汽车尾气净化器及净化方法
【专利摘要】本发明公开并提供了一种有毒物质排放量少、净化效果好、使用寿命长以及安全性能高的汽车尾气净化器及净化方法。该汽车尾气净化器包括排气管和从前到后依次设置在所述排气管内的高压静电装置、三元催化装置、原子氧发生装置以及分别与所述高压静电装置和所述原子氧发生装置电连接的高压电源，所述排气管上位于所述三元催化装置和原子氧发生装置之间的侧壁上设置有进气管道，所述进气管道的开口朝向车头方向，该方法为高压静电装置清除汽车尾气中的油烟；通过三元催化装置进行三元催化，清除汽车尾气中的碳氢化合物、氮氧化物以及部分的一氧化碳；通过原子氧发生装置提供的原子氧与剩余的一氧化碳氧化成二氧化碳。本发明可广泛应用于汽车领域。
【专利说明】汽车尾气净化器及净化方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车尾气净化器及净化方法。
【背景技术】
[0002] 在现代文明的今天，汽车已经成为人类不可或缺的交通运输工具。汽车给人们的生活和工作带来极大的便利。但是，我们也看到，随着汽车产业高速发展，汽车使用越来越多的同时，汽车尾气污染也日益成为全球性的问题。汽车尾气是空气污染的其中一个重大因素。尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气废气含量过高，加重城市热岛效应等严重后果，尤其是我国近年来日益严重的雾霾天气，碳氢化合物、氮氧化物以及一氧化碳这三项是雾霾主要组成，雾霾中的重犯就是使用各种燃油的汽车所排放的尾气，汽车尾气的主要包括未完全燃烧的燃油、一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物。为了提高城市空气质量，减少尾气污染，欧盟制订了一系列严格的汽车尾气排放欧洲标准，从欧标I至欧标V以及欧标VI。对于欧标VI的排放标准,很多国家和汽车企业都有异议,一是标准过高难以实现；二是生产成本过高，企业和消费者都难以承受。中国国家环保总局于2007年公布了相当于欧III和欧IV标准的汽车尾气排放中国标准，随着中国经济的迅速发展和社会需要的增加，汽车的保有量将会大幅增长，汽车尾气将成为大中城市空气污染的第一大污染源，由此可见减少汽车尾气排放的紧迫性。治理汽车尾气主要有三条途径:第一，改变汽车的动力，如开发电动汽车及代用燃料汽车；第二，改善现有汽车动力装置和燃油质量；第三，目前广泛采用的适用于大量在使用车和新车的净化技术是采用一些先进的机外尾气净化装置对汽车产生的废气进行净化以减少污染。这种尾气净化装置是指安装在汽车排气系统中的三元催化器，它可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物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，由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、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、NOx还原成氮气和氧气，三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化，然而，上述已知的尾气净化装置只能除掉部分的有毒物质，仅仅是减少这些排放物，尤其是对一氧化碳的净化效果有限，重要的是，其他未完全燃烧的气态燃油和其他未能催化的排放物会附着在三元催化器的表面，导致催化转化器净化效果降低，而且，严重堵塞时，不仅会使催化转化器工作时产生大量的自量，氧化的温度也愈高，当温度超过1000°C时，其内涂层的催化剂就会烧结坏死，导致三元催化剂报废，严重时也极易发生车辆自燃事故。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有毒物质排放量少、净化效果好、使用寿命长以及安全性能高的汽车尾气净化器及净化方法。[0004]本发明一种汽车尾气净化器所采用的技术方案是:本发明包括排气管和从前到后依次设置在所述排气管内的高压静电装置、三元催化装置、原子氧发生装置以及分别与所述高压静电装置和所述原子氧发生装置电连接的高压电源，所述排气管上位于所述三元催化装置和原子氧发生装置之间的侧壁上设置有进气管道，所述进气管道的开口朝向车头方向。
[0005]进一步的，所述排气管上与所述高压静电装置对应的位置设置有清除窗和与所述排气管转动连接用于封闭所述清除窗的翻转盖，所述耐高压陶瓷管和所述导电金属管上与所述清除窗对应的位置均设置有通孔。
[0006]进一步的，所述高压静电装置包括耐高压陶瓷管、设置在所述耐高压陶瓷管内的导电金属管、沿所述排气管横向设置且位于所述导电金属管内的至少一个气流通道以及位于所述气流通道内的至少一根十字电晕线，所述导电金属管与外围的所述高压电源的正极电连接，所述十字电晕线与所述高压电源的负极电连接。
