CN104245123A - 具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

将市售的廉价玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体。提供一种具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置及其制造方法，其不需要以往的催化剂负载蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉，并且例如在废气净化处理等中，即使被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体的网眼，也能够简单地对其进行再生处理，防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)，将负载有功能性催化剂的波形板状玻璃纸(1)和负载有相同功能性催化剂的平板状玻璃纸(2)以不粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳体(4)内。

Description

具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置及其制造方法，用于例如废气的净化处理，或是基于氨分解的氢的制造等中。
背景技术
一直以来，作为用于废气净化处理等的、具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的蜂窝结构体(平板+波形板)的基材，难以使用市售的玻璃纸，可适用于波形加工的玻璃纸在其种类上有限制(参考下述专利文献1)。
并且一直以来，为了制造具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，蜂窝结构体的切线部，即波形板顶点与平板相接的部分介由粘接剂进行粘接，为保持蜂窝结构，未采取其他的手段。
此外，在以现有的蜂窝结构体作为基材的废气净化处理装置等的制造中，为了使功能性催化剂负载于蜂窝结构体，采用了将蜂窝结构体本身浸渍于含有催化剂的溶液或是浆料中的方法。
此外，在将平板与波形板交替层叠粘接所形成的蜂窝结构体中，例如在废气的净化处理等中，被处理气体中含有固体成分的情况下，会出现随着使用时间的经过，固体成分堵塞蜂窝结构体的网眼(空隙部)的现象。由于被处理气体接触不到被固体成分堵塞的网眼内壁，因此被处理气体的接触面积降低。此外压力损失也增大。因此，在因废气的净化处理等而产生一定以上的堵塞的情况下，需要更换蜂窝结构体或是进行消除堵塞的再生处理。
一直以来，作为消除这种蜂窝结构体堵塞的再生处理，通过使用棒等挤压堵塞部分等方法来进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2010-013773号公报
发明内容
(一)发明要解决的技术问题
但是，根据上述专利文献1所述的现有方法，为了在蜂窝结构体上负载催化剂，而将蜂窝结构体本身浸渍于含有催化剂的溶液或是浆料中，并进行干燥，为此，作为蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置需要大型的设备，进而存在蜂窝结构体的制造成本高的问题。
此外，根据现有方法，例如，在废气的净化处理等中，作为消除因被处理气体中的固体成分而导致的蜂窝结构体网眼堵塞的再生处理，通过使用棒等推挤堵塞部分等方法来进行，因此由于这样的再生处理，会存在缺乏机械强度的蜂窝结构体中网眼部分损伤的问题。
本发明的目的在于提供一种具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置及其制造方法，其能够解决所述现有技术中的问题，将市售的廉价玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体，且不需要以往的催化剂负载蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉，并且，例如在废气的净化处理等中，即使随着使用时间经过，被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体的网眼，也能够简单地对其进行再生处理，能够防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，技术方案1的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的发明的特征在于，将负载有功能性催化剂的波形板状玻璃纸与负载有相同功能性催化剂的平板状玻璃纸以不粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体，所述催化剂负载蜂窝结构体填充于壳体内。
技术方案2的发明为技术方案1所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，壳体具有角筒形，壳体由横截面呈大致U字形的壳体主体和覆盖其开口部的平板状盖体构成，或是由横截面呈大致L字形的壳体主体和与其嵌合的横截面呈大致倒L字形的盖体构成。
技术方案3的发明为技术方案1或2所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，在壳体的内表面上，铺有无机纤维毡。
技术方案4的发明为技术方案1～3中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，功能性催化剂为选自脱硝催化剂、脱硫催化剂、戴奥辛类分解催化剂、以及氨分解催化剂中的催化剂，用于废气的净化处理、或基于氨分解的氢的制备中。
