专利名称：一种车辆尾气收集装置及系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及废气处理技术，特别是涉及一种车辆尾气收集装置及系统。
背景技术：
进入21世纪，车辆尾气污染日益成为全球性问题。随着车辆数量越来越多、使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大。车辆尾气中含有上百种不同的化合物，其中对环境危害最大的有固体悬浮微粒、 一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。车辆尾气排放导致的污染危害是多方面的，不仅使城市空气质量恶化，二氧化碳的大量排放还会导致气候变暖，氮氧化物既是致酸前体物，也会导致湖泊的富营养化，氮氧化物与碳氢化合物的大气反应会产生更大的臭氧污染和细微的二次颗粒物。因此，目前需要解决的技术问题是如何减少车辆尾气对环境的污染，从而应对全球环境及气候问题。
实用新型内容本实用新型提供一种车辆尾气收集装置及系统，以解决车辆尾气污染环境的问题。为了解决上述问题，本实用新型公开了一种车辆尾气收集装置，包括设置在尾气管中的颗粒物收集膜片和压力平衡阀，尾气管的进气端与发动机相连接，尾气管的出气端与干燥过滤器的一端相连接，干燥过滤器的另一端与压力气泵的一端相连接，压力气泵的另一端与压力容器相连接，压力容器上带有自动放气阀；发动机产生的车辆尾气进入尾气管，经颗粒物收集膜片和干燥过滤器过滤后，再经压力气泵进入压力容器储存。优选的，所述自动放气阀设在压力容器的上部；进入压力容器的尾气含有CO2和 N2,当压力容器中的压强达到预设压强范围时，CO2和N2分离，压力容器上部的自动放气阀自动打开，将压力容器中的队放出，然后再自动关闭。优选的，所述压力容器与压力气泵活动连接，所述压力容器可卸载并集中处理。优选的，从尾气管的进气端到出气端，依次设置颗粒物收集膜片和压力平衡阀；或者，从尾气管的进气端到出气端，依次设置压力平衡阀和颗粒物收集膜片。优选的，当尾气管中的气压超过气压波动范围时，所述压力平衡阀自动打开；当尾气管中的气压在所述气压波动范围内时，所述压力平衡阀自动关闭。本实用新型还提供了一种车辆尾气收集系统，包括车辆尾气收集装置，包括设置在尾气管中的颗粒物收集膜片和压力平衡阀，尾气管的进气端与发动机相连接，尾气管的出气端与干燥过滤器的一端相连接，干燥过滤器的另一端与压力气泵的一端相连接，压力气泵的另一端与压力容器相连接，压力容器上带有自动放气阀；发动机产生的车辆尾气进入尾气管，尾气经颗粒物收集膜片和干燥过滤器过滤后，再经压力气泵进入压力容器储存；输送装置，其输入端采用压力管与从所述车辆尾气收集装置卸载下来的压力容器相连接，其输出端与集中气柜相连接，用于将压力容器中的车辆尾气输送到集中气柜中储存；集中气柜，用于通过所述输送装置集中收集和储存压力容器中的车辆尾气。优选的，所述自动放气阀设在压力容器的上部；进入压力容器的尾气含有CO2和 N2,当压力容器中的压强达到预设压强范围时，CO2和N2分离，压力容器上部的自动放气阀自动打开，将压力容器中的队放出，然后再自动关闭。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型提供一种车辆尾气收集装置和收集系统，所述收集装置安装在车辆上，可以对发动机排出的尾气进行有害物质的过滤，并最终从尾气中捕集纯度较高的CO2, 用于微藻养殖等工业化和农业生产应用中。所述收集系统包括所述收集装置、输送装置和集中气柜，可以将收集装置收集的车辆尾气通过输送装置集中收集到集中气柜中，以便后续的资源化处理利用。所述车辆尾气收集装置和收集系统为车辆尾气的车载收集、集中和资源化处理利用提供了实现的可行性。上述车辆尾气收集装置和收集系统可以将车辆尾气收集到车辆上安装的压力容器中，然后从各车辆卸载压力容器并运送到集中收集站，在集中收集站将各压力容器中的车辆尾气输送到大型集中气柜中集中储存。对于所述大型集中气柜中的尾气，可以利用各种工艺手段提取尾气中的成分，并应用于工农业生产中。