專利名稱：一種分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于催化劑裝置設(shè)計制造領(lǐng)域，尤其屬于催化劑載體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制造，具體涉及一種用金屬材料卷制的蜂窩狀或其他形狀的用于擔載涂層的一種載體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前載體應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在排放控制領(lǐng)域，通常的做法都是在蜂窩狀的載體上涂覆不同涂層，以達到解決排放問題的目的。常規(guī)的載體一般為一個整體式的圓柱體或其他形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)，氣體從蜂窩體的孔道內(nèi)流過時與涂覆在載體孔道壁上的活性成分接觸以達到將廢氣轉(zhuǎn)化為無害氣體的目的。金屬載體已經(jīng)成為機動車排放控制領(lǐng)域成熟的產(chǎn)品，此類產(chǎn)品具有壁薄、背壓小、 導熱快等優(yōu)點。但在機動車排放的實際應(yīng)用中，由于載體內(nèi)芯為一個整體機構(gòu)，若載體前端氣流混合不不均勻就會造成各孔道內(nèi)氣體處理效率差異大并最終可能導致排放不合格。基于金屬載體內(nèi)氣體充分均勻混合及進一步減小系統(tǒng)背壓的需求，開發(fā)一種新型分段式金屬載體結(jié)構(gòu)，使已經(jīng)進入載體內(nèi)部的氣體可以重新進行氣體分布，從而可以達到提高涂層轉(zhuǎn)化效率及減小系統(tǒng)背壓的目的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是提供一種新型載體結(jié)構(gòu)，利用對載體內(nèi)芯進行合理分段使氣體在載體的蜂窩孔道內(nèi)流動時在保證與涂層充分接觸的前提下進行一次或多次再混合的作用，有效的提高各孔道內(nèi)氣體轉(zhuǎn)化的均勻性；又可以利用氣體流通有效面積的增大，有效的減小了系統(tǒng)的背壓。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)，包括涂覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼，其特征在于所述載體封裝在外殼中有不少于兩段，每段載體獨立固定于外殼內(nèi)并按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分。所述每段載體外形是圓柱體結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)部是金屬卷制成的蜂窩結(jié)構(gòu)。本實用新型分段式金屬載體包括外殼和與外殼焊接的多段獨立的卷制成蜂窩狀或其他形狀的載體內(nèi)芯。利用各段載體之間的中空部分的間隙使各蜂窩孔道內(nèi)的反應(yīng)后的廢氣進行重混合，保證進入下一段蜂窩內(nèi)芯氣體的均勻性；又由于該中空部分的有效橫截面積大于蜂窩內(nèi)芯部分的橫截面積，氣體在中空部分的流速降低，有效降低了系統(tǒng)背壓。本實用新型結(jié)構(gòu)的工作過程是當發(fā)動機工作中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)排氣管從載體的進口方向進入載體后，氣體會沿著外殼的孔道運動，隨后逐漸朝第一載體的蜂窩孔道運動，與第一載體內(nèi)壁上涂覆的催化劑發(fā)生化學反應(yīng)，使部分有毒廢氣轉(zhuǎn)化為無害氣體，直到氣體完全流出第一載體的孔道并進入中空部分。在該空間內(nèi)，氣體分子會在慣性作用、布朗運動、和回流的三重作用下進行重混合，之前各孔道內(nèi)的氣體分子將會重新組合為新的氣流并沿著第二載體的孔道進入下一個化學反應(yīng)階段。在氣體完成在第二載體孔道內(nèi)的化學反應(yīng)后會沿孔道流出第二載體，進入第二中空部分混合后繼續(xù)進入后續(xù)的載體中或流向外殼的出口方向。本實用新型的有益效果在于利用多級載體分段處理，使反應(yīng)后的廢氣可以再次混合，以提高后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率，可以采用一支載體起到幾支載體共同起到的效果；由于載體中部的中空部分有效的增大了氣體的流通面積，也有效的降低了系統(tǒng)背壓。

