CN117677438A - 微粒过滤器的改进或与微粒过滤器相关的改进 - Google Patents

微粒过滤器的改进或与微粒过滤器相关的改进 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种形成用于处理废气的经涂覆整体件制品的方法。该方法包括以下步骤：将多孔整体件制品保留在涂覆设备中，该多孔整体件制品包括用于废气通过的多个通道，每个通道具有气体接触表面；将胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些通道的气体接触表面上；以及使该胶凝颗粒与液体或气体试剂在该多孔整体件制品内发生原位反应，以提供经涂覆整体件制品。

Description

微粒过滤器的改进或与微粒过滤器相关的改进
本公开涉及一种形成用于处理废气的经涂覆整体件制品的方法和经涂覆整体件制品。例如，本公开涉及将胶凝颗粒以干粉形式沉积到整体件制品的气体接触表面上，并且使该胶凝颗粒与液体或气体试剂在该整体件制品内发生原位反应，以提供经涂覆整体件制品。
背景技术
存在关于从内燃机，尤其是从汽车应用中的柴油和汽油发动机排放微粒物质(PM)(通常称为烟灰)的问题。主要问题与潜在健康影响相关联，特别是与大小在纳米范围内的非常微小的颗粒相关联。
柴油微粒过滤器(DPF)和汽油微粒过滤器(GPF)已经使用多种材料(包括烧结金属、陶瓷或金属纤维等)制造，其中实际大规模生产中的最常见类型是由多孔陶瓷材料制成的壁流式种类，该多孔陶瓷材料以沿主体长度延伸的许多小通道的单片阵列形式制造。交替的通道在一端被堵塞，因此废气被迫通过多孔陶瓷通道壁，该多孔陶瓷通道壁防止大部分微粒穿过，因此仅经过滤的气体进入环境。商业生产中的陶瓷壁流式过滤器包括由堇青石、各种形式的碳化硅和钛酸铝制成的那些陶瓷壁流式过滤器。车辆上的实用过滤器的实际形状和尺寸以及诸如通道壁厚度和其孔隙率等特性取决于所关注的应用。气体通过的陶瓷壁流式过滤器的过滤器通道壁中的孔的平均尺寸典型地在5μm至50μm的范围内并且通常约20μm。鲜明对比的是，来自现代乘用车高速柴油发动机的大多数柴油微粒物质的大小非常小，例如10nm至200nm。
一些PM可能保留在过滤器壁中的孔结构内，并且这可以在一些应用中逐渐积聚直到孔被PM的网络桥接，并且此PM网络然后使得能够容易地在过滤器通道的内壁上形成微粒饼。微粒饼是极好的过滤介质，并且其存在提供非常高的过滤效率。在一些应用中，烟灰在沉积时在过滤器上被连续燃烧，这防止微粒饼在过滤器上积聚。
对于一些过滤器，例如轻型柴油微粒过滤器，需要定期从过滤器中去除捕获的PM以防止过大背压的积聚，过大背压的积聚对发动机性能有害并且可能导致燃料经济性差。因此，在柴油应用中，保留的PM通过在某一过程中在空气中将其燃烧而从过滤器中去除，在该过程期间，达到点燃保留的PM所需的高温所使用的可用的空气量和过量燃料的量被非常小心地控制。在通常称为再生的此过程将要结束时，去除过滤器中最后剩余的微粒可能导致过滤效率显著降低，并且将许多小颗粒的突发释放到环境中。因此，过滤器在首次使用时和随后在每个再生事件之后并且还在每个再生过程的后一部分期间使用时可能具有低过滤效率。
因此，期望随时改进和/或维持过滤效率—例如在过滤器首次使用时的早期寿命期间，和/或在再生期间和再生之后立即，和/或当过滤器装载有烟灰时。
WO2021028691A1(该申请的全部内容据此以引用方式并入)描述了在过滤器首次使用时的早期寿命期间和/或在再生期间和紧随其后，和/或当过滤器装载有烟灰时，具有改进的过滤效率的过滤器可通过包括以下步骤的处理方法获得：
a)在贮存器中容纳干粉；
b)将过滤器定位在过滤器保持器中，该过滤器包括多孔基底，该多孔基底具有入口面和出口面，该入口面和所述出口面由多孔结构分开；
c)通过向该过滤器的所述出口面施加压力减小来建立通过该过滤器的所述多孔结构的初级气流；
d)将该干粉从该贮存器转移到位于该过滤器的该入口面上游的喷雾装置；并且
e)使用该喷雾装置朝向该过滤器的所述入口面喷雾所述干粉，使得该干粉被夹带在该初级气流中并穿过所述过滤器的该入口面以接触该多孔结构。
在WO2021028691A1中，其描述了干粉可如何包含热解氧化铝、热解二氧化硅、热解二氧化钛、二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、碳气凝胶、二氧化钛气凝胶、氧化锆气凝胶或二氧化铈气凝胶中的一者或多者。具体地，描述了已涂覆有振实密度为0.05g/l且d50为5.97微米的热解氧化铝的过滤器的示例。优选地，在用干粉涂覆之后煅烧过滤器。
虽然已经发现这种处理方法产生具有改进的过滤效率特性的过滤器，但仍希望进一步改进此类过滤器的处理，具体地，改进经处理的过滤器的耐久性。具体地，希望改进以干燥形式沉积在整体件制品的气体接触表面上的粉末的耐水性和粘附性。
发明内容
现在将描述本公开的各方面和实施方案。本领域技术人员将认识到，除非当前上下文另外教导，否则本公开的一个方面或实施方案的一个或多个特征可以与本公开的任何其它方面或实施方案的一个或多个特征组合。具体地，任何被指示为优选或有利的特征可与任何其它被指示为优选或有利的一个或多个特征组合。
在第一方面，本公开提供了一种形成用于处理废气的经涂覆整体件制品的方法，该方法包括以下步骤：
将多孔整体件制品保留在涂覆设备中，该多孔整体件制品包括用于废气通过的多个通道，每个通道具有气体接触表面；
将胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些通道的气体接触表面上；以及
使胶凝颗粒与液体或气体试剂在多孔整体件制品内发生原位反应，以提供经涂覆整体件制品。
有利地，本申请人已发现，胶凝颗粒可以以干粉形式沉积在整体件制品的气体接触表面上，然后发生原位反应以提供在使用中表现出对水暴露的高耐受性的胶结并且牢固粘附的涂层。
该方法包括提供多孔整体件制品，该多孔整体件制品包括用于废气通过的多个通道，每个通道具有气体接触表面。多孔整体件制品是本领域公知的。多孔整体件制品有时可称为基底、优选地蜂窝基底、优选地陶瓷蜂窝基底。这种基底包括适于废气通过的多个通道。这些通道是平行的并且从入口端(或第一端)延伸到出口端(或第二端)，即通道轴向延伸穿过该制品。典型地，这些通道具有正方形横截面，但也可以使用任何已知的整体件设计。
该多孔整体件制品/基底可由例如烧结金属、陶瓷或金属纤维等形成。例如，该制品可由堇青石、各种形式的碳化硅或钛酸铝形成。
