低温等离子体旋转式木纤维尾气处理装置的制作方法

本发明属于一种柴油机尾气氮氧化物(NOX)和碳烟颗粒(PM)处理装置，安装在柴油发动机消音器的后端靠近尾管处，用于处理柴油机尾气中的NOX和PM。

背景技术：
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随着我国工业的迅速发展，汽车行业也逐渐走向成熟化。其中柴油发动机因其动力足，压缩比高，能量转化率高，使用寿命长等优点使其在汽车行业中被广泛使用。但是柴油机尾气对环境和人体都有极大影响，所以需要处理后再排入大气。目前，在尾气净化方面主要采用堇青石蜂窝陶瓷填充催化剂的方式，但是其造价较高，工艺复杂，且我国油品质量较差，因此运用效果不理想，现在急需寻找一种新的净化方式。因为低温等离子体处理氮氧化物效果显著，结构简单；木材属于天然多孔生物质材料，具有极强的气体通透性和尘埃吸附性，制成的木纤维滤芯排气背压小，吸附PM能力强，所以开发能对NOX和PM同时净化的低温等离子体旋转式木纤维尾气处理装置。

技术实现要素：
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低温等离子体旋转式木纤维尾气处理装置由两个部分组成：木纤维过滤体和低温等离子体发生装置。木纤维过滤体包括木纤维滤芯、深沟球轴承6300、翅片轴、鸟翼型金属扇叶、厚度为1mm的薄铁板、薄铁环、硅胶垫。将深沟球轴承6300外圈焊接在厚度为1mm圆形薄铁板中心位置，在深沟球轴承6300内圈安装翅片轴，翅片轴顶端焊接鸟翼型扇叶。低温等离子体发生装置采用介质阻挡放电，金属外壳搭铁，在外壳前端内部，使用金属支撑架固定石英玻璃管，保证石英玻璃管与金属外壳同轴。将直径3mm的L型铜棒通过绝缘支撑架固定在石英玻璃管的中心位置。柴油机尾气进入低温等离子体发生装置内部，产生的低温等离子体与NOX、PM发生复杂的氧化还原反应，生成N2和CO2等无害气体，达到净化氮氧化物和PM的目的。通过低温等离子体发生装置的气体，流入木纤维过滤体，促使鸟翼型金属扇叶带动翅片轴转动，翅片带动气体旋转，使得气体向木纤维滤芯内部渗透，从而达到过滤PM的目的。

附图说明：

图1：低温等离子体发生装置结构示意图。1进气管、2绝缘塞、3“L”型高压电极、4绝缘支撑架、5金属支撑架I、6前壳体、7石英玻璃管、8法兰、9后壳体、10金属支撑架Ⅱ、11出气管。

图2：木纤维滤芯过滤体结构示意图。12硅胶垫、13薄铁环、14鸟翼型金属扇叶、15深沟球轴承6300I、16φ2mm的铁棒、17木纤维滤芯、18翅片轴、19深沟球轴承6300Ⅱ、20厚度为1mm的圆形薄铁板。

具体实施方式：

低温等离子体旋转式木纤维尾气处理装置，首先将铁丝网做成圆筒形内骨架和外骨架，再将厚度为0.05-1mm、宽度为1-10mm、长度为30-50mm的长木纤维均匀的填充到内骨架和外骨架之间，在铁丝网的一端用耐热胶粘上厚度为1mm的圆形薄铁板，圆形薄铁板的直径与铁丝网外骨架直径相同，另一端粘上薄铁环，薄铁环的内径与铁丝网内骨架直径相同，外径与铁丝网外骨架直径相同，制成木纤维滤芯。将深沟球轴承6300Ⅱ外圈焊接在圆形薄铁板的中心位置，通过过盈配合将翅片轴的一端安装在轴承内圈，在翅片轴2/3处安装深沟球轴承6300I，其在铁丝网内骨架内的位置通过三根φ2mm的铁棒固定，铁棒的一端使用耐热胶与深沟球轴承6300I粘接，另一端与铁丝网内骨架粘接。在翅片轴另一端焊接鸟翼型金属扇叶，做成木纤维过滤体。

低温等离子体发生装置中的前壳体和后壳体均是圆筒状，在前壳体的内壁1/2处焊接金属支撑架I，用于固定石英玻璃管。金属支撑架I由两个同心圆环组成，两圆环之间均匀的焊接4根短铁棒，使两圆环同心连接且保持共面。在金属支撑架I内插入石英玻璃管，石英玻璃管的外径与铁丝网外骨架相同。在距离进气管与前壳体接口30mm处打φ4mm的小孔，将φ3mm的铜棒折成“L”型高压电极，其短端穿过进气管上的小孔作为正极，在铜棒和前壳体上的小孔接触的地方通过绝缘塞隔离。铜棒长端通过绝缘支撑架固定在石英玻璃管的中心轴线位置。铜棒长端长度比石英玻璃管长30mm，短端长度为石英玻璃管半径的1/2。

在后壳体内壁1/2处焊接金属支撑架Ⅱ，然后将做好的木纤维过滤体插入金属支撑架Ⅱ中，保持其稳定。将前壳体和后壳体使用法兰连接，在石英玻璃管和木纤维滤芯之间使用硅胶垫保证密封，硅胶垫与木纤维滤芯同轴放置，其内径与铁丝网内骨架直径相同，外径与铁丝网外骨架直径相同。尾气经进气管流入低温等离子体发生装置中，发生化学反应，产生大量低温等离子体，再流入木纤维过滤体中，最后由出气管排出。经过低温等离子体旋转式木纤维尾气处理装置分段式的处理，柴油机尾气中的NOX和PM含量可大幅度降低。