BR112013003348A2 - corpo catalisador estrutural compreendendo uma pluralidade de paredes divisórias internas - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÕES DE CATALISADORES E SUAS APLICAÇÕES. Em um aspecto, os corpos catalisadores estruturais que compeendem um ou mais gradientes de material catalítico são aqui proporcionados. Em algumas formas de realização, um corpo catalisador estrutural aqui descrito compreende uma parede divisória interna que tem uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta á primeira superfície, a parede divisória interna que tem um gradiente de material catalítico ao longo da largura da parede divisória interior.
Description
[001] O presente pedido reivindica prioridade para o pedido de patente provisório dos Estados Unidos número de série 61/371,971, depositado em 9 de agosto de 2010 e ao pedido de patente provisório dos Estados Unidos número de série 61/371,948, depositado em 9 de agosto de 2010, cada um dos quais é incorporado aqui por referência em sua totalidade.
[002] A presente invenção refere-se às composições catalisadoras e, em particular, às estruturas catalisadoras para o uso em aplicações industriais ou comerciais.
[003] O papel dos óxidos de nitrogênio na formação de chuva ácida, ozônio troposférico e outros riscos ambientais têm resultado na imposição de padrões restritos limitando as descargas dessas espécies químicas. Para atender esses padrões, é geralmente necessário remover pelo menos parte desses óxidos presentes nos gases de exaustão de fontes de combustão estacionárias ou móveis.
[004] Desnitração ou tecnologia de redução catalítica seletiva (SCR) é comumente aplicada para gases de combustão derivados da combustão para remoção de óxidos de nitrogênio. A reação de desnitração compreende a reação de espécies de óxido de nitrogênio nos gases, como óxido de nitrogênio (NO) ou dióxido de nitrogênio (NO2), com um nitrogênio contendo redutor, como amônia ou uréia, resultando na produção de nitrogênio diatômico (N2) e água.
[005] Além disso, para óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre (SO2) é a espécie química muitas vezes presente nos gases de combustão da combustão que causa preocupação ambiental. Dióxido de enxofre presente nos gases de combustão na combustão de combustível fóssil é parcialmente oxidado para trióxido de enxofre (SO3) que reage com água para formar ácido sulfúrico. A formação de ácido sulfúrico a partir da oxidação de dióxido de enxofre em gases de combustão da combustão, pode aumentar os problemas de corrosão em equipamentos a jusante, pode aumentar os custos de energia associada com pré-aquecedores de ar devido ao aumento de temperatura requerido para manter o ácido contendo gás de combustão acima de seu ponto de condensação, e pode causar opacidade aumentada nos feixes de gases emitidos para a atmosfera.
[006] Sistemas de catalisadores para a remoção de óxidos de nitrogênio pode aumentar a quantidade de oxidação de dióxido de enxofre, uma vez que o material catalítico utilizado na redução catalítica seletiva pode adicionalmente efetuar a oxidação de dióxido de enxofre. Como resultado, a redução no conteúdo de óxido de nitrogênio de um gás combustível pode ter um efeito colateral indesejável de aumentar a formação de SO2 no gás combustível.
[007] Em um aspecto, corpos de catalisadores são descritos aqui que, em algumas modalidades, exibem distribuições heterogêneas de material catalítico. Em algumas modalidades, corpos de catalisadores descritos aqui são operáveis para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em um fluxo de gás de combustão. Corpos catalíticos estruturais descritos aqui, em algumas modalidades, podem reduzir oxidação de SO2 durante a remoção de óxido de nitrogênio do fluxo de gás de combustão.
[008] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende pelo menos uma parede de divisão interna compreendendo primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a parede de divisão interna tendo um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente aumenta em quantidade ao longo da região central da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, um gradiente de um primeiro material catalítico, ao longo da largura da primeira superfície da parede de divisão interna, tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em torno do ponto médio do perfil.
[009] Um corpo de catalisador estrutural, em algumas modalidades, ainda compreende um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da segunda superfície. O primeiro material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta em quantidade ao longo da região central da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície é simétrico ou substancialmente simétrico para o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da primeira superfície.
[010] Em algumas modalidades, um corpo estrutural de catalisador descrito aqui ainda compreende um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna. Um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna, em algumas modalidades, compreende uma quantidade maior do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[011] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna. Um gradiente do primeiro material catalítico, ao longo do comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna, em algumas modalidades, compreende uma quantidade maior do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna é simétrico ou substancialmente simétrico ao perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna.
[012] Em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede de divisão interna corresponde ao lado de entrada de fluxo de fluido do corpo do catalisador estrutural, e a segunda extremidade corresponde ao lado da saída de fluxo de fluido do corpo do catalisador estrutural. Em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede de divisão interna corresponde ao lado da saída do fluxo de fluido do corpo do catalisador estrutural, e a segunda extremidade corresponde à entrada de fluxo de fluido do corpo do catalisador estrutural.
[013] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de uma largura de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico de massa de gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico de massa aumenta em concentração ao longo de uma região central da largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de primeiro material catalítico de massa ao longo da largura da parede de divisão interna, tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em torno do ponto médio do perfil.
[014] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente do primeiro material catalítico de massa ao longo de um comprimento de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico de massa ao longo de um comprimento de uma parede de divisão interna compreende uma concentração maior do primeiro material catalítico de massa em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma concentração do primeiro material catalítico de massa em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Como descrito aqui, em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede de divisão interna corresponde ao lado da entrada de fluxo de fluido do corpo de catalisador estrutural, e a segunda extremidade corresponde ao lado da saída do fluxo de fluido do corpo de catalisador estrutural. Em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede de divisão interna corresponde ao lado da saída do fluxo de fluido do corpo de catalisador estrutural, e a segunda extremidade corresponde à entrada de fluxo de fluido do corpo de catalisador estrutural.
[015] Um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, em algumas modalidades, ainda compreende pelo menos uma parede de divisão interna adicional, compreendendo um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui para uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, a pelo menos uma parede de divisão interna adicional compreende uma primeira superfície e uma segunda superfície e um gradiente do primeiro material catalítico, ao longo de uma largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, pelo menos uma parede de divisão interna adicional ainda compreende um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura da segunda superfície.
[016] Além do mais, em algumas modalidades, a pelo menos uma parede de divisão interna adicional compreende um gradiente do primeiro material catalítico de massa ao longo de uma largura da parede de divisão interna adicional. Em algumas modalidades, a pelo menos uma parede de divisão interna adicional compreende um gradiente do primeiro material catalítico da massa ao longo de um comprimento da parede de divisão interna.
[017] A pelo menos uma parede de divisão interna adicional, em algumas modalidades, compreende um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície e/ou segunda superfície.
[018] Em algumas modalidades, a pelo menos uma parede de divisão interna adicional compreende uma pluralidade de paredes de divisão interna adicional de tal maneira maior do que cerca de 50 por cento das paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural compreende um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui. Em algumas modalidades, mais do que cerca de 70 ou mais do que cerca de 90 por cento das paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural compreendem um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui. Em algumas modalidades, mais do que cerca de 95 por cento das paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural compreendem um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui.
[019] Em algumas modalidades, as paredes de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, aumentam para formar um ou mais centros de custos. Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente do primeiro material catalítico de massa entre um centro de custos e pelo menos uma parede de divisão interna conectada ao terminal central. Em algumas modalidades, por exemplo, a pelo menos uma parede de divisão interna compreende uma concentração maior de um primeiro material catalítico de massa do que o terminal central. Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente do primeiro material catalítico de massa entre um terminal central e uma pluralidade de paredes de divisão interna conectadas ao terminal central. Em algumas modalidades, cada uma das paredes de divisão interna conectada ao terminal central compreende uma concentração maior de um primeiro material catalítico de massa do que o terminal central.
[020] Em algumas modalidades, as paredes de divisão interna definem uma pluralidade de canais de fluxo ou células que se estendem através do corpo de catalisador estrutural. Em algumas modalidades, as paredes de divisão interna são, pelo menos parcialmente, circundadas por uma parede ou estrutura externa periférica. Em algumas modalidades, uma parede periférica externa é contínua ou integral com uma ou mais paredes de divisão interna, tal como em alguns corpos estruturais de catalisador tipo favo de mel. Em algumas modalidades, uma parede periférica externa é parte de uma estrutura de contenção em que as paredes de divisão interna são dispostas, como em um arranjo de elementos de catalisador de placa ou corrugada, em uma estrutura de contenção.
[021] Em algumas modalidades em que a parede periférica externa compreende primeiro material catalítico de massa, paredes de divisão interna e um corpo de catalisador estrutural, compreendem mais massa de primeiro material catalítico do que a parede periférica externa. Além do mais, em algumas modalidades, uma superfície interna de uma parede periférica externa, compreende um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui para uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, superfícies externas de uma parede periférica externa não exibem um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui. Em algumas modalidades, uma superfície interna de uma parede periférica externa compreende uma quantidade maior de primeiro material catalítico do que uma superfície externa da parede de divisão interna.
[022] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície da pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico, ao longo da largura da primeira superfície da pelo menos uma parede de divisão interna, pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da primeiro superfície de uma parede de divisão interna.
[023] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da segunda superfície da pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da segunda superfície da parede de divisão interna, pode ter quaisquer propriedades mencionadas aqui para um gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície de uma parede de divisão interna.
[024] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente do segundo material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente em um segundo material catalítico, ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna, pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna.
[025] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície de uma parede de divisão interna.
[026] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo da largura de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico de massa pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico de massa ao longo da largura da parede de divisão interna.
[027] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo de um comprimento de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um a segundo material catalítico de massa, ao longo do comprimento de uma parede de divisão interna, pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico de massa ao longo de um comprimento de uma parede de divisão interna.
[028] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície de pelo menos uma parede de divisão interna adicional. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície de pelo menos uma parede de divisão interna adicional, pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura da primeira superfície de uma parede de divisão interna.
[029] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da segunda superfície de pelo menos uma parede de divisão interna adicional. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da segunda superfície de pelo menos uma parede de divisão interna adicional pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície de uma parede de divisão interna.
[030] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo da largura de pelo menos uma parede de divisão interna adicional. Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico de massa ao longo da largura da pelo menos uma parede de divisão interna adicional, pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico de massa ao longo da largura de uma parede de divisão interna.
[031] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo de um comprimento de pelo menos uma parede de divisão interna adicional. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo do comprimento de pelo menos uma parede de divisão interna adicional, pode ter qualquer uma das propriedades mencionadas aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico de massa ao longo de um comprimento de uma parede de divisão interna.
[032] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo de um comprimento da primeira e/ou segundo superfície e pelo menos uma parede de divisão interna adicional. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico ao longo de um comprimento da primeira e/ou segunda superfície da pelo menos uma parede de divisão interna adicional, pode ter qualquer uma das propriedade mencionadas aqui para um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira e/ou segunda superfície de uma parede de divisão interna.
[033] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente de um segundo material catalítico de massa entre um terminal central e pelo menos uma parede de divisão interna conectada ao terminal central. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede de divisão interna compreende uma concentração maior de um segundo material catalítico de massa do que o terminal central. Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente de um segundo material catalítico de massa entre um terminal central e uma pluralidade de paredes de divisão interna conectadas ao terminal central. Em algumas modalidades, cada uma das paredes de divisão interna conectadas ao terminal central compreende uma concentração maior de um segundo material catalítico de massa do que o terminal central.
