催化剂结构体的制作方法_2

文档序号:9251671阅读:来源:国知局
上层叠平板部(催化剂单元)。平板部1、10、11 分别成为催化剂单元。
[0057] 图1(b)是示意性地示出催化剂单元间的中心部、即A-A'方向上的剖视图中的废 气的流动的图。如图1(b)所示,通过在催化剂单元间的气体流路的中心部打乱(搅拌)气 体,能够提高催化剂活性。换句话说,搅拌部3对通过气体流路的中心部的气体进行搅拌。
[0058] 另外,如图2所示,在改变搅拌部3相对于气流方向4的角度而对催化剂活性效果 进行实验时,当以使角度为5°以上且30°以下的方式设置搅拌部3时,能够增大废气与搅 拌体的接触比率,能够大幅降低在搅拌部3处迂回流动的气体所造成的阻力。
[0059] 如图1以及图2所示,搅拌部3作为加强隔离物2的构件,既可以设置为从第一平 板部1与第二平板部10接触,也可以由浸入了具有针对废气的催化剂活性的成分的无机纤 维来构成。另外,搅拌部3也可以包含将设于第二平板部10的切口部分弯折而形成的舌片 部。
[0060] 例如,搅拌部3也可以设置为使在团状的无机纤维中浸入催化剂成分而得到的突 起物与催化剂单元间接触,层叠催化剂单元。另外,如图3(a)所示,也可以对板状催化剂的 平板部1、10、11的一部分进行切口加工,切起成舌片状,以使舌片部的前端与要层叠的其 他催化剂单元面相接的方式进行层叠。在设置舌片部而层叠催化剂单元的情况下,舌片部 的加工较容易,舌片部作为加强隔离物2的构件而发挥功能,因此催化剂结构体的生产率、 强度增高。如图3(b)所示,通过在催化剂单元间的气体流路的中心部打乱(搅拌)气体, 能够提高催化剂活性。换句话说,搅拌部3对通过气体流路的中心部的气体进行搅拌。
[0061] 图4是示出搅拌部3为舌片部的图。搅拌部3(舌片部)设置为,通过将设于第二 平板部10的切口部分弯折而形成,相对于气流方向4以规定的角度Θ从第一平板部1与 第二平板部10接触。
[0062] 图5是示出搅拌部(舌片部)3的弯折方向为彼此相反方向的催化剂结构体的图。 如图5所示,第一平板部1与第二平板部10在表面载置具有针对废气的催化剂活性的成 分,并且相互对置。第三平板部11在第一平板部1的相反侧与第二平板部10对置。
[0063] 搅拌部(舌片部)3是通过将设于第二平板部10的切口部分弯折而形成的。而且, 向第一平板部1侧弯折的舌片部31以及向第三平板部11侧弯折的舌片部32在废气流动 的方向4上交替存在。另外,像图6那样,也可以将搅拌部(舌片部)3的弯折方向为彼此 相反方向的催化剂单元1〇、12层叠。在这种情况下,如图5以及图6所示,在第一平板部1 以及第三平板部11上也能够不存在搅拌部(舌片部)3。
[0064] 图7是示出搅拌部(舌片部)3的弯折方向为大致相同方向的催化剂结构体的图。 如图7所示,第一平板部1与第二平板部10在表面上载置具有针对废气的催化剂活性的成 分,并且相互对置。第三平板部11在第一平板部1的相反侧与第二平板部10对置。
[0065] 搅拌部(舌片部)3是通过将设于第二平板部10的切口部分弯折而形成的。而且, 设于第一平板部1的舌片部33以及设于第二平板部10的舌片部34沿大致相同的方向弯 折,在废气流动的方向4上交替存在。另外,搅拌部(舌片部)3也可以是通过将设于第三 平板部11的切口部分弯折而形成的,设于第二平板部10的舌片部34以及设于第三平板部 11的舌片部35沿大致相同的方向弯折,在废气流动的方向4上交替存在。
[0066] 接下来,使用图8对本实施方式的催化剂结构体中的废气的流动进行说明。另外, 使用图9以及图10对比较例的催化剂结构体中的废气的流动进行说明。
[0067] 如图8所示,搅拌部(舌片部)3形成为与第一平板部1和第二平板部10相接。其 结果是,不仅打乱流路(气体流路)的催化剂面附近的层流41,也能够剧烈地搅拌流路的中 心部的气流6,能够显著地提高气流6与催化剂之间的接触效率。
[0068] 另外,在切起搅拌部(舌片部)3的部分形成开口部30。被搅拌部(舌片部)3搅 拌而得到的气体的紊乱所带来的压力差促进气体通过开口部30向其他流路流动,能够进 一步提高催化剂的反应效率。特别是,若搅拌部(舌片部)3设置为从第一平板部1与第二 平板部10接触,则紊乱所带来的压力差增大,能够促进气体通过开口部30向其他流路流 动。
[0069] 在这种情况下,如图5或者图6所示,通过将搅拌部(舌片部)3向彼此相反方向 弯折,或者如图7所示,使设于第一平板部1的舌片部33以及设于第二平板部10的舌片部 34向大致相同的方向弯折,并在废气流动的方向4上交替存在,由此,能够有效促进气体通 过开口部30向其他流路流动,能够提高催化剂活性效果(脱硝率)。