[0007]进一步的，所述三元催化装置包括微孔陶瓷管和喷涂在所述微孔陶瓷管的多个催化室内的金属催化剂层。
[0008]进一步的，所述三元催化装置还包括设置在所述微孔陶瓷管和所述排气管之间的隔热材料层。
[0009]进一步的，所述金属催化剂层包括金属钼、铑、钯。
[0010]进一步的，所述原子氧发生装置包括由上下设置或左右设置的两块板材，在所述两块板材上分别设置有正极金属尖端和负极金属尖端，所述正极金属尖端与外围的所述高压电源的正极电连接，所述负极金属尖端与外围的所述高压电源的负极电连接，相对的所述正极金属尖端与所述负极金属尖端之间在所述高压电源的作用下放电产生原子氧。
[0011]进一步的，所述汽车尾气净化器还包括设置在所述排气管内位于所述三元催化装置前端的进气锥管和位于所述三元催化装置后端的出气锥管.进一步的，所述高压电源的电压为8000?40000伏特。
[0012]本发明一种汽车尾气的净化方法所采用的技术方案是:该净化方法包括以下步骤:
(1)一次净化:通过高压静电装置清除汽车尾气中的油烟；
(2)二次净化:将一次净化后的汽车尾气通过三元催化装置进行三元催化，清除汽车尾气中的碳氢化合物、氮氧化物以及部分的一氧化碳；
(3)三次净化，将经过二次净化后的汽车尾气与通过原子氧发生装置提供的原子氧进行化学反应生产二氧化碳。
[0013]本发明的有益效果是:由于本发明包括排气管和从前到后依次设置在所述排气管内的高压静电装置、三元催化装置、原子氧发生装置以及分别与所述高压静电装置和所述原子氧发生装置电连接的高压电源，所述排气管上位于所述三元催化装置和原子氧发生装置之间的侧壁上设置有进气管道，所述进气管道的开口朝向车头方向，使用时，所述高压静电装置清除高温尾气中未完全燃烧的油烟，进行第一步净化的同时防止油烟吸附到所述三元催化装置上，影响所述三元催化装置的正常使用和使用寿命，能避免催化剂烧结坏死和引发的车辆自燃事故，所述三元催化装置在良好的环境下清除碳氢化合物、氮氧化物以及部分的一氧化碳，而在所述进气管道提供新鲜空气的作用在，所述原子氧发生装置可实现电弧放电产生原子氧，所述原子氧与其他部分的一氧化碳进行化学反应后形成二氧化碳，通过上述三方面完成汽车尾气的净化工作，远超于欧盟标准，所以本发明有毒物质排放量少、净化效果好、使用寿命长以及安全性能高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明高压静电装置的结构示意图；
图3是本发明三元催化装置的结构示意图；
图4是本发明原子氧发生装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括排气管I和从前到后依次设置在所述排气管I内的高压静电装置2、进气锥管8、三元催化装置3、出气锥管9、原子氧发生装置4以及分别与所述高压静电装置2和所述原子氧发生装置4电连接的高压电源5，所述高压电源5的电压为8000?40000伏特，所述排气管I上位于所述三元催化装置3和原子氧发生装置4之间的侧壁上设置有进气管道6，所述进气管道6的开口朝向车头方向，所述进气管道6主要作用是为所述原子氧发生装置4提供新鲜空气中的氧气，所述排气管I上与所述高压静电装置2对应的位置设置有清除窗7和与所述排气管I转动连接用于封闭所述清除窗7的翻转盖10，所述耐高压陶瓷管20和所述导电金属管23上与所述清除窗7对应的位置均设置有通孔，通过所述清除窗7对所述高压静电装置2所吸附的油烟等形成的粉尘进行清除，其中，所述高压静电装置2包括耐高压陶瓷管20、设置在所述耐高压陶瓷管20内的导电金属管23、沿所述排气管I横向设置且位于所述导电金属管23内的至少一个气流通道21以及位于所述气流通道21内的至少一根十字电晕线22，所述十字电晕线22位于所述导电金属管23的中心处，且其与所述排气管I横向平行设置，所述导电金属管23内两端可设置支架来固定所述十字电晕线22，所述导电金属管23与外围的所述高压电源5的正极电连接，所述十字电晕线22与所述高压电源5的负极电连接，所述三元催化装置3包括微孔陶瓷管30、喷涂在所述微孔陶瓷管30的多个催化室33内的金属催化剂层32以及设置在所述微孔陶瓷管30和所述排气管I之间的隔热材料层31，所述隔热材料层31能有效避免所述排气管I温度过高，以及能与所述进气锥管8和所述出气锥管9配合保证所述微孔陶瓷管30内的温度达到700至1000°C，以满足催化的温度要求，所述金属催化剂层32包括金属钼、铑、钯三种，主要是对经过所述催化室33的高温尾气进行催化，所述原子氧发生装置4包括由上下设置或左右设置的两块板材41，在所述两块板材41上分别设置有正极金属尖端42和负极金属尖端43，所述正极金属尖端42与外围的所述高压电源5的正极电连接，所述负极金属尖端43与外围的所述高压电源5的负极电连接，相对的所述正极金属尖端42与所述负极金属尖端43之间在所述高压电源5的作用下放电产生原子氧。