因此，本实用新型实现了车辆尾气的车载收集、集中和资源化处理利用这一系列的完整过程。而现有技术中的尾气收集仅仅实现了车载收集阶段，而且仅对CO、SO2, NO2, NO等有害气体进行了处理，并未对(X)2进行有效捕集，因此对尾气的处理不彻底，还存在二次污染的隐患；与之相比，本实用新型通过一个完整的处理过程，不仅完全收集了车辆尾气，即对上述有害气体进行处理并对(X)2进行了有效捕集，而且还对完全收集的尾气进行了集中收集以及资源化的处理利用，将对环境有害的尾气转化为工农业生产所需的化工产品，既解决了环境污染问题，又为生产提供了原料来源，是一种具有实际应用价值的实用新型。
图1是本实用新型实施例所述一种车辆尾气处理的流程图；图2是本实用新型实施例所述一种车辆尾气处理装置的结构图；图3是本实用新型实施例所述一种车辆尾气处理系统的结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。为了应对气候变化，减少车辆尾气排放造成的环境污染和温室气体的增加，本实用新型提出一种有效的车辆尾气收集和处理方法，主要包括以下方面第一，在车辆上安装车辆尾气收集装置，将车辆排出的尾气收集起来；第二，将各辆车辆零散收集的尾气进行集中收集；
4[0028]第三，对集中收集的车辆尾气进行处理，实现车辆尾气的资源化利用。其中，所述车辆包括各种使用汽油和柴油的汽车、电动车等车辆。基于以上思路，下面通过实施例进行详细说明。参照图1，是本实用新型实施例所述一种车辆尾气处理的流程图。步骤101，收集车辆尾气并储存到车辆上安装的压力容器中；本实施例提供一压力容器来收集并储存车辆尾气，所述压力容器安装到车辆上， 车辆发动机产生的车辆尾气经尾气管排出后进入压力容器并储存。这样，车辆尾气就不会直接排放到空气中污染环境了。步骤102，从各车辆卸载压力容器，并将卸载的各压力容器运送到集中收集站；上述利用压力容器收集车辆尾气仅完成了尾气收集的第一步，而目前多数尾气收集方式也都只到这一步，因此现有的尾气收集不彻底，还存在很多待处理的问题，如这些收集的尾气如何进行环保处理等。基于此目的，本实施例还设置了集中收集站对各压力容器零散收集的尾气进行集中收集与处理，因此本实用新型是一种更完整、更环保的尾气收集方式。在实际应用中，可以由加油站完成压力容器的统一运送。车辆可以在加油站卸载下已存满尾气的压力容器，并更换新的空压力容器；加油站收集一定数量的存满车辆尾气的压力容器后，就可以统一运送到所述集中收集站，由集中收集站进行统一处理。步骤103，在集中收集站将各压力容器储存的车辆尾气输送到集中气柜中；所述集中气柜是一种体积较大的容器，可用于储存更多的车辆尾气。在集中收集站，可以通过输送装置将压力容器中的尾气输送到集中气柜中。所述输送装置的输入端采用压力管与压力容器相连接，所述输送装置的输出端与集中气柜相连接，所述输送装置通常采用气压泵将体积较小的压力容器中收集的尾气压入所述集中气柜中。实际应用中，由加油站统一运送来的多个存满车辆尾气的压力容器，可以通过所述输送装置将尾气排入集中气柜，然后这些空的压力容器又可以由加油站统一取走，并在车辆加油时重新安装到车辆上重复使用。步骤104，对集中气柜中的车辆尾气进行资源化回收利用。通过以上步骤，大量的车辆尾气都集中收集到了集中气柜中，本步骤将利用各种化工手段对这些尾气进行回收，实现尾气中各成分的资源化利用。例如，可采用不同的温度、压强，并配以不同溶剂，萃取出车辆尾气中含有的各种成分，并应用到工农业生产中，如食品、冶金等各个领域，使尾气变废为宝。优选的，将车辆尾气管排出的尾气收集到压力容器之前，还可以在尾气管中设置颗粒物收集膜片，先将尾气中含有的固体颗粒物过滤；再设置一干燥过滤器与尾气管相连， 继续将尾气中含有的CO、SO2, NO2, NO、H2O等有害污染气体进行干燥过滤，然后再通过压力气泵储存到所述压力容器中。