CN108060953A - 气体处理***、装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了气体处理***、装置及方法，该气体处理***包括：电压生成模块，通过气体的流动驱动电压生成模块以生成交流的供电电压；一个或多个电晕模块，电晕模块与电压生成模块电连接以提供供电电压，并利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，气体流经第一电场使气体中的颗粒物带电；以及分离模块，分离模块与电压生成模块电连接，并利用供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在第二电场作用下从气体中分离。利用气体的流动驱动电压生成模块生成供电电压而不需要其它外部驱动；并且通过电场作用于颗粒物，不会对气体流动产生阻力影响，降低了排气回压。

Description

气体处理***、装置及方法
技术领域
本发明涉及一种滤除流动气体中的颗粒物的气体处理***、气体处理装置及气体处理方法。
背景技术
随着国民经济的飞速发展以及人民生活水平的快速提高，汽车的保有量急速上升，汽车尾气排放污染问题也日益严重，因此汽车尾气的排放标准也越来越严格。汽车尾气中的颗粒物是主要污染物之一。
传统的柴油发动机和汽油发动机的气体颗粒物过滤装置，是在气体流动的通路上设置过滤网以达到过滤的目的，因此使发动机废气在排出的过程中受到过滤网阻力作用而产生排气回压，使柴油发动机或汽油发动机的排气回压达到了20kpa-30kpa，进而会导致发动机燃烧效率和发动机功率下降。
现有技术中的另一种气体颗粒物电子过滤装置，需要施加大约13kv的高电压来达到使颗粒物带电并从气体中分离的目的。但是从发展的角度来看，在气体颗粒物电子过滤装置的侧面连接电线来加入一个生成高电压的变压器是很难的；能够提供强电场的大型工业设备也不可能被应用于汽车尾气***中，因此需要找到将现有技术中的气体颗粒物电子过滤装置模块化和简单化的可行途径。
发明内容
为了解决现有技术中的至少一些问题，本申请提供了一种气体处理***、气体处理装置及气体处理方法。
根据本发明的一方面，提供了一种气体处理***，包括：电压生成模块(110)，通过气体的流动驱动电压生成模块(110)以生成交流的供电电压；一个或多个电晕模块(121，122)，电晕模块(121，122)与电压生成模块(110)电连接以提供供电电压，并利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，气体流经第一电场使气体中的颗粒物带电；以及分离模块(130)，分离模块(130)与电压生成模块(110)电连接，并利用供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在第二电场作用下从气体中分离。
优选地，还包括：开关模块(140)，开关模块(140)电连接于电压生成模块(110)和电晕模块(121，122)之间，用于通过供电电压控制电晕模块(121，122)以间断的方式进行电晕放电；其中，电晕模块(121，122)进行电晕放电的频率与供电电压的频率相同。
优选地，电晕模块(121，122)包括第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)；以及开关模块(140)包括第一开关(T1)和第二开关(T2)；用于分别控制第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)以间断的方式进行电晕放电；其中，第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)以交替的方式进行电晕放电。
优选地，还包括：一个或多个第一电压变换模块(TR1，TR3)，电连接于电压生成模块(110)和电晕模块(121，122)之间，用于将供电电压变换为用于一个或多个电晕模块(121，122)的相应的第一电压，第一电压大于供电电压；其中，一个或多个第一电压变换模块(TR1，TR3)的数量与一个或多个电晕模块(121，122)的数量相同。
优选地，还包括：第二电压变换模块(160)，电连接于电压生成模块(110)和分离模块(130)之间，用于将供电电压变换为用于分离模块(130)的第二电压，第二电压大于供电电压。
优选地，还包括：整流模块(170)，整流模块(170)电连接于第二电压变换模块(160)与分离模块(130)之间，以对用于第二电压进行整流。
优选地，还包括：直流电源模块(150)，与分离模块(130)并联连接，用于为分离模块(130)提供初始电压。
