基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型是一種基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置，包括電源轉換模塊、高壓脈沖發(fā)生器、尾氣管、高壓電極、接地電極，尾氣管的前端設置進氣口，尾氣管的后端設置排氣口，其特點是，放電反應器置于尾氣管內(nèi)，放電反應器包括：與尾氣管內(nèi)壁套接的接地電極，接地電極為筒式接地電極，在筒式接地電極的內(nèi)表面設置絕緣層，在筒式接地電極筒的中心設置高壓電極，高壓電極為圓柱體，所述的高壓脈沖發(fā)生器輸入端與所述的電源轉換模塊電連接，所述的高壓脈沖發(fā)生器輸出端與所述的高壓電極電連接。具有結構合理，等離子體分布均勻，廢氣處理效率高、效果佳等優(yōu)點，能夠滿足汽車尾氣處理的要求。
【專利說明】
基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及廢氣處理技術領域，是一種基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市規(guī)模不斷擴大，作為現(xiàn)代化交通工具的汽車，其數(shù)量迅速增加。由于燃料不完全燃燒，汽車尾氣中含有大量氮氧化合物(NOx)，碳氫化合物(HC)，及一氧化碳(CO)等污染物，其中NOx是形成大氣中光化學煙霧和酸雨的主要原因。汽車尾氣不僅給生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，而且給人類自身帶來不可估量的危害。根據(jù)我國環(huán)境保護部的數(shù)據(jù)，每年機動車尾氣排放造成的污染占大氣污染比重超過20%。
[0003]汽車尾氣排放處理方法大體有兩種:一種是改進汽車內(nèi)燃機結構和燃燒狀況；另一種是對排放廢氣進行后處理凈化。對排氣后處理方法包括三效催化反應法，等離子體處理等。對于三效催化反應法，催化劑的性能與運行條件密切相關，存在的問題，如汽車剛啟動時排氣溫度低，不能起到催化作用。
[0004]放電等離子體技術作為一種新型汽車尾氣處理技術已經(jīng)越來越被人們熟知。等離子體，即被電離的“氣體”，其特點是電子溫度遠遠高于重粒子溫度，這使得電子具有足夠高的能量使反應物分子激發(fā)、離解和電離，同時反應體系又得以保持低溫。放電等離子體中含有的大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子其平均能量高于一般氣體分子分解、分解電離、分解附著等過程需要的激勵能量。這些活性粒子和有害分子N0x，HC，C0等相互碰撞使得尾氣中污染物分子的化學鍵被打開生成一些單原子分子和固體微粒如C等同時產(chǎn)生大量0H，0等自由基。由這些單原子、分子和自由基等組成的活性粒子所引起的化學反應，最終將尾氣中的有害物質(zhì)變成無害物質(zhì)。
[0005]放電等離子體技術應用在汽車尾氣處理中，存在一些問題。在現(xiàn)有技術中，一種是采用電暈放電法處理汽車尾氣，該方法產(chǎn)生的等離子體密度不高，粒子所帶能量較低;另一種是采用直流介質(zhì)阻擋放電方法產(chǎn)生等離子體，但是電極結構不合理，導致等離子體分布不均勻，廢氣處理效率低，且直流下介質(zhì)阻擋放電需要蓄電池輸出功率高，造成不必要浪費。上述方法均無法滿足汽車尾氣處理的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種結構合理，等離子體分布均勻，廢氣處理效率高、效果佳，能夠滿足汽車尾氣處理要求的基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置。
[0007]為實現(xiàn)上述目的采用技術方案是，一種基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置，包括電源轉換模塊、高壓脈沖發(fā)生器、尾氣管、高壓電極、接地電極，尾氣管的前端設置進氣口，尾氣管的后端設置排氣口，其特征是，放電反應器置于尾氣管內(nèi)，放電反應器包括:與尾氣管內(nèi)壁套接的接地電極，接地電極為筒式接地電極，在筒式接地電極的內(nèi)表面設置絕緣層，在筒式接地電極筒的中心設置高壓電極，高壓電極為圓柱體，所述的高壓脈沖發(fā)生器輸入端與所述的電源轉換模塊電連接，所述的高壓脈沖發(fā)生器輸出端與所述的高壓電極電連接。
[0008]本實用新型的優(yōu)點體現(xiàn)在:
[0009]1.由于采用同軸的高壓電極與接地電極在絕緣層之間發(fā)生介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生等離子體，等離子體從呈圓柱體的高壓電極棒電極出發(fā)，均勻分布在放電反應器內(nèi)，完成放電時間不超過4ys，能夠?qū)崟r處理尾氣，等離子體中高能電子、離子，自由基等活性粒子與汽車尾氣中污染物作用，使污染物分子從尾氣管的排氣口排出的過程中發(fā)生分解，從而降低污染物排放，通過脈沖電壓實現(xiàn)的介質(zhì)阻擋放電，其中高能粒子的平均能量高于傳統(tǒng)的直流電壓介質(zhì)阻擋放電，也高于直流電暈放電；
