CN203235421U - 净化器总成 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及在流体处理中使用的净化器总成。本实用新型还涉及用于制造和使用所述净化器总成的方法。进净化器总成包含冲孔结构(4)，其可以安装在进口管(2)和/或出口管(3)，围绕其安装至少一个筛网结构(5)，所述筛网结构含在开放通道中，用螺旋状流道形成，在流道中包含至少两个筛网，流体(1，7)在筛网间以及通过筛网结构流动，在冲孔结构(4)中安装一个或多个闭锁元件(6，9)，以控制流体(1，7)流过冲孔结构(4)至筛网结构(5)，和/或反之亦然。

Description

净化器总成
背景技术
本发明涉及用于处理排放气体或废气的净化器总成。 
车辆、作业机械和引擎的废气排放的允许限度已经降低，并且将在2005-2016年间继续降低，因此，有必要使用后处理以达到排放限制。在柴油车辆中，最难达到的是颗粒物(PM)和NOX排放限制，而一氧化碳和烃排放可以通过氧化催化剂有效消除。为了减少NOx，可能使用各种作业机械引擎技术方法(燃烧温度、汽缸条件、EGR＝排放气体循环)，然而，其导致增加CO、HC和PM排放。在较小引擎(小客车、小型作业机械)的目标中，NOx排放通常在引擎技术上调节，而未燃烧排放物通过氧化催化剂去除。柴油颗粒过滤器(DPF)特别用于车辆目标中，以减少有害健康的颗粒的量，转化率超过90％。这些传统过滤器是基于皮肤过滤的壁流型(驱动流经有孔壁)，其中颗粒滤饼开始构成在流道的壁上，在初始积累后，在壁中没有大量的颗粒积累。取而代之的是，可以使用局部过滤的过滤器(局部过滤器)，其被称为POC(局部氧化催化剂)，其过滤能力为约40-70％。局部过滤器的优势在于其是免维护的，因为无需使用外部能量，未燃烧的灰烬和过量的颗粒即可以排出总成之外，不像传统的过滤器。通常，过滤的PM烟尘(煤炭材料)是通过额外加热可热燃烧的。烟尘可以通过在高于550℃的温度下与氧的强化燃烧反应而氧化，或在较低温度下(250-350℃)缓慢地通过NO2而氧化。当氧化催化剂足够有效时，在氧化催化剂中形成的NO2使灰烬在相当低的温度下(＞250-300℃)氧化。 
使用有效的氧化催化剂，可以去除PM的大部分含烃的挥发性馏分(VOF＝挥发性有机馏分或SOF＝可溶性有机馏分)。VOF通常为10-40％，而在使用某些引擎和在某些驱动条件下，颗粒的VOF甚至可以达到70-90％。在城市交通中，使用旧引擎和/或特定燃料下，提供所述条件。因此，依据分离效率可以明确地对氧化催化剂、部分过滤器和完全过滤器进行分类，但是由于转化量依赖于操作条件，其分离效率重叠。而且，以已知的方式， 过滤器的分离效率依赖于流速和线速，所述过滤器中，颗粒在过滤器阶段中积累，而不是积累在通道表面上。分离效率还依赖于粒径。许多深层过滤过滤器开始允许颗粒以更大的流速穿过。 
碳馏分的去除需要在过滤器或催化剂中的更长的驻留时间。已知的连续再生阱(CRT)法包括含Pt氧化催化剂，并紧接着一个未涂布的或涂布了催化剂的DPF(EP341832)。在使用传统过滤器的被动方法中的问题涉及如下情形，在其中NO2的产生不充分，例如当在上下班交通中驾车时，并且所述方法需要燃料具有非常低的含硫量(S＜10ppm)，以使在有效和昂贵的含Pt氧化催化剂中产生的硫酸盐最小化。在任何情况下，DPF的堵塞都是不可接受的，因为这将干扰驾驶。因此，大部分颗粒过滤器包括活性再生，这一原则已经应用了几十年。对引擎控制的现代调校技术的应用使DPF中的活性再生成为可能。不论碳的再生，未燃烧灰烬积累在DPF中，对于标示尺寸、润滑油推荐和可能的维护操作，其量必须被考虑。 
除了传统的壁流型蜂窝颗粒过滤器，已知由钢丝绒、陶瓷泡沫制成的总成，作为锥形结构、用纤维涂布的管式结构，使用静电分离或湿清洁器。在已知的过滤器总成中，在多孔管结构的顶部包裹纤维垫或金属绒，而在整个过滤器总成中可以安装一个或多个所述结构。典型地，纤维结构是均匀的，没有中间空间，在结构中随机控制流量，避免纤维线，平均主方向是径向。这对于基于深层过滤的过滤器而言是典型的，在其中颗粒部分地累积在过滤器材料中。通常，在所述过滤器中，排放气体在朝向管内侧的径向方向上流动，这样，颗粒在过滤之前，在总成中、在其表面上和在其开放空间中有足够的空间累积。 
