本實用新型屬于車輛尾氣處理技術領域，尤其涉及一種用于尾氣處理的催化轉化器。

背景技術：

目前的尾氣催化轉化器，主要包括催化載體和涂覆在圓柱狀的催化載體內部蜂窩狀芯體上的催化涂層，該催化涂層主要包括氧化鋁和稀土，同時含有貴金屬鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)或含其中的任意一種或兩種貴金屬，蜂窩狀芯體主要是橫截面呈蜂窩網狀的一段圓柱形的鏤空金屬，內部均勻地設有很多軸向貫穿載體圓柱形外殼兩端面的通孔。導致尾氣催化反應程度不均勻，催化效率低，處理效果不好，其原因如下：流入芯體內的尾氣密集度在圓柱形外殼內從軸線向外側逐漸變稀疏，而現(xiàn)有的催化轉化器由于蜂窩狀芯體內的上述通孔大小相同且均勻設置，導致尾氣在芯體中心附近催化反應更加徹底，而向外側則效率逐漸降低；此外，尾氣在芯體內部流動時不斷與芯體表面覆蓋的催化涂層接觸后反應，從催化載體的進氣端到出氣端尾氣逐漸被處理，即需要催化處理的尾氣的有害成分越來越少；然而，催化載體內的芯體(包括催化載體內壁)上所涂覆的催化涂層厚度均勻一致，若要使流經的尾氣充分反應，則必須在催化載體內的所有接觸面處涂覆足夠的催化涂層，由于催化涂層含有貴金屬，大量充分涂覆成本太大，而使用率卻不足，而且，在氣流集中流經的地方很難把握其合適的涂覆厚度，極易導致涂覆厚度不足或涂覆厚度過厚產生浪費。另一方面，目前的催化轉化器是利用催化劑的作用，將排氣中的CO、HC、和NOx轉換為對人體無害的氣體，催化轉化器在催化劑的作用下通過氧化反應、還原反應、水性氣體反應和水蒸氣改質反應，將尾氣中的CO、HC、及NOx三種有害氣體轉化成無害氣體二氧化碳、氮氣、氫氣和水。然而，實際上尾氣中除了上述氣體有害成分之外，還含有大量顆粒性廢物排出，而目前的催化轉化器還不能實現(xiàn)對顆粒物的過濾凈化處理，而對尾氣中顆粒物的排放的控制是大勢所趨，且在即將實行的國六新的排放標準中已有限制要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決上述技術問題，提供一種高效催化過濾轉化器，該催化轉化器可更加充分地催化反應尾氣而不產生貴金屬浪費，同時對部分顆粒物進行過濾。

本實用新型的技術方案如下：

一種高效催化過濾轉化器，包括圓柱狀的催化載體，在所述催化載體內部嵌有涂覆有催化涂層的橫截面呈蜂窩狀的圓柱狀芯體；所述催化涂層不均勻地涂覆在所述芯體上；其中，從芯體中心向外側徑向輻射的方向上的催化涂層逐步變??；從芯體進氣口向出氣口的方向上的催化涂層逐漸變薄。所述芯體沿其軸向設有若干均勻的進氣孔，所述進氣孔包括間隔設置的氣流不能軸向通過的盲孔和氣流可以軸向通過的通孔，相鄰兩進氣孔之間的孔壁上設有用于連通兩進氣孔的濾塵孔，所述濾塵孔與所述進氣孔相垂直。

