Particulate Filters and Ceramic Substrates | How it Works | Glass Age | Corning

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Filters and Substrates

工作原理:过滤器和载体

工作原理:过滤器和载体

工作原理:过滤器和载体

工作原理:过滤器和载体

吸气,呼气。重复一整天,你会呼吸将近3000加仑的空气。体积相当于满满一辆油罐车!现在,设想你在一个空气中充满了污浊的气体和有害微粒(例如煤灰)的世界里这样做。深呼吸就突然变得不太吸引人了。

这就是康宁的用武之地。如果你知道康宁的颗粒过滤器和陶瓷载体能够帮助人们净化空气,在各种型号的汽车和卡车排放的尾气进入你周围的空气之前除去尾气中的污浊气体和颗粒物,这样你呼吸起来就能更轻松。

载体和过滤器是排放控制系统的关键部件,它们安装在发动机舱和卡车及汽车的底部,链接发动机与排气管。当发动机燃烧汽柴油或其他燃料时,其排放的废气中会携带碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳和微粒等有害的副产品。随着废气通过排放控制系统,亦会通过康宁的载体和过滤器,这就是奇迹发生的地方。

康宁为各种型号的汽、柴油车制造载体和过滤器,涵盖客车、重型卡车,再到建筑和农业设备。以柴油为动力的车辆利用载体去除气体污染物,利用过滤器去除颗粒污染物。目前汽油动力车辆只利用载体去除气体污染物,但在未来,愈发严格的规定也会要求使用颗粒过滤器来清理汽油尾气。

过滤器和载体由耐高温、低膨胀率的材料创成,能抵抗高温和温度骤变。在制作过程中,挤压工艺在载体和过滤器中形成数以千计的多孔壁平行通道,这些多孔壁用以固定催化剂,经高温煅烧定型后,载体最终被切割成成品尺寸。

单一的过滤器和载体尺寸并不能适合所有车辆。康宁与发动机和汽车制造商合作,了解他们的排放控制系统的要求和限制,然后运用不同的材料、大小和形状,以适应每个系统。

载体的工作原理

载体和过滤器有成千上万个微小的平行通道,看起来就像“蜂窝”一样,废气从这些通道中流过。这些通道有非常大的内部表面积,使催化剂能够与废气充分接触。载体上的平行通道呈开放状态,而过滤器的通道是交替闭塞的,以迫使废气通过多孔壁并令孔壁捕获有害微粒。当你观察载体时,你的视线可以直接穿过那些微小的通道。然而当你看一个过滤器时,你无法看到另一面,只能在表面上看到一个被堵住的“棋盘”图案。

载体及过滤器之间的另一个明显的区别是功能性。载体所做的工作基本上是无形的,对气体进行转化,使车辆排放出来的尾气可以被人类吸入,而过滤器则是去除发动机废气中的固体颗粒。

载体成品表面涂有一层表面积很大的混合催化材料,使载体成为一个微型的化学实验室。在高温下,废气中的氮氧化物和一氧化碳等有毒气体与催化剂接触,被转化成无害的氮和水,以及害处较小的二氧化碳。过滤器也含有催化剂,在尾气被迫通过过滤器时利用孔壁捕获颗粒。这些孔壁需要定期清洁。然而,与你那些装满了就需要及时处理的吸尘器或空气过滤器不同的是,这些过滤器可以经常利用先进的、难以察觉的“自我清洁”发动机控制装置进行清洁。

新兴机遇

虽然载体和过滤器在使全世界的空气更清洁方面已经做了大量工作,但其仍有创新的空间。清洁空气法规越来越严格,汽车技术正不断进步以满足这些需求,这给了康宁创新和成长的空间。例如,载体需要一定的工作温度来激活催化剂,这意味着它们不会立即开始转化有毒气体。尾气必须先加热以激活载体,这就导致汽车启动后的最初几分钟内废气排放率过高。

这些被称为冷启动排放物,往往是驾驶过程中排出的毒性最大的尾气,康宁正在努力解决这个问题。康宁利用可快速达到有效温度的新材料开发出FLORA™载体,专门用于减少冷启动排放物。

载体和过滤器对我们的世界影响巨大。康宁过滤器每秒钟从我们呼吸的空气中除去20兆的烟尘颗粒。人们很容易忽视这些产品的作用,因为它们隐藏在汽车和卡车底部,但很难想象这个世界没有了它们会怎么样。康宁致力于让空气更洁净,我们希望人人都能轻松呼吸。

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