本發(fā)明涉及柴油機(jī)尾氣凈化裝置，尤其涉及井下使用的柴油機(jī)尾氣處理裝置。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)排放的廢氣指發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的廢氣和其它部位泄漏出的燃料蒸汽和竄出的氣體，其中大部分是排氣管排出的。廢氣中的有害成分取決于燃料在燃燒前與空氣的混合程度、燃燒室的燃燒條件以及在排氣系統(tǒng)中的反應(yīng)條件。排放的主要污染物包括：一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物及微粒等。廢氣中含有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的污染物。氣態(tài)污染物中含有CO、CO2、H2、NOx、SO2、氧化物、有機(jī)氮化物、含硫混合物等。液態(tài)污染物含有H2SO4、HC、氧化物等。固態(tài)污染物（PM2.5、PM5）含有碳、金屬、氧化物等。上述污染物中最重要的是CO、CO2 、HC、NOx以及固體微粒物（PM2.5）。柴油機(jī)與汽油機(jī)相比排放的有害氣體（CO、HC）含量很少只有汽油機(jī)的十分之一，而微粒物的排放量則是汽油機(jī)的30到50倍成分比較復(fù)雜，以碳煙的形式存在?？梢?jiàn)柴油機(jī)的主要污染物是微粒物和NOx。研究表明微粒物主要成分包括碳煙顆粒物（30%）、可溶碳?xì)漕w粒物（35%）、硫及水（35%）。由于排放的微粒物表面積大、吸附力強(qiáng)且微粒物直徑小（0.01-0.05微米）、質(zhì)量輕，故能長(zhǎng)時(shí)間懸浮在大氣中，易被人體吸入并沉積在肺泡中，對(duì)人的健康有極大的危害。
井下使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在出廠時(shí)都已配備氧化催化器凈化器（DOC）來(lái)滿(mǎn)足其使用要求。但是由于井下條件的限制，通風(fēng)不好空氣含氧量低造成尾氣的實(shí)際排放量與規(guī)定有出入。有冒黑煙現(xiàn)象，尾氣中微粒物和氮氧化物增多經(jīng)研究分析其成分大部分為煙塵顆粒物，嚴(yán)重影響身體健康再加上噪聲太大危害井下的作業(yè)環(huán)境工人不愿意操作。
尾氣中包含的有毒氣體是由于不完全燃燒而產(chǎn)生的，原設(shè)備的凈化方法是利用催化作用，氧氣使不完全燃燒的部分發(fā)生接觸氧化，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。
即一氧化碳發(fā)生氧化變成二氧化碳(碳酸氣體)，此外各種含有乙醛的碳?xì)浠锏韧瑯影l(fā)生氧化轉(zhuǎn)變?yōu)樗投趸肌?/p>
凈化器對(duì)清除發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中所包含的上述以外的成分，譬如NO、(氮氧化物)SO、(硫磺氧化物)效果不顯著。此外，關(guān)于黑煙(碳粉)，雖然催化劑可以燃燒清除部分黑煙（碳粉），但是不會(huì)有顯著效果。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N201310005755.6公開(kāi)了柴油機(jī)尾氣水洗凈化裝置，它包括裝有水的箱體(8)，箱體(8)上設(shè)有尾氣進(jìn)氣口(2)、連接有氣水分離機(jī)構(gòu)的排氣口(1)，其特征是箱體(8)內(nèi)依尾氣運(yùn)動(dòng)路徑至少設(shè)有一個(gè)氣水混合板(3)，所述的氣水混合板(3)包括骨架(6)，骨架(6)內(nèi)填充有由耐溫、耐腐蝕材料制備的填料(7)，所述填料(7)由長(zhǎng)條狀材料無(wú)規(guī)則轉(zhuǎn)曲纏繞而成，長(zhǎng)條狀材料的截面為非流線型截面；尾氣經(jīng)氣水混合板(3)將大氣泡破解為微小泡沫，充分與水結(jié)合凈化，再經(jīng)氣水分離機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氣水分離后從排氣口(1)排出，本發(fā)明對(duì)顆粒物的捕捉和有害氣體的吸收效果明顯優(yōu)于其它型式的水洗凈化箱，氣水分離裝置有效減少了水的消耗，且運(yùn)行成本低且可靠。但其在使用過(guò)程中會(huì)對(duì)氣水混合板產(chǎn)生直接的沖擊，這會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，帶來(lái)較大的噪音，尤其當(dāng)該裝置在井下運(yùn)行時(shí)噪音會(huì)產(chǎn)生放大效應(yīng)，對(duì)操作人員的聽(tīng)力造成損害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的柴油機(jī)尾氣水洗凈化裝置不能有效去除NOx和微粒物，或者雖然能夠去除NOx和微粒物但運(yùn)行噪音較大，不適合井下使用，為此提供一種井下柴油機(jī)尾氣處理裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：井下柴油機(jī)尾氣處理裝置，它包括箱體、進(jìn)氣管、排氣管、排污口和進(jìn)水管，所述進(jìn)氣管的末端為與箱體底部平行且間隔分布的水平管路，所述水平管路上均布有散氣孔，所述水平管路的底部間隔分布有第一支座和第二支座，所述水平管路上方設(shè)有將水平管路包容在內(nèi)的底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板，所述排氣管上通過(guò)過(guò)渡管連通有緩沖箱。
上述方案的改進(jìn)是所述底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板上方間隔設(shè)有傾斜的至少可將底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板的水平投影面包括在內(nèi)的矩形導(dǎo)流板，所述矩形導(dǎo)流板的傾斜角度為5-30°且開(kāi)設(shè)有供進(jìn)氣管穿過(guò)的通孔。
上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)是所述底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板的上平面均勻布設(shè)有若干攪拌葉片。
上述方案中所述底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板與矩形導(dǎo)流板之間的距離為水平管路內(nèi)徑的1/2-4/5。
上述方案中所述箱體是不銹鋼材質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果是圍繞散氣孔布設(shè)導(dǎo)流隔板使氣體在隔板之間折返和迂回來(lái)增加尾氣和水的接觸時(shí)間還能有效的降低氣體的壓力，在箱體內(nèi)降低了灰塵，易溶水的有害氣體溶解在水中，最后凈化后的尾氣隨著水從排氣管排出，根本看不到任何煙塵。微粒物能降低95%以上，有害氣體能降低80%以上，噪音分貝可以由90分貝降至70分貝，大大降低了對(duì)操作人員的健康影響。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明示意圖；
圖中，1、箱體，2、進(jìn)氣管，3、排氣管，4、排污口，5、進(jìn)水管，6、水平管路，7、第一支座，8、第二支座，9、底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板，10、過(guò)渡管，11、緩沖箱，12、矩形導(dǎo)流板，13、攪拌葉片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的井下柴油機(jī)尾氣處理裝置，它包括箱體1、進(jìn)氣管2、排氣管3、排污口4和進(jìn)水管5，所述進(jìn)氣管的末端為與箱體底部平行且間隔分布的水平管路6，所述水平管路上均布有散氣孔，所述水平管路的底部間隔分布有第一支座7和第二支座8，所述水平管路上方設(shè)有將水平管路包容在內(nèi)的底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板9，所述排氣管上通過(guò)過(guò)渡管10連通有緩沖箱11。
箱體內(nèi)儲(chǔ)存有由進(jìn)水管注入的水，其液位高度至少可將排氣管位于箱體內(nèi)的末端淹沒(méi)，第一支座和第二支座的作用是給水平管路提供穩(wěn)定的支撐，當(dāng)輸入的柴油機(jī)尾氣由水平管路的散氣孔排入箱體內(nèi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，進(jìn)而產(chǎn)生紊流，第一支座和第二支座可以將水平管路穩(wěn)定的固定，避免其由于紊流產(chǎn)生徑向晃動(dòng)，從而提高進(jìn)氣管工作的穩(wěn)定性，并從一定程度降低產(chǎn)生的噪音。
本發(fā)明中的底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板是指由上平面、左側(cè)面和右側(cè)面構(gòu)成的開(kāi)放式的梯形導(dǎo)流板，從三個(gè)方向上將水平管路包容在內(nèi)，和箱體的底部一起配合對(duì)水平管路形成阻隔空間，水平管路上的散氣孔最好是呈蜂窩式分布，這樣可以增加散氣面積使柴油廢氣充分均勻的與水混合便于稀釋溶解反應(yīng)，使柴油廢氣在底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板之間折返和迂回來(lái)增加柴油廢氣和水的接觸時(shí)間，還能有效的降低氣體的壓力。緩沖箱的作用是防止排出的凈化后的氣體壓強(qiáng)較大，氣流速度過(guò)快，排出的凈化后的氣體一部分上升進(jìn)入緩沖箱內(nèi)，另一部分由排氣管排出。
