一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器GF-DPF及制作方法与流程

本发明涉及大气污染治理板块，尤其涉及一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf及制作方法。

背景技术：

1、柴油颗粒捕集器是安装在柴油车排气系统中，通过捕集再生来降低排气中颗粒物（pm）的装置，pm排放一直备受关注，pm能长时间悬浮在空气中，污染环境并影响到人类的身心健康，随着柴油机排放标准的日趋严格，柴油机颗粒捕集器成为柴油车尾气排放达到标准的必备技术之一，由于dpf需要在高温下工作，理论上最佳的dpf材料应具备高的导热系数和低的热膨胀系数，较高的导热系数使得dpf再生时，其内部温度分布均匀，产生小的最高温度和温度梯度，而低的热膨胀系数能有效地减少dpf由于径向和轴向的温度梯度产生的压缩和拉伸应力，避免dpf过早产生裂缝，甚至造成dpf破裂，使得其由于pm过滤效率急剧下降而失效。

2、但现有技术中，柴油发动机尾气颗粒物净化通常采用颗粒捕集器dpf，dpf常用的材料有堇青石和碳化硅，dpf常规的形状为圆形，直径：最大13英寸，长度：最大350mm，孔密度：通常为100~300目，壁厚：0.1~0.3mm，透气率：50~55%，耐高温范围：1000~1200℃，密度：300~350kg/m3，碳载量：通常5~10g/l；

3、现有的柴油颗粒捕集器dpf常用dpf载体中：堇青石dpf具备热膨胀系数低的优点，可以做成整体式结构，被广泛应用于柴油发动机尾气排放净化，但是由于堇青石熔点和热容量较低，在高温环境下易与灰分产生共熔，在不可控再生情况下，容易被烧穿；碳化硅dpf具有高的机械强度、不易疲劳、耐腐蚀、耐高温的特点，但同时还具备大的热容量和高的热膨胀系数，使其不能做成整体结构，需要用小块进行拼装，碳化硅dpf的微观结构具有很多微凸，能有效增加催化剂比表面积，提高碳烟与催化剂的接触面积，能有效地改善dpf再生效率，但是由于其生产成本较高，目前商业化规模不高；

4、上述两种dpf载体，均存在以下缺陷：

5、生产工艺复杂：（工艺为：原材料混合à练泥à挤出成型à堵孔à外表皮处理），生产效率低，特别是堵孔工序，孔洞数量巨大，逐一处理，不仅时间长而且不合格品率高，上述原因导致以上两种dpf载体的生产成本高；

6、碳载量较小：通常5-10g/l，导致实际使用中维护频繁，碳载量直接影响维护周期，碳载量越小，维护周期越短，维护成本越高，碳载量越大，维护周期越长，维护成本越低；

7、规格有限：直径通常最大13英寸，长度通常最大350mm，当应用在大功率柴油发动机时（例如功率大于1000kw），需要用多个圆形的dpf并联使用，占用空间大，设备结构庞大。

8、因此，发明一种成本较低、生产效率较高、背压低、规格丰富多样、碳载量高的dpf产品，不仅性能提升，而且具有良好的经济价值，市场潜力大。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，而提出的一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf及制作方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，包括载体、衬垫和金属外壳，所述载体用于对废气中的柴油颗粒物进行拦截并收集进行消除，所述载体由多个玻璃纤维波纹板堆叠构成，所述玻璃纤维波纹板包括玻璃纤维平纸及其表面粘接的玻璃纤维波纹纸，所述玻璃纤维波纹纸由一层玻璃纤维纸经辊压而成；

3、所述玻璃纤维波纹板中的单元间距n为玻璃纤维波纹纸中两个相邻波峰的间距，所述玻璃纤维波纹板中的复合波纹板基板高度h为玻璃纤维波纹纸最高点至玻璃纤维平纸最低点的间距，且所述单元间距n为2.50-18.0mm，所述玻璃纤维波纹纸a为0.05-0.30mm，所述玻璃纤维平纸厚度b为0.05-0.30mm，所述复合波纹板基板高度h为1.20-9.00mm。

4、优选的，所述载体可堆叠成方形或其他形状，所述玻璃纤维波纹板的基板材料为玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维和碳纤维中的一种。

5、优选的，所述金属外壳套设于衬垫外侧，所述衬垫套设于载体外侧。

6、一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf的制作方法，所述载体几何形状为方形的制作方法，包括以下步骤：

7、s11、首先使用专用瓦楞辊压机将玻璃纤维纸辊压成玻璃纤维波纹纸，玻璃纤维波纹纸再与一层玻璃纤维平纸复合成玻璃纤维波纹板，再经硬化处理后，形成制作gf-dpf的基板；