技术方案5的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法的发明的特征在于，该方法由下述工序构成：对玻璃纸进行煅烧，将玻璃纸中含有的有机粘合剂成分通过燃烧去除的工序；将含有功能性催化剂的浆料涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上的工序；通过波形赋予模具和挤压夹具，对含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸进行成形的工序；将成形后的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸干燥，并从模具上剥离的工序；另一方面，对没有成形为波形板状的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行干燥的工序；对波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸和平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行煅烧，形成功能性催化剂负载平板状玻璃纸及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸的工序；将煅烧后的功能性催化剂负载平板状玻璃纸及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸以不粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体，将该催化剂负载蜂窝结构体填充于壳体内的工序。
技术方案6的发明为技术方案5所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在350～450℃以及30分钟～1小时30分钟的煅烧条件下，实施去除玻璃纸中的有机粘合剂成分的工序。
技术方案7的发明为技术方案5或6所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在含有功能性催化剂的浆料的涂布工序中，使用包含硅溶胶的含有功能性催化剂的浆料。
技术方案8的发明为技术方案5～7中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的波形板状的成形工序中，使用由金属板构成的模具，所述金属板具有宽5～15mm、高2～10mm、以及槽底部曲率半径0.5～2mm的并列状凹槽，通过挤压夹具，沿着模具的凹槽挤压放置在模具上的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸，进行成形。
技术方案9的发明为技术方案5～8中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在250～400℃以及30分钟～1小时30分钟的条件下，分别实施成形后的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸以及未成形为波形板状的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的干燥工序。
技术方案10的发明为技术方案5～9中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在400～550℃以及2～4小时的条件下，实施对形成蜂窝结构状态的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸以及平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的煅烧工序。
技术方案11的发明为技术方案5～10中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在催化剂负载蜂窝结构体的填充工序中，在填充催化剂负载蜂窝结构体前，将无机纤维毡铺在壳体的内表面上。
(三)有益效果
根据技术方案1所述的发明，起到以下效果：能够将市售的廉价玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体，且不需要以往的蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉，同时，例如在废气的净化处理等中，即使随着使用时间经过，被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体的网眼，也能够简单地对其进行再生处理，能够防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。
根据技术方案2所述的发明，起到以下效果：能够稳定地保持使用了玻璃纸作为基材的廉价的催化剂负载蜂窝结构体，且在废气的净化处理等中，为了消除由被处理气体中固体成分所导致的催化剂负载蜂窝结构体网眼的堵塞，可以释放壳体。
根据技术方案3所述的发明，起到以下效果：能够通过催化剂负载蜂窝结构体与无机纤维毡的摩擦力，进行振动对策(vibrationcountermeasure)。
根据技术方案4所述的发明，起到以下效果：能够将使用了玻璃纸作为基材的廉价的催化剂负载蜂窝结构体，用于废气的净化处理以及基于氨分解的氢的制备中。
