一种柴油机尾气污染物处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柴油机尾气污染物处理系统，该系统主要包括非平衡态氧等离子体源、高频高压电源、高频高压变压器、高频高压电源控制器、湿度调节器、湿度控制器、温度调节器、温度控制器、荷电凝并器、负离子源、中和吸收器、剩余非平衡态氧等离子体消除器、吸附罐等。该系统将非平衡态氧等离子体注入柴油机尾气排放烟道上的消音器中，消除柴油机尾气中NOx、SO2、HC和碳粒等污染物，消除效率分别达到96％、85％、97％、98％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体净化
，涉及一种柴油机尾气污染物处理系统。
技术介绍
柴油机尾气排放的污染物已经危害人们赖以生存的环境。柴油机尾气中主要存在两种污染物，一是气体污染物是以NOx为主，还有HC、CO、502等；二是固体碳烟颗粒(PM)。目前主要采用选择性催化还原法(SCR)消除柴油机尾气中NOx，通常采用NH3作为还原剂，NOx在以贵重金属、碱金属氧化物或沸石等催化剂作用下被NH3还原成N 2、H2O,反应适宜温度为285°C?400°C。柴油机尾气中NOx通过氧化催化转化器、SCR催化器、防逸氧化催化器、液順3贮存罐及其气化反应器等组成庞大复杂的NH3-SCR系统后，把尾气NOx还原成N2、H20，NH3-SCR法只解决了柴油机尾气中NOx污染问题，对其它HC、CO、SO2及碳粒等污染物是束手无策的。目前均采用颗粒物捕集器(DPF)捕集柴油机尾气中碳粒，捕集器的压力随碳粒捕集而降低。当捕集量超过一定体积时需再生，采用燃油燃烧或电加热到550°C?600°C以上。将碳粒高温氧化成CO2气体，解决了捕集器阻塞问题。现有NH3-SCR法和DPF法存在冋题是需要贵重金属、喊金属等制成催化剂、还原剂NH3，运行成本高；需增置氧化催化转化器、SCR催化转化器、防逸氧化催化转化器、液Mye存罐及其液体NH3气化气体反应器等复杂庞大的系统装置。进而造成一次性投资和运行成本高，此法只解决NOx污染问题，并没有解决柴油机尾气中HC、CO、302等气体污染问题；碳粒燃烧能耗高，操作繁琐等问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有柴油机尾气净化存在一次性投资、运行成本大等问题，提供一种柴油机尾气污染处理系统。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案如下:一种柴油机尾气污染物处理系统，该系统主要包括非平衡态氧等离子体源、高频高压电源、高频高压变压器、高频高压电源控制器、高频功率仪、高频高压检测仪、非平衡态等离子体浓度测定仪、湿度调节器、湿度传感变换器件、湿度控制器、温度调节器、温度传感变换器件、温度控制器、荷电凝并器、负离子源、直流电源、变压器、离子浓度检测仪、压力表、中和吸收器、电压表、高温控制器、剩余非平衡态氧等离子体消除器、鼓风机、真空栗、吸附罐、储氧罐、柴油机尾气排放烟道、管道、流量计、阀，所述湿度传感变换器件置于柴油机尾气排放烟道中，湿度信号输入湿度控制器的信号输入端；所述湿度控制信号从湿度控制器信号输出端输出，输入湿度调节器的信号输入端，湿度调节器对柴油机尾气排放烟道中柴油机尾气湿度进行调控；所述温度传感变换器件置于柴油机尾气排放烟道中，温度变换信号输入温度控制器的信号输入端；所述温度控制信号从温度控制器信号输出端输出，输入温度调节器的信号输入端，温度调节器对柴油机尾气排放烟道中柴油机尾气温度进行调控；所述鼓风机将空气分别通过阀注入吸附罐，吸附罐把空气氧气、氮气分离开，氮气经真空栗外排，将氧气注入储氧罐；所述储氧罐中氧气经阀调节氧气流量，流量计计量后注入非平衡态氧等离子体源；所述供电电压?220V(或?380V)输入高频高压电源