世界上约40％的铂Pt和80％的铑Rh用于制造汽车排气净化催化剂，造成资源危机。
3、使用范围狭窄由于柴油机不具有汽油机排气中相当量的还原性气体(如CO、HC)，因此柴油车NOx的还原催化净化比较困难，另外，低温时排气中碳粒、焦油易附着在催化剂表面引起催化剂中毒、失活，因而效果较好的三效催化净化目前主要应用于四冲程汽油机，高档汽车的排气净化，而大量污染严重的中、低档汽车、柴油车，拖拉机、摩托车用助力车难以推广使用。
4、净化效果有限催化净化法应用效果最好的三效催化净化器也只能有效净化无铅汽油车废气中的CO、HC和NOx气体部分，而对潜在危害更大的颗粒物(吸附有铅化物、碳烟、油雾及致癌物3.4苯丙芘等众多化合物质)，及硫氧化物(主要是SO2)和臭气甲醛、丙烯醛等)不能有效净化，并且催化剂磨损所生成的重金属粒子排放(如氧化钌等挥发物)还可造成二次污染。
5、使用安全性差催化反应器若使用不当或损坏，不但催化无效，还易烧坏发动机，甚至引起爆炸。
本发时的目的是提供一种可用于一切机动车，结构简单、使用方便、原料丰富、成本低廉、净化效果优良、无二次污染、安全可靠的湿法排气净化方法。
本发明的另一目的是提供一种可为该净化方法利用的净化装置。
本发明的再一目的是提供一种可为该净化方法利用的净化液。
本发明基于以下排气成分生成及反应机理机动车排气包含着许多成分，并随内燃机类及运转条件的改变而变化。排气中基本成分是二氧化碳CO2，水蒸气H2O，过剩的氧O2及存下的氮N2等，它们可视作燃料和空气完全燃烧后的产物，与空气的组成基本相同，但本发明强调排气中基本成分存在CO2含量较高而O2的含量较低。
排气中除了基本成分外，还有不完全燃烧和燃烧反应的中间产物，如一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx、二氧化硫SO2、颗粒悬浮物(铅化物、碳烟、油雾等)，臭气(臭氧O3、甲醛、丙烯醛等)，其中碳氢化合物HC由曲轴箱窜气约占20％，由油箱及气化器蒸发约占15％、其他污染物均随尾气排出，它的中大部分是有毒的，或有强烈的刺激性，臭味和致癌作用，或在太阳光能(紫外线3000-4000A)的作用下可生成含过氧化酰基硝酸盐R-CO3NO2(R-烷基)的光化学烟雾。这些排气污染物质的总和在柴油机中占废气总量的1％左右，在汽油机中随不同工况变化较大，可达6％左右(见下表)
柴油机主要有害排气成分是碳烟C(比汽油机高20-60倍和二氧化硫SO2，而汽油机主要是一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化合物NOx。它们的生成与燃料和氧的燃烧反应条件密切相关机动车燃油是多种成分HC所组成，理论上当存在过量空气(主要是O2)时，在燃料完全燃烧下，其产物应为CO2和H2O
以辛烷C8H18为例
而当空气量(O2)不足时，可有部分燃料因不能完全燃烧，生成CO
一个气态的辛烷C8H18分子完全氧化需12.5个O2分子，实际上，一般气态反应，两个分子互相有效碰撞的机会较多，三个分子同时有效碰撞的机会很少，因而一个C8H18分子同时碰到12.5个O2分子而一下生成CO2和H2O的机会更是很少的，此外，还夹着47个N2分子来干扰C8H18与O2的反应及生成的氮氧化合物NOx，包括NO、NO2、N2O3、N2O及N2O及N2O5等，从大气污染角度最重要的是NO和NO2，由于N2的化学性质不活泼，在较低的温度下，N2和O2生成NO可以是简单的缓慢的双分子反应
在高温时，分子状态的氮才可能和原子状态的氧在接碰撞或氧分子和氮原子碰撞而成NO
因此，NOx的形成主要在于高温和氧(O2)的存在条件，众所周知，CH和CO与O2与O2的反应是放热的，而氮和氧生成NOx的反应是吸热的
生成NOx就消耗了一部分可用于膨胀的热能而降低了功率，因此，空燃比(A/F)一般要达到＞12.5以下的14.7左右“最佳”范围才能满足HC及时完全燃烧对O2的要求若A/F＞14.7，混合气偏稀(贫况)下，虽有在过量的空气(O2)，CO和NOx的含量也较低，但发动机功率下降，温度降低使一部分HC难以与O2充分反应，完全燃烧而排放含量较高。
若A/F＜14.7，混合气偏浓(富况)下发动机功率较高但由于空气量(O2)相对不足，致使一部分“多余”的未完全燃烧的HC，及其一部分被分解反应生成CO的含量都较高。
而当A/F=14.7±0.1的最佳化学计量空燃比时，发动机功率最高、气缸内温度可达2000℃左右，CO和HC的含量迅速下降，但占空气3/4，大量存在的N2在高温下极易和O2反应生成NOx，尤其是当混合气略稀，火焰中有多余的氧(O2)存在时，尤甚，燃烧越好，NOx排放越多，这是与CO和HC的生成所不同的，也是控制排污与改善功率的矛盾所在。
