[go: up one dir, main page]

CN111828145A - 用于汽车尾气处理的蜂窝结构体 - Google Patents

用于汽车尾气处理的蜂窝结构体 Download PDF

Info

Publication number
CN111828145A
CN111828145A CN202010595047.2A CN202010595047A CN111828145A CN 111828145 A CN111828145 A CN 111828145A CN 202010595047 A CN202010595047 A CN 202010595047A CN 111828145 A CN111828145 A CN 111828145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
exhaust gas
automobile exhaust
gas treatment
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN202010595047.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111828145B (zh
Inventor
夏琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yida Tiandi Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Yida Tiandi Environmental Protection Technology Co ltd
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 Yida Tiandi Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Yida Tiandi Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202010595047.2A priority Critical patent/CN111828145B/zh
Publication of CN111828145A publication Critical patent/CN111828145A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111828145B publication Critical patent/CN111828145B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F01N3/101Three-way 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
    • 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
    • F01N3/18Exhaust 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 methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust 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 methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,该蜂窝结构体包括用于汽车尾气处理的双路径加热装置和催化器,所述双路径加热装置包括电加热器,所述电加热器含有圆盘状外壳、设置在圆盘状外壳内的底座载体以及固定安装在底座载体上并联的两路电阻元件,所述电阻元件由至少两层金属隔板以及位于相邻金属隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板电连接的金属瓦楞板构成,以及所述催化器包含多层体系催化剂。所述催化剂的使用能够实现HC、CO和NOx的同时有效净化。

Description

用于汽车尾气处理的蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及一种用于汽车尾气催化处理的蜂窝结构体,更具体涉及包含电加热升温装置和催化器的汽车尾气净化装置,属于汽车尾气污染物催化减排技术领域。
背景技术
随着社会的发展,机动车数量不断增加,向空气中排放有害气体严重超标,造成大气环境污染、雾霾和温室效应等一系列环境问题。三元催化器使汽车尾气中有害气体转化为无害气体。现有控制汽车尾气排放中的污染物减排普遍采用尾气催化处理技术,即在尾气排放管中装有催化转化器。
