一種消除汽車尾氣中pm2.5顆粒物的裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車尾氣凈化裝置，特別涉及一種消除汽車尾氣中PM2.5顆粒物的裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，我國區域性大氣污染問題日益嚴重，以PMlO和PM2.5顆粒物為特征污染物的灰霾天氣日益突出，嚴重影響了人們的健康和生態安全。為了有針對性的治理霧霾污染，2014年初環保部下發了《關于開展第一階段大氣顆粒物來源解析研宄工作的通知》(環辦〔2014〕7號)。各重點城市公布的PM2.5顆粒物源解析結果表明:汽車尾氣是顆粒物的主要來源之一，而且隨著汽車保有量的增加，汽車尾氣占顆粒物來源的比重將越來越大。
[0003]為減少汽車尾氣對大氣污染的危害，國內一些城市出臺了汽車限購、單雙號限行等措施，在一定程度上減少了汽車尾氣的排放，但抑制了消費需求，不能從根本上消除污染隱患，因此需要一種能夠直接消除汽車尾氣中顆粒物的裝置。目前，汽車尾氣的處理方法常采用過濾、水洗以及靜電除塵等方法。中國專利(申請號:200720148310.3)提出了一種專門用于柴油發動機的顆粒捕捉器，可以通過過濾收集汽車尾氣中的顆粒物，然后將顆粒物燃燒，從而達到消除尾氣中的顆粒物的目的。由于該裝置采用傳統過濾膜，對于直徑較小的PM2.5顆粒物，捕捉過濾效果較差。中國專利(申請號:201310137162.5和201310137165.9)提出了一種水霧化脫除汽車尾氣中顆粒物的裝置，利用MRM膜(分子共振膜)在水中產生負離子，含有負離子的水霧與汽車尾氣中的氣體、顆粒物等反應，從而達到凈化尾氣的目的，但這種裝置體積大、凈化效率較低且容易造成二次污染。中國專利(申請號:201210039806.2)提出了一種靜電噴霧脫除汽車尾氣中的顆粒物的處理裝置及方法，利用帶電水霧吸附顆粒物從而凝聚沉降，但該裝置需要外接兩個高壓電源，裝置體積較大較重，成本也較高，而且顆粒物收集方式過于簡單，容易造成顆粒物隨著尾氣排放到空氣中降低過濾效果。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種輕質高效的消除汽車尾氣中顆粒物的裝置，該裝置安裝方便，使用過程中可有效去除尾氣中的PM2.5顆粒，同時還能起到殺菌和去除尾氣中重金屬的作用，更好的凈化汽車尾氣，減少污染。
[0005]為了解決上述問題，本發明提供了一種消除汽車尾氣中PM2.5顆粒物的裝置，包括管體、直流升壓模塊、儲液箱、微量增壓泵、靜電噴射裝置、過濾網、灰斗；所述直流升壓模塊的電壓輸入端電連接汽車蓄電池，直流升壓模塊的電壓輸出端電連接靜電噴射裝置的金屬噴頭；所述儲液箱通過輸液管連接控制噴射液體輸出的微量增壓泵，所述微量增壓泵電連接為其提供電能的汽車蓄電池，所述微量增壓泵通過輸液管連接金屬噴頭的靜電紡絲前驅液輸入端口 ；金屬噴頭的噴射口設置于管體內，所述管體前端和后端分別設有汽車尾氣的進氣口和出氣口 ；所述進氣口連接汽車尾氣排氣管，所述管體的內徑大于進氣口的內徑，所述出氣口處設置有過濾網和收集尾氣中顆粒物的灰斗，灰斗設置于過濾網前部。
[0006]PM2.5顆粒隨汽車尾氣通過小口徑的進氣口進入大口徑的管體中時，PM2.5顆粒的運動速度會降低，在這種低速條件下，PM2.5顆粒更容易與管體內的金屬噴頭噴射口噴出的電紡絲/噴霧結合，從而更好的清除PM2.5顆粒，同時，大口徑的管體也給電紡絲/噴霧與PM2.5顆粒的接觸結合提供了更充足的空間，有利于提高電紡絲/噴霧捕獲PM2.5顆粒的效率。
[0007]作為優先，所述直流升壓模塊為行輸出變壓器或DC-高壓DC逆變器。
