本發明涉及汽車尾氣凈化的技術領域，具體涉及一種用于柴油機碳煙顆粒捕集技術。
背景技術：
隨著全球石油資源短缺的加劇和CO2減排壓力的增加，國外出現車用動力柴油機化的態勢。目前，歐洲轎車年產量中40％以上已采用柴油發動機，在法國、西班牙等國家高達50％以上。雖然和汽油機相比，柴油機是一種環境友好型的發動機，但是和裝配三效催化劑的汽油車相比，以氮氧化物NOx和碳煙顆粒物PM為特征的柴油車的尾氣排放污染成為制約其推廣應用的重要因素。因此，開發性能優異的柴油機碳煙顆粒過濾體成為亟待解決的難題。碳化硅DPF因其強度和軟化溫度高而得到廣泛應用。目前，為了使碳化硅過濾體能夠有效過濾顆粒，通常是加入造孔劑來造孔，存在工藝調節難，產品一致性差，燒成焦煙污染等問題。
中國發明專利CN104667824A報道了采用碳化硅作為主材料進行噴霧造粒的技術，但該技術是采用的D50小粒徑碳化硅微粉，應用于制備高致密度碳化硅陶瓷。
中國發明專利CN103044032A報道了采用碳化硅作為主要原材料制備陶瓷微粒捕集裝置的技術，但該技術是采用的石墨或馬鈴薯粉造孔。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種用于柴油機碳煙顆粒捕集的過濾體及其制備方法，以降低生產成本，提高產品的量產一致性，適應大規模工業應用。
為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：
一種用于柴油機碳煙顆粒捕集的過濾體的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一，稱取以下重量份的原料：碳化硅微粉65～85份，金屬硅微粉10～20份，燒結助劑5～20份，三者重量份數和為100份；再加入粘結劑0.5～5份，分散劑A 0.5～1份，分散劑B 0.5～3.0份，加入去離子水配成固含量50～70％的懸浮液；
步驟二，將步驟一中的懸浮液，放入聚氨酯球磨罐罐磨，以得到穩定分散的漿料；其中球磨球采用碳化硅材質，球料比即介質球與粉體的重量比為(1～4)：1，球磨混料時間為1～10h，球磨轉速為120～480r/min；
步驟三，將步驟二所得的漿料直接噴入噴霧造粒塔中，通過控制噴霧造粒工藝參數得到造粒粉料；其中，噴霧造粒工藝參數為：入口溫度220～270℃，出口溫度90～130℃，離心霧化器轉速8000～24000r/min，漿料進料速率為5kg/h；
步驟四，向步驟三所制得的造粒粉料中加入重量份為10份的粘結劑、2份的增塑劑和23份的去離子水進行濕法混合，然后放入真空練泥機混煉2h，形成塑性泥坯；
步驟五，將所述塑性泥坯放入擠壓機，在模具的引導下形成31孔格/cm2的蜂窩狀泥坯；
步驟六，將所述蜂窩狀泥坯放入微波干燥箱內烘干定型，再進行交叉封孔得過濾體泥坯；
步驟七，將所述過濾體泥坯放入高溫燒結爐內，Ar氣氛保護下以5℃/min的升溫速率加熱到1450℃，并保溫8h，然后自然冷卻至100℃即制備得過濾體。
所述的碳化硅微粉D50為50～80μm。
所述的金屬硅微粉D50為5～10μm。
所述的燒結助劑以氧化鋁2、碳酸鍶1、氧化鐵1、氧化硅2的重量比混合。
所述的粘結劑為甲基纖維素，分散劑A為聚乙烯醇，分散劑B為聚乙二醇，增塑劑為甘油。
所述漿料粘度值為1500～2000mPa·s。
所述的過濾體是以碳化硅微粉為主原料的多孔蜂窩載體；過濾體的中值孔徑>10μm，孔隙率>40％，本說明書中中值孔徑、孔隙率是指壓汞法測定的值。
本發明具有有益效果，本發明將噴霧造粒工藝應用于多孔蜂窩載體，制備出80～120μm的大粒徑造粒粉料，該方法極大的改善了粉體粒徑的分布，明顯提升了顆粒堆積孔隙率，使蜂窩載體具有理想的孔徑大小和較高的孔隙率。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明的技術方案做進一步詳細說明。
實施例1：
