CN109647194A - 一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，包括监测装置和吸附过滤装置；吸附过滤装置包括制冷腔、第一沉积腔和依次设置的分流柱、活性炭吸附器、催化吸附器和负压风机。本发明提供的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装，通过监测装置、制冷腔、帕尔贴、第一沉积腔和依次设置的分流柱、活性炭吸附器、催化吸附器和负压风机的相互配合，实现了对城市街谷汽车尾气排放自适应吸附过滤的目的，从而降低城市街谷汽车尾气的浓度，缓解城市街谷因为扩散条件差而带来的汽车尾气富集，导致大气受到污染的问题。通过监测装置触发吸附过滤装置自动响应及关闭，降低了能耗，同时也能最大化满足吸附要求。

Description

一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备
技术领域
本发明涉及尾气净化领域，特别涉及一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备。
背景技术
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们越来越离不开汽车这一便利的代步工具。近几年来，随着汽车数量不断增长，由于汽车尾气导致的环境污染问题越来越严重。汽车在行驶的过程中所排除的气体叫做汽车尾气，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等，这些污染物进入空气中会严重的污染空气环境，特别是在高密度建筑的城市街谷区域，由于自然扩散能力差，加上短时交通流量较大，会在很大程度上加剧城市街谷的尾气污染程度，进而对城市近地面行人活动产生极大的健康威胁，也在很大程度上加剧了城市大气污染程度。因此在城市街谷配备相应的汽车尾气吸附处置装置，对减轻对城市环境的污染和人群健康的威胁意义重大。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，包括监测装置和吸附过滤装置；其中：
所述监测装置用于检测空气中的尾气含量、汽车流量以及气象情况；监测装置和吸附过滤装置均设于道路两旁的路灯上；
所述吸附过滤装置包括制冷腔、第一沉积腔和依次设置的分流柱、活性炭吸附器、催化吸附器和负压风机；
所述分流柱设于所述制冷腔上方；所述制冷腔的上方设有帕尔贴；所述帕尔贴的制冷面朝下，制热面朝向分流柱；所述分流柱一侧设有正电腔，另一侧设有负电腔；
所述正电腔和负电腔的进风口通过第一沉积腔与制冷腔导通，出风口通过第二沉积腔与活性炭吸附器导通；所述第一沉积腔内设有引流器；所述引流器下设有第一沉积槽；所述第二沉积腔下设有第二沉积槽；所述监测装置、负压风机均与控制器通讯连接；根据所述监测装置的监测情况触发控制器启动或关闭的负压风机。
进一步地，所述催化吸附器为三元催化器。
进一步地，活性炭吸附器为多孔结构。
进一步地，所述第一沉积腔上方设有隔板；所述隔板底部设有若干锥形的引流器；所述引流器之间设有通孔。
进一步地，所述监测装置为尾气监测传感器、汽车流量传感器和气象传感器。
进一步地，还包括后置处理装置；所述后置处理装置与吸附过滤装置连接；所述后置处理装置内设有活性炭吸附器、催化吸附器更换装置和第一沉积腔、第二沉积腔清洗装置。
进一步地，所述防粘层由以下重量份数配比的组分制成：
进一步地，所述防粘层由以下重量份数配比的组分制成：
进一步地，所述热塑性树脂为丙烯酸树脂、氯化橡胶、氯乙烯树脂中的至少一种。
进一步地，所述溶剂为二甲苯、甲苯、乙苯、***、乙二醇二丁醚、醋酸丁酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮中的至少一种。
本发明提供的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装，通过监测装置、制冷腔、帕尔贴、第一沉积腔和依次设置的分流柱、活性炭吸附器、催化吸附器和负压风机的相互配合，实现了对城市街谷汽车尾气排放自适应吸附过滤的目的，能够具有针对性地对尾气逐步净化，净化效率高，从而降低城市街谷汽车尾气的浓度，缓解城市街谷因为扩散条件差而带来的汽车尾气富集。通过监测装置触发吸附过滤装置自动响应及关闭，降低了能耗，同时也能最大化满足吸附要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的监测装置和吸附过滤装置设置位置图；