[0008]直流升壓模塊采用行輸出變壓器或DC-高壓DC逆變器等將汽車蓄電池提供的12V電壓升高為5?12千伏的直流電壓后作為靜電噴霧設備的紡絲電壓輸出，可以滿足靜電紡絲/噴霧過程對電壓的要求，無需外接高壓電壓源，減少了裝置的制造成本和裝置的重量，更加方便安裝使用。
[0009]作為優先，所述金屬噴頭為金屬毛細管，金屬毛細管一端通過輸液管連接微量增壓泵，另一端作為金屬噴頭的噴射口由絕緣塞固定在管體上并從絕緣塞伸出。
[0010]作為優先，所述儲液箱內置有含殼聚糖的高分子水溶液。
[0011]經靜電紡絲/噴霧產生的含殼聚糖的帶電的納米纖維或納米顆粒，對PM2.5顆粒物有很強吸附能力，殼聚糖還具有天然抗菌作用，并且能夠絡合凈化重金屬離子，能夠在吸附PM2.5顆粒的同時去除尾氣中的重金屬和其他有害物質，凈化尾氣。
[0012]作為優先，所述管體和出氣口連接處設置有螺栓螺母接口，出氣口通過螺栓和螺母結構固定在管體上。
[0013]作為優先，所述過濾網為可拆卸的由納米纖維膜制成的折疊式過濾網，所述納米纖維膜的纖維直徑為80-1000納米，納米纖維膜的孔隙率為60?80%。
[0014]由納米纖維構成的纖維膜具有纖維細度極小和良好的電荷保持能力，導致其表面能和活性增大，有很強的阻隔性和靜電吸附力，可以更好的吸附較小的顆粒，納米纖維膜具有較高的孔隙率，致使其透氣性好，過濾阻力低，不會影響氣體的通過。折疊式過濾網的結構增大了納米纖維膜的面積，增大了濾網與尾氣中顆粒物質的接觸幾率，能夠起到更好的過濾效果。
[0015]本發明還公開了該消除汽車尾氣中PM2.5顆粒物的裝置的使用方法:
[0016](I)通過進氣口將該裝置直接安裝在汽車尾氣管處；
[0017](2)開啟汽車，使汽車蓄電池工作，微量增壓泵將含殼聚糖的高分子溶液通過輸液管輸入到金屬噴頭中，在噴頭噴射口處形成液滴；
[0018](3)汽車蓄電池提供的電壓經直流升壓模塊作用至升壓到5-12千伏，直流升壓模塊的電壓輸出端的正極連接金屬噴頭，負極接地，金屬噴頭噴射口處的液滴在電場力作用下產生帶電的殼聚糖等高分子納米纖維/顆粒，這些帶電的納米纖維/顆粒吸附汽車尾氣中的PM2.5顆粒，使之迅速增大團聚變成大顆粒；
[0019](4)吸附顆粒物后的高分子團聚物大顆粒隨著尾氣繼續運動到出氣口，被過濾網阻住沉降到灰斗處。
[0020]本發明的有益效果是:本發明提供一種輕質高效的消除汽車尾氣中顆粒物的裝置，該裝置安裝方便，使用過程中可有效去除尾氣中的PM2.5顆粒，同時還能起到殺菌和去除尾氣中重金屬的作用，更好的凈化汽車尾氣，減少污染。具體的說:
[0021]I)本發明的裝置使用時，PM2.5顆粒隨汽車尾氣通過小口徑的進氣口進入大口徑的管體中時，PM2.5顆粒的運動速度會降低，在這種低速條件下，PM2.5顆粒更容易與管體內的金屬噴頭噴射口噴出的電紡絲/噴霧結合，從而更好的清除PM2.5顆粒，同時，大口徑的管體也給電紡絲/噴霧與PM2.5顆粒的接觸結合提供了更充足的空間，有利于提高電紡絲/噴霧捕獲PM2.5顆粒的效率。
[0022]2)本發明的高壓直流電來源是汽車蓄電池，無需另外添加價格較高的高壓電源，可以大大節省成本和空間，并且能夠隨著汽車啟動即開始工作，無需額外操作，方便安裝和使用。
[0023]3)由納米纖維構成的纖維膜具有纖維細度極小和良好的電荷保持能力，導致其表面能和活性增大，有很強的阻隔性和靜電吸附力，可以更好的吸附較小的顆粒，納米纖維膜具有較高的孔隙率，致使其透氣性好，過濾阻力低，不會影響氣體的通過。折疊式過濾網的結構增大了納米纖維膜的面積，增大了濾網與尾氣中顆粒物質的接觸幾率，能夠起到更好的過濾效果。
[0024]4)紡絲前驅液是含殼聚糖的高分子水溶液，靜電噴霧后形成帶電的高分子納米纖維/顆粒，具有比帶電水霧更強的吸附作用，能夠高效迅速吸附團聚汽車尾氣中的PM2.5顆粒，帶電殼聚糖等高分子納米纖維/顆粒，除了對PM2.5顆粒物有很強吸附能力，對尾氣中的少量重金屬元素等有毒物質也有極強的絡合吸附能力，尾