從內(nèi)燃機(jī)或工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的煙氣移除固態(tài)內(nèi)容物的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于從內(nèi)燃機(jī)或工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的煙氣移除固態(tài)內(nèi)容物的裝置，其中，該裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的具有金屬性顆粒的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]借由顆粒過濾器從內(nèi)燃機(jī)的煙氣移除固體例如在機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域是已知的。也已經(jīng)變得已知的是在發(fā)電廠中采用毛氈過濾器結(jié)構(gòu)用于煙氣清潔，其借由壓縮空氣而被周期性地清潔，以便避免通過在過濾器結(jié)構(gòu)上的濾渣的過量累積而升高的壓力損失。為此目的所采用的過濾器材料通常具有范圍從220至250°C的溫度阻抗，而在發(fā)電廠技術(shù)中越來越多采用的內(nèi)燃機(jī)的廢氣溫度位于從380至400°C的范圍內(nèi)并且也在發(fā)電廠技術(shù)中被采用的工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的廢氣溫度位于從500至600°C的范圍內(nèi)。
[0003]迄今為止采用的過濾器結(jié)構(gòu)不適于用在內(nèi)燃機(jī)和工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的上述溫度范圍中。為此原因，形式為燒結(jié)過濾器或金屬泡沫過濾器的用于熱氣過濾的過濾器結(jié)構(gòu)因此也已經(jīng)成為已知，然而與由過濾器所產(chǎn)生的壓力損失相比，分離程度是不理想的，并且它們的制造成本尚昂。
[0004]借由DEll 2008 003 152 T5，形式為縱向取向的金屬纖維的具有金屬性顆粒的過濾器已經(jīng)成為已知，其用于從柴油機(jī)的廢氣分離煤煙顆粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是基于產(chǎn)生一種用于從內(nèi)燃機(jī)或工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的煙氣移除固態(tài)內(nèi)容物的裝置的目的，該裝置包括金屬性顆粒并且能夠成本有效地制造，該裝置的過濾器表面能夠被表面處理以用于廢氣的進(jìn)一步處理，并且當(dāng)它們用于發(fā)電廠技術(shù)時(shí)，該裝置同時(shí)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的溫度穩(wěn)定性。一種用于根據(jù)本發(fā)明的裝置的表面處理的方法也要被產(chǎn)生。
[0006]為了解決關(guān)于該裝置的這個(gè)目的，本發(fā)明包括權(quán)利要求1中所述的特征。其有利的配置在其他權(quán)利要求中被解釋。除此之外，本發(fā)明產(chǎn)生了根據(jù)權(quán)利要求6的一種用于產(chǎn)生毛氈或類似毛氈的金屬結(jié)構(gòu)的方法，以及根據(jù)權(quán)利要求7的一種用于毛氈或類似毛氈的金屬結(jié)構(gòu)的表面處理的方法。
[0007]本發(fā)明產(chǎn)生了一種用于從內(nèi)燃機(jī)或工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的煙氣移除固態(tài)內(nèi)容物的裝置，其中該裝置包括具有金屬性顆粒的結(jié)構(gòu)，并且金屬性顆粒連接到毛氈或類似毛氈的金屬結(jié)構(gòu)中并且布置在平坦的基底結(jié)構(gòu)上。
