[發(fā)明專(zhuān)利]內(nèi)燃機(jī)車(chē)壁流式顆粒過(guò)濾器的催化劑涂敷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811516538.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111305931A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪利峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 汪利峰
• 主分類(lèi)號(hào): F01N3/035
• 分類(lèi)號(hào): F01N3/035;F01N3/20;F01N13/00
• 代理公司: 上海翼勝專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)車(chē)壁流式顆粒過(guò)濾器的催化劑涂敷方法，在顆粒過(guò)濾器的壁上涂敷催化劑漿料，漿料含有催化劑顆粒大小為D50＝5um至30um的大顆粒，催化劑顆粒包括但不僅限于貴金屬元素Pt，Pd，Rh中的一種或多種。本發(fā)明有效地降低了積碳時(shí)的背壓，提高了CSF的被動(dòng)再生效率和NO氧化的能力；保持低背壓的同時(shí)提高了GPF的過(guò)濾效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)車(chē)壁流式顆粒過(guò)濾器的催化劑涂敷方法。

背景技術(shù)

壁流式顆粒過(guò)濾器(DPF，GPF)是一種除去汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中顆粒的設(shè)備。我國(guó)頒布了乘用車(chē)國(guó)六，重型柴油車(chē)國(guó)六排放法規(guī)和非道路四階段的排放法規(guī)，明確規(guī)定了顆粒物質(zhì)量和數(shù)量的限值。這使得DPF和GPF在將來(lái)的內(nèi)燃機(jī)尾氣排放控制中會(huì)被大量的使用。

對(duì)DPF的功能要求有：(1)顆粒的捕集，包括顆粒數(shù)和顆粒質(zhì)量；(2)被捕集顆粒的被動(dòng)再生；(3)生成部分的二氧化氮(NO₂)供后面的SCR反應(yīng)。其中，顆粒的捕集取決于DPF壁內(nèi)的孔道設(shè)計(jì)。為了滿足和提高顆粒的被動(dòng)再生和NO₂的生成，需要在DPF內(nèi)涂敷催化劑，將DPF變成帶有催化功能的催化顆粒捕集器(CSF)。

對(duì)于GPF的功能主要有：(1)顆粒的捕集，包括顆粒數(shù)和顆粒質(zhì)量；(2)集成TWC的催化性能；(3)顆粒的再生。

NGK公司提出過(guò)過(guò)濾膜式的DPF(SAE 2010-01-531)。參見(jiàn)附圖1，CSF上背壓的升高有兩部分組成，一部分是由碳顆粒滲透進(jìn)入到過(guò)濾壁內(nèi)帶來(lái)的(從a到b)，一部分是碳顆粒在過(guò)濾壁上的堆積帶來(lái)的(從b到c)。一般來(lái)講，從a到b的壓力上升遠(yuǎn)大于從b到c的壓力上升。NGK提出來(lái)用DPF的載體材料在過(guò)濾壁上做一層過(guò)濾膜來(lái)阻止碳顆粒進(jìn)入過(guò)濾壁內(nèi)，從而降低背壓的整體上升。但是在涂敷過(guò)程中，薄膜極易被損壞，導(dǎo)致在DPF上成功設(shè)計(jì)的薄膜層在CSF生產(chǎn)之后被破壞，從而沒(méi)法達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。

另外在被動(dòng)再生的過(guò)程中，主要的反應(yīng)試碳顆粒和氣態(tài)的NO₂的氣固態(tài)反應(yīng)。NO2是由NO在催化劑涂層的氧化反應(yīng)而來(lái)。傳統(tǒng)的涂敷一般考慮將催化劑漿料涂敷在壁內(nèi)，但是被動(dòng)再生基本發(fā)生在過(guò)濾壁上，因此傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)導(dǎo)致了NO₂和碳層沒(méi)法進(jìn)行有效的接觸。

在GPF的設(shè)計(jì)中，提高PN的捕集效率是一個(gè)難題。一般采用很高的涂敷量來(lái)提高捕集效率，但是會(huì)帶來(lái)背壓過(guò)高的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決了高捕集效率和低背壓的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種內(nèi)燃機(jī)車(chē)壁流式顆粒過(guò)濾器的催化劑涂敷方法，有效地降低了積碳時(shí)的背壓，提高了CSF的被動(dòng)再生效率和NO氧化的能力，保持低背壓的同時(shí)提高了GPF的過(guò)濾效率

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種內(nèi)燃機(jī)車(chē)壁流式顆粒過(guò)濾器的催化劑涂敷方法，其特征是，在顆粒過(guò)濾器的壁上涂敷顆粒催化劑漿料，漿料中的催化劑顆粒大小為D50＝5um至30um，催化劑顆粒包括貴金屬元素Pt，Pd，Rh中的一種或多種。

進(jìn)一步，所述漿料中含有氧化鋁，或/和稀土元素構(gòu)成的氧化物。

進(jìn)一步，漿料中的催化劑顆粒大小為D50＝10um至25um。

進(jìn)一步，在顆粒過(guò)濾器的壁內(nèi)涂敷顆粒催化劑漿料，漿料中的催化劑顆粒大小為D50小于3um。

進(jìn)一步，壁內(nèi)涂敷的催化劑的漿料中的催化劑顆粒大小為D50小于1um。

進(jìn)一步，顆粒過(guò)濾器壁上的漿料分布于顆粒過(guò)濾器進(jìn)口側(cè)的過(guò)濾壁上，涂敷深度為顆粒過(guò)濾器全長(zhǎng)的0-90％。

進(jìn)一步，所述涂敷深度為顆粒過(guò)濾器全長(zhǎng)的50-75％。