RU2687389C2 - Particulates combustion catalyst (pcc or pccz) and coated particulates combustion catalyst (cpcc or cpccz) - Google Patents

Particulates combustion catalyst (pcc or pccz) and coated particulates combustion catalyst (cpcc or cpccz) Download PDF

Info

Publication number
RU2687389C2
RU2687389C2 RU2017122627A RU2017122627A RU2687389C2 RU 2687389 C2 RU2687389 C2 RU 2687389C2 RU 2017122627 A RU2017122627 A RU 2017122627A RU 2017122627 A RU2017122627 A RU 2017122627A RU 2687389 C2 RU2687389 C2 RU 2687389C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pmn
substrate
foil
range
cells
Prior art date
Application number
RU2017122627A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017122627A (en
RU2017122627A3 (en
Inventor
Алок ТРИГУНАЯТ
Раджан БОСКО
Сумит КУКРЕТИ
Арвинд Кумар
Анкит ШУКЛА
Original Assignee
Экокэт Индия Прайват Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Экокэт Индия Прайват Лимитед filed Critical Экокэт Индия Прайват Лимитед
Publication of RU2017122627A publication Critical patent/RU2017122627A/en
Publication of RU2017122627A3 publication Critical patent/RU2017122627A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2687389C2 publication Critical patent/RU2687389C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/58Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/63Platinum group metals with rare earths or actinides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/61310-100 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/615100-500 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2821Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/48Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the number of flow passages, e.g. cell density
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00Surface coverings
    • F01N2510/06Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: device for catalytic treatment of exhaust gases includes a substrate formed by connection of multiple separate elements. Separate element comprises multiple cells. Substrate is a combination of three-dimensional (3D) structure and contains one or more: a) porous metal filler (PMF); b) microriffled metal grid; c) microriffled jagged foil; d) inorganic fiber woven matrix material. Said cells have cell density in range of 20 to 1,300 cells per square inch (cpsi), preferably 50 to 600 cpsi, and said elements of said substrate are combined to form different geometries, such as round, oval, square, rectangular, toroidal, banana-shaped, layered toroidal, etc., each with bypass channel or without it and for different sizes.
EFFECT: disclosed particulates combustion catalyst overcomes the risks of failure due to continuous accumulation of trapped solid impurities by creating an alternative open flow path in case of overfilling with soot, thereby limiting backpressure within tolerable limits.
31 cl, 23 dwg, 18 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

Цель данного изобретения - удаление или уменьшение твердых примесей в выхлопе двигателей внутреннего сгорания. Изобретение относится к катализатору сгорания твердых частиц (РСС), сажевому фильтру и системе очистки выхлопного газа. Изобретение в частности относится к составу и устройству, разработанным для удаления твердых примесей или сажи из выхлопного газа дизельного двигателя, двигателей с непосредственным впрыском топлива (НВТ) и т.д. Данное изобретение также относится к способам производства упомянутого устройства.The purpose of this invention is the removal or reduction of solid impurities in the exhaust of internal combustion engines. The invention relates to a catalyst for the combustion of solid particles (PCC), particulate filter and exhaust gas purification system. The invention in particular relates to a composition and device designed to remove particulate matter or soot from diesel exhaust gas, direct injection engines (HBT), etc. This invention also relates to methods for manufacturing said device.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Удаление или уменьшение твердых примесей, высвобождающихся из выхлопа двигателей внутреннего сгорания во время работы всегда желательно. Общеизвестные сажевые фильтры с проточными стенками (DPF) могут удалять более 95% твердых примесей (ТП) из выхлопов дизельных двигателей. Некоторые фильтры спроектированы для однократного употребления, предназначены для утилизации и замены после заполнения накопившейся сажей. Другие разработаны для сжигания накопившихся твердых частиц либо пассивно, путем использования катализатора, или активными средствами, такими как топливная горелка, которая нагревает фильтр до температуры сгорания сажи.Removal or reduction of particulate matter released from the exhaust of internal combustion engines during operation is always desirable. Well-known particulate filters with flow walls (DPF) can remove more than 95% particulate matter (TP) from diesel engine exhaust. Some filters are designed for single use, intended for disposal and replacement after filling with accumulated soot. Others are designed to burn accumulated solids either passively, by using a catalyst, or by active means, such as a fuel burner, which heats the filter to the soot combustion temperature.

Фильтрам требуется больше обслуживания, чем каталитическим нейтрализаторам. Постоянное накопление уловленных твердых примесей засоряет наполнитель фильтра, и таким образом приводит к увеличению противодавления в таких устройствах и неблагоприятно влияет на КПД двигателя и, как следствие, на соблюдение нормативов выбросов. Сажа собирается внутри пористого металлического наполнителя и на металлической сетке из-за принципов инерционного соударения. Существует постоянная необходимость разрабатывать эффективное удаление твердых частиц, и данное изобретение предоставляет средства для этого. Данное изобретение предлагает устройство, которое создает меньшее противодавление, чем обычные DPF, с большим поперечным потоком и использованием подложки.Filters require more maintenance than catalytic converters. Constant accumulation of trapped particulate matter clogs the filter media, and thus leads to an increase in back pressure in such devices and adversely affects the engine efficiency and, consequently, compliance with emission standards. Soot is collected inside a porous metal filler and on a metal grid due to the principles of inertial collision. There is a constant need to develop efficient removal of solid particles, and this invention provides the means for this. This invention provides a device that generates less back pressure than conventional DPFs, with a large cross-flow and substrate use.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретатели разработали РСС, который преодолевает риски неисправности из-за постоянного накопления уловленных твердых примесей путем создания альтернативного открытого пути потока в случае переполнения сажей, таким образом ограничивая противодавление в допустимых пределах. Подход, основанный на симуляции, и полевые испытания использовались для исследования, проектирования и разработки новых структур поперечного потока путем оценки падения давления и эффективности улавливания. Конструкция была оптимизирована для эффективного улавливания сажи без засорения основных путей потока.The inventors developed the PCC, which overcomes the risks of malfunction due to the constant accumulation of trapped particulate matter by creating an alternative open flow path in case of soot overflow, thus limiting the backpressure within acceptable limits. A simulation-based approach and field tests were used to research, design, and develop new cross-flow structures by estimating the pressure drop and capture efficiency. The design has been optimized to effectively trap soot without clogging up the main flow paths.

Изобретение раскрывает трехмерное устройство для каталитической обработки выхлопных газов автомобильных транспортных средств, содержащее подложку, сформированную путем соединения множества элементов сотовой подложки, каждый из которых имеет структуру, в которой некоторое количество ячеек расположено параллельно или последовательно или параллельно расположено последовательно в отношении друг друга.The invention discloses a three-dimensional device for the catalytic treatment of exhaust gases of motor vehicles, comprising a substrate formed by joining a plurality of elements of a honeycomb substrate, each of which has a structure in which a number of cells are arranged in parallel or in series or in parallel with each other.

Другой аспект данного изобретения - подложка, образованная специальной комбинацией пористого металлического наполнителя (ПМН) и металлической сетки с разной формой отверстий и разным числом ячеек с или без или с рифленым или микрорифленым материалом для формирования трехмерной (3D) структуры.Another aspect of the present invention is a substrate formed by a special combination of porous metal filler (PMN) and metal mesh with different hole shapes and different numbers of cells with or without corrugated or micro-edged material to form a three-dimensional (3D) structure.

Другой аспект данного изобретения - комбинация рифленого или микрорифленого ПМН с рифленой или микрорифленой металлической сеткой с разной формой отверстий и разным числом ячеек с или без или с рифленым или микрорифленым материалом для формирования трехмерной (3D) структуры.Another aspect of the present invention is a combination of a corrugated or microfilled PMN with a corrugated or microfilled metal mesh with different hole shapes and different numbers of cells with or without corrugated or microfilled material to form a three-dimensional (3D) structure.

Другой аспект данного изобретения - комбинация рифленого или микрорифленого ПМН с нерифленойметаллической сеткой с разной формой отверстий и разным числом ячеек с или без или с рифленым или микрорифленым материалом для формирования трехмерной (3D) структуры.Another aspect of the present invention is a combination of a corrugated or microfused PMN with a non-grooved metal mesh with different apertures and different numbers of cells with or without corrugated or microfilament material to form a three-dimensional (3D) structure.

Еще один аспект данного изобретения - нерифленый ПМН может быть специальным образом комбинирован с рифленой или микрорифленой металлической сеткой с разной формой отверстий и разным числом ячеек с или без или с рифленым или микрорифленым материалом для формирования трехмерной (3D) структуры.Another aspect of the present invention is that the non-grooved PMN can be combined in a special way with a corrugated or microfilled metal mesh with different hole shapes and different numbers of cells with or without corrugated or microfilled material to form a three-dimensional (3D) structure.

Другой аспект данного изобретения состоит в том, что каждая ячейка внутри подложки состоит из металлической сетки с разной формой отверстий и разным числом ячеек и/или рифленым или микрорифленым зазубренным металлическим материалом и/или неорганическим материалом и ПМН в качестве стенок.Another aspect of the present invention is that each cell within the substrate consists of a metal grid with different hole shapes and a different number of cells and / or a corrugated or microfilled jagged metal material and / or inorganic material and PMN as walls.

Еще один аспект данного изобретения состоит в том, что CPCCZ покрыт специальным материалом покрытия из пористого оксида, который способен постоянно создавать insitu двуокись азота, который необходим для постоянного окисления уловленных частиц сажи, что приводит к повышению эффективности уменьшения количества твердых примесей (ТП).Another aspect of the present invention is that CPCC Z is coated with a special coating material of porous oxide, which is able to continuously create insitu nitrogen dioxide, which is necessary for the constant oxidation of the trapped soot particles, which leads to an increase in the efficiency of reducing the amount of solid impurities (TP).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Отличительные признаки данного изобретения станут очевидными посредством последующего описания предпочтительных вариантов изобретения вместе с сопровождающими чертежами, в которых:Distinctive features of the present invention will become apparent by the following description of the preferred embodiments of the invention together with the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1: Комбинация ПМН и металлической сетки в PCCz - схематическое изображениеFIG. 1: Combination of PMN and metal mesh in PCCz - schematic illustration

Фиг. 1.2: Улучшенная массо- и теплопередача в рифленом канале турбулентного типаFIG. 1.2: Improved mass and heat transfer in a turbulent corrugated channel

Фиг. 1.3: Конструкция подложки с прямым рифлениемFIG. 1.3: Directly grooved substrate design

Фиг. 1.4: Пористый металлический наполнитель с прямым рифлением с микрорифленой/зазубренной металлической фольгойFIG. 1.4: Porous, straight corrugated metal filler with microfilament / jagged metal foil

Фиг. 1.5: Фольга с прямым рифлением с микрорифлениемFIG. 1.5: Direct corrugated foil with microdiffusion

Фиг. 1.6: Диагонально рифленая фольга с более высоким cpsi с микрорифлениемFIG. 1.6: Diagonal grooved foil with higher cpsi with microfusion

Фиг. 1.7: Диагонально рифленая фольга с более низким cpsi с микрорифлениемFIG. 1.7: Diagonal grooved foil with lower cpsi with microfusion

Фиг. 1.8: Диагонально рифленая плоская подложка из фольги и диагональная + микрорифленая подложка из фольгиFIG. 1.8: Diagonally grooved flat foil backing and diagonal + micro-foil backing

Фиг. 1.9: Диагонально рифленая + микрорифленая фольга и микрорифленая фольга с прямым рифлениемFIG. 1.9: Diagonal grooved + microfusion foil and microfusion foil with direct corrugation

Фиг. 1.10: Пористый металлический наполнитель турбулентного типаFIG. 1.10: Porous metallic filler of turbulent type

Фиг. 1.11: Диагонально рифленый пористый металлический наполнительFIG. 1.11: Diagonal grooved porous metal filler

Фиг. 1.12: Плоский/нерифленый пористый металлический наполнительFIG. 1.12: Flat / non-grooved porous metal filler

Фиг. 1.13: Металлическая сетка со структурой полотняного плетения и квадратными отверстиями сеткиFIG. 1.13: Metal mesh with plain weave structure and square mesh holes

Фиг. 1.14: Металлическая сетка со структурой саржевого плетения и квадратными отверстиями сеткиFIG. 1.14: Metal mesh with a twill structure and square mesh holes

Фиг. 1.15: Структура прямоугольной сеткиFIG. 1.15: Structure of a rectangular grid

Фиг. 1.16: Структура квадратной сеткиFIG. 1.16: The structure of the square grid

Фиг. 2: Примеры разных форм катализатора сгорания твердых частиц и катализатора сгорания твердых частиц с покрытиемFIG. 2: Examples of different forms of solid particulate catalyst and coated solid particulate catalyst

Фиг. 3.1-3.13: изменение ΔP отобранных образцов, имеющих разные комбинации, и с рифлением.FIG. 3.1-3.13: change in ΔP of selected samples, having different combinations, and with corrugation.