[034] Além do mais, em algumas modalidades, uma parede periférica externa ainda compreende um segundo material catalítico de massa, em que as paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural compreendem uma quantidade maior do segundo material catalítico de massa do que a parede periférica externa. Em algumas modalidades, uma superfície interna de uma parede periférica externa ainda compreende um ou mais gradientes do segundo material catalítico descrito aqui para uma parede de divisão interna.
[035] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural ainda compreende um gradiente de pelo menos um material catalítico adicional. Um gradiente de pelo menos um material catalítico adicional pode compreender qualquer construção e/ou local em um corpo de catalisador estrutural descrito aqui para um gradiente de um primeiro material catalítico ou um segundo material catalítico.
[036] Corpos de catalisadores estruturais descritos aqui, em algumas modalidades, compreendem corpos de catalisador estrutural virgem. Em algumas modalidades, corpos de catalisador estrutural descritos aqui compreendem corpos de catalisadores estruturais usados ou regenerados. Em algumas modalidades, corpos de catalisadores estruturais descritos aqui compreendem corpos de catalisadores estruturais do tipo favo de mel, corpos de catalisadores de placa ou corpos de catalisadores corrugados.
[037] Em outro aspecto, um módulo de catalisador é descrito aqui compreendendo uma estrutura e uma pluralidade de corpos de catalisadores estruturais dispostos na estrutura, os corpos de catalisador estrutural compreendendo um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura de um superfície de pelo menos uma parede de divisão interna como descrito aqui. Em algumas modalidades, a atividade catalítica dos corpos de catalisador do módulo, é substancialmente uniforme. Por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisador do módulo, em algumas modalidades, varia menos do que cerca de 20%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre corpos de catalisador do módulo varia menos do que 10%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisador do módulo varia menos do que 5%. Em algumas modalidades, atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação de mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações dos mesmos.
[038] Em algumas modalidades, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre dos corpos de catalisadores do módulo é substancialmente uniforme. Por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisadores do módulo, em algumas modalidades, varia menos do que 40%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisadores da camada de catalisador varia menos do que 20%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisadores da camada de catalisador varia menos do que 10%.
[039] Além do mais, em algumas modalidades, corpos de catalisadores de um módulo compreendem um ou mais gradientes catalíticos descritos aqui, em adição a um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura de uma superfície de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, por exemplo, corpos de catalisador do módulo também compreendem um gradiente do primeiro material catalítico de massa ao longo a largura e/ou comprimento da pelo menos uma separação como descrito aqui. Em algumas modalidades, corpos de catalisador de um módulo compreendem um ou mais gradientes de um segundo material catalítico descrito aqui.
[040] Em outro aspecto, pelo menos uma camada de catalisador de um reator catalítico é descrita aqui, a camada de catalisador compreendendo uma pluralidade de corpos de catalisadores estruturais, os corpos de catalisadores estruturais compreendendo um gradiente de material catalítico ao longo de uma largura de uma superfície de pelo menos uma parede de divisão interna como descrito aqui. Em algumas modalidades, a atividade catalítica dos corpos de catalisadores estruturais da camada do catalisador é substancialmente uniforme, Por ser substancialmente uniforme, em algumas modalidades, a atividade catalítica entre corpos de catalisador da camada do catalisador varia menos do que cerca de 20%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisador de camada de catalisador, varia menos do que cerca de 10%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisadores da camada de catalisador varia menos do que cerca de 5%. Em algumas modalidades, a atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação de mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações das mesmas.
[041] Em algumas modalidades, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre de corpos de catalisadores da camada de catalisador é substancialmente uniforme. Por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisadores da camada de catalisador, em algumas modalidades, varia menos do que 40%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisador da camada de catalisador varia menos do que 20%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisador da camada do catalisador varia menos do que 10%.
[042] Em algumas modalidades, corpos de catalisadores de uma camada do catalisador compreende um ou mais gradientes catalíticos descritos aqui, além disso para o gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura de uma superfície de pelo menos uma parede de divisão interna. Em algumas modalidades, por exemplo, corpos de catalisadores de uma camada de catalisador também compreendem um gradiente do primeiro material catalítico de massa ao longo de uma largura e/ou comprimento de pelo menos uma separação interna como descrito aqui. Em algumas modalidades, corpos de catalisadores de uma camada do catalisador compreendem um ou mais gradientes de um segundo material catalítico descrito aqui. Em algumas modalidades,
corpos de catalisadores de uma camada de catalisador são dispostos em um ou mais módulos.
[043] Em outro aspecto, métodos de tratar um fluxo de fluido, como um gás de combustão ou fluxo de gás de combustão, são descritos aqui. Em algumas modalidades, um método de tratar um fluxo de fluido compreende prover um corpo de catalisador estrutural compreendendo pelo menos uma parede de divisão interna compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a parede de divisão interna tendo um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície, passando o fluxo de fluido através do corpo do catalisador estrutural e reagindo cataliticamente pelo menos uma espécie química no fluxo de fluido. Em algumas modalidades, o fluxo de fluido é fluído através de um ou mais canais de fluxo do corpo de catalisador estrutural. Em algumas modalidades de métodos descritos aqui, o corpo de catalisador estrutural pode ter qualquer gradiente de um primeiro material catalítico e/ou um segundo material catalítico descrito aqui.
[044] Em algumas modalidades, reagindo cataliticamente pelo menos uma espécie química no fluxo de fluido compreende cataliticamente reduzindo óxidos de nitrogênio no fluxo de fluido. Em algumas modalidades, cataliticamente reagindo pelo menos uma espécie química no fluxo de fluido compreende oxidar amônia e/ou mercúrio no fluxo de fluido.
[045] Em algumas modalidades dos métodos de tratar um fluxo de fluido, a oxidação de dióxido de enxofre para trióxido de enxofre no fluxo de fluido é reduzida. Em uma modalidade, por exemplo, a oxidação de dióxido de enxofre é reduzida durante a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em um fluxo de fluido por um corpo de catalisador estrutural descrito aqui.
[046] Em algumas modalidades, o corpo de catalisador é parte de um módulo compreendendo uma pluralidade de corpos de catalisadores descritos aqui, em que o fluxo de fluido é passado no módulo e através dos corpos de catalisador. Em algumas modalidades, o módulo é parte de uma camada catalítica de um reator catalítico.
[047] Em outro aspecto, métodos de produzir corpos de catalisador estrutural descritos aqui são providos. Em algumas modalidades, um método de produzir um corpo de catalisador estrutural compreende prover um suporte de catalisador compreendendo pelo menos uma parede de divisão interna compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, impregnando a pelo menos uma parede de divisão interna com uma solução compreendendo um primeiro material catalítico e secando pelo menos uma parede de divisão interna de uma maneira para estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente aumenta em quantidade ao longo da região central da largura da primeira superfície.
[048] Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico é também estabelecido ao longo de uma largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da segunda superfície. O primeiro material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta em quantidade ao longo de uma região central da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície, é simétrico ou substancialmente simétrico para o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da primeira superfície.
[049] Em algumas modalidades, a pelo menos uma parede de divisão interna do suporte do catalisador estrutural é seco de uma maneira para estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico de massa ao longo de uma largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico de massa do gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico de massa aumenta em concentração ao longo da região central da largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um primeiro material catalítico de massa, ao longo da largura da parede de separação interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico a cerca do ponto médio do perfil.
[050] Em algumas modalidades, o pelo menos um suporte da parede de divisão interna do catalisador estrutural é seco de uma maneira para estabelecer um gradiente do primeiro material de catalisador ao longo e um comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna. Um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento de uma primeira superfície de parede de divisão interna, em algumas modalidades, compreende uma quantidade maior do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede de divisão interna, em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[051] Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico é também estabelecido ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna. Um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna, em algumas modalidades, compreende uma quantidade maior do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna é simétrico ou substancialmente simétrico para o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna.
[052] Em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede de divisão interna corresponde ao lado da entrada de fluxo de fluido do corpo de catalisador estrutural e a segunda extremidade corresponde ao lado da saída do fluxo de fluido do corpo de catalisador estrutural. Alternativamente, em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede de divisão interna corresponde à saída lateral do corpo de catalisador estrutural, e a segunda extremidade corresponde ao lado de entrada de fluxo de fluido.
[053] Em algumas modalidades, a pelo menos uma parede de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural descrito aqui é seca de uma maneira a estabelecer um gradiente de um material catalítico da primeira massa ao longo de um comprimento da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um primeiro material de massa catalítico ao longo a comprimento da parede de divisão interna compreende uma concentração maior do primeiro material catalítico de massa em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com a concentração do primeiro material catalítico de massa em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[054] Em algumas modalidades dos métodos descritos aqui, o corpo de catalisador estrutural compreende uma pluralidade de paredes de divisão interna como aquela em que as paredes de divisão interna são impregnadas com uma solução compreendendo o primeiro material catalítico e secas de uma maneira a estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura e/ou comprimento de uma ou mais superfícies das paredes de divisão interna. Em algumas modalidades, as paredes de separação interna são secas de uma maneira a estabelecer um gradiente de um primeiro material catalítico de massa ao longo de uma largura e/ou comprimento das paredes de divisão interna.
[055] Em algumas modalidades, as paredes de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural produzido de acordo com os métodos descritos aqui, cruzam-se para formar um ou mais terminais centrais. Em algumas modalidades, pelo menos um terminal central é impregnado com uma solução compreendendo o primeiro material catalítico e seco de uma maneira para estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico de massa entre o terminal central e pelo menos uma das paredes de divisão interna. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede de divisão interna compreende uma concentração maior do primeiro material catalítico de massa do que o terminal central. Em algumas modalidades, cada uma das paredes de divisão interna conectada ao terminal central, compreende uma concentração maior do primeiro material catalítico de massa do que o terminal central.
[056] Em algumas modalidades dos métodos descritos aqui, a solução de impregnação ainda compreende um segundo material catalítico. Em algumas modalidades, um gradiente de metal de massa ou segundo material catalítico de óxido de metal é estabelecido ao longo de uma largura da parede de divisão interna. Alternativamente, em algumas modalidades, pelo menos uma parede de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural compreendendo um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui, é ainda impregnado com uma solução compreendendo um metal ou segundo material catalítico de óxido de metal e seco de uma maneira para estabelecer um gradiente de metal ou segundo material catalítico de óxido de metal ao longo de uma largura da primeira superfície e/ou segunda superfície da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de metal de massa ou segundo material catalítico de óxido de metal é assentado ao longo de uma largura da parede de divisão interna.
[057] Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente aumenta em quantidade ao longo a região central da largura da primeira superfície.
[058] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico é também assentado ao longo de uma largura da segunda superfície da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da segunda superfície. O segundo material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta em quantidade ao longo da região central da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo da largura da segunda superfície é simétrico ou substancialmente simétrico para o perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície.
[059] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna. Um gradiente do segundo material catalítico ao longo de uma primeira superfície da parede de divisão interna, em algumas modalidades, compreende uma quantidade maior do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[060] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna. Um gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna, em algumas modalidades, compreende uma quantidade maior do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede de divisão interna, é simétrico ou substancialmente simétrico ao perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede de divisão interna.
[061] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico de massa é também estabelecido ao longo de uma largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico de massa do gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico de massa aumenta na concentração ao longo da região central da largura da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico de massa ao longo da largura da parede de divisão interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em torno do ponto médio do perfil.
