金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器及其制備方法，屬于空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。其包括不銹鋼筒體，起固定作用的銷釘，以及位于不銹鋼筒體內(nèi)，若干層交織纏繞的不銹鋼絲網(wǎng)；所述不銹鋼絲網(wǎng)上涂覆有催化劑涂層。波浪狀絲網(wǎng)與平網(wǎng)不同組合纏繞，可有效降低顆粒捕集器的重量及背壓；不同組合纏繞方式可以對捕集效率及背壓進行調(diào)整；波紋網(wǎng)的角度可確保顆粒捕集器截面的復(fù)雜性，對顆粒攔截效果更佳，提高捕集效率；催化劑涂層可有效降低碳煙顆粒再生的溫度，并提供再生所必須的NO2氣體，實現(xiàn)捕集器的顆粒連續(xù)被動再生。
【專利說明】金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器及其制備方法，屬于空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，汽車保有量迅速增加，汽車尾氣排放的總量在不斷增加，汽車排氣污染占空氣污染源的比例在不斷增大，尤其是柴油發(fā)動機尾氣中的顆粒物，對環(huán)境造成了嚴重破壞。因此，世界各國對柴油機節(jié)能和減排的要求日益嚴格。
[0003]柴油車排放的污染物中含有CO、HC、NOx,顆粒物主要是由干碳(soot)、溶解性有機組分(SOF)和少量的硫酸、硫酸鹽構(gòu)成。氣態(tài)的CO、HC和一部分SOF可以通過氧化型催化劑轉(zhuǎn)化為CO2和H2O, NOx可以通過改善機內(nèi)燃燒和EGR調(diào)整，而碳煙的控制除了機內(nèi)燃燒的調(diào)節(jié)，在面對更加嚴格的排放標準時，還需要使用顆粒捕集器。
[0004]顆粒捕集器結(jié)構(gòu)包括壁流式和開放式等，其中堇青石和碳化硅DPF采用壁流式，對PM的去除率達到90%以上，在實施歐五及以上排放標準的發(fā)達國家有廣泛的應(yīng)用，屬于歐V及以上柴油車后處理系統(tǒng)中的常規(guī)選擇，但是堇青石和碳化硅有價格高、再生控制復(fù)雜、匹配周期長、對燃油品質(zhì)要求高等特點。而開放式的顆粒捕集器包括金屬絲網(wǎng)過濾器、金屬纖維燒結(jié)氈過濾器，能降低30?40%的PM，無需復(fù)雜的再生策略，成本較低，抗硫性能好，對燃油硫含量要求較低，但也存在著重量大、再生難等缺點。
[0005]因此我們對金屬絲網(wǎng)過濾器進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以降低重量，并對過濾器進行催化劑涂層涂覆，使其在一定溫度下可以實現(xiàn)連續(xù)被動再生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、涂覆催化劑涂層，提供一種重量輕、背壓低、捕集效率高，并能在一定溫度下實現(xiàn)連續(xù)被動再生的顆粒捕集器。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，包括不銹鋼筒體，以及位于不銹鋼筒體內(nèi)，若干層交織纏繞的不銹鋼絲網(wǎng)；銷釘穿過不銹鋼筒體，貫穿不銹鋼絲網(wǎng)；所述銷釘兩端與不銹鋼筒體互相固定；
所述不銹鋼絲網(wǎng)上涂覆有催化劑涂層。
[0008]所述不銹鋼絲網(wǎng)包括縱橫交織的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)C。
[0009]所述不銹鋼絲網(wǎng)包括若干層依次間隔交織纏繞的正波紋網(wǎng)b及不銹鋼平網(wǎng)a。
[0010]所述不銹鋼絲網(wǎng)包括若干層依次間隔交織纏繞的正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)C。
[0011]所述不銹鋼絲網(wǎng)包括若干層間隔交錯纏繞的正波紋網(wǎng)b、不銹鋼平網(wǎng)a及不銹鋼平網(wǎng)a。
[0012]所述正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)c的波紋高度為1.0-3.0 mm，波紋角度為30_60°，波紋間距為3.5-5.5 _。
[0013]所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器的制備方法，按重量份計步驟為: (1)涂覆液的制備:按重量份計，取三氧化二鋁3-5份，鈰鋯粉I份，加入到36-54份去離子水中，攪拌均勻，形成漿液；然后用球磨工藝處理所述漿液，控制顆粒度D9(i〈5 μ m，制得涂層漿液；取質(zhì)量濃度為10%-15%貴金屬鉬溶液1-2份，加入到上述涂層漿液中并攪拌均勻，得到涂覆液；
