專利名稱：一種具有碳?xì)洳都δ艿牟裼蜋C(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于柴油機(jī)尾氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠減少柴油機(jī)冷啟動(dòng)階段碳?xì)浠衔锱欧诺难趸呋D(zhuǎn)化裝置。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)有著良好的經(jīng)濟(jì)性和高的熱效率，近年來得到快速的發(fā)展，在歐洲有三分之一以上的新車都是柴油車。柴油機(jī)的快速發(fā)展為減少能源消耗起到了重要作用，但是柴油機(jī)排放也給空氣質(zhì)量帶來不利影響，特別是在柴油機(jī)的冷啟動(dòng)階段，由于啟動(dòng)轉(zhuǎn)速較低、漏氣和熱損失加重，導(dǎo)致柴油機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)的壓縮溫度、壓縮壓力比正常運(yùn)行狀態(tài)下要低很多，噴入燃燒室的燃油不大可能立即正常自燃，在燃油自燃之前，噴入缸內(nèi)的燃油就會(huì)以未燃碳?xì)涞男问脚懦鰵飧祝沟貌裼蜋C(jī)冷啟動(dòng)階段的碳?xì)浠衔锱欧欧浅?yán)重，冷啟動(dòng)時(shí)排放的高濃度的碳?xì)浠衔锉憩F(xiàn)為白煙，是經(jīng)常要冷啟動(dòng)的車用柴油機(jī)令人討厭的環(huán)境問題之一。在現(xiàn)有的柴油機(jī)后處理技術(shù)中，柴油機(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器可以通過消耗微粒中的可溶有機(jī)成分SOF來降低微粒排放，同時(shí)也降低碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧?，將這部分廢氣轉(zhuǎn)換為二氧化碳和水，但是當(dāng)排氣溫度低于150°C時(shí)，氧化催化轉(zhuǎn)化器上的催化劑基本上不起作用，使得柴油機(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器在柴油機(jī)的冷啟動(dòng)階段無法發(fā)揮正常的作用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，針對傳統(tǒng)柴油機(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器的不足，提出一種能夠減少冷啟動(dòng)及暖機(jī)過程中碳?xì)浠衔锱欧诺牟裼蜋C(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是將碳?xì)洳都髋c上游氧化催化轉(zhuǎn)化器、下游氧化催化轉(zhuǎn)化器封裝在一個(gè)罐體5內(nèi)，罐體5的內(nèi)部空間被分割為了呈120°的三部分，并在外部與端蓋1的連接處設(shè)有三個(gè)均勻分布的連接孔，上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7、下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8、碳?xì)洳都?0被封裝在罐體5中，三者的載體都為120°的扇形柱體，與罐體5的內(nèi)部空間相配合，并與罐體之間各自設(shè)置墊層9，端蓋1的內(nèi)部空間分為兩個(gè)部分，入口空間為120°扇形部分，其余對0°扇形空間為用于氣流過渡的空間，外部設(shè)有與罐體5對應(yīng)的連接孔。通過對端蓋的設(shè)計(jì)，使得尾氣依次通過上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7、碳?xì)洳都?0和下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8。冷啟動(dòng)及暖機(jī)時(shí)，碳?xì)洳都?0將排放的碳?xì)浠衔锊都?，隨著排氣溫度的升高，上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7首先被加熱起燃，并對后續(xù)的尾氣進(jìn)行正常的處理，下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8隨后起燃，這時(shí)碳?xì)洳都?0將捕集的碳?xì)浠衔镝尫?，并在下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8中被氧化。本實(shí)用新型中碳?xì)洳都夹g(shù)原理是沸石分子篩具有均勻的微孔，孔徑與一般分子大小相當(dāng)，能夠根據(jù)其有效孔徑來篩分各種流體分子。通過分子引力作用在固體表面產(chǎn)生表面力，當(dāng)流體流過時(shí)，流體中的一部分分子由于不規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞到吸附劑表面，產(chǎn)生分子的濃聚，使流體中的這種分子數(shù)目減少，達(dá)到分離、清除的目的，當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí)，濃聚的分子又會(huì)被釋放出來。利用分子篩的這種特性，可以實(shí)現(xiàn)在低溫下將碳?xì)浠衔镂剑诖呋瘎┢鹑己笤賹⑺降奶細(xì)浠衔镝尫诺哪康?。本?shí)用新型的積極效果是，利用沸石分子篩的吸附、脫附特性，并通過與氧化催化轉(zhuǎn)化器的合理匹配來減少冷啟動(dòng)期間的碳?xì)浠衔锱欧?，有著不需要額外的能耗、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有大幅降低碳?xì)浠衔锱欧诺臐摿Α?br>