[0008]術(shù)語毛氈或類似毛氈的金屬結(jié)構(gòu)表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的金屬性顆粒呈現(xiàn)在相對(duì)彼此無取向的布置中，作為其結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了基于由該裝置所要求的安裝體積可用于煙氣過濾的大表面。除此之外，因此額外地實(shí)現(xiàn)了用于形成金屬結(jié)構(gòu)所要求的金屬性顆粒無需使用特殊的制造步驟放入它們相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)的位置中，這降低了制造成本并且金屬性顆粒的使用額外地致使該裝置耐久地經(jīng)受住工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的廢氣溫度范圍。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展，提供的是金屬結(jié)構(gòu)被非對(duì)稱地設(shè)計(jì)并且金屬性顆粒被大量地布置在基底結(jié)構(gòu)的覆蓋側(cè)上。具有已知的過濾器結(jié)構(gòu)，過濾器毛網(wǎng)(f Ieece )布置在兩個(gè)覆蓋層之間，其中，覆蓋層用于保護(hù)過濾器毛網(wǎng)并且避免材料不受控地泄漏出毛網(wǎng)。采用根據(jù)本發(fā)明的裝置，僅在一側(cè)上提供基底結(jié)構(gòu)，使得金屬結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱構(gòu)造被獲得，因?yàn)橛捎趥€(gè)體顆粒在彼此上的高粘附力，無需預(yù)期金屬性顆粒不受控地泄漏出毛氈金屬結(jié)構(gòu)。
[0010]于是，金屬結(jié)構(gòu)因此能夠被設(shè)計(jì)作為在墊子主體，該墊子主體在墊子的覆蓋側(cè)上具有基底結(jié)構(gòu)，并且因此形成的該墊子主體能夠包圍管形截面狀的線，該線對(duì)于煙氣是可滲透的，使得煙氣能夠徑向地進(jìn)入墊子結(jié)構(gòu)中并且固態(tài)內(nèi)容物累積在毛氈金屬性顆粒之間的中空空間中。通過非對(duì)稱設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了中空空間沿徑向向外方向變得更小并且特別地?zé)煔庾陨砟軌虼┻^，但是包含在其中的固態(tài)內(nèi)容物被保留在金屬結(jié)構(gòu)中。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱構(gòu)造，根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展提供的是金屬結(jié)構(gòu)的填料密度在基底結(jié)構(gòu)的方向上降低。填料密度在此意味著金屬結(jié)構(gòu)的單位體積的金屬性顆粒數(shù)目。單位體積的高數(shù)目金屬性顆粒確保了存在于顆粒之間的中空空間體積小并且可供離開煙氣的固態(tài)內(nèi)容物穿過的面積小，而金屬性顆粒的較低數(shù)目確保了中空空間大并且因此金屬結(jié)構(gòu)中固態(tài)內(nèi)容物的滲透深度大。從基底結(jié)構(gòu)開始，固態(tài)內(nèi)容物因此能夠進(jìn)入毛氈或類似毛氈的金屬結(jié)構(gòu)但是不滲透該金屬結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展，提供的是金屬結(jié)構(gòu)包括金屬性細(xì)絲和/或纖維。細(xì)絲和/或纖維能夠具有不同的長(zhǎng)度和不同的直徑，使得上面描述的填料密度能夠被特定地控制，即具有較大直徑的細(xì)絲和/或纖維能夠例如被布置比具有較小直徑的細(xì)絲和/或纖維更靠近基底結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展，還提供的是金屬結(jié)構(gòu)包括非金屬性細(xì)絲和/或纖維，其能夠例如是包括陶瓷或石英成分的細(xì)絲和/或纖維，使得單位體積的金屬結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能夠同樣被特定地控制。
[0014]本發(fā)明還產(chǎn)生一種用于制造毛氈或類似毛氈金屬結(jié)構(gòu)的方法，其包括熱燒結(jié)金屬纖維和/或細(xì)絲的步驟。通過熱燒結(jié)，實(shí)現(xiàn)了纖維和/或細(xì)絲在它們接觸彼此的點(diǎn)處進(jìn)入與彼此的連接并且因此產(chǎn)生了機(jī)械可承載的結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)減小了細(xì)絲和/或纖維變得從該結(jié)構(gòu)脫離的風(fēng)險(xiǎn)，使得不再有任何必要為金屬結(jié)構(gòu)的兩個(gè)覆蓋側(cè)提供覆蓋層。