(2)涂覆:將組成不銹鋼絲網(wǎng)的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c浸潰在步驟Cl)制備的涂覆液中，浸泡0.5-lmin后取出，然后用0.2-0.4MPa的壓縮空氣吹掃小于0.5分鐘，將絲網(wǎng)孔內(nèi)漿液吹通，在115-125°C下干燥0.5-lh，在450-550°C焙燒0.5-1.5h，得到涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c ；
(3)顆粒捕集器的制備:將涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c交織纏繞成不銹鋼絲網(wǎng)，在不銹鋼絲網(wǎng)外側(cè)安裝不銹鋼筒體，銷釘貫穿不銹鋼絲網(wǎng)，并與不銹鋼筒體互相固定，即得到產(chǎn)品金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器。
[0014]本發(fā)明的有益效果:波浪狀絲網(wǎng)與平網(wǎng)不同組合纏繞，可有效降低顆粒捕集器的重量及背壓；不同組合纏繞方式可以對捕集效率對背壓進行調(diào)整；波紋網(wǎng)的角度可確保顆粒捕集器截面的復(fù)雜性，對顆粒攔截效果更佳，提高捕集效率；催化劑涂層可有效降低碳煙顆粒再生的溫度，并提供再生所必須的NO2氣體，實現(xiàn)捕集器的顆粒連續(xù)被動再生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是不銹鋼平網(wǎng)a結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是正波紋網(wǎng)b結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是反波紋網(wǎng)c結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為波-平結(jié)構(gòu)的不銹鋼絲網(wǎng)示意圖。
[0019]圖5為雙波紋結(jié)構(gòu)的不銹鋼絲網(wǎng)示意圖。
[0020]圖6為平-波-平結(jié)構(gòu)的不銹鋼絲網(wǎng)示意圖。
[0021]圖7為實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8為實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為不銹鋼筒體與銷釘結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下實施例中不銹鋼平網(wǎng)a結(jié)構(gòu)如圖1所示，正波紋網(wǎng)b結(jié)構(gòu)如圖2所示，反波紋網(wǎng)c如圖3所示，波形與正波紋網(wǎng)b相同，波紋與其相反。
[0025]實施例1
如圖7、圖9所示，金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，包括不銹鋼筒體1，以及位于不銹鋼筒體I內(nèi)，若干層交織纏繞的不銹鋼絲網(wǎng)2 ;銷釘4穿過不銹鋼筒體1，貫穿不銹鋼絲網(wǎng)2 ;所述銷釘4兩端與不銹鋼筒體I互相固定；所述不銹鋼絲網(wǎng)2上涂覆有催化劑涂層3。
[0026]如圖4所示，所述不銹鋼絲網(wǎng)2包括若干層依次間隔交織纏繞的正波紋網(wǎng)b及不銹鋼平網(wǎng)a。
[0027]所述正波紋網(wǎng)b的波紋高度為1.0 mm，波紋角度為30°，波紋間距為3.5 mm。金屬絲網(wǎng)波紋網(wǎng)，寬度150mm，過濾器筒體:不銹鋼管0151 xl70 (長)；顆粒捕集過濾器規(guī)格:0150x150。[0028]所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器的制備方法，按重量份計步驟為:
(1)涂覆液的制備:按重量份計，取三氧化二鋁3份，鈰鋯粉I份，加入到3份去離子水中，攪拌均勻，形成漿液；然后用球磨工藝處理所述漿液，控制顆粒度D9(i〈5 μ m，制得涂層漿液；取質(zhì)量濃度為10%貴金屬鉬溶液I份，加入到上述涂層漿液中并攪拌均勻，得到涂覆液；
(2)涂覆:將組成不銹鋼絲網(wǎng)2的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c浸潰在步驟(I)制備的涂覆液中，浸泡0.5min后取出，然后用0.2MPa的壓縮空氣吹掃小于0.5分鐘，將絲網(wǎng)孔內(nèi)漿液吹通，在115°C下干燥0.5h，在450°C焙燒0.5h，得到涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)
a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c ；