由于车辆本身排出的尾气已通过车辆排气系统中的三元催化器，将尾气中的有机气体进行了处理，如果再通过上述颗粒物收集膜片和干燥过滤器的过滤，尾气中有害的固体颗粒物和无机气体大部分已被滤除，此时进入压力容器的尾气基本为(X)2和N2的混合气，以及痕量的其他成分的气体，如CO、SO2, NO2, NO、H2O等。进一步，可以从这些混合气体中提取出CO2，用于微藻养殖或进行大棚蔬菜种植。 养殖微藻的基本原理是在适当温度条件下通过光合作用吸收CO2及其他养分来在水体中生长。提取CO2的方法有多种，如可以从集中气柜储存的气体中进行提取，但是由于同等条件下队的体积比CO2体积大，会占用压力容器较多的空间，因此本实施例采用了一种优化的(X)2提取方法，具体如下对于进入压力容器中的CO2和N2，由于所述压力容器中具有一定的压力值(最高不能超过300atm)，因此进入压力容器的(X)2和队在一定的温度、压强条件下将液化为液态储存，但二者的液化条件不同。因此，当压力容器的体积固定时，通过调节压力容器中的压强值可以将(X)2和队进行气液分离，即调节压强值先使(X)2液化，但队仍为气态，从而最终保留液态的C02。利用此原理，本实施例在所述压力容器的上部设有自动放气阀，可以预先设置分离(X)2和队的压强界限值，如设为70士 lOatm，当压力容器中的压强达到所述预设压强范围时，⑶2液化而N2仍为气态，即(X)2和N2分离，压力容器上部的自动放气阀自动打开， 将压力容器中气态的队放出；随着队的排出，压力容器中的压强也在不断变化，当不在所述预设压强范围时，自动放气阀自动关闭。通过所述方法，压力容器中最后收集的是纯度较高的 C02。综上所述，本实用新型实现了车辆尾气的无害化处理并实用化的车载收集、集中和资源化处理利用这一系列的完整过程。而现有技术中的尾气收集仅仅实现了车载收集阶段，而且仅对C0、S02、N02、N0等有害气体进行了处理，并未对(X)2进行有效捕集，因此对尾气的处理不彻底，还存在二次污染的隐患；与之相比，本实用新型通过一个完整的处理过程， 不仅完全收集了车辆尾气，即对上述有害气体进行处理并对(X)2进行了有效捕集，而且还对完全收集的尾气进行了集中收集以及资源化的处理利用，将对环境有害的尾气转化为工农业生产所需的化工产品，既解决了环境污染问题，又为生产提供了原料来源，是一种具有实际应用价值的实用新型。基于上述车辆尾气的收集、集中和资源化利用方法，本实用新型实施例还提供了一种车辆尾气处理装置和一种车辆尾气处理系统，可以使所述方法的实现更加可行。下面通过图2和图3分析进行说明。参照图2，是本实用新型实施例所述一种车辆尾气处理装置的结构图。所述车辆尾气处理装置安装在车辆上，主要包括颗粒物收集膜片3、压力平衡阀 4、干燥过滤器5、压力气泵6、压力容器7和压力容器7上的自动放气阀8。所述颗粒物收集膜片3和压力平衡阀4设置在尾气管2中，一般设在车辆排气系统本身具有的三元催化器之后；尾气管2的进气端与发动机1相连接，尾气管2的出气端与干燥过滤器5的一端相连接，干燥过滤器5的另一端与压力气泵6的一端相连接，压力气泵 6的另一端与压力容器7相连接，压力容器7上带有自动放气阀8。其中，所述颗粒物收集膜片3用于过滤尾气中的固体颗粒物，可采用耐腐蚀可重复使用的材料，如活性碳膜。所述颗粒物收集膜片3可回收，并通过化工工艺进行无公害再利用。所述干燥过滤器5可以为硫氮氧化物干燥集聚器，其中盛有Na2CO3，用于过滤尾气中的CO、SO2, NO2, NO, H2O等有害污染气体。所述颗粒物收集膜片3和压力平衡阀4在尾气管 2中的先后位置可互换，即从尾气管2的进气端到出气端，依次设置颗粒物收集膜片3和压力平衡阀4 ；或者，从尾气管2的进气端到出气端，依次设置压力平衡阀4和颗粒物收集膜片3。