用氧化催化剂对部分过滤器的总成进行修改，以通过使用总成代替陶瓷或金属蜂窝而促进颗粒的分离，所述总成包括各种通透开口、壁上的爪形物或突出，以及蜂窝的流道中的节流阀或过滤元件。通过使用陶瓷或金属筛、绒毛或多孔材料代替普通金属或陶瓷壁，可以提供通透开口或过滤元件。部分过滤器通常具有蜂窝结构，其包括主流方向上的轴向开放通道。主流类似于标准催化剂总成的主流，但是通过用压差控制的壁上的筛、纤维或孔，驱动流体沿径向部分运动，可以强化部分分离。然而，径向流动通常在不同方向上是随机的，这样，主流方向中的矢量在平均轴向上。基 本原则也是流体从蜂窝的一端流进，并从蜂窝的另一端在相反一侧流出，所述蜂窝通常是圆形或矩形的。 
发明说明 
本发明的目标是提供在柴油或相当的废气中操作的净化器总成，其基本上使废气中的排放成分的量最小化，并引起小的压力损失。 
为了达到此目标，本发明的特征在于独立权利要求中呈现的特征。其他权利要求呈现出本发明的某些有利的实施方案。 
与基于现有技术的标准过滤器相比，新型的净化器总成提供更小的压力损失，合理的操作效率、更小的体积(更小的材料消耗)和低制造成本。净化器总成可以使用涂层，其包含催化活性成分。催化剂涂层强化了一氧化碳、烃、一氧化氮(NO)和颗粒的氧化。颗粒的氧化可以被NO2直接或间接促进。 
净化器总成的另一个优势在于，由于其技术上简单的结构，制造和操作成本很低。 
依据本发明的净化器总成被布置为在净化器的进口管和/或出口管中具有冲孔结构。在冲孔结构周围布置至少一个由开放通道包含的筛网结构，由螺旋形流道形成，该结构在流道中包括含至少两个筛网，流体布置为在其之间流动并穿过筛网结构。冲孔结构被布置为例如从其流体进口管和/或出口管的一端和包括一个或多个闭锁元件的冲孔结构以控制流体穿过冲孔结构流动的另一端，到筛网结构，和/或反之亦然。本发明因此基于如下事实，净化器总成包含冲孔结构，如冲孔管，围绕其安装筛网结构，其例如由波纹筛网或其他多孔片或膜制成，用其提供螺旋形开放流道，其驱动流体部分穿过筛网结构的孔。因而，提供有效的净化器总成以去除颗粒和气态杂质。 
依据本发明的净化器总成还提供有效的催化剂结构，其中流体被驱动以在围绕冲孔结构的筛网片间螺旋循环，但也能够穿过筛网。 
本发明的可能应用领域例如为移动或静止目标中的排放气体、烟气和垃圾气体应用。通常，气体混合物包含连续过量或者平均过量的氧。在燃烧产生的排放气体中，可以使用任何气体燃料(例如甲烷、丙烷、生物燃料)、 液体燃料(轻或重燃料油、柴油、汽油或生物燃料)或固体燃料。总成还可以用于处理液态或气液相的流体，例如作为净化器从液体中分离固体杂质，或从气体中分离液体。而且，总成可以用于某些合成方法。 
因此，依据本发明的过滤器可以用于完全贫瘠的条件(过量的氧)或在混合物比例时常调节至化学计量或短时富集的条件。实施混合物比例的调节和导致的温度上升以使催化过滤器或者完全或者部分从颗粒和累积的毒素或吸附物中再生。 
有利地，流体的流动方向在某些实施方案中是由冲孔结构穿过筛网结构。有利地，流体的流动方向在某些实施方案中是穿过筛网结构达到冲孔结构。在依据本发明的基础总成中，流体(通常为排放气体)的流动，可以或者从冲孔结构中通过壁向外穿过筛网结构达到外壳，或相反由净化器外壳穿过筛网结构通过冲孔结构中的冲孔结构壁中的孔。筛网结构例如可以围绕进口管和/或出口管的末端处的冲孔管，冲孔结构的另一端包含闭锁元件，以控制流体的流动通过冲孔结构到达筛网结构，和/或反之亦然。冲孔结构的闭锁元件可以是分离部件，例如可拆卸管塞，或者其可以是冲孔结构的固定部件，例如固定的管末端。 
有利的，在筛网结构的末端，有一个或多个闭锁元件，以至少部分阻止流体流动。在两端，闭锁元件阻止全部或部分沿穿孔管的表面的旁路流出第一筛网层或在第一筛网层之后。闭锁元件阻塞并夹紧筛网或相当的结构。闭锁元件有利地由穿孔管周围的筛网制成。闭锁元件可以仅部分地夹紧通道，这样，在筛网之间保留狭窄的流道。可以用通道的尺寸调节压差，以驱动气体在螺旋线路上循环，但是，随着反压上升，也有旁路通道用于流动温度、流动体积或积累的颗粒数的上升，这非常高地防止反压或阻塞。筛网结构的一端还可以完全开放。那么，穿孔管的孔有利地基本上在另一边上，以非常恰当地防止旁路过于直。 