Фиг. 4: Данные по выбросам массы загрязняющих веществ для отобранных образцов, имеющих разные комбинации, и с рифлением.FIG. 4: Data on mass emission of pollutants for selected samples with different combinations and with corrugations.

Фиг. 5: Блок-схема 1 технологического процесса для катализатора сгорания твердых частиц (РСС) и катализатора сгорания твердых частиц с покрытием (СРСС);FIG. 5: Process Flow Chart 1 for a Solid Particulate Combustion Catalyst (PCC) and a Solid Particulate Combustion Catalyst (SRCC);

Фиг. 6: Блок-схема 2 технологического процесса для катализатора сгорания твердых частиц (РСС) и катализатора сгорания твердых частиц с покрытием (СРСС);FIG. 6: Flowchart 2 of a process for a solid particulate matter catalyst (PCC) and a coated solid particle catalyst (SRCC);

Фиг. 7: Блок-схема 3 технологического процесса для катализатора сгорания твердых частиц (РСС) и катализатора сгорания твердых частиц с покрытием (СРСС)FIG. 7: Process Flow Chart 3 for Solid Particle Combustion Catalyst (PCC) and Coated Solid Particle Combustion Catalyst (SRSS)

Фиг. 8: Блок-схема технологического процесса для изготовления покрытия из пористого оксида для катализатора сгорания твердых частиц с покрытиемFIG. 8: Flowchart for the manufacture of a porous oxide coating for a catalyst for the combustion of coated solid particles

Фиг. 9-22: Сравнительный график лабораторной симуляции реакции окисления для окисления моноксида углерода, окисления пропилена и образования двуокиси азота с температурой для различных комбинаций РССZ и СРССZ (далее называемые каталитической активностью), испытанной при различных рабочих условиях.FIG. 9-22: Comparative laboratory simulation graph for the oxidation of carbon monoxide oxidation reaction of propylene oxidation and formation of nitrogen dioxide with temperature for various combinations of Z and RCC SRSS Z (hereinafter referred to as catalytic activity), tested under various operating conditions.

На Фиг. 9а и 9b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функции температуры с объемной скоростью 30000 h-1 для VF-структур с одним и двумя слоями с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН) и диагонально рифленой металлической сеткой с прямоугольными ячейками с содержанием МП Г (металлы платиновой группы) 1, 2, 5, 10 и 20 г/фт3.FIG. 9a and 9b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 h-1 for VF structures with one and two layers with a flat porous metal filler (PMN) and diagonally grooved metal mesh rectangular cells with the content of MT G (platinum group metals) 1, 2, 5, 10 and 20 g / ft 3 .

На фиг. 10 сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функции температуры с объемной скоростью 30000 h-1 для VF-структуры с одним слоем с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН) и диагонально рифленой металлической сеткой с прямоугольными ячейками с содержанием МПГ 1 г/фт3 и для VX-структуры с одним слоем предшествующего уровня техники с содержанием МПГ 20 г/фт3.FIG. 10 compares the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 h-1 for a single layer VF structure with a flat porous metal filler (PMN) and a diagonal corrugated metal grid with rectangular cells containing PGM 1 g / ft 3 and for a single-layer VX structure of the prior art with an PGM content of 20 g / ft 3 .

На фиг. 11а и 11b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функции температуры с объемной скоростью 30000 и 60000h-1 для однослойных VF-структур с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН) и диагонально рифленой металлической сеткой с прямоугольными ячейками с содержанием МПГ 1 и 5 г/фт3.FIG. 11a and 11b compares the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature, with a bulk velocity of 30,000 and 60000h-1 for single-layer VF structures with flat porous metal filler (PMN) and diagonally corrugated metal mesh with rectangular cells the content of PGM 1 and 5 g / ft 3 .

На фиг. 12а и 12b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функции температуры с объемной скоростью 60000 h-1 для VF с одним и двумя слоями с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН) и диагонально рифленой металлической сеткой с прямоугольными ячейками с содержанием МПГ 1, 5, 10 и 20 г/фт3.FIG. 12a and 12b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 60000 h-1 for VF with one and two layers with a flat porous metal filler (PMN) and diagonally corrugated metal mesh with rectangular cells containing PGM 1, 5, 10 and 20 g / ft 3 .

На фиг. 13а и 13b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 h-1 для структур без покрытия с тремя разными типами рифления для пористого металлического наполнителя (ПМН) с плоской/нерифленой фольгой (UF) или микрорифленой/зазубренной фольгой (МФ).FIG. 13a and 13b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature, with a bulk velocity of 30,000 h-1 for uncoated structures with three different types of corrugations for porous metal filler (PMN) with flat / non grooved foil (UF ) or microfilament / jagged foil (MF).

На фиг. 14а и 14b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 h-1 для однослойных структур с тремя разными типами рифления для пористого металлического наполнителя (ПМН) с плоской/нерифленой фольгой (UF) или микрорифленой/зазубренной фольгой (МФ). Содержание МПГ одинаково во всех случаях - 1 г/фт3.FIG. 14a and 14b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature, with a bulk velocity of 30,000 h-1 for single-layer structures with three different types of corrugations for porous metal filler (PMN) with flat / non-grooved foil (UF) or microfilament / jagged foil (MF). The content of PGM is the same in all cases - 1 g / ft 3 .

На фиг. 15а и 15b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30,000 h-1 для однослойных структур с разными типами рифления для пористого металлического наполнителя (ПМН) с плоской/нерифленой фольгой (UF) или микрорифленой/зазубренной фольгой (МФ). Содержание МПГ одинаково во всех случаях - 5 г/фт3.FIG. 15a and 15b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 h-1 for single-layer structures with different types of corrugation for porous metal filler (PMN) with flat / non-grooved foil (UF) or microfilled / jagged foil (MF). The content of PGM is the same in all cases - 5 g / ft 3 .

На фиг. 16а и 16b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30,000 и 60000 h-1 для однослойных структур с диагональным типом рифления пористого металлического наполнителя (ПМН) с плоской/нерифленой фольгой (UF) или микрорифленой/зазубренной фольгой (МФ). Содержание МПГ - 10 г/фт3.FIG. 16a and 16b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 and 60,000 h-1 for single-layer structures with a diagonal type of corrugation of porous metallic filler (PMN) with flat / non-woven foil (UF) or microfilament / jagged foil (MF). The content of PGM is 10 g / ft 3 .

На фиг. 17а и 17b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 60000 h-1 для структур с одним слоем с тремя разными типами рифления пористого металлического наполнителя (ПМН) с плоской/нерифленой фольгой (UF) или с микрорифленой/зазубренной фольгой (МФ). Содержание МПГ - 10 г/фт3.FIG. 17a and 17b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 60000 h-1 for structures with one layer with three different types of corrugation of porous metal filler (PMN) with flat / non-grooved foil (UF ) or with microfilled / jagged foil (MF). The content of PGM is 10 g / ft 3 .

На фиг. 18а и 18b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 h-1 для VX-структур с одним слоем с 330 cpsi, рифленая металлическая сетка имеет содержание МПГ 1, 5 и 10 г/фт3.FIG. 18a and 18b compares the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 h-1 for single-layer VX structures with 330 cpsi, a corrugated metal mesh has a PGM content of 1, 5 and 10 g / ft 3 .

На фиг. 19 сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 и 60000 h-1 для однослойных структур с тремя разными типами рифления для фольги (CF) с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН). Содержание МПГ одинаково во всех случаях - 1 г/фт3.FIG. 19 compares the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 and 60000 h-1 for single-layer structures with three different types of corrugations for foil (CF) with flat porous metal filler (PMN). The content of PGM is the same in all cases - 1 g / ft 3 .

На фиг. 20 сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 и 60000 h-1 для однослойных структур с тремя разными типами рифления для фольги (CF) с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН). Содержание МПГ одинаково во всех случаях - 5 г/фт3.FIG. 20 compares the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 and 60,000 h-1 for single-layer structures with three different types of corrugations for foil (CF) with a flat porous metal filler (PMN). The content of PGM is the same in all cases - 5 g / ft 3 .

На фиг. 21 сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 и 60000 h-1 для однослойных структур с тремя разными типами рифления для фольги (CF) с плоским пористым металлическим наполнителем (ПМН). Содержание МПГ одинаково во всех случаях - 10 г/фт3.FIG. 21 compares the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 and 60,000 h-1 for single-layer structures with three different types of corrugations for foil (CF) with flat porous metal filler (PMN). The content of PGM is the same in all cases - 10 g / ft 3 .

На фиг. 22а и 22b сравниваются преобразование СО, НС, %, и образование NO2, %, как функция температуры с объемной скоростью 30000 и 60000 h-1 для однослойных структур с двумя разными типами рифления для пористого металлического наполнителя (ПМН) с плоской/нерифленой фольгой (UF) или микрорифленой/зазубренной фольгой (МФ). Содержание МПГ одинаково во всех случаях - 1 г/фт3.FIG. 22a and 22b compare the conversion of CO, HC,%, and the formation of NO2,%, as a function of temperature with a bulk velocity of 30,000 and 60,000 h-1 for single-layer structures with two different types of corrugations for porous metallic filler (PMN) with flat / non-woven foil ( UF) or microfilled / jagged foil (MF). The content of PGM is the same in all cases - 1 g / ft 3 .

На фиг. 23.1 и 23.2 описываются параметры накопления сажи как функция расстояния, проделываемого образцами CPCCZ, имеющими разные структурные комбинации и разные рифления.FIG. 23.1 and 23.2 describes the parameters of the accumulation of soot as a function of the distance made by the samples of CPCC Z , having different structural combinations and different corrugations.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Другие задачи и аспекты изобретения будут очевидны из последующего описания вариантов осуществления изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, которые прилагаются ниже. Варианты осуществления данного изобретения могут быть различным образом модифицированы. Так, объем данного изобретения должен толковаться как не ограниченный вариантами осуществления, описанными в данном документе. Варианты осуществления представлены для лучшего объяснения данного изобретения специалистам в области техники. Далее, элементы и области чертежей изображены примерно, и объем данного изобретения не ограничивается соответственными размерами, формами и промежутками на чертежах.Other objects and aspects of the invention will be apparent from the following description of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, which are attached below. Embodiments of the present invention can be variously modified. Thus, the scope of the present invention should be construed as not limited to the embodiments described herein. Embodiments are presented for better explanation of this invention to those skilled in the art. Further, the elements and areas of the drawings are depicted approximately, and the scope of the present invention is not limited to the respective sizes, shapes and spaces in the drawings.

Список ниже представляет полные формы сокращений, используемых в данной спецификации:The list below presents the full forms of abbreviations used in this specification:

Figure 00000001
Figure 00000001

Описываемое устройство данного изобретения предназначено для каталитической обработки выхлопных газов, которое состоит из подложки, образованной соединением множества отдельных элементов, отличающихся тем, что упомянутые отдельные элементы содержат множество ячеек. Отдельный элемент может иметь сотовое тело. Множество ячеек располагается параллельно или последовательно или параллельно в последовательности в отношении друг друга.The described device of the present invention is intended for the catalytic treatment of exhaust gases, which consists of a substrate formed by the combination of many individual elements, characterized in that the said individual elements contain a plurality of cells. A separate element may have a honeycomb body. A plurality of cells are arranged in parallel or in series or in parallel in sequence with respect to each other.

В изобретении раскрывается подложка, образованная специальной комбинацией пористого металлического наполнителя (ПМН) и металлической сетки с разной формой отверстий и разным числом ячеек с или без или с рифленым или микрорифленым материалом для формирования трехмерной (3D) структуры. Изобретение обеспечивает существенное улавливание твердых примесей, освобождающихся из двигателя.The invention discloses a substrate formed by a special combination of porous metal filler (PMN) and metal mesh with different hole shapes and different numbers of cells with or without corrugated or micro-edged material to form a three-dimensional (3D) structure. The invention provides a significant capture of solid impurities released from the engine.

Рифленый или микрорифленый ПМН комбинируется с рифленой или микрорифленойметаллической сеткой с разной формой отверстий и разным числом ячеек и/или рифленой или микрорифленой зазубренной металлической фольгой и/или неорганическим волоконным тканым матричным материалом для получения трехмерной (3D) структуры.Corrugated or microfilament PMN is combined with a corrugated or microfilament metal mesh with different apertures and different numbers of cells and / or a corrugated or microfabric jagged metal foil and / or inorganic fiber woven matrix material to produce a three-dimensional (3D) structure.

