用于微粒捕捉器的滤芯及其制备方法、微粒捕捉器技术

本发明专利技术提出一种用于微粒捕捉器的滤芯及其制备方法、微粒捕捉器，所述滤芯包括以下重量份数的原料组分：70～95份的高硅氧玻纤、5～20份的硅溶胶、0～10份的有机胶、0～10份的沸石分子筛和0～3份的偶联剂。所述微粒捕捉器包括上述滤芯。本发明专利技术合理设计滤芯的原料组分，以高硅氧纤维作为主要成分，使滤芯的可接触面积很大，吸附负载量大，提高过滤效率，同时高硅氧纤维的高温耐受度可达到1000℃以上，可以达到再生时高温的要求，分散性好，使再生更加容易。并且高硅氧纤维纸不存在径向和横向膨胀系数的差异，再生过程中受热均匀，滤芯不会因热应力损坏，延长滤芯的使用寿命。

Filter element for particulate trap and its preparation method and particle trap

The invention provides a filter element for a particle trap, a preparation method and a particle trap. The filter element comprises the following weight components: 70-95 parts of high silica glass fiber, 5-20 parts of silica sol, 0-10 parts of organic gum, 0-10 parts of zeolite molecular sieve and 0-3 parts of coupling agent. The particulate trap includes the filter element. The raw material composition of the filter element is reasonably designed, and the high silicon oxygen fiber is used as the main component, so that the contact area of the filter element is large, the adsorption load is large, and the filtration efficiency is improved. At the same time, the high temperature tolerance of the high silicon oxygen fiber can reach more than 1000 degrees Celsius, which can meet the requirements of high temperature in regeneration, has good dispersion and makes the regeneration more compatible. Yi. And there is no difference between radial and transverse expansion coefficients of high silica fiber paper. The regeneration process is uniform, and the filter element will not be damaged by thermal stress, thus prolonging the service life of the filter element.

【技术实现步骤摘要】
用于微粒捕捉器的滤芯及其制备方法、微粒捕捉器
本专利技术属于尾气处理
，尤其涉及一种用于微粒捕捉器的滤芯及其制备方法、微粒捕捉。
技术介绍
目前，控制发动机有害物质排放是保护环境的有效措施，对于柴油机而言，微粒排放是柴油机控制的两大难点之一。随着环保法规的不断严格，微粒的排放界限值越来越低，为了降低发动机的微粒排放，可使用微粒捕捉器。柴油机颗粒捕捉器(DPF)是一种安装在柴油发动机排放系统中的过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。目前使用的微粒捕捉器，使用一段时间后，会发生积炭阻塞滤网，需要进行再生，再生的过程就是采用电加热的方法或使用催化器降低微粒的燃点使碳燃烧来消除积炭。国内外常用的过滤材料主要是陶瓷材料，包括蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷。陶瓷材料作为过滤器，虽然耐高温性能好，机械强度高，但是由于其径向和横向膨胀系数相差两倍，存在着再生过程中受热不均匀，易发生热应力损坏，颗粒易结块，不利于着火燃烧再生的缺点。并且由于其特殊的孔道结构，蜂窝陶瓷过滤效率高但成本也高。