CN1288395A公开了一种净化内燃机(1)排气流的装置。此装置沿排气流动方向(S)前后排列地包括第一脱水器(5)、可电加热的蜂窝体(7)和有至少促进氧化的催化活性涂层的蜂窝体(8),其中,可电加热的蜂窝体(7)和有催化活性涂层的蜂窝体(8)也可以完全或部分地构成一个结构单元,这样的装置可以作为小型的附加系统连接在三路催化转换器之后,以保证冷起动阶段的排气净化,也可以将尺寸设计得较大以承担全部排气净化任务。借助于上游的脱水器(5)干燥的可电加热的蜂窝体(7)迅速达到对催化转换必要的仅约70至90℃的温度,而且为此所需要的电能比传统的系统少。此装置允许将汽车排气内的有害物质减少到极低值。
CN107109986A公开了具有电加热装置的蜂窝体布置结构,其中所述电加热装置包括至少一个电绝缘的、具有导线直径的加热丝,所述加热丝借助销钉布置结构以导线直径的至少五倍且最大十五倍的距离固定在蜂窝体的端面上。
CN102112712A公开了一种用于操作一装置的方法,所述装置至少具有一可电加热且可由排气穿流的第一蜂窝体,其中所述可电加热的第一蜂窝体具有至少一个电流分配结构,在通电时,在用恒定的加热电压加载所述电流分配结构以加热蜂窝体之前,首先以多个短的、接续的电压脉冲加载该电流分配结构。
CN106479532A公开了一种蓄热式金属蜂窝体燃气电子垃圾热解装置,包括电子垃圾热解反应器和蓄热式燃气加热系统;电子垃圾热解反应器包括反应器壳体和物料热解组件,物料热解组件横穿反应器壳体;蓄热式燃气加热系统包括金属蜂窝体、蓄热式燃烧装置及烟气通道,烟气通道为反应器壳体和物料热解组件之间配合形成的密闭空间,烟气通道与蓄热式燃烧装置相连通,金属蜂窝体设置在烟气通道内,物料热解组件横穿金属蜂窝体。
US2018250658A1公开了蜂窝催化剂体包括:蜂窝结构体,其具有形成有多个细孔的多孔质的隔壁,其中由该隔壁划分形成出成为流体的流路的多个隔室;以及催化剂层,其由被担载在隔壁的隔壁表面和/或隔壁内部的钒催化剂形成,蜂窝结构体的隔室密度为:每1平方厘米为8个~48个的范围,钒催化剂的催化剂担载量为:150g/L~400g/L的范围,表示蜂窝催化剂体的切断面上的、隔壁内部所担载的催化剂层的截面积相对于催化剂担载前的细孔的截面积的比率的、催化剂填充率为50%~100%。
JP2016073958A公开了蜂窝催化剂具备多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置的蜂窝单元,上述蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂,上述沸石满足下述(A)~(D)的全部条件:(A)组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构;(B)负载有相对于沸石为3.5质量%~6.0质量%的Cu;(C)平均粒径为0.05μm~1μm;(D)相对于蜂窝单元整体含有150g/L~350g/L,该蜂窝催化剂的NOx净化性能优异,并且能够降低吸水位移量、抑制裂纹的发生。
“国内汽车用蜂窝陶瓷载体技术现状分析”,胡华等,佛山陶瓷,2010年,介绍了国内汽车尾气三元催化净化用堇青石材质蜂窝陶瓷载体的发展过程,并且从三元催化净化使用要求的角度,详细介绍了蜂窝陶瓷载体的各项性能要求。
本发明的申请人经深入研究发现,在汽车尾气处理中,催化剂的工作温度要求达到250℃以上,否则难以达到催化效果。但是现实中,汽车冷启动、停车后的再次启动以及短暂停车和小负荷工作等情况下,尾气排放温度一般低于250℃,催化剂基本不起作用或者作用极小,因此导致尾气排放污染严重。经过长期反复的实验和理论计算,申请人得出结论:在额定小功率下,通过增加催化转化器片材层数,减少片材宽度以及减短片材长度可以增加电加热内芯的升温速度和升温高度。但实验发现这样一来会引起两个严重的问题:(1)局部电流过大、升温不均匀:增加层数后只有四到五层能发红,其余的微红或者不红,加大功率仍然出现类似现象;(2)片材强度远远不够:减小片材宽度引发了强度不够的问题,经过超高温和迅速降温,片材严重变形,使用寿命大大缩短。本发明为此提供了一种用于汽车尾气处理的新的双路径加热装置,能够单一路径多层的电加热改成双路径层数少的电加热,使得电流更加分散,受热更加均匀、升温效果明显。然而还发现,仅仅通过将单路径加热装置改为双路径加热装置仍然存在显著缺陷,仍然存在催化净化效果欠佳的问题。
为此,本发明的申请人经深入研究还发现,现有的催化剂系统难以同时有效地净化去除HC、CO和NOx,特别是在尾气排放温度低于250℃的启动阶段。为此,本发明人与双路径加热装置相配合地,提供了一种有效的催化剂,可以有效实现HC、CO和NOx的有效净化去除,特别是启动阶段的有效净化去除。
发明内容
为克服现有技术的缺点,在本申请人正在研发的催化转化器基础上,通过更进一步研发,与双路径加热装置相配合地,提供有效的催化剂,可以有效实现HC、CO和NOx的有效净化去除,特别是启动阶段时尾气的有效净化去除。
