[发明专利]一种加速生物柴油燃烧颗粒粘结的装置

说明书

本发明公开了一种加速生物柴油燃烧颗粒粘结的装置。该试验装置中的排气管为圆柱形管道，下部设有导流槽，导流槽与水平方向有一定夹角，便于颗粒和粘结液流入收集管道。控制系统根据车辆油门踏板位置，对粘结液的喷射量进行调控，实现生物柴油燃烧颗粒的加速粘结；排气管颗粒在粘结液的作用下，沉降到排气管槽中，与粘结液一起流入收集管道，经过颗粒滤芯、泵的作用，将颗粒集中收集，粘结液重新进入粘结液箱，可以循环使用。控制单元通过监测排气温度，对冷却液的循环流量等进行调控；通过液位传感器监测粘结液箱中的粘结液量，当粘结液量不足时及时添加；当粘结液中的离子浓度减少时，及时补充离子表面活性剂。

技术领域

本发明专利涉及一种颗粒粘结的领域，特别涉及加速生物柴油燃烧颗粒粘结的装置。

背景技术

颗粒物污染是我国最主要的大气污染之一，汽车颗粒排放已成为大气可吸入颗粒物的主要来源，严重危害人类健康。近年来，大气中小粒径颗粒(PM2.5，直径＜2.5μm)浓度的增加，造成能见度降低，灰霾天气频繁出现，引起了广泛关注。汽车尾气中的细颗粒是PM2.5的主要来源之一。生物柴油的十六烷值高、硫含量低、生命周期短，能够减少柴油机排放污染物，是优质的绿色环保可再生能源。2015年，我国生物柴油产能已达到332.7万吨。现有研究表明，与柴油相比，柴油机燃用生物柴油的颗粒有机物组分的比例增加、团聚程度提高、粒径减小、活化能降低。

柴油机排气后处理技术中应用较多的是氧化性催化转化器(DOC)与颗粒物捕集器(DPF)。DOC主要用来处理排气中的HC、CO和颗粒物中的可溶性有机成分，但是对颗粒物中的干碳烟却无能为力。DPF能有效捕集排气中的颗粒物，但存在价格昂贵、再生困难等缺点。现有颗粒捕集技术是基于柴油燃烧颗粒进行设计，柴油机燃用生物柴油燃烧颗粒的组分、粒径、活化能等特性均发生变化，因此，本发明针对生物柴油燃烧颗粒的特点，采用低成本、高效率的加速颗粒粘结装置和智能控制方法，有效降低了颗粒捕集成本，减少柴油机颗粒物到大气中的排放量。

发明内容

1、本发明针对生物柴油燃烧颗粒粒径小的特点，以及现有柴油机颗粒后处理装置价格高、再生困难等缺点，提供一种加速生物柴油燃烧颗粒粘结的装置及方法，加速生物柴油颗粒的粘结，提高生物柴油颗粒的捕集效率，降低捕集成本。本发明的装置包括冷却系统、粘结液喷射系统、离子表面活性剂补充系统、颗粒收集系统、粘结液回收再利用系统、控制系统。冷却系统在排气管的前部，用于降低排气温度；粘结液喷射系统位于冷却系统后面、排气管上部，用于喷射粘结液；离子表面活性剂补充系统位于排气管上部，用于向粘结液中添加离子表面活性剂；颗粒收集系统位于喷射系统后面、排气管下部，用于收集沉降后的颗粒和粘结液；粘结液回收再利用系统位于排气管下部，用于对使用过的粘结液处理后回收利用；控制系统与其他各系统相连，用于对其他各系统进行实时检测和调控。

进一步的，冷却系统采用水冷的方式，安装在排气管前部，对排气温度进行降温，使粘结液喷射器附近的温度控制在200℃以下，一方面可以使颗粒运动速度降低、提高粘结效率，另一方面，可以使粘结液保持液态，便于收集。

进一步，粘结液喷射系统的喷射器在安装时，应沿着排气方向，与水平方向的夹角为锐角，并通调整喷射器的角度，使粘结液的喷雾尽可能多的覆盖排气管的横截面，便于粘结液与排气中的颗粒充分作用。

进一步，颗粒在排气管中做高速布朗运动，由于电荷和极性的作用，小颗粒逐渐粘结成大颗粒并溶于粘结液，随着颗粒质量逐渐增大，在重力和粘结液作用的作用下，颗粒沉降到排气管下部的导流槽中。

进一步，流入到回收管道中的颗粒和粘结液，在颗粒滤芯的作用下，收集到的颗粒与粘结液分离，颗粒进入收集箱中，粘结液在泵的作用下进入粘结液回收箱中循环使用。

进一步，颗粒收集系统中排气管下部设有导流槽，导流槽与水平方向有一定夹角，便于沉降后的颗粒和粘结液一起沿导流槽流入收集管道，流入收集管道后经过颗粒滤芯过滤，将颗粒集中收集。