減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及廢氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，提供一種減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置及方法，使排放出的尾氣較為清潔且不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生熄火，包括電解裝置、霧化裝置、尾氣處理裝置，所述電解裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端相連或與霧化裝置相連通，所述霧化裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端通過(guò)管道相連，所述尾氣處理裝置與內(nèi)燃機(jī)的排氣端相連。其處理方法，包括以下處理過(guò)程：(1)電解；(2)霧化；(3)在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒后由內(nèi)燃機(jī)的排氣端排入尾氣處理裝置，在尾氣處理裝置內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最后得到清潔的尾氣。
【專利說(shuō)明】
減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于燃燒不當(dāng)，碳、氫、氮等物質(zhì)在內(nèi)燃機(jī)的活塞內(nèi)部形成了碳沉積，這種碳沉積在進(jìn)排氣門和活塞頭的堆積降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。為了降低碳沉積，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用兩種方法，第一種方法是采用注水的方式，這種方式極其簡(jiǎn)單且成本較低但是容易導(dǎo)致熄火，使發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至?xí)斐梢簤烘i；另一種方法是氫氧噴射，利用氫氣氧氣是較為知名的有效方法，由于這兩種氣體本身易燃，第一種注水方式的缺陷被消除了，氫氣氧氣燃燒的產(chǎn)物是水，因而沒(méi)有第一種方法存在的缺陷，但是第二種方法要有大量的氫氣氧氣支撐，才能達(dá)到預(yù)期的效果。
[0003]上述兩種方法都沒(méi)有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件如控制排放的催化轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，即使在一個(gè)干凈發(fā)動(dòng)機(jī)的稀薄燃燒過(guò)程中都會(huì)導(dǎo)致HC和NOx的生成。HC可以通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器被去除，但是NOx卻會(huì)作為有害的污染物排放出來(lái)。
[0004]現(xiàn)有的用于處理內(nèi)燃機(jī)排放物的裝置由于結(jié)構(gòu)設(shè)置的缺陷，對(duì)有害排放物無(wú)法得到較為有效的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，針對(duì)以上內(nèi)容，本發(fā)明提供一種減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置及方法，使排放出的尾氣較為清潔且不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生熄火。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，包括電解裝置、霧化裝置、尾氣處理裝置，所述電解裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端相連或與霧化裝置相連通，所述霧化裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端通過(guò)管道相連，所述尾氣處理裝置與內(nèi)燃機(jī)的排氣端相連。
[0007]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述電解裝置包括電解槽，所述電解槽內(nèi)設(shè)有功率控制部件。
[0008]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述功率控制部件由直流/交流逆變器和與其電連接的電位計(jì)組成。
[0009]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述霧化裝置包括霧化器及盛裝所述霧化器的容器。
[0010]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述霧化器為壓電式霧化器。
[0011]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述尾氣處理裝置為貴金屬催化轉(zhuǎn)化器。
[0012]減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理方法，包括以下處理過(guò)程:(I)在電解裝置內(nèi)加入含鉀離子的化合物及水，通電，發(fā)生電解反應(yīng)，電解出含有鉀離子的氫氧氣體，通過(guò)管道進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端或進(jìn)入相連通的霧化裝置內(nèi)；(2)啟動(dòng)霧化裝置，使霧化裝置內(nèi)的水霧化，霧化的水與步驟(I)得到的含有鉀離子的氫氧氣體混合進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端，或霧化的水直接進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端與步驟(I)得到的含鉀離子的氫氧氣體一起的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)混合；(3)在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒后由內(nèi)燃機(jī)的排氣端排入尾氣處理裝置，在尾氣處理裝置內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最后得到清潔的尾氣。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述電解裝置包括電解槽，所述電解槽內(nèi)設(shè)有功率控制部件，所述功率控制部件由直流/交流逆變器和與其電連接的電位計(jì)組成。
