一种柴油机尾气颗粒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颗粒物处理系统，包括由尾气前处理模块、预荷电模块、湿式静电集尘模块、水循环再生模块和水膜增强模块组成，在湿式静电集尘模块前具有尾气前处理模块和预荷电模块，具有水循环再生模块可以湿式静电集尘后的水循环再生，具有水膜增强模块以增强湿式静电集尘电极表面的水膜形成均一性。基于湿式静电处理技术以实现柴油机尾气中颗粒物的有效去除，如与选择性催化等尾气前处理系统结合，则可以有效去除尾气中的PM及氮氧化物污染，实现尾气的高效净化。

A Particulate Matter Treatment System for Diesel Engine Exhaust

The invention discloses a diesel engine exhaust particulate matter treatment system, which comprises an exhaust pre-treatment module, a pre-charged module, a wet electrostatic dust collection module, a water recycling regeneration module and a water film enhancement module. Before the wet electrostatic dust collection module, the exhaust pre-treatment module and a pre-charged module are provided, and the water recycling regeneration module can recycle water after the wet electrostatic dust collection. Water film enhancement module is used to enhance the uniformity of water film formation on the surface of wet electrostatic dust collector. Based on wet electrostatic treatment technology, the effective removal of particulate matter in diesel exhaust can be achieved. If combined with selective catalysis and other exhaust pretreatment systems, the PM and NO pollution in exhaust can be effectively removed, and the efficient purification of exhaust can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机尾气颗粒物处理系统
本专利技术涉及一种柴油机尾气颗粒物处理系统，基于湿式静电处理技术(WESP,WetElectricalDustPrecipitator)以实现柴油机尾气中颗粒物(PM,ParticulateMatter)的有效去除，如与选择性催化(SCR,SelectiveCatalyticReduction)等尾气前处理系统结合，则可以有效去除尾气中的PM及氮氧化物污染，实现尾气的高效净化。
技术介绍
湿式静电除尘器目前广泛应用于燃煤电厂、冶金行业及化工行业的烟气治理工程，可以有效将烟尘排放限值控制在10mg/m3以下。具有高效、环保、无二次污染、可循环再生等优点。而目前柴油机尾气处理采用柴油颗粒过滤器(DPF,DieselParticulateFilter)等阻滤燃烧处理等方式并无法实现PM纳米颗粒的完全去除，并容易造成催化失效和堵塞等问题。采用湿式静电可以有效解决微小颗粒物的处理问题，并且通过湿式静电方式可以实现颗粒集中收集，水也可以进行循环再生利用，是未来柴油机尾气处理的一种极有潜力的处理技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对上述存在的问题，提供一种柴油机尾气颗粒物处理系统，将湿式静电处理技术应用于柴油机尾气处理，利用液体粘附作用进行颗粒捕获，由于柴油机尾气排放流速较快，且尾气中所含颗粒物多为纳米颗粒物，本专利技术在现有湿式静电技术基础上结合干式预电离技术，让尾气中PM颗粒物预荷电，再进一步通过湿式静电装置实现尾气颗粒的有效去除，解决了原本单一荷电处理装置或单一湿式静电处理装置处理尾气效率较低的问题。李进在专利(02222513.7)中公开了一种湿式静电处理器，包含有使颗粒物预电荷的极化腔，并通过集尘电极上载有含液体毛毯实现颗粒的粘附并通过旋转刮板将颗粒物进行清理，采用此种方法将颗粒的捕集效率提高了30％以上。本专利技术提出的新型尾气处理系统包含有尾气预处理模块、预荷电模块、湿式静电集尘模块、水循环再生模块和水膜增强模块。其特点在于尾气中颗粒成分在进行荷电前先通过预处理模块进行预处理，如采用SCR系统去除尾气中的氮氧化物，如采用散热器或加热器对尾气进行降温或升温，如采用氧化剂或还原剂对尾气进行氧化或还原处理。通过前处理对尾气成分组成比例、物理特性、化学特性进行调整。然后进入预荷电模块，通过外界通入空气进行电离，将电离后的电荷负载于颗粒物上，以此大大增强了柴油机尾气颗粒物的静电处理效率。本专利技术设计了带有水循环再生模块的湿式静电集尘模块，其特点在于采用立式湿式静电捕集的方式，通过水雾颗粒将荷电后的PM颗粒物聚集并吸附在集尘电极表面，由于模块中通过对电极表面的连续冲刷将结合的颗粒物冲刷至模块最下方的集尘斗中，采用水循环再生模块将沉积下的水重新循环利用，而截留在集尘斗中的颗粒物则定期可进行清理。