一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置

摘要

本发明属于柴油机机内净化装置和环保技术领域，具体涉及一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，包括颗粒过滤室、隔离层、脱硫室；颗粒过滤室包括进气端和安装端A；脱硫室包括出气端和安装端B，安装端A和安装端B均为敞开结构，安装端A和安装端B固定在所述隔离层上，隔离层为密集网状结构；颗粒过滤室内安装有颗粒过滤滤芯，脱硫室内安装有脱硫滤芯；进气端与EGR冷却器的出气端连接，出气端与EGR阀连接。用于过滤柴油机EGR系统中的颗粒物和SO2，防止废气中颗粒再次进入燃烧室，减少柴油机颗粒物的排放；防止EGR阀因长期的硫腐蚀而引起的EGR阀失效，造成进入气缸的废气量无法控制，引起柴油机颗粒排放物增加的现象。

权利要求

1.一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，包括颗粒过滤室(1)、脱硫室(7)、隔离层(5)；

所述颗粒过滤室(1)包括进气端(12)和安装端A(13)；所述脱硫室(7)包括出气端(15)和安装端B(14)，所述安装端A(13)和安装端B(14)均为敞开结构，所述安装端A(13)和安装端B(14)固定在所述隔离层(5)上，所述隔离层(5)为密集网状结构；

所述颗粒过滤室(1)内安装有颗粒过滤滤芯(2)，所述脱硫室(7)内安装有脱硫滤芯(6)；

所述进气端(12)与EGR冷却器(10)的出气端连接，所述出气端(15)与EGR阀(11)连接。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，所述进气端(12)和出气端(15)均为锥形结构，所述安装端A(13)和安装端B(14)均为圆柱体结构。

3.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，还包括压力传感器A(3)、温度传感器(4)、压力传感器B(8)；所述压力传感器A(3)和温度传感器(4)安装在所述颗粒过滤室(1)的进气端(12)上，所述压力传感器B(8)安装在所述脱硫室(7)的出气端(15)上。

4.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，所述安装端A(13)和安装端B(14)通过螺栓固定在所述隔离层(5)上，所述隔离层(5)为不锈钢合金材质。

5.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，所述安装端A(13)、安装端B(14)与隔离层(5)均通过金属密封垫密封。

6.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，所述颗粒过滤滤芯(2)采用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)材质，为圆柱形蜂窝状陶瓷结构。

7.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，所述脱硫滤芯(6)采用活性炭材质，为圆柱形蜂窝状结构。

8.根据权利要求1所述的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，其特征在于，所述进气端(12)与EGR冷却器(10)的出气端通过金属密封垫密封连接，所述出气端(15)与EGR阀(11)管道连接。

说明书

一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置

技术领域

[0001] 本发明专利属于柴油机机内净化装置和环保技术领域，具体涉及一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置。

背景技术

[0002] 汽车的颗粒物排放是造成雾霾的主要原因，随着国4、国5排放法规的实施，排放法规日益严格。废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)作为降低NOx应用最广、最有效的措施。2014年我国生产的满足排放标准的轻型汽车产量达260多万辆，均采用EGR技术。2014年9月，欧6排放法规开始实施，不仅测量颗粒排放的质量，同时测量颗粒排放的数量，颗粒排放进入了计数时代。

[0003] 废气再循环(EGR)系统将柴油机的尾气部分引入气缸重新参与燃烧，降低缸内燃烧温度，有效抑制NOx的生成，柴油机EGR系统废气通入的最大比例能够达到40～50％，引入气缸中的废气含有颗粒固体物和SO2气体等有害物质。现在使用的柴油机EGR系统中均未安装颗粒过滤和脱硫装置，由EGR系统再次进入气缸的颗粒，在柴油机气缸内燃烧高温的作用下，再次形成颗粒，造成颗粒排放的增加以及细微颗粒数的增加。SO2具有较强的腐蚀性，EGR系统长时间工作后，废气中的SO2会腐蚀EGR阀，造成EGR阀的失效，导致通过EGR进入气缸的废气比例发生巨大变化，又造成柴油机排放颗粒物的增加。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，该装置具有成本低廉、结构小巧、安装和拆卸方便等特点。

