專利名稱：紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于ー種紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物的方法及裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，燃油在內(nèi)燃機(jī)燃燒后的負(fù)產(chǎn)物排放是危害環(huán)境的主要因素之一。據(jù)測算內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)換做部率僅占燃燒值的38%，其余部分為33%的排氣損失，29%的冷卻損失。在排氣過程中，有相當(dāng)成分是燃燒負(fù)反應(yīng)產(chǎn)物，包括一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、ニ氧化硫、煙塵微粒(某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧)、甲醛等。內(nèi)燃機(jī)尾氣排放有害氣體，及有害氣體的顆粒物是造成環(huán)境污染的可吸入顆粒物和總懸浮顆粒物的主要因素之一。計(jì)量單位PM2. 5的懸浮顆粒物對人體危害最大，人體的生理結(jié)構(gòu)決定了對PM2. 5的可吸入顆粒物沒有任何過濾、阻攔能力，而PM2. 5的可吸入顆粒物對人類健康的危害卻隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐步暴露出其恐怖的一面，其被吸入人體后會直接進(jìn)入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病，可導(dǎo)致人們的平均壽命減少8. 6個(gè)月。還可成為病毒和細(xì)菌的載體，為呼吸道傳染病的傳播推波助瀾。目前國際上主要發(fā)達(dá)國家以及亞洲的日本、泰國、印度等均將PM2. 5列入空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)為，PM2. 5小于10是安全值，全球PM2. 5最高的地區(qū)在北非和中國的華北、華東、華中全部。目前，國內(nèi)外汽車等內(nèi)燃機(jī)排放尾氣還停留僅使用三元催化器作為排放浄化器。三元催化器雖是安裝在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中最重要的浄化裝置，它可將內(nèi)燃機(jī)尾氣排出的C0、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的ニ氧化碳、水和氮?dú)?。三元催化器安裝在內(nèi)燃機(jī)排氣管中，通過氧化還原反應(yīng)，ニ氧化碳和氮?dú)猓视址Q之為三元(效)催化轉(zhuǎn)化器。三元催化器的工作原理是當(dāng)高溫的內(nèi)燃機(jī)尾氣通過浄化裝置時(shí)，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)C0、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的ニ氧化碳?xì)怏w；HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和ニ氧化碳；Ν0χ還原成氮?dú)夂脱鯕狻ＨN有害氣體變成無害氣體，使內(nèi)燃機(jī)尾氣得以浄化。但三元催化器對于內(nèi)燃機(jī)尾氣的浄化作用有限，三元催化器只能同時(shí)將廢氣中的上述三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。但其對內(nèi)燃機(jī)尾氣中的顆粒物的凈化沒有任何作用，三元催化器不能浄化內(nèi)燃機(jī)尾氣排放中的有害顆粒物，需要其它方法進(jìn)行解決處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)ー種紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物的方法及裝置，該裝置能分解浄化內(nèi)燃機(jī)排放出來的顆粒物，増加三元催化器的催化氧化還原反應(yīng)，解決內(nèi)燃機(jī)顆粒物排放，浄化尾氣有害物，減少環(huán)境污染；該方法簡便易行，能有效減少尾氣有害氣體排放，減少環(huán)境污染。為此，本發(fā)明的方法是在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)ー個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)，紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)，使紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物，包括；在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)?；蛟趦?nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的一端設(shè)至少一 個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。或在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的兩端設(shè)分別設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。所述的紫外光照射光源的波長為220 350nmo實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置主要由光觸媒網(wǎng)和紫外光照射光源所組成，在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心設(shè)有至少一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。該裝置包括一個(gè)管狀的殼體，殼體串接在內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，殼體內(nèi)中心設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，照射光源至少一端的殼體內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)橫向攔設(shè)該殼體內(nèi)空間的光觸媒網(wǎng)。