CN211314327U - 颗粒捕捉器和车辆后处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种颗粒捕捉器和车辆后处理系统。该颗粒捕捉器中的废气处理管道上涂覆有催化剂涂层，该催化剂涂层远离废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面。该颗粒捕捉器能够避免废气处理管道入口端的被动再生反应剧烈导致过滤碳层受损，从而保证DPF被动再生的完成效果，并有效避免DPF内的过滤碳层被破坏，避免PM和PN排放超标，延长DPF的使用寿命。

Description

颗粒捕捉器和车辆后处理系统

技术领域

本实用新型涉及车辆制造技术领域，特别涉及颗粒捕捉器和设置有该颗粒捕捉器的车辆后处理系统。

背景技术

PN：是指汽车尾气排放中的固体悬浮微粒。

DPF：Diesel Particulate Filter，颗粒捕捉器。

DOC：diesel oxidation catalyst，氧化催化器。

为保证DPF的被动再生效果，现有技术中，从DPF的废气处理管道的入口端涂覆有催化剂涂层，或者，从DPF的废气处理管道的入口端和封堵端同时涂覆有催化剂涂层，催化剂涂层一般为贵金属涂层。例如，如图1中所示，在DPF的废气处理管道的入口端和封堵端同时涂覆有催化剂涂层1。

废气进入DPF废气处理管道内之后，催化剂涂层能够促进积碳燃烧，达到DPF被动再生的目的，这个过程中会产生NO₂。其基本反映如下：

NO₂+C→NO+CO₂

此外，在DPF废气处理管道内，催化剂涂层也能够崔进废气的氧化还原反应，即：废气中含有的HC、CO、NO₂(废气经过位于DPF上游的DOC时产生NO₂)经过化学反应，生成H₂O、CO₂和NO。

DPF被动再生过程中，经过上述反应的废气，经过DPF废气处理管道的过滤壁后排入大气，DPF废气处理管道的过滤壁能够对废气中颗粒较大的固体微粒进行过滤。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种颗粒捕捉器，该颗粒捕捉器中的催化剂涂层远离废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面，能够保证DPF被动再生的完成效果，并有效避免DPF内的过滤碳层被破坏，避免PM和PN排放超标，延长DPF的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种颗粒捕捉器，所述颗粒捕捉器中的废气处理管道上涂覆有催化剂涂层，所述催化剂涂层远离所述废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面。

优选地，在上述颗粒捕捉器中，所述催化剂涂层位于所述废气处理管道的废气封堵端，所述催化剂涂层的涂覆长度占所述废气处理管道的轴向长度的1/10至1/2。

优选地，在上述颗粒捕捉器中，所述催化剂涂层位于所述过滤壁的外壁面。

优选地，在上述颗粒捕捉器中，所述催化剂涂层中含有铂，和/或钯。

优选地，在上述颗粒捕捉器中，所述颗粒捕捉器内设置有多条所述废气处理管道和多条排放管道，所述废气处理管道和所述排放管道并排且间隔排布，其中：

所述废气处理管道的废气入口端和所述排放管道的排放封堵端位于同一侧，且均靠近所述颗粒捕捉器的废气入口；

所述废气处理管道的废气封堵端和所述排放管道的排放出口端位于同一侧，且均靠近所述颗粒捕捉器的废气出口。

优选地，在上述颗粒捕捉器中，所述废气处理管道的内壁面上，从所述废气入口端到所述废气封堵端均设置有过滤碳层。

一种车辆后处理系统，包括氧化催化器和颗粒捕捉器，所述氧化催化器位于所述颗粒捕捉器的上游，所述颗粒捕捉器为如上文中所述的颗粒捕捉器。

被动再生过程中，本实用新型提供的颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面处：此位置的积碳通过废气中的NO₂进行被动再生反应，并且，废气中的CO和HC在经过此位置时，通过废气中的NO₂进行氧化还原反应。

由于在颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面处，无催化剂涂层，从而被动再生反应不会太激烈，从而不会导致该位置的过滤壁上的过滤碳层受损，从而有利于延长颗粒捕捉器的使用寿命，有利于避免PM和PN排放超标。

