[发明专利]壁流式干式脱硫过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及机动车尾气净化领域，具体涉及壁流式干式烟气脱硫过滤器。

背景技术

燃料油燃烧废气中的二氧化硫是大气的主要污染物之一。当空气中的二氧化硫的含量高于100ppm时就会对人体产生危害，并且，发动机尾气中的二氧化硫会使脱除氮氧化合物的催化剂中毒，因此硫含量在燃料油中作为一项非常重要的指标进行限制。目前欧洲的柴油硫含量标准是不高于10ppm，这种不高于10ppm的柴油被称作“无硫柴油”，然而这种“无硫柴油”燃烧后所产生的二氧化硫也会降低脱除氮氧化合物的催化剂的活性。因此，开发了干式脱硫捕获装置来除去柴油机尾气中的二氧化硫来解决脱除氮氧化合物催化剂因二氧化硫中毒的问题。

日本专利JP2007231918A介绍了一种机动车尾气处理装置。该尾气处理装置包括一种SOx存储催化剂，颗粒过滤器和选择性催化还原催化剂SCR三个部分,其中将SOx存储催化剂置于尾气处理装置第一单元的脱硫过滤器中，这样可以减小SOx对脱除氮氧化合物催化剂的毒害作用。这种脱硫过滤器仍沿用传统尾气净化器的涂覆式结构。

目前，在脱硫过滤器中脱硫材料仍以涂料的形式涂覆在蜂窝状的堇青石陶瓷载体上。并且这种蜂窝状脱硫过滤器的孔道是贯通的，尾气可以顺畅地从孔道的进气口到达出气口，尾气在过滤器中的停留时间短，空速大，二氧化硫捕获效率低。尾气中的二氧化硫来不及被脱硫材料吸收，就已经到达了脱除氮氧化合物的催化剂，从而导致脱除氮氧化合物催化剂失活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壁流式干式脱硫过滤器，以解决目前尾气在脱硫过滤器中停留时间短、空速大、脱硫效率低的问题。

本发明提供一种壁流式干式脱硫过滤器，有多个并排的孔道，相邻孔道交替封闭进气口或出气口(比如用堵头交替堵塞)；脱硫过滤器的相邻孔道间的过滤器壁由脱硫材料和粘结剂组成，粘结剂的重量为脱硫材料重量的3～10％，过滤器壁的孔隙率为30～80％，厚度为0.5～5cm，尾气进入脱硫过滤器的进气口后，必须穿过孔道间的过滤器壁才能从出气口排出。

上述脱硫材料选自MnO₂、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃、Ca(OH)₂、MgCO₃、K₂CO₃或Li₂CO₃其中一种或两种以上。

粘结剂选自粘土、水玻璃、聚乙烯醇或磷酸二氢铝等有机或无机粘结剂。

壁流式干式脱硫过滤器的孔道形状可以为圆形、三角形、四边形或其他多边形。优选地，孔道的截面积为0.5～1.5cm²，比如，可以为边长1cm的正方形。

堵头为陶瓷，如堇青石或钛酸铝等。

本发明壁流式干式脱硫过滤器的制备方法为：将脱硫材料和粘结剂相混合并加入少量的水，超声使其混合均匀，经挤压、机械加工成蜂窝孔或者多边形孔结构，最后573K～873K的温度下焙烧成型。使用陶瓷(比如，泡沫型堇青石陶瓷)形成外壳，并作为堵头堵住出气口或进气口，使用粘固剂将其粘在孔道上。

本发明的特点是：(1)壁流式干式脱硫过滤器包括进气口，出气口，堵头和脱硫材料。(2)壁流式干式脱硫过滤器相邻孔道交替封闭进气口和出气口(比如用堵头交替堵塞)，尾气进入脱硫过滤器的进气口后，就必须穿过孔道间的薄壁才能从出气口排出，尾气在脱硫过滤器的停留时间长，可以使尾气以较低的空速通过脱硫过滤器。(3)与涂覆式脱硫过滤器相比，壁流式干式脱硫过滤器相邻孔道间有一层低密度的脱硫材料，在相同体积的条件下能够捕获更多的二氧化硫，提高了二氧化硫的捕获量及二氧化硫的脱除效率。(4)在低空速的条件下，本发明的壁流式干式脱硫过滤器有着更高的脱硫性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。为了清晰简明，附图中的某些特征可非成比例的示意地显示。

图1是壁流式干式脱硫过滤器的立体结构图；

图2是图1中壁流式干式脱硫过滤器出气端的放大部分；

图3是壁流式干式脱硫过滤器的剖视图；

图4是本发明实施例1壁流式干式脱硫过滤器在不同空速下的二氧化硫捕获率随所处理二氧化硫的总量的变化曲线。

其中，10.壁流式干式脱硫过滤器；11.进气口；12.出气口；13.堵头；14.过滤器壁。

具体实施方式