根据技术方案5所述的发明，起到以下效果：能够将市售的廉价的玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体，且不需要以往的蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉，同时，例如在废气的净化处理等中，即使随着使用时间经过，被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体的网眼，也能够简单地对其进行再生处理，能够防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。
根据技术方案6所述的发明，起到以下效果：通过对玻璃纸进行煅烧，可容易地去除有机粘合剂，此外，由于去除了有机粘合剂的玻璃纸不具有斥力，可成形为波形，因此能够将玻璃纸作为基材使用而形成催化剂负载蜂窝结构体，且不需要大型设备，制造成本低廉。
根据技术方案7所述的发明，起到以下效果：通过在煅烧工序中去除了有机粘合剂的、不具有斥力的玻璃纸上，涂布含有硅溶胶的功能性催化剂，从而硅溶胶发挥作为无机粘合剂的作用，保持功能性催化剂负载玻璃纸的形状。
根据技术方案8所述的发明，起到以下效果：功能性催化剂负载玻璃纸能够不破损地成形为波形板状。
根据技术方案9所述的发明，起到以下效果：对波形板状以及平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行干燥，能够容易地从模具上剥离。
根据技术方案10所述的发明，起到以下效果：能够进行均匀的煅烧，而功能性催化剂的活性不降低。
根据技术方案11所述的发明，起到以下效果：能够通过催化剂负载蜂窝结构体与无机纤维毡的摩擦力，进行振动对策。
附图说明
图1为表示本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的实施方式的斜视图；
图2为图1的处理装置的催化剂负载蜂窝结构体部分的主要部分放大正面图；
图3为按照工序顺序表示本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法的框图。
附图标记说明
1：催化剂负载蜂窝结构体
2：功能性催化剂负载波形板状玻璃纸
3：功能性催化剂负载平板状玻璃纸
4：壳体
4a：壳体主体
4b：盖体
5：毡
10：具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置
具体实施方式
接下来参照说明书附图对本发明的实施方式进行说明，但其并不对本发明构成限定。
图1为表示本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的实施方式的斜视图。图2为图1中处理装置的催化剂负载蜂窝结构体部分的主要部分扩大正面图。
参照图1和图2可知，本发明中的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的特征在于，将负载有功能性催化剂的波形板状玻璃纸(2)与负载有相同功能性催化剂的平板状玻璃纸(3)以不粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，所述催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳体(4)内。
本发明人等清楚，使用波形成形机(成波机)无法将市售的玻璃纸成形为波形板状的理由在于，玻璃纸中含有的有机粘合剂的斥力大，即使施加力弯曲，也会回到之前的状态。此外若施加的力过大，玻璃纸会断裂，因此也不能施加大的力。但发现玻璃纸中含有的有机粘合剂可通过对玻璃纸进行煅烧而容易地去除，且去除了有机粘合剂的玻璃纸没有斥力，因此可以成形为波形。此外，若在煅烧后的玻璃纸上涂布含有功能性催化剂的浆料，则该浆料中所含的例如硅溶胶等无机粘合剂发挥玻璃纸的粘合剂的作用，通过将含有功能性催化剂的浆料涂布在煅烧后的玻璃纸上，可以保持波形形状。这样，发现利用了玻璃纸的平板和波形板不用像以往那样使用粘接剂进行粘接，能够对作为功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)和功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)的层叠体的催化剂负载蜂窝结构体(1)进行制造。
根据本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)，能够将市售的廉价玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)。且由于仅通过将含有功能性催化剂的浆料涂布在去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上，对其干燥即可，因此不需要以往的所谓粘接型蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉。
并且，例如在废气的净化处理等中，即使随着使用时间经过，被处理气体中的固体成分堵塞催化剂负载蜂窝结构体(1)的网眼，由于功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)与功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)不以粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳体(4)内，因此能够从壳体(4)中将它们分解取出，通过对取出的功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)以及功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)进行清洗等，能够简单地对它们进行再生处理，防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。
