具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置及其制造方法_3

文档序号:9203576阅读:来源:国知局
性催化剂负载平板状玻璃纸(3)以不粘接 的方式交替层叠,形成催化剂负载蜂窝结构体(1),该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳 体(4)内,因此能够从壳体(4)中将它们分解取出,通过对取出的含有无机粘合剂的功能性 催化剂负载波形板状玻璃纸(2)及含有无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3) 进行清洗等,能够简单地对它们进行再生处理,能够切实度防止被处理气体的接触面积减 小、压力损失增大。
[0070] 在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)中,壳体(4)优选具有角 筒形。此处,壳体(4)优选由横截面呈大致U字形的壳体主体(4a)和覆盖其开口部的平板 状盖体(4b)构成。
[0071] 此外,虽然省略了图示,但壳体(4)优选由横截面呈大致口字形的壳体构成,或者 由横截面呈大致L字形的壳体主体和与其嵌合的横截面呈大致倒L字形的盖体构成。
[0072] 另外,壳体(4)不限于角筒形,也可以是圆筒形,但是在向壳体(4)内填充将含有 无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)及含有无机粘合剂的功能性催化剂负 载波形板状玻璃纸(2)交替层叠而成的催化剂负载蜂窝结构体(1)时,优选角筒形。
[0073] 在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)中,优选在壳体(4)的内 表面上铺设有无机纤维毡(5)。通过在壳体(4)的内表面上的催化剂负载蜂窝结构体(1) 与无机纤维毯(5)的摩擦力,能够进行振动对策。
[0074] 作为毡(5)的材料的无机纤维,可列举例如陶瓷纤维、玻璃纤维、硅溶胶纤维、氧 化铝纤维以及石棉。
[0075] 此处,在设置本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的场所振动 强烈的情况下,在壳体(4)的内表面上铺设无机纤维毡(5),在不必特别进行振动对策的情 况下,有时也不铺设无机纤维毡(5)。
[0076] 下面,对本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法进行说明。
[0077] 以往,例如,若要使用波形成形机(成波机)将市售的玻璃纸成形为波形板状,则 玻璃纸含有的有机粘合剂的斥力大,即使对平板状的玻璃纸施加压力而弯曲,也会回到之 前的状态。此外若施加压力过大,则玻璃纸会断裂,因此也不能施加大的压力。
[0078] 为了解决这样的现有的技术问题,考虑如下可能性:通过对含有有机粘合剂的市 售的玻璃纸涂布混合了无机粘合剂的含有功能性催化剂的浆料,并置于使用电加热器预先 加热过的模具上进行波形成形,使浆料中的水分瞬间蒸发,从而能够通过浆料中的无机粘 合剂起到的粘合效果,保持波形状。因此,对使用未去除有机粘合剂的市售玻璃纸的催化剂 制造方法进行了研宄,结果发现能够通过以下方法进行制造。
[0079]图3是按照工序顺序来表示本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的 制造方法的流程图。
[0080] 参照该图可知,本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体(1)的处理装置(10)的制造 方法具备下述工序:将混合了无机粘合剂的含有功能性催化剂的浆料涂布于平板状玻璃纸 上的工序;在将浆料涂布平板状玻璃纸置于高温的波形赋予模具上进行加热的同时,通过 挤压夹具进行成形,并且去除玻璃纸表面的浆料中的水分并干燥,形成含有无机粘合剂的 功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)的工序;将含有无机粘合剂的功能性催化剂负载波 形板状玻璃纸(2)保持其形状不变地从波形赋予模具中剥离的工序;另一方面,将浆料涂 布平板状玻璃纸置于高温的平板模具上进行加热,去除玻璃纸表面的浆料中的水分进行干 燥,形成含有无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)的工序;将含有无机粘合 剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)保持其形状不变地从平板模具中剥离的工序;将 含有无机粘合剂的功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)及含有无机粘合剂的功能性催 化剂负载平板状玻璃纸(3)交替层叠,并填充于壳体(4)内的工序。
[0081] 即,用于本发明的玻璃纸为含有有机粘合剂的市售的玻璃纸。另外,作为市售的玻 璃纸所使用的有机粘合剂,可列举例如丙烯酸类树脂、聚乙烯醇(PVA)/聚乙酸乙烯酯共聚 物、不饱和聚酯类树脂、环氧树脂等。
[0082] 此处,在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中,在 玻璃纸中本来含有的有机粘合剂存在的状态下,在平板状玻璃纸上涂布混合了无机粘合剂 的含有功能性催化剂的浆料,进行成形,形成含有无机粘合剂的功能性催化剂负载波形板 状玻璃纸(2)及含有无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3),将它们交替层叠, 制造催化剂负载蜂窝结构体(1),但是在该情况下,具备制造的催化剂负载蜂窝结构体(1) 的处理装置装入脱硝装置,例如在温度250~400°C下进行废气的脱硝时,玻璃纸中本来含 有的有机粘合剂逐渐被热解、去除,当然,由于在该情况下玻璃纸的形状通过无机粘合剂被 保持,因此也没有问题。