[0070] 另一方面,如图9以及图10所示,在比较例中,在催化剂的平坦部设置堤堰状突起 40,堤堰状突起40用于防止产生在气体催化剂表面上形成的气流分界层。然而,堤堰状突 起40仅打乱设有堤堰状突起40的催化剂面附近的层流41,无法充分搅拌流路的中心部的 气流6、不存在突起部的催化剂面的层流50。在比较例的堤堰状突起40与催化剂单元的间 隔相比足够小的情况下,实现防止气体扩散阻力增大的功能。然而,若为了搅拌流路的中心 部的气流6而增大比较例的堤堰状突起40,则会招致压损的增大。
[0071] 接下来,使用具体的实施例与比较例说明针对脱硝率(%)与压损(mmH20/m)进行 实验的结果。需要说明的是,IPa= 1.01972X10^11^0/111。
[0072] (比较例1)
[0073] 在氧化钛粉末(比表面积:300mm2/g,SO4含有量:3. 4wt% ) 13. 5kg中添加仲钼酸 铵((NH4)6 · Mo7O24 · 4H20) I. 7kg、偏钒酸铵(NH4VO3) I. 3kg、草酸 I. 7kg,一边加入水一边利 用捏合机混揉1小时,形成水分约为34wt%的糊状物。在该糊状物中添加高岭土系陶瓷纤 维2. 3kg,进一步混揉。使用滚压机将该糊状体涂敷在SUS430制金属网基板(宽度490mm、 厚度0. 15mm)的网眼间以及表面上而形成平板,获得厚度大约0. 7mm的板状的催化剂单元 (平板部)。在使用冲压机如图11所示在该催化剂单元上形成波型的隔离物2之后,切断为 长度600mm、宽度150mm,获得包含隔离物2的催化剂单元。然后,如图12所示,将催化剂单 元(图11)形成层叠体,放入到金属制的外框5之中,之后一边从层叠体的上方加压一边放 置盖子,获得层叠催化剂结构体(150mm见方(高度150mm-宽度150mm)、长度600mm)。在 将层叠催化剂结构体风干24小时之后,一边使空气流过一边以500°C烧制2小时,将所得到 的部件用于比较例1。
[0074] (比较例2)
[0075] 如图13所示,使用塞刀对上述的催化剂单元(图11)沿长度方向以大约50mm间 隔实施冲击加工,获得包含高度约I. 5mm-宽度约25mm的堤堰状突起40的催化剂单元。然 后,如图12所示,将层叠催化剂单元(图13)而得到的层叠催化剂结构体用于比较例2。
[0076] (实施例1)
[0077] 如图14所示,将在上述的催化剂单元(图11)设有浸入了具有针对废气的催化 剂活性的成分的无机纤维(搅拌部3)的构件用于实施例1。在氧化钛粉末(比表面积: 300mm 2/g,SO4含有量:3. 4wt% ) 13. 5kg 中添加仲钼酸铵((NH4)6 .Mo7O24 · 4H20) I. 7kg、偏钒 酸铵(NH4VO3) I. 3kg、草酸I. 7kg,一边加入水一边利用捏合机混揉1小时之后,利用挤压造 粒机挤压成3φ的柱状的材料,利用流动层干燥机对其进行干燥,在500°C下烧制2小时,进 一步利用锤磨机进行微粉碎,获得催化剂粉末。向该催化剂粉末4kg加入水6kg,调制出催 化剂浆。将使该催化剂浆浸入高岭土系无机纤维团状成形体(厚度(高度)3mm,Icm见方 (宽度IOmm-长度IOmm))而成的材料用作实施例1的无机纤维(搅拌部3)。如图14所示, 将实施例1的无机纤维(搅拌部3)以约50mm间隔配置在催化剂单元(图11)上。
[0078] 将配置有实施例1的无机纤维(搅拌部3)的催化剂单元重叠而形成层叠体,如图 12所示,放入金属制的外框5之中,之后一边从层叠体的上方加压一边放置盖子,获得层叠 催化剂结构体。在将层叠催化剂结构体风干24小时之后,一边使空气流过一边以500°C烧 制2小时,将所得到的部件用于实施例1。
[0079] (实施例2)
[0080] 如图3所示,在催化剂单元(图11)上,使用加工用模具实施切起加工,将弯折切 口部分而形成搅拌部(舌片部)3,将其用于实施例2。实施例2的搅拌部(舌片部)3的长 度a为18臟,宽度b为8mm。而且,如图7所示,将沿气流方向4以大约50mm间隔配置有实 施例2的搅拌部(舌片部)3的催化剂单元形成为层叠体,如图12所示,放入金属制的外框 5之中,之后一边从层叠体的上方加压一边放置盖子,获得层叠催化剂结构体。在将层叠催 化剂结构体风干24小时之后,使空气流过并且以500°C烧制2时间,将其用于实施例2。在 这种情况下,如图7所示,以使设于第一平板部1的舌片部33与设于第二平板部10的舌片 部34沿气流方向4交替存在的方式层叠催化剂单元。另外,以使设于第二平板部10的舌 片部34与设于第三平板部11的舌片部35沿气流方向4
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