[062] Em algumas modalidades, a secagem de pelo menos uma parede de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, também estabelece um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo de um comprimento da parede de divisão interna. Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico de massa ao longo de um comprimento da parede de divisão interna compreende uma concentração maior do segundo material catalítico de massa em uma primeira extremidade da parede de divisão interna em comparação com uma concentração do segundo material catalítico de massa em uma segunda extremidade da parede de divisão interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[063] Além do mais, em algumas modalidades dos métodos descritos aqui, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de uma largura e/ou comprimento de uma ou mais superfícies de uma pluralidade de paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural. Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico de massa é também estabelecido ao longo de uma largura e/ou comprimento de uma pluralidade de paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural. Em algumas modalidades, pelo menos um terminal central de um corpo de catalisador estrutural, é impregnado com a solução ainda compreendendo o segundo material catalítico, e secando o corpo de catalisador estrutural também estabelece um gradiente do segundo material catalítico de massa entre o terminal central e pelo menos uma das paredes de divisão interna formando o terminal central. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede de divisão interna compreende uma concentração maior do segundo material catalítico de massa do que o terminal central.
[064] Em algumas modalidades, cada uma das paredes de divisão interna, formando o terminal central, compreende uma concentração maior do segundo material catalítico de massa do que o terminal central.
[065] Adicionalmente, em algumas modalidades, a parede periférica externa de um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, é impregnado com o segundo material catalítico. Em algumas modalidades em que a parede periférica externa compreende o segundo material catalítico de massa, as paredes de divisão interna do corpo de catalisador estrutural compreende uma concentração maior do segundo material catalítico de massa do que a parede periférica externa.
[066] Em algumas modalidades, primeiro e/ou segundo material catalítico de gradientes dos corpos de catalisador estrutural, produzido de acordo com os métodos descritos aqui, compreende um ou mais metais de transição. Em algumas modalidades, metais de transição do primeiro e/ou segundo material catalítico compreendem vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre ou níquel ou ligas ou óxidos dos mesmos. Em algumas modalidades, o primeiro e/ou segundo material catalítico de gradientes de corpos de catalisador estrutural descrito aqui, são apropriados para aplicações e processos de SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro e/ou segundo material catalítico compreende V2O5, WO3 ou MoO3 ou misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, o primeiro e/ou segundo material catalítico compreende um ou mais precursores para formar um material catalítico apropriado para aplicações de SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro e/ou segundo material catalítico compreende um ou mais precursores para formar V2O5, WO3 ou MoO3 ou misturas dos mesmos.
[067] Em algumas modalidades, secar as paredes de divisão interna e/ou terminais centrais de um suporte estrutural de catalisador, compreende fluir um gás sobre as superfícies das paredes de divisão interna e/ou terminais centrais em uma taxa e/ou temperatura suficiente para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico descritos aqui. Fluir um gás sobre superfícies das paredes de divisão interna e/ou terminais centrais, para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico descritos aqui, pode ser administrado de qualquer maneira não inconsistente com os objetivos da presente invenção. Em algumas modalidades, o gás flui sobre toda ou substancialmente todas as paredes de divisão interna e/ou terminais centrais de um suporte de catalisador estrutural de uma maneira igual ou substancialmente igual.
[068] Adicionalmente, em algumas modalidades, a solução de impregnação de um método descrito aqui ainda compreende pelo menos um material catalítico adicional. Em tais modalidades, a secagem do corpo de catalisador estrutural pode prover um ou mais gradientes ao material catalítico adicional tendo uma construção e/ou local no corpo do catalisador estrutural consistente com qualquer gradiente do primeiro e/ou segundo material catalítico descrito aqui.
[069] Em algumas modalidades, um suporte de catalisador estrutural é virgem. Um suporte de catalisador estrutural virgem, em algumas modalidades, não foi usado ou anteriormente instalado em um reator catalítico para conduzir reações catalíticas em um fluxo de fluido.
[070] Em algumas modalidades, um suporte de catalisador estrutural é usado. Um suporte de catalisador estrutural usado, em algumas modalidades, foi anteriormente instalado em um reator catalítico para conduzir reações catalíticas em um fluxo de fluido. Em algumas modalidades, um suporte de catalisador usado faz parte de um corpo de catalisador estrutural com necessidade de regeneração.
[071] Em algumas modalidades, catalisador estrutural virgem ou usado suporta compreende suportes estruturais tipo favo de mel, suportes estruturais de placa ou suportes estruturais corrugados.
[072] Em algumas modalidades dos métodos descritos aqui, suportes de catalisadores estruturais compreendendo uma pluralidade de paredes de divisão interna são dispostos na estrutura de um módulo de catalisador. Em tais modalidades, o módulo de catalisador compreendendo os suportes do catalisador estrutural pode ser imerso na solução de material catalítico para impregnar as paredes de divisão internas e/ou terminais centrais dos suportes de catalisador estrutural com material catalítico.
[073] Em algumas modalidades, os suportes de catalisador estrutural impregnados com uma solução do primeiro material catalítico são secos enquanto permanecem na estrutura do módulo de catalisador para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro material catalítico descrito aqui. Em algumas modalidades, a solução de impregnação ainda compreende um segundo material catalítico em que a secagem dos suportes de catalisador estrutural, enquanto permanece na estrutura do módulo de catalisador, também estabelece um ou mais gradientes do segundo material catalítico como descrito aqui. Em algumas modalidades, por exemplo, um gás é fluido através do módulo e sobre as superfícies das paredes de divisão interna e/ou terminais centrais dos suportes de catalisador estrutural a uma taxa e/ou temperatura suficiente para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro e/ou segundo material catalítico descrito aqui. Em algumas modalidades, o gás é fluido uniformemente ou substancialmente uniformemente através dos suportes do catalisador estrutural dispostos na estrutura do módulo de tal maneira que a atividade catalítica dos corpos de catalisadores estruturais é substancialmente uniforme ao longo do módulo. Por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisador no módulo, em algumas modalidades, varia menos do que cerca de 20%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisador do módulo varia menos do que 10%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade catalítica entre os corpos de catalisador do módulo varia menos do que 5%. Em algumas modalidades, a atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação de mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações das mesmas.
[074] Em algumas modalidades, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre dos corpos de catalisador do módulo é substancialmente uniforme ao longo do módulo. Por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre corpos de catalisador do módulo, em algumas modalidades, varia menos do que 40%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação de dióxido de enxofre entre os corpos de catalisador do módulo varia em menos do que 20%. Em algumas modalidades, por ser substancialmente uniforme, a atividade de oxidação dióxido de enxofre entre corpos de catalisador do módulo varia menos do que 10%.
[075] Em algumas modalidades, gradientes do primeiro e/ou segundo material catalítico produzido de acordo com os métodos anteriores, podem ter qualquer uma das propriedades estruturais e/ou composicionais descritas aqui para os gradientes do primeiro e/ou segundo material catalítico. Essas e outras modalidades são descritas em maiores detalhes na descrição detalhada a seguir.
[076] A Figura 1 ilustra o perfil dos gradientes dos primeiro e segundo materiais catalíticos ao longo da largura da superfície de uma parede de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural de acordo com uma modalidade descrita aqui.
[077] A Figura 2 ilustra um corpo de catalisador estrutural de acordo com uma modalidade descrita aqui.
[078] A Figura 3 ilustra um corte transverso de uma porção de um corpo de catalisador estrutural de acordo com uma modalidade descrita aqui.
[079] A Figura 4 ilustra um teste de atividade catalítica de um corpo de catalisador estrutural de acordo com uma modalidade descrita aqui, em comparação com um corpo de catalisador estrutural anterior.
[080] A Figura 5 provê uma tabela detalhando corpos de catalisadores estruturais tendo várias composições de gradientes de açodo com algumas modalidades descritas aqui.
[081] A Figura 6 ilustra um corte transverso de uma porção de um corpo de catalisador estrutural corrugado de acordo com uma modalidade descrita aqui.
[082] A presente invenção pode ser compreendida mais prontamente por referência à descrição detalhada a seguir, exemplos e desenhos de suas descrições anteriores e a seguir. Elementos, aparelhos e métodos da presente invenção, entretanto, não são limitados às modalidades específicas apresentadas na descrição detalhada, exemplos e desenhos. Deverá ser reconhecido que essas modalidades são meramente ilustrativas dos princípios da presente invenção. Numerosas modificações e adaptações serão prontamente percebidas por aqueles versados na técnica sem se afastar do âmbito e escopo da invenção.
[083] Além do mais, todas as faixas descritas aqui devem ser compreendidas para abranger qualquer e todas as subfaixas classificadas a esse respeito. Por exemplo, uma faixa estabelecida de "1 a 10" deverá ser considerada para incluir quaisquer e todas as sub-faixas entre (e inclusive) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; isto é, todas as sub-faixas começando com valor mínimo de 1 ou mais, por exemplo 1 a 6,1, e terminando com uma valor máximo de 10 ou menos, por exemplo, 5,5 a 10. Adicionalmente, qualquer referência mencionada como sendo "incorporada aqui" deve ser compreendida como sendo incorporada em sua inteireza.
[084] É ainda observado que, como usado neste relatório descritivo, as formas no singular "um," "uma," e "o/a" incluem o plural referente, a menos que expressamente e inequivocamente limitadas a uma referência.
[085] Em um aspecto, corpos de catalisadores são descritos aqui os quais, em algumas modalidades, exibem distribuições heterogêneas de material catalítico. Em algumas modalidades, corpos de catalisadores descritos aqui são operáveis para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em um fluxo de gás de combustão.
[086] Em algumas modalidades, um corpo de catalisador estrutural descrito aqui compreende pelo menos uma parede de divisão interna, compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a parede de divisão interna tendo um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da primeira superfície.
[087] Em algumas modalidades, a superfície de uma parede de divisão interna de um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, inclui uma porção da parede de divisão interna até uma profundidade de cerca de 100 µm. Em algumas modalidades, a superfície de uma parede de divisão interna inclui uma porção da parede de divisão interna até uma profundidade de cerca de 50 µm ou até cerca de 25 µm. Em algumas modalidades, a superfície de uma parede de divisão interna inclui uma porção da parede de divisão interna de até uma profundidade de cerca de 10 µm ou até cerca de 5 µm.
[088] Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente aumenta em quantidade ao longo de uma região central da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em uma região central da largura da primeira superfície excede a quantidade do primeiro material catalítico na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície.
[089] Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície, é pelo menos 3 vezes, ou pelo menos 3,5 vezes, maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície, é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia do largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície, é pelo menos 5 vezes ou pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia do largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, uma quantidade do primeiro material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da primeira superfície, é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vezes maior do que uma quantidade do primeiro material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da primeira superfície.
[090] Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma a região central da largura da primeira superfície é 1,3 vezes a 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da primeira superfície é 1,3 vezes a 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da primeira superfície.
[091] Em algumas modalidades de uma seção de uma parede de divisão interna, a quantidade média do primeiro material catalítico em uma região central da largura da primeira superfície da seção da parede de divisão interna, é pelo menos 1,5 vezes maior do que a quantidade média do primeiro material catalítico na periferia da largura da primeira superfície da seção da parede de divisão interna.
[092] Em algumas modalidades, uma região central da largura da primeira superfície compreende até cerca de 20 por cento da largura total da primeira superfície, a região central centrada em torno do ponto médio da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, uma região central da largura da primeira superfície compreende até cerca de 40 por cento da largura total da primeira superfície, a região central centrada em torno do ponto médio da largura da primeira superfície.