[0016]本发明的工作原理为:汽车启动时，排气系统将高温尾气排入所述排气管I内，在所述高压电源5的作用下，所述导电金属管23与所述十字电晕线22组成的电网之间形成
0.8万伏特?6.0万伏特的高压直流，在本实施例中，把高压直流控制在0.8万伏特?4.0万伏特即可，所述十字电晕线32也会带上高压负电，这样，在所述十字电晕线22的尖端产生电晕现象，从而使经过的汽车尾气中的油烟便会带上负电，形成带电油烟，从而会通过所述微孔24被吸附到所述导电金属管23上，而汽车尾气中的其他有害物质继续向出气口的方向运动，经过所述进气锥管8后进入到所述微孔陶瓷管30内，所述金属催化剂层32在尾气带有的高温下进行三元催化，清除碳氢化合物、氮氧化物以及部分的一氧化碳，剩余的部分一氧化碳继续向后运动，在若干个所述正极金属尖端42和若干个所述负极金属尖端43电弧放电的作用下，处于其中的空气被瞬间电离，产生原子氧，原子氧具有强氧化性，从而把经过的一氧化碳进行氧化，从而实现汽车尾气的净化。
[0017]本发明可广泛应用于汽车领域。
【权利要求】
1.一种汽车尾气净化器，其特征在于:所述汽车尾气排放装置包括排气管(I)和从前到后依次设置在所述排气管(I)内的高压静电装置(2)、三元催化装置(3)、原子氧发生装置(4)以及分别与所述高压静电装置(2)和所述原子氧发生装置(4)电连接的高压电源(5)，所述排气管(I)上位于所述三元催化装置(3)和原子氧发生装置(4)之间的侧壁上设置有进气管道(6 )，所述进气管道(6 )的开口朝向车头方向。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述高压静电装置(2)包括耐高压陶瓷管(20)、设置在所述耐高压陶瓷管(20)内的导电金属管(23)、沿所述排气管(I)横向设置且位于所述导电金属管(23)内的至少一个气流通道(21)以及位于所述气流通道(21)内的至少一根十字电晕线(22)，所述导电金属管(23)与外围的所述高压电源(5)的正极电连接，所述十字电晕线(22)与所述高压电源(5)的负极电连接。
3.根据权利要求2所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述排气管(I)上与所述高压静电装置(2)对应的位置设置有清除窗(7)和与所述排气管(I)转动连接用于封闭所述清除窗(7)的翻转盖(10)，所述耐高压陶瓷管(20)和所述导电金属管(23)上与所述清除窗(7)对应的位置均设置有通孔。
4.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述三元催化装置(3)包括微孔陶瓷管(30)和喷涂在所述微孔陶瓷管(30)的多个催化室(33)内的金属催化剂层(32)。
5.根据权利要求4所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述三元催化装置(3)还包括设置在所述微孔陶瓷管(30)和所述排气管(I)之间的隔热材料层(31)。
6.根据权利要求4所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述金属催化剂层(32)包括金属钼、铑、钯。
7.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述原子氧发生装置(4)包括由上下设置或左右设置的两块板材(41)，在所述两块板材(41)上分别设置有正极金属尖端(42)和负极金属尖端(43)，所述正极金属尖端(42)与外围的所述高压电源(5)的正极电连接，所述负极金属尖端(43)与外围的所述高压电源(5)的负极电连接，相对的所述正极金属尖端(42)与所述负极金属尖端(43)之间在所述高压电源(5)的作用下放电产生原子氧。
8.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述汽车尾气净化器还包括设置在所述排气管(I)内位于所述三元催化装置(3)前端的进气锥管(8)和位于所述三元催化装置(3)后端的出气锥管(9)。
9.根据权利要求1所述的汽车尾气净化器，其特征在于:所述高压电源(5)的电压为8000 ?40000 伏特。
10.一种汽车尾气的净化方法，其特征在于:该净化方法包括以下步骤: (I) 一次净化:通过高压静电装置清除汽车尾气中的油烟； (2 ) 二次净化:将一次净化后的汽车尾气通过三元催化装置进行三元催化，清除汽车尾气中的碳氢化合物、氮氧化物以及部分的一氧化碳； (3)三次净化，将经过二次净化后的汽车尾气与通过原子氧发生装置(4)提供的原子氧进行化学反应生产二氧化碳。
【文档编号】F01N3/00GK103953419SQ201410137496
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】伍劲刚, 黄艳敏 申请人:伍劲刚, 黄艳敏