8、s12、将玻璃纤维波纹板的波纹状通道间隔填胶；

9、s13、将玻璃纤维波纹板一层一层堆叠，每层之间上一层胶，然后干燥定型，制作成方形载体毛坯；

10、s14、在方形载体毛坯的外层包裹衬垫；

11、s15、将包裹衬垫后的方形载体毛坯封装至金属外壳中，制作成完整的方形玻璃纤维波纹板式gf-dpf。

12、优选的，在步骤s12中，将玻璃纤维波纹板的波纹状通道间隔填胶，即在通道的一端填胶，在相邻的通道另一端填胶，且填胶长度10~25mm，并占满长度内的通道截面，确保不产生泄露。

13、优选的，所述玻璃纤维波纹板式gf-dpf可涂覆催化剂，在催化剂的作用下，进一步加快颗粒物的再生反应。

14、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

15、1、本发明中，该gf-dpf在实际使用时，当废气气流流进gf-dpf，从没有填胶的一端的通道进入，气流最终从相邻通道的尾端排出，这样当气流经过玻璃纤维壁面时，由于玻璃纤维层内具有复杂的微孔结构和大的比表面积，可将颗粒物拦截下来，并收集在波纹状的通道内；颗粒物在高温下与氧气发生氧化再生反应，生成二氧化碳和水，达到消除颗粒物的目的，同时经过氧化再生反应的gf-dpf，被收集的颗粒物被消除，gf-dpf可以继续使用。

16、2、本发明中，该玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，采用玻璃纤维作为基材，再经过一系列工艺过程制作而成，对比传统的dpf材料，玻璃纤维强度高、耐高温、理化性能稳定、透气率好且重量轻，解决了传统dpf载体所存在的一些问题；玻璃纤维的导热系数和热膨胀系数适中，且玻璃纤维具有优异的抗热冲击的性能，可制作成一张不需要分割的、整体式的方形gf-dpf，同时可以根据实际使用需求，进一步制作成不同形状的载体，满足不同安装场景的需求，空间利用率高，使用场景灵活，解决了传统设备结构庞大的问题。

17、3、本发明中，该玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，采用玻璃纤维波纹板堆叠成型的生产工艺，其生产效率高，比传统dpf的生产效率提高20~30%，同时降低生产成本，比传统dpf成本低25~35%；同时碳载量更大，比传统dpf碳载量提高15~20%，高的碳载量可延长维护周期，减少维护周期，节省使用成本；该gf-dpf的密度约200-220kg/m3，从而使其重量更轻。

技术特征：

1.一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，其特征在于：包括载体（1）、衬垫（2）和金属外壳（3），所述载体（1）用于对柴油机废气中的颗粒物进行拦截并收集进行消除，所述载体（1）由多个玻璃纤维波纹板（4）堆叠构成，所述玻璃纤维波纹板（4）包括玻璃纤维平纸（41）及其表面粘接的玻璃纤维波纹纸（42），所述玻璃纤维波纹纸（42）由一层玻璃纤维纸经辊压而成；

2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，其特征在于：所述载体（1）可堆叠成方形或其他形状，所述玻璃纤维波纹板（4）的基板材料为玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维和碳纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，其特征在于：所述金属外壳（3）套设于衬垫（2）外侧，所述衬垫（2）套设于载体（1）外侧。

4.一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf的制作方法，其特征在于，使用了权利要求1-3中任一项的一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf，所述载体（1）几何形状为方形的制作方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf的制作方法，其特征在于：在步骤s12中，将玻璃纤维波纹板（4）的波纹状通道间隔填胶，即在通道的一端填胶，在相邻的通道另一端填胶，且填胶长度10~25mm，并占满长度内的通道截面。

6.根据权利要求5所述的一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器gf-dpf的制作方法，其特征在于：所述玻璃纤维波纹板式gf-dpf可涂覆催化剂，在催化剂的作用下，进一步加快颗粒物的再生反应。

技术总结
本发明公开了一种玻璃纤维波纹板式柴油颗粒捕集器GF‑DPF及制作方法，涉及大气污染治理板块技术领域，包括载体、衬垫和金属外壳，所述载体用于对柴油机废气中的颗粒物进行拦截并收集进行消除，所述载体由多个玻璃纤维波纹板堆叠构成，本发明中，GF‑DPF采用玻璃纤维作为基材，采用玻璃纤维波纹板堆叠成型的生产工艺，其生产效率高，同时降低生产成本，对比传统的DPF材料，玻璃纤维强度高、耐高温、理化性能稳定、透气率好且重量轻，玻璃纤维的导热系数和热膨胀系数适中，且玻璃纤维具有优异的抗热冲击的性能，可制作成一张不需要分割的、整体式的GF‑DPF，同时碳载量更大，高的碳载量可延长维护周期，减少维护周期，节省使用成本。

技术研发人员：吴伟星,彭小飞
受保护的技术使用者：苏州昆昇气体净化科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16