一種汽車尾氣凈化處理裝置的設(shè)計

謝鵬鵬 陳鶴鵬 李薛偉 李怡航 吳昒晗

（安徽三聯(lián)學(xué)院，安徽合肥230601）

0 引言

目前，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，道路上的汽車越來越多，而汽車尾氣污染問題也逐漸成為一個大問題，汽車尾氣中含有的污染物很多，包括懸浮顆粒、一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、硫氧化合物等[1]。汽車尾氣不僅氣味怪異，而且令人頭昏、惡心，影響人的身體健康。在車輛不多的情況下，大氣的自凈能力尚能化解汽車排出的毒素，但是，隨著我國的汽車數(shù)量迅速增加，大氣已無法將汽車排放的有毒素的尾氣凈化干凈，這就對人們的身體健康產(chǎn)生危害了，若長期循環(huán)下去，將會對環(huán)境和人體造成嚴(yán)重的傷害[2]。

為更好地解決尾氣污染問題，我們設(shè)計出一種新型汽車尾氣凈化處理裝置，可以更有效地將空氣中的雜質(zhì)和有毒空氣凈化。

1 設(shè)計構(gòu)思及方案

為了解決上述技術(shù)問題，本項目提供了如下技術(shù)方案：

本項目主要是設(shè)計一種汽車尾氣凈化處理裝置，包括凈化箱，凈化箱的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與環(huán)形管的進(jìn)氣端相連接，且該進(jìn)氣口的上方還連接有二號回水管，環(huán)形管的兩端均固定有過濾網(wǎng)，且兩個過濾網(wǎng)之間填充滿活性炭，環(huán)形管的出氣端連接水箱的進(jìn)氣口，水箱一側(cè)的下端連接有一號回水管，且一號回水管的另一端連接環(huán)形管的出氣端，水箱的頂部設(shè)置有貫穿凈化箱的進(jìn)水管，且進(jìn)水管的一側(cè)連接二號回水管的出水端，水箱的下端還連接有排水管，水箱上端的出氣口通過連接管連接還原室，還原室的一側(cè)連接有氧化室，且還原室和氧化室的上方均設(shè)置有儲液室，還原室和氧化室的下端均連接有排液管，且該兩個排液管均與排水管相連接，氧化室上端還通過排氣管連接到凈化箱外，且排水管的另一端與排氣管相連接。

本設(shè)計所達(dá)到的有益效果是：通過設(shè)置環(huán)形管，并在環(huán)形管中填充活性炭，使汽車尾氣進(jìn)入環(huán)形管，能夠?qū)⑽矚庵械墓腆w顆粒去除；再在環(huán)形管的另一側(cè)設(shè)置水箱，通過將尾氣通入水箱中，利用水的吸附性，將尾氣中親水的氣體凈化，且水箱的底端通過一號回水管與環(huán)形管相連接，能夠?qū)⑺渲械乃畬?dǎo)入環(huán)形管中，便于當(dāng)活性炭中雜質(zhì)過多時，通過回水將活性炭中的雜質(zhì)去除，再將污水通過二號回水管導(dǎo)入水箱中，然后從水箱的排水管排入排氣管，最后排放到汽車外；另設(shè)置還原室和氧化室，并在其上方設(shè)置儲液室，能夠通過還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)將尾氣中的有毒氣體凈化成無毒氣體進(jìn)行排放。

具體設(shè)計圖如圖1所示。

圖1 汽車尾氣凈化處理裝置整體結(jié)構(gòu)圖

2 工作原理

如圖1所示，此汽車尾氣凈化處理裝置，包括凈化箱1，凈化箱1的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與環(huán)形管2的進(jìn)氣端相連接，且該進(jìn)氣口的上方還連接有二號回水管10，環(huán)形管2的兩端均固定有過濾網(wǎng)，且兩個過濾網(wǎng)之間填充滿活性炭3，環(huán)形管2的出氣端連接水箱7的進(jìn)氣口，水箱7一側(cè)的下端連接有一號回水管9，且一號回水管9的另一端連接環(huán)形管2的出氣端，水箱7的頂部設(shè)置有貫穿凈化箱1的進(jìn)水管11，且進(jìn)水管11的一側(cè)連接二號回水管10的出水端，水箱7的下端還連接有排水管16，水箱7上端的出氣口通過連接管連接還原室14，還原室14的一側(cè)連接有氧化室15，且還原室14和氧化室15的上方均設(shè)置有儲液室13，氧化室15上端還通過排氣管連接到凈化箱1外，且排水管16的另一端與排氣管相連接[3]。