控制器输入端，经高频高压电源控制器调频调压后，再从高频高压电源控制器输出端输出后再输入高频高压变压器输入端，经高频高压变压器升压后从高频高压变压器输出端输出；所述高频高压电从高频高压变压器输出端输出后，输入高频高压电源输入端；所述高频高压电从高频高压电源输出端输出后，输入非平衡态氧等离子体源的电源输入端；所述非平衡态氧等离子体源输出端输出非平衡态氧等离子体经管道把非平衡态氧等离子体输入柴油机尾气排放烟道上消音器中，采用阀调控流量、流量计计量非平衡态氧等离子体流量，并采用非平衡态等离子体浓度测定仪测量非平衡态氧等离子体浓度；所述变压器输入端输入?220V (或?380V)，经升压后电压从变压器输出端输入直流电源输入端，直流高压电从直流电源输出端输入负离子源输入端，负离子从负离子源输出端输入荷电凝并器输入端；所述酸雾被荷电凝并器荷电凝并成大粒度酸雾后，进入中和吸收器中，被0&0)3固体颗粒中和成Ca (NO 3)2、CaSO4颗粒物；所述荷电凝并器入气口、出气口分别接到柴油机尾气排放烟道上；所述荷电凝并器置于消音器、中和吸收器之间；所述高温控制器输入端输入?220V(或?380V)，经高温控制器调控后的交流电压，经高温控制器输出端输入剩余非平衡态氧等离子体消除器的输入端，采用电压表检测交流电压值，剩余非平衡态氧等离子体被剩余非平衡态等离子体消除器中高温还原成O2排空；所述尾气中N0x、S02在消音器被非平衡态氧等离子体中OH氧化成HN03、H2SO4雾，所述HNO 3、H2SO4雾被中和吸收器中的CaCO 3固体颗粒物中和反应成无害的Ca(N03)2、CaSO4固体颗粒物；所述尾气中HC被非平衡态等离子体中高浓度O 3氧化C02、H20排空；所述尾气中碳粒被非平衡态氧等离子体中高浓度O3氧化成C02、02后排放；所述非平衡态氧等离子体均能在消音器中消除柴油机尾气中污染物NOx、碳粒、HC、502等；所述中和吸收器置于荷电凝并器之后，剩余非平衡态氧等离子体消除器之前；所述消音器中温度控制在10°C?68°C ;所述消音器中湿度控制在6 %?20 % ;本专利技术将非平衡态氧等离子体注入柴油机尾气排放烟道上消音器中，消除柴油机尾气所有N0X、碳粒、HC、SO2等污染物，只增加一个中和吸收器，一次性投资成本很低；利用吸附罐廉价制取高浓度O2气其运行费用也低；本专利技术非平衡态氧等离子体消除柴油机尾气污染物方法的反应速率常数高达1.8X10 14cm3/s?1.2X10 9cm3/s，要比现有技术高出7个数量级左右，非平衡态氧等离子体消除柴油机尾气中污染物的化学反应时间仅为0.2ms?Is ;本专利技术不用添加引发剂、还原剂、氮化剂就能消除柴油机尾气中所有污染物，有助于解决SCR法和DPF法存在需添加贵金属、碱金属等制成的催化剂、还原剂，运行成本高；需添置氧化催化器、SCR催化转化器、防逸氧化催化转化器、液順3贮存罐及其液NH 3气化器等复杂庞大的系统装置，进而导致一次性投资成本高，以及存在碳粒燃烧能耗高，操作繁琐等问题。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术系统结构图；图2是非平衡态氧等离子体与柴油机尾气中NOx、SO2, HC和碳粒等污染物摩尔比η对柴油机尾气中污染物消除率影响结果曲线图；图3是非平衡态氧等离子体在消音器中与柴油机尾气中污染物反应时间对柴油机尾气污染物消除率影响结果曲线图。