(3)顆粒捕集器的制備:將涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c交織纏繞成不銹鋼絲網(wǎng)2，在不銹鋼絲網(wǎng)2外側(cè)安裝不銹鋼筒體1，銷釘4貫穿不銹鋼絲網(wǎng)2，并與不銹鋼筒體I互相固定，即得到產(chǎn)品金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器。
[0029]臺架實驗數(shù)據(jù)如下:
發(fā)動機排量:2.4 L ；
過濾效率:60%?75% ;背壓15?22KPa ;最大載碳量:3(T50g/L。
[0030]實施例2
如圖8、圖9所示，金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，包括不銹鋼筒體1，以及位于不銹鋼筒體I內(nèi)，若干層交織纏繞的不銹鋼絲網(wǎng)2 ;銷釘4穿過不銹鋼筒體1，貫穿不銹鋼絲網(wǎng)
2;所述銷釘4兩端與不銹鋼筒體I互相固定；所述不銹鋼絲網(wǎng)2上涂覆有催化劑涂層3。
[0031]如圖5所示，所述不銹鋼絲網(wǎng)2包括若干層依次間隔交織纏繞的正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)C。
[0032]所述正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)c的波紋高度為3.0 mm，波紋角度為60°，波紋間距為5.5 mm。顆粒捕集過濾器規(guī)格:0l5Oxl5O ;金屬絲網(wǎng)波紋網(wǎng)，寬度150mm ;過濾器筒體:不銹鋼管0151 xl70 (長)。
[0033]所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器的制備方法，按重量份計步驟為:
(1)涂覆液的制備:按重量份計，取三氧化二鋁5份，鈰鋯粉I份，加入到54份去離子水中，攪拌均勻，形成漿液；然后用球磨工藝處理所述漿液，控制顆粒度D9(i〈5 μ m，制得涂層漿液；取質(zhì)量濃度為15%貴金屬鉬溶液2份，加入到上述涂層漿液中并攪拌均勻，得到涂覆液；
(2)涂覆:將組成不銹鋼絲網(wǎng)2的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c浸潰在步驟(I)制備的涂覆液中，浸泡Imin后取出，然后用0.4MPa的壓縮空氣吹掃小于0.5分鐘，將絲網(wǎng)孔內(nèi)漿液吹通，在125°C下干燥lh，在450-550°C焙燒1.5h，得到涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c ；
(3)顆粒捕集器的制備:將涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c交織纏繞成不銹鋼絲網(wǎng)2，在不銹鋼絲網(wǎng)2外側(cè)安裝不銹鋼筒體1，銷釘4貫穿不銹鋼絲網(wǎng)2，并與不銹鋼筒體I互相固定，即得到產(chǎn)品金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器。
[0034]效果測試:
發(fā)動機排量:2.4 L
過濾效率:65%?80% ;背壓18?25 KPa ;最大載碳量:30?50 g/L。[0035]實施例3
如圖9所示，金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，包括不銹鋼筒體I，以及位于不銹鋼筒體I內(nèi)，若干層交織纏繞的不銹鋼絲網(wǎng)2 ;銷釘4穿過不銹鋼筒體1，貫穿不銹鋼絲網(wǎng)2 ;所述銷釘4兩端與不銹鋼筒體I互相固定；所述不銹鋼絲網(wǎng)2上涂覆有催化劑涂層3。
[0036]如圖6所示，所述不銹鋼絲網(wǎng)2包括若干層間隔交錯纏繞的正波紋網(wǎng)b、不銹鋼平網(wǎng)a及不銹鋼平網(wǎng)a。
[0037]所述正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)c的波紋高度為2mm，波紋角度為45°，波紋間距為
4.5 mm。顆粒捕集過濾器規(guī)格:0l5Oxl5O ;金屬絲網(wǎng)波紋網(wǎng)，寬度150mm ;過濾器筒體:不銹鋼管 0151 xl70 (長)。
[0038]所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器的制備方法，按重量份計步驟為:
(1)涂覆液的制備:按重量份計，取三氧化二鋁4份，鈰鋯粉I份，加入到43份去離子水中，攪拌均勻，形成漿液；然后用球磨工藝處理所述漿液，控制顆粒度D9(i〈5 μ m，制得涂層漿液；取質(zhì)量濃度為13%貴金屬鉬溶液2份，加入到上述涂層漿液中并攪拌均勻，得到涂覆液；