由于燃料中HC分子的燃烧反应过程实际上是经过一连串的反应而达到最终生的物CO2和H2O，并且燃烧后的温度很高，所以，在已经生成的CO2和H2O中也会有一小部分被再分解成CO和O2,H2O也会部分被分解成H2和O2，而生成的H2也会使CO2，还原成CO:
因而，在燃烧反应过程的不同阶段，除了上述由于未燃HC与O2的分解反应生成的CO和约200多种未完全燃烧或分解的烃类HC，及不可避免的伴生物NOx外，总存在着不同的中间生成物，这此中间生成物其中共同的特征的是若进一步氧化的条件不适宜，就可能成为部分氧化物而排出，所以，排气中也总存在少量的过氧化物、醛、酮等。
不但排气中有害成分的生成机理与氧O2的存在及反应条件密切相关，而且排气中基本成分也表现出氧O2的含量较低而二氧化碳CO2的含量较高。排气成分中除了无害的氮气N2外(约占75％左右)，含量较高的是二氧化碳CO2(高达11-13％左右)，通常不认为CO2是污染物，因为它是空气的正常组分，并直接存在于动植物生命的摄取和排出之中，但是大气中CO2大幅度增加，当＞5000ppm就会因降低肺中O2的浓度而有损健康并已形成两方面潜在的公害，一是“温室效应”，二是增加地表水和海洋的酸性。大量的二氧化碳CO2和二氧化硫SO2及氮氧化物NOx等气体也构成了排气成分的酸性基础(也是“酸雨”的基础)，而这些“酸性”、“贫氧”和“有害”的气体成分及其颗粒物均可通过本发明以水为基础的“富氧”的“碱性”的尾气净化液和湿法排气净化装置的“酸碱中和”及吸附、吸收、催化、过滤等作用而予以净化。
本发明机动车湿法排气净化方法，是使排气通过盛装有以水的主要成份净化液的净化装置以得到净化的过程。
排气通过净化的方式是将排气引导到净化液的下部，然后自上升通过净化液的过程。
在净化液液面以下浸设有液相吸附过滤层，在净化液液面以上设置有气相吸附过滤层。
排气所通过的净化液，是具有碱性特征的尾气净化液。
该尾气净化液包含有以下物质水、氢氧化钠、过硼酸钠、氧化铜、氢氧化铵溶液、蔗糖、二乙醇胺、环丁砜。
排气通过尾气净化液的同时，还将通过液相吸附过滤层，液相吸附过滤层内设有活性炭，二氧化锰和永磁铁氧体吸附催化颗粒物。
排气溢出净化液液面后，将经过的气相吸附过滤层内设有活性炭、二氧化锰和丝光沸石及永磁铁氧化吸咐催化颗粒物。
进一步详细地描述该机动车湿法排气净化方法是这样的1、排气经过消声、降温处理；2、通过过气管进入气液反应舱，被引导到气液反应舱的下部形成均匀散射自上升运动；3、自上升运动的排气经过尾气净化液和尾气净化液面的液相吸附过滤层的过程；4、排气中金属粒子和碳烟等颗粒物在尾气净化液中聚合吸胀成长为较大的过饱和颗粒物，被设置有气液反应舱底部的吸污沉淀网格荡滤、俘截；5、排气继续通过气相吸附过滤层；6、净化后的排气进一步上升，经排气管排出。
详细地机动车湿法排气净化方法是这样的本发明的湿法排气净化装置主要具有气液反应舱，气液反应舱内设有本发明的尾气净化液，气液反应舱至少具有发动机排量20倍以上的容积，尾气净化液至少具有发动机排量10倍以上的容积。气液反应舱设有用于通入尾气的进气管，湿法排气净化与催化剂法不同，它不仅不需要保持较高的尾气温度(＞400℃)，反面需要降低尾气温度(＜80℃)否则，易使尾气净化液较快蒸发，因此气液反应舱的进气管端可直接与设有风冷散热装置的消声器联也一体(利用消器本身也具有表面传导降湿作用)，或串联于设有散热处理装置的消声器，使机动车排出的尾气经消声，降温处理后，利用排气自身的压力，并尽可能减少功率损耗，由进气管通入气液反应舱内中间设置的锥腔分流喷射器，在喷射器的锥腔增压，多管分流作用下，尾气形成多束增压气流喷出，经设在喷射器对面的气流反射碗的作用，气流产生均匀散射的运动，气流在上升运动过程通过设在尾气净化液面以下的液相吸附过滤层，液相吸附过滤层内设有一定体积组分比的活性炭(经铜氨滤液浸渍处理)、二氧化锰(MnO2)和永磁铁氧体(Nd/Fe)等吸附催化颗粒物，液相吸附过滤层具有至少上下二层的结构，下层底部可设有环格排列的贮气室及其形成的四周向上倾斜呈锥盘面的蜂窝吸附层，易于使上升气流由中间向四周均匀流动，形成更大面积的分散上升过程，并使通过贮气室的上升气流在稳定的吸附空间和较大的单位吸附面积内具有延长的吸附反应时间，而至少上下二层的空心夹层结构，一是永磁铁氧体颗粒形成的层间磁场使被吸附气体分子在夹层流动过程易于产生极性引导的吸附取向，二是减轻吸附介质对上升气流的阻力，三是上升气流通过夹层流动形成随机的二次分配而具有更均衡的吸附通过过程。气液反应舱的底部设有吸污沉淀网格，吸污沉淀网格的表面具有＞5mm向上竖立的纤毛吸污层，金属粒子和碳烟等颗粒物在尾气净化液中易聚合吸胀成长为较大的过饱和颗粒物，在液相吸附过滤层的阻滤和气流的冲刷搅动下，向上竖立的纤毛使掠拂进的颗粒物被荡滤，俘截而落入沉淀网格内，并通过吸污沉淀网格内的槽道淤积于设在气液反应舱底部的泄污旋塞孔被定期清排。尾气净化液面上方设有防波格栅层，以消缓机动车引颠簸形成的涌浪冲溅。