用于净化来自吸热发动机的废气的设备和方法技术

描述了内燃发动机的废气净化设备。该设备包括圆柱形容器和单元，在该圆柱形容器中，废气与水蒸气分离并从固体悬浮体净化，在该单元中，净化后的废气在通过用紫外线轰击而解离后转化为氧气。如此重新获得的氧气可以被重新引入大气中或重新用于燃烧过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于净化来自吸热发动机的废气的设备和方法专利
本专利技术涉及用于净化由汽车发动机在诸如汽油或甲烷的燃料燃烧过程期间产生的废气的设备。
技术介绍
由化石燃料在汽车发动机中的燃烧产生的废气会产生生态问题，因为它们被释放到居住环境的大气中且居民会呼吸它们，特别是在大城市、工业区、隧道、车库等等。主要的污染物之一是混合有二氧化碳的水蒸气，其与细小颗粒物一起可能引起烟雾。通常采用冷凝方法通过将废气冷却到水蒸气的露点来消除水蒸气。此外，所述废气在对流层中分层，因此导致温室效应的增加。由人类活动引起的温室气体浓度的增加正在导致地球的全球变暖，造成危险的气候变化。目前存在的用于减少大气排放物(atmosphericemissions)的各种系统：-热分子解离，其是一个高能量密度的过程；-化学分子解离，具有与废弃处置(disposal)相关的影响；-气体放电解离，具有非常低的能量效率；-水解反应，其需要频繁更换相关的废物反应物；-机械过滤器、静电过滤器和紫外线过滤器，其对大型气体形式的质量具有低效率。二氧化碳排放物不能通过在废气系统中运行的催化化学反应或过滤器来消除，同时二氧化碳排放量取决于燃料消耗量，即，具有双倍燃料消耗量的机动交通工具将释放双倍量，二氧化碳排放量通常按照每公里的克数来评估。例如，具有小排量发动机的汽车可能会释放大约100g/km，而具有排量高于1500cc的发动机的汽车会释放超过250g/km。最近的欧洲标准确定，在2015年之后生产的汽车必须释放不超过130g/km的二氧化碳量，对于在2020年之后生产的汽车，该二氧化碳量的值必须降低到95g/km。并非所有制造商都采用相似的技术解决方案；事实上，其他人建议在停放时自动停止发动机，或制造使用电动压缩机的小排量发动机，或通过发电机获得控制的制动，或者甚至混合动力发动机(即，与电动马达相结合)。包括将CO2储存在地下的“碳封存(Carbonsequestration)”是在欧洲正在进行投资的主要技术。然而，就可能的地质失衡和随时间变化的稳定性而言，关于其环境可持续性存在很大疑问。显然需要具有可以消除或减少由于燃烧进入大气而产生的温室气体的新技术。因此，意识到了对克服了现有技术的缺点的需求。专利技术概述本专利技术的目的是减少由内燃发动机释放的温室效应气体。本专利技术提供了一种过滤方法，其用于减少由内燃发动机释放的温室效应气体，所述方法基于存在于燃烧过的气体中的复合分子的解离。所述方法借助于根据权利要求1所述的用于净化内燃发动机的废气的设备来实现，该设备包括：a)蒸气分离模块，在该蒸气分离模块中，水蒸气和固体颗粒从所述废气中被剥离，该蒸气分离模块包括：圆柱形容器，该圆柱形容器具有竖直旋转轴线并且具有下部部分和上部部分，所述模块具有用于引入废气的入口，入口位于所述下部部分中并且设置有流体密封的阀；盖子，其封闭所述圆柱形容器的上端部，用于在所述蒸气分离模块中被处理的废气的出口位于所述盖子上；b)进气模块，其包括具有竖直旋转轴线的径向叶片风扇，该径向叶片风扇用于通过连接到所述圆柱形容器的所述出口的入口吸入废气，并且进气模块设置有用于排出所吸入的气体的出口；c)由光解离单元(photodissociationcell)构成的模块，在该模块中，干燥的并且不含固体悬浮体的废气经受光解离过程，借助于该光解离过程，包含在所述气体中的二氧化碳被分解成其组成部分，所述光解离单元设置有连接到所述进气模块的出口的用于引入废气的开口和用于释放由光解离产生的气体的开口。