[0010]2.由于采用介質(zhì)阻擋放電，由于接地電極與尾氣管可靠接地，放電等離子體最終流回汽車蓄電池，構成閉合回路。所以放電過程安全性高；
[0011 ] 3.由于絕緣層采用氧化鋁，其質(zhì)量輕，成本低；
[0012]4.其結構合理，等離子體分布均勻，廢氣處理效率高、效果佳，可顯著降低汽車尾氣中有害氣體的排放，滿足汽車尾氣處理要求，達到防止大氣污染的目的。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置結構示意圖。
[0014]圖中:1.電源轉換模塊;2.高壓脈沖發(fā)生器;3.進氣口；4.高壓電極;5.接地電極；
6.絕緣層;7.排氣口；8.放電反應器;9.汽車蓄電池。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實例對本實用新型做進一步說明。
[0016]參照圖1，本實用新型的一種基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置，包括:電源轉換模塊1、高壓脈沖發(fā)生器2、尾氣管、高壓電極4、接地電極5，尾氣管的前端設置進氣口3，尾氣管的后端設置排氣口7，所述的放電反應器8置于尾氣管內(nèi)，放電反應器8包括與尾氣管內(nèi)壁套接的接地電極5，接地電極5為筒式接地電極，在筒式接地電極的內(nèi)表面設置絕緣層6，在筒式接地電極筒的中心設置高壓電極4，高壓電極4為圓柱體，筒式接地電極和高壓電極4的材料均為不銹鋼。所述的高壓脈沖發(fā)生器2輸入端與所述的電源轉換模塊I電連接，所述的高壓脈沖發(fā)生器2輸出端與所述的高壓電極4電連接。使用時，電源轉換模塊I與汽車蓄電池9電連接。所述的絕緣層6的材料為金屬氧化物，包括α型氧化鋁，均勻覆蓋在筒式接地電極的內(nèi)表面。汽車尾氣從尾氣管的進氣口 3進入，經(jīng)放電反應器8內(nèi)反應，再從尾氣管的排氣口 7排出。本實用新型的基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置所用的電源轉換模塊1、高壓脈沖發(fā)生器2、汽車蓄電池9均為市售產(chǎn)品。
[0017]本實用新型的一種基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理過程為:
[0018]I)汽車發(fā)動機啟動，產(chǎn)生尾氣，同時汽車蓄電池9為電源轉換模塊I充電，電源轉換模塊I將直流低電壓12V轉換為交流電壓220V;
[0019]2)高壓脈沖發(fā)生器2將電源轉換模塊I輸出的交流電壓220V進一步轉換為脈沖式高電壓30kV，并施加到高壓電極4和接地電極5之間；
[0020]3)高壓電極4與接地電極5在絕緣層6之間發(fā)生介質(zhì)阻擋放電，在放電反應器8內(nèi)產(chǎn)生放電等離子體，放電等離子體從高壓電極4出發(fā)，迅速彌散到整個放電反應器8內(nèi)，放電通道為明亮的細絲狀，高能電子從電場中獲得的平均能量高于8eV;
[0021]4)尾氣從尾氣管的進氣口 3進入到放電反應器8，尾氣中的污染粒子與放電等離子體中的活性粒子發(fā)生反應，使污染物粒子在放電反應器8內(nèi)分解，并轉化為無害物質(zhì)；
[0022]5)經(jīng)過步驟3)和步驟4)后，放電反應器8的等離子體經(jīng)過接地電極流入汽車蓄電池9;
[0023]6)經(jīng)過步驟4)處理后的尾氣從尾氣管的排氣口 7排出。
[0024]本實用新型中所用的特定實施例已對本實用新型的內(nèi)容做出了詳盡的說明，但不局限于本實施例，本領域技術人員根據(jù)本實用新型的啟示所做的任何顯而易見的改動，都屬于本實用新型權利保護的范圍。
【主權項】
1.一種基于介質(zhì)阻擋放電等離子體的汽車尾氣處理裝置，包括電源轉換模塊、高壓脈沖發(fā)生器、尾氣管、高壓電極、接地電極，尾氣管的前端設置進氣口，尾氣管的后端設置排氣口，其特征是，放電反應器置于尾氣管內(nèi)，放電反應器包括:與尾氣管內(nèi)壁套接的接地電極，接地電極為筒式接地電極，在筒式接地電極的內(nèi)表面設置絕緣層，在筒式接地電極筒的中心設置高壓電極，高壓電極為圓柱體，所述的高壓脈沖發(fā)生器輸入端與所述的電源轉換模塊電連接，所述的高壓脈沖發(fā)生器輸出端與所述的高壓電極電連接。
【文檔編號】F01N3/01GK205445734SQ201620216852
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】楊智博, 張潮海
【申請人】東北電力大學