[发明专利]一种柴油车尾气净化用POC金属纤维载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油车尾气净化用壁流式POC载体及其制备方法，具体涉及一种柴油车尾气净化用POC金属纤维载体及其制备方法。

背景技术

汽车排气污染是目前大中型城市最为关注的热点问题，特别是PM10和PM2.5。与汽油车相比，柴油车具有单位里程燃油少30%左右、且动力更强等特点。欧洲目前新增轿车中50%以上是柴油车，美国柴油车比重尽管不高，但在过去的5年中销量增长56%，因此在石油能源越来越紧张的情况下，柴油车是未来汽车发展的主要方向。虽然柴油机油耗低，可靠性好，但其主要排放物NO_x和PM却给环境带来不小的危害，甚至于影响人们的健康，目前柴油车制造厂采取了一系列机内净化技术措施，但是NOx和PM的排放问题无法得到彻底解决，且NOx和PM是一对矛盾关系，降低NOx的排放就会提高PM的排放，而降低PM的排放势必会提高NOx的排放，因此要满足排放要求，必须采取机外净化措施。  

目前针对柴油车颗粒物PM排放治理的产品，主要为微粒捕捉器DPF装置和POC两种技术。由于DPF捕集的微粒会积存在过滤器内部。滤芯长时间使用后会导致柴油机背压增加，当超过一定限值时(一般为20 kPa)会导致发动机动力性和经济性恶化，必须及时通过加热再生等办法除去滤芯中的微粒才能使柴油机正常工作，而DPF的再生需要两套过滤装置交替再生运行，且再生存在使用寿命的问题，因此DPF的制备成本较高，且技术复杂。

颗粒氧化性催化器（Particulate Oxidation Catalyst），简称POC，是一种全新的柴油机后处理设计理念，在欧洲是为欧Ⅳ、欧Ⅴ阶段设计的，它可以捕捉并氧化部分颗粒物，对颗粒物的转化效率可达到60%以上。除此之外，POC与其它后处理系统配合使用，可将90%以上的CO和HC转化成H₂O和CO₂。虽然POC对颗粒物的转化效率较低，可以达到60%以上，但与DPF相比，具有成本低、技术简单等优点；同时POC催化器在工作原理上最大程度地避免了高硫含量环境对催化器的不利影响，特别适合中国现阶段需求。

POC后处理器的本质是先进的载体和催化剂技术的结合。其中，载体最为关键，不仅影响性能，同样影响成本和寿命。专利号为200410022788.2的专利公开了一种新型陶瓷处理的金属载体，其将金属材料制成板状，再在其表面包裹烧结一层陶瓷材料，再经焊接加工成制作成蜂窝状或格状及其他各种几何形状的金属基芯，再将催化剂烧结在陶瓷载体表面。专利号为 200610156330.5的专利公开了一种高孔隙率金属多孔载体材料的制备方法，这些专利虽然解决了一定的问题，可以应用于小规模的场合，但是面临成本的劣势，无法应用于汽车的大批量生产。

发明内容

本发明是一种柴油车尾气净化用POC金属纤维载体，主要对柴油车尾气排放中颗粒物PM处理进行处理，以满足国家第四阶段机动车污染物排放标准及以上的汽车尾气排放标准，其技术方案为：包括采用以金属隔板或者折叠毛毡构成的多层同心圆1，同心圆1间加装锥形折叠金属纤维毡2制作成壁流式POC金属纤维载体，以此提高单位处理单元的载体面积，同心圆两端焊接加强筋3；

所述金属隔板、折叠毛毡为FeCrAl材质；

所述折叠毛毡为未烧结金属纤维毛毡，毛毡两侧包覆金属纤维丝网，包覆完整后折叠而成；

所述金属纤维毛毡以切削或拉拔FeCrAl金属纤维做原料，纤维丝径在8~50μm，纤维经过气流或梳理铺毡成形，毛毡面密度在350~600g/m²；

所述折叠毛毡两侧包覆FeCrAl金属纤维丝网，丝网目数在60~80目之间，金属纤维丝网主要起保护纤维毛毡的作用，防止纤维松动掉落，同时金属丝网具有气体透过的作用；包覆完整后的毛毡通过波折机折叠成折叠毡，折叠毡波高8~12mm，波宽6~8mm。

本发明还涉及柴油车尾气净化用POC金属纤维载体的制备方法，其技术方案为：采用金属纤维毡或金属隔板制作成多层同心圆，然后在中加装锥形金属纤维折叠毡，再在同心圆两端焊接加强筋即可制成壁流式POC金属纤维载体；

所述金属纤维毛毡以切削或拉拔FeCrAl金属纤维做原料；

所述折叠毛毡两侧包覆FeCrAl金属纤维丝网。