专利名称：一种分段式催化剂载体结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于催化剂装置设计制造领域，尤其属于催化剂载体结构的设计与制造，具体涉及一种用金属材料卷制的蜂窝状或其他形状的用于担载涂层的一种载体结构。
背景技术：
目前载体应用越来越广泛，尤其是在排放控制领域，通常的做法都是在蜂窝状的载体上涂覆不同涂层，以达到解决排放问题的目的。常规的载体一般为一个整体式的圆柱体或其他形状的蜂窝结构，气体从蜂窝体的孔道内流过时与涂覆在载体孔道壁上的活性成分接触以达到将废气转化为无害气体的目的。金属载体已经成为机动车排放控制领域成熟的产品，此类产品具有壁薄、背压小、 导热快等优点。但在机动车排放的实际应用中，由于载体内芯为一个整体机构，若载体前端气流混合不不均匀就会造成各孔道内气体处理效率差异大并最终可能导致排放不合格。基于金属载体内气体充分均匀混合及进一步减小系统背压的需求，开发一种新型分段式金属载体结构，使已经进入载体内部的气体可以重新进行气体分布，从而可以达到提高涂层转化效率及减小系统背压的目的。
发明内容本实用新型根据现有技术的不足公开了一种分段式催化剂载体结构。本实用新型的目的是提供一种新型载体结构，利用对载体内芯进行合理分段使气体在载体的蜂窝孔道内流动时在保证与涂层充分接触的前提下进行一次或多次再混合的作用，有效的提高各孔道内气体转化的均匀性；又可以利用气体流通有效面积的增大，有效的减小了系统的背压。本实用新型通过以下技术方案实现分段式催化剂载体结构，包括涂覆有催化剂的载体和封装载体的外壳，其特征在于所述载体封装在外壳中有不少于两段，每段载体独立固定于外壳内并按气体进出方向顺序排列，载体之间有封装外壳形成的中空部分。所述每段载体外形是圆柱体结构，载体内部是金属卷制成的蜂窝结构。本实用新型分段式金属载体包括外壳和与外壳焊接的多段独立的卷制成蜂窝状或其他形状的载体内芯。利用各段载体之间的中空部分的间隙使各蜂窝孔道内的反应后的废气进行重混合，保证进入下一段蜂窝内芯气体的均匀性；又由于该中空部分的有效横截面积大于蜂窝内芯部分的横截面积，气体在中空部分的流速降低，有效降低了系统背压。本实用新型结构的工作过程是当发动机工作中产生的废气经排气管从载体的进口方向进入载体后，气体会沿着外壳的孔道运动，随后逐渐朝第一载体的蜂窝孔道运动，与第一载体内壁上涂覆的催化剂发生化学反应，使部分有毒废气转化为无害气体，直到气体完全流出第一载体的孔道并进入中空部分。在该空间内，气体分子会在惯性作用、布朗运动、和回流的三重作用下进行重混合，之前各孔道内的气体分子将会重新组合为新的气流并沿着第二载体的孔道进入下一个化学反应阶段。在气体完成在第二载体孔道内的化学反应后会沿孔道流出第二载体，进入第二中空部分混合后继续进入后续的载体中或流向外壳的出口方向。本实用新型的有益效果在于利用多级载体分段处理，使反应后的废气可以再次混合，以提高后处理装置的转化效率，可以采用一支载体起到几支载体共同起到的效果；由于载体中部的中空部分有效的增大了气体的流通面积，也有效的降低了系统背压。
图I是本实用新型分段式催化剂载体结构示意图。图中，I是外壳，2是第一载体，3是中空部分，4是第二载体。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型进行进一步的描述，本实施例只用于对本实用新型进行进一步的说明，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述本实用新型的内容作出一些非本质的改进和调整属于本实用新型保护的范围。分段式催化剂载体结构，包括涂覆有催化剂的载体和封装载体的外壳1，载体封装在外壳I中有不少于两段，每段载体独立固定于外壳I内并按气体进出方向顺序排列，载体之间有封装外壳形成的中空部分3。结合图1，如图所示，本例载体外形是圆柱体结构，载体内部是金属卷制成的蜂窝结构，本例载体设置了两段，分别为第一载体2和第二载体4。本例外壳I采用金属外壳制成。当发动机工作中产生的废气经排气管从载体的A方向进入载体后，气体会沿着金属外壳的孔道运动，随后逐渐朝第一载体2的蜂窝孔道运动，与第一载体2内壁上涂覆的催化剂发生化学反应，使部分有毒废气转化为无害气体，直到气体完全流出第一载体2的孔道并进入中空部分3。由于中空部分3的气体流通的有效横截面积远比第一载体2中气体流通有效界面截大，在气体流量不变的情况下，流速会变小，在流入中空部分3后，气流流动的背压就会减小。又由于此前进入第一载体2各孔道内气体成分和比例不同，在完成化学反应后各孔道内气体组成和温度均会有所不同。在中空部分3内，气体分子首先会在惯性作用下继续沿气流方向运动，但由于布朗运动和热对流作用相近孔道的气体分子之间会相互窜动，此时部分气体分子会进行预混合。当气体分子持续流动至第二载体4的前端时，部分气体分子会与载体的前壁发生碰撞而形成回流。在回流的作用下，大量的气体分子会相互碰撞从而使中空部分3中的气体分子重新分布后才流入第二载体4的孔道内与内壁的催化剂发生化学反应。由于在中空部分3进行了气体重分布，进入第二载体4的气体会比从第一载体2中流出的气体均匀性好，这样可以有效的提高第二载体4内的化学反应的效率。在气体完成在第二载体4孔道内的化学反应后会沿孔道流出第二载体4，进入金属外壳I的孔道内，并沿该孔道流向方向B。以上仅就两级分段式金属载体在控制内燃机排放处理时工作过程做了说明，若将本实用新型中金属外壳I的内壁中继续在保留中空后焊接上一个或多个金属内芯，该方案即成为多级分段式金属载体。本实用新型所涉及的外壳及金属内芯的外形和材料可以为任何可用形式、长度和直径可以在任何可用范围；金属内芯的卷制方式可以为任何可用形式。本实用新型所涉及 的载体结构也可以应用于其他废物处理的工业形式中。
权利要求1.一种分段式催化剂载体结构，包括涂覆有催化剂的载体和封装载体的外壳，其特征在于所述载体封装在外壳中有不少于两段，每段载体独立固定于外壳内并按气体进出方向顺序排列，载体之间有封装外壳形成的中空部分。
2.根据权利要求I所述的分段式催化剂载体结构，其特征在于所述每段载体外形是圆柱体结构，载体内部是金属卷制成的蜂窝结构。
专利摘要本实用新型公开了一种分段式催化剂载体结构。包括涂覆有催化剂的载体和封装载体的外壳，载体封装在外壳中有不少于两段，每段载体独立固定于外壳内并按气体进出方向顺序排列，载体之间有封装外壳形成的中空部分；每段载体外形是圆柱体结构，载体内部是金属卷制成的蜂窝结构。本实用新型利用多级载体分段处理，使反应后的废气可以再次混合，以提高后处理装置的转化效率，可以采用一支载体起到几支载体共同起到的效果；由于载体中部的中空部分有效的增大了气体的流通面积，也有效的降低了系统背压。
文档编号F01N3/28GK202645688SQ201220310459
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者傅晓, 王安霖, 孟杨 申请人:四川中自尾气净化有限公司