В альтернативном варианте осуществления изобретения комбинируется рифленый или микрорифленый ПМН с нерифленой металлической сеткойс разной формой отверстий, предпочтительно прямоугольной, и разным числом ячеек и/или рифленой или микрорифленой зазубренной металлической фольгой и/или неорганическим волоконным тканым матричным материалом для получения такой трехмерной (3D) структуры. ПМН может быть флисом.In an alternative embodiment of the invention, a corrugated or microfilament PMN is combined with a non-grooved metal mesh with different orifices, preferably rectangular, and different numbers of cells and / or corrugated or micro-grooved jagged metal foil and / or inorganic fiber woven matrix material to produce such a three-dimensional (3D) structure . PMN can be fleece.

В альтернативном варианте нерифленый ПМН может специально комбинироваться с рифленой или микрорифленой металлической сеткой с разной формой отверстий, предпочтительно прямоугольной, и разным числом ячеек и/или рифленой или микрорифленой зазубренной металлической фольгой и/или неорганическим волоконным тканым матричным материалом для получения такой трехмерной (3D) структуры.Alternatively, the non-grooved PMN can be specifically combined with a corrugated or micro-fiber metal mesh with different hole shapes, preferably rectangular, and a different number of cells and / or fluted or micro-tongue jagged metal foil and / or inorganic fiber woven matrix material to produce such three-dimensional (3D) structures.

Изобретение далее раскрывает, что каждая ячейка внутри подложки состоит из металлической сетки с разной формой отверстий, предпочтительно прямоугольной, и разным числом ячеек и/или рифленой или микрорифленой зазубренной металлической фольгой и/или неорганическим волоконным тканым матричным материалом и ПМН в качестве ее стенок. Плотность ячеек предпочтительна в диапазоне от 20 до 1300 ячеек на квадратный дюйм (cpsi), предпочтительно от 50 до 600 cpsi. Неорганический волоконный тканый матричный материал имеет толщину волокон от 5 до 22 микрометров. Толщина неорганического волоконного тканого матричного материала составляет 0,5-100 миллиметров в отдельном слое, более предпочтительно 0,5-10 миллиметров, и пористость составляет от 70 до 95%. ПМН имеет предпочтительную пористость в 70-95% и используется с разной толщиной от 0,1 мм до 1 мм.The invention further discloses that each cell within the substrate consists of a metal grid with different hole shapes, preferably rectangular, and a different number of cells and / or a grooved or microfilled jagged metal foil and / or inorganic fiber woven matrix material and PMN as its walls. Cell density is preferred in the range from 20 to 1300 cells per square inch (cpsi), preferably from 50 to 600 cpsi. The inorganic fiber woven matrix material has a fiber thickness of 5 to 22 micrometers. The thickness of the inorganic fiber woven matrix material is 0.5-100 millimeters in a separate layer, more preferably 0.5-10 millimeters, and the porosity is from 70 to 95%. PMN has a preferred porosity of 70-95% and is used with different thicknesses from 0.1 mm to 1 mm.

Элементы подложки комбинируются специальным образом, формируя разные геометрии, такие как круглые, овальные, квадратные, прямоугольные, тороидальной формы, в форме банана, в слоистой тороидальной форме и т.п., каждый с обходным каналом или без него и для разных размеров, и может или иметь сплошное прилегание, или быть частично открытым в радиальном и/или осевом направлении, что обеспечивает разнообразие схем потока.The elements of the substrate are combined in a special way, forming different geometries, such as round, oval, square, rectangular, toroidal, banana-shaped, layered toroidal, etc., each with or without a bypass channel and for different sizes, and can either have a continuous fit, or be partially open in the radial and / or axial direction, which provides a variety of flow patterns.

Число ячеек металлической сетки подложки предпочтительно составляет 120-20 ячеек на дюйм, более предпочтительно 90-30 ячеек на дюйм. Диаметр проволоки металлической сетки составляет 0,08-0,3 мм, предпочтительно 0,1-0,2 мм, при этом металлическая фольга имеет толщину в 20-110 микрометров, предпочтительно 40-80 микрометров. Высота микрорифления составляет 0,01-0,5 мм, предпочтительно 0,02-0,2 мм.The number of cells of the metal mesh of the substrate is preferably 120-20 cells per inch, more preferably 90-30 cells per inch. The diameter of the wire metal mesh is 0.08-0.3 mm, preferably 0.1-0.2 mm, while the metal foil has a thickness of 20-110 micrometers, preferably 40-80 micrometers. The height of the microfusion is 0.01-0.5 mm, preferably 0.02-0.2 mm.

Подложка изобретения демонстрирует высокую тепловую и механическую устойчивость при всех нагрузках двигателя.The substrate of the invention exhibits high thermal and mechanical stability at all engine loads.

Изобретение показывает, что можно изготавливать PCCZ/СРССZ с плотностями ячеек, варьирующимися от 20 до 1300 ячеек на квадратный дюйм (cpsi), предпочтительно от 50 до 600 cpsi, с микрорифлением или без него. Рифление диагональное, угол рифления составляет от 10 до 60 градусов, предпочтительно 32-40 градусов. Рифление также может быть прямым или турбулентным.The invention shows that it is possible to manufacture PCC Z / CPPS Z with cell densities varying from 20 to 1300 cells per square inch (cpsi), preferably from 50 to 600 cpsi, with or without microfusion. The corrugation is diagonal, the angle of the corrugation is from 10 to 60 degrees, preferably 32-40 degrees. Corrugation can also be direct or turbulent.

СРССZ, который является РССZ с покрытием, способен окислять уловленные частицы сажи, что приводит к повышению эффективности уменьшения количества ТП. Далее раскрывается, что СРССZ и РССZ способны к окислению уловленных частиц сажи с объемом существенно более низким, чем в предшествующем уровне техники. Существенно более низкое противодавление наблюдается при сравнении с имеющимися устройствами, когда подложка данного изобретения используется в устройстве для повышения эффективности уменьшения количества ТП.SRSS Z, which is coated with PCC Z, is capable of oxidizing the trapped soot particles, resulting in improved efficiency of reducing the amount of TP. Further discloses that SRSS Z and Z RCC able to oxidize the trapped carbon particles with a volume significantly lower than in the prior art. Significantly lower back pressure is observed when compared with existing devices, when the substrate of this invention is used in the device to increase the efficiency of reducing the number of TP.

Изобретение показывает, что СРССZ покрыт материалом покрытия из пористого оксида, который способен постоянно создавать insitu двуокись азота, которая необходима для постоянного окисления уловленных частиц сажи, что приводит к повышению эффективности уменьшения количества ТП. Изобретение раскрывает специальный материал покрытия из пористого оксида и способ изготовления такового.The invention shows that SRSS Z is coated with a porous oxide coating material, which is able to continuously create insitu nitrogen dioxide, which is necessary for the constant oxidation of trapped soot particles, which leads to an increase in the efficiency of reducing the amount of TP. The invention discloses a special coating material of a porous oxide and a method of manufacturing such.

Специальное покрытие из пористого оксида раскрывается изобретателями. Покрытие из пористого оксида содержит комбинацию каталитически неактивного материала и каталитически активного материала. Покрытие из пористого оксида необходимо наносить до или после того, как сформирована подложка.A special coating of porous oxide disclosed by the inventors. The porous oxide coating comprises a combination of a catalytically inactive material and a catalytically active material. The porous oxide coating must be applied before or after the substrate is formed.

Каталитически неактивный материал покрытия из пористого оксида включает в себя комбинацию целого ряда оксидов, нитратов и гидроксидов алюминия, кремния, титана, циркония, гафния, кальция, бария, стронция и редкоземельных оксидов металла. Каталитически неактивный материал имеет удельную площадь поверхности, варьирующуюся от 100 до 260 кв. м на г. Покрытие из пористого оксида состоит из частиц, имеющих распределение среднего диаметра частицы от 0,5 до 3,5 микрон.The catalytically inactive material of the porous oxide coating includes a combination of a number of oxides, nitrates and hydroxides of aluminum, silicon, titanium, zirconium, hafnium, calcium, barium, strontium and rare-earth metal oxides. The catalytically inactive material has a specific surface area varying from 100 to 260 square meters. m per g. The porous oxide coating consists of particles having an average particle diameter distribution from 0.5 to 3.5 microns.

Покрытие из пористого оксида обеспечивает существенное образование insitu диоксида азота в диапазоне от 20% до 50% по объему, что непрерывно обеспечивает эффективное окисление сажи, скопившейся внутри тела сотовой структуры во время работы двигателя. Подложка обеспечивает такое же или более низкое противодавление, чем перед нанесением покрытия из пористого оксида. Неожиданно было обнаружено, что покрытие из пористого оксида обеспечивает каталитическую эффективность при существенно меньших объемах, что приводит к снижению затрат и загрязнения.The porous oxide coating provides substantial insitu formation of nitrogen dioxide in the range from 20% to 50% by volume, which continuously ensures the effective oxidation of soot accumulated inside the body of the honeycomb structure during engine operation. The substrate provides the same or lower back pressure than before the coating of a porous oxide. Unexpectedly, it was found that the coating of porous oxide provides catalytic efficiency with significantly smaller volumes, which leads to lower costs and pollution.

Каталитически активный материал, используемый в покрытии из пористого оксида, содержит, но не ограничивается этим, комбинацию ряда солей платины, палладия, родия, рутения, осмия и иридия, предпочтительно платины, палладия и родия. Каталитически активный материал содержится в сотовом теле подложки, предпочтительно в пределах 0,5-30 г/куб. фут, более предпочтительно 1-10 г/куб. фут.The catalytically active material used in the porous oxide coating contains, but is not limited to, a combination of a number of platinum, palladium, rhodium, ruthenium, osmium and iridium salts, preferably platinum, palladium and rhodium. The catalytically active material is contained in the honeycomb body of the substrate, preferably in the range of 0.5-30 g / cu. foot, more preferably 1-10 g / cu. foot.

Покрытие из пористого оксида имеет толщину в пределах 0,5-10 микрометров, предпочтительно 1-5 микрометров. Элементы могут быть включены в сотовое тело с предварительно нанесенным покрытием из пористого оксида. Элементы могут быть включены в материал покрытия из пористого оксида напрямую перед нанесением покрытия.The porous oxide coating has a thickness in the range of 0.5-10 micrometers, preferably 1-5 micrometers. The elements may be incorporated into a pre-coated porous oxide honeycomb body. Elements may be incorporated into the porous oxide coating material directly prior to coating.

Покрытие из пористого оксида спроектировано так, чтобы иметь высокую степень адгезии и с ПМН, и металлической сеткой, а также с металлической фольгой и неорганическим материалом и комбинацией таковых. Покрытие из пористого оксида демонстрирует высокую тепловую и механическую устойчивость и устойчиво к загрязнению серой, присутствующей в выхлопном газе автомобиля, когда двигатель работает.The porous oxide coating is designed to have a high degree of adhesion with PMN and metal mesh, as well as with metal foil and inorganic material and a combination thereof. The porous oxide coating exhibits high thermal and mechanical stability and is resistant to the sulfur pollution present in the exhaust gas of the car when the engine is running.

Подложка изобретения предлагает равномерное течение потока и имеет взаимодействующую трехмерную сеть каналов, которая обеспечивает быстрое рассеивание тепловой энергии, выпускаемой во время регенерации таких устройств. Эффективность тепло- и массопередачи улучшена, что приводит к оптимальным внутренним диффузионным и осевым потокам.The substrate of the invention offers a uniform flow of the stream and has an interconnecting three-dimensional network of channels, which provides rapid dissipation of thermal energy produced during the regeneration of such devices. The efficiency of heat and mass transfer is improved, which leads to optimal internal diffusion and axial fluxes.

Подложка имеет взаимодействующие каналы, которые эффективно замедляют липкие и/или влажные и сухие аналогичные частицы из выхлопа двигателя на своих поверхностях, которые с течением времени улавливаются внутри ПМН и/или металлической сетки с разной формой отверстий, предпочтительно прямоугольной, и разным числом ячеек и/или внутри неорганического волоконного тканого матричного материала. Улавливание твердых частиц происходит преимущественно путем сталкивания уловленных частиц из выхлопа двигателя на промежуточной отражательной поверхности.The substrate has interacting channels that effectively slow down sticky and / or wet and dry similar particles from the engine exhaust on their surfaces, which over time are trapped inside the PMN and / or metal mesh with different shape of holes, preferably rectangular, and different numbers of cells and / or inside an inorganic fiber woven matrix material. The capture of solid particles occurs predominantly by pushing the captured particles from the engine exhaust on an intermediate reflective surface.

