一种矿用防爆柴油机尾气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿用防爆柴油机尾气净化装置，所述净化装置由增强型氧化型催化器与催化型颗粒物捕集器固定连接组成；其中，所述增强型氧化型催化器包括增强型DOC催化剂，所述增强型DOC催化剂通过表面涂覆耐硫涂层进行增强处理；所述催化型颗粒物捕集器包括CDPF催化剂，所述CDPF催化剂由内部的DPF催化剂和包覆在DPF上的DOC催化剂组成，所述CDPF催化剂表面涂覆有耐硫涂层。本发明专利技术提供的矿用防爆柴油机尾气净化装置，通过增强型氧化型催化器(DOC

【技术实现步骤摘要】
一种矿用防爆柴油机尾气净化装置


[0001]本专利技术属于尾气处理
，具体涉及一种矿用防爆柴油机尾气净化装置。

技术介绍

[0002]煤矿生产离不开运输，传统运输方式中存在运输环节多、效率低、安全性差等难题。近年来，矿用防爆柴油机无轨胶轮车的兴起有效解决了这些问题。矿用无轨胶轮车运输时间短、载重量大、适应性强、安全性高，可以有效提高运输效率，在煤矿安全生产中应用越来越广泛。但是随着矿用无轨胶轮车服务年限的增加，防爆柴油机排放的废气中有害物质(如NOx、CO、HC、PM等)也增加，其中CO、CH等气体不仅有毒有害，还容易积聚引起井下CO传感器报警，造成矿井监测监控系统报警，影响矿井安全生产。
[0003]柴油机燃料在燃烧过程中，造成CO成因的根本因素是温度、供氧情况和反应时间。柴油是烃类燃料，CO就是烃类燃料的中间产物和燃烧不完全的产物。在燃烧过程中，反应的气体温度过低、突然缺乏氧化剂或者反应的气体在其合适的温度和浓度中停留时间过短都会促使CO的生成。柴油机形成的颗粒物主要由碳烟和灰分组成，其中碳烟一般在高温、缺氧情况下形成，是因燃料与空气的混合过程较短，导致混合不均，造成燃烧时局部严重缺氧，燃料在高温缺氧的情况下生成不饱和烃，不饱和烃通过脱氢进一步聚合形成碳烟晶核，然后碳烟晶核又相互聚合形成较大碳烟颗粒。当温度降低时，碳烟表面会吸附、凝结未燃烧的燃油和未完全氧化的碳氢等，形成有机可溶物。灰分主要由燃料中含有的铅、硫元素在燃烧过程中产生氧化物进一步反应生成的。
[0004]根据防爆柴油机尾气中有害物质产生原理，现有技术中最常用的防爆柴油机尾气净化装置原理是对排放的尾气中有害气体进行催化氧化使其变成无毒无害气体；对尾气中微小颗粒物采用过滤捕捉的方式减少其排放。其中，现阶段最成熟的技术就是DOC即柴油氧化型催化器(Diesel Oxidation Catalyst)和DPF即颗粒微粒捕集器(Diesel Particulate Filter)。
[0005]DOC在降低微粒及HC、CO同时，由于其很强的催化氧化性能也有可能会造成SO2转化成硫酸盐的排放量增加。研究表明，影响DOC工作性能的主要因素是排气温度和燃油中的含硫量。较高的尾气温度将有助于SOF的氧化，提高转换效率；但是尾气温度过高(400～500℃以上)，SO2和燃油中的硫转化成硫酸盐的量将大大增加，这样有可能使总的颗粒量增加而不是减少。此外，硫酸盐覆盖在催化氧化器内表面将使得催化氧化器活性逐步降低，逐步降低其转化效率，最后完全失效。传统的柴油机氧化催化器一般适于含硫量较低的柴油燃料；并要保证催化剂及载体、发动机运行工况、发动机特性、废气的流速和催化转换器的大小以及废气流入转换器的进口温度等正常，使净化效果达到最佳。
[0006]DPF即颗粒微粒捕集器(Diesel Particulate Filter)，是在排气管中装设一个颗粒物过滤器，过滤的材料和方法有多种，其中壁流式效果最佳，应用最为广泛。DPF是一种蜂窝结构，这种结构极大的增加了作用接触面积，当含有PM的尾气由入口通道进入，入口通道末端堵住，尾气只能通过虑壁渗透进入相邻的出口通道内，再由出口通道排出，虑壁是微孔
陶瓷，具有很强的透气性，超过2.5um(可设定)的颗粒将被阻隔在入口通道内，从而对尾气中的PM进行吸附过滤，但传统的DPF单元存在再生清理时间短(50小时)、寿命短(1年)的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种矿用防爆柴油机尾气净化装置，通过增强型氧化型催化器技术(DOC
‑
Z)对尾气排放中的CO进行氧化反应，使其变成无毒无害的二氧化碳进行排放；和利用催化型柴油颗粒微粒捕集技术(CDPF)收集尾气中的微小颗粒物，同时对尾气中的CO进行氧化，减少有害物质的排放。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种矿用防爆柴油机尾气净化装置，所述净化装置由增强型氧化型催化器与催化型颗粒物捕集器固定连接组成；
[0010]其中，所述增强型氧化型催化器包括增强型DOC催化剂，所述增强型DOC催化剂通过表面涂覆耐硫涂层进行增强处理；
[0011]所述催化型颗粒物捕集器包括CDPF催化剂，所述CDPF催化剂由内部的DPF催化剂和包覆在DPF上的DOC催化剂组成，所述CDPF催化剂表面涂覆有耐硫涂层。
[0012]优选的，所述耐硫涂层由片状铜锰氧化物、铈镍氧化物组成，所述片状铜锰氧化物、铈镍氧化物的质量比为1：0.5
‑
2；所述片状铜锰氧化物中铜锰元素摩尔比为1：0.5
‑
1，所述铈镍氧化物中铈镍元素的质量比为1：1
‑
1.5。
[0013]优选的，所述片状铜锰氧化物的制备方法如下：将铜、锰的硝酸盐溶于水，加入铜、锰总摩尔量1.5倍的草酸，90
‑
110℃下水热反应5
‑
12h，反应完成后经过滤、洗涤、干燥，随后在700
‑
800℃下煅烧2
‑
4h，然后球磨4
‑
7小时，得片状铜锰氧化物。
[0014]优选的，所述铈镍氧化物的制备方法如下：将铈、镍的硝酸盐溶于水，加入铈镍总摩尔量1.5倍的乙酸，在100℃下搅拌加热至干燥，随后在600
‑
700℃下煅烧1
‑
3h，然后球磨1
‑
2h，得铈锆氧化物。
[0015]优选的，所述增强型DOC催化剂以蜂窝状陶瓷结构的堇青石为载体，铂金属为基础涂层，耐硫涂层为外层涂层。
[0016]优选的，以增强型DOC催化剂的体积计，所述基础涂层的涂布量为1
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2g/L，所述耐硫涂层的涂布量为30
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40g/L；所述增强型DOC催化剂的壁厚为0.14
‑
0.2mm，孔眼密度为100
‑
150目。
[0017]优选的，所述CDPF催化剂中DOC催化剂外环直径为DPF催化剂直径的1.5
‑
2倍；所述DPF催化剂结构为壁流式蜂窝陶瓷。
[0018]优选的，以CDPF催化剂的体积计，所述耐硫涂层的涂布量为20
‑
30g/L；所述CDPF催化剂的壁厚范围为0.14
‑
0.2mm，孔眼密度为100
‑
150目。
[0019]优选的，所述增强型氧化型催化器还包括外筒体、质石隔温棉、钢丝防震护套、定位套，所述增强型DOC催化剂外套有质石隔温棉，所述质石隔温棉外套有钢丝防震护套，所述钢丝防震护套外套有外筒体，所述定位套卡接在所述外筒体内，防止外筒体内的部件产生位移。
[0020]优选的，所述催化型颗粒物捕集器还包括外筒体、质石隔温棉、钢丝防震护套、定
位套，所述CDPF催化剂外套有质石隔温棉，所述质石隔温棉外套有钢丝防震护套，所述钢丝防震护套外套有外筒体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用防爆柴油机尾气净化装置，其特征在于，所述净化装置由增强型氧化型催化器与催化型颗粒物捕集器固定连接组成；其中，所述增强型氧化型催化器包括增强型DOC催化剂，所述增强型DOC催化剂通过表面涂覆耐硫涂层进行增强处理；所述催化型颗粒物捕集器包括CDPF催化剂，所述CDPF催化剂由内部的DPF催化剂和包覆在DPF上的DOC催化剂组成，所述CDPF催化剂表面涂覆有耐硫涂层。2.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气净化装置，其特征在于，所述耐硫涂层由片状铜锰氧化物、铈镍氧化物组成，所述片状铜锰氧化物、铈镍氧化物的质量比为1：0.5
‑
2；所述片状铜锰氧化物中铜锰元素摩尔比为1：0.5
‑
1，所述铈镍氧化物中铈镍元素的质量比为1：1
‑
1.5。3.根据权利要求2所述的一种防爆柴油机尾气净化装置，其特征在于，所述片状铜锰氧化物的制备方法如下：将铜、锰的硝酸盐溶于水，加入铜、锰总摩尔量1.5倍的草酸，90
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110℃下水热反应5
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12h，反应完成后经过滤、洗涤、干燥，随后在700
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800℃下煅烧2
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4h，然后球磨4
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7小时，得片状铜锰氧化物。4.根据权利要求2所述的一种防爆柴油机尾气净化装置，其特征在于，所述铈镍氧化物的制备方法如下：将铈、镍的硝酸盐溶于水，加入铈镍总摩尔量1.5倍的乙酸，在100℃下搅拌加热至干燥，随后在600
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700℃下煅烧1
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3h，然后球磨1
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2h，得铈锆氧化物。5.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气净化装置，其特征在于，所述增强型DOC催化剂以蜂窝状陶瓷结构的堇青石为载体，铂金属为基础涂层，耐硫涂层为外层涂层。6.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯太翔，华伟波，张翼，
申请(专利权)人：无锡双翼汽车环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：