图2为吸附过滤装置剖面图；
图3为分流柱与正电腔和负电腔结构的俯视图；
图4为更换装置模块示意图。
附图标记：
10监测装置 30吸附过滤装置 40后置处理装置
310制冷腔 311帕尔贴 320第一沉积腔
321第一沉积槽 322引流器 323隔板
324通孔 330分流柱 331正电腔
332负电腔 333第二沉积腔 334第二沉积槽
340活性炭吸附器 350催化吸附器 360负压风机
370控制器
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”以及类似的词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。
本发明实施例提供一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，包括监测装置10和吸附过滤装置30；其中：
所述监测装置10用于检测空气中的尾气含量、汽车流量以及气象情况；监测装置10和吸附过滤装置30均设于道路两旁的路灯上；
所述吸附过滤装置30包括制冷腔310、第一沉积腔320和依次设置的分流柱330、活性炭吸附器340、催化吸附器350和负压风机360；
所述分流柱330设于所述制冷腔310上方；所述制冷腔310的上方设有帕尔贴311；所述帕尔贴311的制冷面朝下，制热面朝向分流柱330；所述分流柱330一侧设有正电腔331，另一侧设有负电腔332；
所述正电腔331和负电腔332的进风口通过第一沉积腔320与制冷腔310导通，出风口通过第二沉积腔333与活性炭吸附器340导通；所述第一沉积腔320内设有引流器322；所述引流器322下设有第一沉积槽321；所述第二沉积腔333下设有第二沉积槽334；所述监测装置10、负压风机360均与控制器370通讯连接；根据所述监测装置10的监测情况触发控制器370启动或关闭的负压风机360。
具体实施时，如图1、图2和图3所示，城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，包括监测装置10和吸附过滤装置30；其中：
监测装置10为尾气监测传感器、汽车流量传感器和气象传感器；监测装置10用于检测空气中的尾气含量、汽车流量以及气象情况；当尾气监测传感器监测到数据超过既定阈值，或者汽车流量传感器监测到汽车拥堵且流量超载时，或者气象传感器监测到街谷气象扩散条件较差时，通过是一项或多项监测结果共同决定是否开启吸附过滤装置30；
监测装置10和吸附过滤装置30均设于道路两旁的路灯上；通过将监测装置10及吸附过滤装置30与道路两旁的照明路灯进行绑定，以方便接市电和安装，高度根据汽车尾气扩散高度设定，降低施工难度；
如图2所示，吸附过滤装置30包括制冷腔310、第一沉积腔320和依次设置的分流柱330、活性炭吸附器340、催化吸附器350和负压风机360；
制冷腔310一端开口，另一端与第一沉积腔320连接；分流柱330设于制冷腔310上方；制冷腔310的上方设有若干帕尔贴311；帕尔贴311与控制器30电性连接；帕尔贴311的制冷面朝向制冷腔310的腔体，制热面朝向分流柱330；若干帕尔贴311的制冷面能够制冷-70℃～0℃；如图3所示，分流柱330为圆柱形，分流柱330左侧设有正电腔331，右侧设有负电腔332；正电腔331与负电腔332的形状均与分流柱330的形状相适配；通过正负离子发生器使正电腔331和负电腔332内分别带正电荷和负电荷；
正电腔331和负电腔332的进风口通过第一沉积腔320与制冷腔310导通，出风口通过第二沉积腔333与活性炭吸附器340导通；第一沉积腔320内设有引流器322；引流器322下设有第一沉积槽321；第二沉积腔333下设有第二沉积槽334；监测装置10、负压风机360均与控制器370有线或无线通讯连接；
当监测装置10检测到环境中的尾气或流量或气象满足吸附过滤装置30启动时，监测装置10将监测情况传输给控制器370，通过控制器370中的数据传输终端、数据存储模块、数据解析模块解析数据状态，并通过无线或有线传输设备启动负压风机360、帕尔贴311和正负离子发生器；
