本發(fā)明涉及機動車尾氣排放技術領域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種機動車尾氣催化凈化裝置。

背景技術：

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對機動車輛的需求與日俱增，國內(nèi)機動車的生產(chǎn)量及保有量急劇增加，機動車尾氣污染問題也越來越嚴重，機動車尾氣已經(jīng)成為大氣污染物的主要來源。機動車污染控制措施分為機內(nèi)凈化和機外控制兩類技術，其中催化轉化器是最有效的機外尾氣凈化方法之一。

現(xiàn)有的三元催化器是改善汽車排放，降低汽車尾氣污染的重要部件，三元催化器在汽車排氣排放中起著至關重要的作用，可有效促使燃燒過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體進行二次反應，轉化為無毒氣體排放到大氣中去。隨著排放法律法規(guī)的不斷提高，提高三元催化器的效率及延長使用壽命成為現(xiàn)階段研究的焦點，其中，三元催化器內(nèi)部流動均勻性是衡量三元催化器有效性的重要指標之一。現(xiàn)有的三元催化器中，由于結構因素，使得排氣流經(jīng)三元催化器載體部分時，均勻性不穩(wěn)定，無法將三元催化器的最佳性能發(fā)揮出來，而且過渡的局部催化強度加大，縮短了催化器的使用壽命。部分研究中均提出了有效改善流動均勻性的設計方案，但這些改進型的裝置結構往往較復雜，無法適用于不同的發(fā)動機工況。在某些工況下，甚至會造成均勻性的下降，以及排氣背壓的大幅增加，影響發(fā)動機動力性。

因此亟需尋找一種能使內(nèi)部氣體流動更均勻使催化反應更充分，從而有效提高催化裝置的轉化效率及利用率的機動車尾氣催化凈化裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是解決上述問題，并提供后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種機動車尾氣催化凈化裝置，通過導流板和氣流攪拌裝置共同作用，使內(nèi)部氣體流動更均勻且流經(jīng)催化器載體部分的時間增長，使催化反應更充分，從而有效提高催化裝置的轉化效率及利用率。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種機動車尾氣催化凈化裝置，包括：

殼體，其包括主體部和分別位于所述主體部兩側的進氣部和出氣部；

負載有催化劑的催化劑載體，其設于所述主體部中；

所述進氣部中設有導氣裝置，所述導氣裝置包括：

導流板，其固定卡設在所述進氣部中，所述導流板垂直于進氣方向設置，所述導流板上設有多個引氣孔；

氣流攪拌裝置，其固定在所述導流板上，所述氣流攪拌裝置包括：

固定設置在所述導流板靠近所述進氣部一側的驅(qū)動裝置；

與所述驅(qū)動裝置相連，穿過所述導流板且延伸到所述導流板遠離所述進氣部一側的攪拌桿；以及

固定在所述攪拌桿的遠離所述進氣部一端的至少一對葉片。

優(yōu)選的是，還包括：襯墊，其固定于圓柱形的所述主體部內(nèi)，所述襯墊設于所述催化劑載體和所述主體部之間；

所述催化劑載體沿進氣方向依次包括：

第一載體，其包括一對關于主體部的軸線對稱設置的上載體和下載體，上載體和下載體分別與所述襯墊在軸線上方的上部與軸線下方的下部貼合固定，所述上載體和所述下載體相對的面為相對設置的凸起的弧形面，所述上載體和所述下載體的最近距離大于一對所述葉片的最大葉邊距；

第二載體，其為圓柱形且與第一載體緊密接觸，所述第二載體與所述第一載體并排設置且與所述襯墊固定。

優(yōu)選的是，所述催化劑載體為陶瓷或金屬制成的蜂窩載體。

優(yōu)選的是，所述催化劑載體包括：

內(nèi)芯，其為圓柱形；

外層，其設置在所述內(nèi)芯外部，所述外層包括多層繞制在所述內(nèi)芯外部的與所述內(nèi)芯同心設置的第一隔板和設置在第一隔板外層的外殼，相鄰的兩個所述第一隔板和所述外殼與所述第一隔板之間均設有多個環(huán)繞內(nèi)芯的軸線設置的單元空間，所述單元空間由三角形的第二隔板圍設而成。

