一种汽车提速节能净化催化器制造技术

本发明专利技术提供了一种汽车提速节能净化催化器，包括：出气端盖，出气端盖安装在导流壳体的底部，催化剂载体导流芯套接在导流壳体内，弹簧安装在催化剂载体导流芯的上方，强磁铁安装在弹簧的上方，进气端盖将强磁铁覆盖后安装在导流壳体的顶部，催化剂载体导流芯内均匀开设有多层上下错位层叠设置的导流孔组，并且上层导流孔组中的单个导流孔中的出气锥孔与下层导流孔组中的四个导流孔中的进气锥孔相搭接，分流通道孔内填充自制催化剂载体。本汽车提速节能净化催化器，通过同时提高尾气与催化剂接触面积、反应时效以及改善催化剂催化效率的方式，有效提高汽车尾气中CO、HC、NOX等有害气体的净化效率。

A Speed-up Energy-saving Purification Catalyst for Automobile

The invention provides an automobile speed-up energy-saving purifying catalyst, which comprises an exhaust end cover, an exhaust end cover installed at the bottom of the guide shell, a catalyst carrier guide core sleeved in the guide shell, a spring mounted on the top of the guide core of the catalyst carrier, a strong magnet mounted on the top of the spring, and an air inlet end cover mounted on the top of the guide shell after covering the strong magnet, and a catalyst carrier. In the diversion core, a diversion hole group with multiple layers of staggered layers is evenly arranged, and the outlet cone hole in the single diversion hole group of the upper diversion hole group is overlapped with the intake cone hole in the four diversion holes of the lower diversion hole group, and the diversion channel hole is filled with a self-made catalyst carrier. The automobile speed-up energy-saving purification catalyst can effectively improve the purification efficiency of harmful gases such as CO, HC, NOX in automobile exhaust by improving the contact area between exhaust gas and catalyst, reaction time and catalyst catalytic efficiency at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车提速节能净化催化器
本专利技术涉及一种催化器，具体涉及一种汽车提速节能净化催化器。
技术介绍
现代工业的不断高速发展，使能源与环境已成为当今世界各国关注的焦点。特别是近几年，石油价格波动较大，能源需求的不断增长让人们的节能意识逐渐提高，世界各国政府寻求各种手段提高能源利用率。汽车作为人们出行的重要交通工具极大的改变了人类生活方式，促进了人类社会的进步。人们在享受现代化带来便利的同时，日常生活也不免给环境带来危害，近段时间在我国北部、中部地区频繁出现的雾霾天气极大的影响了居民的日常生活和人体健康。现在世界范围内汽车保有量超过7亿辆，我国汽车的年产销量也突破2000万辆，方便人们出行的同时，带来的能源消耗、污染环境的问题也不容忽视。各国政府都出台严厉的法规标准，敦促汽车企业开发更为节能高效和低排放的汽车。汽车发动机所用有机物燃料在燃烧室内完全燃烧时，如果不考虑其中的少许杂质的话，仅仅生成二氧化碳和水。然而，实际使用中，发动机工作时很难达到燃料完全燃烧的条件，较高的转速会使燃料与空气接触时间很短，经常不能完全均匀混合，在供氧不足时，高温高压环境使燃料发生裂解、脱氢，从而产生CO、HC、NOX等有害气体。通过催化作用将汽车尾气中的烃类和一氧化碳氧化为二氧化碳和水的催化剂通常称为汽车氧化催化剂(DOC)或催化净化器，安装在汽车发动机排气管中。当高温的汽车尾气通过催化净化器时，催化净化器中的催化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气；三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。经过研究，影响汽车尾气催化净化器工作效率的主要因素包括两点：1)涂覆在汽车尾气催化净化器上的催化剂涂层的催化效率；2)尾气通过催化净化器时与催化剂涂层接触的面积及反应时效。目前已经有一些关于汽车尾气净化催化器的研究，如公开号为：CN107620619A公开了一种利用钙钛矿基催化剂的尾气净化装置，该装置是由进气口、排气口以及尾气净化部组成，其特征在于，尾气净化部是内径为24cm的中空圆柱，在所述尾气净化部内自所述进气口至排气口方向依次设置有高压电路、双铁丝网、油雾过滤网以及催化剂载体，该装置通过设置催化剂载体进一步利用钙钛矿基三效催化剂在尾气排放之前对尾气进行催化转化，将CO、HC、NOX分别氧化、还原为对人体健康无害的二氧化碳、氮气和水蒸气，从而使得最终经过尾气净化装置排出的尾气是对大气污染明显减小的气体，但是该装置结构复杂，并且由于尾气采用直入直出的方式与催化剂载体接触，接触面积小、反应时效低，并且采用的钙钛矿基三效催化剂存在高温活性较差，热稳定性也较差的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种汽车提速节能净化催化器，通过同时提高尾气与催化剂接触面积、反应时效以及改善催化剂催化效率的方式，有效提高汽车尾气中CO、HC、NOX等有害气体的净化效率。为实现上述技术方案，本专利技术提供的一种汽车提速节能净化催化器，包括：进气端盖、强磁铁、弹簧、催化剂载体导流芯、导流壳体和出气端盖，所述出气端盖安装在导流壳体的底部，催化剂载体导流芯套接在导流壳体内，弹簧安装在催化剂载体导流芯的上方，强磁铁安装在弹簧的上方，强磁铁中心设置有与进气端盖上进气管相匹配的通孔，进气端盖将强磁铁覆盖后安装在导流壳体的顶部，所述催化剂载体导流芯内均匀开设有多层上下错位层叠设置的导流孔组，每层导流孔组均由多个呈圆周阵列分布的导流孔组成，每个导流孔均包括进气锥孔、分流通道孔和出气锥孔，所述进气锥孔设置为从气体流动方向由外向内渐缩，出气锥孔设置为从气体流动方向由内向外渐扩，分流通道孔用于连接进气锥孔和出气锥孔，并且上层导流孔组中的单个导流孔中的出气锥孔与下层导流孔组中的四个导流孔中的进气锥孔相搭接，所述分流通道孔内填充催化剂载体，所述催化剂载体为每平方英寸上开设300～400孔、平均孔径为15～30μm的金属蜂窝载体，催化剂涂覆在所述金属蜂窝载体上，所述涂覆催化剂的金属蜂窝载体通过如下方法制得：S1、将重量百分比为2％～7％的氧化铝Al2O3、32％～45％的氧化铈CeO2、10％～15％的氧化钙CaO、12％～18％氧化镧La2O3、13％～22％氧化钛TiO2、5％～8％氧化铜CuO、11％～18％ZnO和200％～400％的去离子水搅拌混合均匀，形成浆液；S2、使用磨球处理步骤S1中得到的浆液，控制颗粒度D90小于3μm；S3、使用旋转蒸发器将步骤S2所得混合液中的水分蒸干得到固体粉末，然后在600～700℃下焙烧3～5h，得到底涂物；S4、按重量份计，取85～95份步骤S4制备的底涂物、3～5份贵金属铑及8～10份硅溶胶，并加入去离子水，高速搅拌形成悬浊液，调节去离子水加入量，使悬浊液中固形物质量百分数为50％～60％，得到涂覆用催化剂浆液；S5、将每平方英寸上开设300～400孔、平均孔径为15～30μm的金属蜂窝载体浸泡在步骤S4制得的催化剂浆液，浸泡1～2min后取出，然后用压缩空气吹扫，将载体内部的孔道吹通，在100～110℃下干燥3～5h，然后在600～700℃焙烧3～5h，得到表面及孔道内均涂覆好催化剂的金属蜂窝催化剂载体。优选的，所述导流孔的进气锥孔中大圆直径d1为2-4mm，进气锥孔中小圆直径d2为1-2mm，进气锥孔的深度h1为1-2mm，所述出气锥孔的结构与进气锥孔的结构相同。优选的，所述分流通道孔的直径为1-2mm，深度h1为2-4mm，所述分流通道孔的上下端均设置有孔径小于催化剂载体直径的金属网，催化剂载体填充在分流通道孔内并由上下金属网阻隔。优选的，所述催化剂载体为铁铬铝金属蜂窝载体。优选的，所述催化剂载体导流芯由耐高温的镍铬合金材料制作而成。优选的，所述进气端盖与出气端盖分别通过螺纹连接在导流壳体上。本专利技术提供的一种汽车提速节能净化催化器的有益效果在于：1)本汽车提速节能净化催化器中的催化剂载体导流芯采用多层上下错位层叠设置的导流孔组的设计，并且上层导流孔组中的单个导流孔中的出气锥孔与下层导流孔组中的四个导流孔中的进气锥孔相搭接，尾气经过强磁铁的磁化后进入催化剂载体导流芯，并通过导流孔的分流可以与填充在导流孔分流通道孔内的涂覆有催化剂的金属蜂窝载体充分接触，提高反应时效，并且尾气经过磁化后与金属蜂窝载体孔道内的涂层接触效率更高，氧化-还原反应的催化效果更佳；2)本汽车提速节能净化催化器中采用自制的高效催化剂，催化剂涂层中的复合氧化物间的紧密耦合结构可以提高催化剂的热稳定性及耐久能力，进而延长催化剂的使用寿命；同时锌、铜、铑等活性组分加入可显著提升催化剂的反应活性，有利于尾气中CO、HC、NOX的去除；3)本汽车提速节能净化催化器不改变汽车发动机构造、汽车任何零部件、汽车电脑、油电路，可将CO、HC、NOX分别氧化、还原为对人体健康无害的二氧化碳、氮气和水蒸气，从而使得最终经过本节能净化催化器排出的尾气对大气污染明显减小。