專利名稱：一種柴油車尾氣凈化用poc金屬纖維載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油車尾氣浄化用壁流式POC載體及其制備方法，具體涉及ー種柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體及其制備方法。
背景技術(shù)：
汽車排氣污染是目前大中型城市最為關(guān)注的熱點(diǎn)問題，特別是PMlO和PM2. 5。與汽油車相比，柴油車具有単位里程燃油少30%左右、且動(dòng)カ更強(qiáng)等特點(diǎn)。歐洲目前新增轎車中50%以上是柴油車，美國(guó)柴油車比重盡管不高，但在過去的5年中銷量增長(zhǎng)56%，因此在石油能源越來越緊張的情況下，柴油車是未來汽車發(fā)展的主要方向。雖然柴油機(jī)油耗低，可靠性好，但其主要排放物NOx和PM卻給環(huán)境帶來不小的危害，甚至于影響人們的健康，目前柴油車制造廠采取了一系列機(jī)內(nèi)浄化技術(shù)措施，但是NOx和PM的排放問題無法得到徹底解決，且NOx和PM是ー對(duì)矛盾關(guān)系，降低NOx的排放就會(huì)提高PM的排放，而降低PM的排放勢(shì)必會(huì)提高NOx的排放，因此要滿足排放要求，必須采取機(jī)外凈化措施。
目前針對(duì)柴油車顆粒物PM排放治理的產(chǎn)品，主要為微粒捕捉器DPF裝置和POC兩種技木。由于DPF捕集的微粒會(huì)積存在過濾器內(nèi)部。濾芯長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)背壓增加，當(dāng)超過一定限值時(shí)(一般為20 kPa)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性惡化，必須及時(shí)通過加熱再生等辦法除去濾芯中的微粒才能使柴油機(jī)正常工作，而DPF的再生需要兩套過濾裝置交替再生運(yùn)行，且再生存在使用壽命的問題，因此DPF的制備成本較高，且技術(shù)復(fù)雜。顆粒氧化性催化器(Particulate Oxidation Catalyst),簡(jiǎn)稱P0C,是一種全新的柴油機(jī)后處理設(shè)計(jì)理念，在歐洲是為歐IV、歐V階段設(shè)計(jì)的，它可以捕捉并氧化部分顆粒物，對(duì)顆粒物的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到60%以上。除此之外，POC與其它后處理系統(tǒng)配合使用，可將90%以上的CO和HC轉(zhuǎn)化成H2O和CO2。雖然POC對(duì)顆粒物的轉(zhuǎn)化效率較低，可以達(dá)到60%以上，但與DPF相比，具有成本低、技術(shù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)POC催化器在工作原理上最大程度地避免了高硫含量環(huán)境對(duì)催化器的不利影響，特別適合中國(guó)現(xiàn)階段需求。POC后處理器的本質(zhì)是先進(jìn)的載體和催化劑技術(shù)的結(jié)合。其中，載體最為關(guān)鍵，不僅影響性能，同樣影響成本和壽命。專利號(hào)為200410022788. 2的專利公開了ー種新型陶瓷處理的金屬載體，其將金屬材料制成板狀，再在其表面包裹燒結(jié)一層陶瓷材料，再經(jīng)焊接加エ成制作成蜂窩狀或格狀及其他各種幾何形狀的金屬基芯，再將催化劑燒結(jié)在陶瓷載體表面。專利號(hào)為200610156330. 5的專利公開了ー種高孔隙率金屬多孔載體材料的制備方法，這些專利雖然解決了 一定的問題，可以應(yīng)用于小規(guī)模的場(chǎng)合，但是面臨成本的劣勢(shì)，無法應(yīng)用于汽車的大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種柴油車尾氣浄化用POC金屬纖維載體，主要對(duì)柴油車尾氣排放中顆粒物PM處理進(jìn)行處理，以滿足國(guó)家第四階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及以上的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)方案為包括采用以金屬隔板或者折疊毛氈構(gòu)成的多層同心圓1，同心圓I間加裝錐形折疊金屬纖維氈2制作成壁流式POC金屬纖維載體，以此提高単位處理單元的載體面積，同心圓兩端焊接加強(qiáng)筋3 ；