防波格栅层上方设有气相吸附过滤层，气相吸过滤层内设有一定体积组分比的活性炭、二氧化锰(MnO2)和丝光沸石(分子筛)及永磁铁氧体(Na/Fe)等吸附催化颗粒物，使已通过尾气净化液和液相吸附过滤层吸附、吸收、催化、过滤等净化处理的气体，再次经过具有液相吸附过滤层同样结构功能气相吸附过滤层的进一步选择净化处理，所不同的是上层内容物还具有选择吸附一氧化碳(CO)气体的Ca-3.8型丝光沸石(分子筛)吸附物。气液反应舱设有弧或穹形顶，易于聚引净化后的气体上升排出，通向外部的冷凝排气管设在顶部中间位置，使在尽可能低的气液反应舱高度满足至少具有大于发动机排量10倍以上容积量的尾气净化液前提下，机动车可引驶达35°坡度而尾气净化液不致溢出。高于气液反应冷凝排气管使净化后一部分过饱和气体在排出过程、冷凝后形成水滴聚集而流回气液反应舱。冷凝排气管出口部的活动防尘过滤网罩，既能过滤排出气体又可防止行驶过程外部尘埃进入，活动防尘过滤网罩可取下清洗，或在气液反应舱内5/10-7/10容积位置高度设置的液面监测装置的指示下，当液面低于5/10位置时，可取下活动防尘过滤网罩通过冷凝排气管向气液反应舱内补充蒸发的液体。根据不同的发动机类及工况、补充的液体分别的为浓度22.5-30％的尾气净化液。补充周期为每500-1200公里/补充一次。每次补充量(l)=(0.32-0.748)补充系数×发动机排量×百公里。气液反应舱的其中一面设有活动舱门用于气液反应舱内设施的安装和维护，其中液相吸附过滤层每4000-60000公里/更换一次，气相吸附过滤层每60000-80000公里/更换一次，更换下的吸附催化颗粒物可分别再生回收处理。吸污沉淀网格每4000-80000公里可清洗一次。机动车主要有害排气成分经本发明的湿法排气净化后可达以下排放含量
本发明的尾气净化液，是以水为主要成分的碱性液体，主要具有以下重量百分比组分的物质物质成分分子式或示性式含量％(wt)水H2O 5--98.34氢氧化钠 NaOH 0.1-10
过硼酸钠 NaBO3.4 H2O 0.5-15氧化铜CuO 0.05-1024％氢氧化铵溶液 NH4OH 1-15蔗糖 C12H22O11 0.01-5二乙醇胺 HN(CH2CH2OH)2 0-18环丁砜C4H8O2S 0-22组成尾气净化液的物质和制取这些物质的方法在化工技术领域里是众所周知的。本发明提出的尾气净化液很容易制备，其中仅仅需要先将氧化铜CUO和24％氢氧化铵NH4OH溶液按比例混溶形成氢氧化四氨络铜溶液后加入蔗糖作稳定剂，然后按规定比例与其他组分混合起来即可，选择各组分时要考虑的因素是汽油机与柴油机排气成分的变化。
本发明的尾气净化液其中具有以下的反应机理1、过硼酸钠溶液在水解成偏硼酸钠(除草剂成分)和过氧化氢过程中，当温升＞40℃即有新生氧放出，而新生态氧远较分子氧活泼，在缓和条件下于液相中即可起氧化作用
2、二氧化碳在水溶液中可有碳酸生成
碳酸在氢氧化铵溶液中有碳酸氢铵(肥料成分)形成
二氧化碳在水溶液中与氨作用生成碳酸铵(肥料成分)
二氧化碳在水溶液中与氢氧化钠反应，即有碳酸钠形成
二氧化碳在水溶液中与碳酸钠作用、生成碳酸氢钠
3、大多数排放的氮氧化物是NO的形式，NO是无色活泼的气体，遇氧能迅速反应生成NO2
二氧化氮在水中易反应生成硝酸和亚硝酸
二氧化氮和氧反应有硝酸生成
硝酸和氨反应有硝酸铵(肥料成分)生成
亚硝酸在水溶液中与氨反应可生成亚硝酸铵亚硝酸铵在水中易分解为水和氮
4、二氧化硫在水溶液中易与氧反应生成SO3，再反应生成硫酸成分
硫酸在氨或氢氧化铵溶液中有硫酸铵(肥料成分)生成
5、氧化铜在氢氧化铵溶液中生成氢氧化四氨络铜溶液
铜氨溶液可电离出铜氨络离子和氢氧根离子
铜氨络离子在多级离解过程有氢氧化铜和氨生成
氢氧化铜在温升＞70℃溶液中可有氧化铜生成
6、二乙醇胺和环丁砜混合液具有在常温下过渡吸收CO2等酸性气体，生成乙醇胺碳酸盐、升温后解吸的反复过程2NH(CH2CH2OH)2+H2O+CO2[NH2(H2OH)2]2CO3本发明的湿法排气净化装置主要具有气液反应舱、气液反应舱具有进气管、进气管端可串联经风冷散热处理的消声器，或直接与设有风冷散热装置的消声器联成一体，进气管通接气液反应舱内中间设置的锥腔分流喷射器，分流喷射器对面设有气流反射碗、气液反应舱的底部设有吸污沉淀网格，吸污沉淀网格表面具＞5mm向上竖立的纤毛吸污层，吸污沉淀网格内部设有槽道通向泄污旋塞孔，气液反应舱内5/10容积位置以下设液相吸附过滤层，液相吸相吸附过滤层内设有活性碳、二氧化锰(MnO2)和永磁铁氧体等吸附催化颗粒物，液相吸附过滤层具有至少上下二层的结构，其中下层的底部可设有由竖向吸附隔层环格排列的贮气室形成的蜂窝吸附层，蜂窝吸附层底面由中间向四周边缘逐渐上升呈锥盘面，液相吸附过滤层的上方设有防波格栅层，防波格栅层上方设有气相吸附过滤层，气相吸附过滤层内设有活性炭、二氧化锰(MnO2)、和丝光沸石(分子筛)及永磁铁氧体等吸附催化颗粒物，气相吸附过滤层具有至少上下二层的结构，其中上层内可具有丝光沸石吸附物，气液反应舱具有弧或穹形顶，顶部中间位置设有向外的冷凝排气管，冷凝排气管高于气液反应舱顶部，冷凝排气管出口部设有活动防尘过滤网，气液反应舱的具中一面设有活动舱门。