在一些实施方案中，该整体件制品是整体件过滤器。特别优选的是，整体件过滤器是壁流式过滤器(也可称为壁流式整体件制品)。壁流式过滤器是公知的，并且典型地，相邻通道交替地插入在整体件制品的每一端，使得在使用中，废气沿着入口通道(即，在整体件制品的入口端开口以用于接收废气的通道)通过，并且被迫穿过通道壁进入相邻的出口通道(即，在整体件制品的出口端开口的通道)。
通道壁分布有细孔，从而为整体件制品提供所需的孔隙率，通道壁(例如，过滤壁)中的孔的平均尺寸通常在5μm至50μm的范围内。每个通道具有气体接触表面。即，每个通道具有适于在使用时接触例如废气的表面。该表面可以由通道壁表面和/或由包含在其中的孔提供。
在另一个特别优选的实施方案中，多孔整体件制品是催化剂制品(即，催化制品)。催化多孔整体件制品是公知的，并且表现出催化功能，诸如氧化、NOx捕集或选择性催化还原活性。多孔整体件制品可包括一个或多个载体涂层、优选地催化载体涂层。载体涂料是涂覆并渗透制品的多孔结构的组合物。然后在将胶凝颗粒沉积到通道上之前，优选地煅烧包括所述一个或多个载体涂层的制品，如本文所述。因此，催化剂制品可选自例如三元催化剂(TWC)、NOx吸收剂、氧化催化剂、选择性还原催化剂(SCR)、烃捕集器和贫NOx催化剂。催化剂制品可包含一种或多种铂族金属，特别是选自由铂、钯和铑组成的组的那些。
在特别优选的实施方案中，多孔整体件制品是催化壁流式过滤器。因此，该制品可以是例如催化的烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRF)、贫NOx捕集过滤器(LNTF)、汽油微粒过滤器(GPF)、氨泄漏催化剂过滤器(ASCF)或它们中的两种或更多种的组合(例如，包括选择性催化还原(SCR)催化剂和氨泄漏催化剂(ASC)的过滤器)。
过滤器的形状和尺寸(例如，诸如通道壁厚度和其孔隙率等特性)可以根据过滤器的预期应用而变化。过滤器可以被配置为与内燃机一起使用以对由内燃机排放的废气过滤。内燃机可以是汽油火花点火式发动机。然而，在被配置为与柴油或汽油发动机形式的内燃机一起使用时，过滤器具有特定应用。
在一些实施方案中，胶凝颗粒为无机颗粒。优选地，胶凝颗粒包含或由硅酸盐、铝酸盐或硅铝酸盐组成。胶凝颗粒可以由单一化合物或化合物的混合物组成。
在一些优选实施方案中，胶凝颗粒包含或由水硬性胶凝颗粒组成，并且使该胶凝颗粒与该液体或气体试剂发生反应的步骤包括使该水硬性胶凝颗粒水合。
在一些特别优选的实施方案中，水硬性胶凝颗粒包含或由硅酸钙、铝酸钙、硅铝酸钙和/或铝铁酸钙组成。
在特别优选的实施方案中，液体或气体试剂包含或由水分子组成。
在一些实施方案中，使该水硬性胶凝颗粒水合的步骤包括用液相的水分子渗透该通道。例如，液相的水分子可包含雾化水汽，并且用该水分子渗透通道可包括将雾化水汽喷涂到多孔整体件制品中和/或将雾化水汽抽吸通过多孔整体件制品。雾化水汽的喷涂和/或抽吸可使用该涂覆设备来进行。
然而，在优选的实施方案中，使水硬性胶凝颗粒水合的步骤包括将通道暴露于气相的水分子中，例如暴露在增湿室内。
在特别优选的实施方案中，该气相的水分子包含增湿气体，例如增湿空气。
在一些实施方案中，例如使用外部泵和/或真空，主动地将该增湿气体吹过和/或抽吸通过多孔整体件制品。
然而，在优选的实施方案中，增湿气体扩散和/或对流到多孔整体件制品中。
在一些实施方案中，增湿气体具有大于或等于60％、或65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％、或95％的相对湿度(RH)。
在一个优选的实施方案中，使水硬性胶凝颗粒水合的步骤包括水热处理；例如在水热烘箱中。
水热处理可包括使多孔整体件制品经受大于或等于40℃、或60℃、或80℃、或100℃的环境温度。
在一些实施方案中，水热处理包括使多孔整体件制品经受最高至或等于80℃、或100℃、或120℃、或150℃的环境温度。
在一些实施方案中，水热处理包括将多孔整体件制品暴露于增湿气体达2小时至24小时、任选地4小时至12小时、任选地6小时至8小时。
在一些实施方案中，该胶凝颗粒包含或由地质聚合物前体颗粒组成，并且使该胶凝颗粒与该液体或气体试剂发生反应的步骤包括使该地质聚合物前体颗粒发生化学反应。
在一些优选的实施方案中，地质聚合物前体颗粒包含或由硅铝酸盐、火山灰、煅烧粘土、偏高岭土、粉煤灰、高炉矿渣或硅灰组成。
在一些实施方案中，液体或气体反应物包含或由碱、优选地碱性聚硅酸盐、更优选地硅酸钠或硅酸钾组成。
在一些实施方案中，胶凝颗粒的振实密度可为1g/cm3至3g/cm3、任选地1.5g/cm3至2.5g/cm3、任选地约2g/cm3。
在一些优选的实施方案中，胶凝颗粒具有5微米至60微米的d50(按体积计)。
使该胶凝颗粒与该液体或气体试剂发生反应的步骤在将该整体件制品安装到用于处理废气的装置中之前进行。例如，该反应步骤可以在将整体件制品安装到诸如排气系统的装置中之前在处理设备中进行。该处理设备可以是例如本文所述的涂覆设备，或单独的水喷射或水雾化设备，或水热烘箱。
在一些实施方案中，将该胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些通道的气体接触表面上的步骤包括将该胶凝颗粒作为干颗粒气溶胶喷涂到该多孔整体件制品的入口面中。在一些优选的实施方案中，该胶凝颗粒在喷涂之前以干颗粒的形式保持在贮存器中。
因此，该方法可以优选地包括将胶凝颗粒作为干颗粒气溶胶喷涂到气体接触表面上。该方法可以包括将悬浮在气体中(即，作为气溶胶)的干粉(即，干胶凝颗粒)喷涂到该整体件制品上的多个通道的气体接触表面上。在例如WO2011/151711A1、WO2021028691A1和WO2021/028692A1(所有这些文献的全部内容据此以引入方式并入)中描述了用于将干粉喷涂到整体件制品上的合适的方法和设备。
在特别优选的实施方案中，将该胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些通道的气体接触表面上的步骤包括通过向该多孔整体件制品的出口面施加真空而将该胶凝颗粒作为干颗粒气溶胶抽吸到该多孔整体件制品的入口面中并且沿着通道抽吸。
在一些实施方案中，胶凝颗粒以1.5g/l至15g/l、任选地3g/l至10g/l、任选地4.5g/l至9g/l、任选地4.5g/l、或6g/l、或9g/l的装载水平沉积。
在特别优选的实施方案中，经涂覆整体件制品在其安装到用于处理废气的装置中之前保持未煅烧。