如果净化器总成在进口管中，则温度更高，净化器外壳是更清洁的一侧。那么，颗粒积累在管中和进口侧上的净化器总成中。通过使用足够稀疏的筛网，以及通过在管周围包裹较少筛网，可以减轻可能的阻塞风险。如果净化器总成在离开外壳的通道周围的外侧上，那么有更多用于颗粒的累积体积，但是温度比在前面的方式中更低。当被净化的组分(CO、HC、NO) 的氧化开始时，温度是相关的。 
通常，净化器外壳是标准声阻尼器结构，其中也可以整合其他催化剂结构(蜂窝和/或颗粒过滤器，其中在表面上氧化，三向的，NH3-SCR、HC-SCR、NO-分解、N2O-去除和/或NOx-捕获催化剂)。在本发明的净化器之前或之后，在分离的容器中可以具有一个或多个所述催化剂结构。一种方式是将依据本发明的净化器与过滤器和/或部分过滤器相继地或者在同一个外壳中、或者在不同外壳中组合。 
因此，基础总成包含可以布置在净化器外壳中的流体进口管和/或出口管中的冲孔结构，其例如由已经穿孔的管制成，或者在管中钻孔。孔的形状例如可以是圆形或椭圆形，或者其可以例如是细长狭缝。冲孔结构中的孔的直径，如果不是圆形孔的话，则为水压直径，为0.1-100mm，例如有利地为1-50mm，例如10-40mm。孔的面积占全部冲孔结构的面积的1-95％，例如有利地为10-70％，例如20-60％。孔平均或非平均地分布在冲孔结构中。在全部筛网结构上具冲孔，或者仅在倚靠其的部分上具冲孔。除了倚靠筛网结构的部分的冲孔结构外，可以有封闭的管，或者流体可以直接进入催化剂结构的部分(管不在此点上，而是在两端作为支撑)。筛网结构还可以安装在除了循环冲孔结构的某些结构周围。代替冲孔片/管的是，所用冲孔结构可以是例如耐用筛网结构，或者由烧结金属支撑的壁。冲孔结构可以布置为其一端在流体进口管和/或出口管中。有利的，流体流动管和冲孔结构可以同心连接和平行连接，这样，流动的压力损失尽可能小。冲孔结构有利地可以直接与进口管和/或出口管简单连接。也可以包括单独的连接器部件，可以用其而容易地连接。有利地，冲孔结构以及进口管和/或出口管的直径彼此相同或接近，例如管可以邻接或彼此在其中安装，这样，连接在技术上是简单的，并且同时连接的压力损失尽可能小。有利地，冲孔结构形成均一的壁，穿过壁的孔，流体可以流动。冲孔结构必须足够耐用/刚性，和/或其材料厚度必须足以将其与进口管和/或出口管连接，以提供耐用的总成。净化器总成的筛网结构还可以是相当轻的结构，因为没有必要将其与进口管和/或出口管连接。流体进口管和出口管可以是其他结构的管，如通道、套筒或配件，流体通过其可以控制在净化器总成中或在其外部。进口管和/或出口管还可以例如是净化器外壳中的总成开口。依据本 发明的一个目的，冲孔结构被布置为一部分流体进口管和/或出口管，或相反地，一部分进口管和/出口管被布置为同时形成冲孔结构。从而，例如用依据本发明的净化器总成代替传统的进口管和/或出口管，其中一部分管是没有穿孔并用筛网涂布的管的部分，其可以例如与净化器外壳连接，而管的另一部分是穿孔部分，在其顶部包裹筛网结构。这进一步简化了结构并使结构更可靠。 
催化剂结构包含至少两个筛网，其形成筛网间的开放通道。两个筛网可以是两个独立的筛网，或者其可以由围绕自身缠绕的结构上连续的筛网形成。结构中的最大体积以及因而最容易的流体流动通道是筛网间的空间。因为至少一个筛网的波纹角有利地与主流相背，流体可以围绕冲孔结构和筛网结构螺旋地流过开放通道。在某些实施方案中，筛网结构包含由筛网对形成的通道，其中流动可以向侧面行进。如果两个筛网都是波纹的，以及至少一个筛网具有与主流相背的波纹角，那么流体可以开放地流至波纹峰之间的通道之一。通过使用波纹筛网间的直筛网，可以驱使流体在弯曲通道中循环，并在闭锁元件前穿过筛网。 
依据本发明的目标，通过改变筛网的孔径和丝线厚度，可以调节流向，例如有多少围绕筛网螺旋运行，又有多少直接穿过筛网。当更多颗粒在结构中累积时，筛网的孔会堵塞，但是螺旋路径仍旧开放。除了筛网，可以使用某些其他冲孔片材、用烧结金属涂布的筛网、纤维垫、膜或滤纸，通过其可以形成相当的流道。在本说明书中，这些元件被泛称为筛网结构。在以后的实施例中，所述材料中的孔相当于筛网中的目。除了筛网，还可以将两个或多个材料组合，以提供结构。例如，可以将筛网和冲孔片材/箔组合，其是波纹状的，并彼此围绕冲孔结构紧密缠绕，例如冲孔管。 
