通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法
专利汇可以提供通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种通流式 氧 化型颗粒过滤 燃烧器 制造方法，涉及 汽车 尾气 净化 领域，其特征在于：主要有国产堇青石蜂窝陶瓷经混合稀土 尾矿 过渡金属氧化物改性后为第一载体、改性氧化 铝 为第二载体、以贵金属Pt、Rh、Pd为活性组分，并与内外层涂敷有改性氧化铝不同改性配方的金属 泡沫 载体、 温度 感应器、 碳 纤维 颗粒燃烧器及 外壳 相组合；能将汽车开始启动温度较低时的不能完全燃烧碳粒完全燃烧，其使用催化剂的改性氧化铝的改性物为低廉稀土尾矿；优点：节能环保。，下面是通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法专利的具体信息内容。
1、一种通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法，其特征是：前接盘一面连 接在发动机排气管上，另一面与前金属壳体一端相连接；前金属壳体呈中间粗、 两端细的贯通式中空壳体，其中间粗部分镶嵌有金属泡沫三元催化剂载体，前 金属壳体末端上部中间位置镶嵌有温度感应器；前金属壳体末端与中接盘一面 连接，中接盘另一面与后金属壳体一端连接；后金属壳体形状与前金属壳体形 状基本相似，其中间粗部分内装有陶瓷蜂窝三元催化剂载体，后金属壳体一端 上部中间位置镶嵌有碳纤维颗粒燃烧器；后金属壳体另一端与后接盘一面相连 接，后接盘另一面与尾管相连接；与接盘连接均采用传统的螺丝孔、螺丝柱、 螺丝帽、弹簧垫圈穿套拧紧的连接方式。
2、根据权利要求1所述的一种通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法中的温 度感应器，其特征是：前金属壳体另一端上部中间位置预留有一贯通至壳体内的 螺丝透孔，一空心螺丝柱沿透孔旋转拧入透孔中，空心螺丝柱探入壳体内部分镶 嵌固定有测温探棒，测温探棒上端焊接有测温电线并沿空心螺丝中间的空心探出 壳体外与驾驶室控制盘连接，测温探棒及测温电线在空心螺丝中部分不与可导电 金属接接融，采用瓷管绝缘材料在空心螺丝中固定镶嵌；温度感应器能将汽车发 动机发动时，测量出尾气排气管的温度变化。
3、根据权利要求1或2所述的一种通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法中 的碳纤维颗粒燃烧器，其特征是：碳纤维网是用碳纤维束线纺织成绳、然后编制 呈网状，表面积小于蜂窝陶瓷一端面积，并用耐温金属螺丝固定在陶瓷蜂窝载体 上；内电源线外串套有防火绝缘瓷管，其一端与碳纤维网相连接，其另一端与壳 体陶瓷管接线盘相连接；陶瓷管接线盘固定镶嵌在后金属壳体前端上部中间位置 的透孔中；外电源线一端连接在陶瓷管接线盘上，另一端与驾驶室控制盘连接； 当柴、汽油发动机汽车开始启动时，经尾气排气管的碳烟颗粒因排气管温度较低 而不能将其充分燃烧，造成对环境的污染；开启碳纤维颗粒燃烧器，能将所途经 的碳烟颗粒充分燃烧，经温度测量器测量出尾气排气管温度升高到设计的温度时， 可关闭碳纤维颗粒燃烧器，这时所途经排气管的碳烟颗粒因排气管的温度升高能 将其充分燃烧。
