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一种汽车尾气净化器

阅读：342发布：2021-03-01

IPRDB可以提供一种汽车尾气净化器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明系一种新的汽车尾气净化器。其主要特征是催化剂的载体采用不锈钢孔板波纹材料制成。这种材料由于具有无数分布均匀的小孔，其空隙率达0.97m3/m3以上，比表面积达480m2/m3以上，因此气阻小，且汽车尾气与催化剂的接触面积大，净化率达99％以上。另外，催化剂的活性组份为非贵重金属，成本低。活性组份与载体是通过氧化处理相互形成紧密的化学结合，不易脱落。本发明的催化剂可以再生，大大提高了使用效果及经济效益。，下面是一种汽车尾气净化器专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种汽车尾气净化器，包含有由载体和活性组份组成的催化剂产品，其特征在于催化剂产品的载体由不锈钢压延孔板波纹材料制成；催化剂活性组份的成分配比(重量%)为：AO35～70%，B2O31～10%，CO225～60%，D2O54.5～15%，其O为氧原子，A、B、C、D为元素；催化剂产品的制备方法是先将按比例配比的单质元素通过刷镀、浸镀或电镀涂镀在载体上，然后进行多次氧化活化处理，成为催化剂产品；该催化剂产品还可再生活化。

2、根据权利要求1所述的净化器，其特征在于催化剂的活性组份中A为Cu，B为Ni、Fe、Co、Cr中的任一种，C为Mn、Ce、Ti中的任一种，D为V、Nb中的任一种。

3、根据权利要求1所述的净化器，其特征在于催化剂进行氧化活化处理，需两次以上，每次处理温度为200～1000℃，每次处理时间为1.0～6.5小时。

4、根据权利要求1所述的净化器，其特征在于催化剂产品再生活化的工艺为还原-氧化方法，先在氢气保护炉中进行还原反应，然后在大气下进行氧化活化处理，还原温度为200～500℃，时间为2～5.5小时;氧化活化处理参数与催化剂产品制备时的氧化活化处理参数一样。

5、根据权利要求1所述的净化器，其特征在于不锈钢压延孔板波纹材料的结构参数为：波高h为3～7mm，波距2β为8～12mm，波纹倾角α为20～60°，小孔直径为0.1～0.3mm，小孔间距为1～3mm。

说明书全文

本发明属于净化废气装置。主要适用于各种类型汽油车所排放尾气的净化。

汽车尾气中有害排放物主要是一氧化碳和碳氢化合物等。由于汽车尾气排放高度正处于人的呼吸带，因此对人体健康危害极大。

为了减少或消除汽车尾气排放所造成的污染，保护和改善城市的大气环境，保障人民的身体健康，国内外均出现了各种类型的汽车尾气净化器。

在现有的汽车尾气净化器中，催化剂的载体主要有两种：堇青石等蜂窝状陶瓷和块状（或球状）陶瓷;催化剂活性物质的主要组份为铂、钯等贵金属以及一些氧化物。在结构上，催化剂产品是通过焊接封死在净化器的壳体内的。即这种净化器是一次性使用的。（参考文献：①《汽车排气污染物的控制对策》，16～19页，1989年出版;②《SAE-A》，1987，№1～2，P32～41;③《MTZ》，1987，№3，115～120）

现有的汽车尾气净化器存在如下缺点：

1.催化剂载体为块状（或球状）陶瓷的，气阻大;若将块状体松装或缩短净化器的径向长度，以求减小气阻，结果是净化效率下降，这种载体在使用过程中易破碎。

2.催化剂载体为蜂窝陶瓷的，其气阻略小于块状（或球状）的，但在安装和使用过程中，也易破碎;且由于是直孔式结构，易喷火，在激烈氧化时不安全。

3.有些催化剂的活化组份为贵重金属，成本高。

4.载体与活性组份之间是通过吸附附着的，极易剥落。

5.上述催化剂的寿命短，均为一次性使用，不能再生。

本发明的目的在于提供一种新的汽车尾气净化器。其催化剂不仅气阻小，催化活性大，净化效率高，而且载体轻，不易破损，成本低;同时催化剂还能再生，使用寿命长。

主要技术方案如下：①采用不锈钢压延孔板波纹材料制做催化剂的载体;②采用多元复合型的催化剂活化组份;③在结构上，催化剂是可自由放进取出的装配在净化器的壳体内;④在催化剂的制备工艺上，先将多种的单质元素刷镀或浸镀或电镀在载体上，然后进行多次的氧化活化工艺处理。

制做载体的不锈钢压延孔板波纹材料是在不锈钢薄板上轧有分布均匀的向一边凸起的小孔，将这种带小孔的不锈钢孔板再制成波纹状，即成为不锈钢压延孔板波纹材料。（该不锈钢压延孔板波纹材料由冶金部钢铁研究总院生产，并公开出售）。

催化剂的活性组份为多元复合型成分，其组份的具体成分配比（重量%）为：AO 35～70%，B2O31～10%，CO225～60%，D2O54.5～15%。上述符号中O为氧;A、B、C、D代表单质元素，其中A为Cu，B为Ni、Fe、CO、Cr中的任一种，C为Mn、Ce、Ti中的任一种，D为V、Nb中的任一种。

催化剂产品的制作方法如下：

先将不锈钢压延孔板波纹材料依次排列制成不同规格尺寸的柱状载体。通常为圆柱形载体，其直径为70～170毫米，柱高为40～70毫米。

将活性组份中的A、B、C、D单质元素按上述配比（扣除氧的重量）配备后，通过刷镀、浸镀或电镀，使活性组份中的各单质元素附在载体的表面。

将涂镀有各单质元素的载体置于常规热处理炉中进行氧化活化处理，需处理两次以上以期充分氧化。氧化处理的温度为200～1000℃，每次处理时间为1.0～6.5小时。

在这种情况下，各元素与氧结合，形成AO、B2O3、CO2、D2O5型各类氧化物，形成具有活化能力强的催化剂。

活化处理好的催化剂产品组装在规格一致的汽车尾气净化器的壳体内，即成为本发明的汽车尾气净化器。

经使用相当长的时间后，催化剂可能钝化，这时，将催化剂产品从净化器中取出，进行再生处理。再生工艺为还原-氧化方法，先在氢气保护炉中进行还原反应。在还原气氛下，已经钝化的氧化物又被还原成单质元素。还原反应温度为200～500℃，时间为2～5.5小时。

进行还原反应后，在大气下再进行氧化活化处理，使之又重新得到AO、B2O3、CO2、D2O5型氧化物，再次活化。氧化活化处理的温度和时间与前述相同。

由于本发明采用了一种新型的催化剂，取得了比现有技术更好更优越的技术经济效果。

1.首先，用不锈钢压延孔板波纹材料制成的载体，由于有无数小孔，且呈波纹状，空隙率达0.97m3/m3以上，比表面积达480m2/m3以上。为此，不仅气阻小，而且汽车尾气与催化剂的接触面积大，净化效果好，净化率达99%。

2.载体的强度和韧性好，不仅在装配和使用过程中不破损，寿命长，而且重量只及常规陶瓷载体的1/3，成本也降低，另外，耐腐蚀性强。

3.由于活性组份是先以单质元素的形式涂镀在载体上，然后再进行多次氧化处理，最终形成AO、B2O3、CO2、D2O5型的活化组份。故活化组分与载体呈紧密的化学结合，不易剥落。且这些元素均为非贵重金属，成本低。

4.活性组份具有良好的可再生性，能长时间保持优良的催化活性，使用寿命长。

附图说明

附图一为不锈钢压延孔板波纹材料示意图。
附图二为催化剂载体的结构示意图。
附图一中，1为基体板，2为小孔，2β为波距，α为波纹倾角，h为波高。2β为8～12mm，α为20～60°，h为3～7mm，小孔直径0.1～0.3mm，小孔间四周间距为1～3mm。
附图二中，3为不锈钢压延孔板波纹材料，4为固定载体的外箍。载体可根据需要制成不同的规格和尺寸。
实施例
本发明采用上述不锈钢压延孔板波纹材料制作了两个型号的催化剂载体。所用的不锈钢压延孔板波纹材料的结构参数如表1所示。载体为圆柱形。载体的结构参数如表2所示。活性组份的配比如表3所示。

根据表3所设计的成分配比（重量%），扣除氧的重量，分别将Cu、Cr、Ti、Nb和Cu、Ni、Mn、V单质元素浸镀在1、2型的载体上。
将涂镀好活性组份的两个型号载体，分别进行多次氧化活化处理。氧化处理的参数如表4所示。

活化后的催化剂产品装进型号一致的汽车尾气净化器中，每个净化器装三筒催化剂产品，即成为本发明的汽车尾气净化器。
将两个型号的净化器安装在两种型号的汽车上进行净化试验，分别测定了安装本发明净化器前后汽车尾气中CO和HC的含量。试验结果如表5所示。安装后所测数据是在汽车行驶数千公里后测定的。

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一种汽车尾气净化器

本发明属于净化废气装置。主要适用于各种类型汽油车所排放尾气的净化。

附图说明

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