为了解决以上技术问题,本发明提供了一种用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,该蜂窝结构体包括用于汽车尾气处理的双路径加热装置和催化器,其中:所述双路径加热装置包括电加热器,所述电加热器含有圆盘状外壳、设置在圆盘状外壳内的底座载体以及固定安装在底座载体上并联的两路电阻元件,其特征在于:所述电阻元件由至少两层金属隔板以及位于相邻金属隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板电连接的金属瓦楞板构成;以及所述催化器包含多层体系催化剂。
所述催化器优选包含施加在蜂窝结构体主体部分上的多层催化剂体系(即多层体系催化剂)。
优选地,上述用于汽车尾气处理的双路径加热装置,包括电加热器,电加热器含有圆盘状外壳、设置在圆盘状外壳内的底座载体以及固定安装在底座载体上并联的两路电阻元件。
优选地,电阻元件由至少两层金属隔板以及位于相邻金属隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板电连接的金属瓦楞板构成。
优选地,所述两路电阻元件分别包含2~16层瓦楞板,优选4-12层瓦楞板。
优选地,所述金属隔板与金属瓦楞板交替设置。
更优选地,所述金属隔板为冲孔板。
在一个特别优选的实施方式中,相邻两层金属瓦楞板具有不同的正弦曲线。
进一步优选地,相邻两层金属瓦楞板的正弦曲线独立地选自y=2sin(x+π/n)和y=sin(1/2x),其中n为2或3。
更进一步优选地,相邻两层金属瓦楞板具有相同的曲线,即相邻两层瓦楞板可以是相同的,其中每层瓦楞板由两层具有不同正弦曲线的子瓦楞板复合而成,所述两层具有不同正弦曲线的子瓦楞板的正弦曲线独立地选自y=2sin(x+π/n)和y=sin(1/2x)(即y=sin(x/2),其中n为2或3。
通过采取上述特定的相互配合的不同正弦曲线,可以在孔道在同一层流平面内实现交错相通,能够大幅提高气体的紊流效果,从而极大地提高混合效果,进而提高催化净化效果。
所述子瓦楞板的复合可以通过在各连接点之间施加焊料进行钎焊连接。
更优选地,两路电阻元件以相位差180°的角向位置分别由外朝内、再转而由内朝外盘绕在所述外壳中,且相互间隔嵌套,构成太极状路径结构。
进一步地,金属隔板为平板金属板或波纹状金属板。优选地,所述金属隔板为波纹状金属板,且金属隔板的波纹小于所述金属瓦楞板的波纹。
更进一步地,金属隔板的波纹的正弦曲线振幅是波纹状金属板的正弦曲线振幅的1/2或更小,优选1/8或更小,且金属隔板的波纹的正弦曲线周期是波纹状金属板的正弦曲线周期的1/6或更小,优选1/12或更小。
优选地,所述金属隔板为冲孔的平板金属板或波纹状金属板。
更优选地,所述金属隔板上的孔面积为金属隔板表面面积的20-60%。
进一步地,电阻元件通过一组连接件固定安装在底座载体上。
进一步地,连接件包括固定针和套设在固定针外面的绝缘套;绝缘套包括套体和套体一端部向外垂直套体轴线方向延伸出的翻边,套体轴向长度不小于波纹状金属板的宽度;固定针包括针杆和设置在针杆顶端的端帽,针杆的长度大于电阻元件的宽度,且端帽的直径小于翻边直径。
进一步地,针杆的底部固定焊接在底座载体上。
进一步地,电阻元件和底座载体之间距离为0.5mm~1cm。
进一步地,两路电阻元件之间水平距离为0.5mm~0.9mm。
进一步地,底座载体包括至少两层金属平面隔板以及位于相邻金属平面隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板连接的波纹金属板;底座载体的纵向厚度大于两路径电阻元件的纵向厚度。
在本发明的另一方面,请求保护一种蜂窝结构体或催化转化装置,其包含上述用于汽车尾气处理的双路径加热装置。
进一步地,所述蜂窝结构体或催化转化装置还包含催化器。
优选地,所述催化器设置在底座载体下方。
本发明具有的突出效果包括但不限于:本发明的结构设计利用并联电路电压不变的特点,将单一路径多层的电加热改成双路径层数少的电加热,使得电流更加分散,受热更加均匀、升温效果明显。在实际测试中可观测到内芯受热后变形较小,牢固度相对较强,对于之后研究小功率,大直径的电加热提供了理论依据,且能根据汽车排气空间进行调整,利于市场开发。由于电加热内芯与底座载体彼此之间间隙很小,所以当电极接通电源后,电加热内芯在短时间内迅速升温,气体会将电加热内芯产生的热量迅速传递到底座载体上面,使得催化剂在短时间内就可以达到工作温度,从而起到减排效果。最后,整个电加热装置结构相对简单,易于量化生产,实现升温效果明显,占用空间较小,易于推广。另外,通过所述催化剂的使用,能够实现HC、CO和NOx的同时有效净化。
优选地,所述三元催化器包含催化剂。
更优选地,所述催化器包含多层体系催化剂(即多层体系催化剂系统)。
进一步地,所述多层体系催化剂或多层体系催化剂系统包括:氧化铝层,中间层,以及储氧层和催化活性层。
优选地,所述催化剂以层状物形式施加在蜂窝体上,例如施加在瓦楞板的表面,如金属瓦楞板的表面,优选施加在波纹板或隔板或其二者的表面。
所述波纹板或隔板既可以包括构成所述电阻元件的金属隔板和/或金属瓦楞板上,也可以包括构成蜂窝结构体主体结构的金属隔板和/或金属瓦楞板上。
