[发明专利]用于POC后处理器的泡沫金属结构单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于POC后处理器的泡沫金属结构单元，可以应用到汽车尾气的后处理行业。

背景技术

当前，全球面临能源和环境的综合挑战。在传统汽车的排放达标的技术手段选择方面，人们仍然面临不少的难题，例如，如何选择后处理的载体和催化剂等方面。

POC后处理载体是构成车用后处理平台的关键因素，截止到目前为止，在后处理载体方面绝大多数是进口的陶瓷载体，这种陶瓷载体的机械强度稍差，不太适应于中国的实际情况；同样，成熟的金属载体也是被国外的技术和专利垄断，成为制约中国后处理产业发展的关键因素。

因此，如何获得低成本和高性能的后处理载体是推进该领域技术进步的核心内容。

POC后处理器技术的本质是先把PM‘过滤’或‘截留’下来，然后在催化剂的作用下进行氧化，把PM中的主要成分SOF部分氧化成CO2和H2O，把PM颗粒尺寸降低，消除其毒性和危害的因素，因此，解决了PM超标的本质问题。POC后处理器对PM的处理效率可以达到50~80%，被堵塞的故障率也远远低于DPF。因此，POC是国外研究的热点，其中，以Ecocat公司最具代表性。

事实上，进口的POC系统所用的载体和催化剂的设计都有严格的规定，例如，在POC主载体和催化剂的前端，一般都加装小体积的具有DOC作用的载体和催化剂，促进PM的快速氧化，也能把排气中的NO成分氧化成NO2，以便促进NO2和PM中的碳进行反应；为此，POC后处理器的泡沫金属结构单元具有现实的意义。

    POC后处理器的本质是先进的载体和催化剂技术的结合。其中，载体最为关键，不仅影响性能，也影响成本和寿命。

    Ecocat公司POC载体是其专利技术，其本质是结构独特的金属蜂窝板和超细金属纤维纺织毡的组合体。但价格昂贵，国产的柴油车不可能大批量采用。

泡沫金属是一种物理功能与结构特性一体化的新型工程材料。80年代初国际上开始金属泡沫材料研制，金属泡沫材料具备质轻、隔音、过滤和阻燃特性，又有很强的吸震和电磁屏蔽作用，因此，广泛应用于国防工业。90 年代起，泡沫金属推广应用于民用工业，例如，高水平的泡沫镍应用于工业电容和汽车超级电容的制备。目前，我国泡沫金属研制和生产技术水平居于世界前列。

从结构上分析和实际测试表明，泡沫金属是最理想的后处理金属载体，例如，结构强度高于陶瓷载体，气流通道紊乱，最容易获得预想的催化效果，此外，催化剂的涂敷和施工工艺较为简单，因此，选择金属泡沫作为载体，具备理论上的先进性；但是，泡沫金属的最大缺点是价格高，平均250~350元/升，甚至更高，对于一个发动机排量10升的柴油车，需要后处理载体的体积约为20升左右，因此，如果采用100%的泡沫金属作为载体，仅仅载体部分就高达5000~7000元/车，考虑催化剂和封装的成本后，就造成整车的成本升高无法接受，成为泡沫金属应用的障碍。

因此，优化泡沫金属载体的结构参数是该材料能否获得批量应用的关键因素。

    POC载体成为POC后处理器应用的关键。一些利用超薄耐热不锈钢板制造的一些‘蜂窝状板以及其组合’，例如，专利号为‘200810091662.9’的‘废气净化金属载体、所用层合物废气净化过滤器’专利；专利号为‘200480036580.4’的‘废气净化金属载体的制造方法、废气净化金属载体和废气净化过滤器’专利；专利号为‘200410022788.2’的‘新型陶瓷化处理的金属载体’专利；专利号为‘99101110.4’的‘一种带氧化铝层的催化剂金属载体’专利；专利号为‘01111387.1’的‘用于废气净化的金属载体催化剂’专利等等，由于气体的传质和传热的通道是贯通型或等同于贯通，因此，对PM的处理效果不好，无法适用于POC后处理装置。