负压风机360启动后将带有尾气的气体从制冷腔310的开口端进入制冷请310内，由于汽车油箱盖内的垫圈老化或不平整、喷油嘴和节气门长期未清洗产生污垢，造成汽油燃烧不充分、汽油滤清器较脏或连接软管接口松动老化、油箱连接软管老化松动等原因造成汽油泄露，导致尾气也含有一定量的汽油；通过制冷腔310的降温和负压风机的作用下，使得气体中的汽油附着在引流器322上，并在引流器322的引导下滴入第一沉积槽321中，实现尾气中的汽油分离；
汽油分离后的气体在分流柱330的作用下分成两部分，一部分进入正电腔331，另一部分进入负电腔332内；通过正电腔331和负电腔332使得和气体中的固体悬浮颗粒和含铅颗粒等颗粒物质带正电或负点；分别从正电腔331和负电腔332流出的分别带有正电、负电颗粒的气体在第二沉积腔33中产生碰撞结合，并通过帕尔贴311制热面的作用下，对气体加热，使空气分子运动加快，从而产生紊流，从而在增大正电、负电颗粒的碰撞，使得带有正电的颗粒和带有负电的颗粒结合形成大颗粒，并掉入第二沉积槽334中，实现汽车尾气中颗粒物的分离；在实验中发现，在相同实验条件下，正负电腔未加热时的颗粒沉积率比加热时小70％；
经过颗粒物分离的气体在负压风机的作用下依次穿过具有多孔结构的活性炭吸附器340和催化吸附器350，并将干净的气体排入空气中；活性炭吸附器340能够吸附二氧化碳等气体；其中，催化吸附器350为三元催化器，当高温的汽车尾气通过催化吸附器350时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化；
本发明中利用帕尔贴311一面制热，一面制冷的特性；将制冷面用于空气中汽油成分的凝聚，将制热面用于空气中颗粒成分的沉积；同时，由于三元催化器的催化需要一定的温度，而在汽油成分的凝聚中需要降温，若将降温的控制直接通入三元催化器，则会导致催化效率低的问题，而通过帕尔贴311制热面的加热，不仅达到了颗粒的沉积目的，也满足了三元催化器中需要热量这一工作条件。
上述控制器与各个装置部件之间的连接电路、线路排布等在本领域均是容易实现的在此不再赘述。
较佳地，如图1所示，监测装置10与控制器370无线通讯连接。
本发明提供的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装，通过监测装置、制冷腔、帕尔贴、第一沉积腔和依次设置的分流柱、活性炭吸附器、催化吸附器和负压风机的相互配合，实现了对城市街谷汽车尾气排放自适应吸附过滤的目的，能够具有针对性地对尾气逐步净化，净化效率高，从而降低城市街谷汽车尾气的浓度，缓解城市街谷因为扩散条件差而带来的汽车尾气富集，导致大气受到污染的问题。通过监测装置触发吸附过滤装置自动响应及关闭，降低了能耗，同时也能最大化满足吸附要求。
优选地，所述催化吸附器350为三元催化器。
优选地，活性炭吸附器340为多孔结构。
优选地，所述第一沉积腔320上方设有隔板323；所述隔板323底部设有若干锥形的引流器322；所述引流器322之间设有通孔324。
优选地，城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备还包括后置处理装置40；所述后置处理装置40与吸附过滤装置30连接；所述后置处理装置40内设有活性炭吸附器340、催化吸附器350更换装置和第一沉积腔320、第二沉积腔330清洗装置。
具体实施时，如图4所示，城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备还包括后置处理装置40；所述后置处理装置40与吸附过滤装置30连接；所述后置处理装置40内设有活性炭吸附器340、催化吸附器350更换装置和第一沉积腔320、第二沉积腔330清洗装置。其中更换装置包括定时模块、自动锁止组件和滑轨和上料机构和存储仓，通过定时模块定时部件需要更换时间；通过存储仓能够存储活性炭吸附器340、催化吸附器350等部件；通过上料机构能够将存储仓中的部件转移至滑轨上；通过滑轨能将部件送至需要安装的部位；通过自动锁止组件能够将活性炭吸附器340、催化吸附器350自动拆卸和安装；上述定时装置、上料机构、滑轨和自动锁止组件均与控制器370通讯连接；
清洗装置为若干吸附管道，管道连接有负压装置，管道分别导通至第一沉积槽321和第二沉积槽334，通过管道的吸附将第一沉积槽321和第二沉积槽334中的颗粒或汽油吸附分别吸附至存储装置中存储，其中汽油可回收再利用。通过后置处理装置40对第一沉积腔320、活性炭吸附器340、催化吸附器350、第二沉积腔330进行清洗或置换，以起到定期维护设备的目的。
较佳地，上述定时装置、上料机构、滑轨和自动锁止组件在本领域可采用现有技术，在此不再一一赘述。
优选地，所述制冷腔310和第一沉积腔320内壁均设有防粘层。
本发明还提供如下防粘层制备实施例
实施例1
将15份聚乙烯基***与30份热塑性树脂投入到搅拌研磨机中搅拌1.5h，其中，搅拌研磨机的速度为800rpm；然后再加入12份聚四氟乙浓缩液、5份尼龙、10份植物丁二醇和20份甲苯研磨2h，其中搅拌研磨机的速度增至8000rpm，物料使细度小于100μm后，制备形成涂料。
实施例2
将20份聚乙烯基***与45份热塑性树脂投入到搅拌研磨机中搅拌1.5h，其中，搅拌研磨机的速度为800rpm；然后再加入15份聚四氟乙浓缩液、8.5份尼龙、13.5份植物丁二醇和30份甲苯研磨2h，其中搅拌研磨机的速度增至8000rpm，物料使细度小于100μm后，制备形成涂料。
实施例3
将18份聚乙烯基***与38份热塑性树脂投入到搅拌研磨机中搅拌1.5h，其中，搅拌研磨机的速度为800rpm；然后再加入13份聚四氟乙浓缩液、7份尼龙、9份植物丁二醇和18份甲苯研磨2h，其中搅拌研磨机的速度增至8000rpm，物料使细度小于100μm后，制备形成涂料。
上述实施例中的聚乙烯基***采用老河口荆洪化工有限责任公司生产的25104-37-4；热塑性树脂采用翁开尔公司生产的SR系列丙烯酸树脂；聚四氟乙烯采用市售的液体浓缩液；尼龙采用市售尼龙；植物丁二醇为日本KOKYU；
为检验本发明提供的防粘层在实际中的应用，以市售的誉远涂料公司生产的yytl型号的防粘油漆3涂料为对比例1。对对比例1和各实施例中的防粘层进行附着力和耐水性测试，并将对比例1和各实施例中的防粘层涂料涂布在测试环境和条件均相同的本发明提供的各个城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装的制冷腔310和第一沉积腔320内壁中运行3个月进行汽油粘度测试，测试结果如表1所示：
表1
附着力(拉拔法)/Mpa的测试标准为GB/T5210-2006。
耐水性/0℃的测试标准为GB/T9274-1988。
汽油粘度的测试方法为涂覆有不粘层的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装运行3个月后，观察制冷腔310和第一沉积腔320内壁有误的附着情况，若附着的汽油厚度大于0.2cm则为3级；若附着的汽油厚度在0.2cm-0.05cm则为2级，若附着的汽油厚度小于0.05cm则为1级。
根据如上测试结果可知，采用对比例1对汽油的粘度为3级，而实施例1、实施例2和实施例3中的汽油粘度分别为1级、2级和1级，明显由于实施例1，由此可见本发明提供的防粘层能够有效减少在尾气吸附过程中汽油分子粘附在制冷腔310和第一沉积腔320内表面，导致风道直径减小、通风受阻。本发明通过聚四氟乙烯和尼龙、聚乙烯基***、热塑性树脂、植物丁二醇，协同作用能够减小涂层的表面张力,从而减少汽油分子的粘附。
另外，根据如上耐水性测试可知，实施例1、实施例2和实施例3中，防粘层经过3个月的测试，仍然不起泡、不脱落；而对比例1中则出现了起泡现象。由于空气中不仅含有尾气，更含有大量的水分子，在进行尾气吸附处理时，空气中的水分也会被一并吸附，本发明中的聚乙烯基***与热塑性树脂能够提高涂层的耐溶胀性能，从而使涂层具有良好的耐水性能，避免涂层起泡、脱落的问题。
在汽油粘度测试过程，对比例1中的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装的制冷腔310和第一沉积腔320在测试进行15天后第一沉积腔320内发生自燃现象。经过分析发现，该现象为静电引起。由于正负离子发生器、空气摩擦等原因，导致第一沉积腔320内容易产生静电，静电进入第一沉积腔320后，由于第一沉积腔320内的汽油分子浓度较高且聚乙烯基***属于易燃材料，极易引起燃烧甚至***事故。众所周知，热塑性树脂、聚四氟乙烯和尼龙等材料均容易产生或吸附静电，本发明中的植物丁二醇不仅对防汽油粘附起到协同作用，更由于其具有优异的保湿性能，能够解决热塑性树脂、聚四氟乙烯和尼龙等材料带来的静电问题，从而提高本发明提供的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装的安全性能。若减少植物丁二醇组分，则无法达到防静电自然的效果。通过防粘层不仅能够防止装置内部沉积过多难物质导致风道直径减少使通风受阻问题，同时也能解决静电问题。
