本发明涉及矿车尾气处理,具体涉及一种井下矿用车尾气处理装置及使用方法。
背景技术:
1、水浸式尾气过滤器是矿用车必备配置,目前矿用车所搭载的水浸式过滤装备,结构极为简单,主要由一个整体式水箱在箱体上开设一个进气口,一个排气口和一个加水口,而尾气通过管道与进气口接通,经过水箱内部水过滤后直接从出气口排出,这一过程中,尾气迅速吹动水箱内的水体,导致水分流失过快,故需频繁补充水源。
2、现有技术中,矿车尾气处理常采用水浸式尾气过滤器,如专利cn220705791u所示。该过滤器包括主箱体、箱盖及中层托盘,托盘底部形成上层水室。托盘内侧,位于两块网孔板间,固定有两块b隔板。初回水室底部设有a回水管,直通主箱体底部。b隔板间并排装有多个水汽过滤筒,托盘顶部则固定有封板,与箱盖间的间隙通过分隔架分隔成多个物料填充室。本发明整体结构设计可极大程度上减缓过滤器中储水的流失速度,降低矿用车在使用过程中对水浸式过滤器内部加水的频率。
3、水浸式尾气处理装置通过将排气管道浸没在水中来过滤尾气,但这种设计可能导致排气阻力增大,从而影响矿车的运行功率。
4、现有技术中,cn219888136u公开了一种矿车尾气催化转化装置,包括保护外壳,所述保护外壳内部安装有用于对催化转化装置进行便捷拆装的解除机构。本发明,通过内部具备的解除机构,在使用该款矿车尾气催化转化装置时通过可以开合的保护盖,将原本一体化到车体上的催化转化器改变成可以具有外壳保护且可开合取出的设计,使得在拆卸时无需将整个主体进行拆卸,而是在出现故障时,通过扭动固定螺栓开启保护盖,随后扭动固定螺杆,与两边法兰螺纹连接的催化转化器会同步转动,通过调节法兰位置即可轻松将催化转化器取下,便于对催化转化器更换维修,从而来提高该催化转化器的实用性。
5、上述技术方案采用催化剂催化的方式实现对矿车尾气的处理,由于用于尾气处理的催化剂通常为铂等贵金属,进而成本较高,不便于推广。
6、现有技术中,cn219888128u公开了一种矿车尾气净化装置,包括排气管连接口,所述排气管连接口一侧固定焊接有净化延伸管,且净化延伸管中端设置有安装块,该安装块内部安装有用于在安装好尾气净化装置后,对尾气的排量进行调节同时可对内部净化系统进行更换的便于使用的调节机构。本发明,装置内置调节机构,安装净化延伸管后,可依据车辆实际排量,通过旋转把手调节净化滤网高度,进而调整排气口尺寸。此举旨在加速净化废气的排放,避免排气口过小减缓排气速度或过大导致过多空气进入影响净化效果,将滤网高度调至最高,即可轻松通过旋转方式卸下内壁净化滤网,实现快速更换,确保净化效率,从而便于尾气净化装置的使用与维护。
7、上述技术方案采用净化滤网的方式对尾气进行过滤,但是上述技术方案若不采用稀有金属催化剂滤网仅采用普通滤网只能对颗粒物进行过滤处理,且颗粒物滤网需要时常清理更换。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提供一种井下矿用车尾气处理装置及使用方法。
2、本发明的具体技术方案是:一种井下矿用车尾气处理装置,包括尾气管,所述尾气管外套装有射流筒,所述射流筒左侧为锥形,右侧则为喇叭形,从而在中部形成一个喉部,所述尾气管出气口靠近喉部,喉部右侧为扩散部,所述尾气管上靠近管口端安装有环形管,所述环形管面向喉部侧设置有若干初级喷头,所述射流筒右端通过连接管与回水管连通,所述连接管为左侧高度高于右侧的管状结构,所述回水管下部左侧连接有反应室,所述射流筒穿过反应室,所述射流筒的扩散部位于反应室中,所述反应室内射流筒的上端安装有紫外光发生模块,所述射流筒外设置有若干个热均布板,所述热均布板位于反应室中。
3、还包括次级喷头,所述反应室内热均布板上方设置有若干次级喷头。
4、还包括联通管,所述反应室上端右侧连接有联通管,所述联通管上连接有旋风室,所述旋风室为上部为圆柱筒状结构,下部为锥形筒状结构,旋风室中连接有排气管,排气管位于旋风室内的下端口和旋风室的筒状结构的底部出口位置对应;旋风室下端连接有下水管,下水管延伸入回水管中。
5、热均布板选用的是具有耐酸性能的金属导热材料,具体如不锈钢、合金钢以及耐蚀合金等。
6、进一步,所述空气管上安装有单向阀和/或流量调节阀。
7、进一步,还包括上水管,所述反应室连通有上水管,所述上水管一端延伸入反应室中底部,另外一端分成两股管道,分别穿过射流筒和反应室延伸入其内,上水管向初级喷头和次级喷头)供液。