進一步地，所述催化涂層包括作為基層的高鈀催化涂層和作為表層的鉑銠催化涂層。

進一步地，所述催化涂層還包括位于所述高鈀催化涂層和鉑銠催化涂層之間的鈀鉑銠催化涂層。

進一步地，所述催化涂層中的氧化鋁為鈰鋯鑭共改性氧化鋁。

進一步地，還包括混合后用于放置貴金屬分子的分子篩。

進一步地，所述催化涂層中的氧化鋁為鈰鋯鑭共改性氧化鋁。

進一步地，所述芯體的蜂窩孔呈正六邊形，且其壁厚與內壁圍成的正六邊形的對角線之比為1:3.6。

進一步地，所述進氣孔在芯體端面呈縱橫排列，每一橫排和每一縱列上的所述盲孔和通孔間隔設置。

進一步地，所述通孔包括彼此同軸相通的大通孔和小通孔，所述小通孔位于芯體出氣端的封板上。

進一步地，所述盲孔包括彼此同軸相連的通氣孔和沉渣孔，所述通氣孔的直徑小于沉渣孔的直徑，且通氣孔位于芯體的進氣端，沉渣孔的孔壁未設有所述濾塵孔。

本實用新型的有益效果：本實用新型一改傳統(tǒng)的催化轉化器的催化載體涂層厚度一致的結構，將厚度根據氣流的流動擴散方向以及氣流束本身的疏密度來設計催化劑涂層的厚度值，將整個催化載體芯體(催化涂層)做得中間向外側逐漸變薄，進氣口向出氣口方向逐漸變薄，使各個氣流段、氣流層具有相適應的較合適的催化層厚度，在具體生產制造時，根據不同車輛排量、燃油類型等因素來設置具體的催化層厚度值的分布。不僅大大提高了催化效率、更充分地實現(xiàn)尾氣處理，更是大大減少了貴金屬的使用量，避免了貴金屬的浪費，節(jié)約了成本，促進了催化轉化器的使用。同時，將芯體設計成帶孔盲和通孔的結構，可使尾氣在經過芯體時發(fā)生催化氧化的同時，將一部分顆粒廢物留下。當尾氣從芯體的進氣孔進入，進入盲孔的尾氣在盲孔底端遇到阻擋，改變流向，由軸向改為與軸向相垂直的方向逸出到相鄰的通孔型進氣孔內，并經通孔排除，在該流動過程中，顆粒物在盲孔內發(fā)生九十度的流向改變，一部分顆粒物便被遺留沉積下來，從而達到去除一部分顆粒物的目的。

本實用新型的上述兩種結構特征有機結合起來，不但可以提高催化劑中貴金屬使用率，減少催化劑涂覆量，還可以在催化氧化反應的同時將尾氣中的部分顆粒物一并除去，使催化轉化器功能多元化，為順應以后國六的新排標準奠定基礎，尤其適用于顆粒含量少的尾氣凈化處理。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為催化載體橫截面示意圖。

圖3為圖2中I處的放大視圖。

圖4為沿芯體軸向剖切時的局部示意圖。

圖5為芯體表面涂層分布示意圖。

圖6為芯體結構示意圖。

圖7為芯體出氣端端面的局部結構示意圖。

圖8為盲孔底部設有沉渣孔時的芯體結構示意圖。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

如圖1—2所示，一種高效催化過濾轉化器，包括圓柱狀的催化載體1，在所述催化載體1內部嵌有涂覆有催化涂層2的橫截面呈蜂窩狀的圓柱狀芯體101，需說明的是，此處的蜂窩狀并非僅僅指絕對的現(xiàn)實中蜂窩的形狀，而是指具有若干通孔的結構，例如蜂窩煤的孔是圓孔，而真實的蜂窩的孔為正多邊形結構。所述催化涂層2不均勻地涂覆在所述芯體101上，其中，如圖3所示，從芯體101中心向外側徑向輻射的方向上的催化涂層2逐步變薄，由于現(xiàn)有的芯體101的壁厚一致，因此涂上相同厚度的催化涂層后厚度各處仍然一致，而本實施例中由于催化涂層厚度不同，因此如圖3所示，端面看去為厚度遞減的孔壁結構；同時，如圖4所示，從催化載體1(或者芯體101)進氣口向出氣口的方向(即圖示箭頭方向)上的催化涂層2逐漸變薄。

在進行催化涂層2的涂覆時，可先將載體的進氣口端豎直放入涂層溶液內，一段時間后取出，豎直懸掛靜置，由于自重作用，涂層沿載體(芯體101)軸向厚度可逐漸積聚變厚，再繼續(xù)向載體上覆蓋上一層均勻的涂層，使載體緩慢滾動或者自轉，但自轉速度一定要控制好，保證每轉一圈載體的涂層都向圓心(軸線)流動，從而使涂層沿其徑向方向逐步變薄。當然，也可將載體一次性放入催化劑溶液中涂覆，然后連續(xù)依次地進行懸掛靜置、滾動(自轉)的流程，以達到涂層厚度的設計目標。還可以采用拼接法，將芯體101的諸如金屬板之類的制作材料預先涂覆上一層厚度逐漸變小的涂層，然后將所有板按其厚度變化方向均勻排列拼接成具有諸如正方形或其他多邊形的蜂窩孔狀結構。需說明的是對于復雜的可采用沖壓折彎后再拼接的蜂窩孔形式，需要事先在其相應部位涂覆相應厚度的涂層，進行選擇性的不連續(xù)涂覆，這種往往是對于要求較高的催化轉化器使用，其成本較高，當然售價也較高。除上述方式之外，還有很多現(xiàn)有的不均勻涂層(包括其他領域內的材料層涂覆)厚度涂覆技術，亦均可采用，此處不再做一一列舉。