此外，颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气封堵端，往往积碳较厚、废气温度相对较低，从而，仅在该处设置催化剂涂层有利于保证废气处理管道前后端的被动再生反应效率较为均合，避免废气入口端的积碳清除完毕时废气封堵端的积碳依然较厚(此时，废气基本从废气入口端排出，废气封堵端的积碳较难去除)，从而有利于保证DPF被动再生的完成效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的颗粒捕捉器中的催化剂涂层的涂覆结构示意图；

图2为本实用新型第一具体实施例提供的颗粒捕捉器中的催化剂涂层的涂覆结构示意图；

图3为本实用新型第一具体实施例提供的颗粒捕捉器的剖视图；

图4为本实用新型第二具体实施例提供的颗粒捕捉器中的催化剂涂层的涂覆结构示意图；

图5为本实用新型第二具体实施例提供的颗粒捕捉器的剖视图；

图6为本实用新型第二具体实施例提供的颗粒捕捉器的过滤壁的微观解析图。

其中：

1-催化剂涂层，20-过滤壁，21-入口端，22-封堵端；

图中箭头方向为废气流动方向。

具体实施方式

现有技术中，由于废气中含有NO₂(废气经过位于DPF上游的DOC时产生NO₂)，同时DPF被动再生过程中也产生NO₂，再加上DPF废气处理管道的入口端温度较高，从而，DPF废气处理管道的入口端被动再生发生剧烈，容易导致DPF废气处理管道入口端内壁面上的过滤碳层被破坏，导致DPF的PN捕集效率下降，PM和PN排放超标，从而对环境造成污染。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种颗粒捕捉器。该颗粒捕捉器中的废气处理管道上涂覆有催化剂涂层，催化剂涂层远离废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面。也就是说，在颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面，不涂覆催化剂涂层。

DPF被动再生过程中，在颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面处：此位置的积碳通过废气中的NO₂进行被动再生反应，并且，废气中的CO和HC在经过此位置时，通过废气中的NO₂进行氧化还原反应。

由于在颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气入口端的过滤壁的内壁面处，无催化剂涂层，从而被动再生反应不会太激烈，从而不会导致该位置的过滤壁上的过滤碳层受损，从而有利于延长颗粒捕捉器的使用寿命，有利于避免PM和PN排放超标。

此外，颗粒捕捉器中的废气处理管道的废气封堵端，往往积碳较厚、废气温度相对较低，从而，仅在该处设置催化剂涂层有利于保证废气处理管道前后端的被动再生反应效率较为均合，避免废气入口端的积碳清除完毕时废气封堵端的积碳依然较厚(此时，废气基本从废气入口端排出，废气封堵端的积碳较难去除)，从而有利于保证DPF被动再生的完成效果。

基于上述核心思想，本实用新型提供了两个具体实施例，即下文中的第一具体实施例和第二具体实施例。

下面将结合附图，对本实用新型具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

第一具体实施例

请参阅图2和图3，图2为本实用新型第一具体实施例提供的颗粒捕捉器中的催化剂涂层的涂覆结构示意图；图3为本实用新型第一具体实施例提供的颗粒捕捉器的剖视图。

本实用新型第一具体实施例提供了一种颗粒捕捉器。请参阅图2，该颗粒捕捉器中的废气处理管道上涂覆有催化剂涂层1，催化剂涂层1位于废气处理管道的废气封堵端22，远离废气处理管道的废气入口端21，即仅在废气封堵端22涂覆催化剂涂层1。

具体地，催化剂涂层1的涂覆长度占废气处理管道的轴向长度的1/10至1/2。但是并不局限于此，在具体实施时，可以根据对被动再生的需求、空速、温度的情况，对催化剂涂层1的涂覆长度进行微调。

具体地，催化剂涂层1中含有贵金属铂(Pt)或钯(Pd)，或者按照预设比例同时含有铂和钯。

具体地，请参阅图3，在上述颗粒捕捉器内，设置有多条废气处理管道和多条排放管道，废气处理管道和排放管道并排且间隔排布。其中：废气处理管道的废气入口端21和排放管道的排放封堵端位于同一侧，且均靠近颗粒捕捉器的废气入口(即图3中左侧箭头所在处)；废气处理管道的废气封堵端22和排放管道的排放出口端位于同一侧，且均靠近颗粒捕捉器的废气出口(即图3中右侧箭头所在处)。