В другом варианте осуществления изобретения ПМН и металлическая сетка также по отдельности покрываются комбинацией каталитически неактивного материала и каталитически активного материала перед формированием из них подложки.In another embodiment of the invention, PMN and metal mesh are also individually coated with a combination of a catalytically inactive material and a catalytically active material before forming the substrate from them.

Разные отличительные особенности изобретения далее описываются на не ограничивающих примерах для лучшего понимания изобретения.The various features of the invention are further described in non-limiting examples for a better understanding of the invention.

На фиг. 1.1 схематически изображена комбинация ПМН и металлической сетки для PCCz данного изобретения. На фиг. 1.2 объясняется улучшенная массо- и теплопередача в канале с рифлением турбулентного типа. На фиг. 1.3-1.16 раскрываются разные варианты осуществления структуры подложки и комбинаций, включая прямую/рифленую/мирокрифленую/зазубренную металлическую фольгу/диагонально рифленую/турбулентную/пористую/плоскую/нерифленую/металлическую сетку /прямоугольную сетку/квадратную сеткуFIG. 1.1 schematically depicts a combination of PMN and metal mesh for PCCz of the present invention. FIG. 1.2 explains the improved mass and heat transfer in the channel with turbulent type corrugation. FIG. 1.3-1.16. Various embodiments of the substrate structure and combinations are disclosed, including straight / grooved / myricuffle / notched metal foil / diagonal grooved / turbulent / porous / flat / non-grooved / metal mesh / rectangular mesh / square mesh.

На фиг. 2 изображены примеры разных форм катализатора сгорания твердых частиц и катализатора сгорания твердых частиц с покрытием.FIG. 2 depicts examples of different forms of solid particulate catalyst and coated solid particulate catalyst.

Оценка противодавления:Backpressure Rating:

Из фиг. 3.1 видно, что подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и диагонально рифленой сетки с 330 cpsi, явно демонстрирует самую высокую ΔР (1448). Вторая по показателям - с плоским ПМН и диагонально рифленой 330 cpsi (1401/1).From FIG. 3.1 it can be seen that the substrate formed by the combination of a flat PMN and a diagonally grooved mesh with 330 cpsi clearly demonstrates the highest ΔP (1448). The second in terms of indicators - with flat PMN and diagonally grooved 330 cpsi (1401/1).

После этого следует подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и 330 диагонально рифленой сетки, имеющей меньший объем (1461).This is followed by a substrate formed by a combination of flat PMN and 330 diagonally grooved mesh having a smaller volume (1461).

Обе структуры предшествующего уровня техники (1394/3 и 1405) показывают более низкую ΔР с 33 рифлением сетки и с квадратными и прямоугольными ячейками.Both structures of the prior art (1394/3 and 1405) show a lower ΔP with 33 grid grooves and with square and rectangular cells.

Из фиг. 3.2 видно, что подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и диагонально рифленой сетки (1448) с 330 cpsi демонстрирует самую высокую ΔР, в то время как комбинация плоского ПМН и диагонально рифленой сетки (1461) с 400 cpsi демонстрирует самую низкую ΔР.From FIG. 3.2 shows that the substrate formed by the combination of flat PMN and diagonally grooved mesh (1448) with 330 cpsi shows the highest ΔР, while the combination of flat PMN and diagonally grooved mesh (1461) with 400 cpsi shows the lowest ΔР.

Другая комбинация структуры подложки предшествующего уровня техники (1405+1407) и комбинация плоского ПМН и диагонально рифленой с 330 cpsi (1401/1) находятся в промежутке.Another combination of the substrate structure of the prior art (1405 + 1407) and the combination of flat PMN and diagonal grooved with 330 cpsi (1401/1) are in between.

Из фиг. 3.3 видно, что подложка, образованная комбинацией диагонально рифленого ПМН с 330 cpsi и диагонально рифленой сетки с 330 cpsi дает максимальную ΔР (1436/1). Вторая подложка предыдущего уровня техники с диагонально рифленой сеткой (1394/3) с 330 cpsi дает такую же ΔР и с квадратными, и с прямоугольными ячейками (1405).From FIG. 3.3 it can be seen that the substrate formed by a combination of diagonally corrugated PMN with 330 cpsi and a diagonal corrugated grid with 330 cpsi gives the maximum ΔР (1436/1). The second substrate of the previous level of technology with a diagonal corrugated grid (1394/3) with 330 cpsi gives the same ΔР with both square and rectangular cells (1405).

Самую низкую ΔР демонстрирует подложка, образованная комбинацией рифленой сетки турбулентного типа с 200 cpsi и ПМН (1444) с желобками.The lowest ΔР is demonstrated by the substrate formed by the combination of a corrugated turbulent mesh with 200 cpsi and PMN (1444) with grooves.

Из фиг. 3.4 видно, что предшествующий уровень техники, содержащий рифленую сетку с 330 cpsi, очевидно дает самую высокую ΔР (1394/3). Также видно, что структура, образованная комбинацией диагонально рифленого ПМН со 100 cpsi и плоской сетки (1401/4), демонстрирует более высокую ΔР, чем структура, образованная комбинацией плоского ПМН и диагонально рифленой сетки (1401/3) со 100 cpsi.From FIG. 3.4 it can be seen that the prior art, containing a corrugated 330 cpsi mesh, obviously gives the highest ΔP (1394/3). It can also be seen that the structure formed by the combination of diagonally corrugated PMN with 100 cpsi and flat mesh (1401/4) shows a higher ΔP than the structure formed by the combination of flat PMN and diagonally corrugated mesh (1401/3) with 100 cpsi.

Из фиг. 3.5 видно, что подложка (1583/1) предшествующего уровня техники с сеткой с 400 cpsi дает самую высокую ΔР и 1582/1 с сеткой с 33р cpsi имеет самую высокую ΔР. Обе плоские подложки ПМН, 1584/1 и 1585/1, с 330 и 400 cpsi соответственно имеют промежуточные показатели.From FIG. 3.5 it is seen that the substrate (1583/1) of the prior art with a 400 cpsi grid gives the highest ΔР and 1582/1 with a grid with 33p cpsi has the highest ΔР. Both flat substrates PMN, 1584/1 and 1585/1, with 330 and 400 cpsi, respectively, have intermediate indicators.

Из фиг. 3.6 видно, что подложка (1581/1) предшествующего уровня техники с сеткой с 400 cpsi демонстрирует самую высокую ΔР. Подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и сеткой с прямым рифлением с 300 cpsi, дает самую низкую ΔР. Эффективность накопления сажи подложкой предшествующего уровня техники с сеткой (1580/1) с 330 cpsi имеет промежуточные показатели.From FIG. 3.6 it can be seen that the substrate (1581/1) of the prior art with a 400 cpsi grid shows the highest ΔP. The substrate formed by the combination of a flat PMN and a straight corrugated mesh with 300 cpsi gives the lowest ΔP. The effectiveness of the accumulation of carbon black substrate of the prior art with a grid (1580/1) with 330 cpsi has intermediate performance.

Из фиг. 3.7 видно, что подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и рифленой фольги (1590/1 и 1591/1) с прямым рифлением с 300 или 400 cpsi, демонстрирует самую низкую ΔР, а комбинация плоского ПМН и фольги (1592/1) с прямым рифлением с 500 cpsi, комбинация плоского ПМН и фольги (1597/1) с рифлением турбулентного типа с 350 cpsi демонстрирует самые высокие значения ΔР.From FIG. 3.7 shows that the substrate formed by the combination of flat PMN and corrugated foil (1590/1 and 1591/1) with direct corrugation with 300 or 400 cpsi, shows the lowest ΔР, and the combination of flat PMN and foil (1592/1) with direct corrugation with 500 cpsi, the combination of flat PMN and foil (1597/1) with turbulent corrugated type with 350 cpsi shows the highest ΔР values.

Из фиг. 3.8 видно, что подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и фольги (1588/1) с прямым рифлением со 100 cpsi, демонстрирует более низкую ΔР, а комбинация плоского ПМН и фольги (1596/1) с рифлением турбулентного типа с 200 cpsi демонстрирует самые высокие значения ΔР. ΔР, измеренная для комбинации плоского ПМН и фольги (1595/1) с рифлением турбулентного типа с 120 cpsi и комбинации плоского ПМН и фольги с прямым рифлением с 200 cpsi, приблизительно такая же и находится между крайними значениями.From FIG. 3.8 shows that the substrate formed by the combination of flat PMN and foil (1588/1) with direct corrugation with 100 cpsi shows a lower ΔР, and the combination of flat PMN and foil (1596/1) with corrugation of a turbulent type with 200 cpsi shows the highest ΔP values ΔP, measured for a combination of flat PMN and foil (1595/1) with a 120 cpsi turbulent type corrugation and a combination of flat PMN and a direct corrugated foil with 200 cpsi, is approximately the same between the extreme values.

На фиг. 3.9 описываются параметры ΔР двух отличающихся типов структур подложки, образованной (1) комбинацией плоского ПМН и рифленой фольги (1590/1_uc & 1590/1_с) с прямым рифлением с 300 cpsi, и (2) также подложки, образованной другой комбинацией плоского ПМН и фольги (1597/1_uc & 1597/1_с) с рифлением турбулентного типа с 350 cpsi.FIG. 3.9 describes the ΔP parameters of two different types of substrate structures formed by (1) a combination of flat PMN and corrugated foil (1590 / 1_uc & 1590 / 1_c) with straight corrugated 300 cpsi, and (2) also a substrate formed by another combination of flat PMN and foil (1597 / 1_uc & 1597 / 1_с) with turbulent type corrugation with 350 cpsi.

В данном графике комбинация плоского ПМН и рифления турбулентного типа демонстрирует более высокую ΔР. В обеих структурах покрытие не увеличивает ΔР.In this graph, the combination of flat PMN and turbulent type corrugations shows a higher ΔP. In both structures, the coating does not increase ΔP.

Из фиг. 3.10 видно, что подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и фольги (1588/1_uc & 1588/1_с) с прямым рифлением со 100 cpsi, демонстрирует гораздо более низкую ΔР, чем комбинация плоского ПМН с фольгой (1595/1_uc & 1595/1_с) рифлением турбулентного типа с 120 cpsi.From FIG. 3.10 shows that the substrate formed by the combination of flat PMN and foil (1588 / 1_uc & 1588 / 1_c) with direct corrugation with 100 cpsi, shows a much lower ΔР than the combination of flat PMN with foil (1595 / 1_uc & 1595 / 1_c) corrugation turbulent type with 120 cpsi.

В обеих структурах покрытие не увеличивает ΔР.In both structures, the coating does not increase ΔP.

Из фиг. 3.11 видно, что структуры подложки слоистого тороидального типа, образованные комбинацией плоского ПМН и диагонально рифленой сетки (1674/1) с 263 cpsi и другой комбинацией плоской неорганической волоконной тканой матрицы с диагонально рифленой сеткой с 263 cpsi, дают самое низкое значение ΔР.From FIG. 3.11 it is seen that the substrate structures of a layered toroidal type, formed by a combination of flat PMN and diagonal grooved mesh (1674/1) with 263 cpsi and another combination of flat inorganic fiber woven matrix with a diagonal grooved mesh with 263 cpsi, give the lowest ΔР value.

Двойная пересекающаяся слоистая тороидальная структура (1675) демонстрирует явно более высокую ΔР по сравнению с одинарной пересекающейся слоистой тороидальной структурой (1674/1).The double intersecting layered toroidal structure (1675) shows a clearly higher ΔP compared to the single intersecting layered toroidal structure (1674/1).

Структура (1687) подложки предшествующего уровня техники с диагональным рифлением с 292 cpsi и комбинация плоского ПМН с диагонально рифленой сеткой (1676) с 263 cpsi демонстрирует наиболее высокую ΔР.The structure (1687) of a prior art substrate with a diagonal grooved 292 cpsi and the combination of a flat PMN with a diagonal grooved mesh (1676) with 263 cpsi shows the highest ΔР.

Из фиг. 3.12 видно, что структуры подложки слоистого тороидального типа, образованные комбинацией плоского ПМН с диагонально рифленой сеткой (1669) с 263 cpsi, демонстрируют самую низкую ΔР.From FIG. 3.12 it is seen that the structures of the substrate of a layered toroidal type, formed by the combination of a flat PMN with a diagonal corrugated grid (1669) with 263 cpsi, demonstrate the lowest ΔР.

Другая комбинация плоского ПМН с диагональным рифлением, сеткой (1669) с 263 cpsi демонстрирует самую высокую ΔР, а подложка (1682) предшествующего уровня техники с диагонально рифленой сеткой с 263 cpsi находится между ними.Another combination of planar PMN with diagonal grooved, mesh (1669) with 263 cpsi demonstrates the highest ΔР, and the substrate (1682) of the prior art with diagonally grooved mesh with 263 cpsi is between them.