根据本发明的另一方面，提供了一种气体处理装置，包括：壳体(180)；电压生成模块(110)，通过气体的流动驱动电压生成模块(110)以生成交流的供电电压；一个或多个电晕模块(121，122)，电晕模块(121，122)设置于壳体(180)内部，并利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，气体流经第一电场使气体中的颗粒物带电；以及分离模块(130)，分离模块(130)设置于壳体(180)内部，并利用供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在第二电场作用下从气体中分离。
优选地，还包括：导流模块(181)，导流模块(181)设置于气体流向转子(111)的通路的内部，用于根据气体的流动速度改变通路的通口大小。
优选地，电晕模块(121，122)以间断的方式进行电晕放电，电晕模块(121，122)进行电晕放电的频率与供电电压的频率相同。
优选地，电晕模块(121，122)包括第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)，第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)根据供电电压以交替的方式进行电晕放电，且第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)进行电晕放电的频率均与供电电压的频率相同。
优选地，电压生成模块(110)包括设置于壳体(180)外部的发电模块(112)和设置于壳体(180)内部的转子(111)，气体的流动使转子(111)旋转驱动发电模块(112)以生成供电电压。
优选地，电晕模块(121，122)包括两个在与气体的流动方向垂直的方向上相对设置的电晕电极，电晕电极为条形电极。
优选地，还包括：收集模块(190)，设置于壳体(180)内部，其中带电的颗粒物在第二电场的作用下被导向收集模块(190)。
优选地，收集模块(190)的材料为多孔陶瓷。
根据本发明的又一方面，提供了一种气体处理方法，包括：通过气体的流动生成交流的供电电压；利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，气体流经第一电场使气体中的颗粒物带电；以及利用供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在第二电场作用下从气体中分离。
优选地，利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，包括：以间断的方式进行电晕放电；其中，以间断的方式进行电晕放电的频率与供电电压的频率相同。
优选地，利用供电电压生成第二电场，包括：将供电电压变换为高于供电电压的第二电压以用于生成第二电场。
优选地，利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，包括：将供电电压变换为高于供电电压的第一电压以用于生成第一电场。
优选地，利用供电电压生成第二电场，还包括：对第二电压进行整流以用于生成第二电场。
通过本发明的气体处理***、气体处理装置及气体处理方法，利用气体的流动驱动电压生成模块生成供电电压而不需要其它外部驱动，使本发明的气体处理装置易于被集成至柴油发动机或汽油发动机的排气***中。并且通过电场作用于颗粒物，不会对气体流动产生阻力影响，因此与传统的气体颗粒物过滤装置相比，降低了排气回压。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的气体处理***的框图；
图2是根据本发明的一个实施例的气体处理***的电路示意图；
图3是根据本发明的另一个实施例的气体处理***的电路示意图；
图4是根据本发明的实施例的气体处理装置的示意图；
图5是图4所示的气体处理装置的剖视示意图；
图6是根据本发明的气体处理方法的流程图。
具体实施方式
现将参照示出示例性实施例的附图更加充分地描述本发明概念的示例性的实施例。然而，本发明概念的示例性的实施例可以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为受限于此处所述的实施例；更确切地说，提供这些实施例是以便本发明将充分和完整，并且将示例性的实施例的概念充分传达给本领域的普通技术人员。在附图中，相同的参考标记指代相同的元件，并且因此它们的描述将会被省略。
参考图1，根据本发明的一方面提供一种滤除流动气体中的颗粒物的气体处理***，气体包括柴油发动机或汽油发动机的尾气。
