柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺 |
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| 申请号 | CN201610170447.2 | 申请日 | 2016-03-24 | 公开(公告)号 | CN107227994A | 公开(公告)日 | 2017-10-03 |
| 申请人 | 华玉娣; | 发明人 | 华玉娣; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种柴油机尾气 过滤器 。它包括过滤箱（1），过滤箱（1）内沿气流设置有 氧 化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3），过滤箱（1）的内表面涂覆有 二氧化 硅 隔热 涂层 ，氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）的外表面均设置有隔热减震层（7），蜂窝载体的涂覆工艺包括步骤一、配料；步骤二、取浆料；步骤三、涂覆；步骤四、烧制。本发明一种柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺，在陶瓷蜂窝载体和氧化型催化器两级过滤下，将尾气反应成CO2、H2O，隔壁上的微孔能有效过滤废气中的 碳 烟颗粒，并在催化剂涂层的作用下碳烟颗粒会被燃烧掉；涂覆工艺不仅涂覆均匀，并且涂覆的浆料与陶瓷载体能充分结合，使得陶瓷载体的过滤效果好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种柴油机尾气过滤器，包括过滤箱（1），其特征在于：所述过滤箱（1）的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，所述柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺还包括氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3），所述氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）沿气流依次设置在过滤箱（1）内，所述氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）的外表面均设置有隔热减震层（7），所述陶瓷蜂窝载体（3）与过滤箱（1）的内壁相对应，且陶瓷蜂窝载体（3）沿轴线方向密布有气孔（3.1），所述气孔（3.1）的一端为开口（3.6），另一端设置有封堵面（3.2），所述封堵面（3.2）和开口（3.6）间隔布置，所述相邻两个气孔（3.1）设置有隔壁（3.3），隔壁（3.3）上开有呈蜂窝状的微孔（3.4），隔壁（3.3）上涂覆有催化剂涂层（3.5）。 |
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| 说明书全文 | 柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺技术领域背景技术[0002] 目前，普通的汽车柴油机尾气过滤器，其排放的污染物中含有碳烟颗粒物( PM)、烃类(HC)、CO和NOx 等。因为尾气中O2含量较高，故HC和CO排放量较少，一般只有汽油机的1/10，NOx排放量与汽油机大致相同，而PM的排放量约为汽油机的几十倍，因此现有的柴油机尾气过滤器不能有效过滤碳烟颗粒物，这样排放的尾气会有大量黑烟，造成环境污染。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺，此柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺在过滤汽车尾气中的CO、HC、NOx有害气体的同时也能过滤碳烟颗粒，并在高温下碳烟颗粒会逐步燃烧而氧化，依靠柴油车自身温度实现陶瓷蜂窝载体的再生；涂覆工艺不仅涂覆均匀，并且涂覆的浆料与陶瓷载体能充分结合，使得陶瓷载体的过滤效果好。 [0005] 本发明的目的是这样实现的：一种柴油机尾气过滤器，包括过滤箱，其特点是：所述过滤箱的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，所述柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺还包括氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体，所述氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体沿气流依次设置在过滤箱内，所述氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体的外表面均设置有隔热减震层，所述陶瓷蜂窝载体与过滤箱的内壁相对应，且陶瓷蜂窝载体沿轴线方向密布有气孔，所述气孔的一端为开口，另一端设置有封堵面，所述封堵面和开口间隔布置，所述相邻两个气孔设置有隔壁，隔壁上开有呈蜂窝状的微孔，隔壁上涂覆有催化剂涂层。 [0006] 本发明一种柴油机尾气过滤器，其气孔的孔数为600孔/平方英寸。 [0007] 本发明一种柴油机尾气过滤器，其隔壁的厚度为0.13~0.14mm。 [0010] 本发明的蜂窝载体的涂覆工艺，其特点是：所述涂覆工艺包括以下步骤：步骤一、配料，首先将活性氧化铝和铂、铑、钯贵金属溶液混合12小时，得到重量百分数 30-70%的混合溶液，然后配入重量百分数25-60%的稀土，再加入重量百分数1-5%的活性组分（分子筛）、重量百分数1-5%的高分子树脂溶液、重量百分数1-5%的的铝胶、重量百分数1- 5%的稀土硝酸盐，搅拌6小时成胶状；其中稀土为氯化物除氧材料；活性组分为高气孔率的分子筛；高分子树脂溶液为聚乙烯醇溶液，其水跟物料比为1：20； 步骤二、取浆料，通过计算蜂窝陶瓷载体隔壁的面积，进而计算所需的步骤一中胶状的混合液的重量，然后用容器取出定量的胶状混合液； 步骤三、涂覆，将蜂窝陶瓷载体置于一个吸力装置的上方，吸力装置与蜂窝陶瓷载体的底部紧贴，将步骤三的得到的浆料倒在蜂窝陶瓷载体的顶面，呈胶状的浆料不具备流动性，位于蜂窝陶瓷载体的表面，此时打开吸力装置，在吸力装置的作用下，胶状的浆料沿着蜂窝陶瓷载体的隔壁从顶面被吸往底面； 步骤四、烧制，将步骤四得到的蜂窝陶瓷载体置于550℃的炉窑烧制3-5小时。 [0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种柴油机尾气过滤器及蜂窝载体的涂覆工艺，在氧化型催化器的作用下尾气中的有害成分HC、CO 和碳烟颗粒物（PM）中的有机物进入氧化型催化器进行一级过滤，在催化剂作用下被氧化成CO2 和水，NO则被氧化成还原性能更强的NO2，然后在陶瓷蜂窝载体的作用下，废气中的碳烟颗粒将被过滤捕捉在隔壁上，并在高温条件催化剂涂层的作用下，碳烟颗粒会逐步燃烧而氧化，依靠柴油车自身温度实现陶瓷蜂窝载体的再生，进一步提高了尾气净化效果；配料中加入了作为粘合剂的聚乙烯醇溶液和作为吸附剂的铝胶，因此搅拌后的混合液呈胶状，并配合步骤三中的吸力装置，可以使得浆料从陶瓷载体的顶面开始涂覆，与现有的从陶瓷载体底部开始涂覆水状浆料的工艺相比，本发明浆料涂覆均匀，涂覆的浆料与陶瓷载体能充分结合，使得陶瓷载体的过滤效果好。 附图说明 [0012] 图1为本发明一种柴油机尾气过滤器的结构示意图。 [0013] 图2为本发明的陶瓷蜂窝载体的截面示意图。 [0014] 图3为本发明的陶瓷蜂窝载体的部分轴向截面图。 [0015] 图4为本发明的陶瓷蜂窝载体的隔壁的结构示意图。 [0016] 图中：过滤箱1， 氧化型催化器2， 陶瓷蜂窝载体3， 气孔3.1， 封堵面3.2， 隔壁3.3， 微孔3.4， 催化剂涂层3.5 开口3.6， 尾气进口4， 尾气出口5， 尾气6， 隔热减震层7。 具体实施方式[0017] 参见图1-4，本发明涉及一种柴油机尾气过滤器，它包括过滤箱1、氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3，过滤箱1的左端为尾气进口4，右端为尾气出口5，所述氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3设置在过滤箱1内，陶瓷蜂窝载体3靠近尾气进口4处，氧化型催化器2靠近尾气出口5处，所述过滤箱1呈圆管形，所述陶瓷蜂窝载体3与过滤箱1的内壁相对应，且陶瓷蜂窝载体3沿轴线方向密布有气孔3.1，所述气孔3.1的一端为开口3.6，另一端设置有封堵面3.2，所述封堵面3.2和开口3.6间隔布置，所述相邻两个气孔3.1设置有隔壁3.3，隔壁3.3上开有呈蜂窝状的微孔3.4，隔壁3.3上涂覆有催化剂涂层3.5。 [0018] 所述过滤箱1的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，使柴油过滤器具有隔热作用，可提高柴油过滤器内温度，改善催化剂效果。 [0019] 所述氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3的外表面均设置有隔热减震层7，使氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3与过滤箱1的内壁为弹性接触，可以减少热胀冷缩对氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3机械性能的影响，隔热减震层7分别在氧化型催化器和微粒过滤器的两端头折边，将隔热减震层7分别固定在氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3上，隔热减震层7由金属丝网和陶瓷纤维布组成，金属丝网设置在陶瓷纤维布上，金属丝网与过滤箱1内壁接触，陶瓷纤维布与氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3接触，金属丝网为不锈钢丝网或纯铜网，丝径0.12mm~0.25mm，孔径0.2mm~0.42mm。陶瓷纤维布上涂覆有成分为Al2O3:35%~45%，SiO2:44%~54%，ZrO2:0%~15%，导热系数：600℃时约0.08W/mk，厚度0.5mm~4mm。 [0020] 其中，气孔3.1的孔数为600孔/平方英寸，隔壁3.3的厚度为0.13~0.14mm。 [0021] 本发明的蜂窝载体的涂覆工艺包括以下步骤：步骤一、配料，首先将活性氧化铝和铂、铑、钯贵金属溶液混合12小时，得到重量百分数 30-70%的混合溶液，然后配入重量百分数25-60%的稀土，再加入重量百分数1-5%的活性组分（分子筛）、重量百分数1-5%的高分子树脂溶液、重量百分数1-5%的的铝胶、重量百分数1- 5%的稀土硝酸盐，搅拌6小时成胶状；其中稀土为氯化物除氧材料；活性组分为高气孔率的分子筛；高分子树脂溶液为聚乙烯醇溶液，其水跟物料比为1：20。 [0022] 步骤二、取浆料，通过计算蜂窝陶瓷载体隔壁的面积，进而计算所需的步骤一中胶状的混合液的重量，然后用容器取出定量的胶状混合液。 [0023] 步骤三、涂覆，将蜂窝陶瓷载体置于一个吸力装置的上方，吸力装置与蜂窝陶瓷载体的底部紧贴，将步骤三的得到的浆料倒在蜂窝陶瓷载体的顶面，呈胶状的浆料不具备流动性，位于蜂窝陶瓷载体的表面，此时打开吸力装置，在吸力装置的作用下，胶状的浆料沿着蜂窝陶瓷载体的隔壁从顶面被吸往底面。 [0024] 步骤四、烧制，将步骤四得到的蜂窝陶瓷载体置于550℃的炉窑烧制3-5小时。 [0025] 步骤一中，加入了作为粘合剂的聚乙烯醇溶液和作为吸附剂的铝胶，因此搅拌后的混合液呈胶状，并配合步骤三中的吸力装置，可以使得浆料从陶瓷载体的顶面开始涂覆，与现有的从陶瓷载体底部开始涂覆水状浆料的工艺相比，本发明浆料涂覆均匀，涂覆的浆料与陶瓷载体能充分结合，使得陶瓷载体的过滤效果好。 [0026] 工作原理：本柴油机尾气过滤器与排气筒连接，当发动机工作时，发动机排出的尾气通过进入柴油机尾气过滤器，尾气中的有害成分HC、CO 和碳烟颗粒物（PM）中的有机物进入氧化型催化器2进行一级过滤，在催化剂作用下被氧化成CO2 和水，NO则被氧化成还原性能更强的NO2，从氧化型催化器2排除的尾气经尾气进口4进入陶瓷蜂窝载体3进行二级过滤，尾气从气孔3.1的开口3.6进入，由于气孔3.1在一端是开口3.6，而在另一端则是封堵面3.2，因此废气会通过带有微孔3.4的隔壁3.3，然后从相邻气孔3.1的开口3.6排出，由于碳烟颗粒的直径较微孔3.4大，因此废气中的碳烟颗粒将被过滤捕捉在隔壁3.3上，气流则从微孔3.4穿过。 [0027] 所述催化剂涂层3.5含有贵金属的活性稀土，主要成份有Pt、Pd、Rh、Al2O3、Ce、La、Zr、Cu、Mn ，柴油燃烧的废气（主要为CO、HC、NOx等有害气体）穿过微孔3.4时，涂覆在隔壁3.3上的催化剂涂层3.5将增强CO、HC、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在高温下氧化成无色无毒的二氧化碳气体，HC化合物在高温下分解成水（H2O）和二氧化碳，NOx还原成氮气和氧气。 [0028] 当柴油机排气温度达到375 摄氏度时，在催化剂涂层3.5的作用下，隔壁3.3上的碳烟颗粒会逐步燃烧而氧化，碳烟颗粒的净化率约达到85% 以上，当反应温度达到500 摄氏度时催化剂和碳烟颗粒反应从而完全燃烧掉（催化燃烧），此时碳烟颗粒的净化率可达90% 以上。 |
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