依据本发明的目标，筛网结构还包含一个或多个非波纹状筛网箔、冲孔箔、冲孔片材、筛网、纤维垫、纸片和/或膜。除了筛网对，可以包裹若干不同的筛网结构，或一个或多个还可以是非波纹状的结构。除了一个筛网，还可以有整个箔，其驱动流动完全在螺旋路径上循环。如果使用许多筛网，其可以在冲孔结构的不同点上起始，这样气体可以直接进入两个或多个类螺旋通道，流体也可以从所述通道中穿过筛网。结构的不同点上的压差决定了流体的流动路径。一个或多个筛网结构可以彼此平行排列，这样，可 以提供非常长的结构。平行筛网还可以部分交叠或在其间具有独立的夹紧和闭锁元件，这样，流体可以在每个元件中独立的循环。 
依据本发明的目标，在内圈中可以使用比外圈中更大的波纹高度。从而，内圈中的筛网首先被包裹，而后继续被外圈的筛网包裹，外圈的筛网具有不同的波纹高度。筛网还可以以相反的方式包裹。所述目的是在流体的进口侧建立更大的波纹高度，即，在出口侧更低的筛网。从而，得到积累烟尘的空间，其不会在其他结构中积累，流动可以在筛网结构中更广泛地扩散。 
依据本发明的目标，可以选择筛网结构的波纹高度，以适于总成、背压和排放限度的目标。在不同筛网中，波纹高度可以相同或不同。高度可以为0.2-200mm，有利地为0.8-3mm。甚至小的波纹角产生开放的流道，其不同于筛网直接包裹成围绕管的片材的情况。依据本发明的目标，在一个筛网中，与任何方向上的主流相关的波纹角至少为1-90度，例如10-80度，如有利地为20-60度。波纹角还可以为-90～+90度，有利地为-60～-20度和+20～+60度。负和正角表示相对于主流方向的相反方向的角。实际上使用相同的倾斜波纹筛网材料，通过将筛网之一由内向外翻而制作其筛网对，以使波纹峰在不同方向上，并且彼此相对。而后，提供给依据本发明的总成相同的筛网。通过使用筛网结构，可以部分地包裹倾斜波纹蜂窝，对抗直接与冲孔结构相对的波纹峰。波纹的高度和宽度的比率可以在非常大的范围内变化，或者使用低而宽的波纹，或者使用高而窄的波纹峰。 
依据本发明的目标，波纹状筛网的峰高为0.2-200mm，有利地为0.8-3mm。在有利范围内，提供适合于实际目的的波纹状筛网的背压、内聚力和体积。依据本发明的目标，可以在特定目标中使用其他峰高：非常脏的目标→大的峰高，非常清洁的目标以及当使用少许筛网时→小峰高。还可以在小空间中用非常小的峰高优化有效的净化器总成，其中开放通道的背压大大高于较高峰高的背压。开放通道中的背压越高，提供越大部分的流体流过筛网的孔。 
依据本发明的目标，筛网结构包含丝线，厚度0.1-5mm，有利地为0.1-1mm，以及孔，其孔径(在筛网结构的中间，从筛网到筛网的视直径/水压直径)为0.05-10mm，有利地为0.1-2mm。筛网可以是织造结构、或筛 网缠结、或团。 
依据本发明的目标，筛网的孔径为0.05-10mm，有利地为0.1-2mm。大的变化是因为用法和预期用途的目标的差别很大。在非常脏的目标中，筛网较粗，波纹高度高，而在清洁目标中，筛网较密，波纹高度低。由于也可以围绕冲孔片材使用不同的层，因而需要非常不同的性质。如果使用箔或冲孔箔代替金属筛网，那么其厚度在丝线厚度的范围内，即0.01-5mm，有利地为0.02-0.2mm。依据本发明的目标，对于波纹状筛网，可以使用由非常细的丝线和/或大的目制成的筛网，而对于直筛网，可以使用非常密的筛网，这样，可以在非常大的波纹角(40-80度)上缠绕筛网。代替筛网或者与筛网一同，还可以使用上述纤维片材或膜，由其制成相当的结构，其部分地允许流体通过。 
一个实施方案是一种总成，在其内圈中，筛网被夹住并封闭，因而流体不能立即从管侧进入壳中。在外圈中，筛网对壳部分开放，这样，在特定情况下防止阻塞。一端或两端明显可以不被封闭，而是使流体可以容易地主要通过旁路立即从管侧的螺旋结构流出或流入，背压控制相对流动体积。 
