一種節(jié)能減排的尾氣處理裝置

黃杰琪 蘇 旭

（廣東理工學(xué)院，廣東 肇慶 526000）

1 背景

我國柴油消費主要用于交通運輸、倉儲及郵政業(yè)，其他消費還有工業(yè)生產(chǎn)和其他行業(yè)。2015年至今，交通運輸、倉儲及郵政業(yè)始終是柴油的主要需求群體，消費占比在60%以上，且整體呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。而隨著中國規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增速的逐步放緩，工業(yè)柴油需求量占比緩慢下降。柴油車排放的有毒氣體比研究人員此前預(yù)期的要多50%。所涉及的有毒氣體——氮氧化物與數(shù)萬人的過早死亡有關(guān)，科學(xué)家呼吁推出更嚴格的法規(guī)來限制進一步的傷害。因此本文針對柴油車排放的有毒氣體和污染環(huán)境等問題，提出了一種節(jié)能減排的尾氣處理裝置，可以提高柴油車的柴油燃燒率，再對其尾氣進行靜電吸附，大大減少有害氣體的排放，還給地球綠色健康生長環(huán)境。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

燃油加熱器最早出現(xiàn)在20世紀40年代的歐洲，用于冬季預(yù)熱發(fā)動機或供貨車駕駛室和客車車室取暖。作為一種車載預(yù)熱器，燃油加熱器自問世以來就備受用戶青睞，在歐洲迅速推廣之后又進入北美市場。

20世紀70-80年代，燃料價格和燃油稅比率大幅上升，迫使歐美運輸業(yè)不得不考慮減少燃料消耗，特別是減少發(fā)動機不必要的怠速運轉(zhuǎn)。由于發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生大量的HC和CO，20世紀70年代，EPA制定了嚴格的反怠速法規(guī)，以盡量減輕發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)對環(huán)境造成地污染。20世紀80年代初，河北泊頭儀表廠和武漢車身附件研究所仿制德國產(chǎn)品率先投產(chǎn)并推出FJ系列空氣燃油加熱器，隨后北京京威汽車設(shè)備有限公司在消化吸收國內(nèi)外技術(shù)的基礎(chǔ)上推出了YJ、QN系列燃油加熱器，這些產(chǎn)品基本滿足了當時國產(chǎn)客車和其他車輛的采暖要求并占據(jù)了絕大部分市場。

我國燃油加熱器行業(yè)起步晚于歐美等發(fā)達國家，雖然經(jīng)過多年發(fā)展，行業(yè)技術(shù)及產(chǎn)品性能已大大提升，但我國燃油加熱器行業(yè)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新能力，技術(shù)較為落后。與歐美國家相比，我國燃油加熱器的滲透率還較低，市場還有較大成長空間。據(jù)此，我們提出了具有創(chuàng)新能力的一種節(jié)能減排的尾氣處理裝置。

3 節(jié)能減排的尾氣處理裝置的意義

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致大氣污染的罪魁禍首是車輛排放的尾氣?！耙环N節(jié)能減排的尾氣處理裝置”區(qū)別于市面上普通的尾氣處理裝置，是具有重大的現(xiàn)實意義：

1）綠色環(huán)保。通過汽車電源帶動帆布傳送帶，帆布制傳送帶與電荷收集刷之間的摩擦產(chǎn)生靜電荷。而靜電吸附尾氣中的固碳顆粒最終利用汽車的行駛過程中地抖動，將吸附的顆粒掉落靜電除塵裝置中。降低尾氣中固體顆粒的排放，減少因排氣管積炭導(dǎo)致的車輛怠速不穩(wěn)，動力下降等情況，達到綠色環(huán)保指標。2）節(jié)能減排。通過對流經(jīng)油管的柴油進行加熱，在柴油霧化器的作用下達到更好的霧化效果，使得柴油充分燃燒，大量減少污染物產(chǎn)生。在節(jié)省油耗、提升燃油利用率的同時，通過靜電過濾網(wǎng)吸附固體懸浮顆粒和三元催化器凈化柴油燃燒的產(chǎn)物，使排放出的有害氣體和固體懸浮顆粒降到最低。實現(xiàn)節(jié)能減排，低碳環(huán)保。

4 項目可行性分析

隨著21世紀的到來，大氣污染導(dǎo)致每年有30-70萬人因煙塵污染提前死亡，2500萬的兒童患慢性咽炎，400-700萬農(nóng)村婦女兒童受害。所以如今社會是需要減少污染氣體的排放，而該項目就是提供節(jié)能減排的尾氣處理裝置。

