[發明專利]一種柴油機用金屬碳煙微粒過濾器

在審

• 申請號: 201410852304.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104632329A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 韓昭;戢廷;廖繽;孟德寬
• 申請（專利權）人: 江西寶安新材料科技有限公司;韓昭
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 喻尚威

技術領域

本發明涉及一般的發動機對排氣的有害成分進行催化轉化的催化反應器結構，特別是涉及一種柴油機用金屬碳煙微粒過濾器。

背景技術

現有采用柴油機的汽車(以下簡稱柴油車)尾氣污染處理方法，大多存在減少一種污染，勢必導致另一種污染增加的缺陷。在排放法規的壓力下，一方面車用柴油機正不斷進行技術升級和改進，另一方面，選擇恰當的諸如顆粒氧化催化器(Particulate?Oxidation?Catalyst，縮略詞為POC)、選擇性催化還原(Selective?Catalytic?Reduction，縮略詞為SCR)、柴油氧化催化器(Diesel?Oxidation?Catalyst，縮略詞為DOC)與壁流式柴油顆粒過濾器(Diesel?Particle?Filter，縮略詞為DPF)等柴油發動機煙后處理器，以滿足國四、歐IV、歐V和國V排放標準。其中POC煙后處理器是先將碳煙微粒，又稱顆粒物(Particulate?Matter，縮略詞為PM)過濾或截留后，在催化劑的作用下進行氧化，使碳煙PM中的可溶性有機成分(Soluble?Organic?Fraction，縮略詞為SOF)部分氧化成CO₂和H₂O，減小碳煙PM的尺寸，同時催化燃燒，消除其毒性和危害的因素，有效解決碳煙PM超標的問題。POC后處理器是先進的載體和催化劑技術的結合，載體最為關鍵，不僅影響性能，也影響成本和壽命。現有POC后處理器對碳煙PM的處理效率一般為50％～80％，被堵塞的故障率也遠遠低于壁流式柴油顆粒過濾器DPF。最具代表性的Ecocat公司采用的POC載體是結構獨特的金屬蜂窩板和超細金屬纖維紡織氈的組合體，其價格昂貴，國產的柴油車難以大批量采用處理尾氣污染。

本申請人的在先專利CN103352742A公開了《一種柴油機微粒過濾器載體》，它包括過濾器本體，所述過濾器本體為圓柱體，過濾器本體內部具有蜂窩孔，其特征是：所述過濾器本體用84-90wt％的堇青石、3-5wt％的紅柱石、2-5wt％的碳化硅和5-6wt％的纖維碳球磨混合、再加入粘接劑、潤滑劑和水球磨混合后陳腐，再進行擠壓成型、表面干燥定型和高溫燒制而成，再在蜂窩孔的孔壁表面上涂覆活性催化劑層，在蜂窩孔兩端內分別交錯設置有堵頭，經干燥制成過濾器載體。在先專利CN103352742A在蜂窩孔兩端內分別交錯設置堵頭，使蜂窩孔形成半封閉式的過濾通道，使微粒在蜂窩孔中的過濾面積增大，吸附時間增長，微粒更多地被捕捉積存在孔內而不外排，從而使柴油機廢氣排放達到歐V標準。但是，其低溫催化活性和最大轉化率有進一步的提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的缺陷，對本申請人的在先專利CN103352742A作出進一步的改進，提供一種柴油機用金屬碳煙微粒過濾器。

本發明的技術問題通過以下技術方案予以解決。

這種柴油機用金屬碳煙微粒過濾器，包括外殼、設置在所述外殼內的一端面朝向進氣側組件的氧化催化劑的柱狀載體，所述氧化催化劑用于將柴油機排氣中的NO催化氧化還原為N₂O。

這種柴油機用金屬碳煙微粒過濾器的特點是：

所述氧化催化劑的柱狀載體朝向出氣側組件的另一端面外設有包括金屬絲網柱狀載體的金屬絲網型碳煙微粒過濾器，所述金屬絲網型碳煙微粒過濾器在所述氧化催化劑將柴油機排氣中的NO催化氧化還原為N₂O所提供的催化燃燒條件下，先將碳煙PM過濾或截留后在催化劑的作用下進行催化氧化和催化燃燒，使碳煙PM中的可溶性有機成分SOF部分氧化成CO₂和H₂O，減小碳煙PM的尺寸，同時進行催化燃燒，消除其毒性和危害的因素，有效解決碳煙PM超標問題。

本發明的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。

所述金屬絲網柱狀載體是采用絲網孔隙率為30目～100目、直徑為0.1mm、波紋高度為1.0mm～2.1mm、波紋寬度為1.2mm～2.0mm的310S不銹鋼絲波紋網卷制成300目～400目的金屬絲網柱狀載體。

所述310S不銹鋼絲是25Cr-20Ni系的高合金不銹鋼，耐高溫氧化性優秀，最高使用溫度1200℃，連續使用溫度1150℃。

所述金屬絲網型碳煙顆粒過濾器，還包括采用電泳沉積法制備在所述金屬絲網柱狀載體表面的高粘結度的底膜，以及涂覆在所述高粘結度的底膜上的碳煙催化燃燒催化劑涂層。

優選的是，所述高粘結度的底膜是三氧化二鋁Al2O3膜。