依据本发明的目标，筛网的两端全部封闭，一端固定在冲孔片材中，而另一端固定在外圈中。而后，驱动流体穿过筛网，但不能进入开放螺旋通道，而在筛网间保持空间，颗粒可以在其中积累。另一个优势在于大部分筛网丝线彼此未固定，而是通过波纹彼此有规律地分离。流体具有更好的可能性以接触丝线，在结构中提供比通过直接围绕管包裹筛网缠绕的结构中更多的体积(连接体积、紊流体积)。在开放空间中，产生紊流，其尤其强化了颗粒的分离。 
一个实施方案构建了一种非常细长的冲孔结构，在所述实施例中，围绕冲孔管包裹了筛网结构。因此，提供了大的开放流动区域，其与冲孔管的表面积相关。因此，流体(废气)可以在广泛区域内的筛网间循环，这可以降低相关的背压。在所述情况下，壳的直径没必要大于催化剂的外直径，从而不需要与在较狭窄的情况下同样多的筛网层。如果建立与狭窄情况相同的催化剂用量，那么围绕冲孔管的层的数量显著降低。气态成分的转化粗略地遵循催化剂用量。长且窄的结构还可以整合进管道系统中，其看上去基本上类似具有套管的管。对于约两升的引擎，结构的长度可以为例如 30-200cm。长结构还可以组装成焊接/连接在一起的平行元件。在每个元件的末端或直到整个筛网的末端，可以有固定环。 
使用上述固定环将净化器总成的筛网固定在冲孔结构的周围，另外可以使用焊接、低温焊接、围绕筛网线圈的更厚的支持筛网、或穿过更大筛网的金属钉或针，其可以固定在内管中。代替夹紧和阻止环，末端可以被焊接。固定环通常被焊接在其他结构上。 
依据本发明的目标，可以用有孔支持材料涂布筛网结构，所述金属作为活性化合物的基础，所述活性化合物氧化CO、烃、NO、氢、氨或碳。烃还可以包括含有氧、氮或卤素的官能基团。依据本发明的目标，制成涂层，以使至少在一个筛网中，筛网孔保持至少部分开放。有利地，在某些实施方案中，所有孔基本上是开放的。这提供的优势在于在开放通道中，流体可以在各个点上穿过筛网，这样，颗粒以巨大的过滤效率保留在筛网表面上。通过通道间的压差驱动流体改变到其他通道上，这提供有效的通过筛网表面的催化剂表面的物质输送。 
依据本发明的目标的总成根本没有涂层，这样，其仅作为颗粒分离器和声阻尼器。而且或可选地，催化剂可以催化NOx被烃或氨还原，吸收氧化氮(在富集条件中还原)或将氨氧化。典型地，催化剂包含在支持材料铝、硅、氧化钛和/或沸石中。涂层的厚度为1-500微米，有利地为5-40微米。涂层的面积由所用的材料决定，为1-700m2/g，通常为20-300m2/g。可以通过浸渍涂布、泵送、抽吸和/或喷涂将涂层添加到各种泥浆、溶胶和/或溶液的净化器总成中。当通过喷涂松开筛网对时，以及在其后，缠绕筛网和催化剂结构时，筛网可以被涂布开放。因此，可以确保筛网的目保持开放。涂层还可以全部或部分地通过挥发性起始材料制成(CVD，ALE技术)。 
依据本发明的目标，用在其中添加了催化活性化合物的支持材料涂布至少一部分筛网结构。 
依据本发明的目标，催化活性化合物催化废气的氧化和/或还原反应。 
依据本发明的目标，支持材料包含氧化铝、氧化硅、氧化钛、沸石、氧化锆和/氧化铈。 
依据本发明的目标，催化活性化合物包括铂、钯、铑、铱、钌和/或钒，催化废气的氧化和/或还原反应。 
依据本发明的目标，在净化器总成的流动方向上游或下游中，具有一个或多个催化剂或操作单元，如氧化催化剂、颗粒过滤器、氧化氮的还原催化剂和/或某些其他用于净化废气的单元。 
作为活性金属，可以使用例如贵金属，如铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)和/或铑(Ru)。可以通过吸附(干、湿或化学吸附)或涂布泥浆、溶液或溶胶之一而将活性成分添加在涂布的催化剂结构中。在涂布之前，活性成分可以在材料颗粒中预匹配。涂布和/或吸附使用水或其他溶剂，或通常液态形式的其混合物。 
在净化器总成中，可以有0.01-10g/dm3的活性金属(例如贵金属)，有利地为0.1-3g/dm3。如果在流动方向上连续有若干结构，那么首先可以包括有利地为0.8-3g/dm3的活性金属，而后为0-0.8g/dm3。也可以使总成的内圈包含含有活性成分的筛网，而其外圈在筛网表面(也可以未经涂布)上包括非常少的活性成分，或根本不含。筛网中的活性成分的分区也可以倒转：在外圈中有较多的Pt，而在内圈中较少。目的是在流动方向上的进口侧上添加例如更多Pt到相同的结构，在此可以制成更多的NO2。在出口侧，Pt不能催化同样多的NO氧化，这样负载较低。在出口侧，也可以有其他活性成分，如Pd。所述结构可以与上游的氧化催化剂一起使用。 