Из фиг. 3.13 видно, что структуры подложки слоистого тороидального типа, образованные комбинацией плоского ПМН с диагонально рифленой сеткой (1673) с 263 cpsi, демонстрируют самую низкую ΔР.From FIG. 3.13 it is seen that the structures of the substrate of a layered toroidal type, formed by the combination of a flat PMN with a diagonal corrugated grid (1673) with 263 cpsi, demonstrate the lowest ΔР.

Другая комбинация плоского ПМН с диагональным рифлением, подложками с рифленой сеткой (1659) с 263 cpsi и (1660) с 303 cpsi демонстрирует приблизительно аналогичную и самую высокую ΔР.Another combination of planar PMN with diagonal grooved, substrates with a corrugated mesh (1659) with 263 cpsi and (1660) with 303 cpsi shows approximately the same and the highest ΔР.

Исследования по оценке эффективности на динамометрическом стенде (массовый выброс):Research to assess the effectiveness of a dynamometer (mass emission):

Каталитическая активность в аспекте выброса массы загрязняющих веществ для различных комбинаций СРССZ оценивалась на динамометрическом стенде. Исследуемые образцы собирались в выхлопной узел в сборке тестового транспортного средства, которое потом приводилось в движение в испытательном цикле, имитирующем схему езды в типичном индийском городе. Во время этой операции преобладающие загрязнители, состоящие из окиси углерода, углеводорода, оксидов азота и твердых примесей, высвобождающиеся из двигателя, постоянно отслеживались и измерялись в граммах данных испускаемых загрязнителей на километр, пройденный тестовым транспортным средством.The catalytic activity in terms of mass emission of pollutants for various combinations of SRSS Z was evaluated on a chassis dynamometer. Investigated samples were collected in the exhaust assembly in the test vehicle assembly, which was then set in motion in a test cycle simulating a driving circuit in a typical Indian city. During this operation, the predominant pollutants consisting of carbon monoxide, hydrocarbon, nitrogen oxides and particulate matter released from the engine were continuously monitored and measured in grams of data emitted pollutants per kilometer passed by the test vehicle.

На фиг. 4 сравнивается выброс массы загрязняющих веществ для структуры подложки предшествующего уровня техники с подложкой (СРССZ), образованной различными комбинациями плоского ПМН и диагонально рифленой сетки на разных уровнях объема, а именно 1,817 л (предшествующий уровень техники) и 0,374 л (данное изобретение) соответственно.FIG. 4 compares the mass emission of pollutants for the structure of the substrate of the prior art with the substrate (SRSS Z ) formed by various combinations of flat PMN and diagonally corrugated mesh at different volume levels, namely 1.817 l (prior art) and 0.374 l (this invention), respectively .

Данные показывают, что несмотря на меньший объем (в 4,85 раз), чем подложка предшествующего уровня техники, подложка, образованная различными комбинациями плоского ПМН и диагонально рифленой сетки, демонстрирует более низкие выбросы массы загрязняющих веществ, особенно для твердых примесей.The data show that despite the smaller volume (4.85 times) than the substrate of the prior art, the substrate formed by various combinations of flat PMN and diagonally corrugated mesh shows lower mass emissions of pollutants, especially for solid impurities.

Исследования по оценке эффективности на испытательном стенде имитации газа:Evaluation studies on a gas simulation test bench:

Все исследования каталитической активности, описанные в примерах, проводились на испытательном стенде имитации газа. Типичный состав входного газа содержит (1) СО: 1000-1500 ПМН, пропан-пропилен: 500-800 м.д., O2: 12-14%, NO: 500-800 м.д., 6-10% СO2, 7-12% пара и баланса азота.All studies of the catalytic activity described in the examples were carried out on a gas simulator test bench. The typical composition of the inlet gas contains (1) CO: 1000-1500 PMN, propane-propylene: 500-800 ppm, O2: 12-14%, NO: 500-800 ppm, 6-10% CO2, 7-12% steam and nitrogen balance.

Регулируемый поток предварительно разогретой смеси этих газов подается в реактор, содержащий исследуемый образец. Объемные скорости управляются путем регулирования потока газовой смеси, поступающей в реактор. Исходящие газы из реактора анализируются мультигазовым анализатором существующего уровня техники.A controlled stream of preheated mixture of these gases is fed to the reactor containing the sample under study. Volumetric flow rates are controlled by controlling the flow of the gas mixture entering the reactor. The effluent gases from the reactor are analyzed by a multigas analyzer of the current level of technology.

Результат оценки - графики реакций окисления для окисления окиси углерода, окисления пропилена и образования двуокиси азота с изменением температуры.The result of the evaluation is the graphs of oxidation reactions for the oxidation of carbon monoxide, the oxidation of propylene and the formation of nitrogen dioxide with temperature.

PCCZ и CPCCZ, образованные специальными комбинациями рифленого или микрорифленого ПМН и/или рифленой или микрорифленой металлической сеткой с разной формой отверстий, предпочтительно прямоугольной, и разным числом ячеек и/или рифленой или микрорифленой зазубренной металлической фольгой и/или неорганическим волоконным тканым матричным материалом с разным содержанием драгоценных металлов, разными слоями покрытия из пористого оксида, оценивались при разных объемных скоростях.PCC Z and CPCC Z, formed by special combinations corrugated or mikroriflenogo PMN and / or corrugated or mikroriflenoy metal grid with a different form of holes, preferably rectangular, and different numbers of cells and / or corrugated or mikroriflenoy serrated metal foil and / or inorganic fiber woven matrix material with different contents of precious metals, different layers of porous oxide coating, were evaluated at different volumetric speeds.

PCCZ формировался путем комбинации плоского ПМН с диагонально рифленой металлической сеткой с прямоугольными ячейками. Сформированный таким образом РССZ преобразовывался в СРССZ путем покрытия первого комбинацией каталитически неактивного материала таким образом, чтобы получить толщину покрытия в 2 микрометра. Четыре образца этого упомянутого СРССZ затем каждый покрывались МПГ в 1 г/фт3, 5 г/фт3, 10 г/фт3 и 20 г/фт3.PCC Z was formed by combining planar PMN with diagonally corrugated metal mesh with rectangular cells. The thus formed was converted to PCC Z Z SRSS by coating a first combination of a catalytically inactive material so as to obtain a coating thickness of 2 micrometer. Four samples of this mentioned SRSS Z were then each coated with PGM at 1 g / ft 3 , 5 g / ft 3 , 10 g / ft 3 and 20 g / ft 3 .

Вышеупомянутая подложка была высушена, кальцинирована и оценена на предмет каталитической активности. На фиг. 9 сравнивается каталитическая активность, в частности, кривые температуры пуска СРССZ при объемных скоростях 30000/h.The above substrate was dried, calcined, and evaluated for catalytic activity. FIG. 9 compares the catalytic activity, in particular, the starting temperature curves of SRSS Z at volumetric speeds of 30,000 / h.

Угол рифления в 34° был выбран для всех комбинаций диагонально рифленых образцов.A 34 ° corrugation angle was selected for all combinations of diagonally corrugated samples.

Из фиг. 9а видно, что при объемной скорости в 30.000 h-1 SV, СРССZ с МПГ в 5 г/фт3 демонстрирует самые лучшие кривые пуска для СО и НС для VF-структуры с одним слоем (VF0, VF1,VF5, VF10, VF20, VF5) также демонстрирует самое большое образование NO2 среди всех проанализированных серий.From FIG. 9a shows that with a space velocity of 30,000 h-1 SV, SRC Z with a PGM of 5 g / ft 3, it demonstrates the best CO and HC start-up curves for a single-layer VF structure (VF0, VF1, VF5, VF10, VF20 , VF5) also shows the largest NO2 production among all analyzed series.

Из фиг. 9b видно, что при объемной скорости в 60.000 h-1 SV, СРССZ с МПГ в 20 г/фт3 демонстрирует самые лучшие кривые пуска для VF-структуры с двумя слоями (VF0, VF1, VF5, VF10, VF20, VF5), в частности в случае образования NO2 в 38% при температуре 350°С.From FIG. 9b shows that with a space velocity of 60.000 h-1 SV, SRSS Z with a PGM of 20 g / ft 3 demonstrates the best starting curves for a VF structure with two layers (VF0, VF1, VF5, VF10, VF20, VF5), in particular, in the case of the formation of NO2 at 38% at a temperature of 350 ° C.

VF20 на двухслойном покрытии из пористого оксида дает наибольшую эффективность и при 30.000 h-1 SV, так как полное покрытие из пористого оксида доступно для каталитической реакции.VF20 on a porous oxide bilayer coating gives the greatest efficiency even at 30,000 h-1 SV, since the complete coating of porous oxide is available for the catalytic reaction.

VF5 на одном слое и VF20 на двух слоях имеют лучшее insitu образование NO2.VF5 on one layer and VF20 on two layers have the best insitu NO2 formation.

С точки зрения затрат наилучшим решением является VF5 на одном слое.In terms of cost, the best solution is VF5 on one layer.

Пустые (без покрытия и без МПГ) образцы РСС2 демонстрируют только очень малую конверсию.Empty (uncoated and without PGM) PCC2 samples show only very low conversion.

Из фиг. 10 - видно, что СРССZ, имеющий МПГ в 5 г/фт3 в однослойной VF-структуре (VF1), демонстрирует лучшие параметры пуска, чем тот, что имеет МПГ в 20 г/фт3 предшествующего уровня техники в VX-структуре сотового типа (VX20).From FIG. 10 - it can be seen that SRSS Z , which has a PGM of 5 g / ft 3 in a single-layer VF structure (VF1), demonstrates better start-up parameters than the one that has a PGM of 20 g / ft 3 of the prior art in the VX structure of cellular type (VX20).

Это подразумевает уменьшение затрат на МПГ на 95%.This implies a 95% reduction in IPY costs.

VF1 дает также более высокую эффективность образования in-situ NO2.VF1 also gives a higher in-situ NO2 production efficiency.

Из фиг. 11а и 11b видно, что при объемной скорости в 30,000 /h, CPCCZ, имеющий МПГ в 5 г/фт3, демонстрирует самые лучшие параметры пуска (VF5, 30K).From FIG. 11a and 11b, it can be seen that with a space velocity of 30,000 / h, the CPCC Z , which has a PGM of 5 g / ft 3 , shows the best starting parameters (VF5, 30K).

Однако при объемной скорости в 60.000/h СРССZ, имеющий содержание МПГ в 1 г/фт3, находится приблизительно на том же уровне с этой однослойной VF-структурой (VF5, 60K).However, with a space velocity of 60.000 / h, SRSS Z , with a PGM content of 1 g / ft 3 , is approximately at the same level as this single-layer VF structure (VF5, 60K).

С точки зрения затрат, VF5 - это решение, на 80% более дешевое при затратах на МПГ.In terms of cost, VF5 is a solution that is 80% cheaper with PGM costs.

Из фиг. 12а видно, что СРССZ, имеющий содержание МПГ в 1 г/фт3, дает самые лучшие параметры пуска для однослойной VF-структуры.From FIG. 12a, it is clear that SRSS Z , which has an PGM content of 1 g / ft 3 , gives the best starting parameters for a single-layer VF structure.

Было также отмечено, что СРССZ, имеющий содержание МПГ в 20 г/фт3, демонстрирует очень плохие параметры пуска для однослойной VF-структуры, что можно объяснить тем фактом, что плотность МПГ слишком высока для этой однослойной VF-структуры.It was also noted that SRSS Z , which has a PGM content of 20 g / ft 3 , shows very poor starting parameters for a single-layer VF structure, which can be explained by the fact that the density of PGMs is too high for this single-layer VF structure.

Из фиг. 12b видно, что при объемной скорости в 60,000 /h VF10 (СРССZ, имеющий содержание МПГ в 10 г/фт3) на двухслойной VF-структуре дает наиболее высокую эффективность, потому что плотность МПГ лучше, чем той, содержание МПГ которой составляет 20 г/фт3, когда весь полный слой покрытия из пористого оксида не используется для каталитической активности.From FIG. 12b shows that with a space velocity of 60,000 / h VF10 (SRSS Z , having a PGM content of 10 g / ft 3 ) on a two-layer VF structure gives the highest efficiency, because the density of the PGM is better than that of which the PGM content is 20 g / ft 3 when the entire full layer of porous oxide coating is not used for catalytic activity.

С точки зрения затрат, наилучшим решением является VF1 в один слой.In terms of cost, the best solution is VF1 in a single layer.