本发明湿法排气净化装置中的液相吸附过滤层和气相吸附过滤层内的吸附催化颗料物其中有以下的反应机理1、MnO2是一种P型(空穴型)半导体氧化物，由于存在阳离子缺位和Mn离子，对CO具有很好的吸附性，它的电导率随氧的吸附而增大，使靠近表面的Mn5+离子转变为Mn4+离子，与吸附O和CO有以下反应
由于Mn4+离子迁移到表面，产生一些阳离子缺位，结果是顺磁性的O-离子长进晶格中去，成为反磁性的O2-离子，与吸附的二氧化碳反应可生成碳酸根离子
被吸附的CO2-3和CO反应生成CO2
因而MnO2对CO个有很好的吸附催化作用2、Ca-3.8A型丝光沸石分子筛由于其规则的晶体结构均匀的孔径，高度极化的孔穴表面对CO和NH3等气体具有较强的选择吸附效果。
3、活性炭在吸附过程，一方面，无论对气体或溶液中的溶质分子都具有较大的吸引力，能把它们浓集在自已的丰富表面上增大反应物在吸附表面上的反应速度，另一方面，吸附同时也影响被吸附物质的内部结构，反应物分子一端被吸附，另一端就会被排斥，反应物分子活化能降低，反应速度子加快，从而起着催化剂的作用。并且活性炭本身也可使某上些分子活化(如使氧分子活化)因此，活性炭在尾气净化液的作用下对排气中的二氧化碳CO2，氮氧化物NOx氨NH3，烃类HC醛、酮、醇等都具有优越的吸附、催化、过滤等净化作用。
4、用铜氨溶液[Cu(NH3)4](OH)2浸渍处理过的活性炭由于金属铜离子及其氧化物载覆于表面，对CO具有特异的选择吸附催化效应；CO是共价三键
由于氧原子有一对孤电子对向碳原子配位，使碳原子上略带负电荷，氧原子略带下电荷，因而CO是极性分子，负载于活性炭表面的CuO是n型(电子型)半导体氧化物，本身不会吸附氧，但极性分子CO都易与表面两个氧离子发生还原反应，成为CO3而联结在表面上，并形成阴离子空位
CO按此方式吸附在CuO上，固体就会再吸附等于CO一半体积的氧，以填补其阴离子空位，2e可能把一个Cu2+离子还原成Cu°，当碳酸根离子分解时，两个氧离子之一又可生成另一个氧离子则在表面再氧化时生成
5、永磁铁氧体在吸附及化学反应过程中的催化作用吸附过程存在的化学反应是反应物分子之间原子的重新改组结合的过程，化学键是决定化学性质的主要因素，分子原有的化学键被破环，形成新的化学键需要活化分子的有效碰撞，有效碰撞取决于二个条件，一是碰撞的取向，二是足够的动能。
永磁铁氧体对外部空间能产生恒稳的磁场，磁场的本质是运动着电荷(电流)之间的相互作用。
极性分子(如CO、SO2、NH3)本已存在固有偶极在磁场作用下，它的正极易引向磁感应线的始(N)极，负极易引向磁感应线的终(S)极，同时，分子也会发生变形，产生诱导偶极，固有偶极加上诱导偶极，分子的极性会更加增强。
非极性分子(如CO2、O2、N2)在磁场作用下，带正电荷被引向磁感应线的始(N)极，而电子云被引向磁感应线的终(S)极，电子云与核产生相对的位移使分子变形极化，形成诱导偶极。
离子在磁场作用下，原子接受到N(或S)磁极的排斥(或吸引)外层电子受到N(或S)磁极的吸引(或排斥)离子也会发生变形产生诱导偶极面极化。
因此无论极性分子，非极性分子还是离子化合物，在磁场作用下都会增强极性，诱导偶极的产生和固有偶极的增强，使分子间固有的取向力、诱导力和色散力(即范德华力)大大增强，离子的互相极化还可使离子键过渡到共价键甚至使晶格类型发生变化。
在磁场极性及运动着电荷对原子推和或键电子之的影响下，同性相斥，异性相吸的磁场极向为反应物引导了最佳的直线碰撞取向，磁场运动着的电荷体反应物具有更大的动能活性，不但加速了活化分子有效碰撞的反进程，而且使一部分能量较低的非活化分子在磁场作用下而成为活化分子。
因此，永磁铁氧体在活性炭、二氧化锰及尾气净化液固有的吸附、吸收、催化和化学反应过程中，起着加速活化的催化作用。
由于本发明采取了上述技术方案，与现有的催化净化质相比具有以下显著优点一是结构简单、使用方便由于湿法排气净化装置具有简单的“舱”和“层”结构，外表酷似机动车的消器或水箱，不但制造安装容易，而且顺应排气降温过程，可置于消声器后而无须刻意保持高温环境，因此，湿法排气净化装置既可直接与风冷散热及消声装置设置成一体(适于新车应用)也可方便地串接于加有散热处理的原车消声器后(适合旧车改装)。
二是原料丰富、成本低廉由于湿法排气净化消耗的基本成分是“水”，尾净化液和吸附过滤层所选用的组分几乎都是资源丰富。成本低廉的普通物质，不但制造容易，成本低廉使用成本更低。