優(yōu)選的是，所述催化劑載體負載的催化劑為三效催化劑、氮氧化物轉化催化劑、一氧化碳氧化催化劑及煙塵顆粒物氧化催化劑中的至少三種。

優(yōu)選的是，催化劑載體為陶瓷材質(zhì)，所述催化劑載體使用前經(jīng)過以下預處理：

1)將所述催化劑載體用質(zhì)量分數(shù)為5～20％的碳酸鈉溶液沖洗后用蒸餾水洗凈，然后用質(zhì)量分數(shù)為10～20％的醋酸溶液浸泡10～18h，用去離子水洗凈，在80～100℃下微波加熱1～2h；

2)將催化劑載體放入第一溶液中浸泡30～60min后在0～4℃下放置1～3h，所述第一溶液為濃度為15～20mmol/l的氯化亞錫和濃度為50～70mmol/l的三氟乙酸的混合溶液；

3)將催化劑載體取出后用甲醇沖洗，再用去離子水沖洗，之后將催化劑載體在第二溶液中浸泡15～30min，所述第二溶液是將濃度為30～40mmol/l的agno3溶液用質(zhì)量分數(shù)為37％的氨水進行滴定至沉淀消失后得到。

優(yōu)選的是，所述催化劑載體使用前先經(jīng)過預處理然后負載催化劑，負載催化劑的處理過程包括：

s1、配制金屬鹽溶液，所述金屬鹽溶液為濃度為0.1～2mmol/l的含有鉑、鈀、銠中的至少兩種可溶性鹽和濃度為1～4mmol/l的含有鈰、鑭、鐠、釹中的至少兩種可溶性鹽的混合物；

s2、將所述金屬鹽溶液與氨水按體積比1:3～1:6配制得到第三溶液，將濃度為0.05～0.2mol/l的十二烷基苯磺酸鈉溶液和濃度為1～3mol/l的次磷酸鹽溶液按照體積比為1:8～15配制得到第四溶液；

s3、將預處理后的催化劑載體先用甲醇沖洗，再用去離子水沖洗，浸泡在所述第三溶液中在50～80℃下微波加熱20～40min，然后將與所述第三溶液等體積的第四溶液分3～5次加入到第三溶液中，每次加入后在40～70℃下微波加熱20～40min，得到的催化劑載體用去離子水沖洗干凈，并在質(zhì)量分數(shù)為5～15％的醋酸溶液中浸泡5～10h后，用去離子水沖洗晾干后，在150～250℃下焙燒1～2h，即得到負載催化劑后的催化劑載體。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

本發(fā)明的機動車尾氣催化凈化裝置，通過設置導氣裝置使內(nèi)部氣體流動更均勻且流經(jīng)催化器載體部分的時間增長，使催化反應更充分，從而有效提高催化裝置的轉化效率及利用率。其中，尾氣先流經(jīng)垂直于進氣方向設置的導流板，從而使通過引氣孔的氣流得到一次“梳理”從而更加均勻，同時導流板也能起到阻擋氣流中夾雜的污物進入催化劑載體堵塞孔洞的作用。進入導流板的氣流進一步通過驅(qū)動裝置如小型電機等帶動葉片攪動，使氣流得到第二次“梳理”，使氣體進入催化劑載體前的氣流更加均勻，經(jīng)設于進氣部中的導氣裝置梳理后延長了氣流在主體部的催化反應時間，從而提高裝置的催化效率和利用率，減少尾氣的排放，也避免局部催化強度過大，延長了裝置的使用壽命。同時處于進氣部中且正對主體部的氣流攪拌裝置也能起到對裝置內(nèi)部表面污物進行處理的作用，保證污物不在殼體中尤其是催化劑載體中堆積，使尾氣催化凈化裝置發(fā)揮出最佳性能，保證了發(fā)動機輸出最大的有效功率。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的機動車尾氣催化凈化裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的機動車尾氣催化凈化裝置的催化劑載體的截面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1～2所示，本發(fā)明提供一種機動車尾氣催化凈化裝置，包括：

