CN104047679A - 一种柴油车尾气催化净化器 - Google Patents

一种柴油车尾气催化净化器 Download PDF

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王秋艳
王磊
乔锋华
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Abstract

本发明公开了一种柴油车尾气催化净化器，包括氧化型催化净化装置和颗粒物过滤装置，氧化型催化净化装置的出气端与颗粒物过滤装置的进气端连接，颗粒物过滤装置包括连接于氧化型催化净化装置出气端的后级进气管、连接于进气管出气端的后级进气端盖、连接于后级进气端盖出气端的后级筒体、连接于后级筒体出气端的后级出气端盖和连接于后级出气端盖出气端的后级出气管，后级筒体的内部连接有后级载体，后级进气端盖和后级出气端盖均与后级筒体可拆卸连接，颗粒物过滤装置连接有背压检测装置。通过背压检测装置监测催化净化器中的背压，当背压过高时将后级筒体拆卸下来清除载体上堆积的碳颗粒，避免了碳颗粒堵塞造成发动机排气背压升高。

Description

一种柴油车尾气催化净化器
技术领域
本发明涉及一种柴油车尾气催化净化器。
背景技术
柴油车尾气中的主要污染物有CO、HC、NOx和颗粒物PM。一般轻型、中重型柴油机尾气中的NOx主要通过调整发动机状态使其达到排放标准，CO、HC和PM的净化通过后处理进行，常见的后处理方式主要是催化净化，即使用催化净化器将柴油车尾气中的CO和HC、PM等催化转化成CO2和H2O等无害物质。重型柴油机尾气中NOx的处理必须依赖选择性催化还原SCR技术。
柴油车尾气中CO和HC的催化转化主要通过氧化型催化剂DOC进行。柴油车尾气中PM的处理主要依靠柴油颗粒物过滤器DPF(Diesel ParticulateFilter)技术。日益严格的排放法规要求必须同时实现柴油车尾气中各污染物的催化转化，因此多种催化转化技术的联用是当前柴油车尾气处理的主要手段。DOC+DPF技术的联合使用可有效的解决轻型、中重型柴油机尾气中污染物的催化处理。
在DOC与DPF联用技术中，DPF的使用是一个系统工程。DPF的结构类似蜂窝陶瓷载体，但是载体滤芯每相邻的两个孔道，一个进口处被堵住，另一个在出口处被堵住。这样尾气在从一个孔道流入后，必须穿过孔道内壁面的微晶孔从相邻孔道流出，尾气中的颗粒物被截留沉积在孔道的壁面上，实现尾气中颗粒物的过滤。DPF只能将颗粒物沉积在滤芯内，本身并不清除颗粒物，易被堵塞造成发动机排气背压升高，因此DPF持续应用的关键在于其再生。DPF一般通过附加后喷油或者电加热系统等被动再生系统来辅助燃烧去除堆积的碳颗粒。这需要在发动机标定初期即与DPF系统进行配套标定，模拟各种实际运行工况，确定再生的条件，将精确的再生条件编入ECU控制板中，以确保DPF能顺利、合理再生。该标定过程极为复杂，代价高昂，不适用于我国技术发展现状，尤其是我国在用车容量巨大，重新对现有在用车发动机进行DPF系统配置不具备市场可行性。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种柴油车尾气催化净化器，通过监测催化净化器内的背压来判断载体上碳颗粒的堆积情况，提醒使用者及时清理载体上堆积的碳颗粒，避免碳颗粒堵塞造成发动机排气背压升高，保证催化净化器正常工作。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种柴油车尾气催化净化器，包括氧化型催化净化装置和颗粒物过滤装置，所述氧化型催化净化装置的出气端与颗粒物过滤装置的进气端连接，所述颗粒物过滤装置包括连接于氧化型催化净化装置出气端的后级进气管、连接于进气管出气端的后级进气端盖、连接于后级进气端盖出气端的后级筒体、连接于后级筒体出气端的后级出气端盖和连接于后级出气端盖出气端的后级出气管，所述后级筒体的内部连接有后级载体，所述后级进气端盖和后级出气端盖均与后级筒体可拆卸连接，所述颗粒物过滤装置连接有背压检测装置。通过背压检测装置监测催化净化器中的背压，当背压过高时将后级筒体拆卸下来清除载体上堆积的碳颗粒，避免了碳颗粒堵塞造成发动机排气背压升高，保证催化净化器正常工作。