三是净化效果优良，适用于一切机动车无论是汽油机还是柴油机，经湿法排气净化后的尾气排放全部大大优于(GB3842-3847-83)排放标准，尤其是对氮氧化物NOx、二氧化硫SO2和碳烟C及颗粒物具有突出的净化效果，三项主要控制指标(CO、HC和NOx)已分别达到或超过美国联邦97-2003ULEV(超低排放标准)规定的CO 1.1％，HC 0.04％,NOx 0.2％的要求，而且对未控制排放的臭气(甲醛、丙烯醛等)和通常有认为是污染物的“酸性气体”如二氧化碳CO2等都具有明显的净化作用。并且湿法排气净化最突出的特点是越是工况差、污染大的中低档机动车，净化效果越明显。另外，湿法排气净化过程还兼具有良好的消声效果。
四是无二次污染，安全可靠湿法排气净化过程更换下的吸附过滤层内的颗粒吸附物，可分别回收再生。尾气净化液作为气液反应消耗补充物，本身无倾泄要求，若破在废物或排泄的残液，由于构成这此吸附颗物和尾气净化液所选用的含硼、铜、锰、铁等的普通物持稀释分散后本身就是一般植物所需的典型的微量元素肥料，而微碱性的尾气净化液在尾气净化反应过程又有碳酸氢铵NH4HCO3、碳酸铵(NH4)2CO3.H2O，硝酸铵NH4NO3和硫酸铵(NH4)2SO4等肥料成分及偏硼酸钠NaBO2等除草剂成分存在，因而不仅是无害的，而且可以经水稀释处理后直接用于农田(尤其是对改酸性土壤)。由于湿法排气净化过程每行驶500-1200公里必须补充一部分蒸发的液体(与补充燃料的间隔大致相同)，因而即使尾气净化液全部蒸发，吸附过滤层也仍会产生一定的净化作用，只不过净化功能下降，但绝不会对发动机造成任何损害，所以湿法排气净化方法是绝对安全可靠的。
下面结合附图及实施例对本发明的湿法排气净化装置的具体结构特征和尾气净化液的组分含量及净化实施过程作进一步的说明实施例1，附
图1表示本发明应用于JV1.81发动机排量1.79。上海桑塔那轿车上的直接与风冷散热及消声装置设置成一体的湿法排气净化装置的原理结构示意图。
如图所示，直接与负冷散热及消声装置设置成一体的湿法排气净化装置具有联接风冷散热器1的椭圆筒形主体结构及其设在椭圆筒形主体结构之上的冷凝排气管17。椭圆筒形主体结构分为前后二部分，前部为内接管双扩张室式消声器，内接管双扩张室式消声器具有第一扩张消声室3和第二扩张消声室5，第一扩张消声室3与第二扩张消声室5具有2∶1的容积比，第二扩张消声室5的上下部具有2∶1的室长比及其形成上宽下窄的排气端斜面，排气端斜面上覆设有绝热吸声隔层6，第一扩张消声室3与第二扩张消声室5通过内接管(组)4相连，内接管(组)4由二种不同管径三种不同长度排列分布形成的三层通管组成(如图1A-A剖面所示)，其中，中下层与上层具有1.25∶1的管经比，内接管(组)4在第一扩张消声室3具有1/4的室长，在第二扩张消声室5从上到下层分别具有对应室长4/7,3.5/7和2.8/7的长度。
从发动机排出的尾气经风冷散热器1降温后通入多孔插入管2，多孔插入管2插入第一扩张消声室3，多孔插入管2的长度为第一扩张消声室3长度的1/2，发动机排气声波随尾气通过多孔插入管2在第一扩张消多室3内膨胀，形成一级抗性反射消声，再通过内接管(组)4进入第二扩张消声室5内膨胀，在形成二级抗性反射消声的同时又与绝热吸声隔层6共同形成阻抗复合吸收消声，从而，在抗性反射消除中低频噪声的基础上，又具有良好的阻性高频吸收性能。在一级抗性反射消声过程，由于多孔插入管工具有第一扩张室3的1/2长设，因而可有效消除通过频率的奇数成分，由于内接管(组)具有第一扩张消声室3的1/4的长度，因而可有效消除通过频率的偶数成分，在二级抗性反射和阻性吸收消声过程由于内接管(组)4从上到下层分别具有其对应室长的4/7,3.5/7和2.8/7非整倍梯度参数的长度特征，因而可有效消除排气噪声的脉动源．并且不同的管长吻合了第二扩张消声室5上、下部2∶1的室长比形成的排气端斜面．使之具有相同的本管对应声阻吸收点长度，从而可得到较平直的通过频率消声质。在第一扩张消声室3与第二扩张消声室5具有2∶1容积比而保持较高排气压力的同时，内接管(组)4的中下层比上层具有较粗的管经和较短的路通道，并且，第二扩张消声室5上宽下窄的容积形成上下不同的压差．易于使气流在第二扩张消声室5形成由下而上的排向通入湿法排气净化装置的进气管8，从而使椭圆筒形主体结构前部的内接管双扩张室式消声器在较小的功率损耗前提下，具有良好的排气消声效果。