6[0052]所述压力平衡阀4用于自动调节尾气管2内部的压强变化。由于尾气管2通向外界的一端连接了干燥过滤器5、压力气泵6和压力容器7而构成一个封闭空间，因此会导致尾气管2内部压强增大或减小，当超出一定的气压波动范围时会影响发动机功率，所述波动范围具体视不同车辆而定。所述压力平衡阀4可根据尾气管2内部的压强变化自动打开或关闭，当尾气管2内部的压强变化超过波动范围时，所述压力平衡阀4自动打开，使发动机1始终在功率正常状态下产生尾气并顺利进入尾气管2 ；当尾气管2内部的压强恢复平衡，即在波动范围之内后，所述压力平衡阀4自动关闭。所述压力容器7用于储存车辆尾气，压力容器7内部具有一定的压力值。所述压力容器7的体积与车辆油箱的大小相匹配，例如，采用体积为500 X 800mm、压力值为300atm 的压力容器，可容装100L汽油做功产生的尾气。由于压力容器7内部具有压力值，因此需要使用压力气泵6将经干燥过滤器5过滤的尾气压入压力容器7中储存。所述压力气泵6 可运用车辆自身动力进行驱动，可与发动机1同步变频。而且，所述压力容器7与压力气泵 6活动连接，以便所述压力容器7可卸载并送到集中收集站进行集中处理。此外，由于经颗粒物收集膜片3过滤之前的尾气已经过车辆排气系统中三元催化器的过滤，已将尾气中的有机气体基本滤除，因此尾气再将经过颗粒物收集膜片3和干燥过滤器5过滤后，尾气中有害的固体颗粒物和有害污染气体大部分已被滤除，此时进入压力容器7的尾气基本为CO2和N2的混合气，以及痕量的其他成分的气体，如C0、S02、N02、N0、 H2O等。为了捕集所述混合气体中的CO2,所述压力容器7上部设有自动放气阀8，用于自动将尾气中的(X)2和N2分离，并将分离出的N2排出。所述自动放气阀8可预设一定的压强值范围，如70士 lOatm，当压力容器7中的压强达到所述预设压强范围时，(X)2液化而N2仍为气态，即CO2和N2分离，压力容器7上部的自动放气阀8自动打开，将压力容器7中气态的N2 放出；随着N2的排出，压力容器7中的压强也在不断变化，当不在所述预设压强范围时，自动放气阀8自动关闭。最后，压力容器7中储存的是纯度较高的C02。基于以上装置结构，所述车辆尾气处理装置的工作过程如下发动机1产生的车辆尾气进入尾气管2，经尾气管2中颗粒物收集膜片3的过滤， 可以将尾气中的固体颗粒物收集；然后尾气经尾气管2出气端进入干燥过滤器5，经脱水、 硫氮氧化物的过滤后，通过压力气泵6压入压力容器7中。此时压力容器7中的尾气成分主要是(X)2和队，可通过压力容器7上部的自动放气阀8将气化的队排出，最终压力容器7 收集到了纯度较高的C02。当所述压力容器7存满收集的尾气(主要是CO2)后，可更换另一个空的压力容器7连接到压力气泵6上。参照图3，是本实用新型实施例所述一种车辆尾气处理系统的结构图。所述车辆尾气处理系统主要包括车辆尾气收集装置31、输送装置32和集中气柜 33。其中，车辆尾气收集装置31安装在车辆上，包括设置在尾气管中的颗粒物收集膜片和压力平衡阀，尾气管的进气端与发动机相连接，尾气管的出气端与干燥过滤器的一端相连接，干燥过滤器的另一端与压力气泵的一端相连接，压力气泵的另一端与压力容器相连接， 压力容器上带有自动放气阀；发动机产生的车辆尾气进入尾气管，经颗粒物收集膜片和干燥过滤器过滤后，再经压力气泵进入压力容器储存。车辆尾气收集装置31的具体结构可参见图2及上述相应说明，在此不再详述。[0060]所述输送装置32和集中气柜33设置在集中收集站。其中，所述输送装置32的输入端采用压力管与从所述车辆尾气收集装置31卸载下来的压力容器相连接，其输出端与集中气柜33相连接(可以为固定连接)，用于将压力容器中的车辆尾气输送到集中气柜33 中储存。一般输送装置32可采用压力泵将体积较小的压力容器中收集的尾气压入所述集中气柜33中。所述集中气柜33用于通过所述输送装置32集中收集和储存压力容器中的车辆尾气。所述集中气柜33是一种体积较大的容器，可储存更多的车辆尾气。集中气柜33 可按尾气处理速度和总量进行相应的压力、体积设计。基于以上系统结构，所述车辆尾气处理系统的工作过程如下车辆尾气收集装置31安装在车辆上，收集的车辆尾气储存在压力容器中；当压力容器存满尾气后，可从车辆尾气收集装置31上卸载下来，并运送到集中收集站；存满尾气的压力容器通过压力管与输送装置32相连，先由压力容器自行将尾气压入集中气柜33，当压力容器与集中气柜33的压力平衡时，再由输送装置32中的压力泵将压力容器中剩余的尾气压入所述集中气柜33中。