新型尖端电晕放电木纤维滤芯尾气处理装置的制作方法

本实用新型属于汽车尾气净化领域，安装在柴油发动机排气管后端，主要用物理和化学相结合的方法处理柴油机尾气中的氮氧化物(NOX)和碳烟颗粒(PM)。

背景技术：
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经过几十年的探索，我国的汽车工业取得了较快的发展，汽车的保有量逐渐增多。其中柴油发动机因其动力充足，压缩比高，结构简单，使用寿命长等优势使其在工程车辆上广泛使用。但是其缺点也很明显，尾气中排放NOX和PM是造成大气污染的主要来源之一。目前，主流处理NOX的技术是选择性催化还原法(SCR)，但是SCR技术存在尿素液滴易沉积，NH4易泄露等问题，且整个净化系统造价较高，结构复杂。因为电晕放电产生低温等离子体处理氮氧化物效果显著，结构简单；木纤维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，将电晕放电技术与木纤维相结合制成新型尖端电晕放电木纤维滤芯尾气处理装置。该装置排气背压小，吸附PM能力强，在木纤维吸附PM的同时，还可以为尖端放电产生的低温等离子体与NOX反应提供反应空间，从而实现过滤NOX和PM的目的。

技术实现要素：
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新型尖端电晕放电木纤维滤芯尾气处理装置主要由木纤维滤芯、导流帽、直径为2mm，长为20mm的双头铁钉、绝缘支架，托架，硅胶垫、陶瓷塞、上壳体和下壳体组成。将40根双头铁钉排列成4列，列与列之间相隔90°，每列10根垂直等距的方式均匀插入到木纤维滤芯的外表面，在木纤维滤芯的外围形成整齐排列的铁钉丛，保证所有的铁钉尖端处于同一个圆弧面，并且每一根双头铁钉必须与木纤维滤芯的外骨架接触。在安装双头铁钉的同时，将两个绝缘支架套在木纤维滤芯的外壁上，用于保证壳体与双头铁钉之间足够的放电间隙。在下壳体内，依次安装托架、导流帽、装有双头铁钉和绝缘支架的木纤维滤芯，正极导线通小孔与木纤维滤芯外骨架相接，负极搭铁，在上壳体和下壳体外表面涂上绝缘层。最后使用法兰将上壳体和下壳体连接，中间用硅胶垫密封。当正负极导线的另一端接通高压电源，在双头铁钉和外壳之间的间隙内会发生电晕放电，由于使用多根双头铁钉，所以会产生多个放电区域，因此会在双头铁钉与外壳之间的放电间隙产生更多的低温等离子体，高浓度的低温等离子体与汽车尾气中NOX、PM长时间的发生复杂的氧化还原反应，生成N2和CO2等无害气体，达到净化氮氧化物的目的。随后气体渗入木纤维滤芯中，木纤维具有疏松多孔、通透性强和尘埃吸附性好的物理特性，经过木纤维的过滤，达到过滤PM的目的。

附图说明：

图1：上下壳体及其配件。1出气口、2上壳体、3法兰、4小孔、5陶瓷塞、6下壳体、7进气口。

图2：木纤维滤芯及其配件。8绝缘支架、9铁丝网内骨架、10铁丝网外骨架、11双头铁钉、12导流帽、13托架。

具体实施方式：

新型尖端电晕放电木纤维滤芯尾气处理装置，首先剪裁两块铁丝网，将铁丝网做成铁丝网内骨架和铁丝网外骨架，再将厚度为0.05-0.1mm、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圆形石棉板，石棉板直径与铁丝网外骨架直径一致，另一端粘上石棉板圆环，石棉板圆环内径与铁丝网内骨架直径相同，外径和铁丝网外骨架直径相同，制作成木纤维滤芯，保证填充率达到0.25。在木纤维滤芯的外表面轴向1/4处和3/4处分别套上绝缘支架，用来保持和上下壳体的间隙，留出足够的放电空间。准备40根φ20mm×5mm双头铁钉，将双头铁钉的一端贴着铁丝网外骨架网孔插入木纤维中5mm，保持双头铁钉与铁丝网的良好接触。将40根双头铁钉排列成4列，列与列之间相隔90°，每列10根垂直等距的方式均匀插入到木纤维滤芯的外表面，且所有的双头铁钉顶尖处于同一个圆弧面。新型尖端电晕放电木纤维滤芯尾气处理装置的上壳体和下壳体均是圆筒状，在下壳体的底部位置用φ3mm铁棒焊接一个托架，用于放置导流帽，保证导流帽在下壳体的中心位置，接着装入安有双头铁钉和绝缘支架的木纤维滤芯，在距离法兰30mm的下壳体的侧面打φ3mm的小孔，装入陶瓷塞，将正极导线通过装有陶瓷塞小孔连接在木纤维滤芯外骨架上，最后安装上壳体，上壳体和下壳体通过法兰连接，中间放置硅胶垫密封，负极导线搭铁。将正极导线和负极导线的另一端接通高压电源，电压便会击穿双头铁钉尖端和金属壳体之间的空气，产生电晕放电。由于存在多处尖端，所以会产生多个放电区域，同时产生大量的低温等离子体。尾气经进气管流入金属壳体内，通过导流帽将气流导入至金属壳体和木纤维滤芯之间的间隙，与产生的低温等离子体发生复杂的化学反应，然后气体向木纤维滤芯内部渗透，经过木纤维过滤，最终经出气管排出。经过基于电晕放电的木纤维尾气处理装置的处理，柴油机尾气中的NOX和PM含量可大幅度降低。