改进的，所述背压检测装置包括与颗粒物过滤装置连接的背压传感器和与背压传感器连接的控制单元，所述后级进气管或后级进气端盖或后级出气端盖或后级出气管上设有传感器接口，所述背压传感器连接在传感器接口上，所述控制单元包括报警模块。通过警报有效提醒使用者。
改进的，所述后级筒体的进气端通过卡箍与后级进气端盖的出气端连接，所述后级筒体的出气端通过卡箍与后级出气端盖的进气端连接。卡箍连接便于将包含后级载体的后级筒体进行拆卸、更换，便于颗粒物过滤装置的维护。
改进的，所述氧化型催化净化装置包括前级进气管、连接于前级进气管出气端的前级进气端盖、连接于前级进气端盖出气端的前级筒体、连接于前级筒体出气端的前级出气端盖和连接于前级出气端盖出气端的前级出气管，所述前级筒体的内部连接有前级载体，所述前级出气管的出气端与后级进气管的进气端连接，所述前级进气管、前级进气端盖、前级筒体、前级出气端盖和前级出气管为旋压成型的一体结构，或者，所述前级进气管通过焊接与前级进气端盖连接，所述前级出气管通过焊接与前级出气端盖连接，所述前级进气端盖和前级出气端盖均通过焊接与前级筒体连接。氧化型催化净化装置的气密性好，气体经氧化型催化净化装置必然进入颗粒物过滤装置、不会从其他部位逸出。
改进的，所述进气管的进气端和出气管的出气端均设有法兰，所述颗粒物过滤装置通过法兰与氧化型催化净化装置连接。连接简单方便。
改进的，所述筒体的前端超出载体的前端设置，所述筒体前端到载体前端的距离为5～15mm，所述筒体后端超出载体的后端设置，所述筒体后端到载体后端的距离为5～15mm。便于气流均匀分布及筒体与其他部件的连接。
改进的，所述筒体和载体之间设有衬垫，所述衬垫的厚度为5～15mm。
改进的，所述进气端盖和出气端盖均为锥台状，所述进气端盖和出气端盖的锥度均为60°。保证了气体束分布的均匀性与排气的流畅性，最大程度地减小气体阻力。
改进的，所述载体为蜂窝陶瓷载体，所述载体的壁厚为4～6mil。
有益效果：
采用上述技术方案后，该发明一种柴油车尾气催化净化器，通过背压检测装置监测催化净化器中的背压，当背压过高时将后级筒体拆卸下来清除载体上堆积的碳颗粒，避免了碳颗粒堵塞造成发动机排气背压升高，保证催化净化器正常工作。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明中颗粒物过滤装置的结构示意图；
图2为本发明中氧化型催化净化装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种柴油车尾气催化净化器，包括氧化型催化净化装置和颗粒物过滤装置，所述颗粒物过滤装置连接有背压检测装置，其中，
所述氧化型催化净化装置包括沿着排气方向依次布置的前级进气管41、前级进气端盖42、前级筒体43、前级出气端盖44和出气管45，所述前级筒体的内部连接有前级载体46，所述前级进气管的进气端和前级出气管的出气端均焊接有法兰2，所述前级进气管、前级进气端盖、前级筒体、前级出气端盖和前级出气管为旋压成型的一体结构，或者，所述前级进气管通过焊接与前级进气端盖连接，所述前级出气管通过焊接与前级出气端盖连接，所述前级进气端盖和前级出气端盖均通过焊接与前级筒体连接；
所述颗粒物过滤装置包括沿着排气方向依次布置的后级进气管11、后级进气端盖12、后级筒体13、后级出气端盖14和后级出气管15，所述后级筒体的内部连接有后级载体16，所述后级进气管的进气端和后级出气管的出气端均焊接有法兰，所述颗粒物过滤装置的进气端通过法兰与氧化型催化净化装置的出气端连接，所述后级筒体的进气端通过卡箍3与后级进气端盖的出气端连接，所述后级筒体的出气端通过卡箍与后级出气端盖的进气端连接，实现后级进气端盖和后级出气端盖均与后级筒体可拆卸连接，所述后级进气管或后级进气端盖或后级出气端盖或后级出气管上设有传感器接口，所述背压检测装置(图中未画出)包括背压传感器和控制单元，所述背压传感器连接在传感器接口上，所述控制单元与背压传感器电连接，所述控制单元包括报警模块，背压传感器检测颗粒物过滤装置中的背压将其传递给控制单元，当颗粒物过滤装置中背压过高时，报警模块发出警报，当报警模块发出警报时使用者将后级筒体拆卸下来进行清理。
