[发明专利]催化颗粒过滤器

说明书

一种催化颗粒过滤器，其可以包括：至少一个入口通道，其在纵向方向上延伸，并具有流体流入的第一端部和堵塞的第二端部；至少一个出口通道，其在纵向方向上延伸，并具有堵塞的第一端部和流体流动通过其流出的第二端部；至少一个壁，其限定相邻的入口通道和出口通道之间的边界，并纵向方向上延伸；以及至少一个支架，其设置在至少一个入口通道和至少一个出口通道的至少一个中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月14日提交的韩国专利申请第10-2015-0178661号的优先权和权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种催化颗粒过滤器，更具体地说，涉及这样一种催化颗粒过滤器，其使背压的增加最小化，并提供催化剂和流体之间更长的接触时间(更大的接触面积)。

背景技术

来自内燃机(如柴油发动机)或各种燃烧设备的排放气体含有颗粒物质(PM)。这些PM在排放至大气中时会引起环境污染。出于这一原因，气体排放系统配备有用于捕获PM的颗粒过滤器。

颗粒过滤器根据流体的流动可以分为流动穿过式颗粒过滤器或壁流式颗粒过滤器。

在流动穿过式颗粒过滤器中，被引入通道的流体仅在此通道内流动，而不移动至其他通道。这有助于背压的增加的最小化，但是需要用于捕获流体中的微粒物质的装置，并可能导致较低的过滤性能。

在壁流式颗粒过滤器中，被引入通道的流体移动至相邻的通道，然后通过相邻的通道从颗粒过滤器释放。亦即，被引入入口通道的流体通过多孔壁移动至出口通道，然后通过出口通道从颗粒过滤器释放。当流体穿过多孔壁时，在流体中颗粒物质被捕获而不穿过多孔壁。壁流式颗粒过滤器有效地去除颗粒物质，虽然其可能会使背压增加至某种程度。因此，主要使用壁流式颗粒过滤器。

车辆配备有与颗粒过滤器一起的至少一个催化转化器。催化转化器设计成去除一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)。

催化转化器可以完全从颗粒过滤器中分离，或者通过用催化剂涂布颗粒过滤器来与颗粒过滤器结合。涂布有催化剂的颗粒过滤器可被称为催化颗粒过滤器(CPF)。

在CPF中，将催化剂涂布在将入口通道和出口通道相互分开的多孔壁上，流体穿过多孔壁并与涂布的催化剂接触。在被多孔壁分开的入口通道和出口通道之间存在压力差。这使得流体快速穿过多孔壁。因此，在催化剂和流体之间的接触时间很短，这造成催化反应难以有效地发生。

此外，涂布在多孔壁上的厚催化剂使得催化剂阻塞壁上的微孔，这可能妨碍流体从入口通道至出口通道的流动。背压因此而增加。为了使背压的增加最小化，在CPF中催化剂以较小厚度涂布在壁上。因此，涂布在CPF上的催化剂的量可能不足以有效地发生催化反应。

为了解决这一问题，通过增加入口通道和出口通道(下文中，统称为“小室”)的数量(密度)可以增加待涂布催化剂的壁的表面面积。然而，在有限的空间中的小室密度的增加会减小壁的厚度。壁厚度的减小可能使过滤器的性能变差。因此，小室密度不应增加至比密度极限更大。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种催化颗粒过滤器，其使背压的增加最小化，并增加催化剂装载量。

本发明的另一方面为提供一种催化颗粒过滤器，其背压的增加最小化，并在催化剂和流体之间提供更长的接触时间。