[0014]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述霧化裝置包括霧化器及盛裝所述霧化器的容器，所述霧化器為壓電式霧化器。
[0015]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述尾氣處理裝置為貴金屬催化轉(zhuǎn)化器。
[0016]通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，包括電解裝置、霧化裝置、尾氣處理裝置，所述電解裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端相連或與霧化裝置相連通，所述霧化裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端通過(guò)管道相連，所述尾氣處理裝置與內(nèi)燃機(jī)的排氣端相連，處理時(shí)，在電解裝置中裝入水及含鉀離子的化合物，通電，進(jìn)行電解，產(chǎn)生含有鉀離子的氫氣氧氣，直接進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或與霧化裝置霧化的水混合后再進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)，在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒后由內(nèi)燃機(jī)的排氣端排入尾氣處理裝置進(jìn)行處理。進(jìn)一步的，在電解槽內(nèi)設(shè)有功率控制部件，所述功率控制部件由直流/交流逆變器和與其電連接的電位計(jì)組成，逆變器可將交流電轉(zhuǎn)變成直流電，電位計(jì)可控制輸入的電壓，進(jìn)而控制電解速率;所述尾氣處理裝置為貴金屬催化轉(zhuǎn)化器，在貴金屬催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終得到較為清潔的尾氣;本發(fā)明的處理裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用該裝置處理得到的尾氣較為干凈，不會(huì)在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)部造成碳沉積，最終排放出的物質(zhì)為無(wú)機(jī)鹽和不含CO、HC和NOx等有害物質(zhì)的水蒸氣。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0019]若未特別指明，實(shí)施例中所采用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所采用的試劑和產(chǎn)品也均為可商業(yè)獲得的。所用試劑的來(lái)源、商品名以及有必要列出其組成成分者，均在首次出現(xiàn)時(shí)標(biāo)明。
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例為:
[0021]參考圖1，減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，包括電解裝置、霧化裝置、貴金屬催化轉(zhuǎn)化器6，所述電解裝置包括電解槽I及與電解槽I電連接的壓電式霧化器2，所述電解槽I內(nèi)設(shè)有功率控制部件，所述功率控制部件包括直流/交流逆變器3和與其電連接的輸出可調(diào)范圍為24?27V的電位計(jì)4，所述壓電式霧化器2外設(shè)有盛裝壓電式霧化器2的容器2a，所述容器2a上端部設(shè)有用于與電解槽I連接的管道la，所述容器2a上端部還設(shè)有開口比管道Ia低的管道2b，所述管道2b外接有軟管2c，內(nèi)燃機(jī)5具有進(jìn)氣端和排氣端，進(jìn)氣端上設(shè)有進(jìn)氣歧管5a，排氣端上設(shè)有排氣管5b，所述軟管2c與進(jìn)氣歧管5a連接，所述排氣管5b與貴金屬催化轉(zhuǎn)化器6連接。
[0022]本發(fā)明的工作方式為:(I)在電解槽內(nèi)加入含鉀離子的化合物及水，通電，設(shè)置電位計(jì)的電壓，通過(guò)逆變器將交流電變成直流電，電解槽的物質(zhì)發(fā)生電解反應(yīng)，電解出含有鉀離子的氫氧氣體，通過(guò)管道進(jìn)入容器內(nèi)壓電式霧化器正上方的水位上；(2)啟動(dòng)壓電式霧化器，使容器內(nèi)的水霧化，霧化的水與步驟(I)在壓電式霧化器正上方水位上的含有鉀離子的氫氧氣體反應(yīng)，點(diǎn)火的氫氧氣體減少了熄火情況和水的淬火效應(yīng)，氫氧混合物在燃燒過(guò)程中轉(zhuǎn)化為水并且放熱，由于水量少，排除了液壓鎖的狀況發(fā)生，內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的溫度可以使過(guò)熱蒸汽轉(zhuǎn)化為水，蒸汽可除去發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的進(jìn)排氣門和活塞頂?shù)姆e累，而燃燒室內(nèi)的鉀離子可與被電離的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生更多的氫，依次通過(guò)管道2b、軟管2c、進(jìn)氣歧管5a進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)，燃燒后由排氣管排放到貴金屬催化轉(zhuǎn)換器；(3)在貴金屬催化反應(yīng)器內(nèi)混合發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，得到清潔的尾氣。