本公开的方法的一个主要优点在于，在对干颗粒进行沉积以将这些颗粒粘附到气体接触表面上之后，该整体件制品不需要高温处理，诸如煅烧。相反，胶凝颗粒在原位发生化学反应以形成胶结涂层。如本文所用，“高温处理”是指在用于煅烧过滤器的典型温度(例如，通常大于400℃或500℃)下进行的工艺，并且与在最高至或等于150℃的高温下进行的工艺形成对比。
使用化学反应步骤而不是煅烧步骤降低了制造经涂覆整体件制品的能量需求。此外，该方法避免了高温对存在于整体件制品中的任何催化剂颗粒的潜在有害影响，使得催化剂颗粒能够更有效地保留和粘附到整体件制品通道。
在第二方面，本公开提供了一种能够通过上述第一方面的方法获得的整体件制品。
在第三方面，本公开提供了一种用于处理废气的经涂覆整体件制品，该经涂覆整体件制品包括用于废气通过的多个通道，每个通道具有气体接触表面；至少一些通道的气体接触表面至少部分地涂覆有胶结涂层。
在特别优选的实施方案中，该胶结涂层包含或由水合硅酸钙、水合铝酸钙、水合铝硅酸钙和/或水合铝铁酸钙组成。
在一些实施方案中，该胶结涂层包含或由地质聚合物组成。
在优选的实施方案中，该经涂覆整体件制品是催化烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRF)、贫NOx捕集过滤器(LNTF)和汽油微粒过滤器(GPF)中的一者或多者。
在本说明书中，术语“干粉”是指未悬浮或溶解在液体中的微粒组合物。这并不一定意味着完全不存在所有水分子。干粉优选地是自由流动的。
在本说明书中，术语“振实密度”是指根据欧洲药典7.0的第2.9.35节的方法1用1250次振实测量的粉末的振实密度。
在本说明书中，术语“g/l”(克/升)是指给定物质的质量除以整体件制品的体积。
在本说明书中，当参考干粉的量时，术语“装载”和“质量装载”是指添加到过整体件制品中的干粉的质量，并且可通过在将粉末施加到整体件制品之前和之后对整体件制品称重来测量。
在本说明书中，术语“d50(按体积)”是指通过从英国马尔文的MalvernPanalytical Ltd获得的带有Aero s分散单元的Malvern3000测量的d50(按体积)测量结果。分散条件：气压＝2barg，进料速率＝65％，料斗间隙＝1.2mm。折射率和吸收参数根据Malvern/>3000用户手册中提供的说明来设定。
在本说明书中，术语“真空发生器”是指用于产生压力减小的设备或设备的组合。合适设备的非限制性示例包括根据文丘里原理操作的真空发生器、真空泵，例如旋转叶片和液环真空泵以及再生鼓风机。
在本说明书中，术语“压力传感器”是指用于测量绝对压力和/或相对压力的设备或设备的组合。合适设备的非限制性示例包括可以是隔膜压力换能器的压力换能器。例如，可以使用可从德国克林根贝格的WIKAAlexander Wiegand SE&Co.KG获得的P30压力变送器。
在本说明书中，术语“控制器”是指可以包括硬件和/或软件的功能。控制器可以包括控制单元或者可以是在专用或共享计算资源上运行的计算机程序。控制器可以包括单个单元或者可以由可操作地连接的多个子单元构成。控制器可以位于一个处理资源上，或者可以分布在空间上分离的处理资源上。控制器可以包括微控制器、一个或多个处理器(诸如一个或多个微处理器)、存储器、可配置逻辑、固件等。
在本说明书中，范围和量可以表示为“约”特定值或范围。“约”也包括确切的量。例如，“约2微米”意指“约2微米”以及“2微米”。通常，术语“约”包括预期在实验误差内的量。术语“约”可以包括在所提供的值小5％至大5％以内的值。例如，“约2微米”意指“介于1.9微米与2.1微米之间”。
在本说明书中，干粉“由……组成”的表达意指基本上仅由指定成分组成的干粉，如本领域技术人员将认识到的通常遇到的不可避免的杂质除外。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本公开，其中：
图1是根据本公开的用于用干粉涂覆整体件制品的设备的示意图；
图2是示出根据本公开的用于制造经涂覆整体件制品的方法的流程图，该方法结合有使用图1的设备涂覆整体件制品的方法；并且
图3是示出图2的步骤S29的进一步细节的流程图。
具体实施方式
根据本公开，提供了一种形成用于处理废气的经涂覆整体件制品的方法。该方法包括将胶凝颗粒以干粉形式沉积到多孔整体件制品的至少一些通道的一个或多个气体接触表面上，然后使该胶凝颗粒与液体或气体试剂在多孔整体件制品内发生原位反应，以产生经涂覆整体件制品。
将胶凝颗粒沉积到气体接触表面上的步骤在多孔整体件制品保留在涂覆设备中的情况下进行。可使用各种涂覆设备来沉积胶凝颗粒。在下面的描述中，将参考图1以示例的方式描述涂覆设备1的一个优选实施方案。
图1示出了涂覆设备1的示意图，下文中简称为“设备1”。
设备1可包括用于容纳干粉形式的胶凝颗粒4的贮存器3。可以提供保持器5以用于保持整体件制品2。可提供真空发生器6以用于在使用中通过向整体件制品2的出口面施加压力减小来建立通过整体件制品2的多孔结构的初级气流。可以提供输送装置8以用于将胶凝颗粒4从贮存器3输送到喷雾装置7。可提供喷雾装置7以用于从输送装置8接收胶凝颗粒4，并且将胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面喷涂。可提供控制器9并且将其配置为控制设备1的操作。
贮存器3可以从干粉入口11接收胶凝颗粒4。干粉入口11可以是胶凝颗粒4的上游批量供应的输出。例如，干粉入口11可以是在上游连接到胶凝颗粒4的另一贮存器的导管。干粉入口11可以表示通过贮存器3的盖或开口对贮存器3的手动、半自动或自动再填充。
贮存器3可以包括一个或多个料斗。贮存器3可以包括一个料斗。在图1的图示示例中，贮存器3包括第一料斗12和第二料斗13。第二料斗13可以在第一料斗12的下游以从第一料斗12接收胶凝颗粒4输出。一个或多个料斗可以设置在单独的壳体中。另选地，一个或多个料斗可以设置在单个壳体中。一个或多个料斗可以包括单个容器的一个或多个室。
贮存器3可以包括投配装置15。投配装置15可以通过按重量、体积、颗粒数、时间中的一者或多者来投配胶凝颗粒4。投配装置15可以位于贮存器3的出口处或附近。投配装置15可以位于贮存器3的一个或多个料斗的出口处或附近。投配装置可以位于第一料斗12的出口处或附近。
投配装置15可以用来自贮存器3的胶凝颗粒4以重量方式进料。
投配装置15可以是失重进料器。合适的投配装置的非限制性示例包括可从德国斯图加特的Coperion GmbH获得的K-Tron Type K2-ML-T35Gravimetric双螺杆进料器和可从英国桑迪All-Fill International Ltd获得的/>Series S1Micro-Fill。