在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)中，壳体(4)优选具有角筒形。在此，壳体(4)优选由横截面呈大致U字形的壳体主体(4a)和覆盖其开口部的平板状盖体(4b)构成。
此外，壳体(4)优选由横截面呈大致L字形的壳体主体和与其嵌合的截面呈大致倒L字形的盖体构成，对此省略了图示。
此外，壳体(4)不限于角筒形，也可以是圆筒形，但是在向壳体(4)内填充将煅烧后的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)不以粘接的方式交替层叠而成的催化剂负载蜂窝结构体(1)时，优选角筒形。
在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)中，优选在壳体(4)的内表面上，铺有无机纤维毡(5)。通过在壳体(4)的内表面上的催化剂负载蜂窝结构体(1)与无机纤维毡(5)的摩擦力，能够进行振动对策。
在此，作为毡(5)的材料的无机纤维，可列举例如陶瓷纤维、玻璃纤维、硅溶胶纤维、氧化铝纤维以及岩棉。
在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)中，功能性催化剂优选为选自由脱硝催化剂、脱硫催化剂、戴奥辛类分解催化剂以及氨分解催化剂所组成组中的催化剂，能够用于废气的净化处理、或基于氨分解的氢的制备中。此外，作为脱硝催化剂，优选使用含有钒的催化剂，作为氨分解催化剂，优选使用含有钌的催化剂。
以下，就本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法进行说明。图3为按照工序顺序表示本发明制造方法的流程图。
参照该图可知，本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法由下述工序构成：对市售的玻璃纸进行煅烧，将玻璃纸中含有的有机粘合剂成分通过燃烧去除的工序；将含有功能性催化剂的浆料涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上的工序；通过波形赋予模具和挤压夹具，对含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸进行成形的工序；将成形后的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸干燥，并从模具上剥离的工序；另一方面，对没有成形为波形板状的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行干燥的工序；对波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸和平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行煅烧，形成功能性催化剂负载平板状玻璃纸(2)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(3)的工序；将无机纤维毡(5)铺在壳体(4)内，将煅烧后的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(2)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(3)以不粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，将该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳体(4)内的工序。
即，用于本发明的玻璃纸，可以使用含有有机粘合剂的在市售的玻璃纸。作为在市售的玻璃纸中使用的有机粘合剂，可列举出例如丙烯酸类树脂、聚乙烯醇(PVA)/聚乙酸乙烯酯共聚物、不饱和聚酯类树脂、环氧树脂等。
然后，在本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，优选在350～450℃以及30分钟～1小时30分钟的煅烧条件下，实施去除玻璃纸的有机粘合剂成分的工序。
在此，若煅烧温度过高，或煅烧时间过长，则玻璃纸中所含的有机粘合剂被过度去除，玻璃纸的形状变得无法保持。此外，若煅烧温度低，或者煅烧时间短，则有机粘合剂不吹走(blow)，即无法去除，因此不优选。
另一方面，为了得到没有成形为波形板状的平板状功能性催化剂负载玻璃纸，最初，从卷筒上切取具有所需宽度及长度的市售的玻璃纸，但最终，只要填充于壳体(4)内的平板状功能性催化剂负载玻璃纸(3)俯视与波形板状功能性催化剂负载玻璃纸(2)同样大小即可。
本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，在含有功能性催化剂的浆料的涂布工序中，涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上的含有功能性催化剂的浆料，优选含有包含了硅溶胶的功能性催化剂。通过将包含了硅溶胶的功能性催化剂涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上，硅溶胶能够发挥作为无机粘合剂的作用而保持形状。此外，若功能性催化剂中硅溶胶的含量为10～30重量％，则无论是机械性结构还是催化性能都能够稳定发挥，因此优选，但不限于此。可以将含有选自由脱硝催化剂、脱硫催化剂、戴奥辛类分解催化剂、以及氨分解催化剂所组成组中的功能性催化剂作为含有硅溶胶的功能性催化剂，且使用市售的玻璃纸作为基材的廉价催化剂负载蜂窝结构体(1)利用于废气的净化处理以及基于氨分解的氢的制备中。
