CN1554859A - 柴油车排气微粒捕集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于车辆尾气净化设备范围的一种柴油车排气净化用的尾气微粒捕集装置。该装置由安装在前后圆锥筒之间的圆筒外壳内的再生电加热器、氧化催化器、涂覆再生催化剂的复合金属基网板组成。是通过在圆筒壳内电加热器提高排气温度，氧化催化器对HC、CO进行氧化净化，多重复合网板对柴油车排气进行过滤，将发动机排气微粒捕集在过滤网板上，通过在复合金属网板上涂覆再生催化剂降低了碳烟的起燃点，使大多数炭烟在柴油车尾气温度条件下就被烧掉；阻止其进入大气层内，很好地净化了柴油车排气中的颗粒物，同时再生催化剂使截留在微粒捕集器中的微粒燃烧去除。柴油车安装本发明产品后，通过性能良好，排气背压损失很小，不会对动力性能造成明显影响。
Description
技术领域
本发明属于车辆尾气净化设备范围，特别涉及车辆尾气净化用的一种柴油车排气微粒捕集装置。
背景技术
柴油机的问世虽然晚于汽油机，但凭借其良好的动力性、经济性和耐久性广泛应用于各种动力装置，但是柴油机排气微粒排放造成的污染已经成为制约柴油机进一步应用的瓶颈。对于微粒物的控制和治理包括对颗粒物的捕集以及HC和CO的净化。
微粒捕集器也称柴油机微粒过滤器，目前它是国际上柴油机尾气处理技术的主导产品。1985年，德国奔驰公司最先开发出第一代产品，进入90年代，为改善城市大气污染，美欧相继将微粒捕集器用于城市公交车上，日本已于1985年开始在东京和横滨的市内公交车上使用，在地下矿井和遂道等工程车上微粒捕集器的运用则更早，例如在日本，1988年就已经将这类捕集器商品化。在军用装备上的运用则由于保密的原因而未见报道。
作为微粒捕集器的过滤材料可以是泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、陶瓷纤维编织物，碳化硅陶瓷纤维、金属蜂窝和金属纤维编织物等。目前应用最多的是壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器；它对碳烟的过滤效率可达90％以上，它也能部分捕集可溶性有机成份。德国奔驰汽车公司和曼·胡默尔公司联合生产的用于重柴油机的线圈式捕集器，是将耐高温的陶瓷纤维绕在带孔的钢管上，并加入催化活性材料，能有效地去除烟雾。国外相应金属微粒捕集器的开发起步较早，并获得一定应用：日本Sumitomo公司开发出一种具有三维网络骨架的泡沫合金，以此为基体发明一种柴油机的尾气微粒捕集器(SAE 980187，US 5830415)；日本NHK Spring公司发明一种由金属丝网、氧化铝纤维网等多层过滤体形成的微粒捕集器，具有较好的过滤效果；Rypos，Ind.And Bekaert公司利用多个烧结金属构成过滤器，产品开发中。
微粒捕集器中的微粒会增加排气的流动阻力，影响柴油机的正常工作，因此必须及时清除，这一过程称之为微粒捕集器的再生。微粒捕集器的再生技术分为主动再生和被动再生两种方式，微粒捕集器的再生技术也属于当前的难点之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油车排气微粒捕集装置。所述微粒捕集装置由复合金属基网板过滤层6安装在连接于前圆锥筒1和后圆锥筒3之间的圆筒外壳2内壁组成，其特征在于：在复合金属基网板过滤层6和前圆锥筒1之间依次安装氧化催化器5和再生电加热器4、再生催化剂7涂在复合金属基网板6上；发动机排出的气体从微粒捕集装置前圆锥筒1进入，经过再生电加热器4提高尾气温度，通过氧化催化器5将尾气中的CO、HC氧化，而且排气温度进一步提高，再通过复合金属基网板过滤层6截留捕集排气中的颗粒物，过滤净化后的气体再排出，同时涂覆在复合金属基网板上的再生催化剂7起作用，通过催化燃烧连续除掉被截留的颗粒物，保证微粒捕集装置的效用。所述氧化催化剂以陶瓷蜂窝体或者金属蜂窝体为载体、其上负载强抗硫高性能的Pt-V2O5/Al2O3氧化催化剂。
本发明的有益效果是在复合金属网板上涂覆再生催化剂可以把碳烟的起燃点降低，使大多数碳烟在柴油车尾气温度条件下就被烧掉；通过装在微粒捕集器外壳内的多重复合金属基网板对柴油车排气进行过滤，将发动机排气微粒捕集在过滤体上，阻止其进入大气层内，很好地净化了柴油车排气中的颗粒物，同时对于柴油车排气中的CO、HC进行氧化净化，减少柴油车废气排放对环境造成污染，有利于人们健康。柴油车安装本发明产品后，通过性能良好，油耗变化很小，不会对动力性能造成明显影响。
附图说明
图1为柴油车排气微粒捕集装置结构示意图。
具体实施方式
图1所示为柴油车排气微粒捕集装置结构示意图。在圆筒外壳2的两端分别连接前圆锥筒1和后圆锥筒3，在圆筒外壳2内从前圆锥筒1端开始依次安装的再生电加热器4，氧化催化器5和复合金属基网板6，每道过滤层由8-16层金属网板组成，而且每层金属网板上涂覆有再生催化剂7。可根据柴油发动机的排气量调节每道金属网板层数和复合金属基网板6的道数。发动机排出的气体从前圆锥筒1进入圆筒外壳2，依次通过再生电加热器4，氧化催化器5和涂覆有再生催化剂7的复合金属基网板6，经过再生电加热器4的提高排气温度、氧化催化器5的净化和金属复合网板或者其他类型的金属基复合过滤材料的过滤，排气中的颗粒物被捕集在复合网板上，经过过滤的发动机排气再通过后圆锥筒3排出。对于被截留的碳烟颗粒，对于被截留的碳烟颗粒，正常的起燃点在500-630℃，通过在复合金属网板上涂覆再生催化剂7可以把碳烟的起燃点降到350-450℃，使大多数碳烟在柴油车尾气温度条件下就被烧掉。当车辆排气温度低、达不到颗粒物的催化起燃温度而过滤器中的微粒累积到一定程度、背压上升时，再生电加热器4启动，将发动机排气加热至颗粒物燃点使其燃烧去除。柴油机用氧化催化剂通常是用陶瓷蜂窝体或者金属蜂窝体为载体、其上负载氧化物涂层和活性金属成分而构成，常用的活性金属组分有贵金属Pt、Pd等，如负载强抗硫高性能的Pt-V2O5/Al2O3氧化催化剂。
目的是降低微粒的起燃点，通常柴油机排气温度较低，因此微粒中的碳烟难以氧化，可以通过氧化催化器将其消除，达到消除蓝烟和白烟的目标。
Claims (1)
1.一种柴油车排气微粒捕集装置，所述微粒捕集装置由复合金属基网板过滤层(6)安装在连接于前圆锥筒(1)和后圆锥筒(3)之间的圆筒外壳(2)内壁组成，其特征在于：在复合金属基网板(6)和前圆锥筒(1)之间依次安装氧化催化器(5)和再生电加热器(4)、再生催化剂(7)涂在复合金属基网板(6)上。
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