[0083] 优选地,在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中 的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的波形板状成形工序中,使用由金属板构成的模具,所述 金属板具有宽5~15mm、高2~10mm、以及沟槽底部的曲率半径0. 5~2mm的并列状凹槽, 通过挤压夹具沿模具的凹槽挤压放置在模具上的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行成形。
[0084] 对挤压夹具的与玻璃纸接触的部分进行防水加工,即特氟龙(注册商标)加工。挤 入的下侧的波形板状模具的凹槽若不是曲率半径为0.5~2_左右的形状,则不能压入,若 是更小的曲率半径,则玻璃纸破损,故不优选。
[0085] 在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中,在俯视 观察下,从波形赋予模具中剥离的波形板状的含有无机粘合剂的功能性催化剂负载玻璃纸 (2) 与从平板模具中剥离的平板状的含有无机粘合剂的功能性催化剂负载玻璃纸(3)的尺 寸大致相同。
[0086] 在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中,波形赋 予模具及平板模具的表面温度优选在200~500°C的范围内。
[0087] 此处,在模具的表面温度不足200°C的情况下,混合了无机粘合剂的含有功能性催 化剂的浆料涂布玻璃纸的干燥、剥离所花费的时间长,不实用。此外在模具表面温度超过500°C,温度高的情况下,不仅存在模具发生变形的可能性,而且脱硝催化剂等的功能性催 化剂的活性降低,故不优选。另外,作为波形刚成形后混合了无机粘合剂的含有功能性催化 剂的浆料涂布玻璃纸从模具中剥离的条件,优选模具表面温度为300°C以上。模具表面温度 的测量是使用非接触的辐射温度计来进行的。
[0088] 这样,能够在模具上使玻璃纸成形,并且去除玻璃纸表面的浆料中的水分,进行干 燥,能够使脱硝催化剂等的功能性催化剂的活性不降低地分别形成含有无机粘合剂的功能 性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)及含有无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸 (3) 〇
[0089] 此外,这样在模具上成形并干燥而成的含有无机粘合剂的功能性催化剂负载波形 板状玻璃纸(2)及含有无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)能够容易地从模 具中剥离。
[0090] 在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中,作为无 机粘合剂,使用包含选自由硅溶胶、氧化铝溶胶、Y -氧化铝、氧化钛溶胶及氧化锆溶胶所组 成的组中的至少一种无机类氧化物的粘合剂。通过使用这样的无机粘合剂,能够切实地保 持玻璃纸的形状。
[0091] 在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中,在将混 合了无机粘合剂的含有功能性催化剂的浆料涂布于平板状玻璃纸上的工序中,涂布于平 板状玻璃纸上的混合了无机粘合剂的含有功能性催化剂的浆料中的无机粘合剂的含量为 10~30重量%。优选为5~25重量%。如果无机粘合剂的含量为该范围,则无论是机械 性结构还是催化剂性能都能够稳定地发挥,而且通过无机粘合剂的作用使成形的玻璃纸保 持波形板状,由此能够形成含有无机粘合剂的功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2),通过 将其与含有无机粘合剂的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)组合,能够制造催化剂负载 蜂窝结构体(1),因此优选,但不限定于此。
[0092]另外此处,作为功能性催化剂,含有选自由脱硝催化剂、脱硫催化剂、戴奥辛类分 解催化剂及氨分解催化剂所组成的组中的功能性催化剂。
[0093]在这些功能性催化剂之中,例如作为脱硝催化剂,可以使用本申请人的日本专利 公开2008-155133号公报中所述的脱硝催化剂。在该含有脱硝催化剂的浆料中,含有作为 粘合剂成分的硅溶胶(Si)和作为脱硝催化剂金属的钛(Ti)、钒(V)、钨(W)。
[0094] 此外,作为氨分解催化剂,可以使用本申请人的日本专利公开2011-78888号公报 中所述的氨分解催化剂。在氨分解催化剂中含有作为氨分解催化剂金属的钌(Ru)以及促 进剂,但使该氨分解催化剂中含有硅溶胶(Si),能够作为本发明中的功能性催化剂而利用。
[0095]例如在含有脱硝催化剂的浆料中,向使二氧化钛微粒在硅溶胶中悬浮而成的浆料 中添加偏钒酸铵,使其吸附于二氧化钛上,进一步添加偏钨酸铵或其水溶液。然后将该含有 脱硝催化剂的浆料涂布于平板状玻璃纸上,并进行干燥,使二氧化钛、氧化钒及偏钨酸铵同 时负载于玻璃纸上。如此操作,能够在一道工序中同时进行二氧化钛的负载、钒的负载、钨 的负载,因此涂布、干燥、煅烧的操作一次即可,工序数量少,能够实现生产率提高
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