(2)涂覆:將組成不銹鋼絲網(wǎng)2的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c浸潰在步驟(I)制備的涂覆液中，浸泡Imin后取出，然后用0.3MPa的壓縮空氣吹掃小于0.5分鐘，將絲網(wǎng)孔內(nèi)漿液吹通，在120°C下干燥0.5h，在450-550°C焙燒0.5-1.5h，得到涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c ；
(3)顆粒捕集器的制備:將涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c交織纏繞成不銹鋼絲網(wǎng)2，在不銹鋼絲網(wǎng)2外側(cè)安裝不銹鋼筒體1，銷釘4貫穿不銹鋼絲網(wǎng)2，并與不銹鋼筒體I互相固定，即得到產(chǎn)品金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器。
[0039]效果測試:
發(fā)動機排量:2.4 L ；
過濾效率:70%?85% ;背壓2(T27 KPa ;最大載碳量:30?50 g/L。
【權(quán)利要求】
1.金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，其特征是:包括不銹鋼筒體(1)，以及位于不銹鋼筒體(I)內(nèi)，若干層交織纏繞的不銹鋼絲網(wǎng)(2);銷釘(4)穿過不銹鋼筒體(1)，貫穿不銹鋼絲網(wǎng)(2);所述銷釘(4)兩端與不銹鋼筒體(I)互相固定； 所述不銹鋼絲網(wǎng)(2 )上涂覆有催化劑涂層(3 )。
2.如權(quán)利要求1所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，其特征是:所述不銹鋼絲網(wǎng)(2)包括縱橫交織的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)C。
3.如權(quán)利要求2所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，其特征是:所述不銹鋼絲網(wǎng)(2)包括若干層依次間隔交織纏繞的正波紋網(wǎng)b及不銹鋼平網(wǎng)a。
4.如權(quán)利要求2所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，其特征是:所述不銹鋼絲網(wǎng)(2)包括若干層依次間隔交織纏繞的正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)C。
5.如權(quán)利要求2所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，其特征是:所述不銹鋼絲網(wǎng)(2)包括若干層間隔交錯纏繞的正波紋網(wǎng)b、不銹鋼平網(wǎng)a及不銹鋼平網(wǎng)a。
6.如權(quán)利要求2所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器，其特征是:所述正波紋網(wǎng)b及反波紋網(wǎng)c的波紋高度為1.0-3.0 mm，波紋角度為30-60°，波紋間距為3.5-5.5 mm。
7.如權(quán)利要求3-5之一所述金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器的制備方法，其特征是按重量份計步驟為: (1)涂覆液的制備:按重量份計，取三氧化二鋁3-5份，鈰鋯粉I份，加入到36-54份去離子水中，攪拌均勻，形成漿液；然后用球磨工藝處理所述漿液，控制顆粒度D9(i〈5 μ m，制得涂層漿液；取質(zhì)量濃度為10%-15%貴金屬鉬溶液1-2份，加入到上述涂層漿液中并攪拌均勻，得到涂覆液； (2)涂覆:將組成不銹鋼絲網(wǎng)(2)的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c浸潰在步驟(I)制備的涂覆液中，浸泡0.5-lmin后取出，然后用0.2-0.4MPa的壓縮空氣吹掃小于0.5分鐘，將絲網(wǎng)孔內(nèi)漿液吹通，在115-125°C下干燥0.5_lh，在450_550°C焙燒0.5-1.5h，得到涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c ； (3)顆粒捕集器的制備:將涂覆后的不銹鋼平網(wǎng)a、正波紋網(wǎng)b以及反波紋網(wǎng)c交織纏繞成不銹鋼絲網(wǎng)(2 )，在不銹鋼絲網(wǎng)(2 )外側(cè)安裝不銹鋼筒體(I)，銷釘(4 )貫穿不銹鋼絲網(wǎng)(2)，并與不銹鋼筒體(I)互相固定，即得到產(chǎn)品金屬絲網(wǎng)型柴油機尾氣顆粒捕集器。
【文檔編號】F01N3/022GK103742232SQ201410029877
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】張輝, 王剛, 楊金, 曾德智, 劉洋 申請人:無錫威孚力達催化凈化器有限責任公司