4、根据权利要求1所述的一种通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法中的陶 瓷蜂窝三元催化剂载体，其特征是：以改性蜂窝陶瓷为第一载体，以改性氧化铝 涂层为第二载体，贵金属Pt、Rh、Pd为活性组分，其特征在于：
1)所述的改性蜂窝陶瓷为经混合稀土、过渡金属改性的堇青石蜂窝陶瓷，蜂 窝陶瓷为400～600孔/平方英寸的堇青石蜂窝陶瓷，其内部为平行直通分布，孔道 界面为正方形，将其用混合稀土、过渡金属改性后，用作催化剂第一载体；
2)所述的改性氧化铝涂层分内外两层，内外改性氧化铝涂层采用不同的改性 配方，内氧化铝涂层用碱土金属氧化物、混合稀土改性，外氧化铝层用混合稀土、 过渡金属氧化物及碱土金属氧化物改性，内改性氧化铝涂层直接涂敷于改性陶瓷 上，外改性氧化铝涂层涂敷于内改性氧化铝涂层上，活性组分涂敷在改性氧化铝 上；以每升所述的蜂窝陶瓷载体基体计：改性氧化铝涂层的量，内层为35～130g， 外层为30～100g，比表面积达22～45平方米/毫升；
3)改性氧化铝涂层所用的混合稀土为提取贵重稀土元素后的混合稀土尾矿， 其组成为Ce：16～51％，La：19～74％，Y、Nd、pr：3～9％，上述成分的百分含量 之和应等于100％；所用的碱土金属氧化物为Ca、Mg、sR、Sr、Ra氧化物；所 用的过渡金属氧化物为TiO2、ZnO、NiO、Fe2O3、MnO；催化剂活性组分为Pt、 Pd、Rh，其比例为：6～11∶4～7∶1～2.5，贵金属总量控制在1.5～0.3每升催化剂；
4)催化剂的制备步骤是：首先将稀土硝酸盐、过渡金属硝酸盐、碱土金属硝 酸盐溶于水中，分别配得陶瓷改性溶液、内层改性液、外层改性液，然后按1∶1 的比例置于球磨仪中研磨7～12小时，分别得到比重为1.1～1.5，粘度为10～90CP 的内外改性氧化铝涂层浆液；将改性蜂窝陶瓷先浸入内层浆液中4～8分钟后取出， 离心去除多余的浆料后在60～100℃完全烘干，再在300～500℃下焙烧2～3小时； 再将改性氧化铝蜂窝陶瓷浸入外层浆料中5～10分钟取出并离心去除多余的浆料， 在50～120℃完全烘干后，在400～600℃焙烧3～4小时；将贵金属的可溶性氯化盐 于水中配成一定浓度的溶液，其中加入少量的稳定剂，将涂有外层浆料的改性蜂 窝陶瓷浸入贵金属溶液中20～100秒后去除多余的溶液使其在60～100℃下干燥后， 再于200～850℃中焙烧3～5小时。
5、根据权利要求1或4所述的一种通流式氧化型颗粒过滤燃烧器制造方法 中的金属泡沫三元催化剂，其特征是：以蜂窝金属为载体，内外层改性氧化铝采 用不同的改性配方；内层改性主要用碱土金属氧化物、混合稀土改性，碱土金属 氧化物为Ca、Mg、Sr、Ba氧化物中的一种或多种，所用的碱土金属氧化物以每 100g内改性氧化铝计为5～21g；外改性氧化铝涂层的主要改性物为混合稀土，过 渡金属氧化物及碱土金属氧化物，以100克改性氧化铝计，其中混合稀土氧化物 的量为11～26克，碱土金属氧化物为Ca、Mg、Sr、Ba的氧化物中的一种或多种， 其用量为9～19克。
技术领域
本发明涉及柴、汽油发动机的汽车尾气净化领域，一种通流式氧化 型颗粒过滤燃烧器制造方法。
背景技术
