BR112012025288B1 - suporte de catalisador de metal de grande capacidade e conversor catalítico que emprega o mesmo - Google Patents
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- Y10T428/24157—Filled honeycomb cells [e.g., solid substance in cavities, etc.]
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Abstract
suporte de catalisador de metal de grande capacidade e conversor catalítico que emprega o mesmo. é proporcionado um suporte de catalisador de metal de grande capacidade e um conversor catalítico usando o mesmo, em que uma série de blocos de suporte unitários de catalisador são alterados em uma forma de serem efetivamente montados de modo a serem aplicados a um conversor catalítico que é necessário para processar uma grande quantidade de gás de escape, tais como grandes embarcações ou usinas empregando uma série de motores de combustão interna em grande escala, ou dispositivos de processamento de alimentos de grande porte, para, dessa forma, montar facilmente os blocos de suporte unitários de catalisador em uma estrutura montada de grande escala. o suporte de catalisador inclui: uma série de blocos unitários de suporte de catalisador nos quais corpos de formação de células formados de uma série de células ocas que estão alinhadas em uma direção longitudinal são acomadados e empilhados em um suporte poligonal, em que um catalisador é revestido nas superfícies das células ocas; e uma série de membros de montagem, cada um para a fixação de um par de suportes adjacentes que entram mutuamente em contato entre os blocos unitários de suporte de catalisador empilhados.
Description
(54) Título: SUPORTE DE CATALISADOR DE METAL DE GRANDE CAPACIDADE E CONVERSOR CATALÍTICO QUE EMPREGA O MESMO (51) IntCI.: B01J 35/04; B01J 32/00; B01D 53/94; F01N 3/20.
(30) Prioridade Unionista: 05/04/2010 KR 10-2010-0030959.
(73) Titular(es): AMOGREENTECH CO., LTD..
(72) Inventor(es): MYOUNG SOO KIM; SUN HWAN ΚΟ; TAE HYUN HUR; TONG ΒΟΚ KIM; SUNG CHUL YANG.
(86) Pedido PCT: PCT KR2011002346 de 05/04/2011 (87) Publicação PCT: WO 201V126256 de 13/10/2011 (85) Data do Início da Fase Nacional: 03/10/2012 (57) Resumo: SUPORTE DE CATALISADOR DE METAL DE GRANDE CAPACIDADE E CONVERSOR CATALÍTICO QUE EMPREGA O MESMO. É proporcionado um suporte de catalisador de metal de grande capacidade e um conversor catalítico usando o mesmo, em que uma série de blocos de suporte unitários de catalisador são alterados em uma forma de serem efetivamente montados de modo a serem aplicados a um conversor catalítico que é necessário para processar uma grande quantidade de gás de escape, tais como grandes embarcações ou usinas empregando uma série de motores de combustão interna em grande escala, ou dispositivos de processamento de alimentos de grande porte, para, dessa forma, montar facilmente os blocos de suporte unitários de catalisador em uma estrutura montada de grande escala. O suporte de catalisador inclui: uma série de blocos unitários de suporte de catalisador nos quais corpos de formação de células formados de uma série de células ocas que estão alinhadas em uma direção longitudinal são acomadados e empilhados em um suporte poligonal, em que um catalisador é revestido nas superfícies das células ocas; e uma série de membros de montagem, cada um para a fixação de um par de suportes adjacentes que entram mutuamente em contato entre os blocos unitários (...).
1/22 “SUPORTE DE CATALISADOR DE METAL DE GRANDE CAPACIDADE E CONVERSOR CATALÍTICO QUE EMPREGA O MESMO”
Campo Técnico
Essa invenção refere-se a um suporte de catalisador de metal de grande capacida5 de e a um conversor catalítico que emprega o mesmo. Mais particularmente, essa invenção se refere a um suporte de catalisador de metal de grande capacidade e a um conversor catalítico que emprega o mesmo, onde um número de blocos de suporte de catalisador unitários é alterado em uma forma de serem efetivamente montados de modo a serem aplicados a um conversor catalítico que é necessário para o processamento de uma grande quantida10 de de gás de exaustão tal como embarcações grandes ou instalações empregando vários motores de combustão interna de grande escala, ou grandes dispositivos de processamento de alimentos, para, dessa forma, montar facilmente os blocos de suporte de catalisador unitários em uma estrutura montada em grande escala.
Técnica Fundamental
Em geral, automóveis e embarcações geram energia necessária para serem acionados utilizando um combustível fóssil tal como gasolina ou óleo diesel, mas geram gás de exaustão tal como monóxido de carbono e óxido de nitrogênio que são prejudiciais ao corpo humano, de acordo com uma combustão incompleta dos combustíveis em vista da natureza estrutural. De acordo, os automóveis e embarcações incluem uma variedade de dispositivos 20 nos componentes respectivos dos automóveis e embarcações que geram gás de exaustão prejudicial devido à combustão incompleta do combustível, tal como uma câmara de combustão que realiza a combustão dos combustíveis tal como gasolina e óleo diesel, um sistema de entrada de ar que realiza uma mistura de ar e combustível, e um sistema de gás de exaustão que descarrega o gás de exaustão para, dessa forma, suprimir uma quantidade de 25 gás de exaustão no máximo.
Dessa forma, um conversor catalítico é anexado e utilizado entre um cano de descarga através do qual o gás de exaustão é descarregado para fora, a fim de remover ingredientes prejudiciais do gás de exaustão. O conversor catalítico utiliza um catalisador de oxidação que oxida o monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonos (HC) do gás de exaustão a 30 serem convertidos em dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), e um catalisador de redução que reduz os compostos de nitrogênio (NOX) em nitrogênio (N2). Adicionalmente, a fim de corresponder às exigências tal como temperatura necessária para reação e tempo de permanência do gás de exaustão, uma área efetiva do conversor catalítico se torna grande, e, adicionalmente, um suporte de catalisador na superfície do qual os catalisadores em formato 35 de partícula são fixados é montado em um alojamento.
Enquanto isso, o suporte de catalisador possui uma estrutura tipo colméia consistindo de células retangulares ou hexagonais, onde um catalisador é revestido para causar
2/22 uma oxidação e reação de redução de componentes prejudiciais dentre o gás de exaustão.
Portanto, o gás de exaustão que entra no alojamento através do cano de descarga realiza uma reação catalítica com o catalisador revestido no suporte de catalisador e, então, é descarregado para uma unidade de saída..
Um exemplo de um suporte de catalisador de uma estrutura tipo colméia é descrito no registro de patente coreano No. 527970, e será descrito com referência às figuras 1 e 2.
Os suportes de catalisador 1a e 1b são formados de células 4a e 4b, respectivamente possuindo uma estrutura de célula retangular ilustrada na figura 1 e uma estrutura de célula hexagonal ilustrada na figura 2. Cada celular 4a ou 4b forma um furo de penetração 3a ou 3b, respectivamente. Uma camada de revestimento de catalisador tal como alumina (por exemplo, AI2O3, etc.) incluindo metais preciosos é revestida entre a célula 4a e a uma proteção de passagem de célula 2a e entre a célula 4b e uma proteção de passagem de célula 2b. Os suportes de catalisador 1a e 1b realizam uma reação de oxidação e redução do gás de exaustão pelo catalisador revestido na camada de revestimento de catalisador, respectivamente, para, dessa forma, exercer uma função de remoção de componentes prejudiciais do gás de exaustão.
Um suporte catalítico para automóveis é formado de uma estrutura de célula integrada de cerâmica possuindo uma estrutura celular circular, para obter, dessa forma, uma distribuição uniforme de uma camada de revestimento e uma pequena altura vertical entre as linhas celulares, e para, dessa forma, aumentar a densidade de uma célula. Em se fazendo isso, uma condição de reação por contato suficiente entre o suporte do catalisador e 0 gás de exaustão é garantida, para, dessa forma, aperfeiçoar toda a eficiência de purificação de gás de exaustão do conversor catalítico.
No entanto, visto que o suporte catalítico para automóveis é fabricado por um processo de extrusão que alimenta um material cerâmico bruto para um extrusor e empurra o material cerâmico bruto extrudado a partir de um molde, de modo a ser convertido em um contínuo formado de uma seção transversal em forma de colméia, é difícil se aplicar o suporte catalítico em locais onde um reator catalítico de grande capacidade é necessário para grandes embarcações ou instalações utilizando vários motores grandes.