具体地，在上述废气处理管道的内壁面上，从废气入口端21到废气封堵端22均设置有过滤碳层，用于对直径大于预设值的固体颗粒进行过滤，将其阻挡在废气处理管道内。

第二具体实施例

请参阅图4至图6，图4为本实用新型第二具体实施例提供的颗粒捕捉器中的催化剂涂层的涂覆结构示意图；图5为本实用新型第二具体实施例提供的颗粒捕捉器的剖视图；图6为本实用新型第二具体实施例提供的颗粒捕捉器的过滤壁的微观解析图。

本实用新型第二具体实施例提供了一种颗粒捕捉器，该颗粒捕捉器与本实用新型第一具体实施例提供的颗粒捕捉器的区别仅在于：催化剂涂层1位于废气处理管道的过滤壁20的外壁面，也就是说，在DPF涂覆催化剂时，仅在过滤壁20的外壁面进行涂覆，具体可参阅图4。

请参阅图5，若颗粒捕捉器内设置有多条废气处理管道和多条废气排放管道，则催化剂涂层1位于废气处理管道的过滤壁20的外壁面时，也是位于排放管道的内避免。图5中箭头方向为废气排放方向。

请参阅图6，图6中矩形部分为废气处理管道的过滤壁20。由于催化剂涂层1位于废气处理管道的过滤壁20的外壁面，从而催化剂涂层1位于过滤壁20的出口处。DPF被动再生过程中，废气经过过滤壁20时：

首先，固体悬浮颗粒被阻挡在过滤壁20的入口处，即存留在过滤壁20的内壁面，避免排入大气污染环境；

同时，由于废气中含有NO₂，从而，在过滤壁20的入口处，不仅此处的积碳能够被动再生，而且，部分废气能够在此处进行氧化还原反应，将CH、CO和NO₂反应生成H₂O、CO₂和NO；

此外，废气经过过滤壁20的出口时遇到催化剂涂层1，进而将废气中剩余的CH、CO和NO₂完全反应生成H₂O、CO₂和NO，避免废气排放超标。

第三具体实施例

本实用新型第三具体实施例提供了一种车辆后处理系统，该车辆后处理系统中设置有氧化催化器和颗粒捕捉器，其中，氧化催化器位于颗粒捕捉器的上游，并且，该颗粒捕捉器为本实用新型第一具体实施例中提供的颗粒捕捉器，或者，该颗粒捕捉器为本实用新型第二具体实施例中提供的颗粒捕捉器。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种颗粒捕捉器，所述颗粒捕捉器中的废气处理管道上涂覆有催化剂涂层(1)，其特征在于，所述催化剂涂层(1)远离所述废气处理管道的废气入口端(21)的过滤壁(20)的内壁面。

2.根据权利要求1所述的颗粒捕捉器，其特征在于，所述催化剂涂层(1)位于所述废气处理管道的废气封堵端(22)，所述催化剂涂层(1)的涂覆长度占所述废气处理管道的轴向长度的1/10至1/2。

3.根据权利要求1所述的颗粒捕捉器，其特征在于，所述催化剂涂层(1)位于所述过滤壁(20)的外壁面。

4.根据权利要求1至3任一项所述的颗粒捕捉器，其特征在于，所述催化剂涂层(1)中含有铂，和/或钯。

5.根据权利要求1至3任一项所述的颗粒捕捉器，其特征在于，所述颗粒捕捉器内设置有多条所述废气处理管道和多条排放管道，所述废气处理管道和所述排放管道并排且间隔排布，其中：

所述废气处理管道的废气入口端(21)和所述排放管道的排放封堵端位于同一侧，且均靠近所述颗粒捕捉器的废气入口；

所述废气处理管道的废气封堵端(22)和所述排放管道的排放出口端位于同一侧，且均靠近所述颗粒捕捉器的废气出口。

6.根据权利要求1至3任一项所述的颗粒捕捉器，其特征在于，所述废气处理管道的内壁面上，从所述废气入口端(21)到所述废气封堵端(22)均设置有过滤碳层。

7.一种车辆后处理系统，其特征在于，包括氧化催化器和颗粒捕捉器，所述氧化催化器位于所述颗粒捕捉器的上游，所述颗粒捕捉器为如权利要求1至6任一项所述的颗粒捕捉器。

Images