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的陶瓷蜂窝三元催化剂载体技术方案是：将 第一载体陶瓷蜂窝载体进行改性；以改性氧化铝催化剂涂层为第二载体；以贵 金属)Pt、Pd、Rh为活性组分；其特征在于：所述的改性陶瓷蜂窝载体、为通 用的400～600孔/平方英寸的堇青石多孔陶瓷或市面上性质与其相近的多孔陶 瓷，其内部为平行直通分布，孔道界面为正方形，将其用混合稀土、过渡金属 氧化物改性后为第一载体。本发明所述的改性陶瓷蜂窝载体的改性物，其中混 合稀土为提取贵重稀土元素后的碳酸或碳酸稀土尾矿，其组成为Ce：16～51％、 La：19～-74％，y、Nd、Pr：3～9，上述成分的百分含量之和应等于100％。以 每100克改性氧化铝质量计，含混合稀土氧化物8～22克。
本发明的催化剂，以每升所述的多孔陶瓷载体基体计改性氧化铝涂层的量， 内层为35～130g，外层为30～100g，比表面积达22～45平方米/毫升。本发明的催 化剂，其特征是内外层改性氧化铝采用不同的改性配方。内层改性主要用碱土 金属氧化物、混合稀土改性。碱土金属氧化物为Ca、Mg、Sr、Ba氧化物中的 一种或多种。所用的碱土金属氧化物以每100g内改性氧化铝计为5～21g。外改 性氧化铝涂层的主要改性物为混合稀土，过渡金属氧化物及碱土金属氧化物， 以100克改性氧化铝计，其中混合稀土氧化物的量为11～26克，碱土金属氧化 物为Ca、Mg、Sr、Ba的氧化物中的一种或多种，其用量为9～19克；外层碱土 金属氧化物能提高催化剂对NOx的吸附能力，在一定程度上可促进NOx的转化； 过度金属氧化物主要为TiO2、ZnO、NiO、Fe2O3、MnO中的一种或多种，其中每 种元素在涂层中所起的作用各不相同。如氧化铝经TiO2，ZnO改性后，其对有害 毒物SO2的吸附作用减弱，有利于毒物脱附而减缓催化剂的中毒，同时经TiO2 等改性氧化铝涂层，使得载体及CeO2与贵金属，特别是Rh的相互作用减弱， 有利于Rh在高温状态下稳定从而提高了Rh的催化性能。Ni本身就有催化性能， 一方面它可以促进水煤气变换反应，产生更多的还原性物质，提高催化剂对NOx 的净化作用，另一方面Ni加入，能够在较低的温度下的激活CO、HC、NOx计 量比化学反应，使得催化剂的起燃温度降低。
本发明的催化剂，其特征在于：使用的催化活性组分为Pt、Pd、Ph其比例 为：6～11∶4～7∶1～2.5；贵金属总量控制在0.5～1.3g每升催化剂。贵金属用量的 减少一方面得益于特殊的Y-AI2O3涂层的改性方式及内外层结构；另一方面在于 贵金属的特殊的涂敷方法，通过在贵金属溶液中加入鳌合剂或稳定剂、同时用 NH3水增加溶液的PH值为4～6。这样可以延缓贵金属离子的扩散速度，使得贵 金属主要涂敷于外改性氧化铝涂层。同时稳定剂的加入可防止干燥过程中因扩 散使用贵金属离子的再度聚集。
催化剂制备方法及步骤：按比例将混合稀土硝酸盐、过滤金属硝酸盐、碱 土金属硝酸盐，溶于水中，分别配得陶瓷改性溶液、内层改性溶液、外层改性 溶液。取空白蜂窝陶瓷、Y-AI2O3，用吸干浸渍法，分别浸渍上述三溶液，经 60～190℃烘干后，于400～800℃焙烧2～6小时，分别制得改性陶瓷、内改性氧化 铝、外改性氧化铝；陶瓷改性溶液、内层改性溶液、外层改性溶液的制作是： 研磨液＝1∶1的比例置于球磨仪中于研磨7～12小时。