1）我們線上線下一共發(fā)出1000份調(diào)查問卷，一共收回902份有效問卷。在調(diào)查問卷中選擇了裝置起“減少有害氣體的排放”、“提高燃油的燃油率”、“延長汽車壽命”、“減少噪聲污染”、“減少固體顆粒物的排放”作用的人數(shù)占比達到了99%。這表明了消費者期待的一款完善的節(jié)能減排尾氣處理裝置是具有可行性的。2）已具產(chǎn)品的三維圖形。此項目正在研發(fā)中，在形成初期我們進行可行性研發(fā)。目前為止，我們以設(shè)計出產(chǎn)品的三維圖形和產(chǎn)品的運行原理的視頻。能實現(xiàn)柴油通過該裝置預(yù)熱，提高燃油率和尾氣最后通過靜電吸附實現(xiàn)低碳排放。3）國家政策推動柴油消費量，使本裝置可行性提高。2020年“十四五”規(guī)劃已出臺。數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展帶動了“新基建”投資的日益攀升，“新基建”將發(fā)力于科技端為主的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，成為經(jīng)濟增長的新動能，所以預(yù)期整個“十四五”時期中國的柴油消費量將整體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的態(tài)勢。當柴油消費量上升，帶動污染物的排放，該項目的裝置正對準提高柴油燃燒率，減少污染物的排放，是本裝置可行性提高。

5 本項目創(chuàng)新點

全新的燃油預(yù)熱與尾氣處理一體化裝置，我們的產(chǎn)品由燃油預(yù)熱器與靜電吸附除塵裝置組成。其工作原理是讓燃油能均勻受熱，在燃油霧化器的作用下達到更好的霧化效果，減少有害氣體與固體懸浮微粒的產(chǎn)生。最后氣體通過尾氣處理裝置后可大幅度降低尾氣中固體顆粒與有害氣體的排放。具體如下：

1）與傳統(tǒng)的靜電除塵不同。靜電吸附除塵與靜電除塵原理并不一樣，靜電吸附除塵技術(shù)是利用靜電吸附作用吸附顆粒物，以達到除塵的效果。靜電吸附技術(shù)最早被用來在醫(yī)療過程中殺菌、消毒，目前有該技術(shù)的產(chǎn)品并不多，而利用靜電吸附原理也可以達到過濾細微顆粒物，需要的電壓不高更加節(jié)約能源。2）中國國內(nèi)暫無一種節(jié)能減排的尾氣處理裝置。預(yù)熱裝置，方形箱體結(jié)構(gòu)，可以存儲一部分預(yù)熱燃油，改善在行駛過程中，因耗油量不同導(dǎo)致供油不足，動力下降，導(dǎo)致熄火。還可防止汽車在寒冬季節(jié)由于燃油蠟化，導(dǎo)致無法啟動的問題。制造成本比較低廉，可提高燃油的利用率。

6 項目發(fā)展前景

1）國家支持綠色發(fā)展。創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念是具有內(nèi)在聯(lián)系的集合體，是“十三五”乃至更長時期我國發(fā)展思路、發(fā)展方向、發(fā)展著力點地集中體現(xiàn)。在“十四五”中也仍有：推動綠色發(fā)展，關(guān)注環(huán)保產(chǎn)業(yè)、統(tǒng)籌發(fā)展和安全，建設(shè)更高水平的平安中國，關(guān)注能源安全領(lǐng)域等產(chǎn)業(yè)的目標。2）國內(nèi)需要節(jié)能減排裝置且消費者需求廣泛。中國加入世貿(mào)組織以來，國外的汽車企業(yè)陸續(xù)進入中國市場，就現(xiàn)階段來說，汽車行業(yè)發(fā)展迅速、勢頭良好，中國消費水平較高，逐漸從追求價格轉(zhuǎn)變到注重汽車品質(zhì)。而如今汽車尾氣對空氣地污染越來越嚴重，且中國國內(nèi)暫無一種節(jié)能減排的尾氣處理裝置。

7 總結(jié)

本項目是為了響應(yīng)國家綠色發(fā)展政策，從而研發(fā)的一種節(jié)能減排的尾氣處理裝置。除了可以通過燃油預(yù)熱提高柴油燃油率減少資源浪費和有害顆粒的排放，還可防止出現(xiàn)汽車在寒冬季節(jié)由于燃油蠟化，導(dǎo)致無法啟動的問題。自主控制的調(diào)溫系統(tǒng)隨外界環(huán)境變化而調(diào)節(jié)電熱板的溫度，從而減少外界因素對于熱油被加熱到的溫度的影響。最后尾氣通過靜電吸附裝置使其排放更低碳更綠色。