本专利技术的第二方面提供了一种用于净化由内燃发动机释放的废气的方法，所述内燃发动机设置有根据权利要求1所述的设备，该方法包括以下步骤：a)将废气引入蒸气分离模块中，b)借助于冷凝来分离被包含在废气中的水蒸气，b)通过过滤消除存在于废气中的微粒残余物，c)吸入没有微粒杂质的干燥废气，并将所述气体引入到气体分子解离单元中，以用紫外线处理所述气体。根据本专利技术的设备允许净化内燃发动机的废气并将废气转换成可呼吸的空气。特别地，通过将分离模块联接到包含光解离单元的模块，获得本专利技术的有利效果。另一个有利的方面是本专利技术的设备的尺寸小。有利地，通过施加高强度的但不足以在废气中产生放电的单向脉冲电场，在光解离单元中产生紫外线。有利地，借助于所描述的设备净化的废气被重新引入到发动机中以在燃烧过程中再次使用，由此提高发动机效率。从属权利要求描述了本专利技术的优选的实施方案。附图简述本专利技术的另外的特征和优点将根据参考附图借助于非限制性示例示出的废气净化系统的优选的但非排他的实施方案的详细描述变得明显，其中：图1示出了本专利技术的气体处理系统实体的概况；图2示出了本专利技术的蒸气分离模块的细节的截面；图3示出了本专利技术的光解离单元模块的细节的截面图；图4示出了与光解离单元模块相关的发射器阳极的前视图；图5是本专利技术的进气模块的侧视图；图6是本专利技术的脉冲发生器的框图。图中相同的参考标记和字母表示相同的元件或部件。专利技术的优选实施方案的详细描述本专利技术总体上提供了一种内燃发动机的废气净化设备100，废气净化设备100包括：a)蒸气分离模块，其包括：圆柱形容器1，其具有竖直旋转轴线并具有下部部分和上部部分，所述分离模块具有用于引入废气的入口4，入口4位于下部部分中并且设置有流体密封的阀，盖子，其封闭所述圆柱形容器1的上端部，用于在所述蒸气分离模块中被处理的废气的出口9位于所述盖子上；分离装置，其用于从废气留下水蒸气和固体颗粒，由此分离模块被配置成从所述废气中移除水蒸气和固体颗粒，从而获得干燥的且不含固体悬浮体的干燥气体，b)进气模块2，其包括：入口16，其连接到分离模块的出口9，径向叶片风扇，其具有竖直旋转轴线，出口19，进气模块2配置成通过入口16吸入干燥气体并将该干燥气体通过出口19排出；c)由光解离单元构成的模块3，所述光解离单元设置有连接到所述进气模块2的出口19的用于引入干燥气体的开口10和用于释放由光解离产生的气体的开口15，该光解离单元包括：第一电极11，其充当阳极，由多个丝状天线形成，第二电极，其由光解离单元的壁构成，脉冲发生器，其连接到第一电极和第二电极，所述光解离单元配置成通过借助所述脉冲发生器向第一电极和第二电极施加单向脉冲电场来产生紫外线，由此干燥气体在解离模块3中经受光解离过程，借助于该光解过程，被包含在所述干燥气体中的二氧化碳被分解成其组成部分。此外，本专利技术总体上提供了一种用于净化由内燃发动机释放的废气的方法，内燃发动机设置有根据前述权利要求所述的设备，该方法包括以下步骤：a)将废气引入蒸气分离模块中，b)通过冷凝来分离被包含在废气中的水蒸气，b)通过使用所述分离装置消除存在于废气中的微粒残余物，c)吸入没有微粒杂质的干燥废气，并将所述气体引入到气体分子解离单元中，以用紫外线处理气体。在图1中示出了根据本专利技术的废气处理系统。所述系统包括模块1、模块2和模块3，模块1用于从废气中分离蒸气，模块2用于吸入在模块1中处理的气体并用于将所述气体引入模块3中，气体分子解离在模块3中发生。如图1所示，蒸气分离模块1包括圆柱形容器，圆柱形容器具有竖直轴线并布置在处理系统的下部部分。根据一个优选实施方案，参照图2更详细描述的蒸气分离模块1设置有位于圆柱形容器的基部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃发动机的废气净化设备(100)，包括：a)蒸气分离模块，其包括圆柱形容器(1)，其具有竖直旋转轴线并且具有下部部分和上部部分，所述分离模块具有用于引入废气的入口(4)，所述入口(4)位于所述下部部分中并且设置有流体密封的阀，盖子，其封闭所述圆柱形容器(1)的上端部，用于在所述蒸气分离模块中被处理的所述废气的出口(9)位于所述盖子上；分离装置，其用于从所述废气留下水蒸气和固体颗粒，由此所述分离模块配置成从所述废气中移除水蒸气和固体颗粒，从而获得干燥的且不含固体悬浮体的干燥气体，b)进气模块(2)，其包括：入口(16)，其连接到所述分离模块的出口(9)，径向叶片风扇，其具有竖直旋转轴线，出口(19)，所述进气模块(2)配置成通过所述入口(16)吸入所述干燥气体并且将所述干燥气体通过所述出口(19)排出；c)解离模块(3)，由光解离单元构成，所述光解离单元设置有连接到所述进气模块(2)的出口(19)的用于引入所述干燥气体的开口(10)以及用于释放由光解离产生的气体的开口(15)，所述光解离单元包括：第一电极(11)，其充当阳极，由多个丝状天线形成，第二电极，其由所述光解离单元的壁构成，脉冲发生器，其连接到所述第一电极和所述第二电极，所述光解离单元配置成通过借助于所述脉冲发生器向所述第一电极和所述第二电极施加单向脉冲电场来产生紫外线，由此所述干燥气体在所述解离模块(3)中经受光解离过程，借助于所述光解离过程，包含在所述干燥气体中的二氧化碳被分解成其组成部分。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 IT 1020150000647401.一种内燃发动机的废气净化设备(100)，包括：a)蒸气分离模块，其包括圆柱形容器(1)，其具有竖直旋转轴线并且具有下部部分和上部部分，所述分离模块具有用于引入废气的入口(4)，所述入口(4)位于所述下部部分中并且设置有流体密封的阀，盖子，其封闭所述圆柱形容器(1)的上端部，用于在所述蒸气分离模块中被处理的所述废气的出口(9)位于所述盖子上；分离装置，其用于从所述废气留下水蒸气和固体颗粒，由此所述分离模块配置成从所述废气中移除水蒸气和固体颗粒，从而获得干燥的且不含固体悬浮体的干燥气体，b)进气模块(2)，其包括：入口(16)，其连接到所述分离模块的出口(9)，径向叶片风扇，其具有竖直旋转轴线，出口(19)，所述进气模块(2)配置成通过所述入口(16)吸入所述干燥气体并且将所述干燥气体通过所述出口(19)排出；c)解离模块(3)，由光解离单元构成，所述光解离单元设置有连接到所述进气模块(2)的出口(19)的用于引入所述干燥气体的开口(10)以及用于释放由光解离产生的气体的开口(15)，所述光解离单元包括：第一电极(11)，其充当阳极，由多个丝状天线形成，第二电极，其由所述光解离单元的壁构成，脉冲发生器，其连接到所述第一电极和所述第二电极，所述光解离单元配置成通过借助于所述脉冲发生器向所述第一电极和所述第二电极施加单向脉冲电场来产生紫外线，由此所述干燥气体在所述解离模块(3)中经受光解离过程，借助于所述光解离过程，包含在所述干燥气体中的二氧化碳被分解成其组...

【专利技术属性】
技术研发人员：费德里科·佐帕斯，布鲁诺·萨维，
申请(专利权)人：IRCA共同股份公司工业铠装及类似电阻，
类型：发明
国别省市：意大利,IT