[093] Em algumas modalidades, a periferia da largura da primeira superfície compreende até cerca de 15 por cento da largura total da primeira superfície começando na borda da largura da primeira superfície e se estendendo em uma direção em direção à região central.
[094] Em algumas modalidades, um gradiente de um primeiro material catalítico, ao longo da largura da primeira superfície da parede de divisão interna, tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em torno do ponto médio do perfil.
[095] Um corpo de catalisador estrutural descrito aqui, em algumas modalidades, ainda compreende um gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da segunda superfície. O primeiro material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta em quantidade ao longo da região central da segunda superfície.
[096] Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 1,5 vezes, ou pelo menos 2 vezes, maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 5 vezes ou pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em a ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, uma quantidade do primeiro material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 1,1 vez maior ou 1,3 vez maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da segunda superfície.
[097] Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da segunda superfície é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da segunda superfície.
[098] Em algumas modalidades de uma seção de uma parede divisória interna, o valor médio do primeiro material catalítico em uma região central da largura da segunda superfície da seção de parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes maior do que o valor médio do primeiro material catalítico da periferia da largura da segunda superfície da seção de parede divisória interna.
[099] Em algumas modalidades, uma região central da largura da segunda superfície compreende até cerca de 20 por cento da largura total da segunda superfície, a região central centrada em torno do ponto médio da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, uma região central da largura da segunda superfície compreende até cerca de 40 por cento da largura total da segunda superfície, a região central centrada em torno do ponto médio da largura da segunda superfície.
[0100] Em algumas modalidades, uma periferia da largura da segunda superfície compreende até cerca de 15 por cento da largura total da segunda superfície começando na extremidade da largura da segunda superfície e se prolonga em direção a região central.
[0101] Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0102] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente diminui da quantidade da periferia da largura da primeira superfície.
[0103] Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente aumenta na quantidade ao longo de uma região central da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em uma região central da largura da primeira superfície excede a quantidade do segundo material catalítico na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície.
[0104] Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto no periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 5 vezes ou pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto no periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, uma quantidade do segundo material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da primeira superfície é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que uma quantidade do segundo material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da primeira superfície.
[0105] Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico no ponto em uma região central da largura da primeira superfície é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da primeira superfície é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da primeira superfície.
[0106] Em algumas modalidades, um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0107] Em algumas modalidades de uma seção de uma parede divisória interna, o valor médio do segundo material catalítico em uma região central da largura da primeira superfície da seção de parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes maior do que o valor médio do segundo material catalítico na periferia da largura da primeira superfície da seção de parede divisória interna.
[0108] Um corpo catalisador estrutural descrito aqui, em algumas modalidades, ainda compreende um gradiente do segundo material catalítico ao longo de uma largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente de diminuição da quantidade da periferia da largura da segunda superfície. O segundo material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta na quantidade ao longo uma região central da segunda superfície.
[0109] Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 5 vezes ou pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto no periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da segunda superfície é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da segunda superfície.
[0110] Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da segunda superfície é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da segunda superfície é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da segunda superfície.
[0111] Em algumas modalidades de uma seção de uma parede divisória interna, a quantidade média do segundo material catalítico em uma região central da largura da segunda superfície da seção de parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes maior do que o valor médio do segundo material catalítico da periferia da largura da segunda superfície da seção de parede divisória interna.
[0112] Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0113] A Figura 1 ilustra perfis de gradiente de primeiro e segundo materiais catalíticos ao longo da largura da superfície de uma parede divisória interna de um corpo catalisador estrutural de acordo com uma modalidade descrita aqui. Como ilustrado na Figura 1, o primeiro material catalítico de pentóxido de vanádio (V2O5) e o segundo material catalítico de óxido de tungstênio (WO3) aumentam em quantidade ao longo de uma região central da largura da superfície de parede divisória interna. Além disso, o primeiro material catalítico V2O5 e o segundo material catalítico WO3 diminuem em quantidade na periferia da largura da superfície de parede divisória interna. Os perfis do primeiro material catalítico V2O5 e do segundo material catalítico WO3 são também substancialmente simétricos em relação aos pontos médios dos perfis.
[0114] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito aqui compreende um gradiente de volume de primeiro material catalítico ao longo da largura de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, o volume de primeiro material catalítico do gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, o volume do primeiro material catalítico aumenta na concentração ao longo de uma região central da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de volume do primeiro material catalítico ao longo da largura da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0115] Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior do que a concentração de volume de primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior do que a concentração de volume primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior do que a concentração de volume primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 5 vezes ou pelo menos 10 vezes maior do que a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da parede divisória interna.
[0116] Em algumas modalidades, a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é 1,3 vez a vezes maior do que a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, uma concentração de volume do primeiro material catalítico a uma pluralidade de pontos na região central da largura da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a concentração de volume do primeiro material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da parede divisória interna.
[0117] Em algumas modalidades, uma região central da largura da parede divisória interna compreende até cerca de por cento da total largura da parede divisória interna, a região central centrada em torno do ponto médio da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, uma região central da largura da parede divisória interna compreende até cerca de 40 por cento da total largura da parede divisória interna, a região central centrada em torno do ponto médio da largura da parede divisória interna.
[0118] Em algumas modalidades, uma periferia da largura da parede divisória interna compreende até cerca de 15 por cento da largura total da parede divisória interna começando na extremidade da largura da parede divisória interna e se prolonga em direção a região central.
[0119] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de volume do segundo material catalítico ao longo da largura de pelo menos uma parede divisória interna compreendendo o gradiente de volume do primeiro material catalítico.
[0120] Em algumas modalidades, o volume do segundo material catalítico do gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, o volume do segundo material catalítico aumenta em concentração junto a uma região central da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de volume do segundo material catalítico ao longo da largura da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0121] Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna.
Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna.
Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior do que a concentração de volume segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna.
Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna.
Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 5 vezes ou pelo menos 10 vezes maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna.
Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico a uma pluralidade de pontos em uma região central da largura da parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da parede divisória interna.
[0122] Em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto em uma região central da largura da parede divisória interna é 1,3 vez a vezes maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ponto na periferia da largura da parede divisória interna, em algumas modalidades, a concentração de volume do segundo material catalítico a uma pluralidade de pontos na região central da largura da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a concentração de volume do segundo material catalítico em um ou mais pontos na periferia da largura da parede divisória interna.
[0123] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede divisória interna. Um gradiente de primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade de primeiro material catalítico em um primeiro final da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em um segundo final da parede divisória interna, o segundo final oposto ao primeiro final. Em algumas modalidades, a quantidade de primeiro material catalítico em um ponto na primeira superfície no primeiro final da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na primeira superfície no segundo final da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a quantidade de primeiro material catalítico em um ponto na primeira superfície no primeiro final da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade de primeiro material catalítico em um ponto na primeira superfície no segundo final da parede divisória interna.
[0124] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de segundo material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede divisória interna. Um gradiente de segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do segundo material catalítico em um primeiro final da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em um segundo final da parede divisória interna, o segundo final oposto ao primeiro final. Em algumas modalidades, a quantidade de segundo material catalítico em um ponto na primeira superfície no primeiro final da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na primeira superfície no segundo final da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a quantidade de segundo material catalítico no ponto na primeira superfície no primeiro final da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade de segundo material catalítico no ponto na primeira superfície no segundo final da parede divisória interna.
[0125] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito aqui ainda compreende um gradiente de primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede divisória interna. Um gradiente de primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do primeiro material catalítico em um primeiro final da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em um segundo final da parede divisória interna, o segundo final oposto ao primeiro final. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície no primeiro final da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície no segundo final da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície no segundo final da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior do que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície no segundo final da parede divisória interna.
[0126] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito ainda compreende um gradiente de segundo material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede divisória interna. Um gradiente de segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade de segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na primeira superfície na primeira extremidade da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na primeira superfície na segunda extremidade da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na primeira superfície na primeira extremidade da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na primeira superfície na segunda extremidade da parede divisória interna.
[0127] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito ainda compreende um gradiente de primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede divisória interna. Um gradiente de primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície na primeira extremidade da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície na segunda extremidade da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície na segunda extremidade da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior que a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na segunda superfície na segunda extremidade da parede divisória interna.
[0128] Em algumas modalidades, o gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna é simétrico ou substancialmente simétrico ao gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna.
[0129] Em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede divisória interna corresponde ao lado de entrada do fluido de fluxo do corpo catalisador estrutural e a segunda extremidade correspondente ao lado de saída do fluido do fluxo do corpo catalisador estrutural.
[0130] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito ainda compreende um gradiente de segundo material catalítico ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede divisória interna. Um gradiente de segundo material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na segunda superfície na primeira extremidade da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na segunda superfície na segunda extremidade da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na segunda superfície na segunda extremidade da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior que a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na segunda superfície na segunda extremidade da parede divisória interna.
[0131] Em algumas modalidades, o gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna é simétrico ou substancialmente simétrico ao gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna.
[0132] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito compreende um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da parede divisória interna compreende uma maior concentração de massa do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma concentração de massa do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Como aqui descrito, em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede divisória interna corresponde ao lado de entrada do fluido de fluxo do corpo catalisador estrutural e a segunda extremidade correspondente ao lado de saída do fluido do fluxo corpo catalisador estrutural.
[0133] Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto na primeira extremidade da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto na segunda extremidade da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto na primeira extremidade da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto na segunda extremidade da parede divisória interna.
[0134] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito ainda compreende um gradiente de volume de primeiro, segundo material catalítico ao longo de um comprimento de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de uma massa do segundo material catalítico ao longo de um comprimento da parede divisória interna compreende uma maior concentração de massa do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma concentração de massa do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[0135] Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto na primeira extremidade da parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto na segunda extremidade da parede divisória interna. Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto na primeira extremidade da parede divisória interna é pelo menos 10 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto na segunda extremidade da parede divisória interna.
[0136] Um corpo catalisador estrutural aqui descrito, em algumas modalidades, ainda compreende pelo menos uma parede divisória interna adicional compreendendo um ou mais gradientes de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico aqui descrito para uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, pelo menos uma adicional parede divisória interna compreende uma primeira superfície e uma segunda superfície e um gradiente de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, pelo menos uma adicional parede divisória interna ainda compreende um gradiente de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo de uma largura da segunda superfície. Um gradiente de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície e/ou da segunda superfície de pelo menos uma adicional parede divisória interna, em algumas modalidades, tem uma ou mais propriedades consistentes com o mesmo descrito para a parede divisória interna aqui anteriormente.
[0137] Além disso, em algumas modalidades, pelo menos uma adicional parede divisória interna compreende um gradiente de massa do primeiro material catalítico e/ou massa do segundo material catalítico ao longo de uma largura da parede divisória interna adicional. Em algumas modalidades, pelo menos uma adicional parede divisória interna compreende um gradiente de massa do primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo de um comprimento da parede divisória interna.
[0138] Pelo menos uma parede divisória interna adicional, em algumas modalidades, compreende um gradiente de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície e/ou segunda superfície. Um gradiente do primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície e/ou da segunda superfície da pelo menos uma adicional parede divisória interna, em algumas modalidades, tem uma ou mais propriedades consistentes com o mesmo descrito para a parede divisória interna aqui anteriormente.