输送装置8将胶凝颗粒4从贮存器3输送到喷雾装置7。输送装置8可以至少部分地朝向喷雾装置7以重量方式对胶凝颗粒4进料。
输送装置8可以包括一个或多个部件。输送装置8可以包括一个或多个导管，例如通道、管、软管等。
在贮存器3包括多于一个料斗的情况下，输送装置8可以在料斗之间输送胶凝颗粒4。输送装置8可以在料斗之间以重量方式对胶凝颗粒4进料。输送装置8可以包括在第一料斗12与第二料斗13之间延伸的第一导管14。第一导管14可以从第一壳体延伸到第二壳体。另选地，第一导管14可以从第一室延伸到单个容器的第二室。胶凝颗粒4可以沿第一导管14以重量方式进料。输送装置8可以包括从第二料斗13延伸到喷雾装置7的第二导管16。
提供喷雾装置7以用于从输送装置8接收胶凝颗粒4，并且将胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面喷涂。喷雾装置7可以包括用于产生次级气流的次级气流发生器，该次级气流可以用于将胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面喷涂。
喷雾装置7可以进一步包括一个或多个出口，该一个或多个出口用于将胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面排放。喷雾装置的一个或多个出口可以包括1mm至10mm的孔尺寸。该一个或多个出口可以设置在一个或多个喷嘴中。该一个或多个喷嘴中的每个喷嘴可以包括一个或多个喷雾出口。在图1的图示示例中，提供了包括多个喷雾口的单个喷嘴25。
次级气流发生器可以包括压缩气体发生器。在图1的图示示例中，次级气流发生器包括压缩空气发生器，该压缩空气发生器可以包括压缩机22。压缩机22可以从空气入口21接收空气，并且通过进料管线23将压缩空气供应到喷雾装置7的一个或多个出口。可以提供返回管线24。如本领域技术人员将已知的，可以提供操作所需的阀和控件。
可以提供输送装置8与喷雾装置7之间的互连部，在该互连部处，可将胶凝颗粒4从输送装置8转移到喷雾装置7中。互连部可以设置在喷雾装置7的一个或多个出口处或附近。在一个示例中，可以在喷嘴25中提供互连部。另选地，互连部可以设置在贮存器3处或附近，例如在贮存器3的第二料斗13处或附近。在一个示例中，互连部是进料管线23与第二导管16之间的流体连接部。例如，喷雾装置7的次级气流可以与第二料斗13的出口处或附近的第二导管16流体连接，以使胶凝颗粒4流化，从而有助于将胶凝颗粒以干粉形式沿着第二导管16的至少一部分输送。例如，喷雾装置7的次级气流可以从第二导管16夹带胶凝颗粒4。例如，喷雾装置7的次级气流可在第二导管中产生抽吸力以将胶凝颗粒4抽吸到次级气流中。
在一个示例中，喷雾装置7包括压缩空气枪。合适的压缩空气枪的非限制性示例是STAR专业重力进料喷枪1.4mm，零件号STA2591100C。
保持器5可用于在胶凝颗粒4的沉积期间将整体件制品2保持在固定位置。保持器5可以抓握整体件制品2的上端和/或下端。保持器5可包括可膨胀上密封囊31(也称为上部可膨胀套环)和/或可膨胀下密封囊30(也称为下部可膨胀套环)，该可膨胀上密封囊和该可膨胀下密封囊支撑整体件制品2的相应上端和下端。可膨胀上密封囊31和可膨胀下密封囊30可与整体件制品2的外表面接触和/或接合。它们各自可在整体件制品2周围形成不透液或不透气密封。可膨胀上密封囊31和可膨胀下密封囊30可由一个或多个壳体支撑(例如由该一个或多个壳体的内壁支撑)。
设备1可以被配置成使得整体件制品2以整体件制品的入口面在最上面的竖直取向定位在保持器5中。喷雾装置7的至少一部分可以竖直地位于入口面上方。喷雾装置7的喷雾方向可以与整体件制品2的纵向轴线同轴。喷雾方向和整体件制品2的纵向轴线可以是重合的。
设备1可以进一步包括流动导管10，该流动导管位于喷雾装置7与整体件制品2的入口面之间。流动导管10可以用于约束和引导初级气流朝向整体件制品2的入口面。流动导管10可以用于将初级气流对齐，使得当初级气流接触整体件制品2的入口面时，初级气流的流动方向垂直于入口面。
流动导管10可以是空的，以便在喷雾装置7与整体件制品2的入口面之间提供不受阻碍的流动路径。另选地，流动导管10可以包括插置在喷雾装置7与整体件制品2的入口面之间的流动调节器，该流动调节器用于促进胶凝颗粒4的分散。例如，流动调节器可以包括静态混合器、网、筛、挡板和开孔板中的一者或多者。
流动导管10可以包括管。流动导管10可以包括与整体件制品2的入口面的截面形状匹配的截面形状。流动导管10可以包括与整体件制品2的入口面的尺寸匹配的尺寸。
喷雾装置7可以延伸到流动导管10中。喷雾装置7的一个或多个出口可以位于流动导管10内。例如，喷嘴25可以位于流动导管10的上部区域内。喷嘴25可以位于与整体件制品2的纵向轴线重合的位置。
整体件制品2的入口面可以位于距喷雾装置(例如，距喷雾装置7的喷嘴25)为10cm至80cm、优选地15cm至20cm。附加地或另选地，喷雾装置(例如，喷雾装置7的喷嘴25)可位于距整体件制品2的入口面一定距离处，该距离多达整体件制品2的入口面的直径的4倍。
提供真空发生器6以在使用中通过向整体件制品2的出口面施加压力减小来建立通过整体件制品2的多孔结构的初级气流。真空发生器6可包括真空锥40，该真空锥可限定接合整体件制品2的出口面的漏斗。可膨胀下密封囊30可在整体件制品2的出口面与真空锥40之间形成密封。真空发生器6可包括通过导管43连接到流动锥的真空泵42。可以控制真空泵42以控制初级气流的体积流量。
真空发生器6可以设置有体积流量传感器。体积流量传感器可以是与沿导管43定位的压力传感器45组合的孔口板44。真空发生器6可以包括延伸到进气口47的旁通导管46。
设备1可以进一步包括压力传感器41，该压力传感器用于监测整体件制品2的背压。可以使用单个压力传感器41。单个压力传感器41可以位于真空发生器6中、优选地位于真空发生器的保持器或其他壳体中，例如真空锥40中。
控制器9控制至少真空发生器6和喷雾装置7的操作。在图1中，为了清楚起见，省略了控制器9与设备1的其余部分之间的操作连接。然而，本领域技术人员将了解，可以提供任何合适的方式的必要连接。此类连接可以是有线或无线的。
控制器9可以被配置为独立于控制由真空发生器6产生的初级气流，通过输送装置8控制胶凝颗粒4从贮存器3到喷雾装置7的转移。例如，控制器9可以控制投配装置15的操作。