На фиг. 13 изображены кривые пуска для образцов Р-1661-Р1666 как следующие пустые структуры/структуры без покрытия (РССZ): Рифленый ПМН турбулентного типа с UF как плоский (Р-1661) и с МФ как микрорифленый (Р-1662); рифленый ПМН с прямым рифлением с UF как плоский (Р-1663) и с МФ как микрорифленый (Р-1664); диагонально рифленый ПМН с UF как плоский (Р-1665) и с МФ как микрорифленый (Р-1666).FIG. 13 shows the start-up curves for samples P-1661-P1666 as the following empty structures / structures without coating (PCC Z ): Corrugated PMN of turbulent type with UF as flat (P-1661) and with MF as microlended (P-1662); corrugated PMN with straight corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as micro-fused (P-1664); diagonally corrugated PMN with UF as flat (P-1665) and with MF as microtissue (P-1666).

Из фиг. 13 явно видно, что без покрытия или без содержания МПГ структуры с комбинацией разных рифленых ПМН и плоской (нерифленой) или микрорифленой фольги не дают никаких заметных преобразований.From FIG. 13 clearly shows that without a coating or without a PGM structure with a combination of different corrugated PMN and flat (non-grooved) or micro-foil foil, there are no noticeable transformations.

На фиг. 14а изображены кривые пуска для образцов Р-1661-Р1666 как следующие структуры с покрытием (СРССZ). Рифленый ПМН турбулентного типа с UF как плоский (Р-1661) и с МФ как микрорифленый (Р-1662); рифленый ПМН с прямым рифлением с UF как плоский (Р-1663) и с МФ как микрорифленый (Р-1664); диагонально рифленый ПМН с UF как плоский (Р-1665) и с МФ как микрорифленый (Р-1666).FIG. 14a depicts the launch curves for samples P-1661-P1666 as the following coated structures (SRSS Z ). Corrugated PMN of turbulent type with UF as flat (Р-1661) and with MF as microfilament (P-1662); corrugated PMN with straight corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as micro-fused (P-1664); diagonally corrugated PMN with UF as flat (P-1665) and with MF as microtissue (P-1666).

Во всех трех типах рифления видно, что эффективность катализатора наивысшая для микрорифленой фольги по сравнению с плоскими нерифлеными структурами фольги при оценке с объемной скоростью в 30.000 h-1 и с содержанием МПГ в 1 г/фт3. Кривые пуска показывают преимущества микрорифления, особенно при температурах, превышающих 300°C, где явления массо- и теплопередачи начинают управлять каталитическими реакциями. При использовании микрорифленой подложки слоистый тип потока у каталитической поверхности (граничный слой) может нарушиться, таким образом улучшая массопередачу между выхлопным газом и стенкой, что приводит к повышению каталитической эффективности.In all three types of corrugation, it can be seen that the efficiency of the catalyst is the highest for microfusion foil compared to flat non-grooved foil structures when evaluated with a bulk velocity of 30,000 h-1 and with an PGM content of 1 g / ft 3 . Start-up curves show the advantages of microfusion, especially at temperatures in excess of 300 ° C, where mass and heat transfer phenomena begin to control catalytic reactions. When using a microfilament substrate, the layered type of flow at the catalytic surface (boundary layer) can be disturbed, thus improving the mass transfer between the exhaust gas and the wall, which leads to an increase in catalytic efficiency.

На фиг. 14b показаны кривые пуска для образцов только для ПМН с прямым рифлением с UF как плоского (Р-1663) и с МФ как микрорифленого (Р-1664). Очевидно, что эффективность катализатора выше для структуры микрорифленой фольги по сравнению с плоскими нерифлеными структурами фольги при оценке с объемной скоростью в 30.000 h-1 SV и с содержанием МПГ в 1 г/фт3. Результаты показывают, как микрорифление помогает, особенно при температурах свыше 300°C, где явления массо- и теплопередачи начинают управлять каталитическими реакциями.FIG. 14b shows the start-up curves for specimens only for PMN with straight corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as microfilament (P-1664). It is obvious that the efficiency of the catalyst is higher for the structure of the microfilament foil as compared with the flat non-grooved foil structures when evaluated with a bulk velocity of 30,000 h-1 SV and with an PGM content of 1 g / ft 3 . The results show how microfusion helps, especially at temperatures above 300 ° C, where mass and heat transfer phenomena begin to govern catalytic reactions.

На фиг. 15а показаны кривые пуска для образцов для ПМН с прямым рифлением с UF как плоского (Р-1663) и с МФ как микрорифленого (Р-1664). Очевидно, что эффективность катализатора наивысшая для структуры микрорифленой фольги по сравнению с плоскими нерифлеными структурами фольги при оценке с 30.000 h-1 SV и с содержанием МПГ в 5 г/фт3.FIG. 15a shows the start-up curves for samples for PMN with direct corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as microfilament (P-1664). It is obvious that the efficiency of the catalyst is the highest for the structure of the microfusion foil as compared to the flat non-ribbed foil structures when evaluated with 30.000 h-1 SV and with an PGM content of 5 g / ft 3 .

На фиг. 15а показаны кривые пуска для образцов СРССZ с ПМН с прямым рифлением с UF как плоский (Р-1663) и с МФ как микрорифленый (Р-1664).Диагонально рифленый ПМН с UF как плоский (Р-1665) и с МФ как микрорифленый (Р-1666). Выявлено, что эффективность катализатора выше для структур микрорифленой фольги по сравнению с плоскими нерифлеными структурами фольги при оценке с 30.000 h-1 SV и с содержанием МПГ в 1 г/фт3.FIG. 15a shows the start-up curves for SRSS Z samples with PMN with straight corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as microfilament (P-1664). Diagonally corrugated PMN with UF as flat (P-1665) and with MF as microfilament (P-1666). It has been found that the catalyst efficiency is higher for micro-foil structures compared to flat non-grooved foil structures when evaluated with 30,000 h-1 SV and with an PGM content of 1 g / ft 3 .

На фиг. 16а показаны кривые пуска для образцов СРССZ с диагональным рифленым ПМН с UF как плоских (Р-1665) и с МФ как микрорифленых Р-1666, при оценке с 30.000 h-1 SV, а с 60.000 h-1 SV показаны на фиг. 16b. Результаты показывают, что когда объемная скорость увеличивается с 30.000h-1 до 60.000 h-1, пуск смещается в сторону режима более высокой температуры, но при обеих объемных скоростях структуры микрорифленой фольги демонстрируют более высокую каталитическую эффективность по сравнению со структурами плоской нерифленой фольги с содержанием МПГ в 10 г/фт3.FIG. 16a shows start-up curves for SRSS Z samples with diagonal rippled PMN with UF as flat (P-1665) and with MF as micro-threaded P-1666, assessed from 30.000 h-1 SV, and from 60.000 h-1 SV are shown in FIG. 16b. The results show that when the space velocity increases from 30.000h-1 to 60.000 h-1, the launch shifts towards a higher temperature mode, but at both volumetric speeds the structure of the microfused foil exhibit higher catalytic efficiency compared to the structures of the flat non-drifted foil containing PGM at 10 g / ft 3 .

Также было очевидно, что образование NO2 находится на хорошем уровне при объемной скорости 30,000 для (Р-1666) с МФ и с содержанием МПГ в 10 г/фт3. Этот тип образованияNO2insitu обеспечивает хорошую основу для достижения эффективной регенерации сажи для выхлопа твердых примесей дизельного двигателя, начинающейся при температурах в 230°C.It was also obvious that the formation of NO2 is at a good level with a space velocity of 30,000 for (P-1666) with MF and with a PGM content of 10 g / ft 3 . This type of educationNO2insitu provides a good basis for achieving effective soot regeneration for exhausting diesel particulate matter, starting at temperatures of 230 ° C.

На фиг. 17а показаны кривые пуска для образцов СРССZ с ПМН с прямым рифлением с UF как плоский (Р-1663) и с МФ как микрорифленый (Р-1664).FIG. Figure 17a shows the start-up curves for SRSS Z samples with PMN with direct corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as microtreamine (P-1664).

Из испытания этого СРССZ с прямым рифлением видно, что эффективность катализатора СО и НС немного выше, и NO2 очевидно лучше для структуры плоской нерифленой фольги UF по сравнению со структурой микрорифленой фольги МФ при объемной скорости 60,000 h-1 SV и содержанием МПГ в 10 г/фт3.From testing this SRSS Z with straight corrugation, it is clear that the efficiency of the CO and NA catalyst is slightly higher, and NO2 is obviously better for the structure of a flat non-groomed UF foil compared to the structure of a micro-foil MF foil with a space velocity of 60,000 h-1 SV and an MPG content of 10 g / ft 3 .

На фиг. 17b показаны кривые пуска для образцов СРССZ с рифленым ПМН турбулентного типа с UF как плоский (Р-1661) и с МФ как микрорифленый (Р-1662); диагонально рифленым ПМН с UF как плоский (Р-1665) и с МФ как микрорифленый (Р-1666).FIG. 17b shows start-up curves for SRSS Z samples with corrugated PMN of turbulent type with UF as flat (P-1661) and with MF as microfilament (P-1662); diagonally corrugated PMN with UF as flat (P-1665) and with MF as microtissue (P-1666).

Результаты показывают, что структуры микрорифленой фольги МФ показывают более высокую эффективность по сравнению со структурами плоской нерифленой фольги UF и в ПМН с рифлением турбулентного типа, и в ПМН с диагональным рифлением с содержанием МПГ в 10 г/фт3 и при объемной скорости 60.000 h-1. Также видно, что диагонально рифленый ПМН с МФ дает наивысшую эффективность во всех изучаемых аспектах (СО, НС и NO2).The results show that the MF microfilament foil structures show higher efficiency compared to UF flat non-foil structures in PMN with turbulent corrugation and in PMN diagonal corrugated with PGM content of 10 g / ft 3 and at a volume velocity of 60.000 h- one. It can also be seen that diagonally corrugated PMN with MF gives the highest efficiency in all studied aspects (CO, HC and NO2).

На фиг. 18а изображены кривые пуска для образцов СРССZ с VX-структурой и VL-структурой предшествующего уровня техники с содержанием МПГ в 1, 5 и 10 г/фт3 с однослойным покрытием.FIG. 18a shows the curves for the samples starting with Z SRSS VX-VL-structure and the structure of the prior art with the PGM content of 1, 5 and 10 g / ft 3 with a single layer coating.

На фиг. 18а изображены кривые пуска для образцов СРССZ VX1 и VL10. Как можно увидеть, каталитическая эффективность первого намного хуже по сравнению с эффективностью для VL10, которая является наилучшей. Оба образца имеют покрытие в один слой.FIG. 18a shows the start curves for CPC Z VX1 and VL10 samples. As you can see, the catalytic efficiency of the first one is much worse than the efficiency for the VL10, which is the best. Both samples are coated in one layer.

В обоих случаях - VX и VL - эффективность повышается по мере того как увеличивается содержание МПГ. VL10 и VL5 являются лучшими в этой группе сравнения.In both cases - VX and VL - the efficiency increases as the PGM content increases. VL10 and VL5 are the best in this comparison group.

На фиг. 19 показаны кривые пуска для образцов СРССZ с фольгой CF с прямым рифлением с плоским ПМН (Р-1700); фольгой с рифлением турбулентного типа CF с плоским ПМН (Р-1701); диагонально рифленой фольгой CF с плоским ПМН (Р-1702).FIG. 19 shows the start-up curves for CPC Z specimens with a straight ribbed CF flat-foil CF (P-1700) foil; turbulent type CF corrugated foil with flat PMN (P-1701); diagonally corrugated CF flat foil PMN (Р-1702).

Очевидно из всех трех случаев рифления, что эффективность катализатора выше при объемной скорости 30.000 h-1 SV, чем при скорости 60.000 h-1 с содержанием МПГ в 1 г/фт3.It is obvious from all three cases of corrugation that the efficiency of the catalyst is higher at a space velocity of 30,000 h-1 SV than at a speed of 60,000 h-1 with a PGM content of 1 g / ft 3 .

Из разных исследованных рифлений, рифление турбулентного типа демонстрирует наивысшую каталитическую эффективность, при этом прямые рифления - вторые по эффективности, после чего следует диагональное рифление, которое сравнительно хуже в данной группе сравнения.Of the various grooves studied, the turbulent corrugation shows the highest catalytic efficiency, with the direct corrugations being second in efficiency, followed by diagonal corrugations, which are relatively worse in this comparison group.

Образование NO2, %, достаточно низкое во всех случаях, потому что более высокие содержания МПГ необходимы, чтобы обеспечить более высокую эффективность в этом отношении. Турбулентное рифление Р-1701 дает образование NO2, %.The formation of NO2,%, is quite low in all cases, because higher PGM contents are necessary to ensure higher efficiency in this regard. Turbulent ribbing P-1701 produces NO2,%.