气体处理***包括依次串联连接的：电压生成模块110、一个或多个电晕模块和分离模块130。图1中示出的是包括一个第一电晕模块121的情况，可替代的也可以包括两个以上的电晕模块，参考图3当包括两个以上的电晕模块时各个电晕模块为并联连接。具体地，电晕模块的数量的增加能够提高滤除流动气体中的颗粒物的效率，因此可以根据气体中颗粒物的含量和(或)需要达到的滤除颗粒物的效率来设置电晕模块的数量。
电压生成模块110生成交流的供电电压，例如电压生成模块110可以包括转子和交流发电机，通过气体流动可以驱动交流发电机生成交流的供电电压。第一电晕模块121利用供电电压进行电晕放电生成第一电场、分离模块130利用供电电压生成第二电场，使气体中的颗粒物先随气体流动经过第一电场并在第一电场的作用下使气体中的颗粒物带电；然后在第二电场作用下捕集带电的颗粒物使其从气体中分离。能够滤除流动气体中的颗粒物，并且第一电场和第二电场均直接作用于颗粒物，不会对气体流动产生阻力影响，因此与传统的气体颗粒物过滤装置相比，降低了排气回压。另外，颗粒物的种类不同所需要的用于电晕放电的电压也不同，因此可以根据颗粒物的种类调节供电电压。
气体处理***100还可包括：电连接于电压生成模块110和第一电晕模块121之间的开关模块140、及电连接于电压生成模块110和分离模块130之间的第二电压变换模块160。第二电压变换模块160将供电电压变换为用于分离模块130的第二电压，且第二电压大于供电电压。开关模块140可以是开关二极管开关晶体管，能够利用交流的供电电压使开关模块140间断的闭合和打开，进而以间断的方式为第一电晕模块121提供供电电压，使得第一电晕模块121以间断的方式进行电晕放电，因此第一电晕模块121进行电晕放电的频率与供电电压的频率相同。具体地，第一电晕模块121进行电晕放电的频率越高则滤除流动气体中的颗粒物的效果越好，因此可以根据气体中颗粒物的含量和(或)需要达到的滤除颗粒物的效率来设置第一电晕模块121进行电晕放电的频率。
通过控制第一电晕模块121以间断的方式进行电晕放电，与持续进行电晕放电的方式相比，使用于进行电晕放电的电压和用于生成第二电场的第二电压降低，变压器的电压比也相应降低，进而可以减小了气体处理***100中变压器模块160的体积。
参考图2，是根据本发明的一个实施例的气体处理***的电路图，包括：电压生成模块110、与电压生成模块110电连接的第一电晕模块121、与电压生成模块110电连接的分离模块130、电连接于电压生成模块110和第一电晕模块121之间的开关模块140、电连接于开关模块140和第一电晕模块121之间的第一电压变换模块、电连接于第二电压变换模块160与分离模块130之间的整流模块170、与分离模块130并联连接的直流电源模块150。其中，第一变压器TR1用于将供电电压变换为用于第一电晕模块121的相应的第一电压，第一电压大于供电电压，整流模块170对用于第二电压进行整流。
具体地，直流电源模块150可包括直流电源DC，分离模块130可包括电容器C，开关模块140可包括第一晶体管T1，第二电压变换模块160可包括第二变压器TR2，整流模块170可包括由四个串联连接的整流二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式整流模块171，第一电压变换模块包括第一变压器TR1。电容器C的一端和直流电源DC的负极均电连接至第一节点P，电容器C的另一端和直流电源DC的正极均电连接至第二节点Q。第一晶体管T1的基极电连接至电压生成模块110的第一输出端，第一晶体管T1的发射极电连接至第一变压器TR1的第一输入端，第一晶体管T1的集电极电连接至第二节点Q。第一变压器TR1的第二输入端电连接至第一节点P。第一电晕模块121的两个输入端分别电连接至第一变压器TR1的两个输出端。第二变压器TR2的第一输入端电连接至电压生成模块110的第一输出端，第二变压器TR2的第二输入端电连接至电压生成模块110的第二输出端，第二变压器TR2的第一输出端和第二输出端分别电连接至桥式整流模块171的第一输入端和第二输入端，整流模块171的第一输出端电连接至第一节点P，整流模块171的第二输出端电连接至第二节点Q。
下面对图2所示电路的工作过程进行说明。首先通过气体流动驱动电压生成模块110生成交流的供电电压。第二变压器TR2将供电电压变换为大于供电电压的第二电压，该第二电压经过四个串联连接的整流二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式整流模块171整流后传输至电容器C，电容器C利用第二电压生成第二电场。另一方面，因为供电电压为交流电压，因此供电电压控制第一晶体管T1以间断的方式导通和截止，当第一晶体管T1导通时，供电电压被传输至第一变压器TR1，第一变压器TR1将供电电压变换为大于供电电压的第一电压，并将该第一电压传输至第一电晕模块121，第一电晕模块121中的两个电晕电极CO11、CO12分别连接至第一变压器TR1的两个输出端，于是在第一电压的作用下第一电晕模块121中的两个电晕电极CO11、CO12之间产生电晕放电而生成第一电场。
参考图3，是根据本发明的另一个实施例的气体处理***的电路图。对比图3与图2，电晕模块还可包括第二电晕模块122，开关模块140还包括第二晶体管T2，直流电源模块150还包括电阻器R，整流模块170还包括整流二极管D5，第一电压变换模块还包括第三变压器TR3。
其中，第二晶体管T2的基极电连接至电压生成模块110的第二输出端，第二晶体管T2的发射极电连接至第三变压器TR3的第一输入端，第二晶体管T2的集电极电连接至第二节点Q。第三变压器TR3的第二输入端电连接至第一节点P。第二电晕模块122的两个输入端分别电连接至第三变压器TR3的两个输出端。电阻器R串联连接于直流电源DC的正极与第二节点Q之间。整流二极管D5的阳极电连接至第一节点P，整流二极管D5的阴极电连接至电容器C的一端。
进一步地，因为第一晶体管T1的基极和第二晶体管T2的基极分别电连接至电压生成模块110的两个输出端，因此同一时刻第一晶体管T1的基极和第二晶体管T2的基极的电压的极性相反，进而能够通过供电电压控制第一晶体管T1和第二晶体管T2以交替的方式打开和截止。第一电晕模块121和第二电晕模块122以间断的方式进行电晕放电，且第一电晕模块121和第二电晕模块122以交替的方式进行电晕放电。当第二晶体管T2导通时，供电电压被传输至第三变压器TR3，第三变压器TR3将供电电压变换为大于供电电压的第一电压，并将该第一电压传输至第二电晕模块122，第二电晕模块122中的两个电晕电极CO21、CO22分别连接至第三变压器TR3的两个输出端，于是在第一电压的作用下第二电晕模块122中的两个电晕电极CO21、CO22之间产生电晕放电而生成第一电场。
参考图4和图5，根据本发明的另一方面提供一种气体处理装置，气体处理装置包括：壳体180；电压生成模块110，通过气体的流动驱动电压生成模块110以生成交流的供电电压；一个或多个电晕模块，图5中示出的是电晕模块包括第一电晕模块121和第二电晕模块122的情况，第一电晕模块121和第二电晕模块122均设置于壳体180内部，并利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，气体流经第一电场使气体中的颗粒物带电；设置于壳体180内部的分离模块130，分离模块130利用供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在第二电场作用下从气体中分离。通过气体的流动驱动电压生成模块110生成供电电压而不需要其它外部驱动，使本发明的气体处理装置易于被集成至柴油发动机或汽油发动机的排气***中。
参考图5，分离模块130可以包括由相对设置的上、下极板构成的电容器，第二电场形成于分离模块130的上、下极板之间的区域。通过设置分离模块130来形成第二电场，能够更易于维持该第二电场。进一步地，分离模块130的上、下极板之间形成第二电场的区域可以设置的较长且较宽，以使气体流经形成第二电场的区域时流速降低，进而能够获取更多的时间来捕集带电的颗粒物。
根据本发明的一个实施例，参考图4和图5，电压生成模块110包括设置于壳体180外部的发电模块112和设置于壳体180内部的转子111，发电模块112可以是交流发电机。转子111可以包括多个翅片，流动气体从壳体180的入口185进入，气体流经转子111时推动转子111的翅片使得转子111转动，转子111旋转驱动发电模块112以生成交流的供电电压。
根据本发明的一个实施例，气体处理装置还包括导流模块181，导流模块181设置于气体流向转子111的通路的内部，导流模块181可以根据气体的流动速度改变通路的通口大小，从而在气体流动速度较低的情况下，通过改变气体通路的通口大小来保证气体推动转子111的翅片的能量可以使得转子111旋转。
根据本发明的一个实施例，参考图1、图4和图5，气体处理装置还包括设置于壳体180内部的收集模块190，其中带电的颗粒物在第二电场的作用下被导向收集模块190。收集模块190可以被设置于分离模块130所形成的第二电场的内部，如图5所示，收集模块190覆盖于分离模块130的下极板，以使带电的颗粒物在第二电场的作用下能够被导向收集模块190。参考图1和图5，图1中箭头方向所示为气体流动方向，通过将发电模块112、电晕模块(121、122)、分离模块130和收集模块190依次设置于壳体180内部气体流动的通路中，可以将本发明的气体处理装置模块化、简单化。