控制器9可以被配置为独立于控制初级气流来控制胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面喷涂。在本说明书中使用术语“独立”是指控制器9单独地并且与其他变量的状态无关地控制胶凝颗粒4的喷涂和初级气流的变量中的每个变量的能力。例如，控制器9可以在不同时喷涂胶凝颗粒4的情况下建立初级气流。例如，控制器9可以增加或降低胶凝颗粒4的喷涂速率而不改变初级气流的体积流量。例如，控制器9可以增加或降低初级气流的体积流量而不改变胶凝颗粒4的喷涂速率。例如，控制器9可以独立于控制真空泵42的操作来控制喷雾装置7的操作。
控制器9可以被配置为操作真空发生器6以在胶凝颗粒4转移到喷雾装置7并且朝向整体件制品2的入口面喷涂之前建立初级气流。
控制器9可以被配置为独立于真空发生器6来控制次级气流发生器，例如压缩机22。控制器9可以被配置为操作真空发生器6，以将初级气流维持为通过多孔结构的连续气流，并且仅对于初级气流的时间段的一部分操作次级气流发生器(例如压缩机22)。
控制器9可以被配置为控制真空发生器6，以独立于控制输送装置8和/或喷雾装置7以控制朝向整体件制品2的入口面喷涂的胶凝颗粒4的速度或质量速率，来控制施加到整体件制品2的出口面的压力减小的水平。
控制器9可以被配置为当达到例如由压力传感器41检测的整体件制品2的预定背压时，停止朝向整体件制品2的入口面喷涂胶凝颗粒4。预定背压可以是绝对背压，或者另选地可以是相对背压。
另选地，控制器9可以被配置为当达到预定总喷涂时间时，停止朝向整体件制品2的入口面喷涂胶凝颗粒4。
设备1可用于用包含或由无机颗粒组成的胶凝颗粒4涂覆整体件制品2。
在一些实施方案中，胶凝颗粒4包含或由硅酸盐、铝酸盐或硅铝酸盐组成。在一些特别优选的实施方案中，胶凝颗粒4包含或由硅酸钙、铝酸钙、硅铝酸钙和/或铝铁酸钙组成。
在一些实施方案中，胶凝颗粒4包含或由地质聚合物前体颗粒组成。在一些特别优选的实施方案中，地质聚合物前体颗粒包含或由硅铝酸盐、火山灰、煅烧粘土、偏高岭土、粉煤灰、高炉矿渣或硅灰组成。
胶凝颗粒4可以由单一化合物或化合物的混合物组成。例如，胶凝颗粒4可以包含硅酸钙、铝酸钙、铝硅酸钙、铝铁酸钙和地质聚合物前体颗粒中的两种或更多种的混合物。又如，胶凝颗粒4可以包含硅酸钙、铝酸钙、铝硅酸钙和铝铁酸钙中的任何两种或更多种形式的混合物，例如该混合物可以包含硅酸三钙、二钙硅酸盐和硅灰石中的两种或更多种。
在一些实施方案中，胶凝颗粒4的振实密度可为1g/cm3至3g/cm3、任选地1.5g/cm3至2.5g/cm3、任选地约2g/cm3。
在一些实施方案中，胶凝颗粒4具有5微米至60微米的d50(按体积计)。
现在将参考图2描述根据本公开的处理整体件制品2的方法的示例，该图示出了例示出结合有使用设备1的制造整体件制品2的方法的流程图。仅举例来说，将参考设置有催化涂层的整体件制品2来描述该方法。
在步骤S21中，通过本领域已知的方法制备催化浆料。
在步骤S22中，通过本领域已知的方法由催化浆料制备载体涂层。载体涂层可以是例如烃捕集器、三元催化剂(TWC)、NOx吸收剂、氧化催化剂、选择性催化还原(SCR)催化剂、贫NOx催化剂和它们中的任何两种或更多种的组合。
在步骤S23中，通过本领域已知的方法将载体涂层配量并施加到裸整体件制品2。例如，载体涂层可以施加到整体件制品2的第一面(例如，上表面)，并且整体件制品2的相对的第二面(例如，下表面)可以经受至少部分真空以实现载体涂层通过整体件制品2的多孔结构的移动。整体件制品2可以单剂量涂覆，其中载体涂层可在单个步骤中施加到整体件制品2，其中整体件制品2保持在单个取向上。另选地，整体件制品2可以两个剂量进行涂覆。例如，在第一剂量中，整体件制品2可以处于第一取向，其中第一面在最上面，并且第二面在最下面。可以将涂层施加到第一面并涂覆整体件制品2的长度的一部分。然后可以将整体件制品2倒置，使得第二面在最上面。然后可以将涂层施加到第二面，以便涂覆整体件制品2的未被第一剂量涂覆的部分。有利地，双剂量工艺可允许将不同的涂层施加到整体件制品2的每个端部。
在步骤S24中，可以干燥整体件制品2。
在步骤S25中，可以通过本领域已知的方法煅烧整体件制品2。
在任选的步骤S26中，可以测量处理之前的整体件制品2的背压。
在任选的步骤S27中，可以将整体件制品2放置在库存中以等待进一步处理。然后，在步骤S28中，可以从库存中取出整体件制品2并进行进一步处理。另选地，可以立即对整体件制品2进行进一步处理，即直接从步骤S26进入步骤S29。
在步骤S29中，对整体件制品2进行处理以将胶凝颗粒4以干粉形式沉积到整体件制品2的至少一些通道的一个或多个气体接触表面上，如下文将参考图3进一步详细描述的。
在步骤S30中，胶凝颗粒4与液体或气体试剂在整体件制品2内发生原位反应，以产生经涂覆整体件制品，如下文将进一步详细描述的。
在任选的步骤S31中，可以测量在处理和反应步骤之后的整体件制品2的背压。
在步骤S32中，可以将成品整体件制品2准备好交付给客户。
有利地，本公开的处理方法不需要在步骤29或30之后对整体件制品2进行高温处理，诸如煅烧。相反，胶凝颗粒4在原位发生化学反应以形成胶结涂层。
图3示出了图2的工艺步骤S29的流程图，该步骤包括胶凝颗粒4的沉积。
在步骤S29-1中，可以将整体件制品2装载到保持器5中。整体件制品2可以在处理期间保持在静止位置。整体件制品2可以由保持器5抓握整体件制品2的上端和/或下端处。可膨胀上密封囊31和可膨胀下密封囊30可以膨胀以与整体件制品2的外表面接触和/或接合。整体件制品2可以保持其中整体件制品的入口面在最上面的竖直取向。保持器5的操作，例如可膨胀上密封囊31和可膨胀下密封囊30的膨胀，可由控制器9来控制。
在步骤S29-2中，真空发生器6可由控制器9激活以建立通过整体件制品2的初级气流。优选地，在将胶凝颗粒4转移到喷雾装置7并且朝向整体件制品2的入口面喷涂之前建立初级气流。由真空发生器6产生的压力减小的水平可由控制器9独立于胶凝颗粒4从贮存器3转移到喷雾装置7的速度或质量速率而控制。初级气流的体积流量可以是10m3/小时至5000m3/小时、优选地400m3/小时至2000m3/小时、优选地600m3/小时至1000m3/小时。
在步骤S29-3中，可以在建立初级气流时但在建立次级气流之前测量整体件制品2的背压。可以通过使用压力传感器41来测量背压。步骤S29-3中的背压测量可以补充或代替步骤S26的背压测量。另选地，可以使用步骤S26的背压测量代替步骤S29-3的背压测量。步骤S26的背压测量和/或步骤S29-3的背压测量可以由控制器9用作在处理之前整体件制品2的第一背压的度量。