[0015]根據(jù)該方法的進(jìn)一步發(fā)展，還提供的是在毛氈或類似毛氈的金屬結(jié)構(gòu)上執(zhí)行表面處理，其中借由電流沉積在金屬結(jié)構(gòu)上執(zhí)行涂層和/或借由物理氣相沉積在金屬結(jié)構(gòu)上執(zhí)行涂層。
[0016]由于此，能夠例如實(shí)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)的催化涂層，使得金屬結(jié)構(gòu)不僅適于從煙氣分離顆粒，而且也適于煙氣的后處理，例如通過氧化或者還原煙氣中的氮氧化物。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的該方法的進(jìn)一步發(fā)展，還提供的是具有不同截面面積的細(xì)絲和/或纖維用于形成金屬結(jié)構(gòu)。因此例如有可能使用其在截面視圖中為十字形或梯形的細(xì)絲和纖維以用于形成金屬結(jié)構(gòu)。不同截面面積的使用具有的優(yōu)點(diǎn)在于，在通過熱燒結(jié)操作增強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)之前，已經(jīng)由此實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)不同地形成的纖維和/或細(xì)絲的良好粘附連接，因?yàn)橛捎诓煌慕孛婷娣e，纖維和/或細(xì)絲在彼此中被鉤住并且因此能夠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自身結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的該方法的進(jìn)一步發(fā)展，還提供的是使用具有脫離拉伸構(gòu)造的構(gòu)造的纖維和/或細(xì)絲。因此，例如能夠使用線圈形或扭曲類似于螺絲錐的纖維和/或細(xì)絲用于形成金屬結(jié)構(gòu)。這個(gè)構(gòu)造確保了個(gè)體纖維和/或細(xì)絲變得彼此鉤住用于形成結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的該方法的進(jìn)一步發(fā)展，還提供的是具有脫離表面平滑的外輪廓的外輪廓的纖維和/或細(xì)絲用于形成金屬結(jié)構(gòu)。該纖維和/或細(xì)絲能夠例如設(shè)有在外輪廓上的鱗片或者具有多孔結(jié)構(gòu)。這樣的設(shè)計(jì)確保了與由表面平滑的纖維和/或細(xì)絲形成的金屬結(jié)構(gòu)的表面相比，該金屬結(jié)構(gòu)的表面明顯地增大，并且用于要被分離的固態(tài)內(nèi)容物落在其上的吸收面積增大。
[0020]最后，本發(fā)明還產(chǎn)生了一種具有如上所述的裝置的內(nèi)燃機(jī)，以及一種聯(lián)接至該內(nèi)燃機(jī)的催化轉(zhuǎn)換器裝置，其特征在于，該裝置布置在內(nèi)燃機(jī)的下游并且在催化轉(zhuǎn)換器裝置的上游。
[0021]因此，內(nèi)燃機(jī)的煙氣能夠被允許進(jìn)入根據(jù)本發(fā)明的作為廢氣管道中從流體上講是第一裝置的裝置中，并且因此防止包括大量固態(tài)內(nèi)容物的煙氣被允許進(jìn)入催化轉(zhuǎn)換器裝置中。這樣的構(gòu)造確保了催化轉(zhuǎn)換器能夠被設(shè)計(jì)得比從流體上講按已知方式布置成直接跟在內(nèi)燃機(jī)后面的催化轉(zhuǎn)換器要小。
【附圖說明】
[0022]在下文中，借助于附圖更詳細(xì)解釋本發(fā)明。在附圖中示出了:
圖1是對(duì)根據(jù)當(dāng)前發(fā)明實(shí)施例的毛氈金屬結(jié)構(gòu)的摘錄；
圖2是根據(jù)圖1的摘錄“A”的放大代表圖；
圖3是用于形成金屬結(jié)構(gòu)的不同纖維和/或細(xì)絲的代表圖；
圖4是對(duì)根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的毛氈金屬結(jié)構(gòu)的摘錄；以及圖5是內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)架的示意性代表圖，具有連接的廢氣管道，該廢氣管道包括根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的裝置，催化轉(zhuǎn)換器和熱交換器以及煙氣提取器。
【具體實(shí)施方式】
[0023]附圖的圖1示出了對(duì)根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的實(shí)施例的金