分别得到比重为1.1～1.5， 粘度为10～90CP的内外改性氧化铝涂层浆液；将改性陶瓷先浸入内层浆料4～8 分钟后取出，离心去除多余的浆料后60～100℃完全烘干，然后300～500℃焙烧 2～3小时；将已涂敷有内层改性氧化铝的陶瓷，浸于外层浆料中4～8分钟后取出， 离心去除多余的浆料后60～100℃完全烘干，然后300～500℃焙烧2～3小时；将 贵金属的可熔性氯化盐溶于水中配成一定浓度的溶液，其中加入少量的稳定剂， 用氨水调节PH值为3～5，将已涂敷有外层改性氧化铝的陶瓷浸入贵金属溶液中 20～100秒，取出吹去多余的溶液，在60至100℃使其完全干燥后，于200～850 ℃焙烧3～5小时，得出催化剂。
本发明金属泡沫三元催化剂载体技术方案是：内外层改性氧化铝采用不同 的改性配方。内层改性主要用碱土金属氧化物、混合稀土改性。碱土金属氧化 物为Ca、Mg、Sr、Ba氧化物中的一种或多种。所用的碱土金属氧化物以每100g 内改性氧化铝计为5～21g。外改性氧化铝涂层的主要改性物为混合稀土，过渡金 属氧化物及碱土金属氧化物，以100克改性氧化铝计，其中混合稀土氧化物的 量为11～26克，碱土金属氧化物为Ca、Mg、Sr、Ba的氧化物中的一种或多种， 其用量为9～19克；其催化剂活性组分、制备方法及步骤与陶瓷蜂窝三元催化 剂载体相同。
本发明通过采用混合稀土和过滤金属氧化物对传统的国产蜂窝陶瓷进行改 善后，其强度得到显著提高，同时通过对陶瓷的孔道表面的改性处理，增加了 孔壁的粗糙度，更易挂浆，同时使得陶瓷与内改性氧化铝涂层的黏合度更好。
众所周知，Ce在三效催化剂中主要起贮氧剂的作用，而La等其它稀土主要 起稳定Y-AI2O3的晶相结构和提高稳定性的作用，本发明所用的低廉混合稀土尾 矿成本较低，效果较佳。通过在贵金属溶液中加入螯合剂或稳定剂、同时用NH3 水增加溶液的PH值为3～5。这样可以延缓贵金属离子的扩散速度，使得贵金属 主要涂敷于外改性氧化铝涂层。同时稳定剂的加入可防止干燥过程中因扩散使 得贵金属离子的再度聚集。总体效果是，贵金属主要分布于外涂层，利用率提 高，不聚集，金属粒子小，活性表面积大，比活性高。
温度感应器的安装：前金属壳体另一端上部中间位置预留有一贯通至壳体 内的螺丝透孔，一空心螺丝柱沿透孔旋转拧入透孔中，空心螺丝柱探入壳体内 部分镶嵌固定有测温探棒，测温探棒上端焊接有测温电线并沿空心螺丝中间的 空心探出壳体外与驾驶室控制盘连接，测温探棒及测温电线在空心螺丝中部分 不与可导电金属接融，采用瓷管绝缘材料在空心螺丝中固定镶嵌；温度感应器 能将汽车发动机发动时，测量出尾气排气管的温度变化。
碳纤维颗粒燃烧器的安装：碳纤维颗粒燃烧器由碳纤维网、固定网螺丝柱、 帽、内电源线、陶瓷管接线盘、外电源线组成；碳纤维网是用碳纤维束线纺织 成绳、然后编制呈网状，表面积小于蜂窝陶瓷一端面积，并用耐温金属螺丝固 定在陶瓷蜂窝载体上；内电源线外串套有防火绝缘瓷管，其一端与碳纤维网相 连接，其另一端与壳体陶瓷管接线盘相连接；陶瓷管接线盘固定镶嵌在后金属 壳体前端上部中间位置的透孔中；外电源线一端连接在陶瓷管接线盘上，另一 端与驾驶室控制盘连接。
当柴、汽油发动机汽车开始启动时，经尾气排气管的碳烟颗粒因排气管温 度较低而不能将其充分燃烧，造成对环境的污染；开启碳纤维颗粒燃烧器，能 将所途经的碳烟颗粒充分燃烧，经温度测量器测量出尾气排气管温度升高到设 计的温度时，可关闭碳纤维颗粒燃烧器，这时所途经排气管的碳烟颗粒因排气 管的温度升高能将其充分燃烧。