殼體1，其包括主體部110以及分別位于所述主體部兩側的進氣部120和出氣部130；

負載有催化劑的催化劑載體2，其設于所述主體部110中；

所述進氣部120中設有導氣裝置，所述導氣裝置包括：

導流板121，其固定卡設在所述進氣部120中，所述導流板121垂直于進氣方向設置，所述導流板上設有多個引氣孔；

氣流攪拌裝置，其固定在所述導流板121上，所述氣流攪拌裝置包括：

固定設置在所述導流板121靠近所述進氣部120一側的驅(qū)動裝置122；

與所述驅(qū)動裝置122相連，穿過所述導流板121且延伸到所述導流板121遠離所述進氣部120一側的攪拌桿123；以及

固定在所述攪拌桿123的遠離所述進氣部120一端的至少一對葉片124。

本發(fā)明的機動車尾氣催化凈化裝置使用時，機動車尾氣先通過進氣部中流經(jīng)垂直于進氣方向的導流板121，氣流通過多個細小的引氣孔的得到一次“梳理”從而更加均勻，同時導流板121也能起到阻擋氣流中夾雜的污物進入催化劑載體堵塞孔洞的作用。進入導流板121的氣流進一步通過小型電機等帶動的葉片攪動，使氣流得到第二次“梳理”，使進入催化劑載體2的氣流更加均勻，與催化劑載體2上的催化劑接觸更加充分，催化劑使用更加充分，催化反應更加完全，然后反應后的尾氣從出氣部排出。導氣裝置提高了裝置的催化效率和利用率，減少尾氣的排放，也避免局部催化強度過大，延長了裝置的使用壽命。

在另一種技術方案中，還包括：襯墊3，其固定于圓柱形的所述主體部110內(nèi)，所述襯墊3設于所述催化劑載體2和所述主體部110之間；

所述催化劑載體2沿進氣方向依次包括：

第一載體210，其包括一對關于主體部110的軸線對稱設置的上載體和下載體，上載體和下載體分別與所述襯墊3在軸線上方的上部與軸線下方的下部貼合固定，所述上載體和所述下載體相對的面為相對設置的凸起的弧形面，所述上載體和所述下載體的最近距離大于一對所述葉片124的最大葉邊距；

第二載體220，其為圓柱形且與第一載體210緊密接觸，所述第二載體220與所述第一載體210并排設置且與所述襯墊固定。

催化劑載體中包括二個緊密接觸的第一載體210和第二載體220，第一載體210包括一對對稱設置的上載體和下載體，上載體和下載體和第二載體一起構成一個環(huán)形將氣流包圍，上載體和下載體的最近距離大于一對葉片124的最大葉邊距，進入主體部110的氣流均經(jīng)過葉片124轉動梳理使得流速均勻，其中部分氣流在第一載體210的凸起的弧形面中的催化劑作用下催化反應，另一部分繼續(xù)前進到達第二載體220，且不斷在上載體、下載體以及第二載體220構成的三面環(huán)形中循環(huán)，與第一載體210或第二載體220中的催化劑反復接觸，使氣流與催化劑接觸更加充分，使氣流流經(jīng)催化器載體2的時間增長，使催化反應更充分，催化劑使用也更加充分，從而有效提高催化裝置的轉化效率及利用率。

在另一種技術方案中，所述催化劑載體2為陶瓷或金屬制成的蜂窩載體。

在另一種技術方案中，所述第二載體220包括：

內(nèi)芯221，其為圓柱形；

外層，其設置在所述內(nèi)芯外部，所述外層包括多層繞制在所述內(nèi)芯221外部的與所述內(nèi)芯221同心設置的第一隔板223和設置在第一隔板223外層的外殼222，相鄰的兩個所述第一隔板223和所述外殼222與所述第一隔板223之間均設有多個環(huán)繞內(nèi)芯221的軸線設置的單元空間，所述單元空間由三角形的第二隔板224圍設而成。