在步骤S29-4中，通过喷雾装置7将胶凝颗粒4以干粉形式喷涂在整体件制品2的入口面处。在胶凝颗粒4的喷涂期间，胶凝颗粒4可以以干粉形式通过输送装置8供应到喷雾装置7。
胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面的喷涂优选地能够由控制器9独立于建立和控制初级气流控制。
在步骤S29-4期间，例如可以使用由压缩机22提供的与初级气流分离的次级气流将胶凝颗粒4从贮存器3转移到喷雾装置7。优选地，次级气流由控制器9独立于初级气流而可控。例如，控制器9可以独立于控制真空泵42的操作来控制压缩机22和/或阀和/或喷雾装置7的喷嘴25的操作。可以通过使用次级气流将胶凝颗粒4朝向整体件制品2的入口面喷涂。次级气流可以包括压缩气体流、优选地空气流。
在步骤S29-4期间，优选地将初级气流维持为连续流。在步骤S29-4期间，可以将次级气流施加为单个突发或多个间歇突发。
在步骤S29-5中，可以监测整体件制品2的背压。可以通过使用压力传感器41来监测背压。控制器9可以被配置为当达到预定背压时，停止朝向整体件制品2的入口面喷涂胶凝颗粒4。如果尚未达到预定背压，则控制器9被配置为返回到步骤S29-4并继续喷涂胶凝颗粒4。这种反馈可以是连续的，并且在胶凝颗粒4的喷涂中不必涉及任何停顿，即，控制器9可以在胶凝颗粒4喷涂进行时连续地监测整体件制品2的背压。
预定背压可以是绝对背压。绝对背压可以在600m3/小时的流速下为20mbar-180mbar。
另选地，预定背压可以是相对背压。例如，可以使用相对于在步骤S26和/或步骤S29-3中测量的处理之前整体件制品2的第一背压的背压。背压可以被测量为第一背压的百分比。当停止胶凝颗粒4的喷涂时，预定背压可以是第一背压的105％至200％、优选地125％至150％。
除此之外或另选地，当达到预定总喷涂时间时，可以停止朝向整体件制品2的入口面喷涂胶凝颗粒4。预定总喷雾时间可以是1秒至60秒、优选地1秒至20秒、优选地约10秒。
控制器9可以被配置为当首先达到预定总喷涂时间或整体件制品的预定背压或者已经朝向整体件制品的入口面喷涂目标质量的胶凝颗粒4时，停止朝向整体件制品2的入口面喷涂胶凝颗粒4。
在步骤S29-6中，停止胶凝颗粒4的喷涂。例如，这可以通过控制器9停止通过输送装置8转移胶凝颗粒4和/或通过停止喷雾装置7的次级气流来实现。优选地，在步骤S29-6中，在停止胶凝颗粒4的喷涂之后的一段时间内将初级气流保持通过整体件制品2的多孔结构。控制器9可以被配置为在停止胶凝颗粒4的喷涂之后的一段时间内操作真空发生器6。
任选地，在步骤S29-6中，可以测量朝向整体件制品2的入口面递送的胶凝颗粒4的量。控制器9可被配置为确定从投配装置15的信号输出，例如从失重进料器的输出递送的胶凝颗粒4的量。
该方法可以被配置为递送过滤器的最大装载为10g/l至40g/l、任选地15g/l至30g/l、任选地约20g/l的胶凝颗粒4。
在步骤S29-7中，停止通过整体件制品2的初级气流。这可以通过控制器9停止真空发生器6、即停止真空泵42来实现。另选地，这可以通过控制器操作真空发生器6的阀以将通过旁通导管46的抽吸转向为将空气抽吸通过进气口47来实现。这可以避免需要在连续整体件制品2的处理之间停止真空泵42，从而可带来更快的循环时间。
在步骤S29-8中，在使胶凝颗粒4反应的步骤在同一设备1(即，涂覆设备1)上进行的实施方案中，可将整体件制品2保留在保持器5中以便为步骤S30做好准备。另选地，在步骤S29-8中，在使胶凝颗粒4反应的步骤在单独的、任选专用的处理设备上进行的实施方案中，如下所述，可将整体件制品2从保持器5中卸载。卸载步骤可包括例如使可充气上密封囊31和可充气下密封囊30收缩。然后可取出整体件制品2。
如上所述，在步骤S30中，胶凝颗粒4与液体或气体试剂在整体件制品2内发生原位反应。
在一些实施方案中，胶凝颗粒4可以包含或由水硬性胶凝颗粒4组成，其由水硬性胶凝颗粒4水合反应而成。在此类实施方案中，液体或气体试剂包含或由水分子组成。水分子可以是气态或液态的水的形式。
在一些实施方案中，整体件制品2的通道被液相的水分子渗透。例如，可以将液态水倾注到整体件制品2中，或者可以将整体件制品2浸渍到水浴中。
在更优选的实施方案中，液相的水分子可以包含或由雾化水汽组成，其可以被喷涂到整体件制品2中。附加地或另选地，例如可以通过使用施加到整体件制品2的出口面的真空，沿着通道和/或通过整体件制品2主动地抽吸雾化水汽。与倾注或浸渍施加相比，已发现使用雾化水汽是有利的，因为其不太容易在胶凝颗粒4的胶结之前干扰胶凝颗粒4的涂覆。这有助于改进胶结涂层的完整性并且改进胶结涂层对气体接触表面的覆盖。
雾化水汽的喷涂和/或抽吸可以使用用于沉积胶凝颗粒4的涂覆设备1或通过使用单独的设备来执行。在一些优选的实施方案中，在完成胶凝颗粒4的沉积之后，将整体件制品2保留在保持器5中，并且从位于喷嘴25附近的水喷嘴喷涂雾化水汽。另选地，用于干粉的喷嘴25和用于水的喷嘴可以在步骤S29和S30之间手动地、半自动地或自动地互换。
在一个特别优选的实施方案中，使胶凝颗粒4水合的步骤包括将整体件制品2的通道暴露于气相的水分子，例如在增湿室内。气相的水分子可以包含或由增湿气体组成，例如增湿空气。
加湿气体可以例如使用外部泵和/或真空被主动地吹过和/或抽吸通过整体件制品2，并且可以被施加到整体件制品2的一个或多个面上。另选地，增湿气体可以扩散和/或对流到整体件制品2中。
已发现，使用气相(特别是增湿空气的形式)的水对于在胶凝颗粒4的胶结之前最大限度地减少对涂覆胶凝颗粒4的干扰是特别有利的。这有助于改进胶结涂层的完整性并且改进胶结涂层对气体接触表面的覆盖。
增湿气体可以具有大于或等于60％、或65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％、或95％的相对湿度(RH)。
在一个特别优选的实施方案中，使胶凝颗粒4水合包括水热处理；例如，将整体件制品放置在水热烘箱内。例如，水热处理可包括使整体件制品(具有沉积的胶凝颗粒4)经受大于或等于40℃、或60℃、或80℃、或100℃的环境温度。附加地或另选地，水热处理可包括使整体件制品2经受最高至或等于80℃、或100℃、或120℃、或150℃的环境温度。
水热处理可包括将单件制品2暴露于增湿气体达2小时至24小时、优选地4小时至12小时、更优选地6小时至8小时。