本发明最适用于使用超低硫含量柴油的柴油发动机汽车尾气排气管尾气净 化使用，同时也适用于汽油发动机汽车的尾气排气管净化尾气使用。
本发明的有益效果是制备方法的改进，改善了涂层与陶瓷的相容性同时提 高了催化剂的热稳定性，使催化剂具有长使用寿命；采用低廉混合稀土尾矿改 性及特殊的贵金属负载方式，提高了贵金属分散度，贵金属用量相对较低，总 量为0.4～1.2g/L，催化剂成本低，活性好；增加了碳纤维颗粒燃烧器和温度感应 器的部件安装，使柴、汽油发动机才开始启动时，能将因排气管温度低不能充 分燃烧的碳烟颗粒充分燃烧而达到环保的目的。
附图说明
图1是本发明的剖面立体示意简图
图2是本发明的碳纤维网放大平面示意简图
具体实施方式
将陶瓷蜂窝载体进行改性为第一载体；以改性氧化铝催化剂涂层为第二载 体；以贵金属)Pt、Pd、Rh为活性组分；其特征在于：所述的改性陶瓷蜂窝载 体、为通用的400～600孔/平方英寸的堇青石多孔陶瓷或市面上性质与其相近的 多孔陶瓷，其内部为平行直通分布，孔道界面为正方形，将其用混合稀土、过 渡金属氧化物改性后为第一载体。本发明所述的改性陶瓷蜂窝载体的改性物， 其中混合稀土为提取贵重稀土元素后的碳酸或碳酸稀土尾矿，其组成为Ce： 16～51％、La：19～-74％，y、Nd、Pr：3～9，上述成分的百分含量之和应等于 100％。以每100克改性氧化铝质量计，含混合稀土氧化物8～22克。
本发明的催化剂，以每升所述的多孔陶瓷载体基体计改性氧化铝涂层的量， 内层为35～130g，外层为30～100g，比表面积达20～40平方米/毫升。本发明的催 化剂，其特征是内外层改性氧化铝采用不同的改性配方。内层改性主要用碱土 金属氧化物、混合稀土改性。碱土金属氧化物为Ca、Mg、Sr、Ba氧化物中的 一种或多种。所用的碱土金属氧化物以每100g内改性氧化铝计为5～21g。外改 性氧化铝涂层的主要改性物为混合稀土，过渡金属氧化物及碱土金属氧化物， 以100克改性氧化铝计，其中混合稀土氧化物的量为11～26克，碱土金属氧化 物为Ca、Mg、Sr、Ba的氧化物中的一种或多种，其用量为9～19克；外层碱土 金属氧化物能提高催化剂对NOx的吸附能力，在一定程度上可促进NOx的转化； 过度金属氧化物主要为TiO2、ZnO、NiO、Fe2O3、MnO中的一种或多种，其中每 种元素在涂层中所起的作用各不相同。如氧化铝经TiO2，ZnO改性后，其对有害 毒物SO2的吸附作用减弱，有利于毒物脱附而减缓催化剂的中毒，同时经TiO2 等改性氧化铝涂层，使得载体及CeO2与贵金属，特别是Rh的相互作用减弱， 有利于Rh在高温状态下稳定从而提高了Rh的催化性能。Ni本身就有催化性能， 一方面它可以促进水煤气变换反应，产生更多的还原性物质，提高催化剂对NOx 的净化作用，另一方面Ni加入，能够在较低的温度下的激活CO、HC、NOx计 量比化学反应，使得催化剂的起燃温度降低。
本发明的催化剂，其特征在于：使用的催化活性组分为Pt、Pd、Ph其比例 为：6～11∶4～7∶1～2.5；贵金属总量控制在0.5～1.3g每升催化剂。贵金属用量的 减少一方面得益于特殊的Y-AI2O3涂层的改性方式及内外层结构；另一方面在于 贵金属的特殊的涂敷方法，通过在贵金属溶液中加入鳌合剂或稳定剂、同时用 NH3水增加溶液的PH值为4～6。这样可以延缓贵金属离子的扩散速度，使得贵 金属主要涂敷于外改性氧化铝涂层。同时稳定剂的加入可防止干燥过程中因扩 散使用贵金属离子的再度聚集。
