[发明专利]一种汽车尾气过滤方法

说明书

技术领域

本发明涉及过滤领域，涉及一种汽车尾气过滤方法。

背景技术

汽车尾气排放是造成大气污染的主要污染源之一，其污染物主要有碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_X)、颗粒物(PM)及二氧化硫等有害物质。这些有害污染物直接危害着人们的身心健康，对环境造成了严重污染。世界各国都投入了大量的人力、物力和财力来治理汽车尾气排放污染问题，制定了汽车尾气排放标准并日趋严格，要求所有的机动车排放尾气都必须达到标准的要求。

随着机动车颗粒物排放法规的日益提高，颗粒捕集器的应用越来越广泛，常规的颗粒捕集器的捕集效率一般在50％～98％之间，但是由于颗粒捕集器捕集到的颗粒需要很高的温度，一般需要达到600℃以上才能被氧化掉。在没有外界条件的作用下，颗粒物在排气系统内很难被消除掉，如果不能实现再生，颗粒捕集器很快将被颗粒堵塞，失去过滤性能，产生严重的后果。现有的颗粒捕集器通常采用催化剂，其中包含铈成分，从而降低再生温度，催化氧化颗粒捕集器捕集到的颗粒。然而，现有的催化氧化捕集器采用的催化剂再生平衡点温度仍在500℃以上。由于温度过高，使颗粒捕集器的热量控制系统变得复杂，稳定性差。由于热量通常来自汽车废气、燃料燃烧或电气加热，从而，过高的催化氧化温度会导致能源的浪费。因此，需要开发一种汽车尾气过滤方法，以降低能耗，提高效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的汽车尾气过滤方法，能够降低再生平衡点温度，从而充分利用废气热量，简化热量控制系统，降低能量消耗。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车尾气过滤方法，包括将汽车尾气通过氧化型催化器，随后通过颗粒催化过滤器，其特征在于：所述颗粒催化过滤器涂覆有催化剂，催化剂活性组分包括贵金属元素、铈、锆和过渡金属元素，其中，各组分以氧化物计质量比为(贵金属：氧化铈：氧化锆：过渡金属氧化物)＝1～10：20～40：10～20：30，其中，铈：锆＝1：0.5～2，且氧化型催化器中的贵金属含量小于颗粒催化过滤器中的贵金属含量。

其中，所述贵金属元素为铂或钯。

其中，所述过渡金属元素为锰、钴、镍或其组合。

其中，所述过渡金属元素为锰和镍，其氧化物质量比为1：1。

其中，所述过渡金属元素为锰、钴和镍，其以氧化物计质量比为1：1：2。

其中，氧化铈：氧化锆质量比为1：0.88。

其中，过渡金属元素为锰和镍，各组分以氧化物计质量比为(贵金属：氧化铈：氧化锆：二氧化锰：氧化镍)＝1：20：12：20：20。

其中，催化剂包括基体和多个涂层，其中，贵金属元素、铈和锆、以及过渡金属分别位于不同的三个涂层上。

其中，颗粒催化过滤器的再生平衡温度点为280～300℃。

其中，所述基体为堇青石陶瓷蜂窝结构基体。

本发明中，由于汽车尾气中的NO₂在贵金属铂的催化作用下对颗粒(PM)的氧化活性很高，且本发明提供的颗粒捕集器用催化剂具有特定的铈锆比，从而提高了催化再生的效率；其中含有的过渡金属锰，能够降低铈、锆及贵金属的再生温度；含有的过渡金属镍，能够和锰发生协同作用，从而进一步降低催化剂整体的再生平衡点温度。采用本发明的催化剂，催化颗粒捕集器的再生平衡点温度为280℃～300℃，可充分利用汽车发动机排出的废气热量进行再生。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作更为详细地说明，而且所述实施例不应理解为本发明范围的限制。实施例中所用堇青石蜂窝陶瓷的尺寸为截面直径为60mm，高为40mm的圆柱形载体。

(一)颗粒催化过滤器滤芯的制备

对比例1

将硝酸铈和硝酸锆加入铝溶胶中，两者以氧化物计的重量比为1：1，经研磨分散1小时，获得均匀分散液，将堇青石蜂窝陶瓷浸入分散液中24小时，获得产品D1.

实施例1

堇青石预处理：将堇青石蜂窝陶瓷完全浸没于4wt％的硝酸溶液中，浸泡时间为2小时，取出后用去离子水冲洗3次，放入烘箱在120℃条件下，干燥15小时，得到表面活化的堇青石蜂窝陶瓷载体。

铝溶胶制备：将20克拟薄水铝石加入到150mL去离子水中，在搅拌的同时滴加7克浓硝酸。搅拌一定时间后，加热至80℃，滴加硝酸至完全胶溶，控制溶液pH值在2～5，陈化24小时，得到透明铝溶胶，以氧化铝计含量为8wt％。