[发明专利]热交换装置和催化处理大气的方法

说明书

本发明涉及一种低温清除大气的方法，更确切地说，涉及热交换器，比如机动车的散热器的外表面的涂层，它能够催化转化污染物为无害化合物，而没有对热交换器的不利影响。

对有关污染控制的文献的综述说明常用的方法是通过反应来清除进入环境的废气。如果探测到或正在排放的一种或另一种污染物的量太大，就应关注该污染物的来源。对于绝大部分废气，在其进入大气之前进行处理以减少污染物。

处理排到一个受约束的空间中的大气以除去其中不希望的组分已有报道。然而，尚无多少努力来处理已经存在于环境中的污染物；环境已被留给它自身的净化系统。

有文献公开了积极净化环境的方法。专利号为3,738,088的美国专利公开了一种空气净化装置，它采用运载工具作为移动净化装置，用于清除周围空气中的污染物。已有大量的配件能够与运载工具配合使用，以便当该运载工具在环境中行驶时净化周围空气。特别是，有一种被公开的管道用于控制空气流速并使空气直接通过各种过滤装置。该过滤装置可包括过滤器和电子沉降器。催化的后过滤器可用于处理非颗粒的或气溶胶污染物，比如一氧化碳、未燃烧的烃类化合物、氧化氮或氧化硫等等。

专利号为5,147,429的美国专利中公开了另一种方法。即流动空中飘浮物空气净化站。这一专利特别以一个收集空气的飞艇为特征。该飞艇包括许多不同类型的空气净化装置。已公开的这种空气净化装置包括湿法除尘器、过滤器、和旋风喷雾除尘器。

使用已公开的装置净化空气的困难是它们需要新的额外的设备。即使专利号为3,738,088的美国专利所公开的改进的运载工具也需要管道和包括催化过滤器的过滤器。

作为对处理大气装置有关的困难的回应，本申请人在于1995年3月24日提交的美国专利申请系列号08/410,445、于1996年1月19日提交的美国专利申请系列号08/589,182、和于1996年1月有9日提交的美国专利申请系列号08/589,030(每个都作为本发明的参考文献)中公开了有关采用移动运载工具处理大气的方法中的装置。在优选实施例中，冷却系统(如散热器)的一部分上涂有催化或吸附组合物。此外，冷却系统中安装的一个风扇能够抽取或迫使空气进入与散热器相接触的操作状态。然后将空气中包括的污染物，如臭氧和/或一氧化碳，转化为非污染物(如氧气和二氧化碳)。

本申请人还有一个正在审查中的专利申请，即于1995年3月24日提交的美国专利申请系列号08/412,525(作为参考文献并入本文)，该专利申请公开了用催化组合物活动处理大气的装置和方法，用于固定目标如静止的汽车、广告牌、空调机、等等。

催化组合物用于一个热交换器如机动车散热器的表面会产生这样的问题，即对装置的热交换性能有不利影响。比如，催化组合物可能起着绝热体的作用，从而减低了散热器扩散热量的能力。

所以，在不影响装置的热交换性能的条件下，采用热交换器装置处理空气以除去污染物的减少污染技术是一个重要的进展。如果能以一种有效的且低成本发的方式解决这一问题当是这一技术的进一步进展。

本发明一般涉及一种处理大气以除去其中污染物的方法。对一个热交换装置如汽车的散热器进行了处理，以致其外表面以催化的方式促使大气中的污染物转化为无害化合物，同时又不影响装置的热交换性能。本发明还包括可以此方法清除污染的热交换装置。

术语“大气”在此处定义为环绕地球的空气，“环境空气”指的是抽取或迫使其到达热交换装置外表面的大气。它还包括偶然被加热的或者通过加热设备加热的空气。

根据本发明，热交换装置的表面必须具有一种可有效地促使污染物催化转化为无害化合物的物质。所以，热交换装置的表面必须能够将诸如烃类化合物、一氧化碳和臭氧等污染物转化为无害化合物，如氧气、二氧化碳和水蒸汽。

一般来说，本发明涉及催化处理大气以将污染物转化为无害化合物的方法，该方法包括处理热交换装置的外表面以使所述表面能够催化转化污染物。在本发明的一方面，热交换装置的外表面是由催化活性的物质制成，或者配备有这样的物质，比如，贱金属催化剂、贵金属催化剂、或它们的组合。这里所用的术语“贱金属催化剂”和“贵金属催化剂”将包括贱金属和贵金属本身以及含有这些贱金属和贵金属的化合物，如贵金属的盐、贱金属的盐和氧化物。然后对表面进行处理以增加其表面积。表面处理包括使热交换装置与酸接触以形成一个“坑坑洼洼”的表面，它具有非常大的表面积，能够使所希望的催化反应更容易进行。任选地，也可以通过在处理表面的一部分涂敷一种催化组合物，而使处理表面含有其它催化金属。