1.本发明涉及降低有害气体排放的技术领域，具体涉及一种回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置。
背景技术：2.自柴油机问世以来，为世界的经济发展和社会的进步做出了十分巨大的贡献。柴油机的高热效率使其能在多个领域被广泛使用，然而，随着生产需求的提高，人们对柴油机的要求也逐步提高，其中尤为突出的是如何降低油耗及减少污染物排放的问题。柴油机在理想的条件下，燃烧生成的产物主要包括二氧化碳、水蒸气、氮气等无害气体，但是在实际燃烧过程中，由于柴油质量、雾化质量、燃烧室条件等因素，会导致柴油机的产物中出现氮氧化物、一氧化碳、未燃碳氢、碳烟等有害物质。在柴油机的运行过程中，存在着大量的预热的水蒸气直接被排放到大气中，造成了极大的资源浪费。因此，需要设计一种将柴油机的余热和产生水蒸气回收利用的装置，以降低耗油量，降低燃烧室内的燃烧温度，从而降低尾气中氮氧化物的产生，实现避免资源浪费的同时，降低污染物的排放。
技术实现要素：3.针对现有技术中的不足，本发明的目的在于将柴油机运行过程产生废气中的余热和水蒸气回收利用，有效降低能源资源的浪费，并实现降低耗油量及有害气体氮氧化物的生成。
4.为实现上述目的，本发明可以采取以下技术方案：
5.一种回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，其包括：
6.发动机，其在工作中会产生至少包含氮氧化物的尾气；
7.转轮除湿器，其具有再生区域；
8.换热器；
9.其中，所述发动机产生的所述尾气经第一路径进入所述转轮除湿器，所述尾气经所述转轮除湿器除湿后进入所述换热器，经所述换热器后至少部分温度升高的气体再经第二路径进入所述转轮除湿器，所述气体流过所述转轮除湿器的再生区域从而对吸附饱和的干燥剂进行加热再生形成水蒸气，水蒸气重新进入到所述发动机中。
10.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还包括颗粒捕捉器，所述发动机产生的所述尾气经过所述颗粒捕捉器，以清除所述尾气中所含的黑烟颗粒物。
11.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还设有与所述颗粒捕捉器配合使用的加热器，所述加热器用于将所述黑烟颗粒物燃烧，以转化成二氧化碳。
12.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还包括第一过滤单元，所述第一过滤单元设置于所述颗粒捕捉器的下游，经所述颗粒捕捉器处
理后的尾气经所述第一过滤单元进行进一步的过滤。
13.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还包括第一风机，所述第一风机设置于所述第一过滤单元的下游，所述第一风机用于将含有水蒸汽的尾气输入到所述转轮除湿器。
14.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还包括尾气处理器，所述尾气处理器设置于所述转轮除湿器的下游，所述尾气处理器用于去除尾气中的氮氧化物。
15.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，所述换热器的其中一换热流道包括第二风机，所述第二风机用于将装置外的气体送入所述换热器中，装置外的气体与相对温度较高的尾气进行换热以形成所述至少部分温度升高的气体。
16.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还包括第三风机和第二过滤单元，所述至少部分温度升高的气体经所述第三风机和所述第二过滤单元进入所述转轮除湿器。
17.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，还包括水蒸气量控制阀，所述水蒸气量控制阀用于控制进入到所述发动机中水蒸气的量。
18.如上所述的回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，进一步地，所述转轮除湿器的干燥剂的种类包括硅胶、分子筛、活性炭、天然岩石。
19.本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明基于转轮除湿技术实现柴油机的余热及水蒸气回收，重新通入柴油机中进行掺水燃烧，从而降低氮氧化物的生成。本发明相较于传统的柴油机燃烧，本发明可实现将柴油机燃烧的余热和水蒸气回收并有效利用，达到节油目的的同时还能够降低氮氧化物的生成，对环境的改善起到了一定的有效作用。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
21.图1为本发明实施例中降低氮氧化物排放的装置的结构示意图。
22.其中：1、柴油发动机；2、颗粒捕捉器；3、第一过滤单元；4、第一风机；5、转轮除湿器；6、尾气处理器；7、换热器；8、第二风机；9、第三风机；10、第二过滤单元；11、水蒸气量控制阀。
具体实施方式