Adicionalmente, um dispositivo de redução de poluição por gás de exaustão de diesel que é obtido pela moldagem por extrusão de um material de alta dureza tal como um filtro de particulado de diesel (DPF) para uso nos motores a diesel, por exemplo, carbeto de silício (SiC) é caro, sofre de um molde de extrusão de curta duração, e faz com que vários moldes sejam retidos dependendo do tipo de produtos produzidos em massa.
Ademais, 0 suporte de catalisador descrito no registro de patente coreano No. 527.970 possui um suporte externo cilíndrico independentemente da estrutura de célula. Dessa forma, vários suportes de catalisador podem não ser facilmente montados para fins
3/22 de integração dos mesmos em uma estrutura de montagem de grande capacidade.
De acordo com a técnica convencional descrita acima, tentativas foram feitas pelo empilhamento de vários blocos de suporte de catalisador unitários cilíndricos formados de uma estrutura cerâmica a fim de fabricar um suporte de catalisador de grande capacidade, mas como descrito acima, foi difícil se fabricar um suporte de catalisador de grande capacidade.
Enquanto isso, no caso de os suportes de catalisador serem feitos de metal, é fácil se fabricar os suportes de catalisador de 30 cm, ou menos de diâmetro, mas difícil de fabricar suportes de catalisador de mais de 30 cm. de diâmetro.
Em particular, a Organização Internacional Marítima (IMO) adotou a Convenção Internacional de Prevenção de Poluição Marinha por Navios (MARPOL), em 1973. Aqui, um programa de regulamentação de óxido de nitrogênio de exaustão de motor marítimo menciona que os óxidos de nitrogênio (NOX) expelidos diminuem em 20% em comparação com uma quantidade baseada em 1973 em Tier II começando em 2011, e reduz em 80% em Tier III começando em 2016. Por motivos de referência, a IMO é uma das agências especializadas das Nações Unidas a fim de unificar internacionalmente as rodas dos navios, regras de tráfego, facilidades portuária, e assim por diante. Como resultado disso, a indústria de grandes embarcações utilizando grandes motores tem conduzido pesquisas ativas sobre um conversor catalítico de grande capacidade para purificar os óxidos de nitrogênio contidos no gás de exaustão.
Portanto, o conversor catalítico precisa ter uma estrutura sendo fabricado e fornecido a partir de uma estrutura de pequena capacidade a uma estrutura de grande capacidade de modo a processar uma grande capacidade de gás de exaustão em grandes embarcações ou instalações empregando um número de motores de combustão interna de grande escala, ou dispositivos de processamento de alimentos grandes.
Descrição
Problema Técnico
Para se solucionar os problemas acima, é um objetivo da presente invenção se fornecer um suporte de catalisador de metal de grande capacidade e um conversor catalítico que emprega o mesmo, onde um número de blocos de suporte de catalisador unitários é alterado em uma forma de ser efetivamente montados de modo a ser aplicado a um conversor catalítico que é necessário para o processamento de uma grande quantidade de gás de exaustão tal como grandes embarcações ou instalações empregando um número de motores de combustão interna de grande escala, ou dispositivos de processamento de alimento grandes, para, dessa forma, montar com facilidade os blocos de suporte de catalisador unitários em uma estrutura montada de grande escala.
É outro objetivo da presente invenção se fornecer um suporte de catalisador de me4/22 tal de grande capacidade e um conversor catalítico que emprega o mesmo, onde os blocos de suporte de catalisador unitários que são fabricados pela utilização de placas finas metálicas para, dessa forma, ser facilmente fabricado, são montados para, dessa forma, simplificar um processo de fabricação e economizar um custo de fabricação.
Solução Técnica
Para realizar o objetivo acima da presente invenção, de acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um suporte de catalisador de grande capacidade compreendendo:
um número de blocos de suporte de catalisador unitários onde os corpos de formação celular formados de várias células ocas que são alinhadas em uma direção longitudinal são acomodadas e empilhadas em um suporte poligonal onde um catalisador é revestido nas superfícies das células ocas; e um número de membros de montagem cada para fixar um par de suportes adjacentes que contatam mutuamente entre os blocos de suporte de catalisador unitários empilhados.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada membro de montagem compreende:
uma peça superior de corpo que é feita em uma forma de T e em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte é extensivamente formado de modo a formar um par de primeiras ranhuras de acomodação de suporte;
uma peça inferior de corpo que tem formato de T e em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte é extensivamente formado de modo a formar um par de segundas ranhuras de acomodação de suporte; e uma unidade de fixação para fixar as peças de corpo superior e inferior.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada membro de montagem compreende:
uma peça superior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são respectivamente extensivamente formadas de modo a formar uma primeira ranhura de acomodação de suporte no qual um lado do suporte é acomodado;
uma peça inferior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são respectivamente extensivamente formadas de modo a formar uma segunda ranhura de acomodação de suporte no qual um lado do outro suporte é acomodado; e um número de pinos de impulsão é acoplado ao número de ranhuras de acomoda5/22 ção de pino de impulsão que são formados ao longo de uma direção de largura de cada peça de corpo de modo a fixar os suportes.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada membro de montagem compreende:
uma peça superior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de primeiras projeções de acomodação-de suporte cujas superfícies internas são lançadas e que são colocadas de forma oblíqua na direção de uma primeira ranhura de acomodação de suporte, são respectivamente extensivamente formadas de modo a formar a primeira ranhura de acomodação de suporte no qual um lado de um suporte é acomodado; e uma peça inferior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte cujas superfícies internas são lançadas e que são colocadas de forma oblíqua na direção de uma segunda ranhura de acomodação de suporte, são respectivamente extensivamente formadas de modo a formar a segunda ranhura de acomodação de suporte onde um lado do outro suporte é acomodado.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada membro de montagem compreende:
uma peça superior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são respectivamente extensivamente formadas de modo a formar uma primeira ranhura de acomodação de suporte onde um lado de um suporte é acomodado, onde a peça superior do corpo possui um número de pares de primeiras projeções de fixação de suporte que são formadas de forma projetada nas superfícies internas das primeira projeções de acomodação de suporte e que são compressivamente acopladas a um suporte; e uma peça inferior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são respectivamente extensivamente formadas de modo a formar uma segunda ranhura de acomodação de suporte no qual um lado do outro suporte é acomodado, onde a peça de corpo inferior possui um número de pares de segundas projeções de fixação de suporte que são formadas de forma projetada nas superfícies internas das segundas projeções de acomodação de suporte e que são compressivamente acopladas ao outro suporte.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada membro de montagem, compreende:
uma peça superior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são respectivamente extensivamente formadas onde uma primeira projeção de acomodação de suporte intermediária é extensivamente formada entre as primeiras projeções de acomodação de suporte de modo a formar primeira e segunda ranhuras de acomodação de suporte onde os suportes são respec6/22 tivamente acomodados, onde a peça superior do corpo possui primeiras ranhuras de compressão que são formados de maneira côncava nas superfícies externas das primeiras projeções de acomodação de suporte; e uma peça inferior do corpo em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são respectivamente extensivamente formadas onde uma segunda projeção de acomodação de suporte intermediária é extensivamente formada entre as segundas projeções de acomodação de suporte de modo a formar terceira e quarta ranhuras de acomodação de suporte nos quais os suportes são respectivamente acomodados, onde a peça de corpo inferior possui segundas ranhuras de compressão que são formados de maneira côncava nas superfícies externas das segundas projeções de acomodação de suporte.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada membro de montagem compreende: cavilhas e porcas que são acoplados com os furos de acoplamento de cavilhas dos suportes adjacentes.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada corpo de formação de célula de cada bloco de suporte de catalisador unitário compreende:
partes centrais que são formadas pelo enrolamento de montagem de placa ondulada/placa plana de forma circular onde os conjuntos de placa ondulada/placa plana são formados pela montagem de placas planas e placas onduladas que são formadas pela corrugação de placas planas, respectivamente; e um número de partes de canto que são inseridas entre a superfície circunferencial externa da parte central mais externa e cada uma das partes de canto do suporte poligonal.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada parte de canto é formada pela formatação de um corpo de enrolamento anular que é formado pelo enrolamento de um dos conjuntos de placa ondulada/placa plana.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada corpo de formação de célula de cada bloco de suporte de catalisador unitário é formado pelo enrolamento de um dos conjuntos de placa ondulada/placa plana em uma forma de suporte poligonal.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada corpo de formação de célula de cada bloco de suporte de catalisador unitário é formado pelo empilhamento dos conjuntos de placa ondulada/placa plana de um tipo de segmento correspondendo a um comprimento de um lado do suporte poligonal, e inserção dos conjuntos de placa ondulada/placa plana empilhados dentro do suporte poligonal.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada corpo de formação de célula de cada bloco de suporte de catalisador unitário é formado pelo empilhamento alternado de conjuntos de placa ondulada/placa plana de um tipo de segmento para ter uma inclinação, e inserção de conjuntos de placa ondulada/placa plana empilhados alternadamente no suporte
7/22 poligonal.