椭圆筒形主体结构的后部为湿法排气净化装置的气液反应舱7，本实施例1的气液反应舱7具有36.5L的有效容积，气液反应舱7内盛有尾气净化液14，本实施例1的尾气净化液14具有25.5的容积。从内接管双扩张室或消声器排出的气体经湿法排气自身的压力通入气液反舱7中部向下设置的锥腔套管分流喷射器9，锥腔套管分流喷射器9具有双层套管及其均等分布形成的12个锥腔喷管(如图1、B)向所示)在喷射器9的锥腔增压，多管分流作用下尾气形成多束分散的增压气流射入尾所净化液14中，气流在净化液14中经设在喷射器9对面，开口向上的抛物面气流反射碗10的作用、产生四周均匀散射的向上运动，气流在上升运动过程通过液相吸附过滤层11，液相吸附过滤层11设在气液反应舱7内5/10容积以下位置，液相吸附过滤层11内具有10∶3∶1体积组分比的活性炭(经铜氨溶液浸渍处理过)，二氧化锰(MnO2)和＞3.6×104(特斯拉、安培/米)磁能积的永磁铁氧体(Na/Fe)等吸附催化颗粒物，液相吸附过滤层11具有上下二层的结构，其中下层的底部设有竖向吸附隔层环格排列的贮气室形成的蜂窝吸附层，蜂吸附层面由中间向四周边缘逐渐上升呈锥盘面，利于上升气流由中间向四周均匀流动，形成更大面积的分散上升过程，并使通过贮气室的上升气流在稳定的吸附空间和较大的单位吸附面积内具有延长的吸反应时间。气液反应舱7的底部设有吸污沉淀网格12，吸污沉淀网格12表面设有25mm长度向上竖立的纤毛吸污层，在液相吸附过滤层11的阻滤和气流冲刷搅动下，向上竖立的纤毛使掠拂过的颗物被荡滤，俘截而落入沉淀网格同，并通过吸污沉定网格12内的槽道淤积于设在气液反应舱7底部的泄污旋塞孔13而被定期清排。尾气净化液14液面上方设有防波格栅层15，以消缓机动车行驶颠簸形成的涌浪冲溅。防波格栅层15上方设有气相吸附过滤层16，气相吸附过滤层16内设有8∶2∶3∶1休体积组分比的活性炭、二氧化锰(MnO2)和ca-3.8型丝光沸石(分子筛)及＞3.6×104(特斯拉．安培/米)磁能积的永磁铁氧体(Na/Fe)吸附催化颗粒物，使已通过净化液14和液相吸附过滤层11吸附、吸收、催化、过滤等净化处理的气体本再次经过具有液相吸附过滤层11同样结构功能的气相吸附过滤层16的进一步气相选择净化处理，气相吸附过滤层16也具有上下二层的结构，所不同的是上层内容物设有选择吸附一氧化碳CO气体的Ca-3.8型丝光沸石吸附物。气液反应舱7具有弧形顶，顶部中间位置设有向外的冷凝排气管17，可使本实施行驶达35°坡度而尾气净化液14不致溢出，冷凝排气管17高于气液反应舱7的顶部，使净化后一部分过饱和气体在排出过程，冷凝后形成水滴聚集后而流回气液反应舱7，冷凝排气管17出口部设有活动防尘过滤网罩18，既能过滤排出气体，又可防止行驶过程外部尘埃进入，活动防尘过滤网罩18可定期取下清洗或在气液反应舱7内7/10-5-10容积位置高设置的液面控制传感器19的指示下，当液面低于5/10位置时，可取下活动防尘过滤网罩18通过冷凝排气管17向气液反应舱7内补充蒸发的液体、本实施例补充的液体的液体为浓度17.5％的尾气净化液14补充周期平均每1000公里/补充一次，每次补充量平均为5.7l(0.32×1.79×10)，气液反应舱7的后端面设有活动舱门20，用于液反应舱7内设施的安装和维护保养。
本实施例应用于JV-1.8L型发动机的桑塔那轿车，90#汽油，尾气排放指标为CO、1±0.5％、HC＜1000ppm、噪声＜79dB(A)环境的尾气净化液14具有以下重量百分比组分的物质物质成分分子式或示性式含量％(Wt)水 H2O 89.9-98.34氢氧化钠NaOH 0.1-0.6过硼酸钠NaBO3.4 H2O 0.5-2.424％氢氧化铵溶液NH4OH 1-6.6蔗糖C12H22O11 0.01-0.15氧化铜 CuO 0.05-0.35本实施例1在行驶35000公里时具有以下的气排放检测含量及嗓声值
<p>实施例2、附图2表示本发明应用于CA6102发动机，排量5.56l解放CA-1091型载货汽车上，在原车消声器后串接风冷散热器的湿法排气净化装置的原理结构示意图。如图所示，本实施例在原车消声器1后串接有风冷散热器2，从原车消声器1排出的气体经风冷散热器2降温后再通入湿法排气净化装置的进气管4，本实施例的湿法排气净化装置的外表酷似冰箱，湿法排气净化装置主要具有气液反应舱3的设在气液反应舱3之上的的冷凝排气管13，气液反应舱3具有呈弧形上顶和下底的箱体(如图2、A向所示)，本实施例的气液反应舱3具有112.5的有效容积，气液反应舱了内盛有尾气净化液6，本实施例的尾气净化液6具有78.8L的容积。湿法排气净化装置的进气管4设在气液反应舱3内的上部，进气管4通接气液反应应舱3中部向下设置的锥腔套管流喷射器5，分流喷射器5对面设有开向上的抛物面气流反射碗7，气液反应舱3的底部设有吸污沉定网格9，吸污沉淀网格9表面具有30mm长度向上竖立的纤毛吸污层，吸污沉淀网格9内部设有槽道通向泄污旋塞孔10、气液反应舱3内2/10-5/10容积位置设有液面控制传感器15，气液反应舱3内5/10容积位置以下设有液相吸附过滤层8，液相吸附进滤层8内设有9∶3∶2体积组分比的活性炭(经铜氨溶液浸清处理)、二氧化锰(MnO2)和＞3.6×104(特斯拉、安培/米)磁能积的永磁铁氧体(Na/Fe)吸附催化颗粒物，液相吸附过滤层8具有上下二层的结构，其中下层的底部设有竖向吸附隔层环格排列的贮气室形成的蜂窝吸附层，蜂窝吸附层底面由中间向四周边缘逐渐上升呈锥盘面。尾气净化液6的液面上方设有防波格栅层11，防波格栅层11上方设有气相吸附过滤层12，气相吸附过滤层12内设有9∶2∶2∶1体积组分比的活性炭二氧化锰(MnO2)和Ca-3.8型丝光沸石(分子筛)及＞3.6×10(特斯拉.安培/米)磁能积的永磁铁氧体(Nd/Fe)吸附催化颗粒物，气相吸附过滤层12具有上下二层的结构，其中上层内具有Ca-3.8型丝光沸石吸附物，气液反应舱3的弧形顶部中间位置设有向外的冷凝排气管13，可使本实施例行驶达38°坡度而尾气净化液6不致溢出，冷凝排管13高于气液反应舱3的顶部，冷凝排气管13的出口部设有活动防尘过滤网罩14，气液反应舱3的后端面设有活动舱门16，用于气液反应舱3内设施的安装和维护保养。