凈化箱的進(jìn)氣口與環(huán)形管的出氣端均設(shè)置有雙向電磁閥，既可以使尾氣通入環(huán)形管中，又可以將一號回水管流出的水通過環(huán)形管和二號回水管流回到水箱中。

一號回水管與環(huán)形管出氣端的連接處設(shè)置有單向電磁閥，二號回水管與環(huán)形管進(jìn)氣端設(shè)置有單向電磁閥，便于控制水箱中的水進(jìn)入環(huán)形管以及控制環(huán)形管中的水進(jìn)入二號回水管。

兩個儲液室與還原室和氧化室的連接處均設(shè)置有單向電磁閥，便于控制儲液室中的藥劑進(jìn)入還原室和氧化室中。

排水管與水箱的連接端設(shè)置有單向電磁閥，便于控制水箱中的污水排出情況。

水箱上端的進(jìn)氣口和出氣口均固定有導(dǎo)流柵，當(dāng)氣體進(jìn)入水箱中時，水箱中的水會沸騰，導(dǎo)流柵能夠防止水箱中的水滲透出去。

兩個儲液室的頂端均連接有進(jìn)液管，且該進(jìn)液管均貫穿凈化箱設(shè)置，便于人們通過進(jìn)液管向儲液室中進(jìn)液，防止儲液室中的藥劑使用完。

凈化箱內(nèi)設(shè)置有PLC，且該P(yáng)LC分別連接單向電磁閥和雙向電磁閥，便于使PLC控制雙向電磁閥和單向電磁閥的開啟情況。

具體而言，在使用過程中，汽車尾氣排放時，凈化箱內(nèi)的PLC控制進(jìn)氣口的雙向電磁閥打開通道，使氣體進(jìn)入環(huán)形管，然后氣體經(jīng)過過濾網(wǎng)和環(huán)形管，將氣體中夾雜的固體顆粒去除，氣體再從環(huán)形管的出口端進(jìn)入水箱中，水箱內(nèi)的水沸騰，導(dǎo)流柵控制水不會濺出水箱，然后氣體通過水箱的出氣口和連接管進(jìn)入還原室中，PLC再控制儲液室內(nèi)的單向電磁閥打開，該單向電磁閥內(nèi)安裝有計量裝置，PLC控制進(jìn)入設(shè)定的量后再控制單向電磁閥關(guān)閉，藥劑進(jìn)入還原室中，氣體與藥劑發(fā)生還原反應(yīng)，然后氣體再通過還原箱的出氣口進(jìn)入氧化室，PLC再控制氧化劑進(jìn)入氧化室中，使氣體再跟藥劑產(chǎn)生氧化反應(yīng)，當(dāng)氣體凈化后再通過排氣管排放出去；若環(huán)形管中的活性炭中雜質(zhì)過多時，PLC再控制一號回水管中的單向電磁閥打開，使水箱中的水進(jìn)入環(huán)形管，再控制二號回水管中的單向電磁閥打開，使水再進(jìn)入二號回水管，然后回到水箱中。然后PLC再控制兩個單向電磁閥關(guān)閉，并控制排水管中的單向電磁閥打開，使水箱內(nèi)的污水通過排水管排放到排氣管中，再排出汽車外[4]。

3 結(jié)語

本項目主要是設(shè)計一種汽車尾氣凈化處理裝置，利用活性炭較強(qiáng)的吸附能力，設(shè)置環(huán)形管首先吸附汽車尾氣中的固態(tài)顆粒，同時設(shè)立氧化室和還原室，有毒氣體在其中通過簡單的氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變成無毒氣體排放。通過這樣往復(fù)循環(huán)，達(dá)成簡約、環(huán)保、高效的目的，且該裝置成本低、效率較高，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。