在此，例如，作为脱硝催化剂，可以使用本申请人的在日本专利公开2008-155133号公报中所述的脱硝催化剂。该含有脱硝催化剂的浆料中，含有作为粘合剂成分的硅溶胶(Si)和作为脱硝催化剂金属的钛(Ti)、钒(V)、钨(W)。此外，作为氨分解催化剂，可以使用日本专利公开2011-78888号公报中所述的氨分解催化剂。氨分解催化剂中含有作为氨分解催化剂金属的钌(Ru)以及促进剂，但使该氨分解催化剂中含有硅溶胶(Si)，能够作为本发明中的功能性催化剂而利用。
即，例如在含有脱硝催化剂的浆料中，向使二氧化钛微粒在硅溶胶中悬浮而成的浆料中添加偏钒酸铵，使其吸附于二氧化钛上，进一步添加偏钨酸铵或其水溶液。然后将该含有脱硝催化剂的浆料涂布于所述去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上，并进行干燥，使二氧化钛、氧化钒、偏钨酸铵同时负载于玻璃纸上。如此操作，能够在一道工序中同时进行二氧化钛的负载、钒的负载、钨的负载，因此涂布、干燥、煅烧的操作一次即可，工序数量少，能够实现生产率提高和成本降低。
在将含有脱硝等的功能性催化剂的浆料涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上，并进行干燥，使功能性催化剂负载于玻璃纸上的工序中，作为涂布方法，例如，可以适用所谓的浸渍法、刷涂法、喷涂法、滴涂法等任意涂布方法。
此外，使用波形成形机(corrugator)无法将玻璃纸成形为波形板状的理由在于，玻璃纸中含有的有机粘合剂的斥力大，即使施加力弯曲，也会回到之前的状态。此外若施加的力过大，玻璃纸会断裂，因此也不能施加大的力。
但是，有机粘合剂可通过对玻璃纸进行煅烧而容易地去除。且去除了有机粘合剂的玻璃纸没有斥力，因此可以成形为波形。进而，若在煅烧后的玻璃纸上涂布含有功能性催化剂的浆料，则该浆料中所含的例如硅溶胶等无机粘合剂发挥玻璃纸的粘合剂的作用，通过将含有功能性催化剂的浆料涂布在煅烧后的玻璃纸上，可以保持波形形状。这样，通过利用了玻璃纸的功能性催化剂负载平板和功能性催化剂负载波形板，能够不用像以往那样使用粘接剂进行粘接，而制造作为平板和波形板的层叠体的蜂窝结构体(1)。
本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，在功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的波形板状的成形工序中，使用由具有宽5～15mm、高2～10mm、以及槽底部曲率半径0.5～2mm的并列状凹槽的金属板构成的模具，通过挤压夹具，沿着模具的凹槽挤压放置在模具上的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸，进行成形。
对挤压夹具的与玻璃纸接触的部分进行防水加工，即特氟龙(注册商标)加工。挤入的下侧的波形板状模具凹槽若不为曲率半径0.5～2mm左右的形状，则不能挤压，若曲率半径过小，则玻璃纸破损，因此不优选。
本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，优选在250～400℃以及30分钟～1小时30分钟的条件下，分别实施成形的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸以及未成形为波形板状的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的干燥工序。由此，脱硝催化剂等功能性催化剂的活性不会降低，可以对波形板状以及平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行干燥。此外，如此被干燥的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸，可以容易地从模具上剥离。
此外，在此，为了确实地将成形的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸从模具上剥离，干燥时间以及模具的管理很重要。
首先，关于干燥温度和时间，优选以温度250～400℃、时间30分钟～1小时30分钟来进行催化剂的干燥。例如若以500℃以上的温度进行长时间干燥，会存在脱硝催化剂等功能性催化剂的活性降低的问题。
本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，在干燥后从模具上剥离的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸，与干燥后的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸俯视基本同样大小。
之后，将它们交替层叠形成蜂窝结构的状态，在该状态下进行煅烧，形成功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)。
优选在400～550℃以及2～4小时的条件下，实施对形成蜂窝结构状态的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸以及平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的煅烧工序。
在此，功能性催化剂浆料涂布平板状玻璃纸与功能性催化剂浆料涂布波形板状玻璃纸以交替且层叠的状态进行煅烧。这是由于，若只将平板状玻璃纸层叠，或是只将波形板状玻璃纸层叠，分别进行煅烧，虽然感觉体积(bulk)减少，煅烧效率好，但是无法均匀煅烧。平板状玻璃纸+波形板状玻璃纸的空间对煅烧气氛是重要的，由此能够进行均匀的煅烧。