所述筒体的前端超出载体的前端设置，所述筒体的前端到载体的前端的距离为5～15mm，所述筒体后端超出载体的后端设置，所述筒体的后端到载体的后端的距离为5～15mm，所述筒体和载体之间设有5～15mm的衬垫5，所述衬垫为膨胀性衬垫或非膨胀型衬垫或多晶纤维衬垫或AES显微衬垫或隔热衬垫ASP，所述衬垫沿着载体的周向包覆于载体的外壁上，所述进气端盖和出气端盖均为锥形，所述进气端盖和出气端盖的锥度均为60°，所述筒体为不锈钢筒体，所述前级载体为堇青石蜂窝陶瓷载体，所述前级载体上涂覆有氧化型催化剂涂层，所述前级载体的目数为300～600，所述前级载体的壁厚为4～6mil，所述后级载体为堇青石蜂窝陶瓷载体或碳化硅蜂窝陶瓷载体或钛酸铝蜂窝陶瓷载体，所述后级载体上涂覆有颗粒物氧化型催化剂涂层，所述后级载体的目数为200～400，所述后级载体的壁厚为4～6mil。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种柴油车尾气催化净化器，包括氧化型催化净化装置和颗粒物过滤装置，所述氧化型催化净化装置的出气端与颗粒物过滤装置的进气端连接，其特征在于：所述颗粒物过滤装置包括连接于氧化型催化净化装置出气端的后级进气管(11)、连接于进气管出气端的后级进气端盖(12)、连接于后级进气端盖出气端的后级筒体(13)、连接于后级筒体出气端的后级出气端盖(14)和连接于后级出气端盖出气端的后级出气管(15)，所述后级筒体的内部连接有后级载体(16)，所述后级进气端盖和后级出气端盖均与后级筒体可拆卸连接，所述颗粒物过滤装置连接有背压检测装置。
2.根据权利要求1所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述背压检测装置包括与颗粒物过滤装置连接的背压传感器和与背压传感器连接的控制单元，所述后级进气管或后级进气端盖或后级出气端盖或后级出气管上设有传感器接口，所述背压传感器连接在传感器接口上，所述控制单元包括报警模块。
3.根据权利要求2所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述后级筒体的进气端通过卡箍(3)与后级进气端盖的出气端连接，所述后级筒体的出气端通过卡箍与后级出气端盖的进气端连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述氧化型催化净化装置包括前级进气管(41)、连接于前级进气管出气端的前级进气端盖(42)、连接于前级进气端盖出气端的前级筒体(43)、连接于前级筒体出气端的前级出气端盖(44)和连接于前级出气端盖出气端的前级出气管(45)，所述前级筒体的内部连接有前级载体(46)，所述前级出气管的出气端与后级进气管的进气端连接，所述前级进气管、前级进气端盖、前级筒体、前级出气端盖和前级出气管为旋压成型的一体结构，或者，所述前级进气管通过焊接与前级进气端盖连接，所述前级出气管通过焊接与前级出气端盖连接，所述前级进气端盖和前级出气端盖均通过焊接与前级筒体连接。
5.根据权利要求4所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述进气管的进气端和出气管的出气端均设有法兰(2)，所述颗粒物过滤装置通过法兰与氧化型催化净化装置连接。
6.根据权利要求4所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述筒体的前端超出载体的前端设置，所述筒体前端到载体前端的距离为5～15mm，所述筒体后端超出载体的后端设置，所述筒体后端到载体后端的距离为5～15mm。
7.根据权利要求4所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述筒体和载体之间设有衬垫(5)，所述衬垫的厚度为5～15mm。
8.根据权利要求4所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述进气端盖和出气端盖均为锥台状，所述进气端盖和出气端盖的锥度均为60°。
9.根据权利要求4所述的一种柴油车尾气催化净化器，其特征在于:所述载体为蜂窝陶瓷载体，所述载体的壁厚为4～6mil。
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