[发明专利]用于柴油机废气的过滤器

摘要

本发明涉及用于柴油机废气的过滤器，包括控制单元、还原剂供应单元、催化还原单元、微粒捕集单元和温度传感器，催化还原单元与微粒捕集单元通过连通管道连接，且连通管道上设有支路连接所述还原剂供应单元。控制单元分别控制微粒捕集单元、还原剂供应单元、催化还原单元和温度传感器。催化还原单元包括多个可绕转动轴转动的圆柱形的催化还原器，催化还原器的内部沿其长度方向间隔设有多个催化还原通道，催化还原通道分为高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道，两两催化还原器之间设有活动式的减压缓冲结构。本发明根据废气的温度转换不同的催化剂进行处理，从而使得催化效率最大化。

主权项

用于柴油机废气的过滤器，其特征在于，包括控制单元、还原剂供应单元、催化还原单元、微粒捕集单元和温度传感器，所述催化还原单元与所述微粒捕集单元通过连通管道连接，且所述连通管道上设有支路连接所述还原剂供应单元；所述控制单元分别控制微粒捕集单元、还原剂供应单元、催化还原单元和温度传感器；所述温度传感器设于所述催化还原单元进气一端；所述催化还原单元包括转动轴、进气管以及连通进气管的排气管，所述转动轴沿进气管、排气管的中轴线方向延伸并穿过进气管和排气管，所述转动轴的两端连接有电机；所述转动轴上依次排列有多个可绕转动轴转动的圆柱形的催化还原器，所述催化还原器的内部沿其长度方向间隔设有多个催化还原通道，所述催还还原通道分为高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道；所述高温催化还原通道内设置有螺旋状的高温催化金属载体，所述中温催化还原通道内设置有螺旋状的中温催化金属载体，所述低温催化还原通道内设置有螺旋状的低温催化金属载体，所述高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道规律性排布；所述催化还原器内还设有开闭盘，所述开闭盘位于催化还原通道进气的一端；所述开闭盘的表面设有规律性排列的通孔，转动开闭盘，所述通孔对准催化还原器上的高温催化还原通道、中温催化还原通道或低温催化还原通道，遮蔽其余两种催化还原通道，废气通过通孔进入该催化还原通道进行对应的催化还原反应；所述催化还原器进气的一端设有活动式的减压缓冲结构，所述减压缓冲结构为中空的圆柱形或圆盘状，所述减压缓冲结构的外表面间隔设有多个开口，每个开口上插有可活动的隔挡片，当开闭盘需要转动的时候，所述隔挡片进入减压缓冲结构并于减压缓冲结构内部形成废气拦截结构；所述高温催化金属载体在400～600℃环境下工作，所述中温催化金属载体在250～400℃环境下工作的，所述低温催化金属载体在150～250℃环境下工作；所述高温催化金属载体包括负载有WO₃/TiO₂催化剂的金属载体，WO₃/TiO₂催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×10⁷～12×10⁸W/cm²的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶‑凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO₂：Al₂O₃＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:8:5搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B，将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到25wt.％WO₃/TiO₂催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在25wt.％WO₃/TiO₂催化剂溶胶中30min，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载25wt.％WO₃的WO₃/TiO₂催化剂的高温催化金属载体；所述中温催化金属载体包括负载有CeO₂/W₂₅Ti催化剂的金属载体，CeO₂/W₂₅Ti催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×10⁷～12×10⁸W/cm²的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于将清洗后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶‑凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO₂：Al₂O₃＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:8:5搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B；(6)将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到溶胶，室温放置得到干凝胶后恒温干燥箱中110℃烘干，再在600℃下焙烧4h，得到WO₃质量百分含量为25％的WO₃/TiO₂催化剂；(7)将定量Ce(NO₃)₃·6H₂O溶于水得到硝酸铈溶液，再将WO₃质量百分含量为25％的WO₃/TiO₂催化剂浸入其中，室温搅拌1h后得到负载10wt.％Ce的CeO₂/W₂₅Ti催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在CeO₂/W₂₅Ti催化剂溶胶中1h，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载有CeO₂/W₂₅Ti催化剂的中温催化金属载体；所述低温催化金属载体包括负载有Cr₂O₃‑SO₄^2‑/TiO₂催化剂的金属载体，Cr₂O₃‑SO₄^2‑/TiO₂催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×10⁷～12×10⁸W/cm²的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于将清洗后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶‑凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO₂：Al₂O₃＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:8:5搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于70％的硫酸溶液中得到溶液B，将溶液B定量加入A中，其中硫酸根与二氧化钛的摩尔比为SO₄^2‑：TiO₂＝1:4；(6)将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到溶胶，室温放置得到干凝胶后恒温干燥箱中110℃烘干，再在600℃下焙烧4h，得到WO₃质量百分含量为25％的WO₃/TiO₂催化剂；(7)将定量Cr(NO₃)₃·9H₂O溶于水得到硝酸铬溶液，再将WO₃质量百分含量为25％的WO₃/TiO₂催化剂浸入其中，室温搅拌1h后得到Cr₂O₃‑SO₄^2‑/TiO₂催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在Cr₂O₃‑SO₄^2‑/TiO₂催化剂溶胶中1h，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载有Cr₂O₃‑SO₄^2‑/TiO₂催化剂的金属载体。