[发明专利]内燃机颗粒物排放后处理净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机颗粒物排放后处理净化装置

背景技术

机动车，尤其是以压燃式发动机(如柴油机)为动力的机车，其排放的废气中含有大量的碳烟，以及黏附在其上的各种有机物质，对人体和环境会造成较大的伤害。对碳烟或微粒物排放的控制是目前机动车排放研究的重点和热点，也是国III排放标准升级到国IV排放标准的关键技术点，国IV标准要求颗粒物相比国III排放标准降低80％。同时其他工业锅炉及替代燃料内燃机也存在颗粒物排放问题，急需高效的颗粒物后处理净化装置。

针对国IV标准对颗粒物的排放要求，对于重型柴油车，整车企业倾向于以机内净化(高压共轨、多点喷射等)为主，对于轻型车引入DOC加DOC/DPF/POC的后处理技术。DOC加DOC技术过滤效果有限(30-50％)，对于原排较好机型有一定应用性。但是DOC与DPF只用一级单一过滤体，需要在过滤体上除掉部分或全部颗粒物。由于不存在捕集任务的分担，要求DOC/DPF有足够的过滤效率，同时要求发动机颗粒物排放不能过高，否则会产生颗粒物易堵塞，需要频繁再生的问题。

目前在应用DOC/DPF进行微粒排放控制时，首现需要对原机排放进行有效控制，以控制颗粒排放量尽量在可过滤状态，这将会增加发动机本身系统的复杂性和成本。另外DPF的应用包括涂覆催化剂进行再生需要清洁柴油，目前国内柴油中硫含量太高(350ppm)，很难达到国IV要求(低于50ppm)。这些都是目前DPF技术推广面临的巨大问题。

对于柴油车，本系统的优势更加明显，在用柴油车尤其是使用年限接近或超过10年，形式历程接近或超过二三十万公里的在用柴油车，其排放较之新车要恶劣许多。

实际应用经验早已证明，在这种柴油车安装DPF系统产生问题很多。其原因就在于由于DPF系统仅采用单一的、微小的壁流式过滤体，在单一载体上要讲几乎所有的碳烟等微粒物全部截留，而不存在分担，导致DPF过滤任务负荷过大。DPF容易发生堵塞导致影响发动机功率，无法应用。尤其是发动机冷启动时排放的颗粒物更多。DPF前端进气道被微粒物堵塞后导致过滤壁的过滤作用不能完全发挥。在这中情况下强行进行再生，很有可能导致过多符合的碳烟在DPF上骤然反应放出大量热量，导致DPF被烧裂或者烧融。这是DPF实际应用中最大问题，也是限制DPF推广使用的最大障碍。

本发明属于以上排放净化技术中的POC结构，主要采用不同捕集效率的过滤体组合，同时强制排气通过该过滤体，实现对组成及粒径不同的颗粒物过滤分担，尤其对于PM2.5及以下的超微小颗粒物可以在最后一级过滤结构中引入高密度的过滤体材料，从而保证PM2.5等颗粒物被定位分担过滤，提高过滤效率，配合再生时可以有效延长再生频率。整体过滤效率根据过滤体组合方式不同范围较宽，可达30-90％。

发明内容

本发明提供一种内燃机颗粒物排放后处理净化装置，对柴油机排放污染物中的颗粒物进行分级捕集过滤，从而将废气中的颗粒物部分或全部高效除去，延长颗粒物再生时间间隔。

本发明的另一目的是提供一种内燃机颗粒物排放后处理净化装置。

为实现本发明目的，本发明的内燃机颗粒物排放后处理净化装置，其由3层以上的过滤体构成，每段过滤体的过滤效率不同或相同，用于捕集或过滤不同大小和不同成分的碳烟和/或颗粒物。

所述不同级别的过滤体的过滤效率从进气端向出气端逐级增加，也即其过滤孔半径逐级减小。从而净化掉30-90％的颗粒物。

所述过滤体以2-5层为最佳。或者采用多层卷绕结构，每层过滤体中间留或不留缓冲空间。

所述过滤体中金属纤维板/毡或/和金属丝网板可以卷制为波浪状、正弦状、三角状、梯形状或者其他形状也可以不卷制直接使用。

所述的过滤体，包括但不限于各种材质的泡沫、丝网、网孔板、纤维板、纤维毡、颗粒捕集器、颗粒过滤器、滤烟器、滤尘带及各种形式的整体式或球状碳烟、颗粒收集器等。

所述的过滤体的材质包括但不限于：金属或其合金比如铁铬铝、镍镉铝、不锈钢、陶瓷、氧化物或氧化物复合体、堇青石、碳化硅、钛酸铝、氧化铝、莫莱石、各种织物及各种无机或有机化合物等。

所述的过滤体的过滤机理包括但不限于：表面截流、深层截流、碰撞、节流、吸附、离心和聚沉等等。

所述的内燃机颗粒物排放后处理净化装置各层过滤体的形状、大小、尺寸、折痕密集程度可以根据排放标准需要调整。与前后端底板固定方式、过滤体中板材连接形式(焊接、钎焊、卡箍)等，可根据实际安装要求而定。