技术实现思路
本专利技术针对上述的技术问题，提出一种用于微粒捕捉器的滤芯及其制备方法、微粒捕捉器。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于微粒捕捉器的滤芯，包括以下重量份数的原料组分：70～95份的高硅氧玻纤、5～20份的硅溶胶、0～10份的有机胶、0～10份的沸石分子筛和0～3份的偶联剂。作为优选：包括以下重量份数的原料组分：80份的高硅氧玻纤、10份的硅溶胶、8份的有机胶、5份的沸石分子筛和1.6份的偶联剂。作为优选：所述有机胶包括聚乙烯醇、聚丙烯树脂和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种。作为优选：所述滤芯的竖直截面呈瓦楞结构。所述高硅氧纤维纸分为相互连接的平板层和波浪层，所述平板层与所述波浪层依次叠加交替设置构成高硅氧玻纤瓦楞纸。作为优选：所述滤芯由靠近微粒捕捉器的进气道开口的一端至靠近微粒捕捉器的排气口的一端的截面面积依次递减。作为优选：所述滤芯为棱台状或圆台状。所述棱台状进一步优选为四棱台状。作为优选：所述滤芯为侧面呈直角梯形的梯形体，所述滤芯的数量为三个以上，相邻两个所述滤芯的直角棱依次相接，且相邻两个所述滤芯形成的夹角之间设置有密封件。作为优选：所述滤芯的数量为三个，三个所述滤芯依次相接，相邻两个所述滤芯的夹角为120°。一种上述用于微粒捕捉器的滤芯的制备方法，包括以下步骤：步骤一：制备高硅氧玻纤纸：取高硅氧玻纤加入水中，经打浆、疏解、上浆成形、成形脱水后在外表面上浸渍上胶有机胶和偶联剂，上胶后于真空系统中，抽去多余的水、有机胶和偶联剂，经烘干后制备得到高硅氧玻纤纸；步骤二：制备高硅氧玻纤瓦楞纸：取高硅氧玻纤纸润湿后送入瓦楞机，压制出呈瓦楞状的高硅氧玻纤纸，将呈瓦楞状的高硅氧玻纤纸与呈水平状的高硅氧玻纤纸通过喷涂硅溶胶依次堆叠制备得到高硅氧玻纤瓦楞纸步骤三：制备高硅氧玻纤块体：将高硅氧玻纤瓦楞纸堆叠为棱台状或圆台体，通过硅溶胶粘结或机械方式固定制备为高硅氧玻纤块体；步骤四：制备滤芯：取高硅氧玻纤块体浸入含沸石分子筛和硅溶胶的混合浆液中，浸渍结束后提出烘干得到滤芯。作为优选：水中所述高硅氧玻纤的打浆浓度为2～5‰，疏解后上浆浓度为0.2～0.8‰。一种微粒捕捉器，包括上述的用于微粒捕捉器的滤芯。作为优选：进一步还包括壳体，所述壳体内设置进气道，所述进气道的一端与柴油机排气端相连通，另一端为密封状；位于所述壳体内、所述进气道外表面套设用于吸附颗粒物的所述滤芯，所述滤芯内设置有用于再生滤芯的电加热芯，所述壳体上设置有排气口。所述电加热芯包括多根探入式热电阻加热器，所述探入式热电阻加热器呈圆周排列且均匀分布于滤芯内。作为优选：所述进气道的开口靠近所述滤芯端面面积较大的一端；所述排气口靠近所述滤芯端面面积较小的一端。所述壳体为立方体。作为优选：所述排气口处设置有滤纸层和/或活性炭层。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术提供的用于微粒捕捉器的滤芯及其制备方法合理设计滤芯的原料组分，以高硅氧纤维作为主要成分，使滤芯的可接触面积很大，吸附负载量大，提高过滤效率，同时高硅氧纤维的高温耐受度可达到1000℃以上，可以达到再生时高温的要求，分散性好，使再生更加容易。高硅氧纤维纸不存在径向和横向膨胀系数的差异，再生过程中受热均匀，滤芯不会因热应力损坏。另外就成本而言，相同体积的滤芯，使用高硅氧纤维的成本远低于陶瓷材料，并且重量更轻，过滤效率更高，可以减轻柴油机尾气处理装置的重量。2、本专利技术使用高硅氧玻纤作为滤芯主要原料，滤芯有良好的蓄热导热能力，可以将气体有效降温，在出口端可布置耐热性能稍微差一些的活性炭等吸附物质，进一步吸附除大颗粒之外的小颗粒微尘杂质，强化净化效果。3、本专利技术提供的用于微粒捕捉器的滤芯在使用时，针对柴油机排放的颗粒污染物从瓦楞处穿过，通过吸附的方式将颗粒吸附存至高硅氧玻纤纸上，有效针对颗粒污染物进行去除。4、本专利技术提供的微粒捕捉器设计为棱台状，由于尾气在刚进入到进气道时流量较快，靠近进气口部分的高硅氧纤维纸面积更大，有效针对尾气进行过滤，越深入进气道内，尾气的流量越慢，则所需要的高硅氧纤维纸面积更小，同时将排气口设置于靠近所述滤芯端面面积较小的一端，使尾气能够在高硅氧纤维纸上进行充分过滤后排出。附图说明图1为本专利技术柴油机微粒捕捉器的具体实施方式的结构示意图；图2为本专利技术图1所示柴油机微粒捕捉器沿A-A线的一种实施方式截面视图；图3为本专利技术图1所示柴油机微粒捕捉器沿B-B线的截面视图；图4为本专利技术高硅氧纤维纸的结构示意图；图5为本专利技术图1所示柴油机微粒捕捉器沿B-B线的另一种实施方式截面视图；以上各图中：1、壳体；2、进气道；3、电加热芯；4、滤芯；41、平板层；42、波浪层；5、排气口；6、滤纸层；7、活性炭层；8密封件。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种用于微粒捕捉器的滤芯，包括以下重量份数的原料组分：70～95份的高硅氧玻纤、5～20份的硅溶胶、0～10份的有机胶、0～10份的沸石分子筛和0～3份的偶联剂。其中滤芯以高硅氧玻纤作为主要原料组分，使最终获取的滤芯可接触面积很大，吸附负载量大，提高过滤效率，同时高硅氧纤维的高温耐受度可达到1000℃以上，可以达到再生时高温的要求，分散性好，使再生更加容易。成本更低，过滤效率更高。进一步优选的所述滤芯包括以下重量份数的原料组分：80份的高硅氧玻纤、10份的硅溶胶、8份的有机胶、5份的沸石分子筛和1.6份的偶联剂。在上述优选的重量份数的组分条件下，其净化率更高。在一可选实施例中：所述有机胶包括聚乙烯醇、聚丙烯树脂和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种。所述偶联剂的型号为KH560。在一可选实施例中：所述滤芯4的竖直截面呈瓦楞结构，结合滤芯4原料高硅氧纤维的选择，优选滤芯4竖直截面呈瓦楞结构，在该种结构条件下，高硅氧纤维的可接触面积很大，吸附负载量大，有利于提高过滤效率和净化率。具体的，所述高硅氧纤维瓦楞纸分为相互连接的平板层41和波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：包括以下重量份数的原料组分：70～95份的高硅氧玻纤、5～20份的硅溶胶、0～10份的有机胶、0～10份的沸石分子筛和0～3份的偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：包括以下重量份数的原料组分：70～95份的高硅氧玻纤、5～20份的硅溶胶、0～10份的有机胶、0～10份的沸石分子筛和0～3份的偶联剂。2.根据权利要求1所述的用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：所述有机胶包括聚乙烯醇、聚丙烯树脂和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：所述滤芯的竖直截面呈瓦楞结构。4.根据权利要求1所述的用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：所述滤芯由靠近微粒捕捉器的进气道开口的一端至靠近微粒捕捉器的排气口的一端的截面面积依次递减。5.根据权利要求4所述的用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：所述滤芯呈棱台状或圆台状。6.根据权利要求5所述的用于微粒捕捉器的滤芯，其特征在于：所述滤芯为侧面呈直角梯形的梯形体，所述滤芯的数量为三个以上，相邻两个所述滤芯的直角棱依次相接，且相邻两个所述滤芯形成的夹角之间设置有密封件。7.一种权利要求1～6任一项所述的用于微粒捕捉器的滤芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：制备高硅氧玻纤纸：取高硅氧玻纤加入水中，经打浆、疏解、上浆成形、成形脱水后在外表面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯超，赵立斌，冯晓，刘冰，段晓菲，
申请(专利权)人：青岛纳博科环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37