[实用新型]一种电驱动尾气后处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电驱动尾气后处理装置，属于汽车尾气后处理行业。

背景技术

当前，全球面临能源和环境的综合挑战。在传统汽车的排放达标的技术手段选择方面，人们仍然面临不少的难题，例如，如何选择后处理装置进行尾气中有害物质的去除。目前，用于汽车尾气后处理的技术有适用于汽油机的三效催化器和适用于柴油机的氧化催化转化器（DOC）、选择性催化还原催化器（SCR）以及柴油机微粒捕集器（DPF）等技术。

其中三效催化器可同时净化CO、NOX和HC，以达到较低排放。但此过程需在过量空气系数为1的条件下才能达到最大效率。而柴油机的进气过量系数都大于1，因此无法使用三效催化器。

DOC能够将排气中的CO和HC以及微粒中的SOF氧化为CO2和H2O。主要用Pt（Pd）和Pd（Pt）等贵金属作为氧化催化剂。DOC可以促进柴油机排气中HC和CO的氧化，PM较难被DOC氧化，但DOC可通过氧化微粒中的HC来降低微粒排放。

SCR一般安装在排气管的消声器中，主要作用是用于NH3与NOX的催化反应，为其提供催化剂；在某些SCR还原剂喷射系统中，SCR催化器前一般会加装尿素水解器，在催化器后还会加装NH3氧化器，用以降低催化器后的氨逃逸。

DPF主要通过捕集的方式来降低柴油的颗粒物排放，在使用一段时间以后需要对其进行再生。DPF的再生方式通常主要有两种，分别为通过某种手段来提高DPF的温度使微粒达到燃点进行燃烧去除的主动再生和通过某种手段来降低微粒的燃点使其自发燃烧去除的被动再生。

综上，目前使用的后处理装置通常需要各个部分联合，经过多次处理才能将尾气中多种有害成分除去，一般体积较大、结构复杂，使汽车增重较多，不利于节能减排。因此，随着排放法规的越来越严格，有必要开发新型的更加高效的后处理催化转化装置。

电化学驱动反应(EPOC)是指当界面有固体电解质作为支撑时，催化膜的活性和选择性可以通过在所构成的电化学体系中施加小的电压或者电流来改变。电催化反应是在电化学反应的基础上，用催化材料作为电极或在电极表面修饰催化剂材料，从而降低反应的活化能，提升电化学反应的速率。这种现象又被称为催化活性的非法拉第电化学修饰效应（NEMCA）。

电催化反应的速度不仅仅由催化剂的活性决定，而且还与界面电场及电解质的本性有关。在已研究产生NEMCA效应的催化体系中，催化反应速率的增大可以达到10⁶倍于通过的电流；诱导反应速率高达70倍于原来的反应速率。NEMCA效应的发生和终止可以通过电源的开关来控制，因此NEMCA效应为非均相催化提供了一条可逆控制并显著增强催化活性的新途径。

经过检索发现有很多与汽车尾气处理相关的专利存在，例如，专利申请号为201110211619.3的‘一种汽车尾气处理装置’中，使用了颗粒捕集器和氧化催化器，并加装了电子调节阀，减少了贵金属的用量；申请号为201320059858.6的‘一种汽车尾气处理器’中，将连接套、一氧化碳生成管、除尘管、三效催化管、烟气缩小管、尾气燃烧管和水封装置依次连接，制成一种新型式的尾气处理装置；申请号为201220729990.9的‘骨架式汽车尾气处理器’；申请号为201320028026.8的‘一种汽车尾气处理装置’；等等。没有与本专利申请项相同或者近似的专利存在。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电驱动尾气后处理装置，针对现有后处理装置结构复杂、增重较大、催化剂效率较弱等诸多问题，通过调整反应装置两极的电势值可以调整催化反应的效率，可同时去除多种气体以及颗粒污染物。以减少车用后处理器的重量和体积，提高催化反应效率，满足越来越严格的排放要求。其结构简单，质量轻，体积小，催化效率高，具有很高的实用价值。该装置连接电源用于尾气处理时可以通过调整两端电势进行分批催化转化汽车尾气之中的有害成分。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种电驱动尾气后处理装置，由固体电解质、导电骨架、还原型催化剂、氧化型催化剂以及可变电源构成，其中可变电源可使用车载电源；其特征在于：首先分别将氧化型催化剂和还原型催化剂均匀涂覆在带有电极引脚的多孔导电骨架上；然后，将分别涂覆有氧化型催化剂和还原型催化剂的两片多孔导电骨架紧密贴合在多孔固体电解质的两侧；并装配在密封的带有进气口和排气口的壳体内，其电极引脚由壳体向外引出。