优选地，收集模块190的材料为多孔陶瓷。收集模块190的材料还可以是能够收集颗粒物的其它材料。
根据本发明的一个实施例，电晕模块以间断的方式进行电晕放电，电晕模块进行电晕放电的频率与供电电压的频率相同。供电电压的频率可以由转子的转速决定。当气体流动速度快时，气体流量大即气体中颗粒物的含量也较多，同时气体流动速度快会使转子的转速加快，进而使得供电电压的频率增加、电晕模块进行电晕放电的频率也随之增加，所以能够滤除大流量气体中含有的较多的颗粒物。
根据本发明的一个实施例，电晕模块可包括第一电晕模块121和第二电晕模块122，第一电晕模块121和第二电晕模块122根据供电电压以交替的方式进行电晕放电，第一电晕模块121和第二电晕模块122进行电晕放电的频率均与供电电压的频率相同。
根据本发明的一个实施例，第一电晕模块121和第二电晕模块122均包括两个在与气体的流动方向垂直的方向上相对设置的电晕电极，电晕电极是条形电极。可替代的，电晕电极还可以是中心骨刺状电极或网状电极。电晕电极进行电晕放电而在相对设置的两个电晕电机之间产生的第一电场可以包括气体流动的区域，进而在第一电场的作用下使气体中的颗粒物带电。
参考图6，根据本发明的又一方面提供一种气体处理方法，气体处理方法包括以下步骤：
S601，通过气体的流动生成交流的供电电压；
S602，利用供电电压进行电晕放电生成第一电场，气体流经第一电场使气体中的颗粒物带电；以及
S603，利用供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在第二电场作用下从气体中分离。
根据本发明的一个实施例，在步骤S602中，将供电电压变换为高于供电电压的第一电压以用于生成第一电场。进一步地，以间断的方式进行电晕放电；其中，以间断的方式进行电晕放电的频率与供电电压的频率相同。在步骤S603中，将供电电压变换为高于供电电压的第二电压以用于生成第二电场。进一步地，对第二电压进行整流以用于生成第二电场。
根据实际需要，在步骤S603之后还可以包括使颗粒物燃烧的再生处理过程。
通过上述技术方案，利用气体的流动驱动电压生成模块生成供电电压而不需要其它外部驱动，使本发明的气体处理装置易于被集成至柴油发动机或汽油发动机的排气***中。并且通过电场作用于颗粒物，不会对气体流动产生阻力影响，因此与传统的气体颗粒物过滤装置相比，降低了排气回压。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种气体处理***，其特征在于，包括：
电压生成模块(110)，通过所述气体的流动驱动所述电压生成模块(110)以生成交流的供电电压；
一个或多个电晕模块(121，122)，所述电晕模块(121，122)与所述电压生成模块(110)电连接以提供所述供电电压，并利用所述供电电压进行电晕放电生成第一电场，所述气体流经所述第一电场使所述气体中的颗粒物带电；以及
分离模块(130)，所述分离模块(130)与所述电压生成模块(110)电连接，并利用所述供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在所述第二电场作用下从所述气体中分离。
2.根据权利要求1所述的气体处理***，其特征在于，还包括：
开关模块(140)，所述开关模块(140)电连接于所述电压生成模块(110)和所述电晕模块(121，122)之间，用于通过所述供电电压控制所述电晕模块(121，122)以间断的方式进行电晕放电；
其中，所述电晕模块(121，122)进行电晕放电的频率与所述供电电压的频率相同。
3.根据权利要求2所述的气体处理***，其特征在于，
所述电晕模块(121，122)包括第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)；以及
所述开关模块(140)包括第一开关(T1)和第二开关(T2)；用于分别控制所述第一电晕模块(121)和所述第二电晕模块(122)以间断的方式进行电晕放电；
其中，所述第一电晕模块(121)和所述第二电晕模块(122)以交替的方式进行电晕放电。
4.根据权利要求1所述的气体处理***，其特征在于，还包括：
一个或多个第一电压变换模块(TR1，TR3)，电连接于所述电压生成模块(110)和所述电晕模块(121，122)之间，用于将所述供电电压变换为用于所述一个或多个电晕模块(121，122)的相应的第一电压，所述第一电压大于所述供电电压；