依据用途选择活性成分。含铂催化剂涂层可以强化NO2的形成，其例如在柴油目标中促进颗粒的燃烧和净化器的再生。在再生是完全活性地进行(燃料喷射和/或引擎节气)的目标中，以及当期望NO2的排放最小化时，降低NO2的形成也是一个目的。当催化剂涂层的目标是催化CO和HC氧化时，以及当操作和再生条件下的温度高时，可以使用Pd作为活性成分。当气体混合物是化学计量的或富集的(λ≤1)时，使用铑和/或钯用于稳定、选择和NOx还原。 
作为支持材料中的促进剂，可以使用例如钒(V)、钨(W)、铁(Fe)、锆(Zr)、铈(Ce)、镧(La)、锰(Mn)、钴、钡、锶和/或镍(Ni)。支持材料也可以主要包含这些促进剂。在涂层中，可以添加典型的NOx吸附化合物，例如通过吸附，这样，氧化氮可以吸附在稀混合物中，并在富集混合物期间降低。 
在制造期间，依据本发明用催化剂涂布的净化器可以在静态或动态条件下处理，以氧化和/或还原气体混合物，所述气体混合物可包括空气、氧气、 氢气、一氧化碳、氨气、废气、烃、水或惰性气体。通过处理，也可以通过使用更适合的起始材料、粒径和完成条件，在涂层化合物之间形成各种混合氧化物。 
因此，依据本发明的净化器可以减少废气的排放。通过使用足够密的筛、低波纹高度和若干层的筛网或相当的结构，也可以提供良好的颗粒分离效率。该总成是新颖类型的部分过滤器结构，尤其是用于柴油目标。所述总成特别良好地适用于小型柴油引擎的废气的净化，其中其可以直接整合在声阻尼器结构上。净化器还可以代替在声阻尼器中使用的常规元件。最佳情况下，净化器可以位于相同的初始声阻尼器中，这样，在外侧没有可见的变化，在使用目标中不会出现重新设计的问题。由于流动已经被驱动向螺旋路径上，在相同的总体积下，过滤能力比在相同的筛网作为蜂窝缠绕时更好，流动通过产生的蜂窝中从一端传送到另一端。对于所用的筛网材料，依据本发明的总成提供巨大的分离效能，并且由于所驱动的螺旋路径而具有相当大的波纹高度。 
对于净化器中积累的颗粒的再生，可以使用被动或主动法。在包含过量氧气的废气中，在净化器总成的前面可以安装氧化催化剂(DOC)，其氧化CO、HC和NO。形成的NO2缓慢地氧化碳基颗粒。DOC可以位于相同的容器中，或分离于依据本发明的容器的前面。DOC还可以在进口管或出口管中。氧化催化剂涂层还可以在依据本发明的进口中的一个结构中，以及出口中的另一个依据本发明的未涂布或含有很少活性化合物的结构中。催化剂的温度还可以通过燃烧烃或使用其他放热(生成热)反应而在外部升高。通过在废气中提供燃料和/或通过在引擎中后喷射而提供额外的热。同时，可以减少燃烧空气的体积(通过减少A/F比)。还可以提供额外的热用于通过电热、燃烧器和/或等离子体和/或某些其他方法加热结构和/或烟灰而使催化剂结构再生。颗粒的积累可以用经典法促进，通过使用筛网对作为电荷收集筛网，以及通过将筛网从其他结构以及从彼此间分离。对于颗粒的再生，还可以使用强化烟灰燃烧的添加剂(FBC＝燃料燃烧催化剂)，其包括例如Fe、Sr和/或Ce基化合物。净化器总成还可以用已知的催化烟灰燃烧的化合物涂布，其中化学元素例如为钒、锰、铜、铈、铁或碱金属/碱土金属。 
在净化器总成之前，除了烃和已知的燃料外，还可以提供其他氧化或还 原化合物，如氨、尿素、臭氧、过氧化氢、空气、氧气和/或水作为纯净物或作为混合物。这可以促进NOx和/或颗粒的氧化，以及净化器的维护，并调节反应的化学计量。 
本发明的具体说明 
在下图和实施例中描述了本发明的某些实施方案。 
图1A-1C显示依据本发明的一些结构。 
图2显示催化剂结构的截面图。 
图3显示通过筛网对形成的通道，其中流动也可以向侧面运行。 
图4显示具有不同起始点的筛网。 
图5显示通过筛网对或若干壁形成的筛网结构。 
图6显示特定的结构。 
图7显示细长的净化器总成。 