本实施例应用于CA-6102型发动机的解放CA-1091载货汽车70#汽油，尾气排放指标为CO＜5％,HC＜2500ppm，噪声＜86dB(A)环境的尾气净化液6具有以下重量百分比组分的物质物质成分 分子式或示性式含量％(wt)水 H2O 58.5-87.65氢氧化钠NaOH0.5-5过硼酸钠NaBO3.4 H2O 3-7氧化铜 CuO 0.35-523％氢氧化铵溶液NH4OH 6.6-10蔗糖C12H22O11 0.15-2.5二乙醇胺HN(CH2CH2OH)2 1.75-12本实施例平均每800公里补充一次浓度为21.5％的尾气净化液6，每次补充量平均为20l(0.45×5.56×8)。
本实施例驶达40000公里时的尾排放栓测含量及噪声值为
<p>实施例3附图3表示示本发明应用于金牛2H110.5w四冲和直喷式水冷柴油发动机，排量0.996V的东方红-150型拖拉机上，在原车消声器后串接风冷散冷散热器的立式下进气湿法排气净化装置的原理结构示意图。
如图所示，本实施例在原车消声器1后串接有风冷散热器2，从原车消声器1排出的气体经风冷散热器2降温后，再由湿法排气净化装置的气液反应舱3的底部向上通入进气管4，湿法排气净化装置主要具有气液反应舱3和设在气液反应舱3之上的冷凝排气管16，气液反应舱3为具有凸起穹顶和凹进下底的圆罐体(如图3、A-A剖面所示)，本实施例的气液反应舱了具有25.4l的有效容积，气液反应舱3内盛有尾气净化液9，本实施的尾气净化液9具有14.1l的容积，湿法排气净化装置的进气管4由气液反应舱3的下底部向上通接气液反应舱3内中间向上设置的锥腔分流喷射器5，锥腔分流喷射器5具有4个均等分布的锥腔增压喷管，分流喷射器5对面设有开口向下的分流反射碗6，分流反射碗6内由分流隔板均等分布形成8个分流反射室7(如图3、A-A所示)，进气管4的气流经锥腔分流喷射器5的增压、分流、向上喷入分流反射碗6内，在分流反射碗6均等分布的8个分流反射室7内，气流回转向下，通过套设在进管4和锥腔分流喷射器5外部的喷气套管8射入尾气净化液9中，本实施例的喷气套管8与进气管4具有1.5∶1的管径比向下喷出的气流经气液反应舱3的凹底形成的弧面作用，产生四周均匀散射的向上运动，气流在上升运动过程通过液相吸附过滤层10，液相吸附过滤层10设在气液反应舱3内5/10容积位置以下，由于单缸柴油机排出气体具有脉动性强颗粒物多的特点，本实施的液相吸附过滤层10设有中间向上的伞状三层结构，液相吸附过滤层10内设有10.5∶1.5∶2体积组分比的活性炭、二氧化锰(MnO2)和3.6×104(特斯拉.安培/米)磁能积的永铁氧体(Nd/Fe)吸附催化颗粒物、气液反应3的凹底部设有吸污沉淀网格11，吸污沉定网格11的表面具40mm长设向上竖立的纤毛吸污层，吸污沉淀网格11内部设有槽道通向泄旋塞孔12。尾气净化液9的液面上方设有防波格栅层13，防波格栅层13上方设有气相吸附过滤层14，气相吸附过滤层14内设有11∶2∶1体积组分比的活性炭二氧化锰(MnO2)和＞3.6×104(特斯拉.安培/米)磁能积的永磁铁氧休(Nd/Fe)吸附催化颗粒物、气相吸附过滤层14也具有三层平行结构，其中最上层内全部为活性炭吸附物。气液反应舱3上部的穹顶设有活动舱门15，(如图3、A-A剖面所示)，气液反应舱3穹顶中间位置设有向外的冷凝排气管16，本实施例行驶可达40°坡度而尾气净化液9不致溢出，冷凝排气管16高于气液反应舱3的顶部，冷凝排气管16的出口部设有活动防尘过滤网罩17，气液反应舱3的中部设有液位透明观察窗18，缺液时可取下活动过滤网罩17，或直接打开活动舱门15向气液反应舱3内补充蒸发的液化，本实施例补充的液体为浓度27％的尾气净化液9，补充周期平均为每500公里/补充一次，每次补充量平均为3.73l(0.748×0.996×5)，本实施例的吸污沉淀网格11每40000公里须清洗一次。
本实施例应用于全牛2H1105w四冲程直喷式水冷柴油发动机的东方红-150型拖拉机，O#柴油，排气烟设掼标≤4(波许单位浓度(RB))，噪声＜83dB(A)环境的尾气净化液9具有以下重旦百分比的物质物质成分 分子式或示性式 含量％(wt)水H2O 19.3-85.67