本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，在催化剂负载蜂窝结构体(1)的填充工序中，优选地，壳体(4)由横截面呈大致U字形的壳体主体(4a)和覆盖其开口部的平板状盖体(4b)构成，或者，由省略图示的横截面呈大致L字形的壳体主体和与其相对而嵌合的横截面呈大致倒L字形的盖体构成。
即，将煅烧后的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)不以粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，将该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于例如不锈钢制的横截面呈大致U字形的壳体主体(4a)内。之后，将不锈钢制的平板状盖体(4b)以覆盖壳体主体(4a)的开口部的方式嵌合，进行焊接。
或者，将煅烧后的功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)不以粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，将该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于例如不锈钢制的横截面呈大致L字形的壳体主体内。然后，将不锈钢制的横截面呈大致倒L字形的盖体相对壳体主体嵌合，进行焊接。
此外，也可以代替焊接，将壳体主体(4a)与盖体(4b)的一端部之间通过例如活心铰链结构(loose-pin hinge structure)相互连接，将插入活心铰链结构正中的栓销插入、拔出，将壳体主体(4a)与盖体(4b)嵌合。通过利用活心铰链对壳体主体(4a)与盖体(4b)进行固定，即使被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体(1)的网眼，也能够更简单，更迅速地对其进行再生处理，因此优选。
本发明的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)的制造方法中，在催化剂负载蜂窝结构体(1)的填充工序中，优选在填充催化剂负载蜂窝结构体(1)前，将无机纤维毡(5)铺在壳体(4)的内表面上。
通过将无机纤维毡(5)铺在壳体(4)的内表面上，能够通过催化剂负载蜂窝结构体(1)与无机纤维毡(5)的摩擦力，进行振动对策。
在此，在将无机纤维毡(5)铺在壳体(4)的内表面上、使功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)以不粘接的方式交替层叠的工序中，优选在壳体(4)底部的无机纤维毡(5)上，即在最下层填充功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)。然后依次，将功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)和功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)交替层叠。然后，优选在最上层填充功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)。即，填充在壳体(4)中的平板状玻璃纸(3)比波形板状玻璃纸(2)多一张。
此外，在壳体(4)的左右两侧的内表面、优选使无机纤维毡(5)夹杂于壳体(4)的内表面与催化剂负载蜂窝结构体(1)之间。
这样，能够通过壳体(4)内表面的催化剂负载蜂窝结构体(1)与无机纤维毡(5)的摩擦力，进行振动对策。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但其并不对本发明构成限定。
实施例1
通过本发明的方法，如下所述制造脱硝催化剂负载蜂窝型处理装置。
首先，在本发明的方法中，在对市售的玻璃纸进行煅烧，将玻璃纸中含有的有机粘合剂成分通过燃烧去除的工序中，作为市售的玻璃纸，使用了由丙烯酸类树脂有机粘合剂构成的玻璃纸。玻璃纸卷成卷筒状，从卷筒上切取长度950mm的玻璃纸。
另一方面，为了获得未成形为波形板状的平板状脱硝催化剂负载玻璃纸(3)，同样从卷筒上切取市售的玻璃纸，但为了最终与填充在角筒形壳体(4)内的波形板状的脱硝催化剂负载玻璃纸(2)俯视为同样大小，从卷筒上切取长度950mm的玻璃纸。
此外，最终从市售的玻璃纸卷筒上切取作为催化剂负载蜂窝结构体(1)的使用张数为27张的脱硝催化剂负载平板状玻璃纸(3)和使用张数为26张的脱硝催化剂负载波形板状玻璃纸(2)。
以400℃对上述市售的玻璃纸进行1小时的煅烧，将玻璃纸中含有的有机粘合剂成分通过燃烧去除。
然后，在将含有脱硝催化剂的浆料涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上的工序中，使用了含有下述成分的含有脱硝催化剂的浆料。
即，向使二氧化钛微粒在硅溶胶中悬浮的浆料(固体成分比为45重量％，硅溶胶与二氧化钛之比为20：80)中，每1kg浆料添加10g偏钒酸铵粉末，整体搅拌1小时，使偏钒酸铵吸附于二氧化钛上。
在波形板状的成形模具、平板上，以1200g/m2的涂布量，将该含有脱硝催化剂的浆料涂布于所述去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上。
如果将所述含有脱硝催化剂的浆料涂布于煅烧后的去除了有机粘合剂成分的玻璃纸上，则该浆料中所含的由硅溶胶构成的无机粘合剂发挥玻璃纸的粘合剂的作用，由此，通过将含有脱硝催化剂的浆料涂布于煅烧后的玻璃纸上，可以保持波形形状。
