技術領域

本發明涉及一種柴油機尾氣處理裝置，特別是涉及一種基于微波加熱再生技術的雙腔體式柴油機尾氣顆粒捕集器，可用于重型柴油車尾氣中的顆粒捕集。

背景技術

顆粒物(PM)為大氣污染物的主要成分之一，而機動車是主要的PM排放源之一。據中國環保部《2013年機動車污染物防治年報》。全國機動車顆粒物(PM)排放量為59.4萬噸。其中，汽車排放56.7萬噸，占95.5％。柴油機的排放物中主要包括NOx，HC，CO和微粒物，其中NOx和微粒物的排放量較高，污染較嚴重。NOx的排放量與汽油機相當，但微粒排放量則是汽油機的30-60倍。截至2013年底，我國重型柴油貨車保有量僅占機動車總保有量的2.11％，但排放的顆粒物占比卻達60.7％。可見柴油機尾氣顆粒物排放日益嚴重。

現有的柴油機顆粒物機外處理方式主要以顆粒捕集器為主，若加裝顆粒捕集器卻不提供配套再生裝置，隨著碳煙微粒在過濾體中的沉積，過濾體逐漸被堵塞，使柴油機排氣系統阻力增大，排氣背壓增高。當排氣背壓超過一定值后，柴油機的性能開始明顯惡化。因此要定期清除沉積在陶瓷過濾體中的微粒，使排氣阻力降低到正常工作水平，即實現過濾體的再生。這也是顆粒捕集器能否推廣使用的關鍵難點。

現行的再生技術主要有噴油助燃技術、電加熱再生技術、反吹再生技術等，而各項再生技術都有著各自的局限性。造成該裝置使用壽命短，效率低，如表1所示：

表1現有顆粒捕集器再生方法分析

因此，現有顆粒捕集器的主要問題有：再生困難，使用壽命短，捕集效率差，這也是顆粒捕集器在現階段無法廣泛推廣的原因。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提出了一種基于微波加熱再生技術的雙腔體式柴油機尾氣顆粒捕集器，利用微波加熱燃燒的方式解決顆粒捕集器的再生問題，能量利用率達98.7％，再生效率達97.2％，實現低功耗高效再生；通過雙腔體式設計提高再生過程中的捕集效率和使用壽命，使得顆粒捕集裝置能在較低再生成本下長期高效的運行，從而達到減少顆粒物排放的效果。

本發明的技術方案是：

本發明包括雙腔體壁流式陶瓷過濾器模塊、微波加熱再生模塊和二次空氣補給模塊，二次空氣補給模塊接入二次空氣，二次空氣補給模塊輸出端與汽車尾氣一起經管路連接雙腔體壁流式陶瓷過濾器模塊，雙腔體壁流式陶瓷過濾器模塊設有微波加熱再生模塊。

所述的二次空氣補給模塊包括帶有空氣磁控切換閥的二次空氣輸入管路，雙腔體壁流式陶瓷過濾器模塊包括兩個微波諧振腔，微波加熱再生模塊包括微波發生器；尾氣磁控切換閥的輸入端接汽車尾氣，空氣磁控切換閥的輸入端接二次空氣，尾氣磁控切換閥的輸出端和空氣磁控切換閥的輸出端均分為兩路分別連接到第一微波諧振腔和第二微波諧振腔，第一微波諧振腔和第二微波諧振腔的中部均設有過濾體，過濾體將微波諧振腔分為前部腔和后部腔，第一微波諧振腔和第二微波諧振腔的前部腔分別設有結構相同的第一微波發生器和第二微波發生器；汽車尾氣經尾氣磁控切換閥從兩路管路中選擇一路進入微波諧振腔，二次空氣經空氣磁控切換閥從兩路管路中選擇與汽車尾氣相反的一路進入微波諧振腔。

所述的第一微波發生器或者第二微波發生器包括包括高壓電容、高壓變壓器、功率調節器、開關繼電器、過熱保護器、磁控管以及用于散熱的風扇電機，市電依次經功率調節器、過熱保護器、開關繼電器、高壓變壓器連接磁控管，高壓變壓器連接有高壓電容，單片機連接開關繼電器進行通斷控制，過熱保護器安裝在磁控管的表面用于防止溫度過熱，磁控管伸入到微波諧振腔的前部腔中。

所述的過濾體采用壁流式堇青石過濾體。

所述伸入到微波諧振腔的前部腔內的磁控管上裝有用于防塵的石英保護罩。

所述的磁控管與微波諧振腔連接安裝處設有微波隔熱環。

所述的第一微波諧振腔和第二微波諧振腔兩端的端口處均設有微波截止板。

隨著柴油機尾氣中的顆粒物不斷被顆粒捕集器捕集，過濾體前后壓差逐漸增大。當壓力傳感器檢測到前后壓差到達三倍時，控制系統啟動裝置。車載電源通過逆變器以達到微波發生裝置的供電要求，磁控管發出微波，顆粒捕集器中的碳煙被加熱燃燒，由于再生腔內氧氣不足，碳煙不完全燃燒生成CO，造成二次污染，為此本發明加入了二次空氣補充裝置，通過氣泵向再生腔內補充適量的空氣。此外，考慮到通入二次空氣以及微波加熱過程會對排氣背壓造成影響，從而影響發動機的運行。