23.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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.实施例：
25.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.参见图1，图1为本发明实施例中降低氮氧化物排放的装置的结构示意图。本发明将柴油机运行过程产生废气中的余热和水蒸气回收利用，有效降低能源资源的浪费，并实现降低耗油量及有害气体氮氧化物的生成。
28.一种回收柴油机余热和水蒸气降低氮氧化物排放的装置，其包括：发动机、转轮除湿器5和换热器7，其中，发动机在工作中会产生至少包含氮氧化物的尾气，本实施例以常见的柴油发动机1为例；转轮除湿器5具有再生区域；所述发动机产生的所述尾气经第一路径进入所述转轮除湿器5，所述尾气经所述转轮除湿器5除湿后进入所述换热器7，经所述换热器7后至少部分温度升高的气体再经第二路径进入所述转轮除湿器5，所述气体流过所述转轮除湿器5的再生区域从而对吸附饱和的干燥剂进行加热再生形成水蒸气，水蒸气重新进入到所述发动机中。
29.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括颗粒捕捉器2，所述发动机产生的所述尾气经过所述颗粒捕捉器2，以清除所述尾气中所含的黑烟颗粒物。上述实施例中，进一步地，还设有与所述颗粒捕捉器2配合使用的加热器，所述加热器用于将所述黑烟颗粒物燃烧，以转化成二氧化碳。
30.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括第一过滤单元3，所述第一过滤单元3设置于所述颗粒捕捉器2的下游，经所述颗粒捕捉器2处理后的尾气经所述第一过滤单元3进行进一步的过滤。
31.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括第一风机4，所述第一风机4设置于所述第一过滤单元3的下游，所述第一风机4用于将含有水蒸汽的尾气输入到所述转轮除湿器5。
32.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括尾气处理器6，所述尾气处理器6设置于所述转轮除湿器5的下游，所述尾气处理器6用于去除尾气中的氮氧化物。
33.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述换热器7的其中一换热流道包括第二风机8，所述第二风机8用于将装置外的气体送入所述换热器7中，装置外的气体与相对温度较高的尾气进行换热以形成所述至少部分温度升高的气体。
34.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括第三风机9和第二过滤单元10，所述至少部分温度升高的气体经所述第三风机9和所述第二过滤单元10进入所述转轮
除湿器5。
35.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括水蒸气量控制阀11，所述水蒸气量控制阀11用于控制进入到所述发动机中水蒸气的量。
36.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述转轮除湿器5的干燥剂的种类包括硅胶、分子筛、活性炭、天然岩石。
37.在一个完整实施例中，柴油发动机1生成的尾气由气路管通入颗粒捕捉器2中，利用过滤器捕获尾气中所含的黑烟颗粒物，再利用加热器等将颗粒物燃烧，转化成二氧化碳。首先将尾气通入颗粒捕捉器中可以避免将柴油机尾气中的颗粒物直接排放到大气中造成污染，并且防止颗粒物在后续的转轮除湿器5中发生堵塞。经颗粒捕捉器处理后的尾气通过气路管通过过滤单元3进行进一步的过滤，随后通过风机4将含水蒸汽的尾气输入到转轮除湿器5的除湿区中，湿尾气流经转轮的除湿区进行除湿。经过转轮除湿器5后的尾气仍含有nox等有害气体尚未被处理，若直接排放到大气中将造成大气污染，因此，需将尾气继续通入尾气处理器6中进行进一步的处理。通过处理后的尾气以达到了排放标准，但此时的尾气仍具有较高的热量，若直接排放将造成巨大的能量浪费。本发明不仅将尾气中的水蒸气回收，并且将尾气中的热量回收，为后续转轮除湿器5的再生区的水蒸气脱附提供热量，达到节能的目的。环境空气通过第二风机8被送入换热器7中进行加热，而从尾气处理器6排出的高温尾气在换热器7中进行换热后通过气路管被排放到大气中。被加热的空气经第三风机9通过第二过滤单元10，再经过气路管通入转轮除湿器5中，热空气流过再生区对吸附饱和的干燥剂进行加热再生。转轮除湿器5通过其驱动马达实现恒速旋转，使水蒸气的吸附和脱附循环得以连续进行。脱附后的水蒸气由水蒸气量控制阀11控制通入柴油发动机的量，往复循环工作。
38.上述转轮除湿器5中的干燥剂材料包含但不限于硅胶、分子筛、活性炭、天然岩石等。随着材料科学的发展，干燥剂的材料也得到了不断的改良和设计，如纳米无机多孔材料干燥剂、高吸湿性能有机聚合物干燥剂和复合干燥剂等。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
40.上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
