[發明專利]柴油機用顆粒物過濾器及其在一體化減少柴油機冷啟動階段NOx和碳煙顆粒排放中的應用

有效

• 申請號: 202011477820.1
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112727567B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 張昭良;張娜娜;辛穎;賈俊秀;王進;李倩;韓東旭
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: F01N3/022
• 分類號: F01N3/022;F01N3/035;F01N3/08;F01N3/20;F01N3/28
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

本發明公開了一種柴油機用顆粒物過濾器及其在一體化減少柴油機冷啟動階段NO_x和碳煙顆粒排放中的應用，將低溫被動NO_x吸附劑（PNA）涂覆到顆粒物過濾器（Filter或DPF）上，稱為“PNA on Filter”或者“PNA on DPF”，實現低溫NO_x吸附和Soot捕集及催化燃燒的多功能。本發明可以在柴油機冷啟動時的低溫階段同時起到NO_x吸附和Soot捕集的作用，滿足柴油機冷啟動排放控制的標準需求，在柴油機尾氣凈化方面有著廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種柴油機用顆粒物過濾器，尤其涉及一種在低溫時能同時實現NO_x吸附和碳煙捕集的顆粒物過濾器，還涉及該顆粒物過濾器在一體化減少柴油機冷啟動階段產生的NO_x和碳煙顆粒排放的應用，屬于柴油機污染物消除技術領域。

背景技術

柴油機燃燒排放的主要污染物為氮氧化合物（NO_x）和碳煙顆粒（Soot），隨著國家排放法規的日益加嚴，它們的有效控制成為緊迫的技術需求。目前，商業化NO_x和Soot的消除技術分別為SCR（選擇性催化還原）和DPF（顆粒物過濾器）技術。然而，前者不能滿足柴油機冷啟動低溫階段對NO_x的控制需求，導致NO_x的排放量無法滿足日益嚴格的排放限值，因此對冷啟動階段污染物排放進行控制十分必要。

為了滿足柴油機冷啟動低溫階段對NO_x的控制需求，目前處于研發階段的解決方案為被動NO_x吸附技術，即利用被動NO_x吸附劑（PNA）將柴油機冷啟動（低溫）時產生的NO_x吸附，一旦尾氣溫度200 ℃再脫附出來，被后置的SCR催化劑還原成N₂。針對這一技術，柴油機尾氣后處理裝置由常規的DOC-DPF-SCR配置（DOC：Diesel Oxidation Catalyst，柴油車氧化催化劑）（圖1a），改進為PNA-DPF-SCR配置（圖1b）（M. Moliner, A. Corma, Frommetal-supported oxides to well-defined metal site zeolites: the nextgeneration of passive NO_x adsorbers for low-temperature control of emissionsfrom diesel engines, React. Chem. Eng., 2019, 4(2): 223-234.）。這種后處理裝置用PNA模塊取代了DOC模塊，缺少了氧化催化劑，不利于Soot低溫催化燃燒消除。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種柴油機用顆粒物過濾器，該顆粒物過濾器（Filter或DPF）上涂覆有低溫被動NO_x吸附劑（PNA），在柴油機低溫冷啟動時，既具有吸附NO_x的作用，又具有捕捉碳煙顆粒（Soot）的作用，減少了冷啟動階段污染物的排放。

本發明具體技術方案如下：