集中气柜33中的尾气可通过化工工艺进行回收及资源化利用，广泛应用到食品、冶金等领域，其中高纯度的CO2可用于微藻养殖、大棚蔬菜种植等。综上所述，所述车辆尾气收集装置和收集系统为车辆尾气的车载收集、集中和资源化处理利用提供了实现的可行性。本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。以上对本实用新型所提供的一种车辆尾气收集装置及系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种车辆尾气收集装置，其特征在于，包括设置在尾气管中的颗粒物收集膜片和压力平衡阀，尾气管的进气端与发动机相连接， 尾气管的出气端与干燥过滤器的一端相连接，干燥过滤器的另一端与压力气泵的一端相连接，压力气泵的另一端与压力容器相连接，压力容器上带有自动放气阀；发动机产生的车辆尾气进入尾气管，经颗粒物收集膜片和干燥过滤器过滤后，再经压力气泵进入压力容器储存。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述自动放气阀设在压力容器的上部；进入压力容器的尾气含有(X)2和队，当压力容器中的压强达到预设压强范围时，CO2和 N2分离，压力容器上部的自动放气阀自动打开，将压力容器中的队放出，然后再自动关闭。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述压力容器与压力气泵活动连接，所述压力容器可卸载并集中处理。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于从尾气管的进气端到出气端，依次设置颗粒物收集膜片和压力平衡阀；或者，从尾气管的进气端到出气端，依次设置压力平衡阀和颗粒物收集膜片。
5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于当尾气管中的气压超过气压波动范围时，所述压力平衡阀自动打开；当尾气管中的气压在所述气压波动范围内时，所述压力平衡阀自动关闭。
6.一种车辆尾气收集系统，其特征在于，包括车辆尾气收集装置，包括设置在尾气管中的颗粒物收集膜片和压力平衡阀，尾气管的进气端与发动机相连接，尾气管的出气端与干燥过滤器的一端相连接，干燥过滤器的另一端与压力气泵的一端相连接，压力气泵的另一端与压力容器相连接，压力容器上带有自动放气阀；发动机产生的车辆尾气进入尾气管，尾气经颗粒物收集膜片和干燥过滤器过滤后， 再经压力气泵进入压力容器储存；输送装置，其输入端采用压力管与从所述车辆尾气收集装置卸载下来的压力容器相连接，其输出端与集中气柜相连接，用于将压力容器中的车辆尾气输送到集中气柜中储存；集中气柜，用于通过所述输送装置集中收集和储存压力容器中的车辆尾气。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述自动放气阀设在压力容器的上部；进入压力容器的尾气含有(X)2和队，当压力容器中的压强达到预设压强范围时，CO2和 N2分离，压力容器上部的自动放气阀自动打开，将压力容器中的队放出，然后再自动关闭。
专利摘要本实用新型提供了一种车辆尾气收集装置及系统，以解决车辆尾气污染环境的问题。所述装置包括设置在尾气管中的颗粒物收集膜片和压力平衡阀，尾气管的进气端与发动机相连接，尾气管的出气端与干燥过滤器的一端相连接，干燥过滤器的另一端与压力气泵的一端相连接，压力气泵的另一端与压力容器相连接，压力容器上带有自动放气阀；发动机产生的车辆尾气进入尾气管，经颗粒物收集膜片和干燥过滤器过滤后，再经压力气泵进入压力容器储存。本实用新型不仅完全收集了车辆尾气，即对有害气体进行处理并对CO2进行了有效捕集，而且还对完全收集的尾气进行了集中收集以及资源化的处理利用，将对环境有害的尾气转化为工农业生产所需的化工产品。
文档编号F01N3/021GK202012384SQ20102067349
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者李京陆 申请人:李京陆