[0139] Em algumas modalidades, pelo menos uma parede divisória interna adicional compreende uma pluralidade de paredes divisórias internas adicionais tal que maior que cerca de 50 por cento ou mais que cerca de 70 por cento das paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural compreendem um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, maior que cerca de
90 por cento das paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural compreendem um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, mais que cerca de 95 por cento das paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural compreendem um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito.
[0140] A Figura 2 ilustra um corpo catalisador estrutural tipo favo de mel de acordo com uma modalidade aqui descrita. O corpo catalisador estrutural de Figura 2 compreende uma parede periférica exterior (10) e uma pluralidade de paredes divisórias internas (11), em que uma ou mais das paredes divisórias internas (11) têm um ou mais gradientes de primeiro e/ou segundo material catalítico como aqui descrito. As paredes divisórias internas (11) definem uma pluralidade de canais ou células de fluxo (12) que se estendem longitudinalmente através do corpo catalisador estrutural tipo favo de mel.
[0141] A Figura 3 ilustra uma seção transversal de uma porção de um corpo catalisador estrutural tipo favo de mel de acordo com uma modalidade aqui descrita. Os canais de fluxo (12) do corpo catalisador estrutural são definidos pelas paredes divisórias internas (11). As paredes divisórias internas (11) e suas junções com a parede periférica externa (10) servem como limites de canais de fluxo adjacentes (12). Uma parede divisória interna (11) compreende uma primeira superfície (14), uma segunda superfície (15) e uma região de corte transversal (16) preenchendo a primeira superfície (14) e da segunda superfície (15). A primeira superfície (14) e/ou da segunda superfície (15) tem um gradiente de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície e/ou da segunda superfície como aqui descrito. A largura de uma superfície de parede divisória interna na modalidade de Figura 3 é ilustrada como (18). Como o perfil de seção transversal de canais de fluxo (12) do corpo catalisador estrutural tipo favo de mel ilustrado na Figura 3 é quadrado, as paredes divisórias internas (11) têm larguras iguais ou substancialmente iguais (18).
[0142] Em algumas modalidades, perfis de seções transversais de canais de fluxo podem ser, nominalmente, poligonais tais como triangulares, quadradas, retangulares ou hexagonais. Em algumas modalidades, perfis transversais de canais de fluxo podem ser redondos ou ovais ou combinações com formas curvas e poligonais tais como setores anulares. Além disso, em algumas modalidades, o perfil de seção transversal do perímetro externo da parede periférica externa do corpo catalítico pode ser setores circulares, quadrados, retangulares, redondos, ovais tais como fatias de tortas ou quadrantes, ou qualquer outra forma geométrica ou formas convenientes para uma determinada aplicação.
[0143] A Figura 6 ilustra uma seção transversal de uma porção de um corpo catalisador estrutural corrugado de acordo com uma modalidade aqui descrita. Os canais de fluxo (61) do corpo catalisador estrutural (60) são definidos pelas paredes divisórias internas (62, 63). As paredes divisórias internas (62, 63) e suas junções ou interseções com um ao outro servem como limites para os canais de fluxo adjacentes (61). Como ilustrado na Figura 6, o corpo catalisador corrugado (60) compreende paredes divisórias internas planas (63) tendo uma largura tal como definido pela distância entre A e C. O corpo catalisador corrugado também tem paredes divisórias internas curvas (62) tendo uma largura definida pela distância entre A e B. Paredes divisórias internas (62, 63) compreendem uma primeira superfície (64) e uma segunda superfície (65). A primeira superfície (64) e/ou a segunda superfície (65) tem um gradiente de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície e/ou segunda superfície como aqui descrito. Além disso, intersecção de paredes divisórias internas (62) com um ao outro em pontos A, B e C, por exemplo, provê estruturas pós-centro (66).
[0144] Em algumas modalidades em que a parede periférica externa compreende uma massa do primeiro material catalítico, paredes divisórias internas de um corpo catalisador estrutural compreende mais massa do primeiro material catalítico que a parede periférica externa. Em algumas modalidades, por exemplo, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é cerca de 1,1 a cerca de 10 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede periférica exterior.
[0145] Em algumas modalidades em que a parede periférica externa ainda compreende uma massa do segundo material catalítico, paredes divisórias internas de um corpo catalisador estrutural compreende mais massa do segundo material catalítico que a parede periférica externa. Em algumas modalidades, por exemplo, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é cerca de 1,1 a cerca de 10 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede periférica exterior.
[0146] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito compreende uma estrutura de contenção na qual as paredes divisórias internas estão dispostas, tais como na disposição de elementos catalisadores de placas ou elementos catalisadores corrugados na estrutura de contenção.
[0147] Como ilustrado na Figura 3, a intersecção de paredes divisórias internas (11) das estruturas pós-centro em forma de favo de mel (17). Em algumas modalidades, intersecção de estruturas espaçadoras e/ou paredes de elementos catalisadores de placas de um corpo catalisador estrutural aqui descrito formam estruturas pós-centro. Em algumas modalidades, paredes de intersecção de elementos catalisadores corrugados de um corpo catalisador estrutural aqui descrito formam estruturas pós-centro.
[0148] Um corpo catalisador estrutural, em algumas modalidades, ainda compreende um gradiente de massa do primeiro material catalítico entre um pós-centro e pelo menos, uma parede divisória interna conectada ao pós- centro. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede divisória interna compreende uma maior concentração de uma massa do primeiro material catalítico que o pós- centro. Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito compreende um gradiente de massa do primeiro material catalítico entre um pós-centro e uma pluralidade de paredes divisórias internas conectadas ao pós-centro. Em algumas modalidades, cada das paredes divisórias internas conectadas ao pós-centro compreende uma maior concentração de uma massa do primeiro material catalítico que o pós-centro.
[0149] Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 5 vezes ou pelo menos vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, uma concentração de massa do primeiro material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ou mais pontos no pós-centro.
[0150] Em algumas modalidades, a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, uma concentração de massa do primeiro material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a concentração de massa do primeiro material catalítico em um ou mais pontos no pós- centro.
[0151] Um corpo catalisador estrutural, em algumas modalidades, ainda compreende um gradiente de massa do segundo material catalítico entre um pós-centro e pelo menos, uma parede divisória interna conectada ao pós- centro. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede divisória interna compreende uma maior concentração de uma massa do segundo material catalítico que o pós- centro. Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito compreende um gradiente de massa do segundo material catalítico entre um pós-centro e uma pluralidade de paredes divisórias internas conectadas ao pós-centro. Em algumas modalidades, cada das paredes divisórias internas conectadas ao pós-centro compreendem uma maior concentração de uma massa do segundo material catalítico que o pós-centro.
[0152] Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 1,5 vezes ou pelo menos 2 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 3 vezes ou pelo menos 3,5 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 4 vezes ou pelo menos 4,5 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é pelo menos 5 vezes ou pelo menos vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, uma concentração de massa do segundo material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma parede divisória interna é pelo menos 1,1 vezes maior ou 1,3 vez maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ou mais pontos no pós-centro.
[0153] Em algumas modalidades, a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto em uma parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ponto no pós-centro. Em algumas modalidades, uma concentração de massa do segundo material catalítico em uma pluralidade de pontos em uma parede divisória interna é 1,3 vez a 10 vezes maior que a concentração de massa do segundo material catalítico em um ou mais pontos no pós-centro.
[0154] Modalidades aqui descritas contemplam corpos catalisadores estruturais tendo qualquer combinação dos gradientes acima mencionados de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico. Em algumas modalidades, por exemplo, um catalisador estrutural aqui descrito pode ter qualquer combinação de gradientes de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico como provido na Tabela I da Figura 5.
[0155] Em algumas modalidades, a parede periférica externa e as paredes divisórias internas de um corpo catalisador estrutural aqui descrito são formados a partir de um material de suporte tal como uma composição de óxido inorgânico, incluindo as composições de óxidos de metais refratários. A composição de óxido inorgânico, em algumas modalidades, compreendem titânia (TiO2), alumina (Al2O3), zircônia (ZrO2), sílica (SiO2), silicato ou suas misturas. Em algumas modalidades, a composição química compreende uma composição de óxido inorgânico de TiO2, Al2O3, ZrO2 ou SiO2 ou suas misturas em uma quantidade na faixa desde cerca de 70 peso por cento a 100 peso por cento. Em algumas modalidades, a composição de óxido inorgânico é sintetizada ou de outro modo tratado termicamente para aumentar a integridade mecânica do corpo catalisador estrutural.
[0156] Em algumas modalidades, uma parede periférica exterior e as paredes divisórias internas de um corpo catalisador estrutural aqui descrito são formadas a partir de uma composição compreendendo material catalítico. Em algumas modalidades, a parede periférica externa e as paredes divisórias internas de um corpo catalisador estrutural são formadas de uma composição química compreendendo 50-99,99 % em peso de uma composição de óxido inorgânico e pelo menos 0,01 % em peso de um grupo funcional de metal ativo cataliticamente. Em algumas modalidades, o grupo funcional de metal ativo cataliticamente pode compreende quaisquer dos materiais catalíticos aqui descritos. Em algumas modalidades, corpos catalisadores estruturais compreendendo uma parede periférica exterior e paredes divisórias internas formadas a partir de uma composição compreendendo material catalítico são descritos nas Patentes dos Estados Unidos 7,807,110, 7,776,786 e 7,658,898 que são aqui incorporadas por referência na sua totalidade. Em algumas modalidades, o grupo funcional de metal ativo cataliticamente é disperso por toda a composição química. Em algumas modalidades, o grupo funcional de metal ativo cataliticamente é disperso uniformemente ou de modo substancialmente uniforme em toda a composição química.
[0157] Em algumas modalidades, corpos catalisadores estruturais aqui descritos compreendem corpos catalisadores estruturais virgens. Um corpo catalisador estrutural virgem, em algumas modalidades, não foi usado ou previamente instalado em um reator catalítico para realizando reações catalíticas in a fluxo fluido.
[0158] Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural descrito é usado ou regenerado. Um corpo catalisador estrutural usado, em algumas modalidades, foi previamente instalado em um reator catalítico para realizar reações catalíticas em um fluxo fluido.
[0159] Em algumas modalidades, material catalítico de gradientes de corpos catalisadores estruturais aqui descritos compreende um ou mais metais de transição. Em algumas modalidades, metais de transição de material catalítico compreende vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre ou níquel ou ligas ou óxidos desses. Em algumas modalidades, um ou mais materiais catalíticos de gradientes de corpos catalisadores estruturais aqui descritos são adequados para aplicações e processos SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, material catalítico compreende V2O5, WO3 ou MoO3 ou suas misturas.
[0160] Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico aqui descrito compreende um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre e níquel e ligas e óxidos desses. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro material catalítico é V2O5, WO3 ou MoO3. Além disso, em algumas modalidades, o segundo material catalítico aqui descrito compreende um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre e níquel e ligas e óxidos desses. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo material catalítico é V2O5, WO3 ou MoO3. Em algumas modalidades, pelo menos um material catalítico adicional aqui descrito compreende um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre e níquel e ligas e óxidos desses. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma adicional material catalítico é V2O5, WO3 ou MoO3.
[0161] Corpos catalisadores estruturais aqui descritos podem ter quaisquer dimensões e propriedades mecânicas não inconsistentes com os objetivos da presente invenção. Em algumas modalidades, corpos catalisadores estruturais têm dimensões e propriedades mecânicas adequadas para uso em aplicações e processos SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, corpos catalisadores estruturais podem ter uma ou mais propriedades consistentes com um corpo catalisador estrutural descrito em Patentes dos Estados Unidos 7,807,110, 7,776,786 e 7,658,898. Em algumas modalidades, corpos catalisadores estruturais aqui descritos compreendem placa de corpos catalisadores ou corpos catalisadores corrugados. Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito pode compreender uma ou mais placa de elemento catalisador ou elementos catalisadores corrugados.