三角形的第二隔板224圍設的空間更便于氣流通過孔道與催化劑接觸，且使排氣背壓減低，使催化反應更充分，優(yōu)化發(fā)動機動力性，通過同心設置的多層第一隔板223也避免局部催化強度過大，延長了裝置的使用壽命。

在另一種技術方案中，所述催化劑載體2負載的催化劑為三效催化劑、氮氧化物轉化催化劑、一氧化碳氧化催化劑及煙塵顆粒物氧化催化劑中的至少三種。

在另一種技術方案中，催化劑載體2為陶瓷材質(zhì)，所述催化劑載體使用前經(jīng)過以下預處理：

1)將所述催化劑載體用質(zhì)量分數(shù)為5～20％的碳酸鈉溶液沖洗后用蒸餾水洗凈，然后用質(zhì)量分數(shù)為10～20％的醋酸溶液浸泡10～18h，用去離子水洗凈，在80～100℃下微波加熱1～2h；

2)將催化劑載體放入第一溶液中浸泡30～60min后在0～4℃下放置1～3h，所述第一溶液為濃度為15～20mmol/l的氯化亞錫和濃度為50～70mmol/l的三氟乙酸的混合溶液；

3)將催化劑載體取出后用甲醇沖洗，再用去離子水沖洗，之后將催化劑載體在第二溶液中浸泡15～30min，所述第二溶液是將濃度為30～40mmol/l的agno3溶液用質(zhì)量分數(shù)為37％的氨水進行滴定至沉淀消失后得到。

通過預處理后催化劑載體比普通的催化劑載體表面積大1.2～1.4倍，且催化劑載體的孔洞大小適宜，微波加熱使的后續(xù)更易負載貴金屬且負載的催化劑不易脫落，負載催化劑后催化反應速度、反應活性要比同等條件下催化劑有所提高，利用率更高，且此種預處理方法中適用范圍廣，適用于不同的發(fā)動機工況。

在另一種技術方案中，所述催化劑載體使用前先經(jīng)過預處理然后負載催化劑，負載催化劑的處理過程包括：

s1、配制金屬鹽溶液，所述金屬鹽溶液為濃度為0.1～2mmol/l的含有鉑、鈀、銠中的至少兩種可溶性鹽和濃度為1～4mmol/l的含有鈰、鑭、鐠、釹中的至少兩種可溶性鹽的混合物；

s2、將所述金屬鹽溶液與氨水按體積比1:3～1:6配制得到第三溶液，將濃度為0.05～0.2mol/l的十二烷基苯磺酸鈉溶液和濃度為1～3mol/l的次磷酸鹽溶液按照體積比為1:8～15配制得到第四溶液；

s3、將預處理后的催化劑載體先用甲醇沖洗，再用去離子水沖洗，浸泡在所述第三溶液中在50～80℃下微波加熱20～40min，然后將與所述第三溶液等體積的第四溶液分3～5次加入到第三溶液中，每次加入后在40～70℃下微波加熱20～40min，得到的催化劑載體用去離子水沖洗干凈，并在質(zhì)量分數(shù)為5～15％的醋酸溶液中浸泡5～10h后，用去離子水沖洗晾干后，在150～250℃下焙燒1～2h，即得到負載催化劑后的催化劑載體。

通過貴金屬和稀土金屬結合的催化劑在陶瓷載體上能實現(xiàn)均勻負載，且催化效率高，此種方法中通過結合稀土金屬降低了貴金屬用量，通過微波加熱結合煅燒工藝使陶瓷載體上的催化劑負載完全且延長了催化劑的使用壽命，工藝簡單，易實現(xiàn)。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。