即，在脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸的波形板状成形工序中，使用由不锈钢制的波形板状板构成的模具，所述波形板状板具有宽10.4mm、高7.4mm、以及槽底部曲率半径1.6mm的并列状凹槽，通过挤压夹具，沿着模具的凹槽挤压放置在模具上的脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸，进行成形。挤压夹具优选使用与玻璃纸接触的部分进行了防水加工，即特氟龙(注册商标)加工的挤压夹具，但在该实施例中，使用具有侧缘部的特氟龙(注册商标)板，所述侧缘部嵌入由波形板状板构成的模具的凹槽中。
此外，向未成形的平板状的去除了有机粘合剂的玻璃纸表面涂布脱硝催化剂浆料的操作可使用例如不锈钢制的平板状板，在其上面进行。
然后，以温度300℃、1小时，分别实施成形的波形板状的含有脱硝催化剂的浆料涂布玻璃纸以及未成形为波形板状的平板状的脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸的干燥工序。
将干燥后的波形板状的含有脱硝催化剂的浆料涂布玻璃纸，从由波形板状板构成的模具上剥离。
干燥后从模具上剥离的波形板状的含有脱硝催化剂的浆料涂布玻璃纸与干燥后的平板状脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸俯视为等大的矩形，其分别具有142mm的宽度和950mm的长度。
将27张干燥后的平板状脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸与26张波形板状的含有脱硝催化剂的浆料涂布玻璃纸交替层叠，形成蜂窝结构的状态，在该状态下以400℃煅烧1小时，形成脱硝催化剂负载平板状玻璃纸(3)和脱硝催化剂负载波形板状玻璃纸(2)。
此时，因平板状脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸+波形板状脱硝催化剂浆料涂布玻璃纸的空间对煅烧气氛是重要的，因此能够进行均匀的煅烧。
然后，准备由横截面呈大致U字形的不锈钢制壳体主体(4a)和覆盖其开口部的平板状不锈钢制盖体(4b)构成的角筒形壳体(4)，在所述壳体主体(4a)内铺上陶瓷纤维制毡(5)之后，填充将上述煅烧后的脱硝催化剂负载平板状玻璃纸(3)及脱硝催化剂负载波形板状玻璃纸(2)以不粘接的方式交替层叠而成的催化剂负载蜂窝结构体(1)，制造本发明的脱硝催化剂负载蜂窝型处理装置(10)。
根据本发明实施例1的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)，能够将市售的廉价玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)。且只需要将含有功能性催化剂的浆料涂布在去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上，对其进行干燥、煅烧即可，因此不需要以往的所谓粘接型蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉。
并且，例如在废气的净化处理等中，即使随着使用时间经过，被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体(1)的网眼，由于功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)与功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)不以粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳体(4)内，因此能够从壳体(4)中将它们分解取出，通过对取出的功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)以及功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)进行清洗等，能够简单地对它们进行再生处理，确实地防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。
实施例2
与上述实施例1的情况同样地，通过本发明的方法来制造脱硝催化剂负载蜂窝型处理装置(10)，但与上述实施例1的情况的不同点在于含有脱硝催化剂的浆料的成分。
即，向使二氧化钛微粒在硅溶胶中悬浮而成的浆料(固体成分比为45重量％，二氧化硅与二氧化钛之比为20：80)中，每1kg浆料中添加10g偏钒酸铵粉末，整体搅拌1小时，使偏钒酸铵吸附于二氧化钛上。
接着，进一步向所述浆料中每1kg浆料中添加28ml偏钨酸铵水溶液(3.88mol/L)，整体搅拌1小时。
除了使用该含有脱硝催化剂的浆料之外，与上述实施例1的情况同样地制造脱硝催化剂负载蜂窝型处理装置(10)。
根据本发明实施例2的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置(10)，与上述实施例1的情况相同，能够将市售的廉价玻璃纸作为基材使用，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)。且只需要将含有功能性催化剂的浆料涂布在去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上，对其进行干燥、煅烧即可，因此不需要以往的所谓粘接型蜂窝结构体的浸渍槽、干燥装置等大型设备，制造成本低廉。
