颗粒过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种颗粒过滤器，特别是一种用于内燃机的排放物处理系统的颗粒过滤器。该颗粒过滤器提供高新鲜过滤效率；并且对背压的影响最小至没有。在一个实施方案中，本发明专利技术提供了一种用于来自内燃机的排气处理的颗粒过滤器，其包括具有入口侧和出口侧的过滤器；涂覆在过滤器的入口侧、出口侧或两侧上的功能材料层；其中功能材料层包含铝酸钙。其中功能材料层包含铝酸钙。其中功能材料层包含铝酸钙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒过滤器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年8月25日提交的国际申请No.PCT/CN2020/111092的全部内容的优先权。
[0003]描述


[0004]本专利技术涉及一种颗粒过滤器，特别是一种用于内燃机的排放物处理系统的颗粒过滤器。该颗粒过滤器提供了高新鲜过滤效率；并且具有对背压最小至没有的影响。
[0005]背景
[0006]大多数内燃机排气的最大部分含有相对无害的氮气(N2)、水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)；但排气还含有相对小部分的有害和/或有毒物质，例如来自不完全燃烧的一氧化碳(CO)、来自未燃烧燃料的碳氢化合物(HC)、来自过高燃烧温度的氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)。
[0007]某些内燃机如稀燃发动机、柴油发动机、天然气发动机、发电厂、焚烧炉或汽油发动机往往会产生具有显著量烟尘和其他颗粒物的排气。颗粒物排放物可通过将含PM的排气通过颗粒过滤器补救。
[0008]WO2012030533 A1涉及一种在具有至少一个多孔壁的陶瓷载体上形成多孔识别层(discriminating layer)的方法，该方法包括(a)形成含有颗粒附聚物的气体料流通过所述至少一个多孔壁从所述至少一个多孔壁的气体入口侧至所述至少一个多孔壁的气体出口侧的流，使得至少一部分附聚物沉积以在所述至少一个多孔壁的气体入口侧上形成附聚物、其组成颗粒或二者的沉积层，其中(1)构成颗粒附聚物的颗粒的至少一部分是陶瓷材料或陶瓷材料的前体，(2)构成颗粒附聚物的颗粒具有0.01
‑
5微米(μm)的尺寸，(3)附聚物具有10
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200微米的尺寸，和(4)所述沉积层仅部分延伸通过所述至少一个多孔壁的厚度，以及(b)煅烧所述沉积层以形成识别层。
[0009]WO2018115900 A1涉及一种用于汽油发动机的排放物处理系统的颗粒过滤器，该过滤器具有入口侧和出口侧，其中至少入口侧负载有合成灰分。
[0010]在2016年12月23日，中华人民共和国环境保护部(MEP)公布了轻型车辆排放物的国六限值及测量方法的最终立法(GB18352.6
‑
2016；下文称为国六)，其比国五排放物标准要严格得多。特别地，国6b纳入了对颗粒物(PM)的限值并采用了车载诊断(OBD)要求。此外，还规定车辆应在世界统一的轻型车辆测试循环(WLTC)下测试。WLTC包括许多陡峭的加速和长时间的高速要求，这要求高功率输出，这可能会在富燃(λ<1)或深富燃(λ<0.8)条件下造成长时间(如>5秒)的“开环(open
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loop)”情况(因为燃料桨需要全部推下)。尽管标准变得更加严格，但期望提供一种进一步改进的颗粒过滤器，其提供较高新鲜过滤效率和增强的耐久性的有利组合而不过度增加背压，使得在满足颗粒物排放物的同时可实现规定的HC、NOx和CO的转化率。
[0011]概述
[0012]本专利技术涉及一种颗粒过滤器，特别是一种用于内燃机的排放物处理系统的颗粒过滤器。
[0013]各方面包括用于内燃机的排气处理的颗粒过滤器，包括：具有入口侧和出口侧的过滤器；和涂覆在过滤器的入口侧、出口侧或两侧上的功能材料层；功能材料层包含铝酸钙。
[0014]其他方面包括用于来自内燃机的排气处理的系统，该系统包括颗粒过滤器以及选择性催化还原(SCR)催化剂、三效转化(TWC)催化剂、柴油机氧化催化剂(DOC)、氨氧化(AMOx)催化剂、NOx捕集剂、NOx吸收剂催化剂、碳氢化合物捕集剂催化剂中的一种或多种。
[0015]其他方面包括处理来自内燃机的排气的方法，该方法包括：提供颗粒过滤器；和使来自发动机的排气流动通过颗粒过滤器。
[0016]附图简述
[0017]图1(a)和图1(b)显示了一个示例性壁流式过滤器；
[0018]图2显示了根据本专利技术的实施方案的经涂覆的颗粒过滤器和对比颗粒过滤器的背压特性图；
[0019]图3显示了根据本专利技术的实施方案的经涂覆的汽油颗粒过滤器和对比颗粒过滤器的过滤效率图。
[0020]详述
[0021]在描述本专利技术的数个示例性实施方案之前，应理解本专利技术不限于以下描述中阐述的结构或工艺步骤的细节。本专利技术能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实施或进行。
[0022]关于本公开内容中使用的术语，提供了以下定义。
[0023]在整个描述中，包括权利要求书，术语“包含一个(comprising one)”或“包含(comprising a)”应理解为与术语“包含至少一个”同义，除非另有说明，且“之间”或“至”应理解为包括限值。
[0024]术语“一个(a)”、“一种(an)”和“该”用于指本条语法对象中的一个或超过一个(即至少一个)。
[0025]术语“和/或”包括含义“和”、“或”以及与该术语相关的要素的所有其他可能组合。
[0026]除非另有说明，所有的百分比和比例均以重量提及。
[0027]因此，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于内燃机的排气处理的颗粒过滤器，包括：
[0028](1)具有入口侧和出口侧的过滤器；
[0029](2)涂覆在过滤器的入口侧、出口侧或两侧上的功能材料层；
[0030]其中该功能材料层包含铝酸钙。
[0031]在下面的段落中，更详细地定义本专利技术的不同方面。如此定义的每个方面均可以与任何其他方面组合，除非明确指出相反的情况。特别地，任何表示为优选或有利的特征可与任何其他表示为优选或有利的特征组合。颗粒过滤器通常由多孔基材形成。多孔基材可包含陶瓷材料，例如堇青石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、富铝红柱石、锂辉石、氧化铝
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二氧化硅
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氧化镁、硅酸锆和/或钛酸铝，通常是堇青石或碳化硅。多孔基材可为通常用于内燃机的排放物处理系统的类型的多孔基材。
[0032]内燃机可以是稀燃发动机、柴油机发动机、天然气发动机、发电厂、焚烧炉或汽油发动机。
[0033]多孔基材可显现出常规蜂窝结构。过滤器可采取常规“流通式过滤器(flow
‑
through filter)”的形式。作为替换，过滤器可采取常规“壁流式过滤器”(WFF)的形式。该类过滤器在本领域中是已知的。
[0034]颗粒过滤器优选为壁流式过滤器。参照图1(a)和图1(b)，提供了一个示例性壁流式过滤器。壁流式过滤器通过迫使排气(13)(包括颗粒物)的流通过由多孔材料形成的壁而工作。
[0035]壁流式过滤器通常具有第一面和第二面，在其间限定纵向方向。在使用中，第一面和第二面中的一个将为排气(13)的入口面且另一个将为经处理的排气(14)的出口面。常规壁流式过滤器具有沿着纵向方向延伸的第一组和第二组多个通道。第一组多个通道(11)在入口面(01)是开放的且在出口面(02)是封闭的。第二组多个通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于来自内燃机的排气处理的颗粒过滤器，包括：具有入口侧和出口侧的过滤器；涂覆在过滤器的入口侧、出口侧或两侧上的功能材料层；其中功能材料层包含铝酸钙。2.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其中铝酸钙在新鲜状态下具有不超过10m2/g的比表面积。3.根据权利要求1或2所述的颗粒过滤器，其中铝酸钙在1000℃下在空气中煅烧4小时后具有不超过10m2/g的比表面积。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的颗粒过滤器，其中铝酸钙具有6至400μm，优选10至200μm的D
90
。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的颗粒过滤器，其中铝酸钙具有0.2至3.0g/cm3，优选0.3至1.8g/cm3的堆积密度。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的颗粒过滤器，其中铝酸钙中的氧化铝与氧化钙的质量比为1.1至9，优选1.5至5。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的颗粒过滤器，其中铝酸钙包含以其氧化物计算不超过20重量％，优选不超过15重量％，更优选不超过10重量％的无机杂质。8.根据权利要求7所述的颗粒过滤器，其中所述无机杂质包含硅、钛、镁、铁、铜、锆、铈、钡中的至少一种。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的颗粒过滤器，其中功能材料以颗粒形式...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋骏骢，吴业辉，F，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：