所述的照射光源的兩端的殼體內(nèi)各設(shè)有至少一個(gè)橫向攔設(shè)該殼體內(nèi)空間的光觸媒網(wǎng)。所述的殼體兩端部設(shè)有供光觸媒網(wǎng)卡設(shè)的光觸媒網(wǎng)卡槽，光觸媒網(wǎng)卡槽為帶開口的卡槽，該卡槽的開口部設(shè)有卡蓋。所述的殼體串接在三元催化器前端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，或串接在三元催化器后端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，或串接在三元催化器前端和后端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該裝置能分解凈化內(nèi)燃機(jī)排放出來的顆粒物，增加三元催化器的催化氧化還原反應(yīng)，解決內(nèi)燃機(jī)顆粒物排放，凈化尾氣有害物，減少環(huán)境污染；該方法簡便易行，能有效減少尾氣有害氣體排放，減少環(huán)境污染。本發(fā)明的工作機(jī)理涂有納米級的TiO2的光觸媒網(wǎng)在波長為126 400nm的紫外光的照射下，由于吸收了光能而產(chǎn)生電子空穴對。這些空穴對(光載流子)會迅速遷移至表面，并激活其表面附著的H2O與O2而產(chǎn)生氫氧基(-0H)和活性氧(-0)。而這兩種氧化性極強(qiáng)的物質(zhì)會迅速與觸媒表面附著的大分子量的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，生成無害的CO2和水。當(dāng)含有害顆粒物的內(nèi)燃機(jī)排放氣體通過紫外光照射區(qū)后，該光觸媒網(wǎng)能有效分解內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣顆粒，同時(shí)紫外光還能激活了三元催化器的催化劑的能力，增強(qiáng)了其催化氧化效率，使內(nèi)燃機(jī)尾氣排放有害物大量減少。據(jù)測試本發(fā)明能使內(nèi)燃機(jī)尾氣排放有害物大量減少，排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐標(biāo)準(zhǔn)，裝有本發(fā)明的同類汽車，在同等測試條件下，較僅裝有三元催化器的尾氣排放的各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)化80%以上。


圖I是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明裝置的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I和圖2所示，本發(fā)明的方法是在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)ー個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)5，紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)4，使紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物。包括在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)ー個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)?；蛟趦?nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)ー個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有ー個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)?；蛟趦?nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)ー個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)；該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有ー個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道；紫外光照射區(qū)的兩端設(shè)分別設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。所述的紫外光照射光源的波長為220 350nm,為最佳。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置主要由光觸媒網(wǎng)和紫外光照射光源所組成。在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中設(shè)至少ー個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)。該紫外光照射區(qū)中心設(shè)有至少ー個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源7。該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道。紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。該裝置包括ー個(gè)管狀的殼體2，殼體串接在內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道9中。殼體內(nèi)中心設(shè)有ー個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，照射光源至少一端的殼體內(nèi)設(shè)有至少ー個(gè)橫向攔設(shè)該殼體內(nèi)空間的光觸媒網(wǎng)。顯然，也可在照射光源的兩端的殼體內(nèi)各設(shè)有至少ー個(gè)橫向攔設(shè)該殼體內(nèi)空間的光觸媒網(wǎng)。所述的殼體兩端部設(shè)有供光觸媒網(wǎng)卡設(shè)的光觸媒網(wǎng)卡槽3，光觸媒網(wǎng)卡槽為帶開ロ的卡槽，該卡槽的開ロ部設(shè)有卡蓋8，卡蓋通過合頁I與開ロ部一側(cè)的卡槽壁軸接，以方便啟閉該開ロ部，用于更換或清潔光觸媒網(wǎng)。
所述的殼體串接在三元催化器前端的內(nèi)燃機(jī)10排放廢氣的管道中，或串接在三元催化器后端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，或串接在三元催化器前端和后端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中。后者為最佳。理論上講，在內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中串接本發(fā)明裝置可為2 4個(gè)。