Preferivelmente, mas não necessariamente, ambos o corpo de formação de célula e o suporte poligonal são formados de qualquer um dentre um hexágono, retângulo, triângulo e pentágono.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada corpo de formação de célula de cáda bloco de suporte de catalisador unitário é obtido pelo revestimento com um ou mais metais selecionados a partir do grupo que consiste de platina, cobalto, níquel, paládio, cobre, manganês, e nanoprata como catalisadores em uma placa fina de liga resistente a calor com base em FeCrAI.
Preferivelmente, mas não necessariamente, cada uma das células ocas é formada a partir de um selecionado a partir do grupo que consiste de forma de onda, forma hemisférica, forma de colméia, triângulos e retângulos.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido também um conversor catalítico compreendendo:
um suporte de catalisador de grande capacidade compreendendo: vários blocos de suporte de catalisador unitários nos quais os corpos de formação de célula formados a partir de várias células ocas que são alinhadas em uma direção longitudinal são acomodados e empilhados em um suporte poligonal onde um catalisador é revestido nas superfícies das células ocas; e vários membros de montagem, cada um para fixar um par de suportes adjacentes que entram em contato mútuo entre os blocos de suporte de catalisador unitários empilhados, para, dessa forma, integrar os blocos de suporte de catalisador unitário; e um aquecedor.
Preferivelmente, mas não necessariamente, o suporte de catalisador de grande capacidade é formado pela disposição do aquecedor entre os suportes de cada bloco de suporte de catalisador unitário e a montagem integral do aquecedor com os suportes.
Preferivelmente, mas não necessariamente, o aquecedor é formado de um aquecedor de tipo de superfície cujas superfícies dianteira e traseira são cobertas com um material de isolamento.
Preferivelmente, mas não necessariamente, o aquecedor é localizado em uma parte de entrada de ar do suporte de catalisador de grande capacidade e pré-aquecido antes de o gás de exaustão entrar a partir da parte de entrada de ar.
Efeitos Vantajosos
Como descrito acima, a presente invenção pode implementar um conversor catalítico pela mudança de um número de blocos de suporte de catalisador unitários em uma forma capaz de ser montado e facilmente montado os blocos de suporte de catalisador unitários.
A presente invenção pode produzir e montar um número de blocos de suporte de catalisador unitários que são idênticos em formato e tamanho, para, dessa forma, simplificar
8/22 um processo de fabricação e economizar um custo de fabricação sem a necessidade de aumentar um dispositivo de moldagem e um dispositivo de processamento térmico dos suportes de catalisador.
A presente invenção é aplicada a grandes embarcações utilizando grandes motores correspondendo a um programa de regulamentação de óxido de nitrogênio de exaustão de motor da MARPOL adotado pela IMO, para, dessa forma, fornecer instalações de purificação de gás de exaustão adequadas aos padrões internacionais.
Descrição dos Desenhos
Os objetivos e vantagens acima e outros da presente invenção se tornarão mais aparentes pela descrição das modalidades preferidas em detalhes com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
As figuras 1 e 2 são vistas em perspectiva ilustrando suportes de catalisador convencionais, respectivamente;
A figura 3 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;
A figura 4 é uma vista em perspectiva ilustrando um suporte de catalisador de grande capacidade que é formado pela montagem dos blocos de suporte de catalisador unitário da figura 3;
A figura 5 é uma vista em perspectiva ilustrando que dois blocos de suporte de catalisador unitários são montados pela utilização de um primeiro elemento de montagem de acordo com a presente invenção;
A figura 6 é uma vista em perspectiva ampliada ilustrando o primeiro membro de montagem ilustrado na figura 5;
A figura Ί é uma vista em perspectiva de um segundo membro de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção;
A figura 8 é uma vista em perspectiva de um terceiro membro de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção;
A figura 9 é uma vista em perspectiva de um quarto membro de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção;
A figura 10 é uma vista em perspectiva de um quinto membro de montagem para a montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção;
A figura 11 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção;
A figura 12 é uma vista de fluxograma descrevendo um processo de fabricação de um bloco de suporte de catalisador unitário da figura 11 ;
A figura 13 é uma vista em perspectiva de um suporte de catalisador de grande ca9/22 pacidade que é formado pela montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários da figura 3;
A figura 14 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção;
A figura 15 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção;
A figura 16 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção;
A figura 17 é uma vista em perspectiva de um suporte de catalisador de grande capacidade que é montado pela utilização dos blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção;
A figura 18 é uma vista dianteira ilustrando um conversor catalítico de acordo com outro aspecto da presente invenção; e
A figura 19 é um diagrama em bloco ilustrando um conversor catalítico de acordo com outro aspecto da presente invenção.
Melhor Modo
Os objetivos e vantagens acima bem como outros da presente invenção se tornarão mais aparentes pela descrição das modalidades preferidas da mesma em detalhes com referência aos desenhos em anexo. De acordo, os versados na técnica compreenderão o espírito técnico da invenção.
No entanto, a descrição detalhada das funções conhecidas relevantes ou estruturas será omitida a fim de evitar qualquer compreensão errada do cerne da presente invenção, quando princípios operacionais das modalidades preferidas da presente invenção são descritos.
Abaixo, um suporte de catalisador de grande capacidade e um conversor catalítico que emprega o mesmo de acordo com várias modalidades da presente invenção serão descritos com referência aos desenhos em anexo. Referências numéricas similares denotam elementos similares por todas as modalidades a seguir.
De acordo com a presente invenção, vários blocos de suporte de catalisador unitários são alterados em uma forma de serem efetivamente montados de modo a serem aplicados a um conversor catalítico que é necessário para o processamento de uma grande quantidade de gás de exaustão tal como grandes embarcações ou instalações empregando um número de motores de combustão interna de grande escala, ou grandes dispositivos de processamento de alimentos, para, dessa forma, montar facilmente os blocos e suporte de catalisador unitários em um conversor catalítico de grande escala.
Em particular, os blocos de suporte de catalisador unitários são fornecidos na forma de vários tipos de estruturas poligonais a fim de aperfeiçoar a facilidade de montagem. Aqui,
10/22 uma estrutura hexagonal que será descrita como uma primeira modalidade da presente invenção e uma estrutura retangular que será descrita como a segunda a quinta modalidades da presente invenção serão descritas como representativas das estruturas de montagem.
Em primeiro lugar, os blocos de suporte de catalisador unitários da estrutura hexagonal de acordo com a primeira modalidade da presente invenção’serão descritos.
A figura 3 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, e a figura 4 é uma vista em perspectiva ilustrando um suporte de catalisador de grande capacidade que é formado pela montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários da figura 3.
Um suporte de catalisador de grande capacidade 20 de acordo com a primeira modalidade da presente invenção é formado de modo a ter um número de blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f que são empilhados e montados como ilustrado na figura 4.
No caso de os blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f serem empilhados e montados para formar um conjunto de pilha, é desejável que o conjunto empilhado tenha uma estrutura onde um espaço onde os suportes de catalisador não são preenchidos entre os blocos possa ser minimizado, e um espaço onde os suportes de catalisador de cada bloco de suporte de catalisador unitário não seja preenchido em um suporte 11 pode ser minimizado, e possui um processo de fabricação fácil.
Os blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f que são utilizados no suporte de catalisador de grande capacidade 20 serão descritos abaixo. Aqui, apenas um bloco de suporte de catalisador unitário 10 será descrito de forma representativa com referência à figura 3.
Com referência à figura 3, o bloco de suporte de catalisador unitário 10 inclui um suporte 11 e corpos de formação de célula 17. Cada corpo de formação de célula 17 é formado pelo enrolamento de um conjunto de placa ondulada/placa plana 16 onde as placas onduladas 12 e as placas planas 13 são adjacentes uma à outra no suporte 11, e formam um número de células ocas 14. Nesse caso, uma camada catalítica é revestida nas superfícies das placas onduladas 12 e placas planas 13, a fim de purificar um gás de exaustão de fluxo de entrada ou remover odores desagradáveis.