На фиг. 20 показаны кривые пуска для образцов СРССZ с фольгой CF с прямым рифлением с плоским ПМН (Р-1700); фольгой с рифлением турбулентного типа CF с плоским ПМН (Р-1701); диагонально рифленой фольгой CF с плоским ПМН (Р-1702).FIG. 20 shows the start-up curves for CPCC Z samples with a straight ribbed CF flat-foil (R-1700) foil; turbulent type CF corrugated foil with flat PMN (P-1701); diagonally corrugated CF flat foil PMN (Р-1702).

Из всех трех случаев рифления видно, что эффективность катализатора выше при объемной скорости 30,000 h-1 SV, чем при 60.000 h-1 с содержанием МПГ в 5 г/фт3.From all three cases of corrugation, it can be seen that the efficiency of the catalyst is higher with a space velocity of 30,000 h-1 SV than at 60,000 h-1 with a PGM content of 5 g / ft 3 .

Из всех трех разных оцененных рифлений, рифление турбулентного типа дает наивысшую эффективность, прямые рифления - вторые по эффективности, а диагональное рифление наихудшее в этом сравнении при 30.000 h-1 SV. Однако при 60.000 h-1 SV прямая структура - наилучшая.Of all three different estimated corrugations, turbulent corrugation gives the highest efficiency, straight corrugations the second in efficiency, and diagonal corrugation is the worst in this comparison at 30,000 h-1 SV. However, with 60.000 h-1 SV, the direct structure is the best.

Образование NO2, %, по-прежнему достаточно низкое во всех случаях, потому что более высокие содержания МПГ необходимы, чтобы обеспечить более высокую эффективность в этом отношении. Турбулентное рифление Р-1701 дает образование NO2, %.The formation of NO2,%, is still quite low in all cases, because higher PGM contents are necessary to ensure higher efficiency in this regard. Turbulent ribbing P-1701 produces NO2,%.

На фиг. 21 показаны кривые пуска для образцов СРССZ с фольгой CF с прямым рифлением с плоским ПМН (Р-1700); фольгой с рифлением турбулентного типа CF с плоским ПМН (Р-1701); диагонально рифленой фольгой CF с плоским ПМН (Р-1702).FIG. 21 shows the start-up curves for SRSS Z samples with a straight corrugated CF flat-foil CF (R-1700); turbulent type CF corrugated foil with flat PMN (P-1701); diagonally corrugated CF flat foil PMN (Р-1702).

Из всех трех случаев рифления видно, что эффективность катализатора выше при объемной скорости 30,000 h-1 SV, чем при скорости 60.000 h-1 с содержанием МПГ в 10 г/фт3.From all three cases of corrugation, it can be seen that the efficiency of the catalyst is higher at a space velocity of 30,000 h-1 SV than at a speed of 60,000 h-1 with a PGM content of 10 g / ft 3 .

Из всех трех разных оцененных рифлений, прямое рифление дает наивысшую эффективность, рифления турбулентного типа - вторые по эффективности, а диагональное рифление наихудшее в этом сравнении при 30.000 h-1 SV. Однако при объемной скорости 60.000 h-1 структура турбулентного типа Р-1701 демонстрирует наивысшую эффективность.Out of all three different estimated corrugations, direct corrugation gives the highest efficiency, turbulent type corrugations are second in efficiency, and diagonal corrugation is the worst in this comparison at 30,000 h-1 SV. However, with a volume velocity of 60,000 h-1, the structure of the turbulent type P-1701 demonstrates the highest efficiency.

Образование NO2 в 28% - максимальное, и прямое рифление является наилучшим при содержании МПГ в 10 г/фт3. Для прямого рифления Р-1700 образование NO2 улучшается, когда содержание МПГ повышается от 1 до 5 и 10 г/фт3, но рифление турбулентного типа Р-1701 дает наилучшее образование NO2, %, с содержанием МПГ 5 г/фт3 и находится на том же уровне, что и прямое рифление Р-1700 с содержанием 10 г/фт3.The formation of NO2 at 28% is maximum, and direct corrugation is best with a PGM content of 10 g / ft 3 . For direct ribbing of the P-1700, NO2 formation improves when the PGM content rises from 1 to 5 and 10 g / ft 3 , but the turbulent type P-1701 corrugation gives the best NO2 production,%, with an PGM content of 5 g / ft 3 and is at the same level as the straight ribbing of the P-1700 with a content of 10 g / ft 3 .

На фиг. 22а и 22b показаны кривые пуска для образцов СРССZ с ПМН с прямым рифлением с UF как плоский (Р-1663) и с МФ как микрорифленый (Р-1664); диагонально рифленым ПМН с UF как плоский (Р-1665) и с МФ как микрорифленый (Р-1666) при объемных скоростях 30,000 h-1 и 60,000 h-1 соответственно.FIG. 22a and 22b are shown starting curves for SRSS Z samples with PMN with straight corrugation with UF as flat (P-1663) and with MF as micro-gleam (P-1664); diagonally grooved PMN with UF as flat (P-1665) and with MF as micro-fused (P-1666) at bulk speeds of 30,000 h-1 and 60,000 h-1, respectively.

Из всех типов рифления видно, что эффективность катализатора выше для структуры микрорифленой фольги по сравнению с плоскими нерифлеными структурами фольги при обеих SV и содержании МПГ в 1 г/фт3.From all types of corrugations, it is clear that the catalyst efficiency is higher for the structure of the microtreated foil compared to flat non-grooved foil structures with both SV and a PGM content of 1 g / ft 3 .

Кривые пуска показывают преимущества микрорифления, особенно при температурах, превышающих 300°C, где явления массо- и теплопередачи обычно начинают управлять каталитическими реакциями.Start-up curves show the advantages of microfusion, especially at temperatures in excess of 300 ° C, where mass and heat transfer phenomena usually begin to control catalytic reactions.

В случае с диагонально рифленым ПМН с МФ (Р-1666) действие повышения эффективности очевидно при объемной скорости 60.000 h-1, чем по сравнению с 30.000 h-1. При использовании микрорифленой подложки слоистый тип потока у каталитической поверхности (граничный слой) может нарушиться, таким образом улучшая массопередачу между выхлопным газом и стенкой, что приводит к повышению каталитической эффективности.In the case of diagonally corrugated PMN with MF (P-1666), the effect of increasing efficiency is evident with a space velocity of 60,000 h-1, compared with 30,000 h-1. When using a microfilament substrate, the layered type of flow at the catalytic surface (boundary layer) can be disturbed, thus improving the mass transfer between the exhaust gas and the wall, which leads to an increase in catalytic efficiency.

Исследования содержания сажиCarbon black studies

Исследования содержания сажи проводились на нескольких отобранных образцах, как описывается на фиг. 23.1 и 23.2. Упомянутые образцы вставлялись в выхлопной узел в сборке тестового транспортного средства, которое потом приводилось в движение в испытательном цикле протяженностью 200 км, имитирующем схему езды в типичном индийском городе. Во время операции сажа, высвобождающаяся из двигателя, попадает в структуру образца и накапливается в нем. Этот процесс называется накоплением сажи.Carbon black studies were carried out on several selected samples, as described in FIG. 23.1 and 23.2. These samples were inserted into the exhaust assembly in the test vehicle assembly, which was then set in motion in a 200 km test cycle simulating a driving circuit in a typical Indian city. During the operation, the soot released from the engine enters the sample structure and accumulates in it. This process is called soot accumulation.

На фиг. 23.1 показано, что для катализаторов, помещенных в положение с глухим соединением, плоский ПМН и диагонально рифленая сетка демонстрируют самую высокую эффективность накопления сажи до 150 км. После этого подложка 1394/2 предшествующего уровня техники накапливает больше всего.FIG. 23.1 it is shown that for catalysts placed in a position with a deaf compound, a flat PMN and diagonally corrugated grid demonstrate the highest efficiency of soot accumulation up to 150 km. After that, the substrate 1394/2 of the prior art accumulates the most.

Подпольный (пп) катализатор с подложкой 1395/2 предшествующего уровня техники демонстрирует самые низкие содержания сажи.Underground prior art (1395/2) underfloor (PP) catalyst exhibits the lowest carbon black content.

На фиг. 23.2 показано, что плоский ПМН и сетка (1586/1) с прямым рифлением демонстрируют самую высокую эффективность накопления сажи, следующая после этого - подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и фольги с рифлением турбулентного типа (1597/1). Следующее по эффективности накопление сажи демонстрирует подложка, образованная комбинацией плоского ПМН и фольги с прямым рифлением с 400 cpsi (1591/1).FIG. 23.2 it is shown that a flat PMN and a grid (1586/1) with direct corrugation demonstrate the highest efficiency of soot accumulation, the next after this is a substrate formed by a combination of flat PMN and a turbulent type foil (1597/1). The next most effective soot accumulation is the substrate formed by the combination of flat PMN and direct corrugated foil with 400 cpsi (1591/1).

Самая низкая эффективность накопления сажи демонстрируется подложкой, образованной комбинацией плоского ПМН и фольги с прямым рифлением с 200 cpsi.The lowest soot accumulation efficiency is demonstrated by the substrate formed by the combination of flat PMN and direct corrugated foil with 200 cpsi.

Результаты проведенных экспериментов на некоторых образцах представлены в таблицах ниже.The results of the experiments on some samples are presented in the tables below.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

На фиг. 17 показана структурная информация по подложкам предшествующего уровня техники и структур данного изобретения. Очевидно, что для подложек, изготовленных из структур слоистого тороидального типа, каталитический объем составляет только (0,323+0,103)=0,426 дм3 по сравнению со диагонально рифленой структурой предшествующего уровня техники (0,323+0,763)=1,086 дм3, которая составляет только 39,2%.FIG. 17 shows structural information on substrates of the prior art and structures of the present invention. Obviously, for substrates made of structures of a layered toroidal type, the catalytic volume is only (0.323 + 0.103) = 0.426 dm 3 compared to the diagonally grooved structure of the prior art (0.323 + 0.763) = 1.086 dm 3 , which is only 39, 2%.

Figure 00000019
Figure 00000019

Испытания по массовым выбросам проводились на индийском испытательном трехколесном транспортном средстве в испытательных циклах BSIII и BSIV с системой EGR или без нее. Массовые выбросы упомянутого транспортного средства измерялись в горячем состоянии на испытательном цикле BSIII и в холодном состоянии на испытательном цикле BSIV. Из фиг. 18 видно, что настоящее изобретение со слоистым тороидальным типом ПМН или с неорганической волоконной тканой матрицей дают конкурентоспособные выбросы массы загрязняющих веществ, особенно в случае с твердыми примесями, только с 39,2% катализированного объема по сравнению со структурой предшествующего уровня техники, когда испытания проводились с одинаковым предшествующим КОД.Mass emission tests were carried out on an Indian three-wheeler test vehicle in BSIII and BSIV test cycles with or without an EGR system. The mass emissions of the vehicle mentioned were measured hot on the BSIII test cycle and cold on the BSIV test cycle. From FIG. 18 that the present invention with a layered toroidal PMN type or an inorganic fiber woven matrix provides competitive mass emissions of pollutants, especially in the case of solid impurities, with only 39.2% of the catalyzed volume compared to the prior art structure when the tests were carried out with the same preceding CODE.