在图1A-1C中：1＝流入流体，2＝进口管，3＝出口管，4＝冲孔结构，5＝催化剂结构，6、9＝闭锁元件，7＝流出流体，8＝净化器壳。通常为废气的流体1、7的流动可以或者从管中向外穿过筛网结构5，或从净化器壳8中反流。净化器总成在净化器壳8内，其被布置在进口管2(图1A、1C)或出口管3(图1B)中。在冲孔结构4的一端，围绕这一端具有螺旋状筛网结构5，所述端具有闭锁元件6、9，以控制流体1、7的流动穿过冲孔结构4达到筛网结构5，和/或反之亦然。在筛网结构5的末端，具有闭锁元件6，以至少部分防止流体1、7的流动。在两边的闭锁元件阻塞旁路流动全部或部分地沿冲孔结构4的外表面流出，或在第一筛网层之后。闭锁元件6闭锁并夹住筛网或相当的结构。冲孔管4全部用闭锁元件6、9封闭，这样，驱动流动穿过冲孔和催化剂结构4、5。该情形是进口或出口管2、3的闭锁依赖于流动穿过净化器总成的方式(图1A或1B)。在管，即冲孔结构4的末端，可以焊接与冲孔结构4相同的塞子9。塞子也可以整合进封闭的闭锁元件6来夹住筛网结构5。图1C阐明了闭锁元件6、9的部件的结构。图1C的冲孔结构4是从一端开口而另一端封闭的管。 
在图2中，箭头指出了可选的流体流动方向。在图3中，在由筛网对形成的筛网结构5的通道中，沿轴向流入的流体1还有利地可以向侧向运行。在 筛网结构5中，最大的体积，因而最容易的流体流动通道，是由筛网间的波纹h-L形成的空间。 
在图4中，围绕若干不同的筛网或结构的冲孔结构5，筛网结构5被缠绕，所述冲孔结构的一个或多个是非波纹状的。整个箔驱动流动完全在螺旋路径上循环。如果使用许多筛网，那么其可以在冲孔结构的不同点开始，这样，气体可以直接进入两个或多个螺旋状通道，流体也可以从这里穿过筛网。 
图5描述了某些概念。在波纹状箔中，可以选择宽度为L和高度(例如h1相对高峰，h2相对低峰)的波纹，这适于与总成、背压和排放限度相关的目标。在不同筛网中，波纹高度可以相同或不同。壁通常是筛网或箔。箔还可以是光滑的箔h0。图5还显示筛网的宽度D。波纹状箔的峰h3、h4的方向可以有利地选择，以使其与流体流动方向成角度。图5显示两个波纹状箔h3、h4，两者都与流体1的流动方向成角度，并且，h3/h4彼此间相对成角度。 
在图6中：1＝流入流体，2＝进口管，3＝出口管，4＝冲孔结构，5＝催化剂结构，6＝闭锁元件，7＝流出流体，8＝净化器壳。图6的净化器总成是一种具体的特殊结构，在其中阻止环仅封闭筛网结构5的内环，流体可以从壳8的侧面从外环流出。流动还可以逆转，即，从壳8通过筛网结构5到冲孔结构4。 
在图7中：1＝流入流体，2＝进口管，3＝出口管，4＝冲孔结构，5＝催化剂结构，6＝闭锁元件，7＝流出流体，8＝净化器壳。图7的净化器总成是位于净化器壳8内的细长的净化器总成，包含相当大的开放流动面积，其与冲孔结构4的表面积相关。 
实施例1 
通过使用倾斜的波纹筛网箔制造依据本发明的净化器总成(代码NOC)，所述筛网箔围绕冲孔管缠绕五层筛网，以使结构的外径为90mm，而其长度为130mm。管径为55mm，孔为10×50mm，孔面积约为冲孔管总面积的45％。波纹高度约为1.3mm，宽约为2.5mm，催化剂层体积为0.52升。丝线厚度约为110μm，在一厘米的距离上约有34根丝线(87目)。通过在具有大面积的筛网支撑材料中喷涂而将结构涂布，在其中，主成分为氧化铝，还含有ZSM-5和β-沸石(Si/Al2＞25)、TiO2、CeO2和ZrO2作为促进剂，其总共约为40％。 支撑材料包括小粒径(＜2μm)和大粒径(≥2μm)的颗粒。筛网的目保持全部开放，因为涂层的量为约10g/升，涂布前的目径(从筛网边缘到另一边缘)约为180μm。作为活性成分，在支撑材料上吸附0.53g/升的Pt，即，总共约0.27g的Pt。由于涂层中的筛网的目保持开放，因而在总成中，废气还可以穿过筛网，其强化了颗粒分离。冲孔管是连贯的。 
在测试中，Fiat Doblo(1.91)是在欧洲乘用车试验循环(EDC)设置中驾驶的车辆。在依据本发明的结构的前面，立即连接引擎的是氧化催化剂(DOC)，其蜂窝状结构由金属铂制成，体积为0.52升，孔数为120cpsi(孔每平方英寸)，涂层体积为约110g/l，Pt载量为3.2g/l。涂层的一致性类似于依据本发明的催化剂一致性。氧化催化剂的目标是强化气体成分的操作(氧化CO、HC和NO)，因为依据本发明的总成仅具有非常少的涂层和Pt。使用图1的流向测试依据本发明的总成。 