As placas onduladas 12 e as placas planas 13 no bloco de suporte de catalisador unitário 10 são formadas a partir de um material que é formado pelo revestimento de um ou mais metais selecionados a partir do grupo que consiste de platina, cobalto, níquel, paládio, cobre, manganês, e nanoprata como catalisadores em uma placa fina de liga resistente ao calor possuindo uma espessura de 20 a 100 pm. Nesse caso, as placas onduladas 12 que são formadas pela corrugação das placas planas 13 e as placas planas 13 são montadas para formar os conjuntos de placas onduladas/placas planas 16, e então os conjuntos de placa ondulada/placa plana 16 são enrolados e inseridos no suporte 11. Aqui, o caso no
11/22 qual as placas onduladas 12 e as placas planas 13 são simultaneamente aplicadas foi descrito, mas apenas um número de placas onduladas 12 pode ser aplicado.
Enquanto isso, de acordo com a demanda do usuário, partes nas quais as placas onduladas 12 e as placas planas 13 entram em contato são soldadas a fim de evitar que as placas onduladas 12 sejam separadas das placas planas 13, para, dessa forma, formar os conjuntos de placa ondulada/placa plana 16, e então os conjuntos de placa ondulada/placa plana 16 são enrolados na forma de um círculo para então serem preenchidos no suporte 11. Então, as partes de canto podem ser fabricadas separadamente e montadas no lado interno do suporte 11, a fim de que os cantos do suporte 11 possam ser preenchidos com as partes de canto. Adicionalmente, as partes de canto podem ser formadas pelo empilhamento de um número de conjuntos de placa ondulada/placa plana 16 na forma de segmentos cujos comprimentos diferem um do outro.
Os corpos de formação de célula 17 que são preenchidos no interior do suporte 11 podem ser fabricados em um primeiro tipo de máscara onde os corpos de formação de célula 17 são formados no interior do suporte 11 como ilustrado na figura 3. Adicionalmente, os corpos de formação de célula 17 que são preenchidos no interior do suporte 11 também podem ser fabricados em um segundo tipo de máscara onde os corpos de formação de célula 17 são enrolados na forma de um círculo de acordo com um método de enrolamento para então ser progressivamente formado em um formato hexagonal à medida que passa para a parte mais externa do suporte 11, ou em um tipo de enrolamento contínuo no qual os corpos de formação de célula 17 são enrolados em um formato hexagonal. Isso é, os blocos de suporte de catalisador unitários de uma variedade de formatos podem ser formados por uma variedade de métodos.
No entanto, é desejável que o formato do suporte 11 seja poligonal onde o bloco de suporte de catalisador unitário 10 possa ser montado e empilhado sem formar espaços vazios. Por exemplo, o formato do suporte 11 pode ser hexagonal (ver figura 3), retangular (figura 11), triangular, pentagonal, etc. Adicionalmente, no caso de os blocos de suporte de catalisador unitários serem empilhados sobre e montados um com o outro, o formato do suporte 11 tal como um hexágono, um retângulo, ou um triângulo podem fazer com que os espaços vazios sejam formados onde os suportes catalisadores não são preenchidos no interior do elemento de suporte de cada bloco de suporte de catalisador unitário, mas pode permitir um processo de montagem mais fácil.
Os corpos de formação de célula 17 do bloco de suporte de catalisador unitário 10 são fornecidos de modo a terem uma temperatura de ativação de catalisador que é configurada, por exemplo, como 200 a 600 C dependendo de um tipo de metal catalisador. Nesse caso, o bloco de suporte de catalisador unitário 10 é fornecido para ter um número de células ocas 14 que são formadas na direção longitudinal pelas placas onduladas 12 e as placas
12/22 planas 13. Um furo de penetração 15 através do qual uma parte de extensão, por exemplo, de um aquecedor (não ilustrado) é inserido pode ser formado ou omitido no centro do bloco de suporte de catalisador unitário 10, como necessário.
Cada uma das células ocas 14 pode ser formada a partir de um elemento selecionado dentre o grupo que consiste de uma forma de onda, forma hemisférica, formatos de colmeia, triângulos e retângulos. Uma placa fina de liga resistente a calor formando as placas onduladas 12 e as placas planas 13 podem ser formadas pela utilização, por exemplo, de FeCrAI. É desejável se utilizar uma liga Fecalloy como um material de liga com base em FeCrAI, onde a liga de Fecalloy é sintetizada a uma razão de Fe-15Cr-5AI ou Fe-20Cr-5AIREM (metal de terra rara) onde REM (Y, Hf, Zr) de cerca de 1% é incluído.
Um exemplo preferível de montagem da pluralidade de blocos de suporte de catalisador unitários 10 para formar, assim, um suporte de catalisador de grande capacidade 20 é ilustrado na figura 4.
Com referência à figura 4, o suporte de catalisador de grande capacidade 20 é formado pela montagem de uma pluralidade de blocos de suporte de catalisador unitários hexagonais 10 a 10f com uma forma de feixe na qual os planos hexagonais dos blocos de suporte de catalisador unitários hexagonais 10 a 10f são montados em contato próximo um com o outro. Aqui, o acoplamento dos blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f é realizado pela utilização de primeiro a quinto membros de montagem 60, 70, 80, 90 e 95 que são ilustrados nas figuras de 5 a 10 a ser descrito posteriormente. O suporte de catalisador de grande capacidade 20 é fabricado por montagem de uma pluralidade de blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f que são formados em tamanho e formato idênticos. De acordo, o suporte de catalisador de grande capacidade 20 pode ser aplicado a um conversor de grande capacidade de um tamanho grande, e se o número de blocos de suporte de catalisador unitários for ajustado de acordo com um tamanho ou uma capacidade de processamento de um conversor, o suporte de catalisador de grande capacidade 20 pode ser fabricado de forma correspondente a uma variedade de tamanhos de conversores possuindo áreas transversais e áreas de superfície desejadas.
Os primeiro a quinto membros de montagem para a montagem dos respectivos blocos de suporte de catalisador unitários serão descritos em detalhes abaixo com referência às figuras de 5 a 10.
Na descrição a seguir, apenas os suportes 11 e 11a de dois blocos de suporte de catalisador unitários são ilustrados por motivos de conveniência de explicação.
A figura 5 é uma vista em perspectiva ilustrando que dois blocos de suporte de catalisador unitários são montados pela utilização de um primeiro elemento de montagem de acordo com a presente invenção, e a figura 6 é um avista em perspectiva ampliada ilustrando o primeiro elemento de montagem ilustrado na figura 5.
13/22
Com referência às figuras de 3 a 6, um primeiro elemento de montagem 60 é disposto em uma forma na qual dois suportes 11 e 11a dos blocos de suporte de catalisador unitários respectivos 10 a 10f são montados em superfícies opostas do primeiro membro de montagem 60.
O primeiro elemento de montagem 60 inclui peças de corpo superior e inferior em formato de T 63a e 63b. As peças de corpo superior e inferior em formato de T 63a e 63b são montados por parafuso pela utilização de parafusos de montagem 62 através dè vários furos de montagem 61 que são formados em uma superfície de cada peça de corpo superior e inferior em formato de T 63a e 63b, de modo que as peças de corpo superior e inferior em formato de T 63a e 63b estejam em contato próximo uma com a outra verticalmente, para, dessa modo, formar um corpo em formato de I 63. O corpo em formato de I 63 é formado para ter projeções de acomodação de suporte 64 e 64a que são extensivamente formadas com um espaço espaçado para longe das peças de corpo superior e inferior 63a e 63b, onde ranhuras de acomodação de suporte 65 e 65a com as quais os suportes 11 e 11a são encaixados e acoplados, são formadas em ambas as superfícies laterais das respectivas extremidades superior e inferior das peças superior e inferior de corpo em formato de T 63a e 63b.
Em primeiro lugar, a peça de corpo inferior 63b é encaixada com o lado inferior de uma superfície lateral de cada suporte 11 ou 11a e a peça de corpo superior 63a é encaixada com o lado superior da superfície lateral de cada suporte 11 ou 11a. Então, os parafusos de montagem 62 são acoplados aos furos de montagem de parafuso 61, para, dessa forma, acoplar de forma justa as peças de corpo superior e inferior 63 e 63a uma à outra e para, dessa forma, montar dois suportes 11 e 11a.