[0023]水的電解總反應(yīng)式:2H20(I) = 2? (g) +O2 (g)
[0024]陰極反應(yīng)式:4H20(I) +4e— = 2? (g) +40H— (aq)
[0025 ]陽(yáng)極反應(yīng)式:2H20 (I) = O2 (g) +4H+ (aq) +4e—
[0026]電解時(shí)少量的鉀離子跟著氫氣氧氣一起揮發(fā)出來(lái)；
[0027]內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的燃燒反應(yīng)式:2H2+02= 2H20
[0028]2K++2H20 = H2+2K0H
[0029]化學(xué)生產(chǎn)的氫氣有助于提高碳?xì)淙剂系娜紵?，減少一氧化碳的生成，但是促進(jìn)了氮氧化物的形成:C2H2n+02+N2+H2—C02+N0x+H20，其中C2H2n為不飽和烴，η為大于I的整數(shù)，NOx為氮氧化物，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。
[°03°]內(nèi)燃機(jī)內(nèi)排出的⑶2、Ν0χ、水、KOH通過(guò)貴金屬催化轉(zhuǎn)化器在貴金屬的催化作用下發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，并且因高流量廢氣摩擦使水發(fā)生離子化:
[0031]ΝΟχ+ΚΟΗ=ΚΝ0χ+Η20
[0032]2Η20 = Η30++0Η—
[0033]CO2+KOH=KHCO3 ο
[0034]最后得到的尾氣為含少量無(wú)害的無(wú)機(jī)鹽和不含C0、HC和NOx等有害物質(zhì)的水蒸氣。
[0035]其中，本發(fā)明中，電解裝置也可以不與霧化裝置連接，而是直接與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端連接，電解反應(yīng)產(chǎn)生的帶鉀離子的氫氧氣體直接進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)內(nèi)與霧化的水混合，在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)發(fā)生反應(yīng)。
[0036]以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，其特征在于:包括電解裝置、霧化裝置、尾氣處理裝置，所述電解裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端相連或與霧化裝置相連通，所述霧化裝置與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端通過(guò)管道相連，所述尾氣處理裝置與內(nèi)燃機(jī)的排氣端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，其特征在于:所述電解裝置包括電解槽，所述電解槽內(nèi)設(shè)有功率控制部件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，其特征在于:所述功率控制部件由直流/交流逆變器和與其電連接的電位計(jì)組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，其特征在于:所述霧化裝置包括霧化器及盛裝所述霧化器的容器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，其特征在于:所述霧化器為壓電式霧化器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理裝置，其特征在于:所述尾氣處理裝置為貴金屬催化轉(zhuǎn)化器。7.減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理方法，其特征在于，包括以下處理過(guò)程:(I)在電解裝置內(nèi)加入含鉀離子的化合物及水，通電，發(fā)生電解反應(yīng)，電解出含有鉀離子的氫氧氣體，通過(guò)管道進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端或進(jìn)入相連通的霧化裝置內(nèi)；(2)啟動(dòng)霧化裝置，使霧化裝置內(nèi)的水霧化，霧化的水與步驟(I)得到的含有鉀離子的氫氧氣體混合進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端，或霧化的水直接進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣端與步驟(I)得到的含鉀離子的氫氧氣體一起的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)混合；(3)在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒后由內(nèi)燃機(jī)的排氣端排入尾氣處理裝置，在尾氣處理裝置內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最后得到清潔的尾氣。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理方法，其特征在于:所述電解裝置包括電解槽，所述電解槽內(nèi)設(shè)有功率控制部件，所述功率控制部件由直流/交流逆變器和與其電連接的電位計(jì)組成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理方法，其特征在于:所述霧化裝置包括霧化器及盛裝所述霧化器的容器，所述霧化器為壓電式霧化器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減少內(nèi)燃機(jī)有害排放物的處理方法，其特征在于:所述尾氣處理裝置為貴金屬催化轉(zhuǎn)化器。
【文檔編號(hào)】F01N3/28GK106032782SQ201610594571
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】湯成霖, 摩爾多韋亞努·馬六四·尼古拉
【申請(qǐng)人】湯成霖