优选地,所述氧化铝层施加在蜂窝体上,例如施加在蜂窝体的瓦楞板的表面,例如金属瓦楞板的表面。即,所述氧化铝层直接施加在蜂窝体上,直接接触蜂窝体。
优选地,所述各层的施加顺序依次为氧化铝层、中间层、储氧层和催化活性层。
优选地,所述中间层为合金层。更优选地,所述合金为基于Fe和Cr的合金,基于合金层重量计,其包含:0.5-12wt.%的Al,0.1-3.0wt.%的Y,0.5-4.0wt.%的Cu,10-20wt.%的Cr和余量的Fe。
该合金层的厚度优选为0.04-0.4mm。该合金层的施加可以通过合金粉末的喷涂或者施加合金箔等常规方式来实现。
在使用过程中,该合金层的表面被热氧化从而提供薄的氧化物层,该氧化物层对氧化铝层和储氧层都具有非常好的结合力,从而极大地提高了多层体系催化剂的稳定性和一体性。另外,该合金层的良好导热性能可以弥补氧化铝导热性不佳的缺陷,并且能够增强氧化铝层和储氧层之间的相容性,避免产生分离。
优选地,所述储氧层由硫酸钡和储氧材料组成。优选地,硫酸钡与储氧材料的重量比为1:50-1:100。
该储氧层的设置能够极大地提高催化活性和催化稳定性。可能的原因是通过Ba成分来抑制催化活性层中Pd成分的烧结,使Pd成分能够保留大的表面积,并且通过抑制Pd成分的烧结可以得到具有高活性的催化剂。作为碱土金属的Ba组分本身也可以用作NOx存储组分。在本发明中,从发动机启动开始直到催化剂床的温度达到约300℃,在低温下也不抑制NOx的解吸。
优选地,所述储氧材料的组成包括或者组成为:60wt.%Hf1-xZrxO2、30wt.%CeO2、6wt.%Y2O3和4wt.%La2O3,其中x=0.2-0.4。
在该储氧层中,硫酸钡和氧化镧起稳定化作用。氧化镧即使在催化剂床温低的气氛中也能够促进CO和NOx与氧化铈的反应以产生热量,从而改善了排气净化活性。当催化剂床温度达到约200℃时,氧化镧就能够将NOx与Ce氧化物一起解吸,引起CO和NO的反应,导致热值增加。热量使催化剂床温迅速升高,从而活化催化剂。该活化不仅促进CO和NO的净化去除,而且还改善了HC的去除性能。
当添加所述含量范围的La时,还可以提高材料的耐热性,使得不会引起氧化铝或合金材料的相变,耐热性不会降低。
以蜂窝结构体的每单位体积计,储氧材料的含量为20g/L-70g/L。优选地,氧化铈的含量为5g/L-20g/L。Ce具有作为OSC材料的功能,因此Ce的含量可以确保所存储的氧的量并且氧的释放时间不会变得过晚。研究还发现,Hf1-xZrxO2可以明显提高了Pd成分的活性。该复合氧化物与氧化铈一起使用时,可以在该层中迅速地进行氧的存储和释放,并且可以促进由活性组分中的Pd成分引起的HC和CO的氧化。
该储氧层的整体用量为本领域的常规用量,其施加方式也可以通过常规方式例如涂覆或浸渍煅烧来实现。
优选地,催化活性层由Pd成分和Rh成分组成。优选地,相对于催化转换器(例如蜂窝结构体)的每单位体积,Pd成分的量为0.3g/L至12g/L,更优选为1g/L至6g/L;Rh成分的量为0.05g/L至5g/L,更优选为0.10g/L至3g/L。
所述催化剂含量能够使催化活性组分不易在基材上烧结,并且充分发挥NOx的去除作用。
优选地,以金属重量计,Rh成分:Pd成分=1:1-1:15。
催化活性层可以通过常规方式施加,例如前体金属盐的分解来实现。
各个层可以通过常规方法施加,例如浆料刷涂、喷涂等方式,氧化铝层、中间层和储氧层可以根据需要进行调整。各成分可以通过常规方式形成,例如前体盐的浸渍和煅烧来引入。
所述多层体系催化剂能够同时有效地净化去除HC、CO和NOx,特别是在尾气排放温度低于250℃的启动阶段,甚至排放温度低于200℃的启动阶段。
附图说明
图1为本发明实施例1的双路径电阻原件结构示意图。
图2为本发明实施例1的圆盘状外壳的结构示意图。
图3为本发明实施例1双路径加热装置的结构俯视图。
图4为本发明实施例1双路径加热装置的纵向剖视图。
图5为单路径结构的加热装置的纵向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供的一种用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,该蜂窝结构体包括用于汽车尾气处理的双路径加热装置和催化器。如图1-4所示:至少包括电加热器和设置在电加热器下方的三元催化器5,电加热器包含有圆盘状外壳3、设置在圆盘状外壳3内的底座载体4、固定安装在底座载体4上的并联两路电阻元件以及与电阻元件分别连接的电极6;本实施例中为了详细说明结构组成将并联的两路电阻元件设为第一路径电阻元件1和第二路径电阻元件2。
第一路径电阻元件1和第二路电阻元件2分别由至少两层金属隔板以及位于相邻金属隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板电连接的金属瓦楞板构成。两路电阻元件以相位差180°的角向位置分别由外朝内、再转而由内朝外盘绕在所述外壳中,且相互间隔嵌套,构成太极状路径结构。