稱取以下重量份的原料：D50為50μm的碳化硅微粉85份，D50為5μm的金屬硅微粉10份，燒結助劑5份，粘結劑0.5份，分散劑A 0.5份，分散劑B0.5份，加入去離子水配成固含量50％的懸浮液；將懸浮液放入聚氨酯球磨罐罐磨。采用碳化硅材質球磨球，球料比為1：1，球磨混料時間為1h，球磨轉速為120r/min。球磨得到粘度值為1500mPa·s的漿料。將漿料直接噴入噴霧造粒塔中，入口溫度220℃，出口溫度90℃，離心霧化器轉速8000r/min，漿料進料速率為5kg/h，得到造粒粉料。向造粒粉料中加入10％重量百分比的粘結劑、2％重量百分比的增塑劑和23％重量百分比的去離子水進行濕法混合，然后放入真空練泥機混煉2h，形成塑性泥坯；將泥坯放入擠壓機，在模具的引導下形成31孔格/cm2的蜂窩狀泥坯；將所述蜂窩狀泥坯放入微波干燥箱內烘干定型，再進行交叉封孔得過濾體泥坯；將泥坯放入高溫燒結爐內，Ar氣氛保護下以5℃/min的升溫速率加熱到1450℃，并保溫8h，然后自然冷卻至100℃即制備得過濾體。
實施例2：
稱取以下重量份的原料：D50為60μm的碳化硅微粉80份，D50為6μm的金屬硅微粉10份，燒結助劑10份，粘結劑2份，分散劑A 1份，分散劑B 1份，加入去離子水配成固含量70％的懸浮液；將懸浮液放入聚氨酯球磨罐罐磨。采用碳化硅材質球磨球，球料比為2：1，球磨混料時間為5h，球磨轉速為240r/min。球磨得到粘度值為1600mPa·s的漿料。將漿料直接噴入噴霧造粒塔中，入口溫度270℃，出口溫度110℃，離心霧化器轉速10000r/min，漿料進料速率為5kg/h，得到造粒粉料。向造粒粉料中加入10％重量百分比的粘結劑、2％重量百分比的增塑劑和23％重量百分比的去離子水進行濕法混合，然后放入真空練泥機混煉2h，形成塑性泥坯；將泥坯放入擠壓機，在模具的引導下形成31孔格/cm2的蜂窩狀泥坯；將所述蜂窩狀泥坯放入微波干燥箱內烘干定型，再進行交叉封孔得過濾體泥坯；將泥坯放入高溫燒結爐內，Ar氣氛保護下以5℃/min的升溫速率加熱到1450℃，并保溫8h，然后自然冷卻至100℃即制備得過濾體。
實施例3：
稱取以下重量份的原料：D50為70μm的碳化硅微粉65份，D50為8μm的金屬硅微粉20份，燒結助劑15份，粘結劑4份，分散劑A 0.5份，分散劑B 2份，加入去離子水配成固含量50％的懸浮液；將懸浮液放入聚氨酯球磨罐罐磨。采用碳化硅材質球磨球，球料比為3：1，球磨混料時間為10h，球磨轉速為360r/min。球磨得到粘度值為1800mPa·s的漿料。將漿料直接噴入噴霧造粒塔中，入口溫度220℃，出口溫度130℃，離心霧化器轉速20000r/min，漿料進料速率為5kg/h，得到造粒粉料。向造粒粉料中加入10％重量百分比的粘結劑、2％重量百分比的增塑劑和23％重量百分比的去離子水進行濕法混合，然后放入真空練泥機混煉2h，形成塑性泥坯；將泥坯放入擠壓機，在模具的引導下形成31孔格/cm2的蜂窩狀泥坯；將所述蜂窩狀泥坯放入微波干燥箱內烘干定型，再進行交叉封孔得過濾體泥坯；將泥坯放入高溫燒結爐內，Ar氣氛保護下以5℃/min的升溫速率加熱到1450℃，并保溫8h，然后自然冷卻至100℃即制備得過濾體。
實施例4：
稱取以下重量份的原料：D50為80μm的碳化硅微粉65份，D50為10μm的金屬硅微粉15份，燒結助劑20份，粘結劑5份，分散劑A 1份，分散劑B 3份，加入去離子水配成固含量70％的懸浮液；將懸浮液放入聚氨酯球磨罐罐磨。采用碳化硅材質球磨球，球料比為4：1，球磨混料時間為5h，球磨轉速為480r/min。球磨得到粘度值為2000mPa·s的漿料。將漿料直接噴入噴霧造粒塔中，入口溫度270℃，出口溫度100℃，離心霧化器轉速24000r/min，漿料進料速率為5kg/h，得到造粒粉料。向造粒粉料中加入10％重量百分比的粘結劑、2％重量百分比的增塑劑和23％重量百分比的去離子水進行濕法混合，然后放入真空練泥機混煉2h，形成塑性泥坯；將泥坯放入擠壓機，在模具的引導下形成31孔格/cm2的蜂窩狀泥坯；將所述蜂窩狀泥坯放入微波干燥箱內烘干定型，再進行交叉封孔得過濾體泥坯；將泥坯放入高溫燒結爐內，Ar氣氛保護下以5℃/min的升溫速率加熱到1450℃，并保溫8h，然后自然冷卻至100℃即制備得過濾體。
將實施例1-4所得到的過濾體與市場上常規過濾體作為對比例進行試驗，實驗結果如表1所示。
表1過濾體的軟化溫度和抗熱震性試驗結果
經過試驗論證，噴霧造粒工藝使得不加入造孔劑就可以實現孔隙率和孔徑的調變，過濾體的中值孔徑>10μm，孔隙率>40％，能夠實現對機動車尾氣碳煙顆粒的有效捕集。
以上所述僅為本發明的較佳實例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。