8、进一步,还包括高压泵,所述上水管安装有高压泵。
9、进一步,反应室底部左侧安装有滤网,滤网将反应室底部分割成左右两个区域,滤网左侧区域内安装有硝酸浓度传感器。
10、进一步,所述排气管上设置有一氧化碳传感器和臭氧传感器。
11、本发明的另一技术目的在于公开如上所述一种井下矿用车尾气处理装置使用方法,包括如下步骤:
12、1).尾气管向外排出尾气,尾气气流吹出时,在尾气管的喉部形成低压,进而使得外界空气经过空气管进入。
13、2).高压泵工作对环形管供水,环形管经过初级喷头朝向喉部喷水,进而外界空气和水雾以及尾气在射流筒的喉部部位混合,然后经由扩散部扩散。
14、3).混合气体经过连接管经过回水管进入反应室,此时,一部分水雾在重力作用下落到反应室底部的水中,一部分水雾气体混合物通过热均布板之间的缝隙向上运动。
15、4).在此之前,上水管在对环形管供水同时也对次级喷头供水,次级喷头喷出水雾在重力和水雾惯性作用下向下运动,进而水雾作用在热均布板之间和从热均布板上升的混合气体进行充分混合,进而对混合气体中的二氧化氮和燃烧不完全颗粒物进行反应和结合,在重力作用下部分水雾附着在热均布板板壁上下落到反应室底部,紫外光发生模块对混合气中的空气中的氧气进行光照,进而生成臭氧,通过臭氧对未反应完全的一氧化氮,以及一氧化碳进行反应,进而使其氧化,形成二氧化氮和二氧化碳,二氧化氮进一步和上升的水雾发生反应。
16、5).气体经过联通管进入到旋风室内,结合后的水汽在旋风室离心力的作用下附着在旋风室内壁上,接着在重力作用下下落,然后经过下水管向下排出到反应室内。
17、6).处理后的空气经过排气管向外排出,通过一氧化碳传感器和臭氧传感器判断一氧化碳和臭氧的浓度,进而判断尾气排放的燃烧程度,也就是当一氧化碳浓度较高时代表尾气燃烧不完全,且臭氧和一氧化碳未完全反应,此时流量调节阀的开度增加,增加空气管进气流量,且增加紫外光发生模块的功率,进而增加臭氧量,对多余的一氧化碳进行反应,当臭氧浓度过高时代表紫外光发生模块的输出功率以及空气管的进气量过高,减小流量调节阀的开度减小空气进入量,且减小紫外光发生模块的功率,进而减小臭氧产生量,避免大量臭氧外溢造成污染。
18、本发明的有益效果是:
19、高效去除多种污染物:该装置能够同时处理尾气中的二氧化氮(no2)、一氧化碳(co)以及颗粒物,通过水雾与气体混合、热均布板的作用以及紫外光产生的臭氧,实现了对多种污染物的有效去除。
20、初级喷头和次级喷头的设计使得水雾与尾气充分接触,提高了反应效率。
21、优化能量利用:尾气的高温通过射流筒传递到热均布板上,增加了反应室内的温度,从而提高了化学反应速率,减少了能源消耗。热量的有效利用不仅提高了反应效率,还减少了额外加热所需的能耗。
22、自动调节系统:通过一氧化碳传感器和臭氧传感器监测尾气排放情况,自动调节空气管进气流量和紫外线发生模块的功率,确保最佳的处理效果。自动控制系统能够依据实际需求灵活调整参数,从而省去了人工干预的繁琐,显著增强了系统的可靠性和稳定性。
23、结构紧凑且易于维护:装置采用模块化设计,各部件之间连接紧密,整体结构紧凑,占用空间小,便于安装和维护。
24、旋风室的设计使得气体在旋转过程中充分混合,提高了处理效率,同时减少了设备的复杂性。
25、减少水资源浪费:通过下沉部的设计,即使在斜面上运动时也能对下水管进行气密,避免了斜面工作时气密失效导致气体直接从下水管溢出问题。滤网和下水管上水管的设计使得水可以循环使用,进一步节约了水资源。
26、环保性能显著提升:采用先进的废气处理技术,如湿式脱硫、选择性催化还原技术(scr)和活性炭吸附等,有效降低了尾气中包括一氧化碳、硫化氢、氮氧化物等有害物质的排放,确保符合严格的环保排放标准。臭氧的生成和控制机制避免了大量臭氧外溢,减少了二次污染的风险。
27、提高运行效率:射流筒以及整体设计相对于现有技术将尾气管浸没在水中的设计减少了排气阻力,提高了矿车的运行功率,确保了车辆的正常运行。经由对气体流动路径和混合方式的精心优化,整个系统的运行效率得到了显著提升。
28、适应性强:该装置适用于不同类型的矿车尾气处理,具有较强的适应性和通用性。通过调节空气流量和紫外线发生模块的功率,可以灵活应对不同的尾气排放情况。初级喷头在实现水雾和气体的初步混合的同时,喷出的水雾直接作用于射流筒的喉部,避免射流筒喉部发生颗粒物粘附到喉部产生堵塞。