催化剂制备方法及步骤：按比例将混合稀土硝酸盐、过滤金属硝酸盐、碱 土金属硝酸盐，溶于水中，分别配得陶瓷改性溶液、内层改性溶液、外层改性 溶液。取空白蜂窝陶瓷、Y-AI2O3，用吸干浸渍法，分别浸渍上述三溶液，经 60～190℃烘干后，于400～800℃焙烧2～6小时，分别制得改性陶瓷、内改性氧化 铝、外改性氧化铝；陶瓷改性溶液、内层改性溶液、外层改性溶液的制作是： 研磨液＝1∶1的比例置于球磨仪中于研磨7～12小时。分别得到比重为1.1～1.5， 粘度为10～90CP的内外改性氧化铝涂层浆液；将改性陶瓷先浸入内层浆料4～8 分钟后取出，离心去除多余的浆料后60～100℃完全烘干，然后300～500℃焙烧 2～3小时；将已涂敷有内层改性氧化铝的陶瓷，浸于外层浆料中4～8分钟后取出， 离心去除多余的浆料后60～100℃完全烘干，然后300～500℃焙烧2～3小时；将 贵金属的可熔性氯化盐溶于水中配成一定浓度的溶液，其中加入少量的稳定剂， 用氨水调节PH值为3～5，将已涂敷有外层改性氧化铝的陶瓷浸入贵金属溶液中 20～100秒，取出吹去多余的溶液，在60至100℃使其完全干燥后，于200～850 ℃焙烧3～5小时，得出催化剂。
内外层改性氧化铝采用不同的改性配方。内层改性主要用碱土金属氧化物、 混合稀土改性。碱土金属氧化物为Ca、Mg、Sr、Ba氧化物中的一种或多种。 所用的碱土金属氧化物以每100g内改性氧化铝计为5～21g。外改性氧化铝涂层 的主要改性物为混合稀土，过渡金属氧化物及碱土金属氧化物，以100克改性 氧化铝计，其中混合稀土氧化物的量为11～26克，碱土金属氧化物为Ca、Mg、 Sr、Ba的氧化物中的一种或多种，其用量为9～19克；其催化剂活性组分、制 备方法及步骤与陶瓷蜂窝三元催化剂载体相同。
前金属壳体2另一端上部中间位置预留有一贯通至壳体内的螺丝透孔，一 空心螺丝柱11沿透孔旋转拧入透孔中，空心螺丝柱11探入壳体内部分镶嵌固 定有测温探棒12，测温探棒12上端焊接有测温电线13并沿空心螺丝中间的空 心探出壳体外与驾驶室控制盘连接，测温探棒12及测温电线13在空心螺丝柱 11中部分不与可导电金属接融，采用瓷管绝缘材料在空心螺丝中固定镶嵌；温 度感应器能将汽车发动机发动时，测量出尾气排气管的温度变化。
在图2所示的通流式氧化型颗粒过滤燃烧器的碳纤维网平面示意简图中， 碳纤维网14是用碳纤维束线纺织成绳、然后编制呈网状，表面积小于蜂窝陶瓷 15一端面积，并用耐温金属螺丝柱16固定在陶瓷蜂窝15载体上；内电源线外 串套有防火绝缘瓷管，其一端17与碳纤维网相连接，其另一端与壳体陶瓷管接 线盘相连接；陶瓷管接线盘固定镶嵌在后金属壳体6前端上部中间位置的透孔 中；外电源线13一端连接在陶瓷管接线盘上，另一端与驾驶室控制盘连接；当 柴、汽油发动机汽车开始启动时，经尾气排气管10的碳烟颗粒因排气管温度较 低而不能将其充分燃烧，造成对环境的污染；开启碳纤维颗粒燃烧器8，能将所 途经的碳烟颗粒充分燃烧，经温度测量器4测量出尾气排气管10温度升高到设 计的温度时，可关闭碳纤维颗粒燃烧器8，这时所途经排气管10的碳烟颗粒因 排气管10的温度升高能将其充分燃烧。
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