第一路径电阻元件和第二路径电阻元件分别包含2~10层瓦楞板。本实施例中第一路径电阻元件1和第二路径电阻元件2分别以4层大波纹瓦楞板为例进行说明;大波纹状瓦楞板的峰、谷与小波纹状金属隔板之间焊接固定;比如:金属隔板1-1、1-2之间固定焊接有大波纹状金属瓦楞板1-3。同样,第二路径电阻元件2中的相邻金属隔板2-1、2-2之间固定焊接有大波纹状金属瓦楞板2-3。
本实施例的隔板采用小波纹状金属隔板,当然也可以使用平面隔板,但是平面隔板导电率很大,相对小波纹状金属隔板更容易被烧坏;所以本实施例我们优先选择使用波纹状结构隔板。
本实施例的第一路径电阻元件1和第二路径电阻元件2是采用固定针7固定在底座载体上。固定针包括针杆和设置在针杆顶端的端帽,固定针外面套设有陶瓷绝缘套柱8;陶瓷绝缘套柱包括套体和套体一端部向外垂直套体轴线方向延伸出的翻边,套体轴向长度不小于波纹状金属板的宽度;针杆的长度大于电阻元件的宽度,且端帽的直径小于翻边直径。针杆的底部固定焊接在底座载体4上。
所述圆盘状外壳在电极搭载的一端断开与其他部位的连接。并通过绝缘组件来实现与其他部位的绝缘及固定。
本实施例的两路电阻元件和底座载体之间距离为0.5mm~1cm;防止导电。另外为了防止两路径的电阻元件之间串联短路,第一路径电阻元件与第二路径电阻元件边缘相邻两块金属隔板之间距离为0.5mm~0.9mm。本实施例优选0.7mm。
底座载体4包括一组金属平面隔板和固定连接在相邻金属平面隔板之间的蜂窝波纹状金属板;底座载体的纵向厚度大于第一路径、第二路径电阻元件的纵向厚度。当底座载体的纵向厚度很大时,三元催化器5的厚度可适当调小。三元催化器5固定在底座载体下方,其外壳与圆盘状外壳3固定焊接。或者加长圆盘状外壳3的长度,将三元催化器安装在圆盘状外壳的底部。
在该实施例中,三元催化剂为双层结构催化剂,其中底层为含La的Al2O3基复合氧化物,上层为含Pd的CeO2-ZrO2基复合氧化物储氧材料,Pd在上层中的含量为0.86g/L,La2O3在底层Al2O3基复合氧化物中重量为1.62g/L。
实施例2
重复实施例1,区别仅在于三元催化剂替换为根据本发明的多层结构催化剂(即多层体系催化剂),催化器中的多层体系催化剂包括:氧化铝层,中间层,以及储氧层和催化活性层,所述中间层为合金层,其包含:1.5wt.%的Al,0.5wt.%Y,1.0wt.%Cu,18wt.%Cr和余量的Fe,该合金层的厚度为0.1mm,其通过喷涂施加;所述储氧层由硫酸钡和储氧材料组成,硫酸钡与储氧材料的重量比为1:50,所述储氧材料的组成为:60wt.%Hf1-xZrxO2、30wt.%CeO2、6wt.%Y2O3和4wt.%La2O3,其中x=0.3,以蜂窝结构体的每单位体积计,氧化铈的含量为8g/L;催化活性层由Pd成分和Rh成分组成,Pd成分的量为1.2g/L,Rh成分的量为0.80g/L。
将上述蜂窝结构体尾气处理装置用于相同的模拟车辆行驶的台架实验:在直列6缸发动机(4000cc、转速3200rpm、吸入空气量4.5g/秒)上安装实施例1和2的汽车尾气净化装置,控制发动机的燃烧状态,使得进入催化剂的气体的空燃比过渡为(过渡时间为10秒)、进入气体温度过渡转变为500℃,使从发动机排出的排气在尾气净化装置中流过。
表1:NOx排放对比
Figure BDA0002557213470000111
表2:总HC排放对比
Figure BDA0002557213470000112
表3:CO排放对比
Figure BDA0002557213470000113
Figure BDA0002557213470000121
由上述表1-3可以清楚地看出,包含本发明的催化剂系统的蜂窝结构体可以实现NOx、HC和CO排放的同时降低,特别是NOx和HC,根据本发明的催化剂的净化效果更为显著。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,该蜂窝结构体包括用于汽车尾气处理的双路径加热装置和催化器,其特征在于:
所述双路径加热装置包括电加热器,所述电加热器含有圆盘状外壳、设置在圆盘状外壳内的底座载体以及固定安装在底座载体上并联的两路电阻元件,所述电阻元件由至少两层金属隔板以及位于相邻金属隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板电连接的金属瓦楞板构成;以及
所述催化器包含多层体系催化剂。
2.根据权利要求1所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述两路电阻元件分别包含2~10层瓦楞板。
3.根据权利要求2所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述金属隔板为波纹状金属板,且所述金属隔板的波纹小于所述金属瓦楞板的波纹。
4.根据权利要求3所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述电阻元件通过一组连接件固定安装在底座载体上。