在一些实施方案中，胶凝颗粒4可包含或由地质聚合物前体颗粒组成。使这种胶凝颗粒4与液体或气体试剂发生反应的步骤可以包括使该地质聚合物前体颗粒发生化学反应。
所使用的液态或气态反应物可包含或由碱、任选地碱性聚硅酸盐、任选地硅酸钠或硅酸钾组成。该反应物可以使用上述施加模式以液体或气体形式提供，例如倾注、浸渍、雾化水汽或气体。
实施例
比较例A
使用本说明书中描述的方法和设备将碳化硅壁流式过滤器基底(MSC-2SR-HAC165.0mm×140.5mm 300/6,3L型，从NGK Insulators，LTD获得)装载有Alu130(热解氧化铝)。流动导管的直径与过滤器的入口面相同。使用下游再生鼓风机将300m3/小时的初级气流拉动通过过滤器。用位于过滤器下方的/>P30压力变送器监测背压。使用STAR Professional重力进料喷枪(1.4mm零件号STA2591100C)将粉末分散到初级气流中。15STAR Professional重力进料喷枪安装在距过滤器的入口面100mm处。使用背压参数来确定喷涂耐火粉末的停止点。煅烧前的粉末装载量为1.5g/L。在装载完成后，将过滤器在500℃下煅烧1小时。
实施例B
实施例B的制备方式与比较例A相同，不同之处在于使用了硅酸钙粉末(d50＝6μm，密度＝2800g/L)。过滤器装载有3g/L粉末。在粉末装载后不煅烧过滤器。然后将由此制备的过滤器在80℃、95％H2O湿度下在空气中水合6小时。
实施例C
实施例C的制备方式与实施例B相同，不同之处在于过滤器装载有6g/L粉末。
实施例D
实施例C的制备方式与实施例B相同，不同之处在于过滤器装载有9g/L粉末。
实施例E
实施例E的制备方式与实施例B相同，不同之处在于使用了硅酸钙的混合物。硅酸钙混合物由单硅酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙物质组成，其中钙以CaO形式存在，含量为10％至22％，并且SiO2含量为约78％或更高。混合物的粒度分布为三峰，粒度范围为4μm至53μm)。过滤器装载有8g/L的粉末混合物。然后将由此制备的过滤器在80℃、95％H2O湿度下在空气中水合6小时。
过滤效率
使用得自英国剑桥的Cambustion Ltd的柴油微粒过滤器测试系统来测试过滤器样品，测试条件如下:
a)稳定-250kg/h质量流量，50℃，5分钟
b)升温-250kg/h质量流量，240℃，5分钟
c)称重-从测试台取出过滤器并称重
d)升温-过滤器返回到测试台；250kg/h质量流量，240℃，5分钟
e)装载阶段-250kg/h质量流量，240℃，装载速率：2g/h直到达到2g/l烟灰负载
f)称重-从测试台取出过滤器并称重。
测试期间使用的燃料是：Carcal RF-06-08B5。
在测试期间，颗粒计数器在过滤器下游连续地采样。在对一批过滤器测试之前和之后，在测试台上运行“上游”测试以允许颗粒计数器对来自测试台的原始烟灰产生进行采样。上游测试时长20分钟，并且使用与上述装载阶段相同的条件。将两个上游测试(在过滤器测试之前和之后)的平均值与来自过滤器测试的装载阶段的数据进行比较，得到过滤效率。
在测试开始后对过滤效率数据收集50秒。
表1比较了壁流式过滤器基底(MSC-2SR-HAC 165.0mm×140.5mm300/6,3L型，获自NGK Insulators，LTD，没有装载粉末)、比较例A、实施例B、实施例C和实施例D的过滤效率。
表1
样品 使用的粉末和装载量(g/L) 50秒时的过滤效率(％)
壁流式过滤器基底 无 56
比较例A Alu130,1.5g/L 99
实施例B 硅酸钙，3g/L 83
实施例C 硅酸钙，6g/L 88
实施例D 硅酸钙，9g/L 92
气体研磨测试
使用高压空气喷嘴对比较例A和实施例E进行气体研磨测试，该高压空气喷嘴在距过滤器面0.5英寸的距离处以425L/min的流速操作，以6.7mm/s的速度以Z字形图案在过滤器的表面移动以移动穿过过滤器的整个面。从过滤器的入口面和出口面进行研磨处理。在研磨处理之前和之后将样品在115℃的烘箱中干燥30分钟后称重。测量由此获得的样品的过滤效率，如表2中所示。
耐水性测试
将实施例E的样品完全浸没在约6L去离子水的容器中约10秒，然后从水中取出，晃动该部件以去除多余的水，并在115℃的烘箱中干燥约45分钟。测量所得样品的过滤效率，如表2中所示。
将实施例E的另一样品完全浸没在约6L去离子水的容器中约10秒，然后从水中取出，晃动该部件以去除多余的水，并在115℃的烘箱中干燥约45分钟。同样的处理又重复进行了两次。测量由此获得的样品的过滤效率，如表2中所示。
表2
样品 对样品的处理 50秒时的过滤效率(％)
比较例A 无 99
比较例A 气体研磨 57
实施例E 无 86
实施例E 气体研磨 85
实施例E 水处理 85
实施例E 水处理x 3 86
实施例F-1和F-8
以与实施例E相同的方式制备实施例F-1至F-8，不同之处在于，在将样品装载有粉末混合物之后，使样品在表3所述的各种条件下水合。表3还示出了气体磨损后的样品质量损失。
表3
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Claims (33)

1.一种形成用于处理废气的经涂覆整体件制品的方法，所述方法包括以下步骤：
将多孔整体件制品保留在涂覆设备中，所述多孔整体件制品包括用于废气通过的多个通道，每个通道具有气体接触表面；
将胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些所述通道的所述气体接触表面上；以及
使所述胶凝颗粒与液体或气体试剂在所述多孔整体件制品内发生原位反应，以提供所述经涂覆整体件制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述整体件制品为整体件过滤器、任选地壁流式过滤器和/或催化剂制品、任选地催化壁流式过滤器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述胶凝颗粒为无机颗粒。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述胶凝颗粒包含或由硅酸盐、铝酸盐或硅铝酸盐组成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述胶凝颗粒包含或由水硬性胶凝颗粒组成，并且使所述胶凝颗粒与所述液体或所述气体试剂发生反应的步骤包括使所述水硬性胶凝颗粒水合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述水硬性胶凝颗粒包含或由硅酸钙、铝酸钙、铝硅酸钙和/或铝铁酸钙组成。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述液体或所述气体试剂包含或由水分子组成。