[0162] Em outro aspecto, um módulo catalisador é aqui descrito compreendendo uma estrutura e uma pluralidade de corpos catalisadores estruturais dispostos na estrutura, os corpos catalisadores estruturais compreendendo um gradiente de primeiro material catalítico ao longo de um largura de uma superfície de pelo menos uma parede divisória interna como aqui descrita, em que a atividade catalítica dos corpos catalisadores do módulo é substancialmente uniforme. Sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo, em algumas modalidades, varia menos que cerca de 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 10 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 5 %. Em algumas modalidades, atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação do mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações desses.
[0163] Em algumas modalidades, atividade de oxidação do dióxido de enxofre de corpos catalisadores do módulo é substancialmente uniforme. Sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo, em algumas modalidades, varia menos que 40 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 10 %.
[0164] Além disso, em algumas modalidades, corpos catalisadores de um módulo compreendem uma ou mais gradientes catalíticos aqui descritos além de um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo da largura de uma superfície de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, por exemplo, corpos catalisadores do módulo também compreendem um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de um largura e/ou comprimento de pelo menos uma divisória interior, como aqui descrito. Em algumas modalidades, corpos catalisadores de um módulo podem ter qualquer combinação dos gradientes providos na Tabela I de Figura 5.
[0165] Em outro aspecto, pelo menos uma camada catalisadora de um reator catalítico é aqui descrita, a camada catalisadora compreendendo uma pluralidade de corpos catalisadores estruturais, os corpos catalisadores estruturais compreendendo um gradiente de primeiro material catalítico ao longo de uma largura de uma superfície de pelo menos uma parede divisória interna como aqui descrita, em que a atividade catalítica dos corpos catalisadores estruturais da camada catalisadora é substancialmente uniforme. Sendo substancialmente uniforme, em algumas modalidades, atividade catalítica entre corpos catalisadores da camada catalisadora varia menos que cerca de 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores da camada catalisadora varia menos que cerca de 10 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores da camada catalisadora varia menos que cerca de 5 %. Em algumas modalidades, atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação do mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações desses.
[0166] Em algumas modalidades, atividade de oxidação do dióxido de enxofre de corpos catalisadores da camada catalisadora é substancialmente uniforme. Sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores da camada catalisadora, em algumas modalidades, varia menos que 40 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores da camada catalisadora varia menos que 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores da camada catalisadora varia menos que 10 %.
[0167] Em algumas modalidades, corpos catalisadores de uma camada catalisadora compreendem um ou mais gradientes catalítico aqui descrito além do gradiente de primeiro material catalítico ao longo da largura de uma superfície de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, por exemplo, corpos catalisadores de uma camada catalisadora também compreendem um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de um largura e/ou comprimento de pelo menos uma divisória interior, como aqui descrito. Em algumas modalidades, corpos catalisadores de uma camada catalisadora podem ter qualquer combinação dos gradientes providos na Tabela I da Figura 5.
[0168] Em algumas modalidades, corpos catalisadores de uma camada catalisadora são dispostos em um ou mais módulos.
[0169] Em outro aspecto, métodos de produção de corpos catalisadores estruturais aqui descritos são providos. Em algumas modalidades, um método de produção de um corpo catalisador estrutural compreende prover um suporte de catalisador compreendendo pelo menos uma parede divisória interna compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, impregnando pelo menos uma parede divisória interna com uma solução compreendendo um primeiro material catalítico e secando pelo menos uma parede divisória interna de forma a estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente aumenta em quantidade ao longo de uma região central da largura da primeira superfície.
[0170] Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico é também estabelecido ao longo de um largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da segunda superfície. O primeiro material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta em quantidade ao longo de um região central da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da segunda superfície é simétrico ou substancialmente simétrico ao perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo da largura da primeira superfície.
[0171] Em algumas modalidades, pelo menos uma parede divisória interna do suporte catalisador estrutural é seco de forma a estabelecer um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de um largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, massa do primeiro material catalítico do gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, massa do primeiro material catalítico aumenta em concentração ao longo de uma região central da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de uma massa do primeiro material catalítico ao longo da largura da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0172] Em algumas modalidades, pelo menos uma parede divisória interna do suporte catalisador estrutural é seco de forma a estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede divisória interna. Um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento de uma primeira superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[0173] Em algumas modalidades, um gradiente do primeiro material catalítico é também estabelecido ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede divisória interna. Um gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna é simétrico ou substancialmente simétrico ao gradiente perfil do primeiro material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna.
[0174] Em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede divisória interna corresponde ao lado de entrada do fluido de fluxo do corpo catalisador estrutural e a segunda extremidade correspondente ao lado de saída do fluido do fluxo corpo catalisador estrutural. Alternativamente, em algumas modalidades, a primeira extremidade da parede divisória interna corresponde ao lado de saída do corpo catalisador estrutural, e a segunda extremidade corresponde ao lado de entrada do fluido de fluxo.
[0175] Em algumas modalidades, pelo menos uma parede divisória interna de um corpo catalisador estrutural aqui descrito é seco de forma a estabelecer um gradiente de uma massa do primeiro material catalítico ao longo de um comprimento da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de uma primeira massa material catalítica ao longo de um comprimento da parede divisória interna compreende uma maior concentração da massa do primeiro material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma concentração da massa do primeiro material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[0176] Em algumas modalidades de métodos aqui descritos, o corpo catalisador estrutural compreende uma pluralidade de paredes divisórias internas tais que as paredes divisórias internas são impregnadas com uma solução compreendendo o primeiro material catalítico e seco de forma a estabelecer um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura e/ou comprimento de uma ou mais superfícies das paredes divisórias internas. Em algumas modalidades, as paredes divisórias internas são secas de forma a estabelecer um gradiente de uma massa do primeiro material catalítico ao longo de um largura e/ou comprimento das paredes divisórias internas.
[0177] Em algumas modalidades, paredes divisórias internas de um corpo catalisador estrutural produzido de acordo com métodos aqui descritos intersectam para formar um ou mais pós-centros. Em algumas modalidades, pelo menos um pós-centro é impregnado com uma solução compreendendo o primeiro material catalítico e seco de forma a estabelecer um gradiente de massa do primeiro material catalítico entre o pós-centro e pelo menos uma das paredes divisórias internas. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede divisória interna compreende uma maior concentração de massa do primeiro material catalítico que o pós-centro. Em algumas modalidades, cada das paredes divisórias internas conectada ao pós-centro compreende uma maior concentração de massa do primeiro material catalítico que o pós-centro.
[0178] Em algumas modalidades de métodos aqui descritos, a impregnação da solução ainda compreende um segundo material catalítico. Em algumas modalidades, um gradiente de massa de segundo material catalítico de metal ou óxido de metal é estabelecido ao longo de uma largura da parede divisória interna. Alternativamente, em algumas modalidades, pelo menos uma parede divisória interna de um corpo catalisador estrutural compreendendo um ou mais gradientes do primeiro material catalítico aqui descrito é ainda impregnado com uma solução compreendendo um segundo material catalítico de metal ou óxido de metal e seco de forma a estabelecer um gradiente do segundo material catalítico de metal ou óxido de metal ao longo de uma largura da primeira superfície e/ou segunda superfície da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de massa do segundo material catalítico de metal ou óxido de metal é estabelecido ao longo de uma largura da parede divisória interna.
[0179] Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da primeira superfície. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente aumenta em quantidade ao longo de uma região central da largura da primeira superfície.
[0180] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de uma largura da segunda superfície da parede divisória interna. Em algumas modalidades, o segundo material catalítico do gradiente diminui em quantidade na periferia da largura da segunda superfície. O segundo material catalítico do gradiente, em algumas modalidades, aumenta em quantidade ao longo de uma região central da largura da segunda superfície. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo da largura da segunda superfície é simétrico ou substancialmente simétrico ao perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície.
[0181] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de um comprimento da primeira superfície da parede divisória interna. Um gradiente do segundo material catalítico ao longo de uma primeira superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[0182] Em algumas modalidades, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de um comprimento da segunda superfície da parede divisória interna. Um gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna, em algumas modalidades, compreende uma maior quantidade do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma quantidade do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, o perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da segunda superfície da parede divisória interna é simétrico ou substancialmente simétrico ao perfil do gradiente do segundo material catalítico ao longo do comprimento da primeira superfície da parede divisória interna.
[0183] Em algumas modalidades, um gradiente de massa do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de uma largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, massa do segundo material catalítico do gradiente diminui em concentração na periferia da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, massa do segundo material catalítico aumenta em concentração ao longo de uma região central da largura da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de massa do segundo material catalítico ao longo da largura da parede divisória interna tem um perfil simétrico ou substancialmente simétrico em relação ao ponto médio do perfil.
[0184] Em algumas modalidades, secando pelo menos uma parede divisória interna de um corpo catalisador estrutural aqui descrito também estabelece um gradiente de uma massa do segundo material catalítico ao longo de um comprimento da parede divisória interna. Em algumas modalidades, um gradiente de uma massa do segundo material catalítico ao longo de um comprimento da parede divisória interna compreende uma maior concentração da massa do segundo material catalítico em uma primeira extremidade da parede divisória interna em comparação com uma concentração da massa do segundo material catalítico em uma segunda extremidade da parede divisória interna, a segunda extremidade oposta à primeira extremidade.
[0185] Além disso, em algumas modalidades de métodos aqui descritos, um gradiente do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de uma largura e/ou comprimento de uma ou mais superfícies de uma pluralidade de paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural. Em algumas modalidades, um gradiente de massa do segundo material catalítico é também estabelecido ao longo de uma largura e/ou comprimento de uma pluralidade de paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural.
[0186] Em algumas modalidades, pelo menos um pós-centro de um corpo catalisador estrutural é impregnado com uma solução ainda compreendendo o segundo material catalítico, e secando o corpo catalisador estrutural também estabelece um gradiente de massa do segundo material catalítico entre o pós-centro e pelo menos uma das paredes divisórias internas formando o pós-centro. Em algumas modalidades, por exemplo, pelo menos uma parede divisória interna compreende uma maior concentração de massa do segundo material catalítico que o pós-centro. Em algumas modalidades, cada das paredes divisórias internas formando o pós-centro compreende uma maior concentração de massa do segundo material catalítico que o pós-centro.
[0187] Adicionalmente, em algumas modalidades, a parede periférica externa de um corpo catalisador estrutural aqui descrito é impregnada com o segundo material catalítico. Em algumas modalidades em que a parede periférica externa compreende massa do segundo material catalítico, paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural compreende uma maior concentração de massa do segundo material catalítico que a parede periférica externa.
[0188] Em algumas modalidades, primeiro e/ou segundo material catalítico de gradientes de corpos catalisadores estruturais produzidos de acordo com métodos aqui descritos compreendem um ou mais metais de transição. Em algumas modalidades, metais de transição do primeiro e/ou segundo material catalítico compreendem vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre ou níquel ou ligas ou óxidos desses. Em algumas modalidades, o primeiro e/ou segundo material catalítico de gradientes de corpos catalisadores estruturais aqui descritos são adequados para aplicações e processos SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro e/ou segundo material catalítico compreende V2O5, WO3 ou MoO3 ou suas misturas. Em algumas modalidades, o primeiro e/ou segundo material catalítico compreendem um ou mais precursores para formar um material catalítico adequado para aplicações SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro e/ou segundo material catalítico compreendem uma ou mais precursores para formar V2O5, WO3 ou MoO3 ou suas misturas.