采用水膜增强模块可以增加在集尘电极表面的形成水膜的均一性，从而进一步增强尾气的静电处理效果。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：附图1是本专利技术尾气静电处理系统模块图。附图2系统湿式静电处理流程图。附图3是分体式静电装置剖面示意图。附图4是一体式静电装置剖面示意图。附图5是荷电模块阴极形态及管式阳极。附图6是湿式静电模块阴极形态及六角形管式阳极。附图7是均流片模式。附图8是多处理器结构组合模式。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1所示，本专利技术的柴油机尾气颗粒物处理系统包括尾气前处理模块、预荷电模块、湿式静电集尘模块、水循环再生模块、水膜增强模块，其中虚线框所框为核心部分，尾气前处理模块可选为气体降温、气体氧化、气体还原等气体处理装置的一种或多种组合。通过前处理对尾气成分组成比例、物理特性、化学特性进行调整。然后进入预荷电模块，通过外界通入空气进行电离，将电离后的电荷负载于颗粒物上，以此大大增强了柴油机尾气颗粒物后续湿式静电集尘效率。如图2所示为本系统进行尾气湿式静电处理的工作流程图。本专利技术所述系统工作流程如下：首先，发动机排放气体可以经过前处理装置进行预处理，所述前处理可以为化学氧化还原，如选择性脱硫脱硝、如催化氧化等，在发动机排放高温段进行SCR反应可以有效利用发动机高温进行尿素分解，本专利技术后续颗粒物处理采用湿式静电装置，则可以避免传统技术将SCR前置使得后端DPF出现尿素结晶堵塞的问题，在将SCR前置提高选择性脱硝催化效率的同时，可以降低尾气温度，从而更有利于后续湿式静电进行颗粒物处理。所述前处理并非必要环节，但为优先考虑方案。经前处理后的尾气经过散热器进行降温，以保证后续静电电极的静电吸附效率在最佳温度范围，降温后尾气通过均流装置实现均匀扩散，从而可以均匀面积进入尾气颗粒物荷电装置，在此构成极化腔体，采用电晕放电方式将外部导入的空气中气体分子电离，从而电荷被吸附到颗粒物表面，预荷电后的含颗粒物尾气进一步进入湿式静电处理腔室，在此通过高压喷淋形成的水雾与带电荷颗粒物发生凝聚效应，并向阳极管移动，由于阳极管内壁流动水膜的存在，尾气颗粒物被逐步冲刷下落到下方的集尘斗中收集，而水则通过过滤和水泵循环系统重新进入湿式静电腔室的高压喷淋系统中实现循环利用。最终静电处理后的尾气可输出到下一个处理环节或者达到标准排放。如图3所示为一种分体式静电处理装置。1为荷电模块腔体，其中包括阴极阵列2和阳极阵列3，外界空气通过接口4从腔体下方通入，尾气通过接口5从下方通入，尾气中颗粒物通过荷电后通过管道6通入湿式静电集尘模块腔体7，气体从腔体下方通入，经过集尘电极处理，其中8为阴极阵列，9为阳极阵列，10为喷淋阵列，尾气中颗粒物在静电和喷淋水雾作用下发生凝聚并向阳极表面移动，最终在表面水膜流动运动下冲刷到腔体下方的集尘斗11中，颗粒物被滤网12阻挡，水通过滤网重新进入水循环系统，净化后的尾气通过接口14排出。如图4所示为一体式的静电处理装置。其特征在于将荷电模块及集尘模块阴极阵列连为一体。预处理后的尾气通过接口1从上方通入腔体，接口2通入外界空气，混合气体通过腔体上部荷电模块阳极阵列3，通过一体化阴极阵列4，尾气颗粒物发生荷电作用，进一步通入下部湿式静电集尘模块电极阵列6，喷淋阵列5位于集尘电极阳极阵列上方，在喷淋水雾作用下使颗粒物凝聚并通过阳极管表面冲刷至底部集尘斗7中，颗粒物被滤网8阻挡，水通过滤网重新进入水循环系统，净化后的尾气通过接口9进入下一步处理。如图5所示为多种荷电模块所采用的阴极形态结构和管式阳极组合，由于在荷电阶段采用电晕放电方式对空气进行电离，因此放电电极多采用具有尖端形态的电极，本图所示在荷电模块阴极电极可为截面锐角数量不少于3的针杆状电极或星芒刺状电极线或鱼骨针刺电极线。管式阳极优选采用圆形，可实现均匀电离荷电。如图6所示为多种湿式静电模块阴极形态和管式阳极形态，在湿式静电集尘阶段需要更大更密集的集尘吸附面积，通常采用六角形蜂窝管状可有效利用静电吸附空间，而采用截面为圆形的针状电极则可以产生静电场，而不会发生电极放电。如图7所示为均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机尾气颗粒物处理系统，其特征在于：所述柴油机尾气颗粒物处理系统由尾气前处理模块、预荷电模块、湿式静电集尘模块、水循环再生模块和水膜增强模块组成，在湿式静电集尘模块前具有尾气前处理模块和预荷电模块，具有水循环再生模块可以湿式静电集尘后的水循环再生，具有水膜增强模块以增强湿式静电集尘电极表面的水膜形成均一性。

【技术特征摘要】
1.一种柴油机尾气颗粒物处理系统，其特征在于：所述柴油机尾气颗粒物处理系统由尾气前处理模块、预荷电模块、湿式静电集尘模块、水循环再生模块和水膜增强模块组成，在湿式静电集尘模块前具有尾气前处理模块和预荷电模块，具有水循环再生模块可以湿式静电集尘后的水循环再生，具有水膜增强模块以增强湿式静电集尘电极表面的水膜形成均一性。2.根据权利要求1所述的柴油机尾气颗粒物处理系统，其特征在于：所述湿式静电集尘模块由立式蜂窝管状导电阳极和导电阴极及水雾喷淋器组成，其特征在于所述蜂窝管状阳极为垂直立式放置，阳极管的形态可为圆形及多边形，优选为六边形；所述导电阴极为沿阳极管中心平行从上至下垂直的导电阴极电极，由上端开孔的阴极盖板耦合多个阴极成为密集排列的电极阵列，单个电极形态为圆形或多边形，优选为圆形；在蜂窝管阵列上端具有水雾喷淋器阵列；集尘模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：金涛，
申请(专利权)人：金涛，
类型：发明
国别省市：四川,51