表1.用氧化催化剂(DOC)及依据本发明的新颖结构排放和转化 
Figure 959255DEST_PATH_GPA00001503222200141
使用依据图1A的总成，依据本发明具有氧化催化剂的催化剂提供63％的CO转化、55％的THC转化和53％的PM转化。依据图1B的总成，用氧化催化剂提供63％的CO转化、59％的THC转化和45％的PM转化。单独使用氧化催化剂，转化为：CO 56％、THC 37％和PM 26％。NOx转化在所述条件下不显著，测试结果甚至为负，这可能是由于测量误差。当在持续时间约为1200s的循环中保持明显低于200℃的温度下首先的800s时，PM、THC和CO的转化是良好的。 

Claims (14)

1.一种用于处理流体的净化器总成，其在净化器中布置到流体的进口管（2）和/或出口管（3），特征在于净化器总成包括冲孔结构（4），该冲孔结构（4）可以布置在进口管（2）和/或出口管（3）中，围绕其安装至少一个筛网结构（5），所述筛网结构含在开放通道中，由螺旋状流道形成，在流道中包括至少两个筛网，流体布置为在筛网间以及穿过筛网结构流动，在冲孔结构（4）中布置一个或多个闭锁元件，以控制流体流过冲孔结构（4）至筛网结构（5），和/或反之亦然。 
2.依据权利要求1的净化器总成，特征在于冲孔结构（4）的孔的直径/水压直径为0.1-100mm，和/或孔的面积为整个冲孔结构总面积的1-95%。 
3.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于筛网结构（5）包括孔，其孔径/视直径为0.05-10mm。 
4.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于在筛网结构（5）的末端具有一个或多个闭锁元件，以至少部分阻止流体的流动。 
5.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于围绕由螺旋状流道形成的冲孔结构（4）安装的筛网结构（5），是由一个或多个倾斜的波纹筛网箔、冲孔箔、冲孔片材、筛网、纤维垫、纸片和/或膜形成的。 
6.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于筛网结构（5）还包括至少一个非波纹筛网箔、冲孔箔、冲孔片材、筛网、纤维垫、纸片和/或膜。 
7.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于筛网结构（5）包括丝线，其丝线厚度为0.1-5mm。 
8.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于筛网结构（5）包括至少一个倾斜的波纹筛网，其波纹角相对于主流在任何一个方向上为1-90度。 
9.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于筛网结构（5）包括至少一个倾斜的波纹筛网，其峰高为0.2-200mm。 
10.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于至少部分筛网结构（5）涂布了支撑材料。 
11.依据权利要求10的净化器总成，特征在于筛网结构（5）涂布了支撑材料，以使筛网的目保持至少部分开放。 
12.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于流体的流向布置为从冲孔结构穿过筛网结构。 
13.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于流体的流向布置为穿过筛网结构到冲孔结构。 
14.依据权利要求1或2的净化器总成，特征在于在净化器总成的上游或下游的流向中，具有一个或多个催化剂或操作单元，如氧化催化剂、颗粒过滤器、氧化氮的还原催化剂和/或一些用于净化废气的其他单元。 
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