紫外光照射光源由車載蓄電池組提供電能，提供電能的車載蓄電池組導(dǎo)線及相關(guān)電路均通過殼體上的電源插口 6與紫外光照射光源相接。光觸媒網(wǎng)為涂有催化劑的一層，或2 4層、用耐高溫材料制成的網(wǎng)格，為一體結(jié)構(gòu)。催化劑包括氧化鈦、二氧化鈦、二氧化錯(cuò)、硫化鎘等多種氧化物和硫化物。使用時(shí)，內(nèi)燃機(jī)排放出的廢氣在管道中經(jīng)由波長為126 400nm的紫外光照射光源照射的至少一個(gè)光觸媒網(wǎng)，再經(jīng)紫外光照射區(qū)，再進(jìn)入三元催化器，凈化后的尾氣排出管道中?？傊?，本發(fā)明能分解凈化內(nèi)燃機(jī)排放出來的顆粒 物，增加三元催化器的催化氧化還原反應(yīng)，解決內(nèi)燃機(jī)顆粒物排放，凈化尾氣有害物，減少環(huán)境污染；該方法簡便易行，能有效減少尾氣有害氣體排放，減少環(huán)境污染?？赏茝V使用。
權(quán)利要求
1.一種紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物的方法，其特征在于在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)，紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)，使紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物，包括； 在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)； 該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道； 紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)； 該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道； 紫外光照射區(qū)的一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。
3.按權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于 在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)； 該紫外光照射區(qū)中心至少設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道； 紫外光照射區(qū)的兩端設(shè)分別設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。
4.按權(quán)利要求I或2或3所述的方法，其特征在于所述的紫外光照射光源的波長為220 350nm。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I所述方法的裝置，主要由光觸媒網(wǎng)和紫外光照射光源所組成，其特征在于 在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)； 該紫外光照射區(qū)中心設(shè)有至少一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，該照射光源周邊設(shè)有包圍該照射光源并使得內(nèi)燃機(jī)排放廢氣得以通過的通道； 紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)。
6.按權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)管狀的殼體，殼體串接在內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，殼體內(nèi)中心設(shè)有一個(gè)波長為126 400nm的紫外光照射光源，照射光源至少一端的殼體內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)橫向攔設(shè)該殼體內(nèi)空間的光觸媒網(wǎng)。
7.按權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于所述的照射光源的兩端的殼體內(nèi)各設(shè)有至少一個(gè)橫向攔設(shè)該殼體內(nèi)空間的光觸媒網(wǎng)。
8.按權(quán)利要求5或6或7所述的裝置，其特征在于所述的殼體兩端部設(shè)有供光觸媒網(wǎng)卡設(shè)的光觸媒網(wǎng)卡槽，光觸媒網(wǎng)卡槽為帶開口的卡槽，該卡槽的開口部設(shè)有卡蓋。
9.按權(quán)利要求5或6或7所述的裝置，其特征在于所述的殼體串接在三元催化器前端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，或串接在三元催化器后端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中，或串接在三元催化器前端和后端的內(nèi)燃機(jī)排放廢氣的管道中。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物的方法及裝置，是在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中至少設(shè)一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的紫外光照射區(qū)，紫外光照射區(qū)的至少一端設(shè)至少一個(gè)供內(nèi)燃機(jī)排放廢氣經(jīng)過的光觸媒網(wǎng)，使紫外光介入氧化分解內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中污染物。本發(fā)明能分解凈化內(nèi)燃機(jī)排放出來的顆粒物，增加三元催化器的催化氧化還原反應(yīng)，解決內(nèi)燃機(jī)顆粒物排放，凈化尾氣有害物，減少環(huán)境污染；該方法簡便易行，能有效減少尾氣有害氣體排放，減少環(huán)境污染。
文檔編號B01D53/94GK102619598SQ20121009805
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者張立新, 楊德利, 王艷 申請人:張立新, 楊德利, 王艷