[0189] Em algumas modalidades, secando paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural compreende fluir um gás ao longo de superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós- centros a uma taxa e/ou temperatura suficiente para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico aqui descrito.
Fluir um gás ao longo de superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico aqui descrito pode ser administrados de qualquer modo não inconsistentes com os objetivos da presente invenção. Em algumas modalidades, gás flui sobre todas ou substancialmente todas as paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural em uma mesma ou substancialmente mesma maneira.
[0190] Adicionalmente, em algumas modalidades, a solução de impregnação de um método aqui descrito ainda compreende pelo menos um adicional material catalítico. Em tais modalidades, secando o corpo catalisador estrutural pode prover um ou mais gradientes do material catalítico adicional tendo uma construção e/ou localização no corpo catalisador estrutural consistente com qualquer gradiente do primeiro e/ou segundo material catalítico aqui descrito.
[0191] Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é virgem. Um suporte catalisador estrutural virgem, em algumas modalidades, não foi usado ou previamente instalado em um reator catalítico para realizar reações catalíticas em um fluxo fluido.
[0192] Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é usado. Um suporte catalisador estrutural usado, em algumas modalidades, foi previamente instalado em um reator catalítico para realizar reações catalíticas em um fluxo fluido. Em algumas modalidades, um suporte de catalisador usado é parte do corpo catalisador estrutural na necessidade de regeneração.
[0193] Em algumas modalidades, suportes catalisadores virgens ou usados compreendem suportes estruturais tipo favo de mel, suportes estruturais de placa ou suportes estruturais corrugados.
[0194] Em algumas modalidades de métodos aqui descritos, suportes catalisadores estruturais compreendendo uma pluralidade de paredes divisórias internas estão dispostos na estrutura de um módulo catalisador. Em tais modalidades, o módulo catalisador compreendendo os suportes catalisadores estruturais pode ser imerso na solução de material catalítico para impregnar as paredes divisórias internas e/ou pós-centros dos suportes catalisadores estruturais com material catalítico.
[0195] Em algumas modalidades, os suportes catalisadores estruturais impregnados com uma solução do primeiro material catalítico são secos enquanto mantém a estrutura do módulo catalisador para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, a solução de impregnação ainda compreende um segundo material catalítico em que secando os suportes catalisadores estruturais enquanto mantém na estrutura do módulo catalisador também estabelece um ou mais gradientes do segundo material catalítico como aqui descrito. Em algumas modalidades, por exemplo, um gás fluiu através do módulo e sobre superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros dos suportes catalisadores estruturais a uma taxa e/ou temperatura suficiente para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro e/ou segundo material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, o gás flui uniformemente ou substancialmente uniformemente através dos suportes catalisadores estruturais dispostos na estrutura do módulo tal que a atividade catalítica dos corpos catalisadores estruturais resultantes é substancialmente uniforme em todo o módulo. Sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores no módulo, em algumas modalidades, varia menos que cerca de 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 10 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 5 %. Em algumas modalidades, atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação do mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações desses.
[0196] Em algumas modalidades, atividade de oxidação do dióxido de enxofre de corpos catalisadores do módulo é substancialmente uniforme em todo o módulo. Sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo, em algumas modalidades, varia menos que 40 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 10 %.
[0197] Em algumas modalidades, gradientes de primeiro e/ou segundo material catalítico produzido de acordo com os métodos que precedem podem ter quaisquer das propriedades de composição e/ou estruturais aqui descritas para os gradientes do primeiro e/ou segundo material catalítico. Em algumas modalidades, por exemplo, um catalisador estrutural produzido de acordo com um ou mais métodos aqui descritos pode ter qualquer combinação de gradientes de primeiro material catalítico e/ou segundo material catalítico como provido na Tabela I da Figura 5.
[0198] Em algumas modalidades de métodos aqui descritos, um suporte catalisador estrutural é imerso ou mergulhado em uma solução de material catalítico para impregnar as paredes divisórias internas e/ou pós-centros com a solução de material catalítico. Em algumas modalidades, material catalítico da solução compreende um ou mais metais de transição. Em algumas modalidades, metais de transição compreendem vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre ou níquel ou ligas ou óxidos desses. Em algumas modalidades, um ou mais material catalíticos de gradientes de corpos catalisadores estruturais aqui descritos são adequados para aplicações e processos SCR. Em algumas modalidades, por exemplo, material catalítico compreende V205, WO3 ou MoO3 ou suas misturas.
[0199] Em algumas modalidades, o primeiro material catalítico de uma solução aqui descrita compreende um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre e níquel e ligas e óxidos desses. Além disso, em algumas modalidades, o segundo material catalítico de uma solução aqui descrita compreende um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre e níquel e ligas e óxidos desses. Em algumas modalidades, pelo menos um material catalítico adicional de uma solução aqui descrita compreende um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em vanádio, tungstênio, molibdênio, platina, paládio, rutênio, ródio, rênio, ferro, ouro, prata, cobre e níquel e ligas e óxidos desses.
[0200] Em algumas modalidades, por exemplo, uma solução aquosa compreende primeiro material catalítico de um sal de vanádio, tais como sais de vanádio, incluindo oxalato de vanádio, sulfato de vanádio ou metavanadato de amônia ou suas misturas. Em algumas modalidades, a solução aquosa ainda compreende um segundo material catalítico de um sal de tungstênio, tais como sais de tungstato, incluindo tungstato de amônia. Em algumas modalidades, a solução aquosa ainda compreende pelo menos um material catalítico adicional de um sal de molibdênio, tal como molibdato de amônio, molibdato de sódio ou suas misturas.
[0201] Um material catalítico pode estar presente em uma solução para impregnar o suporte de catalisador em quaisquer quantidades não inconsistentes com os objetivos da presente invenção.
[0202] Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é imerso em uma solução do primeiro, segundo e/ou adicional material catalítico para qualquer período de tempo desejado não inconsistente com os objetivos da presente invenção. Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é imerso em uma solução de material catalítico por um período de tempo de pelo menos cerca de 5 segundos. Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é imerso em uma solução de material catalítico por um período de tempo de pelo menos cerca de 10 segundos ou pelo menos cerca de 30 segundos. Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é imerso em uma solução de material catalítico por um período de tempo de pelo menos cerca de 1 minuto. Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é imerso em uma solução de material catalítico por um período de tempo de pelo menos cerca de 5 minutos ou pelo menos cerca de 10 minutos. Um suporte catalisador estrutural, em algumas modalidades, é imerso em uma solução de material catalítico por um período de tempo que varia de cerca de 1 minuto a cerca de 15 minutos.
[0203] Em algumas modalidades, superfícies porosas e/ou outras superfícies de um suporte catalisador estrutural não são tratadas com um fluido de bloqueio ou outro agente ter a habilidade para inibir ou facilitar a impregnação da solução de material catalítico nas paredes divisórias internas e/ou pós-centros antes ou após a imersão do corpo catalisador estrutural na solução de material catalítico.
[0204] Em algumas modalidades, um suporte catalisador estrutural é totalmente imerso na solução de material catalítico. Em algumas modalidades, um suporte de catalisador é apenas parcialmente imerso na solução de material catalítico.
[0205] Além disso, em algumas modalidades de métodos aqui descritos, suportes catalisadores estruturais compreendendo uma pluralidade de paredes divisórias internas estão dispostos na estrutura de um módulo catalisador. Em tais modalidades, o módulo catalisador compreendendo os suportes catalisadores estruturais pode ser imerso na solução do primeiro, segundo e/ou adicional material catalítico para impregnar as paredes divisórias internas e/ou pós-centros dos suportes catalisadores estruturais com material catalítico.
[0206] Paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural são secas para estabelecer um ou mais gradientes do primeiro, segundo e/ou adicional material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, secando paredes divisórias internas e/ou pós- centros de um suporte catalisador estrutural compreende fluir um gás ao longo de superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros a uma taxa e/ou temperatura suficiente para estabelecer um ou mais dos gradientes de material catalítico aqui descrito.
[0207] Um gás fluiu sobre superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural durante o processo de secagem pode ter qualquer taxa de fluxo desejada consistente com estabelecimento de um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, um gás tem uma taxa de fluxo de acordo com qualquer das faixas estabelecidas na Tabela I. Tabela I Taxa de fluxo de gás de secagem (m/s) 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5
5 - 6 6 - 7 7 - 8 8 - 9 9 - 10 > 10
[0208] Além disso, um gás fluiu sobre superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural durante o processo de secagem pode ter qualquer temperatura desejada consistente com estabelecimento de um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. O gás, em algumas modalidades, é aquecido a uma temperatura de pelo menos cerca de 140 °C. Em algumas modalidades, o gás é aquecido a uma temperatura de pelo menos cerca de 160 °C. Em algumas modalidades, o gás é aquecido a uma temperatura na faixa de cerca de 100 °C to cerca de 350 °C. Em algumas modalidades, o gás é aquecido a uma temperatura maior que 350 °C.
[0209] Em algumas modalidades, a taxa de fluxo do gás e a temperatura do gás podem ser mútua ou independentemente ajustadas para produzir gradientes de material catalítico de graus variando ao longo de larguras de paredes divisórias internas de um suporte catalisador estrutural na produção de um corpo catalisador estrutural.
[0210] Um gás adequado para fluir ao longo de superfícies de uma ou mais paredes divisórias internas podem compreender qualquer gás não inconsistente com estabelecimento um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, um gás compreende ar. Em algumas modalidades, um gás compreende nitrogênio ou argão. Em algumas modalidades, um gás compreende combustão de gás de combustão. Em algumas modalidades, um corpo catalisador estrutural aqui descrito é calcinado depois estabelecendo um ou mais gradientes de material catalítico.
[0211] Paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural podem ser expostos ao gás fluido para qualquer período de tempo desejado consistente com estabelecimento de um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, paredes divisórias internas e/ou pós-centros são expostos ao gás fluido por um período de tempo que varia de cerca de 1 minuto a cerca de 1,5 horas. Em algumas modalidades, paredes divisórias internas e/ou pós-centros são expostos ao gás fluido por um período de tempo que varia de cerca de minutos a cerca de 45 minutos. Em algumas modalidades, paredes divisórias internas e/ou pós-centros são expostos ao gás fluido por um período de tempo que varia de cerca de minutos a cerca de 30 minutos.
[0212] Fluindo um gás ao longo de superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros para estabelecer um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito pode ser administrado de qualquer modo não inconsistente com os objetivos da presente invenção. Em algumas modalidades, gás é fluido sobre todo ou substancialmente todas as paredes divisórias internas e/ou pós-centros de um suporte catalisador estrutural em uma mesma ou substancialmente mesma maneira. Em algumas modalidades, por exemplo, um canal é acoplado à face aberta do suporte de catalisador, e gás flui através da conduta e através de canais de fluxo do suporte catalisador estrutural, assim, fluindo uniformemente ou substancialmente uniformemente sobre paredes divisórias internas e/ou pós-centros. Em algumas modalidades, a conduta é selada à face aberta do suporte catalisador estrutural ou impedir ou inibir o fluxo de ar ao longo de superfícies exteriores do suporte catalisador estrutural.