為了進(jìn)一步提高柴油廢氣和水的接觸時(shí)間，最好在底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板上方間隔設(shè)有傾斜的至少可將底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板的水平投影面包括在內(nèi)的矩形導(dǎo)流板12，所述矩形導(dǎo)流板的傾斜角度為5-30°且開(kāi)設(shè)有供進(jìn)氣管穿過(guò)的通孔。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)矩形導(dǎo)流板的傾斜角度為5-30°之間時(shí)可以做到降噪和導(dǎo)引上升氣流之間的平衡，由于具有的特定的傾斜角度，上升氣流被較溫和的引導(dǎo)，故不會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊，在降噪的同時(shí)保證對(duì)上升氣流的有效引導(dǎo)，在氣流的上升過(guò)程中其中夾雜的微粒會(huì)由于重力較大而滯留在矩形導(dǎo)流板表面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒的有效分離。如果矩形導(dǎo)流板的傾斜角度過(guò)小則上升氣流的上升速率過(guò)小，不能起到分離微粒的效果，如果矩形導(dǎo)流板的傾斜角度過(guò)大則上升氣流的上升速率過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。
矩形導(dǎo)流板只要能夠在其周邊與箱體的內(nèi)壁之間留有一定的間隙以供上升的氣流通過(guò)即可。比如在矩形導(dǎo)流板的某一個(gè)周邊留有一定的間隙或者某兩個(gè)周邊留有一定的間隙，某三個(gè)周邊留有一定的間隙，甚至四個(gè)周邊都留有一定的間隙。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一是底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板的上平面均勻布設(shè)有若干攪拌葉片13，當(dāng)散氣孔排出的柴油廢氣沖擊攪拌葉片時(shí)會(huì)帶動(dòng)攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的上升氣流被攪拌葉片攪動(dòng)成細(xì)小的氣泡，當(dāng)氣泡繼續(xù)上述至矩形導(dǎo)流板時(shí)氣泡破裂將其中的微粒滯留在矩形導(dǎo)流板表面，氣流會(huì)在底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板與矩形導(dǎo)流板之間形成循環(huán)的回流，將柴油廢氣中的有害可溶性氣體如NOx、HC化合物以及油煙碳粒溶解在水中，起到較好的氣體凈化作用。
本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選例是底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板與矩形導(dǎo)流板之間的距離為水平管路內(nèi)徑的1/2、3/5或是4/5，這樣的距離可以確保上升的氣流在底部開(kāi)口的梯形導(dǎo)流板與矩形導(dǎo)流板之間形成循環(huán)的回流具有足夠的沖擊力，使得一部分氣流會(huì)沿著矩形導(dǎo)流板上升，經(jīng)由排氣管排出。這樣排出的氣體不會(huì)含有較多箱體內(nèi)的水分，氣體的干燥度較好，避免水中溶解的微粒及有害氣體隨之排出，造成凈化效果的降低。
在使用時(shí)只需用耐溫波紋管把原排氣管的出口與進(jìn)氣管連接把尾氣直接導(dǎo)入箱體內(nèi)進(jìn)行凈化，保持原來(lái)的凈化機(jī)構(gòu)DOC，在設(shè)備上找尋合適的空間增設(shè)凈化箱對(duì)排放的尾氣進(jìn)行二次凈化來(lái)彌補(bǔ)原來(lái)凈化的不足創(chuàng)造更好的作業(yè)環(huán)境。為了防腐箱體采用不銹鋼材料制作而成。
該項(xiàng)目的投入非常的少，所起的作用非常的大，尤其是在井下環(huán)保方面發(fā)揮了重要作用，迎合了現(xiàn)在企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)技術(shù)研究為燃油機(jī)的尾氣排放的凈化提供了有利條件，且有利于職業(yè)安全健康。