所述金屬隔板、折疊毛租為FeCrAl材質(zhì)；
所述折疊毛氈為未燒結(jié)金屬纖維毛氈，毛氈兩側(cè)包覆金屬纖維絲網(wǎng)，包覆完整后折疊而成；
所述金屬纖維毛氈以切削或拉拔FeCrAl金屬纖維做原料，纖維絲徑在8 50 u m,纖維經(jīng)過氣流或梳理鋪氈成形，毛氈面密度在35(T600g/m2 ；
所述折疊毛氈兩側(cè)包覆FeCrAl金屬纖維絲網(wǎng)，絲網(wǎng)目數(shù)在6(T80目之間，金屬纖維絲網(wǎng)主要起保護(hù)纖維毛氈的作用，防止纖維松動(dòng)掉落，同時(shí)金屬絲網(wǎng)具有氣體透過的作用；包覆完整后的毛氈通過波折機(jī)折疊成折疊氈，折疊氈波高8 12mm，波寬6 8mm。本發(fā)明還涉及柴油車尾氣浄化用POC金屬纖維載體的制備方法，其技術(shù)方案為采用金屬纖維氈或金屬隔板制作成多層同心圓，然后在中加裝錐形金屬纖維折疊氈，再在同心圓兩端焊接加強(qiáng)筋即可制成壁流式POC金屬纖維載體；
所述金屬纖維毛氈以切削或拉拔FeCrAl金屬纖維做原料；
所述折疊毛氈兩側(cè)包覆FeCrAl金屬纖維絲網(wǎng)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的壁流式POC金屬纖維載體相比陶瓷載體具有背壓小，空速高的優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)比燒結(jié)金屬氈而言，未燒結(jié)金屬纖維毛氈不需要進(jìn)行燒結(jié)，大大降低制造成本；本發(fā)明所制備的POC載體采用金屬纖維毛氈作為過濾捕捉器，經(jīng)過絲網(wǎng)包覆和折疊，不僅降低燒結(jié)成本，同時(shí)具備単位面積的處理量更大，背壓小的優(yōu)點(diǎn)。


圖1 :本發(fā)明壁流式POC金屬纖維載體的俯視 圖2 :本發(fā)明壁流式POC金屬纖維載體剖面示意圖。其中1-多層同心圓；2_錐形折疊金屬纖維氈；3-加強(qiáng)筋；4_柴油機(jī)尾氣進(jìn)ロ ；5_柴油車尾氣出口。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)ー步詳細(xì)描述，但所述的實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是在不脫離本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)或宗g的前提下，采用與本發(fā)明相似的結(jié)構(gòu)或作出等同或等效的變化或替換，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
采用切削FeCrAl金屬纖維做原料，絲徑為25微米，纖維經(jīng)過剪切成2. 5cm長(zhǎng)短纖維，然后進(jìn)行梳理鋪?zhàn)?，形成幅寬?00mm寬的金屬纖維毛租,毛租面密度為500g/m2,然后在毛氈兩側(cè)包覆目數(shù)為60目的FeCrAl金屬絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)主要起保護(hù)纖維毛氈的作用，防止纖維松動(dòng)掉落，同時(shí)金屬絲網(wǎng)具有氣體透過的作用，包覆完整后的毛氈通過波折機(jī)折疊成折疊氈，折疊氈波高8mm，波寬6mm，波折后的毛氈通過封邊處理，然后卷成圓狀，加工成的多層同心圓1，然后在壁流式POC金屬纖維載體多層同心圓壁流式POC金屬纖維載體中加裝錐形折疊金屬纖維氈2，錐形折疊金屬纖維氈2和金屬隔板用卡槽密封焊接，同心圓中的錐形折疊金屬纖維氈2起尾氣中PM的過濾阻擋作用，壁流式POC金屬纖維載體壁流式POC金屬纖維載體最后在同心圓壁流式POC金屬纖維載體兩端焊接加強(qiáng)筋3制作成最終POC載體。實(shí)施例2
采用拉拔FeCrAl金屬纖維做原料，絲徑為12微米，纖維經(jīng)過剪切成1. 2cm長(zhǎng)短纖維，然后進(jìn)行氣流鋪?zhàn)猓纬煞鶎挒?00mm寬的金屬纖維毛租,毛租面密度在600g/m2,然后在毛氈兩側(cè)包覆目數(shù)為80目的FeCrAl金屬絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)主要起保護(hù)纖維毛氈的作用，防止纖維松動(dòng)掉落，同時(shí)金屬絲網(wǎng)具有氣體透過的作用，包覆完整后的毛氈通過波折機(jī)折疊成折疊氈，折疊氈波高12_，波寬8_。波折后的毛氈通過封邊處理，然后卷成圓狀，加工成多層同心圓1，在多層同心圓I中加裝錐形折疊金屬纖維氈2，錐形金屬纖維氈2和金屬隔板用卡槽密封焊接。同心圓I中的錐形折疊金屬纖維氈2起尾氣中PM的過濾阻擋作用，最后在同心圓I兩端焊接加強(qiáng)筋3制作成最終POC載體。實(shí)施例3