[0213] Em algumas modalidades, um difusor é posicionado em frente da face aberta do suporte de catalisador para auxiliar no fornecimento de um mesmo ou substancialmente mesmo fluxo de gás através do corpo catalisador estrutural durante o processo de secagem. Em algumas modalidades, um difusor pode compreender uma placa perfurada. Adicionalmente, em algumas modalidades, um difusor pode ser usado sozinho ou em conjunto com um condutor.
[0214] Em algumas modalidades, os suportes catalisadores estruturais impregnados com uma solução do primeiro, segundo e/ou adicional material catalítico são secos enquanto mantém a estrutura do módulo catalisador para estabelecer um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito. Em algumas modalidades, por exemplo, um gás fluiu através do módulo e sobre superfícies das paredes divisórias internas e/ou pós-centros dos suportes catalisadores estruturais a uma taxa e/ou temperatura suficiente para estabelecer um ou mais gradientes de material catalítico aqui descrito.
[0215] Em algumas modalidades, o gás flui uniformemente ou substancialmente uniformemente através dos suportes catalisadores estruturais dispostos na estrutura do módulo tal que a atividade catalítica dos corpos catalisadores estruturais resultantes é substancialmente uniforme em todo o módulo. Sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores no módulo, em algumas modalidades, varia menos que cerca de 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 10 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade catalítica entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 5 %. Em algumas modalidades, atividade catalítica compreende a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio, a oxidação do mercúrio ou a oxidação de amônia ou combinações desses.
[0216] Em algumas modalidades, atividade de oxidação do dióxido de enxofre de corpos catalisadores do módulo é substancialmente uniforme em todo o módulo. Sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo, em algumas modalidades, varia menos que 40 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 20 %. Em algumas modalidades, sendo substancialmente uniforme, atividade de oxidação do dióxido de enxofre entre corpos catalisadores do módulo varia menos que 10 %.
[0217] Em algumas modalidades, um canal é acoplado à face aberta do módulo e gás flui através da conduta e através dos suportes catalisadores estruturais no módulo. Em algumas modalidades, a conduta é selada à face aberta do módulo para impedir ou inibir o fluxo de ar ao longo de superfícies exteriores do módulo.
[0218] Em algumas modalidades, um difusor é posicionado em frente da face aberta do módulo catalisador para auxiliar no fornecimento de um mesmo ou substancialmente mesmo fluxo de gás através do corpo catalisador estrutural durante o processo de secagem. Em algumas modalidades, um difusor pode compreender uma placa perfurada. Adicionalmente, em algumas modalidades, um difusor pode ser usado sozinho ou em conjunto com um condutor.
[0219] Em outro aspecto, métodos de tratamento de um fluxo fluido, tal como um gás de combustão ou fluxo de gás de combustão, são aqui descritos. Em algumas modalidades, um método de tratamento de um fluxo fluido compreende prover um corpo catalisador estrutural compreendendo pelo menos uma parede divisória interna compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a parede divisória interna tendo um gradiente de primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície, passando o fluxo fluido através do corpo catalisador estrutural e cataliticamente reagindo pelo menos uma espécie química no fluxo fluido. Em algumas modalidades, o fluxo fluido flui através um ou mais canais de fluxo do corpo catalisador estrutural.
[0220] Em algumas modalidades, cataliticamente reagindo pelo menos uma espécie química no fluxo fluido compreende cataliticamente redução de óxidos de nitrogênio no fluxo fluido. Em algumas modalidades, cataliticamente reagindo pelo menos uma espécie química no fluxo fluido compreende oxidação de amônia e/ou mercúrio no fluxo fluido.
[0221] Em algumas modalidades de métodos de tratamento de um fluxo fluido, oxidação de dióxido de enxofre para trióxido de enxofre no fluxo fluido é reduzido. Em uma modalidade, por exemplo, oxidação de dióxido de enxofre é reduzida durante a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em um fluxo fluido por um corpo catalisador estrutural aqui descrito.
[0222] Em algumas modalidades, corpos catalisadores de um método de tratamento de um fluxo fluido compreendem um ou mais gradientes catalíticos aqui descritos além do gradiente de primeiro material catalítico ao longo da largura de uma superfície de pelo menos uma parede divisória interna. Em algumas modalidades, por exemplo, corpos catalisadores também compreendem um gradiente de massa do primeiro material catalítico ao longo de uma largura e/ou comprimento de pelo menos uma divisória interior, como aqui descrito. Em algumas modalidades, corpos catalisadores de métodos aqui descritos podem ter qualquer combinação dos gradientes providos na Tabela I da Figura 5.
[0223] Em algumas modalidades, o corpo de catalisador é parte de um módulo compreendendo uma pluralidade de corpos catalisadores aqui descritos, onde o fluxo fluido é passado para o módulo e através dos corpos catalisadores. Em algumas modalidades, o módulo é parte de uma camada catalítica de um reator catalítico.
[0224] Estas e outras modalidades de corpos catalisadores estruturais são ainda ilustradas pelos exemplos seguintes não limitativos. EXEMPLO 1
Corpo catalisador estrutural
[0225] Uma composição de extrusão foi provido pela mistura de pós de TiO2 com enchimentos, ligantes, auxiliares de extrusão e lubrificantes. A composição de extrusão continha substancialmente nenhum vanádio (< 0,10 % V2O5). A composição de extrusão incluía um conteúdo de tungstênio de < 1,80 % WO3. A composição de extrusão foi extrudado para prover um suporte de catalisador estrutural compreendendo uma parede periférica exterior e uma pluralidade de paredes divisórias internas. As paredes divisórias internas definidas por uma pluralidade de canais de fluxo do suporte catalisador estrutural, os canais de fluxo tendo um perfil quadrado de seção transversal. O suporte extrudado de catalisador foi seco e calcinado. Porosidade do suporte catalisador estrutural foi determinada por um teste de absorção de água.
[0226] Uma solução de um primeiro material catalítico vanádio e um segundo material catalítico tungstênio foi provido pela adição de solução de oxalato de vanádio e pó de amônio de metatungstato a um recipiente de água desionizada. Como é entendido pelos um dos versados na técnica, as quantidades de oxalato de vanádio e amônio de metatungstato adicionadas foram determinadas de acordo com a massa química desejada e porosidade do suporte catalisador estrutural. Solução de concentração de material catalítico foi confirmada pela fluorescência de raios-X (XRF). O corpo catalisador estrutural foi imerso na solução de material catalítico por três minutos e subsequentemente removido.
[0227] O suporte catalisador estrutural impregnado com primeiro material catalítico de vanádio e segundo material catalítico de tungstênio foi seco com um soprador de ar quente.
O corpo catalisador estrutural foi embrulhado e selado de forma tal que o ar aquecido recebido do soprador fluiu através dos canais de fluxo e sobre as paredes divisórias internas de uma substancialmente mesma maneira.
Como aqui descrito, uma conduta pode ser selada para a face do corpo catalisador estrutural para entrega do ar aquecido.
O ar do soprador foi aquecido a uma taxa de 20°C/min para um ponto de ajuste de temperatura de 160 °C e realizado por 30 minutos para secar o corpo catalisador estrutural.
A temperatura do ar foi então aumentada para 350 °C a uma taxa de 20 °C/min para administrar uma calcinação de 15 minutos do corpo catalisador estrutural.
O corpo catalisador estrutural resultante demonstrou um gradiente de primeiro (V2O5) e segundo (WO3) materiais catalíticos consistentes com aquele ilustrado na Figura 1. Além disso, a atividade catalítica de corpos catalisadores estruturais produzidos de acordo com este exemplo para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio e oxidação de dióxido de enxofre foi medida.
A atividade catalítica dos corpos catalisadores estruturais foi comparada com uns corpos catalisadores estruturais anteriores a falta de gradientes de primeiro e segundo material catalítico ao longo de larguras das paredes divisórias internas.
A Figura 4 ilustra os resultados do teste de atividade catalítica.
Como ilustrado na Figura 4, os corpos catalisadores estruturais do presente exemplo (A) demonstrou taxa significativamente mais elevada para a redução seletiva de óxidos de nitrogênio por unidade de oxidação de dióxido de enxofre em comparação com os corpos catalisadores prévios (B).
[0228] Várias modalidades da invenção foram descritas em cumprimento dos vários objetivos da invenção. Deve reconhecer-se que estas modalidades são meramente ilustrativas dos princípios da presente invenção. Numerosas modificações e adaptações dessas serão facilmente aparente para aqueles versados na técnica sem se afastar do âmbito e escopo da invenção.
Claims (21)
1. Corpo catalisador estrutural caracterizado pelo fato de compreender: uma pluralidade de paredes divisórias internas tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta a primeira superfície e definindo uma pluralidade de canais de fluxo, em que mais do que 50 por cento das paredes divisórias internas têm um gradiente de um primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície, o primeiro material catalítico do gradiente aumentando em quantidade ao longo de uma região central da largura da primeira superfície.
2. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro material catalítico do gradiente diminuir em quantidade na periferia da largura da primeira superfície.
3. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gradiente do primeiro material catalítico ter um perfil substancialmente simétrico sobre um ponto médio do perfil.
4. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na região central da largura da primeira superfície ser pelo menos 1,3 vezes maior que uma quantidade do primeiro material catalítico em um ponto periférico da largura da primeira superfície.
5. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a quantidade do primeiro material catalítico em um ponto na região central da largura da primeira superfície ser pelo menos 2 vezes maior que uma quantidade do primeiro material catalítico em um ponto periférico da largura da primeira superfície.
6. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o corpo catalisador estrutural ainda compreender um gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura da segunda superfície.
7. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o primeiro material catalítico do gradiente diminuir em quantidade na periferia da largura da segunda superfície.
8. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o primeiro material catalítico do gradiente aumentar em quantidade ao longo de uma região central da largura da segunda superfície.
9. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o gradiente do primeiro material catalítico ao longo da segunda superfície ser substancialmente simétrico ao gradiente do primeiro material catalítico ao longo da primeira superfície.
10. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um gradiente de um segundo material catalítico ao longo da largura da primeira superfície.
11. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o segundo material catalítico do gradiente diminuir em quantidade na periferia da largura da primeira superfície.
12. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o segundo material catalítico do gradiente aumentar em quantidade ao longo de uma região central da largura da primeira superfície.
13. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na região central da largura da primeira superfície ser pelo menos 1,3 vezes maior que uma quantidade do segundo material catalítico em um ponto periférico da largura da primeira superfície.
14. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o corpo catalisador estrutural ainda compreender um gradiente do segundo material catalítico ao longo de uma largura da segunda superfície.
15. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o segundo material catalítico do gradiente aumentar em quantidade ao longo de uma região central da largura da segunda superfície.
16. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a quantidade do segundo material catalítico em um ponto na região central da largura da segunda superfície ser pelo menos 1,3 vezes maior que uma quantidade do segundo material catalítico em um ponto periférico da largura da segunda superfície.
17. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de mais que 90 por cento das paredes divisórias internas do corpo catalisador estrutural compreendem o gradiente do primeiro material catalítico ao longo de uma largura da primeira superfície.
18. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro material catalítico ser operável para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio.
19. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro material catalítico ser selecionado a partir do grupo consistindo em V2O5, WO3, MoO3 e Ru.
20. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o segundo material catalítico ser operável para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio.
21. Corpo catalisador estrutural, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o segundo material catalítico ser selecionado a partir do grupo consistindo em V2O5, WO3, MoO3 e Ru.
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