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1.端蓋、2.連接螺栓、3.螺母、4.螺母墊片、5.罐體、6.端蓋墊片。圖2為罐體、氧化催化轉(zhuǎn)化器、碳?xì)洳都?、墊層封裝后的側(cè)視圖；圖中7.上游氧化催化轉(zhuǎn)化器、8.下游氧化催化轉(zhuǎn)化器、9.墊層、10.碳?xì)洳都鳌D3為載體涂層結(jié)構(gòu)示意圖；圖中11.蜂窩式陶瓷載體、12.水蒸氣吸附涂層、13.碳?xì)湮酵繉印D4為流動(dòng)過程示意圖；圖5為端蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖6為罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖7為端蓋墊片圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1、5、6、7所示連接螺栓2、螺母3、螺母墊片4將端蓋1與罐體5連接，為了保證密封，端蓋1與罐體5之間設(shè)置了端蓋墊片6，便于拆裝。如圖2、4、6所示罐體5的內(nèi)部空間被分割為了呈120°的三部分，并在外部與端蓋1的連接處設(shè)有三個(gè)均勻分布的連接孔。上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7、下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8、碳?xì)洳都?0被封裝在罐體5中，三者的載體都為120°的扇形柱體，與罐體5的內(nèi)部空間相配合，并與罐體之間各自設(shè)置墊層9，結(jié)構(gòu)緊湊、便于替換，同時(shí)方便了下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8的快速起燃。端蓋1的內(nèi)部空間分為兩個(gè)部分，入口空間為120°扇形部分，其余對0°扇形空間為用于氣流過渡的空間，外部設(shè)有與罐體5對應(yīng)的連接孔。通過端蓋1的設(shè)計(jì)，使得氣體依次流過上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7、碳?xì)洳都?0以及下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8。冷啟動(dòng)及暖機(jī)時(shí)，碳?xì)洳都?0將排放的碳?xì)浠衔锊都?，隨著排氣溫度的升高，上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7首先被加熱起燃對后續(xù)的尾氣進(jìn)行正常的處理，下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8由于受到氣流的加熱以及罐體隔板的加熱作用能夠盡快的起燃，這時(shí)碳?xì)洳都?0將捕集的碳?xì)浠衔镝尫牛⒃谙掠窝趸呋D(zhuǎn)化器8中被氧化。如圖3所示碳?xì)洳都?0由三部分組成蜂窩式陶瓷載體11、底部的碳?xì)湮酵繉?3以及上部的水蒸氣吸附涂層12。雙層吸附涂層被涂覆在碳?xì)洳都?0的蜂窩式陶瓷載體11上，上部涂層為水蒸氣吸附涂層12，由于冷啟動(dòng)時(shí)會(huì)有水蒸氣產(chǎn)生，水蒸氣的存在會(huì)影響碳?xì)浠衔锏娜コ?，為此選用了水蒸氣吸附涂層12首先去除尾氣中的水蒸氣成分；底部涂層為碳?xì)湮酵繉?3，具有大的碳?xì)湮饺萘亢洼^高的脫附溫度，同時(shí)具有良好的水熱穩(wěn)定性和高的疏水性，保證長時(shí)間可靠的工作。
權(quán)利要求1.一種具有碳?xì)洳都δ艿牟裼蜋C(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器，其特征是罐體(5)的內(nèi)部空間被分割為了呈120°的三部分，并在外部與端蓋(1)的連接處設(shè)有三個(gè)均勻分布的連接孔，上游氧化催化轉(zhuǎn)化器(7)、下游氧化催化轉(zhuǎn)化器(8)、碳?xì)洳都?10)被封裝在罐體(5)中，三者的載體都為120°的扇形柱體，與罐體(5)的內(nèi)部空間相配合，并與罐體之間各自設(shè)置墊層(9)，端蓋⑴的內(nèi)部空間分為兩個(gè)部分，入口空間為120°扇形部分，其余對0°扇形空間為用于氣流過渡的空間，外部設(shè)有與罐體(5)對應(yīng)的連接孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有碳?xì)洳都δ艿牟裼蜋C(jī)氧化催化轉(zhuǎn)化器，其特征是所述碳?xì)洳都?10)由三部分組成蜂窩式陶瓷載體(11)、底部的碳?xì)湮酵繉?13)以及上部的水蒸氣吸附涂層(12)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于柴油機(jī)排放污染控制領(lǐng)域，具體涉及一種能夠減少柴油機(jī)冷啟動(dòng)階段碳?xì)浠衔锱欧诺难趸呋D(zhuǎn)化裝置。上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7、下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8和碳?xì)洳都?0被封裝在同一個(gè)罐體5中，三者呈120°分布，有利于縮短下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8的起燃時(shí)間，通過對端蓋1的設(shè)計(jì)，能夠使尾氣依次通過上游氧化催化轉(zhuǎn)化器7、碳?xì)洳都?0和下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8，冷啟動(dòng)及暖機(jī)時(shí)，碳?xì)洳都?0對碳?xì)浠衔镞M(jìn)行捕集，當(dāng)下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8上的催化劑起燃后，所捕集的碳?xì)浠衔锉会尫?，并在下游氧化催化轉(zhuǎn)化器8中氧化，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)冷啟動(dòng)及暖機(jī)時(shí)較低的碳?xì)浠衔锱欧拧?br> 文檔編號(hào)F01N3/28GK202325771SQ20112031306
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者劉騰, 朱浩, 王兵杰, 鄧元望, 鄂加強(qiáng), 韓衛(wèi), 龔金科 申請人:湖南大學(xué)