一种节能减排的尾气处理装置

黄杰琪 苏 旭

（广东理工学院，广东 肇庆 526000）

1 背景

我国柴油消费主要用于交通运输、仓储及邮政业，其他消费还有工业生产和其他行业。2015年至今，交通运输、仓储及邮政业始终是柴油的主要需求群体，消费占比在60%以上，且整体呈现缓慢上升的趋势。而随着中国规模以上工业增加值同比增速的逐步放缓，工业柴油需求量占比缓慢下降。柴油车排放的有毒气体比研究人员此前预期的要多50%。所涉及的有毒气体——氮氧化物与数万人的过早死亡有关，科学家呼吁推出更严格的法规来限制进一步的伤害。因此本文针对柴油车排放的有毒气体和污染环境等问题，提出了一种节能减排的尾气处理装置，可以提高柴油车的柴油燃烧率，再对其尾气进行静电吸附，大大减少有害气体的排放，还给地球绿色健康生长环境。

2 国内外研究现状

燃油加热器最早出现在20世纪40年代的欧洲，用于冬季预热发动机或供货车驾驶室和客车车室取暖。作为一种车载预热器，燃油加热器自问世以来就备受用户青睐，在欧洲迅速推广之后又进入北美市场。

20世纪70-80年代，燃料价格和燃油税比率大幅上升，迫使欧美运输业不得不考虑减少燃料消耗，特别是减少发动机不必要的怠速运转。由于发动机怠速运转会产生大量的HC和CO，20世纪70年代，EPA制定了严格的反怠速法规，以尽量减轻发动机怠速运转对环境造成地污染。20世纪80年代初，河北泊头仪表厂和武汉车身附件研究所仿制德国产品率先投产并推出FJ系列空气燃油加热器，随后北京京威汽车设备有限公司在消化吸收国内外技术的基础上推出了YJ、QN系列燃油加热器，这些产品基本满足了当时国产客车和其他车辆的采暖要求并占据了绝大部分市场。

我国燃油加热器行业起步晚于欧美等发达国家，虽然经过多年发展，行业技术及产品性能已大大提升，但我国燃油加热器行业内大多数企业缺乏自主创新能力，技术较为落后。与欧美国家相比，我国燃油加热器的渗透率还较低，市场还有较大成长空间。据此，我们提出了具有创新能力的一种节能减排的尾气处理装置。

3 节能减排的尾气处理装置的意义

根据网络数据调查发现，导致大气污染的罪魁祸首是车辆排放的尾气。“一种节能减排的尾气处理装置”区别于市面上普通的尾气处理装置，是具有重大的现实意义：

1）绿色环保。通过汽车电源带动帆布传送带，帆布制传送带与电荷收集刷之间的摩擦产生静电荷。而静电吸附尾气中的固碳颗粒最终利用汽车的行驶过程中地抖动，将吸附的颗粒掉落静电除尘装置中。降低尾气中固体颗粒的排放，减少因排气管积炭导致的车辆怠速不稳，动力下降等情况，达到绿色环保指标。2）节能减排。通过对流经油管的柴油进行加热，在柴油雾化器的作用下达到更好的雾化效果，使得柴油充分燃烧，大量减少污染物产生。在节省油耗、提升燃油利用率的同时，通过静电过滤网吸附固体悬浮颗粒和三元催化器净化柴油燃烧的产物，使排放出的有害气体和固体悬浮颗粒降到最低。实现节能减排，低碳环保。

4 项目可行性分析

随着21世纪的到来，大气污染导致每年有30-70万人因烟尘污染提前死亡，2500万的儿童患慢性咽炎，400-700万农村妇女儿童受害。所以如今社会是需要减少污染气体的排放，而该项目就是提供节能减排的尾气处理装置。

1）我们线上线下一共发出1000份调查问卷，一共收回902份有效问卷。在调查问卷中选择了装置起“减少有害气体的排放”、“提高燃油的燃油率”、“延长汽车寿命”、“减少噪声污染”、“减少固体颗粒物的排放”作用的人数占比达到了99%。这表明了消费者期待的一款完善的节能减排尾气处理装置是具有可行性的。2）已具产品的三维图形。此项目正在研发中，在形成初期我们进行可行性研发。目前为止，我们以设计出产品的三维图形和产品的运行原理的视频。能实现柴油通过该装置预热，提高燃油率和尾气最后通过静电吸附实现低碳排放。3）国家政策推动柴油消费量，使本装置可行性提高。2020年“十四五”规划已出台。数字经济的发展带动了“新基建”投资的日益攀升，“新基建”将发力于科技端为主的基础设施建设，成为经济增长的新动能，所以预期整个“十四五”时期中国的柴油消费量将整体呈现稳步上升的态势。当柴油消费量上升，带动污染物的排放，该项目的装置正对准提高柴油燃烧率，减少污染物的排放，是本装置可行性提高。

5 本项目创新点

全新的燃油预热与尾气处理一体化装置，我们的产品由燃油预热器与静电吸附除尘装置组成。其工作原理是让燃油能均匀受热，在燃油雾化器的作用下达到更好的雾化效果，减少有害气体与固体悬浮微粒的产生。最后气体通过尾气处理装置后可大幅度降低尾气中固体颗粒与有害气体的排放。具体如下：

1）与传统的静电除尘不同。静电吸附除尘与静电除尘原理并不一样，静电吸附除尘技术是利用静电吸附作用吸附颗粒物，以达到除尘的效果。静电吸附技术最早被用来在医疗过程中杀菌、消毒，目前有该技术的产品并不多，而利用静电吸附原理也可以达到过滤细微颗粒物，需要的电压不高更加节约能源。2）中国国内暂无一种节能减排的尾气处理装置。预热装置，方形箱体结构，可以存储一部分预热燃油，改善在行驶过程中，因耗油量不同导致供油不足，动力下降，导致熄火。还可防止汽车在寒冬季节由于燃油蜡化，导致无法启动的问题。制造成本比较低廉，可提高燃油的利用率。

6 项目发展前景

1）国家支持绿色发展。创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念是具有内在联系的集合体，是“十三五”乃至更长时期我国发展思路、发展方向、发展着力点地集中体现。在“十四五”中也仍有：推动绿色发展，关注环保产业、统筹发展和安全，建设更高水平的平安中国，关注能源安全领域等产业的目标。2）国内需要节能减排装置且消费者需求广泛。中国加入世贸组织以来，国外的汽车企业陆续进入中国市场，就现阶段来说，汽车行业发展迅速、势头良好，中国消费水平较高，逐渐从追求价格转变到注重汽车品质。而如今汽车尾气对空气地污染越来越严重，且中国国内暂无一种节能减排的尾气处理装置。

7 总结

本项目是为了响应国家绿色发展政策，从而研发的一种节能减排的尾气处理装置。除了可以通过燃油预热提高柴油燃油率减少资源浪费和有害颗粒的排放，还可防止出现汽车在寒冬季节由于燃油蜡化，导致无法启动的问题。自主控制的调温系统随外界环境变化而调节电热板的温度，从而减少外界因素对于热油被加热到的温度的影响。最后尾气通过静电吸附装置使其排放更低碳更绿色。