[0005] 本发明提供的一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，包括颗粒过滤室、脱硫室、隔离层；所述颗粒过滤室包括进气端和安装端A；所述脱硫室包括出气端和安装端B，所述安装端A和安装端B均为敞开结构，所述安装端A和安装端B固定在所述隔离层上，所述隔离层为密集网状结构；所述颗粒过滤室内安装有颗粒过滤滤芯，所述脱硫室内安装有脱硫滤芯；所述进气端与EGR冷却器的出气端连接，所述出气端与EGR阀连接。柴油机排气管排出的部分废气，先经EGR冷却器冷却至120℃左右，后依次流经脱硫颗粒过滤装置的颗粒过滤室和脱硫室，过滤后的废气经EGR阀控制流入进气歧管，与从柴油机空气过滤器进入的新鲜空气混合后，流向柴油机的气缸中重新进行燃烧。

[0006] 上述方案中，所述进气端和出气端均为锥形结构，所述安装端A和安装端B均为圆柱体结构，对气体进出具有导向作用。

[0007] 上述方案中，还包括压力传感器A、温度传感器、压力传感器B；所述压力传感器A和温度传感器安装所述进气端处，所述压力传感器B安装在所述出气端处；所述温度传感器监测和控制颗粒过滤室的进气温度，使进气温度控制在100～150℃，若进气温度过高或者过低时，通过温度传感器的温度反应，调节EGR冷却器的冷却水流量，使进气温度控制在设定的范围之内。通过监测压力传感器A和压力传感器B两端的压力差，判断滤芯是否发生堵塞。

[0008] 上述方案中，所述安装端A和安装端B通过螺栓固定在所述隔离层上，颗粒过滤室圆柱端与脱硫室圆柱端可进行拆卸，用于颗粒过滤滤芯、脱硫滤芯的再生和更换，所述隔离层为不锈钢合金材质。

[0009] 上述方案中，所述安装端A与隔离层、安装端B与隔离层均通过金属密封垫密封，能够有效防止SO2对密封垫的腐蚀，造成漏气现象。

[0010] 上述方案中，所述颗粒过滤滤芯采用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)材质，为圆柱形蜂窝状陶瓷结构，孔道的入口和出口为交叉密闭，呈壁流式过滤体，可以吸附废气再循环中的颗粒物。

[0011] 上述方案中，所述脱硫滤芯采用活性炭材质，为圆柱形蜂窝状结构。在100～150℃时，过滤SO2的效率最高，SO2与废气中的水分和少量氧气在活性炭的催化作用下生成H2SO4，并吸附在活性炭上，当活性炭吸附的H2SO4达到饱和状态时，可将脱硫颗粒过滤装置卸下来，进行脱硫滤芯的再生。

[0012] 当脱硫颗粒过滤装置发生阻塞时，将脱硫颗粒过滤装置从柴油机上拆下来，从脱硫室的排气端通入温度范围为500～600℃高温的气体，并将颗粒过滤室的进气端与管道连接通入水中，吸附在活性炭中的H2SO4在高温下发生分解重新产生SO2，颗粒过滤滤芯上的颗粒会在高温下重新燃烧生成CO2，实现脱硫滤芯和颗粒过滤滤芯的重生，将产生的SO2、CO2气体经颗粒过滤室的进气端和管道通入水中，可以减少SO2对大气的污染，将再生后的脱硫颗粒过滤装置重新安装到柴油机EGR系统中，重复使用。

[0013] 上述方案中，所述进气端与EGR冷却器的出气端通过金属密封垫密封连接，所述出气端与EGR阀管道连接。

[0014] 本发明的有益效果：本发明装置用于过滤柴油机废气再循环系统(EGR)中的颗粒物和SO2，一方面可以防止废气中的颗粒再次进入燃烧室，抑制颗粒的再次成核，减少柴油机颗粒物的排放；另一方面可以防止EGR阀因长期的硫腐蚀而引起的EGR阀失效，造成进入气缸的废气量无法控制，引起柴油机颗粒排放物增加的现象。本发明装置结合柴油机结构紧凑、空间利用有限等特点，具有滤芯和装置制造成本低廉、可重复利用、结构小巧、安装和拆卸方便等优点。

