專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化器。
技術(shù)背景目前，由機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)排出的尾氣已成為城市環(huán)境污染的元兇，治理 機(jī)動(dòng)車尾氣污染是城市環(huán)境保護(hù)的重中之重。機(jī)動(dòng)車尾氣中的主要有害物質(zhì) 是廢氣微粒、硫化物、 一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物，?duì)這些化合物污 染治理的主要方法之一就是在消音器中安裝凈化裝置，將尾氣中的有害物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)再排出。而現(xiàn)有的技術(shù)，就是在消音器中裝置有凈化催化體， 而這些凈化催化體幾乎都是直通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的，并且都是用陶瓷、堇青石為第 一載體，Y-三氧化二鋁作為第二載體制備而成。然而，第一載體的直通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形狀及孔隙密度較小，使得其比表面積較小， 一般比表面積達(dá)不到20-40 平方米/毫升的要求，因而對(duì)催化轉(zhuǎn)化效率影響較大，催化轉(zhuǎn)化率達(dá)不到90%; 其次，是在高溫下Y -三氧化二鋁載體會(huì)向a -三氧化二鋁轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)中毒狀態(tài) 而降低使用壽命。此外，目前的尾氣凈化催化體都應(yīng)用了貴金屬作為催化轉(zhuǎn) 化活性物質(zhì)，這些貴金屬的應(yīng)用，使得尾氣凈化裝置的催化轉(zhuǎn)化率在提高的 同時(shí)制造成本也大大提高。如何在提高催化轉(zhuǎn)化率的同時(shí)降低其制造成本， 是目前尾氣凈化裝置研究的方向。在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域里，都有一個(gè)共識(shí)，那就 是一種優(yōu)良的尾氣凈化催化體必定是由載體與科學(xué)合理的涂層構(gòu)成，而優(yōu)良 的尾化凈化催化體表現(xiàn)在既有轉(zhuǎn)化率高又有合理的成本的優(yōu)點(diǎn)。而目前尾氣 凈化催化體的制備技術(shù)難以達(dá)到這種要求，不是制備成本昂貴就是轉(zhuǎn)化率達(dá) 不到要求。制備成本昂貴的原因就在于貴金屬鈀、鉑、銠的使用。至今為止， 貴金屬在催化體的使用量以含催化劑總重量的0. 4%為臨界點(diǎn)，用量低于這個(gè) 臨界點(diǎn)的催化體就會(huì)表現(xiàn)出催化能力低下,轉(zhuǎn)換率低達(dá)不到要求。因此，尋找 一種載體與貴金屬涂層更科學(xué)合理的結(jié)合方式，使貴金屬的用量降至臨界點(diǎn) 以下而又保證催化體的催化能力及轉(zhuǎn)換率，是目前這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域里努力的方 向，也是需要突破的瓶頸。雖然目前尾氣凈化裝置的制備技術(shù)在日益進(jìn)步， 但是對(duì)廢氣污染的治理要求也在日益提高，比如，許多歐美國(guó)家對(duì)汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)就要求在每公里內(nèi)微粒數(shù)量不超過(guò)25mg/km的標(biāo)準(zhǔn)，歐洲的汽車 尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)已從當(dāng)初的I號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到了現(xiàn)在的歐洲IV排放標(biāo)準(zhǔn)。在 歐洲IV排放標(biāo)準(zhǔn)中，要求汽車尾氣排放必須達(dá)到HC-0.46%、 CO-1.5%、 Nox-3.5%、 PM-0.02%的要求，而目前能達(dá)到這個(gè)要求而貴金屬的使用量又低 于0.4%的尾氣凈化器還未見(jiàn)相關(guān)技術(shù)的彼露。因此，制備成本更低廉、技術(shù) 更先進(jìn)的尾氣凈化器具有重要的意義。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化器，以克服現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)尾氣凈 化器在治理尾氣污染過(guò)程中貴金屬使用量過(guò)大、成本過(guò)于昂貴，轉(zhuǎn)化率低的 不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了這樣的技術(shù)方案 一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化 器，包括凈化器前段、凈化器后段及凈化器中段，在凈化器中段的內(nèi)部，設(shè)置有孔隙密度為20-60ppi的泡沫狀凈化催化體。所述泡沬狀凈化催化體的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)是在第一載體的外層涂敷有一層稀土氧化物的第二載體，第二載體的 涂敷量是第一載體重量的8-10%，在第二載體的外層涂敷有貴金屬涂層，貴 金屬涂層的涂敷量是每升第二載體0. 1-0. 35克。采取上述措施的本實(shí)用新型，由消音器及凈化催化體組成，凈化催化體 由載體與涂層科學(xué)合理的結(jié)合而成，省去三氧化二鋁的使用，克服了容易中 毒的現(xiàn)象，本實(shí)用新型的中位粒徑為1.0-3.0um，新鮮比表面積在1000。C4hr 時(shí)為30-50m7g。本實(shí)用新型以泡沫狀第一載體和稀土氧化物及貴金屬相配合進(jìn)行涂覆而成，可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)尾氣的凈化。本實(shí)用新型具有高溫穩(wěn)定性， 在110(TC的溫度下表現(xiàn)穩(wěn)定，不分解不變性，可儲(chǔ)存氧和釋放氧，促進(jìn)活性 組分貴金屬的分散性，提高催化活性并具有抗中毒能力。將本實(shí)用新型應(yīng)用 于汽車尾氣凈化時(shí)，可大幅降低貴金屬的用量，貴金屬的用量可降低至每升 催化劑0. 01-0. 35克，因此，廢氣凈化成本也大幅降低。本實(shí)用新型對(duì)廢氣的 催化轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到97%以上，將本實(shí)用新型應(yīng)用于汽車尾氣凈化時(shí)，可使 汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐洲IV排放標(biāo)準(zhǔn)，污染指數(shù)控制在HC-0.46%、 CO-1.5%、 Nox-3. 5%、 PM-0.02%以下。

為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖加以詳述。附圖1是本實(shí)用新型主視圖；附圖2是本實(shí)用新型左視圖；附圖3是本實(shí)新型的A-A剖視圖；附圖4是本實(shí)用新型B-B剖視圖。實(shí)施方式如上述附圖所示，本實(shí)用新型由殼體組成，殼體包括凈化器前段1、凈 化器后段2及凈化器中段3，在凈化器中段3的內(nèi)部，設(shè)置有泡沫狀凈化催 化體4，泡沫狀凈化催化體4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是具有第一載體5、第二載體6及貴 金屬涂層7。泡沫狀凈化催化體4的第一載體5由堇青石或金屬或碳化硅等 材料通過(guò)煅燒而成；因?yàn)榈谝惠d體5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的孔隙，孔隙密度 達(dá)到20-60ppi，因而具有很大的比表面積。此外，在第一載體5的外層涂敷 有一層由稀土氧化物組成的第二載體6，第二載體6的涂敷量是第一載體5 重量的8-10%，第二載體6由氧化鋯25-35% 、氧化鈰 55-65% 、氧化 鑭3-7% 、氧化釔3-7%制備而成，制備方法是(1) 分別取上述氧化鋯、氧化鈰、氧化鑭、氧化釔粉碎為粒度小于5 微米的細(xì)粉；(2) 上述各細(xì)粉分別溶解于硝酸溶液中，并反應(yīng)生成硝酸鈰、硝酸鑭、 硝酸鋯及硝酸釔溶液，其中硝酸鈰溶液及硝酸鋯溶液的濃度均為0. 5-0. 7摩 爾，硝酸釔及硝酸鑭溶液濃度均為0. 5摩爾；(3) 將上述溶液混合均勻，于混合溶液中加入占容積為6-8%的表面活 性劑，冷卻至室溫條件下得到結(jié)晶沉淀物折出備用；(4) 取上述沉淀物離心脫水分離，用高于9(TC的純水洗去雜質(zhì)，并洗 至PH為中性，將沉淀物中的水分除去備用；(5) 將上述沉淀物于IO(TC以下的溫度干燥，再在700-800。C的溫度下 煅燒3-4小時(shí)，使沉淀物完全轉(zhuǎn)化為均勻的氧化物；O)將上述均勻的氧化物粉碎為3微米以下的細(xì)粉并制備成槳狀而得; 再次，在第二載體6的外層涂敷有一層貴金屬涂層7，貴金屬涂層7的 涂敷量是每升第二載體6用量0. 1-0. 35克，貴金屬涂層7由鈀、鉑、銠以重 量比為10-12:2-3:0. 5—1比例組成。
權(quán)利要求1、一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化器，包括凈化器前段、凈化器后段及凈化器中段，其特征是在凈化器中段(3)的內(nèi)部，設(shè)置有孔隙密度為20-60ppi的泡沫狀凈化催化體(4)，所述泡沫狀凈化催化體(4)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在第一載體(5)的外層涂敷有一層稀土氧化物的第二載體(6)，第二載體(6)的涂敷量是第一載體(5)重量的8-10％，在第二載體(6)的外層涂敷有貴金屬涂層(7)，貴金屬涂層(7)的涂敷量是每升第二載體(6)0.1-0.35克。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化器。尾氣凈化器的現(xiàn)有技術(shù)，就是在消音器中裝置有凈化催化體，而這些凈化催化體幾乎都是直通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并以γ-三氧化二鋁作為第二載體。這樣的直通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得孔隙密度較小，比表面積較小，一般比表面積達(dá)不到20-40平方米/毫升的要求，因而對(duì)催化轉(zhuǎn)化效率影響較大，催化轉(zhuǎn)化率達(dá)不到90％；其次，是在高溫下γ-三氧化二鋁載體會(huì)向α-三氧化二鋁轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)中毒狀態(tài)而降低使用壽命。本實(shí)用新型以泡沫狀第一載體和稀土氧化物及貴金屬相配合進(jìn)行涂覆而成，將本實(shí)用新型應(yīng)用于汽車尾氣凈化時(shí)，可大幅降低貴金屬的用量，貴金屬的用量可降低至每升催化劑用量0.01-0.35克，對(duì)廢氣的催化轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到97％以上。
文檔編號(hào)B01J23/63GK201025100SQ200720141750
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者劉光文 申請(qǐng)人:劉光文