用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于产生回旋的干粉末‑气体气溶胶的装置。通过特殊的挡流板实现所述气流的回旋。所述装置适用于为壁流式过滤器类型的汽车废气净化催化器进行干涂层。该装置应在工作安全性、牢固性和运行成本方面优于现有技术的装置，而不减少或丢失为壁流式过滤器带来颗粒的技术功能。

【技术实现步骤摘要】
用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置
本技术涉及一种用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置。
技术介绍
机动车辆中的内燃机的排气通常包含有害气体一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和可能的硫氧化物(SOx)以及颗粒，这些颗粒主要由固体碳质微粒和可能粘附的有机附聚物组成。这些物质被称为主要排放物。一氧化碳、碳氢化合物和颗粒是燃料在发动机的燃烧室中不完全燃烧的产物。如果燃烧温度超过了1200℃，气缸中进气的氮气和氧气就会产生氮氧化物。硫氧化物由有机硫化合物的燃烧产生，这些有机硫化合物总是少量地包含在非合成燃料中。未来在欧洲、中国、北美和印度遵守适用的法定机动车辆排气限值需要从排气中大规模地除去所谓的有害物质。为了从机动车辆的排气中除去这些对环境和健康有害的排放物质，开发出了许多催化废气净化技术，其基本原理通常以以下方法为根据：将待净化的排气引导通过流通式(flow-through)蜂窝体或壁流式(wall-flow)蜂窝体(孔芯、基材)，该蜂窝体带有涂覆于其上的催化活性涂层。催化剂在形成无害的产物、例如二氧化碳、水和氮气的情况下促进各种排气组分的化学反应。刚才描述的流通式蜂窝体或壁流式蜂窝体也被称为催化剂载体、载体或基材孔芯，然而在其表面或形成其表面的壁中承载催化活性涂层。该催化活性涂层通常在所谓的涂层过程中以悬浮液的形式涂覆在催化剂载体上。汽车废气催化器制造商过去为此公开了许多这类方法(EP1064094B1、EP2521618B1、WO10015573A2、EP1136462B1、US6478874B1、US4609563A、WO9947260A1、JP5378659B2、EP2415522A1、JP2014205108A2)。为除去颗粒排放物，带或不带附加催化活性涂层的柴油颗粒过滤器(DPF)或汽油颗粒过滤器(GPF)是合适的机组。为满足法律标准，对于当前和未来的内燃机废气后处理应用而言，出于成本原因，但是也出于结构空间原因，将颗粒过滤器与其他催化活性功能相结合是值得期待的。颗粒过滤器(无论其是否带有活性涂层)的使用导致与相同尺寸的流通载体相比排气背压的明显提高，并由此导致发动机扭矩的降低或可能燃料消耗的增加。为使排气背压不再继续升高，用于催化器的催化活性贵金属或过滤器中的氧化催化剂材料的氧化载体材料的涂覆量通常小于流通载体中的涂覆量。因此，带催化涂层的颗粒过滤器的催化有效性通常不如同样大尺寸设计的流通孔芯。已经做出了一些努力来提供这样的颗粒过滤器：其由于活性涂层而具有良好的催化活性并且还是具有尽可能低的排气背压。一方面，经证明有益的是：催化活性涂层并非作为层位于多孔的壁流式过滤器的壁上，而是将过滤器的壁执行为带有催化活性材料(WO2005016497A1、JPH01-151706、EP1789190B1)。为此，如此选择催化涂层的颗粒尺寸，使得颗粒可侵入壁流式过滤器的细孔中并在该处通过煅烧被固定。过滤器的可通过涂层进行优化的另一功能性在于其过滤效率、即过滤效果本身。在WO2011151711A1中描述了一种方法，借助该方法为无涂层或带催化涂层的过滤器施加干的气溶胶。气溶胶通过颗粒尺寸为0.2μm至5μm的粉状高熔点金属氧化物的分布来提供，并且借助气流通过壁流式过滤器的进气端来引导。在此，单个颗粒聚集成桥接的颗粒网络，并且作为层沉淀在单个穿越壁流式过滤器的进气道的表面。过滤器的粉末典型装载量为每升过滤器容积5g至50g。明确指出，不期望使用金属氧化物在壁流式过滤器的细孔中实现涂层。WO2012030534A1中描述了另一种用于提高催化惰性过滤器的过滤效率的方法。在此，在入口侧的流动通道的壁上通过在颗粒气溶胶上方沉积陶瓷颗粒产生过滤层(“discriminatinglayer”)。这些层由锆、铝或硅的氧化物组成，优选以1nm至5μm的纤维形式，并且层厚大于10μm，通常为25μm至75μm。在涂层过程之后，在加热过程中对所涂覆的粉末颗粒进行煅烧。US8388721B2中描述了借助干颗粒的雾化在壁流式过滤器机组的孔内进行涂层。在此，粉末自然应侵入细孔深处。壁表面的20％至60％应对于碳黑颗粒而言是能够触及的，因此保持开放。取决于粉末-气体混合物的流动速度，可在入口与出口侧设置或多或少强烈的粉末梯度。同样地，在EP2727640A1中描述了向细孔内引入粉末，例如借助气溶胶发生器。在此，使用例如包含氧化铝颗粒的气流如此为未带催化涂层的壁流式过滤器涂层，使得颗粒大小为0.1μm至5μm的整个颗粒作为多孔填料沉淀在壁流式过滤器的细孔中。这些颗粒本身可在过滤效果之外还实现过滤器的另一功能性。示例性地，这些颗粒以大于80g/l的量参照过滤器容积沉淀在过滤器的细孔中。这些颗粒在此填满通道壁中被填充的细孔的容积的10％至50％。该过滤器既在装载有炭烟、也在无炭烟的情况下在装载有炭烟的过滤器的排气背压较低时具有相对于未经处理的过滤器的优化的过滤效率。DE4225970C1描述了一种用于为催化剂载体进行粉末涂层的方法。这些催化剂载体为流通式蜂窝体并且优选在涂覆粉末-气体气溶胶前用专用的水状溶液进行了润湿。在EP2502661A1和EP2502662B1中提到了其他用于通过粉末应用来为过滤器进行壁涂层的方法。在其中也示出使用粉末-气体气溶胶来涂覆过滤器的对应的设备，其中粉末涂抹器和壁流式过滤器分别分开，使得空气在涂层期间被吸入穿过该间隙。专利文献US8277880B2中描述了另一种方法，其中为提高催化惰性壁流式过滤器的过滤效率，在过滤器的入口通道表面产生一层膜(“Trappinglayer”)。入口通道表面的过滤膜通过抽吸装载有陶瓷颗粒(例如碳化硅、堇青石)的气流来实现。蜂窝体在涂覆过滤层后在高于1000℃的温度下燃烧，以提高通道壁上粉末层的粘附强度。WO2006031775A1描述了一种用于解聚气流中的干粉末附聚物的方法，在该气流中在安置在管内侧上的导向面上产生局部受限的垂直于主流动方向的涡流。这种方法用于医用吸入器中药物的雾化。干粉末沉积在壁流式过滤器中时，取决于粉末颗粒的性质可能会发生粉末沉积在壁流式过滤器的流入侧的塞子上的情况。沉积在流入侧的塞子上的粉末对于所需的功能没有助益。此外，事实证明，该粉末中存在粘附力降低的情况并且由此在继续使用壁流式过滤器期间该粉末可能会从过滤器上落下来。
技术实现思路
本技术的目的在于，给出一种用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置，借助该装置可防止在进行壁流式过滤器的粉末涂层时粉末分别沉积在塞子上。该装置应在工作安全性、牢固性和运行成本方面优于现有技术的装置，而不减少或丢失为壁流式过滤器带来颗粒的技术功能。带有如下的特征的根据本技术的装置提供了对此的解决方案。本技术涉及一种用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置，所述装置在气溶胶流动穿过自身时产生回旋的干粉末-气体气溶胶，其中，所述气溶胶具有数量级为10nm至100μm的耐热颗粒，所述装置具有固定的板材，所述板材垂直于所述粉末-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置，所述装置在气溶胶流动穿过自身时产生回旋的干粉末-气体气溶胶，其中，所述气溶胶具有数量级为10nm至100μm的耐热颗粒，/n其特征在于，/n所述装置具有固定的板材，所述板材垂直于所述粉末-气体气溶胶的流动方向并且最大纵轴线尺寸为50mm至420mm，所述板材具有开口和导向面，所述导向面使穿流的气溶胶产生旋涡，其中，所述导向面具有与纵轴线的介于5°与50°之间的倾角，并且所述导向面之间的开口间距介于0.5mm与10mm之间并且所述导向面的侧边至少为3mm和最多为40mm宽或长并且其中所述装置如此设计，使得所述装置能够如此安装进用于使用干粉末气溶胶为用于汽车尾气清洁的壁流式过滤器涂层的设备中，使得与所述壁流式过滤器的间距为至少1mm并且最大200mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于产生回旋的干粉末-气体气溶胶的装置，所述装置在气溶胶流动穿过自身时产生回旋的干粉末-气体气溶胶，其中，所述气溶胶具有数量级为10nm至100μm的耐热颗粒，
其特征在于，
所述装置具有固定的板材，所述板材垂直于所述粉末-气体气溶胶的流动方向并且最大纵轴线尺寸为50mm至420mm，所述板材具有开口和导向面，所述导向面使穿流的气溶胶产生旋涡，其中，所述导向面具有与纵轴线的介于5°与50°之间的倾角，并且所述导向面之间的开口间距介于0.5mm与10mm之间并且所述导向面的侧边至少为3mm和最多为40mm宽或长并且其中所述装置如此设计，使得所述装置能够如此安装进用于使用干粉末气溶胶为用于汽车尾气清洁的壁流式过滤器涂层的设备中，使得与所述壁流式过滤器的间距为至少1mm并且最大200mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：M·根施，N·戴贝尔，A·奥尔特斯多夫，F·克洛斯纳，B·巴尔特，J·库特勒，M·瓦斯默，
申请(专利权)人：优美科股份公司及两合公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE