一种三效催化剂制造技术

本发明专利技术属于催化剂制备技术领域，具体的说是一种三效催化剂，包括过滤芯、壳体和通气管；所述通气管安装在壳体两侧用于输入与排出尾气；所述壳体中空设计；所述过滤芯安装于壳体内腔；所述过滤芯上开设有均匀分布的催化孔；所述催化孔螺旋通道设计；所述壳体底部固连有循环管；所述循环管中空设计且循环管连通壳体内腔；初始状态下循环管内承载有多个清洁球；所述清洁球表面凹凸不平设计；所述壳体与右侧通气管之间固连有过滤网；所述清洁球内部空腔充有轻质惰性气体；所述清洁球为耐高温弹性橡胶材料制成；本发明专利技术通过气流的冲力带动清洁球在催化孔和循环管内循环往复，从而达到清理催化孔表面附着的碳烟，从而保障催化反应有序进行。

A three-way catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种三效催化剂
本专利技术属于催化剂制备
，具体的说是一种三效催化剂。
技术介绍
汽车尾气的主要污染物是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)，利用安装在排气系统的催化剂可以将一氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳(CO2)、水(H2O)，并同时使氮氧化合物还原为氮气(N2)，实现尾气的净化，这种催化剂通常称为三效催化剂。三效催化剂由两部分组成：蜂窝状的陶瓷或金属载体，以及附着在载体上的催化剂涂层。催化剂涂层通常由具有较大比表面积的氧化物材料(如氧化铝)、储氧材料和分散在氧化物或储氧材料表面的贵金属活性组分(常为Pd(钯)、Rh(铑)中的一种或几种)组成。其中的储氧材料一般为含铈锆的复合氧化物，它通过吸附储存尾气中的氧或释放出氧来调节尾气中氧化性组分和还原性组分的比例，使一氧化碳和碳氢化合物被氧化的同时氮氧化合物被还原。为了提高汽车冷启动时污染物的转化效率，三效催化剂常被安装在靠近发动机排气歧管出口的位置，在汽车高速行驶时，三效催化剂的床层温度可达到900～1050℃的高温。然而现有技术中三效催化剂使用的催化转化器在具体使用时，催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的"中毒"现象，同时当汽车长期工作于低温状态时，三效催化器无法启动，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面，造成无法与CO和HC接触，长期下来，便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，解决催化转化器在运用时，催化剂表面极易吸附氧化物及碳烟，使催化转化器效能降低的问题，本专利技术提出的一种三效催化剂。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种三效催化剂，其制备方法包括以下步骤：S1：使用堇青石粉末构造蜂窝状载体，经过高温烧制后得到堇青石陶瓷蜂窝过滤芯；S2：将50g的铈锆固溶体(30wt％CeO2、60wt％ZrO2、5wt％La2O3和5wt％Y2O3)、50g的La2O3-Al2O3(La2O3占La2O3-Al2O3的4wt％)、和6.90g硝酸钯溶液(溶液中Pd含量14.5wt％)和适量去离子水混合，并经球磨后配制得到涂层浆液；将该涂层浆液涂覆到过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到下层Pd涂层；S3：将50g的铈锆固溶体(30wt％CeO2、60wt％ZrO2、5wt％La2O3和5wt％Y2O3)、50g的La2O3-Al2O3(La2O3占La2O3-Al2O3的4wt％)、和2.00g硝酸钯溶液(溶液中Rh含量5.0wt％)和适量去离子水混合，并经球磨后配制得到涂层浆液；将该涂层浆液涂覆到S1处理后的过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到中间层Rh涂层；S4：用Ba(CH3COO)2(醋酸钡)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)配制BaO含量为5wt％的Ba(CH3COO)2(醋酸钡)水溶液，将100g该溶液涂覆到S2处理后的过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到BaO涂覆量为5g/L的碱土金属氧化物涂层；S5：将经过三层涂覆且烘干后的过滤芯加载在尾气处理器中，即制得成品尾气净化装置；其中S5中所述尾气净化装置包括过滤芯、壳体和通气管；所述通气管安装在壳体两侧用于输入与排出尾气；所述壳体中空设计；所述过滤芯安装于壳体内腔；所述过滤芯上开设有均匀分布的催化孔；所述催化孔螺旋通道设计；所述壳体底部固连有循环管；所述循环管中空设计且循环管连通壳体内腔；初始状态下循环管内承载有多个清洁球；所述清洁球表面凹凸不平设计；所述壳体与右侧通气管之间固连有过滤网；工作时，汽车尾气通过左侧通气管通入壳体内，通入壳体的尾气进入过滤芯，通过催化孔进入右侧通气管排出，在尾气排出的同时，部分尾气进入循环管，并将循环管内清洁球带动通过管道进入过滤芯内，清洁球随尾气通过过滤芯后于右侧通气管处被过滤网拦截落入下方循环管内，进行再循环作业，尾气在通过过滤芯时与过滤芯螺旋孔表面涂布的PD涂层、RH涂层和碱土金属氧化物涂层进行充分反应，将尾气中蕴含的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)充分氧化还原二氧化碳、水和氮气，有效地将尾气中蕴含的空气污染物净化，同时催化孔螺旋形设计可以增大催化孔的表面积，使进入催化孔的尾气充分反应，避免尾气中有害气体未接触到催化孔表面的涂层，造成净化不彻底，同时尾气在通过催化孔时，尾气中蕴含的碳颗粒、粘连性氧化物等极易沾附在催化孔表面，将催化孔表面的涂层覆盖，使催化反应进行的不彻底，清洁球的设置通过尾气循环时的动力将清洁球撞击在催化孔壁上，使清洁球凹凸不平的表面与催化孔壁进行摩擦，使催化孔壁上粘连的杂质脱落，使催化反应进行的更加彻底，同时清洁球表面凹凸不平的设计，可以减少空气的阻力，增加清洁球的升力，使清洁球在循环管内受到气流吹动时，具备更快的冲击速度，使清洁球与催化孔壁摩擦力增大，使清洁工作进行的更加彻底。优选的，所述清洁球内部空腔设置且清洁球内部空腔充有轻质惰性气体；所述清洁球为耐高温弹性橡胶材料制成；工作时，汽车尾气通过通气管进入壳体内，尾气蕴含的热量将壳体与过滤芯加热，同时高温气流使清洁球内轻质惰性气体受热膨胀，使清洁球表面积增大，使清洁球与催化孔壁接触面积增大，加强清洁球清理催化孔表面杂质的能力，使催化反应进行的更加彻底，使输出的汽车尾气中蕴含的有害气体含量更低，同时清洁球进入循环管内时，温度缓缓降低，膨胀的气体逐渐收缩，清洁球随着收缩，清洁球收缩时，清洁球表面沾附的杂质脱落，使清洁球自身保持洁净状态，同时清洁球为弹性橡胶材料制成还可以避免清洁球撞击在催化孔壁上时损伤催化涂层。优选的，右侧所述通气管内通过导杆固连有第一风轮；所述通气管位于第一风轮下方固连有风箱；所述风箱中空设置且与通气管导通；所述风箱内转动连接有第二风轮；所述第一风轮与第二风轮均由扇叶和齿轮环构成；所述扇叶均固连在齿轮环内侧；两个所述齿轮环相互啮合；所述风箱靠近循环管一侧固连有通风管且通风管连通循环管；所述风箱远离循环管一侧表面均匀开口设置；工作时，尾气通过右侧通气管排出时，气流带动第一风轮上的扇叶转动，从而带动第一风轮转动，通过相互啮合的齿轮环的传动，第二风轮反向转动，反向转动的第二风轮将气流通过通风管输入循环管内，对循环管内气流起到加速效果，使清洁球受到的推力更大，加强清洁球的摩擦效果，同时第二风轮鼓动的气流为风箱一侧开口涌入的外界气流，外界气流温度低于尾气温度，可以有效对清洁球进行降温处理，使清洁球自身除杂能力进行的更加顺利，同时气流还可以对装置整体进行降温，避免尾气持续加热的情况下，陶瓷过滤芯温度过高，使催化孔内涂层受持续高温烘烤，产生剥落等现象，避免过滤芯的净化效果降低，装置整体性能下降。优选的，所述循环管下表面开口设置；所述循环管开口处安装有过滤盒；所述过滤盒靠近循环管一侧开口设计；所述过滤盒内壁靠近开口处开设有滑槽；所述过滤盒位于滑槽上方固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三效催化剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：/nS1：使用堇青石粉末构造蜂窝状载体，经过高温烧制后得到堇青石陶瓷蜂窝过滤芯；/nS2：将50g的铈锆固溶体(30wt％CeO2、60wt％ZrO2、5wt％La2O3和5wt％Y2O3)、50g的La2O3-Al2O3(La2O3占La2O3-Al2O3的4wt％)、和6.90g硝酸钯溶液(溶液中Pd含量14.5wt％)和适量去离子水混合，并经球磨后配制得到涂层浆液；将该涂层浆液涂覆到过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到下层Pd涂层；/nS3：将50g的铈锆固溶体(30wt％CeO2、60wt％ZrO2、5wt％La2O3和5wt％Y2O3)、50g的La2O3-Al2O3(La2O3占La2O3-Al2O3的4wt％)、和2.00g硝酸钯溶液(溶液中Rh含量5.0wt％)和适量去离子水混合，并经球磨后配制得到涂层浆液；将该涂层浆液涂覆到S1处理后的过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到中间层Rh涂层；/nS4：用Ba(CH3COO)2(醋酸钡)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)配制BaO含量为5wt％的Ba(CH3COO)2(醋酸钡)水溶液，将100g该溶液涂覆到S2处理后的过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到BaO涂覆量为5g/L的碱土金属氧化物涂层；/nS5：将经过三层涂覆且烘干后的过滤芯加载在尾气处理器中，即制得成品尾气净化装置；/n其中S5中所述尾气净化装置包括过滤芯(1)、壳体(2)和通气管(3)；所述通气管(3)安装在壳体(2)两侧用于输入与排出尾气；所述壳体(2)中空设计；所述过滤芯(1)安装于壳体(2)内腔；所述过滤芯(1)上开设有均匀分布的催化孔(11)；所述催化孔(11)螺旋通道设计；所述壳体(2)底部固连有循环管(4)；所述循环管(4)中空设计且循环管(4)连通壳体(2)内腔；初始状态下循环管(4)内承载有多个清洁球(41)；所述清洁球(41)表面凹凸不平设计；所述壳体(2)与右侧通气管(3)之间固连有过滤网(42)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三效催化剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
S1：使用堇青石粉末构造蜂窝状载体，经过高温烧制后得到堇青石陶瓷蜂窝过滤芯；
S2：将50g的铈锆固溶体(30wt％CeO2、60wt％ZrO2、5wt％La2O3和5wt％Y2O3)、50g的La2O3-Al2O3(La2O3占La2O3-Al2O3的4wt％)、和6.90g硝酸钯溶液(溶液中Pd含量14.5wt％)和适量去离子水混合，并经球磨后配制得到涂层浆液；将该涂层浆液涂覆到过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到下层Pd涂层；
S3：将50g的铈锆固溶体(30wt％CeO2、60wt％ZrO2、5wt％La2O3和5wt％Y2O3)、50g的La2O3-Al2O3(La2O3占La2O3-Al2O3的4wt％)、和2.00g硝酸钯溶液(溶液中Rh含量5.0wt％)和适量去离子水混合，并经球磨后配制得到涂层浆液；将该涂层浆液涂覆到S1处理后的过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到中间层Rh涂层；
S4：用Ba(CH3COO)2(醋酸钡)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)配制BaO含量为5wt％的Ba(CH3COO)2(醋酸钡)水溶液，将100g该溶液涂覆到S2处理后的过滤芯上，并在550℃温度下焙烧2小时，得到BaO涂覆量为5g/L的碱土金属氧化物涂层；
S5：将经过三层涂覆且烘干后的过滤芯加载在尾气处理器中，即制得成品尾气净化装置；
其中S5中所述尾气净化装置包括过滤芯(1)、壳体(2)和通气管(3)；所述通气管(3)安装在壳体(2)两侧用于输入与排出尾气；所述壳体(2)中空设计；所述过滤芯(1)安装于壳体(2)内腔；所述过滤芯(1)上开设有均匀分布的催化孔(11)；所述催化孔(11)螺旋通道设计；所述壳体(2)底部固连有循环管(4)；所述循环管(4)中空设计且循环管(4)连通壳体(2)内腔；初始状态下循环管(4)内承载有多个清洁球(41)；所述清洁球(41)表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家宝，冯睿鸣，张顺，
申请(专利权)人：李家宝，
类型：发明
国别省市：江苏;32