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图。图2为本专利技术的剖视图。图3为本专利技术中催化剂载体导流芯立的俯视图。图4为本专利技术中催化剂载体导流芯立的剖视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车提速节能净化催化器，包括：进气端盖、强磁铁、弹簧、催化剂载体导流芯、导流壳体和出气端盖，所述出气端盖安装在导流壳体的底部，催化剂载体导流芯套接在导流壳体内，弹簧安装在催化剂载体导流芯的上方，强磁铁安装在弹簧的上方，强磁铁中心设置有与进气端盖上进气管相匹配的通孔，进气端盖将强磁铁覆盖后安装在导流壳体的顶部，其特征在于：所述催化剂载体导流芯内均匀开设有多层上下错位层叠设置的导流孔组，每层导流孔组均由多个呈圆周阵列分布的导流孔组成，每个导流孔均包括进气锥孔、分流通道孔和出气锥孔，所述进气锥孔设置为从气体流动方向由外向内渐缩，出气锥孔设置为从气体流动方向由内向外渐扩，分流通道孔用于连接进气锥孔和出气锥孔，并且上层导流孔组中的单个导流孔中的出气锥孔与下层导流孔组中的四个导流孔中的进气锥孔相搭接，所述分流通道孔内填充催化剂载体，所述催化剂载体为每平方英寸上开设300～400孔、平均孔径为15～30μm的金属蜂窝载体，催化剂涂覆在所述金属蜂窝载体上。所述涂覆催化剂的金属蜂窝载体通过如下方法制得：S1、将重量百分比为2％～7％的氧化铝Al2O3、32％～45％的氧化铈CeO2、10％～15％的氧化钙CaO、12％～18％氧化镧La2O3、13％～22％氧化钛TiO2、5％～8％氧化铜CuO、11％～18％ZnO和200％～400％的去离子水搅拌混合均匀，形成浆液；S2、使用磨球处理步骤S1中得到的浆液，控制颗粒度D90小于3μm；S3、使用旋转蒸发器将步骤S2所得混合液中的水分蒸干得到固体粉末，然后在600～700℃下焙烧3～5h，得到底涂物；S4、按重量份计，取85～95份步骤S4制备的底涂物、3～5份贵金属铑及8～10份硅溶胶，并加入去离子水，高速搅拌形成悬浊液，调节去离子水加入量，使悬浊液中固形物质量百分数为50％～60％，得到涂覆用催化剂浆液；S5、将每平方英寸上开设300～400孔、平均孔径为15～30μm的金属蜂窝载体浸泡在步骤S4制得的催化剂浆液，浸泡1～2min后取出，然后用压缩空气吹扫，将载体内部的孔道吹通，在100～110℃下干燥3～5h，然后在600～700℃焙烧3～5h，得到表面及孔道内均涂覆好催化剂的金属蜂窝催化剂载体。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车提速节能净化催化器，包括：进气端盖、强磁铁、弹簧、催化剂载体导流芯、导流壳体和出气端盖，所述出气端盖安装在导流壳体的底部，催化剂载体导流芯套接在导流壳体内，弹簧安装在催化剂载体导流芯的上方，强磁铁安装在弹簧的上方，强磁铁中心设置有与进气端盖上进气管相匹配的通孔，进气端盖将强磁铁覆盖后安装在导流壳体的顶部，其特征在于：所述催化剂载体导流芯内均匀开设有多层上下错位层叠设置的导流孔组，每层导流孔组均由多个呈圆周阵列分布的导流孔组成，每个导流孔均包括进气锥孔、分流通道孔和出气锥孔，所述进气锥孔设置为从气体流动方向由外向内渐缩，出气锥孔设置为从气体流动方向由内向外渐扩，分流通道孔用于连接进气锥孔和出气锥孔，并且上层导流孔组中的单个导流孔中的出气锥孔与下层导流孔组中的四个导流孔中的进气锥孔相搭接，所述分流通道孔内填充催化剂载体，所述催化剂载体为每平方英寸上开设300～400孔、平均孔径为15～30μm的金属蜂窝载体，催化剂涂覆在所述金属蜂窝载体上。所述涂覆催化剂的金属蜂窝载体通过如下方法制得：S1、将重量百分比为2％～7％的氧化铝Al2O3、32％～45％的氧化铈CeO2、10％～15％的氧化钙CaO、12％～18％氧化镧La2O3、13％～22％氧化钛TiO2、5％～8％氧化铜CuO、11％～18％ZnO和200％～400％的去离子水搅拌混合均匀，形成浆液；S2、使用磨球处理步骤S1中得到的浆液，控制颗粒度D90小于3μm；S3、使用旋转蒸发器将步骤S2所得混合液中的水分蒸干得到固体粉末，然后在60...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世光，
申请(专利权)人：四会市新亚商绿环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44