8.根据权利要求7所述的方法，其中使所述水硬性胶凝颗粒水合的步骤包括用液相的水分子渗透所述通道。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述液相的所述水分子包含雾化水汽，并且用所述水分子渗透所述通道任选地包括将所述雾化水汽喷涂到所述多孔整体件制品中和/或将所述雾化水汽抽吸通过所述多孔整体件制品；以及任选地，所述雾化水汽的所述喷涂和/或所述抽吸使用所述涂覆设备来进行。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述使所述水硬性胶凝颗粒水合的步骤包括使所述通道暴露于气相的水分子中；任选地在增湿室内。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述气相的所述水分子包含增湿气体、任选地增湿空气。
12.根据权利要求11所述的方法，其中任选地使用外部泵和/或真空，主动地将所述增湿气体吹过和/或抽吸通过所述多孔整体件制品。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中所述增湿气体扩散和/或对流到所述多孔整体件制品中。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述增湿气体具有大于或等于60％、或65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％、或95％的相对湿度(RH)。
15.根据权利要求5至14中任一项所述的方法，其中使所述水硬性胶凝颗粒水合的步骤包括水热处理；任选地在水热烘箱内。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述水热处理包括使所述多孔整体件制品经受大于或等于40℃、或60℃、或80℃、或100℃的环境温度。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法，其中所述水热处理包括使所述多孔整体件制品经受最高至或等于80℃、或100℃、或120℃、或150℃的环境温度。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述水热处理包括将所述多孔整体件制品暴露于所述增湿气体达2小时至24小时、任选地4小时至12小时、任选地6小时至8小时。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述胶凝颗粒包含或由地质聚合物前体颗粒组成，并且使所述胶凝颗粒与所述液体或所述气体试剂发生反应的步骤包括使所述地质聚合物前体颗粒发生化学反应。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述地质聚合物前体颗粒包含或由硅铝酸盐、火山灰、煅烧粘土、偏高岭土、粉煤灰、高炉矿渣或硅灰组成。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，其中所述液体或气体反应物包含或由碱、任选地碱性聚硅酸盐、任选地硅酸钠或硅酸钾组成。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述胶凝颗粒的振实密度为1g/cm3至3g/cm3、任选地1.5g/cm3至2.5g/cm3、任选地约2g/cm3。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述胶凝颗粒具有5微米至60微米的d50(按体积计)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述胶凝颗粒与所述液体或所述气体试剂发生反应的步骤在将所述整体件制品安装到用于处理废气的装置中之前进行。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些所述通道的所述气体接触表面上的步骤包括将所述胶凝颗粒作为干颗粒气溶胶喷涂到所述多孔整体件制品的入口面中；并且任选地，其中所述胶凝颗粒在喷涂之前以干颗粒的形式保持在贮存器中。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述胶凝颗粒作为干粉沉积到至少一些所述通道的所述气体接触表面上的步骤包括通过向所述多孔整体件制品的出口面施加真空而将所述胶凝颗粒作为干颗粒气溶胶抽吸到所述多孔整体件制品的入口面中并且沿着所述通道抽吸。
27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述胶凝颗粒是以3g/l至10g/l、任选地4.5g/l至9g/l、任选地4.5g/l、或6g/l、或9g/l的装载水平沉积的。
28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经涂覆整体件制品在其安装到用于处理废气的装置中之前保持未煅烧。
29.一种经涂覆整体件制品，所述经涂覆整体件制品能够通过根据前述权利要求中任一项所述的方法而获得。
30.一种用于处理废气的经涂覆整体件制品，所述经涂覆整体件制品包括用于废气通过的多个通道，每个通道具有气体接触表面；至少一些所述通道的所述气体接触表面至少部分地涂覆有胶结涂层。
31.根据权利要求30所述的经涂覆整体件，其中所述胶结涂层包含或由水合硅酸钙、水合铝酸钙、水合铝硅酸钙和/或水合铝铁酸钙组成。
32.根据权利要求30或权利要求31所述的经涂覆整体件，其中所述胶结涂层包含或由地质聚合物组成。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的经涂覆整体件制品，所述经涂覆整体件制品是催化烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRF)、贫NOx捕集过滤器(LNTF)和汽油微粒过滤器(GPF)中的一者或多者。
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