其中，所述一个或多个第一电压变换模块(TR1，TR3)的数量与所述一个或多个电晕模块(121，122)的数量相同。
5.根据权利要求1所述的气体处理***，其特征在于，还包括：
第二电压变换模块(160)，电连接于所述电压生成模块(110)和所述分离模块(130)之间，用于将所述供电电压变换为用于所述分离模块(130)的第二电压，所述第二电压大于所述供电电压。
6.根据权利要求5所述的气体处理***，其特征在于，还包括：
整流模块(170)，所述整流模块(170)电连接于第二电压变换模块(160)与分离模块(130)之间，以对所述用于所述第二电压进行整流。
7.根据权利要求1所述的气体处理***，其特征在于，还包括：
直流电源模块(150)，与所述分离模块(130)并联连接，用于为所述分离模块(130)提供初始电压。
8.一种气体处理装置，其特征在于，包括：
壳体(180)；
电压生成模块(110)，通过所述气体的流动驱动所述电压生成模块(110)以生成交流的供电电压；
一个或多个电晕模块(121，122)，所述电晕模块(121，122)设置于所述壳体(180)内部，并利用所述供电电压进行电晕放电生成第一电场，所述气体流经所述第一电场使所述气体中的颗粒物带电；以及
分离模块(130)，所述分离模块(130)设置于所述壳体(180)内部，并利用所述供电电压生成第二电场，使带电的颗粒物在所述第二电场作用下从所述气体中分离。
9.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，还包括：
导流模块(181)，所述导流模块(181)设置于所述气体流向所述转子(111)的通路的内部，用于根据气体的流动速度改变所述通路的通口大小。
10.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，
所述电晕模块(121，122)以间断的方式进行电晕放电，所述电晕模块(121，122)进行电晕放电的频率与所述供电电压的频率相同。
11.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，
所述电晕模块(121，122)包括第一电晕模块(121)和第二电晕模块(122)，所述第一电晕模块(121)和所述第二电晕模块(122)根据所述供电电压以交替的方式进行电晕放电，且所述第一电晕模块(121)和所述第二电晕模块(122)进行电晕放电的频率均与所述供电电压的频率相同。
12.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，
所述电压生成模块(110)包括设置于所述壳体(180)外部的发电模块(112)和设置于所述壳体(180)内部的转子(111)，所述气体的流动使所述转子(111)旋转驱动所述发电模块(112)以生成所述供电电压。
13.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，所述电晕模块(121，122)包括两个在与所述气体的流动方向垂直的方向上相对设置的电晕电极，所述电晕电极为条形电极。
14.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，还包括：
收集模块(190)，设置于所述壳体(180)内部，其中所述带电的颗粒物在所述第二电场的作用下被导向所述收集模块(190)。
15.根据权利要求14所述的气体处理装置，其特征在于，所述收集模块(190)的材料为多孔陶瓷。
16.一种气体处理方法，其特征在于，包括：
通过所述气体的流动生成交流的供电电压；
利用所述供电电压进行电晕放电生成第一电场，所述气体流经所述第一电场使所述气体中的颗粒物带电；以及
利用所述供电电压生成第二电场，使所述带电的颗粒物在所述第二电场作用下从所述气体中分离。
17.根据权利要求16所述的气体处理方法，其特征在于，利用所述供电电压进行电晕放电生成第一电场，包括：
以间断的方式进行电晕放电；
其中，以间断的方式进行电晕放电的频率与所述供电电压的频率相同。
18.根据权利要求16所述的气体处理方法，其特征在于，利用所述供电电压生成第二电场，包括：
将所述供电电压变换为高于所述供电电压的第二电压以用于生成所述第二电场。
19.根据权利要求16所述的气体处理方法，其特征在于，利用所述供电电压进行电晕放电生成第一电场，包括：
将所述供电电压变换为高于所述供电电压的第一电压以用于生成所述第一电场。
20.根据权利要求18所述的气体处理方法，其特征在于，利用所述供电电压生成第二电场，还包括：
对所述第二电压进行整流以用于生成所述第二电场。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113356966A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 东风小康汽车有限公司重庆分公司 一种汽车尾气颗粒处理器及尾气处理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030209007A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-13 Furman Anthony Holmes Method and apparatus for reducing combustion engine emissions
CN101542080A (zh) * 2006-11-20 2009-09-23 株式会社东芝 气体净化装置、气体净化***以及气体净化方法
CN203835507U (zh) * 2014-02-13 2014-09-17 国家纳米科学中心 一种废气处理***
CN105587389A (zh) * 2015-12-25 2016-05-18 江苏汇智知识产权服务有限公司 一种双用汽车尾气净化装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5822981A (en) 1996-08-19 1998-10-20 Hughes Electronics Corporation Automatic control system and method for corona discharge pollutant destruction apparatus
US6474060B2 (en) 1999-11-17 2002-11-05 Southwest Research Institute Exhaust gas recirculation filtration system
WO2008062554A1 (fr) * 2006-11-20 2008-05-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif de purification de gaz, système de purification de gaz et procédé de purification de gaz
US20110283886A1 (en) 2008-09-30 2011-11-24 Perkins Engines Company Limited Method And Apparatus For Regenerating A Filter
US8966881B2 (en) 2009-05-19 2015-03-03 Utsunomiya University Device and method for combusting particulate substances
CN105727676B (zh) 2016-04-12 2018-03-06 昆明理工大学 一种电磁协同电滤除尘的方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030209007A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-13 Furman Anthony Holmes Method and apparatus for reducing combustion engine emissions
CN101542080A (zh) * 2006-11-20 2009-09-23 株式会社东芝 气体净化装置、气体净化***以及气体净化方法
CN203835507U (zh) * 2014-02-13 2014-09-17 国家纳米科学中心 一种废气处理***
CN105587389A (zh) * 2015-12-25 2016-05-18 江苏汇智知识产权服务有限公司 一种双用汽车尾气净化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113356966A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 东风小康汽车有限公司重庆分公司 一种汽车尾气颗粒处理器及尾气处理装置

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