5.根据权利要求4所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述连接件包括固定针和套设在固定针外面的绝缘套;所述绝缘套包括套体和套体一端部向外垂直套体轴线方向延伸出的翻边,所述套体轴向长度不小于波纹状金属板的宽度;所述固定针包括针杆和设置在针杆顶端的端帽,所述针杆的长度大于电阻元件的宽度,且所述端帽的直径小于翻边直径。
6.根据权利要求5所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述针杆的底部固定焊接在底座载体上。
7.根据权利要求6所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述电阻元件和底座载体之间距离为0.5mm~1cm。
8.根据权利要求7所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体,其特征在于:所述底座载体包括至少两层金属平面隔板以及位于相邻金属平面隔板之间且其峰、谷分别与两层金属隔板连接的波纹金属板;所述底座载体的纵向厚度大于所述两路径电阻元件的纵向厚度。
9.根据权利要求8所述的用于汽车尾气处理的金属结构体,其特征在于:所述圆盘状外壳在电极搭载的一端断开与其他部位的连接。并通过绝缘组件来实现与其他部位的绝缘及固定。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于汽车尾气处理的蜂窝结构体的应用,其用于HC、CO和NOx的净化去除。
CN202010595047.2A 2020-06-28 2020-06-28 用于汽车尾气处理的蜂窝结构体 Active CN111828145B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010595047.2A CN111828145B (zh) 2020-06-28 2020-06-28 用于汽车尾气处理的蜂窝结构体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010595047.2A CN111828145B (zh) 2020-06-28 2020-06-28 用于汽车尾气处理的蜂窝结构体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111828145A true CN111828145A (zh) 2020-10-27
CN111828145B CN111828145B (zh) 2022-04-08

Family

ID=72898257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010595047.2A Active CN111828145B (zh) 2020-06-28 2020-06-28 用于汽车尾气处理的蜂窝结构体

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111828145B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114922717A (zh) * 2021-02-11 2022-08-19 本特勒汽车有限公司 用于布置在机动车辆的排气系统中的废气处理装置
CN115134953A (zh) * 2022-06-20 2022-09-30 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种电加热器
CN118548134A (zh) * 2024-06-18 2024-08-27 温州科博达汽车部件有限公司 一种后处理催化加热器及其制备方法
WO2026020562A1 (zh) * 2024-07-22 2026-01-29 天纳克(苏州)排放系统有限公司 电加热器以及尾气后处理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19505727A1 (de) * 1995-02-20 1996-08-22 Emitec Emissionstechnologie Vorrichtung zur katalytischen Umsetzung von Abgasen in einem Abgassystem
CN106089372A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 夏哲 电加热元件支承结构及应用该结构的汽车废气净化装置
CN108729995A (zh) * 2018-05-21 2018-11-02 亿达天地环保技术股份有限公司 一种用于汽车尾气处理的双路径加热装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19505727A1 (de) * 1995-02-20 1996-08-22 Emitec Emissionstechnologie Vorrichtung zur katalytischen Umsetzung von Abgasen in einem Abgassystem