Возможны различные варианты осуществления изобретения, отличные от описанных выше, и легко понятные специалисту в данной области техники. Изобретение охватывает все таковые варианты осуществления в объемах данного изобретения. Хотя данное изобретение описано в отношении определенных предпочтительных вариантов осуществления изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что различные изменения и модификации могут вноситься без отступления от объема изобретения, определенного в формуле изобретения.Various embodiments of the invention are possible, other than those described above, and easily understood by a person skilled in the art. The invention covers all such embodiments in the scope of this invention. Although this invention has been described in relation to certain preferred embodiments of the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

Claims (36)

1. Устройство для каталитической обработки выхлопных газов, содержащее подложку, образованную соединением множества отдельных элементов, отличающееся тем, что упомянутый отдельный элемент содержит множество ячеек, упомянутая подложка является комбинацией трёхмерной (3D) структуры и содержит один или более:1. Device for catalytic treatment of exhaust gases, containing a substrate formed by combining many individual elements, characterized in that said individual element contains many cells, said substrate is a combination of three-dimensional (3D) structure and contains one or more: a) пористого металлического наполнителя (ПМН);a) porous metal filler (PMN); b) микрорифленую металлическую сетку;b) microfilament metal mesh; c) микрорифленую зазубренную фольгу;c) microfused jagged foil; d) неорганический волоконный тканый матричный материал,d) inorganic fiber woven matrix material, при этом упомянутые ячейки имеют плотность ячейки в диапазоне от 20 до 1300 ячеек на квадратный дюйм (cpsi), предпочтительно от 50 до 600 cpsi и упомянутые элементы упомянутой подложки комбинируются специальным образом, чтобы образовать разные геометрии, такие как круглая, овальная, квадратная, прямоугольная, тороидальная, бананообразная, слоистая тороидальная и т. п., каждая с обходным каналом или без него и для разных размеров.said cells have a density of cells in the range from 20 to 1300 cells per square inch (cpsi), preferably from 50 to 600 cpsi, and the above-mentioned elements of the said substrate are combined in a special way to form different geometries, such as round, oval, square, rectangular , toroidal, banana-shaped, layered toroidal, etc., each with or without a bypass channel and for different sizes. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый отдельный элемент упомянутой подложки образует сотовое тело.2. The device according to claim 1, characterized in that said separate element of said substrate forms a honeycomb body. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что множество ячеек располагается параллельно, или последовательно, или параллельно в последовательности по отношению к друг другу.3. The device according to claim 1, characterized in that the plurality of cells is arranged in parallel, or sequentially, or in parallel in sequence with respect to each other. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутые элементы упомянутой подложки могут или иметь сплошное прилегание, или быть частично открытыми в радиальном и/или осевом направлении, чтобы создать разнообразие схем потока.4. The device according to claim 1, characterized in that said elements of said substrate may either have a continuous fit or be partially open in the radial and / or axial direction in order to create a variety of flow patterns. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый ПМН является флисом.5. The device according to claim 1, characterized in that said PMN is fleece. 6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что упомянутые формы отверстий являются квадратными или прямоугольными, предпочтительно прямоугольными.6. The device according to p. 4, characterized in that the said forms of holes are square or rectangular, preferably rectangular. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое рифление или прямое, или диагональное, или турбулентное.7. The device according to claim 1, characterized in that the said corrugation is either direct, or diagonal, or turbulent. 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что упомянутое диагональное рифление имеет угол диагонали в пределах 10-60 градусов, предпочтительно в пределах 32-40 градусов.8. The device according to claim 7, characterized in that said diagonal ribs have a diagonal angle in the range of 10-60 degrees, preferably in the range of 32-40 degrees. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый неорганический волоконный тканый матричный материал имеет общую толщину в пределах 0,5-100 миллиметров в одном слое, предпочтительно 0,5-10 миллиметров.9. The device according to claim 1, characterized in that said inorganic fiber woven matrix material has a total thickness in the range of 0.5-100 millimeters in one layer, preferably 0.5-10 millimeters. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый неорганический волоконный тканый матричный материал имеет пористость в пределах 70-95%.10. The device according to claim 1, characterized in that said inorganic fiber woven matrix material has a porosity in the range of 70-95%. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый ПМН имеет пористость в пределах 70-95% и используется с различной толщиной от 0,1 мм до 1 мм.11. The device according to claim 1, characterized in that said PMN has a porosity in the range of 70-95% and is used with a different thickness from 0.1 mm to 1 mm. 12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая металлическая сетка имеет различное число ячеек в пределах от 120 до 20 ячеек на дюйм, предпочтительно 90-30 ячеек на дюйм.12. The device according to p. 1, characterized in that the said metal mesh has a different number of cells in the range from 120 to 20 cells per inch, preferably 90-30 cells per inch. 13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая металлическая сетка имеет диаметр проволоки в пределах 0,08-0,3 мм, предпочтительно 0,1-0,2 мм.13. The device according to claim 1, characterized in that said metal mesh has a wire diameter in the range of 0.08-0.3 mm, preferably 0.1-0.2 mm. 14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая металлическая фольга имеет толщину в пределах 20-110 микрометров, предпочтительно 40-80 микрометров.14. The device according to claim 1, characterized in that said metal foil has a thickness in the range of 20-110 micrometers, preferably 40-80 micrometers. 15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высота упомянутого микрорифления составляет 0,01-0,5 мм, предпочтительно 0,02-0,2 мм.15. The device according to claim 1, characterized in that the height of said microfusion is 0.01-0.5 mm, preferably 0.02-0.2 mm. 16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая подложка демонстрирует высокую тепловую и механическую устойчивость при всех нагрузках двигателя.16. The device according to claim 1, characterized in that said substrate exhibits high thermal and mechanical stability at all engine loads. 17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый неорганический волоконный тканый матричный материал имеет толщину волокон в пределах 5-22 микрометров.17. The device according to claim 1, characterized in that said inorganic fiber woven matrix material has a thickness of fibers in the range of 5-22 micrometers. 18. Устройство по пп. 1-17, отличающееся тем, что упомянутая подложка далее содержит покрытие из пористого оксида, отличающаяся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида содержит комбинацию каталитически неактивного материала и каталитически активного материала.18. The device according to PP. 1-17, characterized in that the said substrate further comprises a coating of porous oxide, characterized in that said coating of porous oxide contains a combination of a catalytically inactive material and a catalytically active material. 19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида наносится перед или после того, как образована подложка.19. The device according to p. 18, characterized in that the coating of porous oxide is applied before or after the substrate is formed. 20. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутый каталитически неактивный материал включает в себя комбинацию целого ряда оксидов, нитратов и гидроксидов алюминия, кремния, титана, циркония, гафния, кальция, бария, стронция и оксидов редкоземельных металлов.20. The device according to p. 18, characterized in that the said catalytically inactive material includes a combination of a number of oxides, nitrates and hydroxides of aluminum, silicon, titanium, zirconium, hafnium, calcium, barium, strontium and oxides of rare earth metals. 21. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида состоит из мелких частиц, имеющих распределение среднего диаметра частицы от 0,5 до 3,5 микрон.21. The device according to p. 18, characterized in that the said coating of porous oxide consists of small particles having a distribution of an average particle diameter of from 0.5 to 3.5 microns. 22. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутый каталитически неактивный материал имеет удельную площадь поверхности, варьирующуюся от 100 до 260 кв. м на г.22. The device according to claim 18, characterized in that said catalytically inactive material has a specific surface area varying from 100 to 260 square meters. m per year 23. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида обеспечивает существенное образование in situ диоксида азота в диапазоне от 20% до 50% по объёму, что непрерывно обеспечивает эффективное окисление сажи, скопившейся внутри тела сотовой структуры во время работы двигателя.23. The device according to p. 18, characterized in that the said coating of porous oxide provides significant in situ formation of nitrogen dioxide in the range from 20% to 50% by volume, which continuously provides effective oxidation of soot accumulated inside the body of the honeycomb structure during operation engine 24. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида на упомянутой подложке обеспечивает такое же или более низкое противодавление, чем перед покрытием.24. The device according to p. 18, characterized in that the said coating of porous oxide on said substrate provides the same or lower back pressure than before coating. 25. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида обеспечивает каталитическую эффективность при низком объёме.25. The device according to p. 18, characterized in that the said coating of porous oxide provides catalytic efficiency at low volume. 26. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутый каталитически активный материал включает в себя комбинацию ряда солей платины, палладия, родия, рутения, осмия и иридия, предпочтительно платины, палладия и родия.26. The device according to p. 18, characterized in that the said catalytically active material includes a combination of a number of salts of platinum, palladium, rhodium, ruthenium, osmium and iridium, preferably platinum, palladium and rhodium. 27. Устройство по п. 26, отличающееся тем, что упомянутый каталитически активный материал содержится в упомянутом сотовом теле в пределах 0,5-30 г/куб. фт, предпочтительно 1-10 г/куб. фт.27. The device according to claim 26, characterized in that said catalytically active material is contained in said cellular body in the range of 0.5-30 g / cub. ft, preferably 1-10 g / cu. ft 28. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что упомянутое покрытие из пористого оксида имеет толщину в пределах 0,5-10 микрометров, предпочтительно 1-5 микрометров.28. The device according to p. 18, characterized in that the said coating of porous oxide has a thickness in the range of 0.5-10 micrometers, preferably 1-5 micrometers. 29. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подложка представляет собой ПМН, указанный ПМН содержит один или более из следующих: нерифленый ПМН, или рифленый ПМН, или микрорифленый ПМН.29. The device according to claim 1, characterized in that the substrate is PMN, said PMN contains one or more of the following: non-edged PMN, or corrugated PMN, or microfreeded PMN. 30. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подложка представляет собой микрорифленую металлическую сетку в комбинации с немикрорифленой металлической сеткой, или рифленой металлической сеткой, или обеими.30. The device according to p. 1, characterized in that the substrate is a microfilament metal mesh in combination with nemistriam metal mesh, or corrugated metal mesh, or both. 31. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подложка представляет собой микрорифленую зазубренную металлическую фольгу в комбинации с немикрорифленой металлической фольгой, или микрорифленой металлической фольгой, или обеими.31. The device according to claim 1, characterized in that the substrate is a microfilament jagged metal foil in combination with a non-microfiltered metal foil, or microfilament metal foil, or both.
RU2017122627A 2015-01-16 2016-01-18 Particulates combustion catalyst (pcc or pccz) and coated particulates combustion catalyst (cpcc or cpccz) RU2687389C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN152DE2015 2015-01-16
IN152/DEL/2015 2015-01-16
PCT/IB2016/000027 WO2016113631A1 (en) 2015-01-16 2016-01-18 Particulate combustion catalyst (pct or pccz) andcoated particulate combustion catalyst (cpcc or cpccz)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017122627A RU2017122627A (en) 2019-02-18
RU2017122627A3 RU2017122627A3 (en) 2019-02-18
RU2687389C2 true RU2687389C2 (en) 2019-05-13

Family

ID=56405300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122627A RU2687389C2 (en) 2015-01-16 2016-01-18 Particulates combustion catalyst (pcc or pccz) and coated particulates combustion catalyst (cpcc or cpccz)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2687389C2 (en)
WO (1) WO2016113631A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0341832A2 (en) * 1988-05-13 1989-11-15 Johnson Matthey Inc. Treatment of diesel exhaust gas
RU2059841C1 (en) * 1993-08-24 1996-05-10 Малое предприятие "Технология" Filter for cleaning exhaust gases in internal combustion engine
US20050002838A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Gurli Mogensen Diesel particulate filter
RU2293854C2 (en) * 2001-10-29 2007-02-20 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Multilayer filtering element, method of its manufacture and filter for cleaning exhaust gas flow

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0341832A2 (en) * 1988-05-13 1989-11-15 Johnson Matthey Inc. Treatment of diesel exhaust gas
RU2059841C1 (en) * 1993-08-24 1996-05-10 Малое предприятие "Технология" Filter for cleaning exhaust gases in internal combustion engine
RU2293854C2 (en) * 2001-10-29 2007-02-20 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Multilayer filtering element, method of its manufacture and filter for cleaning exhaust gas flow
US20050002838A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Gurli Mogensen Diesel particulate filter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016113631A8 (en) 2017-08-24
RU2017122627A (en) 2019-02-18
WO2016113631A1 (en) 2016-07-21
RU2017122627A3 (en) 2019-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5735983B2 (en) NOx trap
JP6431051B2 (en) Three-way catalytic converter
JP6189936B2 (en) Filter base with a three-way catalyst
KR101945677B1 (en) Filter for filtering particulate matter from exhaust gas emitted from a positive ignition engine
CN109973176B (en) Exhaust gas purifying filter
US20070028604A1 (en) Diesel engine and a catalysed filter therefor
RU2763909C2 (en) Catalytic filter with wall flow with partial coating on surface
US20100269491A1 (en) Partial filter substrates containing scr catalysts and methods and emissions treatment systems
JPWO2003068394A1 (en) Internal combustion engine exhaust gas purification catalyst, method for producing the same, and internal combustion engine exhaust gas purification method
JP2017006904A (en) Exhaust system for vehicular positive ignition internal combustion engine
JP6637008B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
RU151051U1 (en) CLEANING DEVICE
CN1820126A (en) Exhaust emission control device
JP6635819B2 (en) Honeycomb structure
CN118188110A (en) Hydrocarbon trap and method for reducing emissions from cold start vehicle exhaust
WO2020203198A1 (en) Exhaust purification filter
JP2016507684A (en) Filtration of gasoline direct injection engine exhaust gas by honeycomb filter
RU2687389C2 (en) Particulates combustion catalyst (pcc or pccz) and coated particulates combustion catalyst (cpcc or cpccz)
JP2008215093A (en) Exhaust gas cleaning filter and automobile equipped with the same
JP2010077845A (en) Exhaust emission control filter and manufacturing method thereof
EA031848B1 (en) Purifying apparatus in the treatment of particulate-containing fluids
JP7178432B2 (en) exhaust purification filter
JP4785470B2 (en) Exhaust gas purification filter and manufacturing method thereof
CN104159651A (en) Sealed honeycomb structure
KR20160056173A (en) Method for coating catalyst on diesel particulate filter