[发明专利]一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器

说明书

本发明公开了一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器，由进气法兰1、入口管2、扩张管3、HC吸附部分4、HC吸附部分减震层5、间隙结构6、电加热装置7、催化转化部分减震层8、催化转化部分9、收缩管10、壳体11、出口管12、排气法兰13组成，通过在传统催化转化部分基础上套筒式串联加装HC吸附部分，并在间隙结构中安装电加热装置，有效改善汽油车发动机冷启动HC吸附处理和CO、HC和NO_x净化处理问题，能够进一步提高尾气热催化转化效率，优化尾气净化处理，具有结构紧凑、性能良好、运行稳定等优点。

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理技术领域，具体为一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器。

背景技术

伴随着我国经济实力的突飞猛进，人们的生活质量不断提高，人们对于机动车的需求量也逐渐增大，机动车的保有量迅速增加。日益严格的排放法规对发动机排放控制提出了更高的要求，仅依靠机内净化的方式来控制发动机尾气污染物的排放量已经不能满足当前排放标准和法规的要求。

汽油机的快速发展为减少能源消耗起到了重要作用，但是汽油机排放也给空气质量带来不利影响。尤其是在其冷起动阶段，由于起动转速较低、漏气和热损失加重，导致汽油机冷起动时的压缩温度、压缩压力比正常运行状态下要低很多，喷入燃烧室的燃油不大可能立即正常燃烧，在燃油燃烧之前，喷入缸内的燃油就会以未燃碳氢化合物的形式排出气缸。同时，当温度低于150℃时，催化转化器的催化剂基本上不起作用，从而造成汽油机冷起动阶段的碳氢化合物排放非常严重，冷起动时排放的高浓度的碳氢化合物表现为蓝白烟，是汽油机产生环境问题之一。大量研究表明，在汽油机的一个测试循环中，大约有50%-70%的碳氢化合物排放来自于汽油机的冷起动阶段。

为了节省排气后处理系统空间，提升尾气净化效率，可以将汽油机的碳氢吸附装置与催化转化器装置有机组合，设计成套筒式结构，实现发动机冷启动HC吸附处理和CO、HC和NO_x净化处理的双重功能。因此，设计开发结构紧凑、性能良好、运行稳定的一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器，套筒式的结构设计不仅能够对发动机冷启动阶段排气中的HC化合物进行处理，而且通过设置催化转化部分能够对发动机排放尾气中的CO、HC和NO_x进行控制，此外设置的电加热装置还能有效提高热催化氧化转化效率，从而提高尾气处理效率。

本发明所采用的技术方案为：一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器用于汽油车发动机排气系统中，优选地，一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器在装配状态下呈水平布置，其特征在于HC吸附部分、间隙结构、电加热装置、催化转化部分等结构依次安装在横截面为圆形的壳体中。

所述HC吸附部分由吸附剂和填充吸附剂的填充床组成，其中吸附剂是以海泡石为原料制备的介孔分子筛，介孔分子筛具有特殊的微孔结构、较大的比表面积和足够的吸附容量，且择形选择性强，能自动挡住大孔径分子，对直径小于微孔孔径的分子进行吸附；采用多孔介质填充床，吸附剂涂覆在载体孔的内壁上，这种蜂窝状通道大大增加了废气与吸附剂的接触，并减小了背压，具有较好的净化性能。

进一步地，所述HC吸附部分吸附剂介孔分子筛制备材料为海泡石，其制备方法为：将海泡石浸渍在浓度为5mol/L，温度为80℃的盐酸中处理4h后，加入去离子水搅拌，然后加入20%的CTAB水溶液搅拌1h，然后选用0.5mol/L的NaOH溶液调节PH至12，老化24h，混合液转移至内衬聚四氟乙烯的反应釜中，在120℃下反应72h，过滤，干燥得到中间体，中间体经过高温焙烧，得到吸附剂介孔分子筛。

所述催化转化部分是一系列连续进出孔道组成，排气由进口孔道进入捕集器，在催化剂的热催化作用下，经过一系列化学反应，尾气中的HC化合物、CO、NO_x被净化，然后气流从出口孔道流出，所述催化型微粒捕集器多孔介质载体材料为海泡石，表面涂覆有贵金属催化剂。