采用切削FeCrAl金屬纖維做原料，絲徑為25微米，纖維經(jīng)過剪切成2. 5cm長(zhǎng)短纖維，然后進(jìn)行梳理鋪?zhàn)?，形成幅寬?00mm寬的金屬纖維毛租,毛租面密度在500g/m2。然后在毛氈兩側(cè)包覆目數(shù)為60目的FeCrAl金屬絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)主要起保護(hù)纖維毛氈的作用，防止纖維松動(dòng)掉落，同時(shí)金屬絲網(wǎng)具有氣體透過的作用，包覆完整后的毛氈通過波折機(jī)折疊成折疊氈，折疊氈波高8_，波寬6_。波折后的毛氈通過封邊處理，然后卷成折疊金屬纖維氈多層同心圓1，然后在同心圓I中加裝錐形折疊金屬纖維氈2，錐形折疊金屬纖維氈2和同心圓I用卡槽密封焊接。折疊金屬纖維氈同心圓I和其中的錐形折疊金屬纖維氈2同時(shí)起尾氣中PM的過濾阻擋作用，以此增加尾氣處理量和降低發(fā)動(dòng)機(jī)背壓，然后在同心圓I兩端焊接加強(qiáng)筋3制作成最終POC載體。實(shí)施例4
與實(shí)施例1不同的是多層同心圓是由FeCrAl金屬隔板加工而成。
權(quán)利要求
1.一種柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體，其特征在于包括以金屬隔板或者折疊毛氈構(gòu)成的多層同心圓(1)，同心圓間加裝錐形折疊金屬纖維氈(2)，同心圓兩端焊接有加強(qiáng)筋(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體，其特征在于所述金屬隔板、折疊毛租為FeCrAl材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體，其特征在于錐形折疊金屬纖維氈為未燒結(jié)金屬纖維毛氈，毛氈兩側(cè)包覆金屬纖維絲網(wǎng)，包覆完整后折疊而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體，其特征在于錐形折疊金屬纖維氈以切削或拉拔FeCrAl金屬纖維做原料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體，其特征在于金屬纖維絲徑在8 50 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體，其特征在于錐形折疊金屬纖維氈兩側(cè)包覆FeCrAl金屬絲網(wǎng)。
7.一種制備如權(quán)利要求1所述的柴油車尾氣凈化用POC金屬纖維載體的方法，其特征在于采用金屬纖維氈或金屬隔板制作成多層同心圓，然后在其間加裝錐形金屬纖維折疊氈，再在同心圓兩端焊接加強(qiáng)筋即可制成壁流式POC金屬纖維載體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柴油車尾氣凈化用顆粒氧化性催化器POC(Particle Oxidation Catalyst)金屬纖維載體及其制備方法，其主要用于對(duì)柴油車尾氣排放中的顆粒物(PM)進(jìn)行處理。本發(fā)明采用切削或拉拔FeCrAl金屬纖維作為原料，經(jīng)過梳理鋪氈形成連續(xù)毛氈，毛氈兩側(cè)包覆FeCrAl金屬絲網(wǎng)，再經(jīng)過折疊成形，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成壁流式POC載體，本發(fā)明設(shè)計(jì)的載體相比陶瓷載體具有背壓小，空速高的優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)比燒結(jié)金屬氈而言，毛氈不需要進(jìn)行燒結(jié)，大大降低制造成本。
文檔編號(hào)B01J32/00GK103028447SQ20121052889
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者劉忠軍, 李少龍, 孟憲濤, 薛嘉, 胡苗 申請(qǐng)人:江蘇云才材料有限公司