氢氧化钠NaOH0.46-10过硼酸钠NaBO3.4H2O 3-12氧化铜 CuO 0.22-824％氢氧化铵溶液NH4OH 6.2-13蔗糖C12H22O11 0.13-3.7二乙醇胺HN(CH2CH2OH)2 1.8-15环丁砜 C4H8O2S 2.52-19本实施例在行驶22000公里时，具有以下的尾气排放检测含量及嗓声值
权利要求
1.一种机动车湿法排气净化方法，其特征在于是便排气通过盛装有以水为主要成分净化液的净化装置以得到净化的过程。
2.如权利要求的所述的一种机动车湿法排气净化方法，其特征在于排气通过净化液的方式是将排气引导到净化液的下部，然后自上升通过净化液的过程；其中净化液是具有碱性特征的净化液。
3.如权利要求1所述的一种机动车湿法排气净化方法，其特征在于所述净化液包含有以下物质水、氢氧化钠、过硼酸钠、氧化铜、氢氧化铵溶液、蔗糖、二乙醇胺、环丁砜。
4.如权利要求1、3所述的一种机动车湿法排气净化方法，其特征在于净化液液面以下浸设有液相吸附过滤层，在净化液液面以上设置有气相吸附过滤层；排气通过尾气净化液的同时，还将通过液相吸附过滤层，液相吸附过滤层内设有活性炭，二氧化锰和永磁铁氧体吸附催化颗粒物；排气溢出净化液液面后，将经过的气相吸附过滤层内设有活性碳、二氧化锰和丝光沸石及永磁铁氧化吸咐催化颗粒物。
5.如权利要求1、3所述的一种机动车湿法排气净化方法，其特征在于排气净化方法如下(1)、排气经过消声、降温处理；(2)、通过过气管进入气液反应舱，被引导到气液反应舱的下部形成均匀散射自上升运动；(3)、自上升运动的排气经过尾气净化液和尾气净化液面的液相吸附过滤层的过程；(4)、排气中金属粒子和碳烟等颗粒物在尾气净化液中聚合吸胀成长为较大的过饱和颗粒物，被设置有气液反应舱底部的吸污沉淀网格荡滤、俘截；(5)、排气继续通过气相吸附过滤层；(6)、净化后的排气进一步上升，经排气管排出。
6.一种机动车湿法排气净化装置，其特在于具有气液反应舱，气液反应舱内用于盛装尾气净化液，气液反应舱设有用于通入尾气的进气管；进气管通入气液反应舱内中间设置的锥腔分流喷射器，在喷射器对面设置有气流反射碗，尾气净化液液面以下设置有液相吸附过滤层，在尾气净化液以上设置有气相吸附过滤层，在气相吸附过滤层上部的气液反舱设有冷凝排气管。
7.如权利要求6所述的一种机动车湿法排气净化装置，其特征在于气液反应舱的底部设有吸污沉淀网格，吸污沉淀网格的表面具有＞5mm，向上竖立的纤毛吸污层，向上竖立的纤毛用于使掠拂进的颗粒物被荡滤，俘截而落入沉淀网格内，并通过吸污沉淀网格内的槽道淤积于设在气液反应舱底部的泄污旋塞孔被定期清排。
8.如权利要求6所述的一种机动车湿法排气净化装置，其特征在于所述液相吸附过滤层具有至少上下二层的结构，下层底部可设有环格排列的贮气室及其形成的四周向上倾斜呈锥盘面的蜂窝吸附层；所述的气相吸附过滤层具有液相吸附过滤层同样结构功能。
9.如权利要求6、7所述的一种机动车湿法排气净化装置，其特征在于所述的尾气净化液面上方设有防波格栅层，防波格栅层上方设有气相吸附过滤层。
10.如权利要求6、8所述的一种机动车湿法排气净化装置，其特征在于所述的液相吸附过滤层内设有一定体积组分比的活性碳、二氧化锰和永磁铁氧体吸附催化颗粒物，所述的气相吸附过滤层内设有一定体积比的活性碳、二氧化锰、丝光沸石及永磁铁氧体吸附催化颗粒物。
11.如权利要求6、7所述的一种机动车湿法排气净化装置，其特征在于所述气液反应舱设有弧形顶通向外部的冷凝排气管设在顶部中间位置，冷凝排气管出口部的活动防尘过滤网罩，在气液反应舱内5/10-7/10容积高度设置有液面监测装置，气液反应舱的其中一面设有活动舱门。
12.一种机动车湿法排气净化液，其特征在于具有以水为主要成分的碱性液体。
13.如权利要求1 2所述的一种机动车湿法排气净化液，其特征在于具有以下物质水、氢氧化钠、过硼酸钠、氧化铜、氢氧化铵溶液、蔗糖、二乙醇胺、环丁砜。
14.如权利要求12、13所述的一种机动车湿法排气净化液，其特征在于具有以下重量百分比组分的物质水5-98.34％氢氧化钠0.1-10％过硼酸钠0.5-1.5％氧化铜0.05-10％24％氢氧化铵溶液1-15％蔗糖0.01-5％二乙醇胺0-18％环丁砜0-22％。
全文摘要
本发明为废气净化技术领域,提供了一种机动车湿法排气净化方法,它的主要特点是使排气经过消声、降温处理;通过过气管进入气液反应舱,被引导到气液反应舱的下部,自上升运动的排气经过尾气净化液和尾气净化液面的液相吸附过滤层;过饱和颗粒物,被吸污沉淀网格荡滤、俘截;排气继续通过气相吸附过滤层后经排气管排出。该发明还提供了净化的装置和净化液,与现有技术相比具有结构简单使用方便、原料丰富、成本低廉、净化效果优良等显著优点。
文档编号F01N3/24GK1215794SQ9710935
公开日1999年5月5日 申请日期1997年12月26日 优先权日1997年12月26日
发明者石宪法 申请人:石宪法