本實施例中的芯體101結構也與現(xiàn)有芯體結構不同，如圖6—7所示，本芯體101內沿其軸向設有若干均勻的進氣孔801，即蜂窩狀的通孔，所述進氣孔801包括間隔設置的氣流不能軸向通過的盲孔801a和氣流可以軸向通過的通孔801b，相鄰兩進氣孔801之間的孔壁上設有用于連通兩相鄰進氣孔801的濾塵孔802，所述濾塵孔802與所述進氣孔801相垂直，以便呈90度改變氣流的流動方向。

進一步地，如圖5所示，所述催化涂層2包括作為基層的高鈀催化涂層201和作為表層的鉑銠催化涂層202，當然，該兩種催化涂層中均含有供貴金屬附著的通用載體—氧化鋁，高鈀催化涂層201內含鈀量在80—100克每立方英尺，設置該兩層催化層可使催化效果更好，基層直接覆蓋于芯體101表面。

進一步地，所述催化涂層還包括位于所述高鈀催化涂層201和鉑銠催化涂層之間的鈀鉑銠催化涂層，即同時含有貴金屬鈀、鉑、銠的涂層，其催化效果好，反應效果多元化。

進一步地，目前用的氧化鋁大多使用鑭改性的氧化鋁做為摩托車尾氣與貴金屬活性組分接觸并產生反應的場所，缺點是：一是鑭改性氧化鋁能起的作用單一，不能適用于越來越嚴格的法規(guī)要求；二是鑭改性氧化鋁能起到的助催化的效果太小；三是Pd在鑭改性氧化鋁的分散度有限，導致Pd的利用率低下。針對該缺陷，本實施例所述催化涂層2中的氧化鋁為鈰鋯鑭共改性氧化鋁，該種改性氧化鋁不僅有利于貴金屬的附著，還可提高Pd的利用率，更好地為催化反應提供反應場所，使整個催化涂層2催化效果顯著。所述鈰鋯鑭共改性氧化鋁由鈰、鋯、鑭和氧化鋁構成，其中，按重量百分比計，鈰占5-10％，鋯占10-15％，鑭占3-5％，余量為氧化鋁。在實際制作時，可將鈰鋯鑭的金屬鹽溶液稀釋一定量后霧化噴淋在攪拌中的氧化鋁粉末表面，攪拌中使鹽溶液進入到氧化鋁的孔道內部，再通過烘干和焙燒后固定在氧化鋁的孔道內部。

進一步地，在涂覆上述鈰鋯鑭共改性氧化鋁來作為貴金屬儲存載體的基礎上，本實施例還摻入了分子篩，分子篩是指具有均勻的微孔，其孔徑與一般分子大小相當的一類物質。常用分子篩為結晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，是由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成相應的分子尺寸大小的孔道和空腔體系，因吸附分子大小和形狀不同而具有篩分大小不同的流體分子的能力，此處，本實施例用于混合后存放貴金屬分子的分子篩，使貴金屬不僅可以在氧化鋁的空隙內存儲，也可在分子篩內的空隙中存儲，從而提供了兩種催化反應場所，且分子篩由于空隙均勻，因此可以放置的貴金屬量也更為均勻，即提升了催化效果，但，分子篩本身成本較高，不宜大量或者全部采用，因此實際生產中應根據尾氣處理的標準來進行合理的含量分配。

進一步地，所述芯體101的蜂窩孔呈正六邊形，且其壁厚與內壁圍成的正六邊形的對角線之比為1:3.6，該形狀比例有利于目前大多數車輛尾氣排放的處理標準，適應性較強。

進一步地，所述進氣孔801在芯體101端面呈縱橫排列，每一橫排和每一縱列上的所述盲孔801a和通孔801b間隔設置，以便尾氣流可較快地通過芯體101，以適應不同情況下的尾氣處理。

進一步地，所述通孔801b包括彼此同軸相通的大通孔和小通孔，所述小通孔801b1位于顆粒過濾筒出氣端的封板803上。設計成階梯孔形式，可使氣流在流經通孔801b的小通孔時，在其臺階處(此處即封板803內側端面)留下一部分顆粒物，提升顆粒物的去除率。

進一步地，如圖8所示，所述盲孔801a包括彼此同軸相連的通氣孔和沉渣孔801a1，即在盲孔801a底部加工一個消氣槽。所述通氣孔的直徑小于沉渣孔801a1的直徑，且通氣孔位于芯體101的進氣端，沉渣孔801a1的孔壁未設有所述濾塵孔802，以免沉積在沉渣孔801a1內的顆粒物再次被帶出。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。