Da mesma forma como a descrita acima, os primeiros elementos de montagem 60 são completamente montados com relação ao resto das superfícies laterais dos suportes 11 e 11a que são dispostos nas partes mais externas respectivas dos blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f, para de essa forma obter um suporte de catalisador de grande capacidade.
A figura 7 é uma vista em perspectiva de um segundo elemento de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção.
Com referência à figura 7, o segundo elemento de montagem 70 inclui um par de peças de corpo superior e inferior em formato de haste 70a e 70b com as quais dois suportes adjacentes 11 e 11 a são encaixados e acoplados no topo e no fundo dos dois suportes adjacentes 11 e 11a. Cada peça de corpo 70a ou 70b é formada para ter um número de furos de acomodação de pino de impulsão 71 em ambas as superfícies laterais, e é montada com os suportes 11 e 11a por pinos de impulsão 72. As peças de corpo superior e inferior 70a e 70b possuem ranhuras de acomodação de suporte tipo trench 73 e 73a que são
14/22 formadas pelas projeções de acomodação de suporte 74 e 74a, respectivamente.
Em primeiro lugar, os dois suportes(J1 e 11a são inseridos e em então são fixados à peça de corpo superior 70a pelos pinos de impulsão 72 acoplados aos furos de acomodação de pino de impulsão 71. A peça de corpo inferior 70b tajnbém é fixada pelos pinos de impulsão acoplados aos furos de acomodação de pino de impulsão da mesma forma que a peça de corpo superior 70a.
Da mesma forma, como descrito acima, os segundos membros de montagem 70 são completamente montados com relação ao resto das superfícies laterais dos suportes 11 e 11a que são dispostas nas partes mais externas respectivas dos blocos de suporte de catalisador unitários 10 a 10f, para, dessa forma, obter um suporte de catalisador de grande capacidade.
A figura 8 é uma vista em perspectiva de um terceiro elemento de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção.
Com referência à figura 8, o terceiro elemento de montagem 80 inclui um par de peças de corpo superior e inferior em formato de haste 80a e 80b com as quais dois suportes adjacentes 11 e 11a são encaixados e acoplados em cima e embaixo dos dois suportes adjacentes 11 e 11a, de forma similar, ao segundo elemento de montagem 70. As superfícies internas das projeções de acomodação de suporte 81 e 81a são lançadas e são colocadas de forma oblíqua na direção das ranhuras de acomodação de suporte 82 e 82a. Dessa forma, os suportes 11 e 11a são inseridos e compressivamente combinados com os sulcos de acomodação de suporte 82 e 82a, para, dessa forma, combinar os suportes 11 e 11a com as ranhuras de acomodação de suporte 82 e 82a de forma mais firme, apesar de uma trabalho de montagem dos parafusos 62 ou um trabalho de conexão de pinos de impulsão 72 poderem ser omitidos.
A figura 9 é uma vista em perspectiva de um quarto membro de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção.
Com referência à figura 9, o quarto membro de montagem 90 possui uma estrutura que um número de protuberâncias de fixação de suporte 93 são formadas em ambas as superfícies laterais da ranhura de acomodação de suporte 92 do segundo elemento de montagem 70, e inclui uma peça de corpo em formato de haste 90a na qual um par de projeções de acomodação de suporte 91 acomodando os suportes 11 e 11a são formadas em um lado da peça de corpo em formato de haste 90a. Como resultado disso, uma ranhura de acomodação de suporte tipo trench 92 é formada entre o par de projeções de acomodação de suporte 91. Além disso, um número de pares de protuberâncias de fixação de suporte 93 que estão voltadas uma para a outra é formado em uma direção longa ao longo das superfícies internas das projeções de acomodação de suporte 91. Dessa fora, quando os suportes 11 e 11a são inseridos no sulco de acomodação de suporte 92, os suportes 11 e 11a são combi15/22 nados de forma compressiva com a ranhura de acomodação de suporte 92 pelas projeções de fixação de suporte 93.
A figura 10 é uma vista em perspectiva de um quinto membro de montagem para montar os blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com a presente invenção.
Com referência à figura 10, o qúinto membro de montagem 95 possui uma estrutura com três projeções de acomodação de suporte 96 que são formadas em intervalos para acomodar os suportes 11 e 11a em um lado de uma peça de corpo em formato de haste 95a, onde um par de projeções de acomodação de suporte externas são respectivamente extensivamente formadas em ambos os lados da placa de corpo em formato de haste 85a, e uma projeção de acomodação de suporte intermediária é extensivamente formada entre as projeções de acomodação de suporte externo de modo a formar primeira e segunda ranhuras de acomodação de suporte 97 e 98 onde os suportes 11 e 11a são respectivamente acomodados. Aqui, as ranhuras de compressão 99a são formadas de maneira côncava nas superfícies externas das projeções de acomodação de suporte externo ao invés de um número de projeções de fixação de suporte 93 e do quarto membro de montagem 90. As ranhuras de compressão 99a são respectivamente formadas em uma direção longa nos lados inferiores de ambas as superfícies laterais das projeções de acomodação de suporte externo. Dessa forma, os suportes 11 e 11a são impedidos de serem separados das primeira e segunda ranhuras de acomodação de suporte 97 e 98, pela compressão dos sulcos de compressão 99a depois de os suportes 11 e 11a terem sido inseridos nas primeira e segunda ranhuras de acomodação de suporte 97 e 98, respectivamente.
Os quarto e quintos membros de montagem 90 e 95 são formados para terem um par de uma peça de corpo superior e uma peça de corpo inferior que montam e acoplam as partes superior e inferior dos suportes respectivos 11 e 11a uma à outra. No entanto, apenas uma peça de corpo superior é ilustrada e foi descrita nas figuras 9 e 10.
Como descrito acima, o suporte de catalisador de acordo com a presente invenção pode ser facilmente aumentado pela montagem de um número de blocos de suporte de catalisador pelo uso de qualquer um dos primeiro a quinto membros de montagem 60, 70, 80, 90 e 95. Dessa forma, no caso de o suporte de catalisador de acordo com a presente invenção ser utilizado para remover odores desagradáveis em uma unidade de processamento de alimentos de grande escala, o suporte de catalisador pode ser combinado com um aquecedor para, desse modo, formar um conversor catalítico de grande capacidade. Do contrário, o suporte de catalisador pode ser utilizado para purificar um gás de exaustão em uma embarcação grande ou instalação, sozinho ou em combinação com um aquecedor.
A seguir, as segunda a quinta modalidades da presente invenção serão descritas.
A figura 11 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. A figura 12 é uma vis16/22 ta de fluxograma descrevendo um processo de fabricação de um bloco de suporte de catalisador unitário da figura 11 e a figura 13 é uma vista em perspectiva de um suporte de catalisador de grande capacidade que é formado pela montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários da figura 3.
O bloco de suporte de catalisador unitário 100 possui uma estrutura retangular como um todo e inclui um número de corpos de formação de célula 117. Cada um dos corpos de formação de célula 117 é formado por uma placa ondulada 112 e uma placa plana 113, e inclui uma pluralidade de células ocas 114 que são formadas em um formato ondulado ou semicircular. Visto que os corpos de formação de célula 117 são formados de maneira similar aos da figura 3, a descrição dos mesmos será omitida.
Como ilustrado na figura 13, o suporte de catalisador de grande capacidade 120 de acordo com a segunda modalidade da presente invenção é formado para ter um número de blocos de suporte de catalisador unitários retangulares 100 a 100h que são empilhados sobre e montados um no outro. Aqui, os blocos de suporte de catalisador unitários 100 a WOh que são utilizados para o suporte de catalisador de grande capacidade 120 serão descritos abaixo. No entanto, apenas o bloco de suporte de catalisador unitário 100 será descrito abaixo com referência à figura 11 como um exemplo representativo.
Com referência à figura 11, o bloco de suporte de catalisador unitário 100 inclui um suporte retangular 111 e corpos de formação de célula retangulares 117. Cada corpo de formação de célula 117 é formado pelo enrolamento de um conjunto de placa ondulada/placa plana 116 onde placas onduladas 112 e placas planas 113 são adjacentes uma à outra no suporte 111 e formam um número de células ocas 114.