附图说明

[0015] 图1是一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置的结构示意图。

[0016] 图2是隔离层A-A剖视图。

[0017] 图3是一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置在柴油机上的位置示意图。

[0018] 图4是一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置的工作过程流程图。

[0019] 图中，1—颗粒过滤室；2—颗粒过滤滤芯；3—压力传感器A；4—温度传感器；5—隔离层；6—脱硫滤芯；7—脱硫室；8—压力传感器B；9—脱硫颗粒过滤装置；10—EGR冷却器；11—EGR阀；12—进气端；13—安装端A；14—安装端B；15—出气端。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

[0021] 如图1所示，一种柴油机EGR系统可重复利用脱硫颗粒过滤装置，包括颗粒过滤室1、脱硫室7、隔离层5、压力传感器A3、温度传感器4、压力传感器B8；所述颗粒过滤室1包括进气端12和安装端A13；所述脱硫室7包括出气端15和安装端B14，所述安装端A13和安装端B14均为敞开结构，所述安装端A13和安装端B14通过螺栓固定在所述隔离层5上，所述隔离层5为不锈钢合金材质，呈密集网状结构；所述颗粒过滤室1内安装有颗粒过滤滤芯2，所述脱硫室7内安装有脱硫滤芯6；所述进气端12与EGR冷却器10的出气端连接，所述出气端15与EGR阀11连接。所述进气端12和出气端15均为锥形结构，所述安装端A13和安装端B14均为圆柱体结构。所述压力传感器A3和温度传感器4安装所述进气端12处，所述压力传感器B8安装在所述出气端15处。所述安装端A13、安装端B14与隔离层5均通过金属密封垫密封。所述颗粒过滤滤芯2采用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)材质，为圆柱形蜂窝状陶瓷结构，孔道的入口和出口为交叉密闭，呈壁流式过滤体。所述脱硫滤芯6采用活性炭材质，为圆柱形蜂窝状结构。

[0022] 如图3所示，所述进气端12与EGR冷却器10的出气端通过金属密封垫密封连接，所述出气端15与EGR阀11管道连接。

[0023] 如图4所示，柴油机排出的废气，部分经过EGR冷却器冷却，依次流入脱硫颗粒过滤装置9的颗粒过滤室1和脱硫室7滤除废气中的颗粒物和SO2，过滤后的废气再经管道流向EGR阀11，并通过EGR阀11开度大小控制通入柴油机气缸的废气量，参与燃烧。

[0024] 温度传感器4通过EGR冷却器10监测和控制颗粒过滤室1的进气温度，并保持在100～150℃；压力传感器A3监测颗粒过滤室1进气端的进气压力。压力传感器B8监测脱硫室7的排气压力。隔离层5连接颗粒过滤室和脱硫室的圆柱端，并用于颗粒过滤滤芯2和脱硫滤芯6的固定；此连接处还可进行拆卸，用于颗粒过滤滤芯2和脱硫滤芯6的更换；隔离层5与颗粒过滤室1和脱硫室7连接时均采用金属密封垫密封。通过压力传感器A3、压力传感器B8的压力差值，判断颗粒过滤滤芯2和脱硫滤芯6是否发生阻塞。

[0025] 脱硫颗粒过滤装置9发生阻塞时，将其从柴油机上拆下，并从脱硫室7的出气端15通入温度范围为500～600℃高温的气体，将颗粒过室1的进气端12与管道连接通入水中，吸附在活性炭中的H2SO4在高温下发生分解重新产生SO2，颗粒过滤滤芯2上的颗粒会在高温下重新燃烧生成CO2，实现脱硫滤芯6和颗粒过滤滤芯2的再生，将产生的SO2、CO2气体经颗粒过滤室1的进气端和管道通入水中，可以减少SO2对大气的污染，将再生后的脱硫颗粒过滤装置9重新安装到柴油机EGR系统中，可实现重复使用。

[0026] 所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。