图中:1柴油机；2柴油机尾气排放烟道；3湿度调节器；4湿度传感变换器件；5湿度控制器；6温度调节器；7温度传感变换器件；8温度控制器；9高频高压电源控制器；10高频高压变压器；11高频高压电源；12高频功率仪；13高频高压检测仪；14非平衡态氧等离子体源；15非平衡态等离子体浓度测定仪；16流量计；17阀；18消音器；19荷电凝并器；20负离子源；21直流电源；22变压器；23离子浓度检测仪；24压力表；25中和吸收器；26电压表；27高温控制器；28剩余非平衡态氧等离子体消除器；29鼓风机；30真空栗；31吸附罐；32储氧罐；33柴油机尾气；34净化后柴油机尾气；35管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机尾气污染物处理系统，其特征在于，该系统包括非平衡态氧等离子体源、高频高压电源、高频高压变压器、高频高压电源控制器、高频功率仪、高频高压检测仪、非平衡态等离子体浓度测定仪、湿度调节器、湿度传感变换器件、湿度控制器、温度调节器、温度传感变换器件、温度控制器、荷电凝并器、负离子源、直流电源、变压器、离子浓度检测仪、压力表、中和吸收器、电压表、高温控制器、剩余非平衡态氧等离子体消除器、鼓风机、真空泵、吸附罐、储氧罐、柴油机尾气排放烟道、流量计，所述湿度传感变换器件置于柴油机尾气排放烟道中，湿度信号输入湿度控制器的信号输入端；湿度控制信号从湿度控制器信号输出端输出，输入湿度调节器的信号输入端，湿度调节器对柴油机尾气排放烟道中柴油机尾气湿度进行调控；所述温度传感变换器件置于柴油机尾气排放烟道中，温度变换信号输入温度控制器的信号输入端；温度控制信号从温度控制器信号输出端输出，输入温度调节器的信号输入端，温度调节器对柴油机尾气排放烟道中柴油机尾气温度进行调控；所述鼓风机将空气分别通过阀注入吸附罐，吸附罐把空气氧气、氮气分离开，氮气经真空泵外排，将氧气注入储氧罐；所述储氧罐中氧气经阀调节氧气流量，流量计计量后注入非平衡态氧等离子体源；所述供电电压～220V(或～380V)输入高频高压电源控制器输入端，经高频高压电源控制器调频调压后，再从高频高压电源控制器输出端输出后再输入高频高压变压器输入端，经高频高压变压器升压后从高频高压变压器输出端输出；所述高频高压电从高频高压变压器输出端输出后，输入高频高压电源输入端；所述高频高压电从高频高压电源输出端输出后，输入非平衡态氧等离子体源的电源输入端；所述非平衡态氧等离子 体源输出端输出非平衡态氧等离子体经管道把非平衡态氧等离子体输入柴油机尾气排放烟道上消音器中，采用阀调控流量、流量计计量非平衡态氧等离子体流量，并采用非平衡态等离子体浓度测定仪测量非平衡态氧等离子体浓度；所述变压器输入端输入～220V或～380V，经升压后电压从变压器输出端输入直流电源输入端，直流高压电从直流电源输出端输入负离子源输入端，负离子从负离子源输出端输入荷电凝并器输入端；酸雾被荷电凝并器荷电凝并成大粒度酸雾后，进入中和吸收器中，被柴油机消音器中填满CaCO3固体颗粒物中和成Ca(NO3)2、CaSO4颗粒物；所述荷电凝并器入气口、出气口分别接到柴油机尾气排放烟道上，置于消音器、中和吸收器之间；柴油机消音器中填满CaCO3固体颗粒物；所述高温控制器输入端输入～220V或～380V，经高温控制器调控后的交流电压，经高温控制器输出端输入剩余非平衡态氧等离子体消除器的输入端，采用电压表检测交流电压值，剩余非平衡态氧等离子体被剩余非平衡态等离子体消除器中高温还原成O2排空；所述尾气中NOx、SO2在消音器被非平衡态氧等离子体中OH氧化成HNO3、H2SO4雾，所述HNO3、H2SO4雾被中和吸收器中的CaCO3固体颗粒物中和反应成无害的Ca(NO3)2、CaSO4固体颗粒物；所述尾气中HC被非平衡态等离子体中高浓度O3氧化CO2、H2O排空；所述尾气中碳粒被非平衡态氧等离子体中高浓度O3氧化成CO2、O2后排放；所述非平衡态氧等离子体均能在消音器中消除柴油机尾气中污染物NOx、碳粒、HC、SO2；所述中和吸收器置于荷电凝并器之后，剩余非平衡态氧等离子体消除器之前。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白敏菂，冷白羽，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21