Nesse caso, uma camada catalítica é revestida nas superfícies das placas onduladas 112 e placas planas 113, a fim de purificar um gás de exaustão de fluxo de entrada ou remover odores desagradáveis. Aqui, os corpos de formação de célula 117 do bloco de suporte de catalisador unitário 110 incluem: partes centrais A que são formadas pelo enrolamento de conjuntos de placa ondulada/placa plana 116 em uma forma de círculo onde os conjuntos de placa ondulada/placa plana 116 são formados pela montagem de placas planas 113 e placas onduladas 112 que são formadas pela corrugação das placas planas 113, respectivamente, e que são tangenciais a quatro lados do suporte 111 em uma forma de espiral no suporte 111: e um número de partes de canto B1 a B4 que são alternativamente inseridas entre a superfície circunferencial externa da parte central mais externa e cada uma das partes de canto do suporte 111, isso é, os quatro cantos do suporte 111, onde os conjuntos de placa ondulada/placa plana parciais que são formados pela montagem da placa plana parcial com as placas onduladas parciais que são formadas pela corrugação das placas planas parciais 113.
As partes centrais A podem ser formadas pelo enrolamento dos conjuntos de placa
17/22 ondulada/placa plana 116 em uma forma de círculo como ilustrado na figura 11. Do contrário, as partes centrais podem ser formadas pelo enrolamento dos conjuntos çje placa .ondulada/placa plana em uma forma de polígono primeiro e pelo enrolamento dos conjuntos de placa ondulada/placa plana em uma forma de círculo à medida que passa para o lado externo do suporte 111. Aqui, as partes centrais A são soldadas nas partes onde as placas onduladas 112 e as placas planas 113 entram em contato uma com a outra a fim de impediçque as placas onduladas 112 sejam separadas das placas planas 113. De acordo, os conjuntos de placa ondulada/placa plana 116 pode ser enrolado na forma de um círculo. Adicionalmente, as partes de canto B1 a B4 são formadas pela inserção de vários conjuntos parciais de placa ondulada/placa plana que são formados pela montagem da placa plana parcial com placas onduladas parciais na forma de segmentos de diferentes comprimentos nos cantos do suporte retangular 111, respectivamente.
Os conjuntos de placa ondulada/placa plana 116 formando os corpos de formação de célula 117 são formados pela utilização do mesmo material e formato de célula que os da primeira modalidade da presente invenção.
O bloco de suporte de catalisador unitário 100 é configurado para, por exemplo, 200 a 600 C dependendo do tipo de metal de catalisador, como uma temperatura de ativação de catalisador. Nesse caso, o bloco de suporte de catalisador unitário 100 inclui uma pluralidade de células ocas 114 que são formadas na direção longitudinal por placas onduladas 112 e placas planas 113. Adicionalmente, um furo de penetração 115 através do qual uma parte de extensão, por exemplo, de um aquecedor (não ilustrado) é inserida pode ser formado ou omitido na parte central do bloco de suporte de catalisador unitário 100. Aqui, o aquecedor é necessário a fim de formar um ambiente de temperatura de ativação de um metal de catalisador no caso de a temperatura do gás de exaustão ser baixa no momento de uma operação inicial. De acordo, o caso no qual o bloco de suporte de catalisador unitário 100 é aplicado a um conversor catalítico de grande capacidade com um aquecedor será descrito posteriormente com referência às figuras 18 e 19.
Enquanto isso, as partes de canto B1 a B4 podem ser formadas de partes em formato de canto que podem ser fabricadas através de um processo projetado particularmente da figura 12 e podem ser inseridas nos quatro cantos do suporte 111, ao invés de inserir os conjuntos de placa ondulada/placa plana parciais que são formados em um formato de segmento nos quatro cantos do suporte 111.
Com referência à figura 12, nas etapas (a) e (b), um corpo enrolado anular 131 que é formado pelo enrolamento dos conjuntos de placa ondulada/placa plana 116 é puxado por forças de retração em três direções a fim de transformar o corpo enrolado anular 131 em um módulo triangular 132 possuindo um formato que é similar ao de cada canto do suporte 111. Aqui, é desejável se formar o módulo de triângulo 132 em um triângulo de ângulo reto de
18/22 modo a ser facilmente inserido em cada canto do suporte 111. Desde então, nas etapas (c) e (d), o módulo.triangular 132 é disposto entre jigs 134a a 134b, para, dessa forma, transformar um lado oblíquo voltado para o ângulo reto do módulo de triângulo 132 de acordo com uma curvatura das partes centrais A, e para, desse modo, formar uma parte de canto B. Aqui, por motivos de conveniência de explicação, as partes de canto B1 a B4 são referidas como parte de canto A coletivamente. Enquanto Jsso, na etapa (e), a parte central A é formada e então inserida no suporte 111. Na etapa (f), as partes de canto B1 a B4 são inseridas nos quatro cantos do suporte 111, respectivamente, para dessa forma criar um bloco de suporte de catalisador unitário retangular 10Q.
Uma modalidade preferida de montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários 100 para formar um suporte de catalisador de grande capacidade 120 é ilustrado na figura 13. Com referência à figura 3, o suporte de catalisador de grande capacidade 120 é formado pela montagem de vários blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 100h. Os respectivos blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 100h são empilhados um sobre o outro de modo que as superfícies retangulares são montadas em contato próximo um com o outro. Aqui, os respectivos blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 100h são montados como ilustrado na figura 17 a ser descrita posteriormente. A descrição detalhada da mesma será apresentada posteriormente com referência à figura 17. Adicionalmente, os blocos de suporte de catalisador unitários respectivos 100 a 100h podem ser montados pela utilização de qualquer um dos primeiro a quinto membros de montagem 60, 70, 80, 90, 95 que foram descritos com referência às figuras de 6 a 10. Visto que a montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 100h podem ser facilmente compreendidos pelos versados na técnica, a descrição detalhada dos mesmos será omitida.
A figura 14 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção, a figura 15 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção, e a figura 16 é uma vista dianteira ilustrando um bloco de suporte de catalisador unitário de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção.
Como ilustrado nas figuras 14 a 16, corpos de formação de célula respectivos 217, 317 e 417 dos blocos de suporte de catalisador unitários respectivos 200, 300 e 400 de acordo com as terceira a quinta modalidades da presente invenção são formados pela inserção de conjuntos de placa ondulada/placa plana 216, 316 e 416 nos suportes retangulares respectivos 211, 311, 411, em uma variedade de processos. Nesse caso, um número de células ocas 214, 314 e 414 são formadas quando as placas onduladas 212, 312 e 412 entram em contato com as placas planas 213, 313 e 413.
Em maiores detalhes, os corpos de formação de célula 217 do bloco de suporte de catalisador unitário 200 de acordo com a terceira modalidade são formados pela dobra dos
19/22 conjuntos de placa ondulada/placa plana 216 em um ângulo reto para então ser enrolado em uma forma em espiral, são inseridos no suporte retangular 211 (ver figura 14). Além disso, os corpos de formação de célula 317 do bloco de suporte de catalisador unitário 300 de acordo com a quarta modalidade que são formados pelo empilhamento sequencial dos conjuntos de placa ondulada/placa plana 316 cada uma correspondendo a um lado do suporte retangular 311, são inseridos no suporte retangular 311 (ver figura 15). Adicionalmente, os corpos de formação de célula 417 do bloco de suporte de catalisador unitário 400 de acordo com a quinta modalidade que são formados pelo empilhamento sequencial dos conjuntos de placa ondulada/placa plana 416 de modo a possuírem uma determinada inclinação, são inseridos no suporte retangular 411.
Os blocos de suporte de catalisador unitários respectivos 200, 300 e 400 de acordo com as terceira a quinta modalidades da presente invenção são montados um com o outro para, dessa forma, criar um suporte de catalisador de grande capacidade, da mesma forma que os blocos de suporte de catalisador unitários 100 de acordo com a segunda modalidade ilustrada na figura 13. Visto que os blocos de suporte de catalisador unitários 200 a 400 podem ser montados de acordo com um método ilustrado na figura 17 a ser descrito posteriormente, a descrição detalhada dos mesmos será apresentada abaixo com referência à figura 17, da mesma forma que a montagem dos blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 100h de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.
A figura 17 é uma vista em perspectiva de um suporte de catalisador de grande capacidade que é montado pela utilização de blocos de suporte de catalisador unitários de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção. Aqui, por motivos de conveniência de explicação, os blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 400 de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção são referidos como um bloco de suporte de catalisador unitário 500 coletivamente, os suportes 111 a 411 dos blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 400 de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção sendo referidos como um suporte 511a coletivamente, e os corpos deformação de célula 117, 217, 317 e 417 que são inseridos nos suportes 111 a 411 dos blocos de suporte de catalisador unitários 100, 200, 300 e 400 de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção sendo referidos como um corpo de formação de célula 511b coletivamente.
O suporte 511a é configurado para ter um formato retangular no qual as partes superior e inferior do suporte 511a são abertas. Uma pluralidade de furos de conjunto de cavilha 512 é formada nas bordas superior e inferior em cada superfície do suporte 511a. Nesse caso, uma altura h2 do suporte 511a é maior do que uma altura h1 do corpo de formação de célula 511b. Dessa forma, apesar de o suporte 511a acomodar o corpo de formação de célula 511b, é possível se montar os suportes adjacentes por um processo de montagem de
20/22 cavilha 513 através dos furos de montagem de cavilha 512. Como um exemplo, o suporte 511a possui uma dimensão de 324 mm de largura x 324 mm de comprimento x 380 mm de altura (h2) e o corpo de formação de célula 511b possui uma dimensão de 320 mm de largura x 320 mm de comprimento x 280 mm de altura (h1).
Enquanto isso, um suporte de catalisador de grande capacidade520 é formado pela montagem de vários blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h um com o outro onde as superfícies retangulares respectivas dos blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h estão em contato próximo um com o outro para então acoplar um ao outro por uma conexão de cavilha através dos furos de montagem de cavilha 512. Adicionalmente, o suporte de catalisador de grande capacidade 520 é vedado com um envoltório 530 ao longo das bordas mais externas das partes superior e inferior dos mesmos, de modo a aumentar a durabilidade e capacidade da montagem.
Visto que o suporte de catalisador de grande capacidade 520 é formado pela montagem de um número de blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h um com o outro onde as superfícies retangulares respectivas dos blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h estão em contato próximo um com o outro para então serem acoplados um ao outro por uma conexão de cavilha através dos furos de montagem de cavilha 512, é possível se configurar um fator de preenchimento do corpo de formação de célula 511b no máximo e minimizar a deformação geral do corpo de formação de célula 511b. Adicionalmente, visto que uma carga do suporte de catalisador de grande capacidade 52,0 é distribuída descendentemente através das superfícies retangulares respectivas dos blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h, o suporte de catalisador de grande capacidade 520 é mantido de forma estável no formato. Adicionalmente, quando o suporte de catalisador de grande capacidade 520 é montado, os blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h podem ser distribuídos de forma ideal devido a um formato formalizado retangular.
Enquanto isso, uma estrutura de montagem de cavilha dos suportes 111 a 411 com relação aos blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h de acordo com as segunda a quinta modalidades ilustradas na figura 17, pode ser aplicada para uma montagem dos suportes 11 e 11a de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
Adicionalmente, ao contrário, os primeiro a quinto membro de montagem 60, 70, 80, 90 e 95 de acordo com a primeira modalidade da presente invenção também pode ser aplicada aos suportes 111 a 411 com relação aos blocos de suporte de catalisador unitários 500 a 500h de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção.
A figura 18 é uma vista dianteira ilustrando um conversor catalítico de acordo com outro aspecto da presente invenção.
O bloco de suporte de catalisador unitário 10 de acordo com a primeira modalidade da presente invenção corresponde aos blocos de suporte de catalisador unitários 600a da
21/22 figura 18, e aos blocos de suporte de catalisador unitários 100 a 400 de acordo com as segunda a quinta modalidades da presente invenção correspondem aos. blocos de suporte de catalisador unitários 600b de figura 18. Os blocos de suporte de catalisador unitários 600b da figura 18 indicaram os blocos de suporte de catalisador unitários 300.de acordo com a quarta modalidade da presente invenção, mas não estão limitados a isso o que será prontamente compreendido pelos versados na técnica.
Como descrito acima, os blocos de suporte de catalisador unitários 6Ó0a e 600b são combinados com um aquecedor 612 para, dessa forma, constituírem um conversor catalítico no momento de formação dos suportes de catalisador de grande capacidade 610 e 620.
O conversor catalítico de acordo com a presente invenção da figura 18 é formado pela colocação do aquecedor 612 no suporte 611 dos blocos de suporte de catalisador unitários respectivos 600a e 600b quando os suportes de catalisador de grande capacidade são formados. Isso é, o conversor catalítico de acordo com a presente invenção forma um conversor catalítico aquecido eleito (EHC) no qual o suporte 611 é integrado com o aquecedor 612. O aquecedor 612 é um filamento ou aquecedor tipo superfície. As superfícies dianteira e traseira do aquecedor 612 são cobertas com e protegidas pelos isolantes 613. Coberturas superior e inferior 614 podem ser seletivamente aplicadas às superfícies dianteira e traseira dos isolantes 613, respectivamente.
A figura 19 é um diagrama em bloco ilustrando um conversor catalítico de acordo com outro aspecto da presente invenção.
Como descrito acima, os blocos de suporte de catalisador unitários 10, 100, 200, 300 e 400 de acordo com as primeira a quinta modalidades da presente invenção são montados um com o outro, para, dessa forma, constituir um suporte de catalisador de grande capacidade 700 da figura 19. Aqui, o suporte de catalisador de grande capacidade 700 da figura 19 é conectado a um aquecedor 710 que é disposto com um espaço de uma entrada 711. De acordo, um gás de exaustão que é alimentado para fora através da entrada 711 é aquecido através do aquecedor 711, e então purificado através do suporte de catalisador de grande capacidade 700 para então ser descarregado através de uma saída 712.
Como ilustrado nas figuras 18 e 19, os aquecedores 612 e 710 são seletivamente dispostos com relação aos conversores catalíticos, respectivos. Dessa forma, no caso de a temperatura do gás de exaustão ser mais baixa do que a temperatura de ativação do catalisador, os suportes de catalisador de grande capacidade 610, 620, e 700 são pré-aquecidos de antemão, para uma reação inicial que precisa de uma fonte de calor adicional na reação nos suportes de catalisador de grande capacidade 610, 620 e 700, para, dessa forma, formar um ambiente de reação dos suportes de catalisador de grande capacidade 610, 620, e 700, respectivamente.
22/22
Modo da Invenção
Como descrito acima, a presente invenção foi descrita com relação às modalidades particularmente preferidas. No entanto, a presente invenção não está limitada às modalidades acima, e é possível que uma pessoa versada na técnica faça várias modificações e va5 riações, sem se distanciar do espírito da presente invenção. Dessa forma, o escopo de proteção da presente invenção não é definido dentro da descrição detalhada, mas é definida pelas reivindicações a serem descritas posteriormente e o espírito técnico da presente invenção.
Aplicabilidade Industrial
Essa invenção pode ser aplicada aos suportes de catalisador para conversores catalíticos de grande capacidade que são utilizados em embarcações grandes ou instalações ou unidades de processamento de alimentos de grande capacidade.
1/4
Claims (4)
- REIVINDICAÇÕES1. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), CARACTERIZADO por compreender:uma pluralidade de blocos unitários de suporte de catalisador (10, 10a, 10b, 10c,5 10d, 10e, 10f, 100, 200, 300, 400) sendo empilhados, em que cada um dos blocos unitários de suporte de catalisador (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 100, 200, 300, 400) compreende: um suporte (11, 111, 211, 311, 411) tendo uma seção transversal poligonal e um comprimento: um corpo de formação de célula (17, 117) contido dentro do suporte, e o corpo de formação de célula (17, 117) incluindo uma pluralidade de células ocas (14, 114, 214, 314,10 414) sendo alinhadas em uma direção longitudinal do suporte (11, 111,211, 311,411); e um catalisador é revestido nas superfícies das células ocas (14, 114, 214, 314, 414), em que o corpo de formação de células (17, 117) compreende uma parte central formada de um conjunto enrolado de placa ondulada/placa plana (16, 116, 216, 316, 416) possuindo uma seção transversal circular, e uma parte de canto inserida em cantos da se15 ção transversal poligonal no suporte (11, 111, 211, 311, 411), o conjunto ondulado da placa ondulada/placa plana (16, 116, 216, 316, 416) formando uma pluralidade de células ocas (14, 114, 214, 314, 414); e uma pluralidade de membros de montagem (60, 70, 80, 90, 95), cada um fixando um par de suportes (11, 111, 211,311, 411) adjacentes que entram mutuamente em contato 20 entre os blocos unitários de suporte de catalisador (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 100, 200, 300, 400) empilhados.