并且，例如在废气的净化处理等中，即使随着使用时间经过，被处理气体中的固体成分堵塞了催化剂负载蜂窝结构体(1)的网眼，由于功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)与功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)不以粘接的方式交替层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体(1)，该催化剂负载蜂窝结构体(1)填充于壳体(4)内，因此能够从壳体(4)中将它们分解取出，通过对取出的功能性催化剂负载波形板状玻璃纸(2)以及功能性催化剂负载平板状玻璃纸(3)进行清洗等，能够简单地对它们进行再生处理，确实地防止被处理气体的接触面积降低、压力损失增大。

Claims (11)

1.一种具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，将负载有功能性催化剂的波形板状玻璃纸与负载有相同功能性催化剂的平板状玻璃纸以相互不粘接的方式层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体，所述催化剂负载蜂窝结构体填充于壳体内。
2.根据权利要求1所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，壳体具有角筒形，壳体由横截面呈大致U字形的壳体主体和覆盖其开口部的平板状盖体构成，或是由横截面呈大致L字形的壳体主体和与其嵌合的横截面呈大致倒L字形的盖体构成。
3.根据权利要求1或2所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，在壳体的内表面上，铺有无机纤维毡。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置，其特征在于，功能性催化剂为选自由脱硝催化剂、脱硫催化剂、戴奥辛类分解催化剂、以及氨分解催化剂所组成组中的催化剂，用于废气的净化处理、或基于氨分解的氢的制备中。
5.一种具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，该方法由下述工序构成：对玻璃纸进行煅烧，将玻璃纸中含有的有机粘合剂成分通过燃烧去除的工序；将含有功能性催化剂的浆料涂布于去除有机粘合剂成分后的玻璃纸上的工序；通过波形赋予模具和挤压夹具，对含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸进行成形的工序；将成形后的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸干燥，并从模具上剥离的工序；另一方面，对没有成形为波形板状的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行干燥的工序；对波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸和平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸进行煅烧，形成功能性催化剂负载平板状玻璃纸及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸的工序；将煅烧后的功能性催化剂负载平板状玻璃纸及功能性催化剂负载波形板状玻璃纸以相互不粘接的方式层叠，形成催化剂负载蜂窝结构体，将该催化剂负载蜂窝结构体填充于壳体内的工序。
6.根据权利要求5所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在350～450℃以及30分钟～1小时30分钟的煅烧条件下，实施去除玻璃纸中的有机粘合剂成分的工序。
7.根据权利要求5或6所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在含有功能性催化剂的浆料的涂布工序中，使用包含硅溶胶的含有功能性催化剂的浆料。
8.根据权利要求5～7中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的波形板状的成形工序中，使用由金属板构成的模具，所述金属板具有宽5～15mm、高2～10mm、以及槽底部曲率半径0.5～2mm的并列状凹槽，通过挤压夹具，沿着模具的凹槽挤压放置在模具上的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸，进行成形。
9.根据权利要求5～8中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在250～400℃以及30分钟～1小时30分钟的条件下，分别实施成形后的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸以及未成形为波形板状的平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的干燥工序。
10.根据权利要求5～9中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在400～550℃以及2～4小时的条件下，实施对形成蜂窝结构状态的波形板状的含有功能性催化剂的浆料涂布玻璃纸以及平板状的功能性催化剂浆料涂布玻璃纸的煅烧工序。
11.根据权利要求5～10中任意一项所述的具备催化剂负载蜂窝结构体的处理装置的制造方法，其特征在于，在催化剂负载蜂窝结构体的填充工序中，在填充催化剂负载蜂窝结构体前，将无机纤维毡铺在壳体的内表面上。
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