圖I是本實用新型分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I是外殼，2是第一載體，3是中空部分，4是第二載體。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型進行進一步的描述，本實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述本實用新型的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整屬于本實用新型保護的范圍。分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)，包括涂覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼1，載體封裝在外殼I中有不少于兩段，每段載體獨立固定于外殼I內(nèi)并按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分3。結(jié)合圖1，如圖所示，本例載體外形是圓柱體結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)部是金屬卷制成的蜂窩結(jié)構(gòu)，本例載體設(shè)置了兩段，分別為第一載體2和第二載體4。本例外殼I采用金屬外殼制成。當發(fā)動機工作中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)排氣管從載體的A方向進入載體后，氣體會沿著金屬外殼的孔道運動，隨后逐漸朝第一載體2的蜂窩孔道運動，與第一載體2內(nèi)壁上涂覆的催化劑發(fā)生化學反應(yīng)，使部分有毒廢氣轉(zhuǎn)化為無害氣體，直到氣體完全流出第一載體2的孔道并進入中空部分3。由于中空部分3的氣體流通的有效橫截面積遠比第一載體2中氣體流通有效界面截大，在氣體流量不變的情況下，流速會變小，在流入中空部分3后，氣流流動的背壓就會減小。又由于此前進入第一載體2各孔道內(nèi)氣體成分和比例不同，在完成化學反應(yīng)后各孔道內(nèi)氣體組成和溫度均會有所不同。在中空部分3內(nèi)，氣體分子首先會在慣性作用下繼續(xù)沿氣流方向運動，但由于布朗運動和熱對流作用相近孔道的氣體分子之間會相互竄動，此時部分氣體分子會進行預混合。當氣體分子持續(xù)流動至第二載體4的前端時，部分氣體分子會與載體的前壁發(fā)生碰撞而形成回流。在回流的作用下，大量的氣體分子會相互碰撞從而使中空部分3中的氣體分子重新分布后才流入第二載體4的孔道內(nèi)與內(nèi)壁的催化劑發(fā)生化學反應(yīng)。由于在中空部分3進行了氣體重分布，進入第二載體4的氣體會比從第一載體2中流出的氣體均勻性好，這樣可以有效的提高第二載體4內(nèi)的化學反應(yīng)的效率。在氣體完成在第二載體4孔道內(nèi)的化學反應(yīng)后會沿孔道流出第二載體4，進入金屬外殼I的孔道內(nèi)，并沿該孔道流向方向B。以上僅就兩級分段式金屬載體在控制內(nèi)燃機排放處理時工作過程做了說明，若將本實用新型中金屬外殼I的內(nèi)壁中繼續(xù)在保留中空后焊接上一個或多個金屬內(nèi)芯，該方案即成為多級分段式金屬載體。本實用新型所涉及的外殼及金屬內(nèi)芯的外形和材料可以為任何可用形式、長度和直徑可以在任何可用范圍；金屬內(nèi)芯的卷制方式可以為任何可用形式。本實用新型所涉及 的載體結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于其他廢物處理的工業(yè)形式中。
權(quán)利要求1.一種分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)，包括涂覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼，其特征在于所述載體封裝在外殼中有不少于兩段，每段載體獨立固定于外殼內(nèi)并按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述每段載體外形是圓柱體結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)部是金屬卷制成的蜂窩結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種分段式催化劑載體結(jié)構(gòu)。包括涂覆有催化劑的載體和封裝載體的外殼，載體封裝在外殼中有不少于兩段，每段載體獨立固定于外殼內(nèi)并按氣體進出方向順序排列，載體之間有封裝外殼形成的中空部分；每段載體外形是圓柱體結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)部是金屬卷制成的蜂窩結(jié)構(gòu)。本實用新型利用多級載體分段處理，使反應(yīng)后的廢氣可以再次混合，以提高后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率，可以采用一支載體起到幾支載體共同起到的效果；由于載體中部的中空部分有效的增大了氣體的流通面積，也有效的降低了系統(tǒng)背壓。
文檔編號F01N3/28GK202645688SQ201220310459
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者傅曉, 王安霖, 孟楊 申請人:四川中自尾氣凈化有限公司