- 2. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por cada membro de montagem (60, 70, 80, 90, 95) compreender:25 uma peça superior do corpo (63a, 70a) que é feita na forma de um “T” e em ambos os lados de uma extremidade do qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são formadas extensivamente de modo a formar um par de primeiras ranhuras de acomodação de suporte;uma peça inferior do corpo (63b, 70b) que é feita na forma de um “T” e em ambos 30 um lados de uma extremidade do qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são formadas extensivamente de modo a formar um par de segundas ranhuras de acomodação de suporte; e uma unidade de fixação para fixar as peças superior e inferior do corpo (63a, 63b, 70a, 70b).35 3. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por cada membro de montagem (60, 70, 80, 90, 95) compreender:uma peça superior do corpo (63a, 70a), em ambos os lados de uma extremidade do qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são respectivamente formaPetição 870180072329, de 17/08/2018, pág. 12/152/4 das de maneira extensiva de modo a formar uma primeira ranhura de acomodação de suporte na qual um lado do referido suporte (11,111,211,311,411) é acomodado;uma peça inferior do corpo (63b, 70b), em ambos os lados de uma extremidade do qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são respectivamente forma5 das de maneira extensiva de modo a formar uma segunda ranhura de acomodação de suporte na qual um lado do outro suporte (11, 111,211,311,411) é acomodado; e uma série de pinos de impulsão (71, 72) que são acoplados a uma série de ranhuras de acomodação de pino de impulsão (71, 72) que são formadas ao longo de uma direção de largura de cada peça do corpo (63a, 63b, 70a, 70b) de modo a fixar os suportes (11, 10 111,211,311,411).4. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por cada membro de montagem (60, 70, 80, 90, 95) compreender:uma peça superior do corpo (63a, 70a) em ambos os lados de uma extremidade da 15 qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte cujas superfícies internas (81, 81a, 91) são lancetadas e que são colocadas obliquamente em direção a uma primeira ranhura de acomodação de suporte, são respectivamente formadas de maneira extensiva de modo a formar a primeira ranhura de acomodação de suporte na qual um lado do suporte (11, 111,211,311,411) é acomodado; e20 uma peça inferior do corpo (63b, 70b) em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte cujas superfícies internas (81, 81a, 91) são lancetadas e que são colocadas obliquamente em direção a uma segunda ranhura de acomodação de suporte, são respectivamente formadas de maneira extensiva de modo a formar a segunda ranhura de acomodação de suporte na qual um lado do outro 25 suporte (11, 111,211,311,411) é acomodado.5. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por cada membro de montagem (60, 70, 80, 90, 95) compreender:uma peça superior do corpo (63a, 70a) em ambos os lados de uma extremidade da 30 qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são respectivamente formadas de maneira extensiva de modo a formar uma primeira ranhura de acomodação na qual um lado do referido suporte (11, 111,211, 311, 411) é acomodado, em que a peça superior do corpo (63a, 70a) tem uma série de pares de primeiras projeções de fixação de suporte que são formadas de modo projetante nas superfícies internas (81, 81a, 91) das primeiras 35 projeções de acomodação de suporte e que são acopladas de modo compressivo com o referido primeiro suporte; e uma peça inferior do corpo (63b, 70b) em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são respectivamente formadas de maneira extensiva de modo a formar uma segunda ranhura de acomodação na qualPetição 870180072329, de 17/08/2018, pág. 13/15
- 3/4 um lado do outro suporte é acomodado, em que a peça inferior do corpo (63b, 70b) tem uma série de pares de segundas projeções de fixação de suporte que são formadas de modo projetante nas superfícies internas (81,81a, 91) das segundas projeções de acomodação de suporte e que são acopladas de modo compressivo ao outro suporte.6. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por cada membro de montagem (60, 70, 80, 90, 95) compreender:uma peça superior do corpo (63a, 70a) em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de primeiras projeções de acomodação de suporte são respectivamente formadas, em que uma primeira projeção de acomodação de suporte intermediária é formada extensivamente entre as primeiras projeções de acomodação de suporte de modo a formar a primeira e segunda ranhuras de acomodação de suporte nas quais os suportes (11, 111, 211, 311, 411) são respectivamente acomodados, em que a peça superior do corpo (63a, 70a) tem primeiras ranhuras de compressão que são formadas de maneira côncava nas superfícies externas das primeiras projeções de acomodação de suporte; e uma peça inferior do corpo (63b, 70b) em ambos os lados de uma extremidade da qual um par de segundas projeções de acomodação de suporte são respectivamente formadas, em que uma segunda projeção de acomodação de suporte intermediária é formada extensivamente entre as segundas projeções de acomodação de suporte de modo a formar a terceira e quarta ranhuras de acomodação de suporte nas quais os suportes (11, 111,211, 311,411) são respectivamente acomodados, em que a peça inferior do corpo (63b, 70b) tem segundas ranhuras de compressão que são formadas de maneira côncava nas superfícies externas das segundas projeções de acomodação de suporte.7. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por cada membro de montagem (60, 70, 80, 90, 95) compreender: parafusos (62) e porcas que são acopladas a orifícios de acoplamento de parafuso (61) dos suportes (11, 111,211,311,411) adjacentes.8. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada parte de canto é formada conformando um corpo de enrolamento anular que é formado mediante o enrolamento de um dos conjuntos de placa ondulada/placa plana (16,116, 216, 316, 416).9. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada corpo de formação de célula (17, 117) de cada bloco unitário de suporte de catalisador (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 100, 200, 300, 400) é formado mediante o empilhamento dos conjuntos de placa ondulada/placa plana (16, 116, 216, 316, 416) de um tipo de segmento correspondendo a um comprimento de um lado do suporte (11, 111, 211, 311, 411) poligonal, e mediante a inserção dos conjuntos de placa ondulada/placa plana (16, 116, 216, 316, 416) empilhados no suporte (11, 111, 211, 311,411) poligonal.Petição 870180072329, de 17/08/2018, pág. 14/15
- 4/410. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada corpo de formação de célula (17, 117) de cada bloco unitário de suporte de catalisador (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 100, 200, 300, 400) é formado mediante o empilhamento alternado dos conjuntos de placa ondulada/placa plana (16, 116, 216, 316, 416) de um tipo de segmento de modo a ter uma inclinação, e mediante a inserção dos conjuntos de placa ondulada/placa plana (16, 116, 216, 316, 416) alternadamente empilhados no suporte (11,111,211,311,411) poligonal.11. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que tanto cada corpo de formação de célula (17, 117) quanto o suporte (11, 111, 211, 311, 411) poligonal são formados de qualquer um dentre um hexágono, retângulo, triângulo e um pentágono.12. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada corpo de formação de célula (17, 117) de cada bloco unitário de suporte de catalisador (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 100, 200, 300, 400) é obtido mediante recobrimento com um ou mais metais selecionados dentre o grupo que consiste de platina, cobalto, níquel, paládio, cobre, manganês e nano-prata como catalisadores em uma placa fina de liga resistente a calor baseada em FeCrAI.13. Suporte de catalisador de grande capacidade (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das células ocas (14, 114, 214, 314, 414) é formada de uma selecionada dentre o grupo que consiste de forma de onda, forma hemisférica, formas alveolares, triângulos e retângulos.14. Conversor catalítico, CARACTERIZADO por compreender:um suporte de catalisador de grande capacidade (20) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13; e um aquecedor (612, 710).15. Conversor catalítico, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o suporte de catalisador de grande capacidade (20) é formado dispondo o aquecedor (612, 710) entre os suportes (11, 111, 211, 311, 411) de cada bloco de suporte unitário de catalisador e montando integralmente o aquecedor (612, 710) com os suportes (11, 111,211,311,411).16. Conversor catalítico, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecedor (612, 710) é formado de um aquecedor do tipo superfície cujas superfícies frontal e traseira são cobertas com um material isolante.17. Conversor catalítico, de acordo com a reivindicação 14 CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecedor (612, 710) é colocado em uma parte de admissão de ar do suporte de catalisador de grande capacidade (20) e pré-aquecido antes de o gás de escape entrar pela parte de admissão de ar.Petição 870180072329, de 17/08/2018, pág. 15/151/11
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