CN106089372A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 夏哲 电加热元件支承结构及应用该结构的汽车废气净化装置
CN108729995A (zh) * 2018-05-21 2018-11-02 亿达天地环保技术股份有限公司 一种用于汽车尾气处理的双路径加热装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114922717A (zh) * 2021-02-11 2022-08-19 本特勒汽车有限公司 用于布置在机动车辆的排气系统中的废气处理装置
CN115134953A (zh) * 2022-06-20 2022-09-30 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种电加热器
CN118548134A (zh) * 2024-06-18 2024-08-27 温州科博达汽车部件有限公司 一种后处理催化加热器及其制备方法
WO2026020562A1 (zh) * 2024-07-22 2026-01-29 天纳克(苏州)排放系统有限公司 电加热器以及尾气后处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111828145B (zh) 2022-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111828145B (zh) 用于汽车尾气处理的蜂窝结构体
EP0638710B2 (en) Adsorbent for purification of automobile exhaust gas and method of controlling emission of unburnt hydrocarbons from internal combustion engine
US4976929A (en) Electrically heated catalytic converter
JP3001281B2 (ja) ハニカムモノリスヒータ
JP3281087B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
JP3516718B2 (ja) 排ガス浄化用触媒−吸着体及び排ガス浄化方法
US5264186A (en) Catalytic converter for use in controlling automotive exhaust emissions
US5057482A (en) Catalytic composite for purifying exhaust gases and a method for preparing the same
GB2273637A (en) Honeycomb heater
JPH10180099A (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム
US6869573B2 (en) Heater and catalytic converter
EP0661096B1 (en) Honeycomb heater
JP3058995B2 (ja) ハニカムヒーター
JPH1181999A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2771364B2 (ja) 自動車排ガス浄化用触媒コンバーター
JP2009275559A (ja) 電気加熱式触媒装置
JPH10244167A (ja) 排気ガス浄化用触媒構造体
JP2008110303A (ja) 排ガス浄化用触媒
CA2240704C (en) System for exhaust gas purification
JP2915549B2 (ja) 通電発熱型ヒーター及び触媒コンバーター
JP4084656B2 (ja) 排ガス浄化システムおよび排ガス浄化方法
JP7463126B2 (ja) Scr用電気加熱式触媒装置およびこれを用いた排ガス浄化方法
JP3202676B2 (ja) 自動車排ガス浄化用吸着材
JPH09928A (ja) 排ガス浄化用の低温着火性触媒組成物及び低温着火性触媒体並びにこれらを利用した排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
JP2870376B2 (ja) 触媒機能を有する高周波発熱体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant