一種分段式催化劑載體結構的製作方法

2023-10-26 15:37:07 2

專利名稱：一種分段式催化劑載體結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於催化劑裝置設計製造領域，尤其屬於催化劑載體結構的設計與製造，具體涉及一種用金屬材料卷制的蜂窩狀或其他形狀的用於擔載塗層的一種載體結構。
背景技術：
目前載體應用越來越廣泛，尤其是在排放控制領域，通常的做法都是在蜂窩狀的載體上塗覆不同塗層，以達到解決排放問題的目的。常規的載體一般為一個整體式的圓柱體或其他形狀的蜂窩結構，氣體從蜂窩體的孔道內流過時與塗覆在載體孔道壁上的活性成分接觸以達到將廢氣轉化為無害氣體的目的。金屬載體已經成為機動車排放控制領域成熟的產品，此類產品具有壁薄、背壓小、 導熱快等優點。但在機動車排放的實際應用中，由於載體內芯為一個整體機構，若載體前端氣流混合不不均勻就會造成各孔道內氣體處理效率差異大並最終可能導致排放不合格。基於金屬載體內氣體充分均勻混合及進一步減小系統背壓的需求，開發一種新型分段式金屬載體結構，使已經進入載體內部的氣體可以重新進行氣體分布，從而可以達到提高塗層轉化效率及減小系統背壓的目的。
發明內容本實用新型根據現有技術的不足公開了一種分段式催化劑載體結構。本實用新型的目的是提供一種新型載體結構，利用對載體內芯進行合理分段使氣體在載體的蜂窩孔道內流動時在保證與塗層充分接觸的前提下進行一次或多次再混合的作用，有效的提高各孔道內氣體轉化的均勻性；又可以利用氣體流通有效面積的增大，有效的減小了系統的背壓。本實用新型通過以下技術方案實現分段式催化劑載體結構，包括塗覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼，其特徵在於所述載體封裝在外殼中有不少於兩段，每段載體獨立固定於外殼內並按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分。所述每段載體外形是圓柱體結構，載體內部是金屬卷製成的蜂窩結構。本實用新型分段式金屬載體包括外殼和與外殼焊接的多段獨立的卷製成蜂窩狀或其他形狀的載體內芯。利用各段載體之間的中空部分的間隙使各蜂窩孔道內的反應後的廢氣進行重混合，保證進入下一段蜂窩內芯氣體的均勻性；又由於該中空部分的有效橫截面積大於蜂窩內芯部分的橫截面積，氣體在中空部分的流速降低，有效降低了系統背壓。本實用新型結構的工作過程是當發動機工作中產生的廢氣經排氣管從載體的進口方向進入載體後，氣體會沿著外殼的孔道運動，隨後逐漸朝第一載體的蜂窩孔道運動，與第一載體內壁上塗覆的催化劑發生化學反應，使部分有毒廢氣轉化為無害氣體，直到氣體完全流出第一載體的孔道並進入中空部分。在該空間內，氣體分子會在慣性作用、布朗運動、和回流的三重作用下進行重混合，之前各孔道內的氣體分子將會重新組合為新的氣流並沿著第二載體的孔道進入下一個化學反應階段。在氣體完成在第二載體孔道內的化學反應後會沿孔道流出第二載體，進入第二中空部分混合後繼續進入後續的載體中或流向外殼的出口方向。本實用新型的有益效果在於利用多級載體分段處理，使反應後的廢氣可以再次混合，以提高後處理裝置的轉化效率，可以採用一支載體起到幾支載體共同起到的效果；由於載體中部的中空部分有效的增大了氣體的流通面積，也有效的降低了系統背壓。

圖I是本實用新型分段式催化劑載體結構示意圖。圖中，I是外殼，2是第一載體，3是中空部分，4是第二載體。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型進行進一步的描述，本實施例只用於對本實用新型進行進一步的說明，但不能理解為對本實用新型保護範圍的限制，本領域的技術人員可以根據上述本實用新型的內容作出一些非本質的改進和調整屬於本實用新型保護的範圍。分段式催化劑載體結構，包括塗覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼1，載體封裝在外殼I中有不少於兩段，每段載體獨立固定於外殼I內並按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分3。結合圖1，如圖所示，本例載體外形是圓柱體結構，載體內部是金屬卷製成的蜂窩結構，本例載體設置了兩段，分別為第一載體2和第二載體4。本例外殼I採用金屬外殼製成。當發動機工作中產生的廢氣經排氣管從載體的A方向進入載體後，氣體會沿著金屬外殼的孔道運動，隨後逐漸朝第一載體2的蜂窩孔道運動，與第一載體2內壁上塗覆的催化劑發生化學反應，使部分有毒廢氣轉化為無害氣體，直到氣體完全流出第一載體2的孔道並進入中空部分3。由於中空部分3的氣體流通的有效橫截面積遠比第一載體2中氣體流通有效界面截大，在氣體流量不變的情況下，流速會變小，在流入中空部分3後，氣流流動的背壓就會減小。又由於此前進入第一載體2各孔道內氣體成分和比例不同，在完成化學反應後各孔道內氣體組成和溫度均會有所不同。在中空部分3內，氣體分子首先會在慣性作用下繼續沿氣流方向運動，但由於布朗運動和熱對流作用相近孔道的氣體分子之間會相互竄動，此時部分氣體分子會進行預混合。當氣體分子持續流動至第二載體4的前端時，部分氣體分子會與載體的前壁發生碰撞而形成回流。在回流的作用下，大量的氣體分子會相互碰撞從而使中空部分3中的氣體分子重新分布後才流入第二載體4的孔道內與內壁的催化劑發生化學反應。由於在中空部分3進行了氣體重分布，進入第二載體4的氣體會比從第一載體2中流出的氣體均勻性好，這樣可以有效的提高第二載體4內的化學反應的效率。在氣體完成在第二載體4孔道內的化學反應後會沿孔道流出第二載體4，進入金屬外殼I的孔道內，並沿該孔道流向方向B。以上僅就兩級分段式金屬載體在控制內燃機排放處理時工作過程做了說明，若將本實用新型中金屬外殼I的內壁中繼續在保留中空後焊接上一個或多個金屬內芯，該方案即成為多級分段式金屬載體。本實用新型所涉及的外殼及金屬內芯的外形和材料可以為任何可用形式、長度和直徑可以在任何可用範圍；金屬內芯的卷制方式可以為任何可用形式。本實用新型所涉及 的載體結構也可以應用於其他廢物處理的工業形式中。
權利要求1.一種分段式催化劑載體結構，包括塗覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼，其特徵在於所述載體封裝在外殼中有不少於兩段，每段載體獨立固定於外殼內並按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分。
2.根據權利要求I所述的分段式催化劑載體結構，其特徵在於所述每段載體外形是圓柱體結構，載體內部是金屬卷製成的蜂窩結構。
專利摘要本實用新型公開了一種分段式催化劑載體結構。包括塗覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼，載體封裝在外殼中有不少於兩段，每段載體獨立固定於外殼內並按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分；每段載體外形是圓柱體結構，載體內部是金屬卷製成的蜂窩結構。本實用新型利用多級載體分段處理，使反應後的廢氣可以再次混合，以提高後處理裝置的轉化效率，可以採用一支載體起到幾支載體共同起到的效果；由於載體中部的中空部分有效的增大了氣體的流通面積，也有效的降低了系統背壓。
文檔編號F01N3/28GK202645688SQ201220310459
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者傅曉, 王安霖, 孟楊 申請人:四川中自尾氣淨化有限公司