优选地，所述热塑性树脂为丙烯酸树脂、氯化橡胶、氯乙烯树脂中的至少一种。
优选地，所述溶剂为二甲苯、甲苯、乙苯、***、乙二醇二丁醚、醋酸丁酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮中的至少一种。
尽管本文中较多的使用了诸如监测装置、吸附过滤装置、后置处理装置、制冷腔、帕尔贴、第一沉积腔、第一沉积槽、引流器、隔板、通孔、分流柱、正电腔、负电腔、第二沉积腔、第二沉积槽、活性炭吸附器、催化吸附器、负压风机、控制器和防粘层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：包括监测装置(10)和吸附过滤装置(30)；其中：
所述监测装置(10)用于检测空气中的尾气含量、汽车流量以及气象情况；监测装置(10)和吸附过滤装置(30)均设于道路两旁的路灯上；
所述吸附过滤装置(30)包括制冷腔(310)、第一沉积腔(320)和依次设置的分流柱(330)、活性炭吸附器(340)、催化吸附器(350)和负压风机(360)；
所述分流柱(330)设于所述制冷腔(310)上方；所述制冷腔(310)的上方设有帕尔贴(311)；所述帕尔贴(311)的制冷面朝下，制热面朝向分流柱(330)；所述分流柱(330)一侧设有正电腔(331)，另一侧设有负电腔(332)；
所述正电腔(331)和负电腔(332)的进风口通过第一沉积腔(320)与制冷腔(310)导通，出风口通过第二沉积腔(333)与活性炭吸附器(340)导通；所述第一沉积腔(320)内设有引流器(322)；所述引流器(322)下设有第一沉积槽(321)；所述第二沉积腔(333)下设有第二沉积槽(334)；所述监测装置(10)、负压风机(360)均与控制器(370)通讯连接；根据所述监测装置(10)的监测情况触发控制器(370)启动或关闭的负压风机(360)。
2.根据权利要求1所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述催化吸附器(350)为三元催化器。
3.根据权利要求1所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：活性炭吸附器(340)为多孔结构。
4.根据权利要求1所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述第一沉积腔(320)上方设有隔板(323)；所述隔板(323)底部设有若干锥形的引流器(322)；所述引流器(322)之间设有通孔(324)。
5.根据权利要求1所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述监测装置(10)为尾气监测传感器、汽车流量传感器和气象传感器。
6.根据权利要求1所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：还包括后置处理装置(40)；所述后置处理装置(40)与吸附过滤装置(30)连接；所述后置处理装置(40)内设有活性炭吸附器(340)、催化吸附器(350)更换装置和第一沉积腔(320)、第二沉积腔(330)清洗装置。
7.根据权利要求1所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述制冷腔(310)和第一沉积腔(320)内壁均设有防粘层；所述防粘层由以下重量份数配比的组分制成：
8.根据权利要求7所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述防粘层由以下重量份数配比的组分制成：
9.根据权利要求7或8所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述热塑性树脂为丙烯酸树脂、氯化橡胶、氯乙烯树脂中的至少一种。
10.根据权利要求7或8所述的城市街谷汽车尾气自适应吸附处置装备，其特征在于：所述溶剂为二甲苯、甲苯、乙苯、***、乙二醇二丁醚、醋酸丁酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮中的至少一种。
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