CN114729589A - 包含整体件的元件机架组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种元件机架组件(1)，该元件机架组件包括元件机架(2)，用于将包含催化剂的至少一个整体件(3)保持在来自燃烧源的废气的流中。该元件机架(2)包括两对相对壁(10)、由这些壁(10)形成的内部(11)、入口端部(12)以及出口端部(13)。该至少一个整体件(3)包括入口(20)、出口(20)、四个侧面(22)和至少一种催化剂。至少一个针织丝网承载元件(4)被设置成使得在至少一个整体件(3)与元件机架(2)的每个相邻壁(10)之间存在至少一个针织丝网承载元件(4)的至少一部分。

Description

包含整体件的元件机架组件
本公开涉及将包含催化剂的一个或多个整体件保持在元件机架内的元件机架组件，其中元件机架组件被配置为放置在来自引擎的废气、来自工业过程或类似过程的废气的流中。
发明背景
本公开涉及可单独地或成组地用于处理废气的元件机架组件。元件机架组件可包含在催化剂模块中。元件机架组件包含一个或多个整体件，每个整体件包含一种或多种催化剂以用于处理来自燃烧源的废气。燃烧源通常是固定式燃烧源。固定式燃烧系统可以是燃烧不在道路上操作的汽车、卡车或飞行器中使用的烃基燃料的任何系统。它们可以是例如燃煤系统、燃油(石油)系统、气体涡轮机或其它工业过程。固定式燃烧系统也可用于船舶应用，其中燃烧系统(诸如柴油引擎)用于大容器或巡航船。
固定式燃烧系统中以及在移动应用中使用的引擎中的烃燃烧产生必须被处理以去除形成的污染物(如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)或烃(HC))的废气。已知NOx对人类和动物引起许多健康问题，以及引起许多有害的环境影响，包括烟雾和酸雨的形成。CO对人和动物有毒性，并且HC可引起不良健康影响。为了减轻废气中这些污染物，尤其NOx对人类和环境两者的影响，希望消除这些不期望的组分，优选地通过不产生其它有毒或毒性物质的方法。
在固定式燃烧源中，已知提供一种或多种催化剂模块，每个催化剂模块包括多个元件机架组件。WO2017/098224描述了一个此类示例。每个催化剂模块可通过将多个元件机架组件耦接在一起来形成。每个元件机架组件包括元件机架，该元件机架将至少一个整体件保持在元件机架的内部。
一个或多个催化剂模块可安装在废气管道中以形成发射控制系统的至少一部分，以用于纯化在操作期间流动通过整体件的废气。
在固定式燃烧源中，废气管道通常可具有几平方米的横截面积，但在大小上可为数十至数百平方米。废气管道的尺寸可根据许多因素广泛地变化，包括引擎的大小(或其它排放源)、引擎操作的条件、允许的背压等。在一些情况下，废气管道可具有矩形横截面，其中管道的宽度和高度各自为几米，例如10m×10m。废气管道的整个横截面积可被一个或多个催化剂模块覆盖，每个催化剂模块包含一个或多个元件机架组件，每个元件组件包含一个或多个整体件。
催化剂模块可靠近彼此布置，使得所有废气通过整体件。若干催化剂模块，例如两个到五个催化剂模块，可在废气管道内以行和列靠近彼此放置，例如连接在支撑机架中。催化剂模块本身通常具有边缘长度为若干米的矩形横截面。
在废气的流动方向上，催化剂模块可位于前后定位的若干平面中。在一些应用中，催化剂模块可在流动方向上延伸若干米，并且甚至多达10米-15米。
此类元件机架组件的问题是确保每个元件机架组件内的整体件以足够的力被保持以将整体件保持在适当位置，以便防止在操作期间对整体件的机械损坏。对于一些应用，诸如船舶或气体涡轮，就机械应力而言对于催化剂模块可存在相对苛刻的环境条件。例如，在航海船舶上，可发生高水平振动，并且可经历若干倍重力的力。此外，尤其是对于用于与气体涡轮一起使用的大横截面的催化剂模块，必须考虑因地震引起的机械应力。
为了尝试和解决该问题，已知提供垫，例如纤维，该垫放置在整体件的侧壁与元件机架元件之间以提供抗振缓冲垫。然而，在使用此类垫时遇到的典型问题是，可能难以确保垫在正常使用期间能够保持在适当位置，特别是在存在周期性机械应力的情况下，该周期性机械应力在引擎脉动导致震动和振动的排放系统条件下是典型的。
为了尝试减轻该问题，WO2017/098224描述了一种布置，其中至少一个整体件定位在元件机架的内部，使得在整体件与元件机架的每个相邻壁之间存在至少一个垫，并且提供了锁紧元件，该锁紧元件跨元件机架的入口端部和或出口端部延伸以便连接到元件机架的两个相对侧。还描述了元件机架的至少一个壁，优选地每个壁可包括延伸到元件机架的内部中的多个凸起。多个凸起可被配置为接触垫并且抵靠整体件保持垫。
虽然WO2017/098224的布置可用于减轻上述问题，但仍然需要另选和改进的解决方案以用于防止或减轻对保持在元件机架内的整体件的机械损坏。具体地，期望提供一种改进的布置，该布置不需要在元件机架的壁中提供凸起，因为提供这些凸起增加了元件机架组件的制造成本和复杂性。
发明内容
在第一方面，本公开提供了一种用于将包含催化剂的至少一个整体件保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件，该元件机架组件包括元件机架和至少一个整体件；
该元件机架包括：
两对相对壁，其中这些壁形成矩形形状或正方形形状；
内部，该内部由这些壁形成；
入口端部；和
出口端部；
该至少一个整体件包括：
入口；
出口；
四个侧面；和
至少一种催化剂，该至少一种催化剂有效降低废气中的一种或多种气体的浓度；
该元件机架组件还包括：至少一个针织丝网承载元件；
其中至少一个整体件定位在元件机架的内部中，使得在至少一个整体件与元件机架的每个相邻壁之间存在至少一个针织丝网承载元件的至少一部分。
有利地，已发现针织丝网承载元件的使用改善元件机架组件的承载和阻尼性质。具体地，针织丝网承载元件可减轻或防止由外部诱导的振动和震动引起的对整体件的显著损坏。已发现针织丝网承载元件对于在元件机架中安装正方形或矩形整体件特别有利。
优选地，至少一个针织丝网承载元件位于元件机架的入口端部和或出口端部处。
优选地，至少一个针织丝网承载元件可在至少一个整体件的入口和或出口处在至少一个整体件的至少一个边缘之上延伸。至少一个整体件的该入口可包括两对相对入口边缘，其中该入口边缘形成矩形形状或正方形形状；并且至少一个针织丝网承载元件可在两对相对入口边缘之上延伸。至少一个整体件的该出口可包括两对相对出口边缘，其中这些出口边缘形成矩形形状或正方形形状；并且至少一个针织丝网承载元件可在两对相对出口边缘之上延伸。
有利地，已发现针织丝网承载元件在整体件的入口边缘和或出口边缘之上延伸减轻在使用中对整体件的损坏。据信，针织丝网承载元件能够向元件机架内的整体件提供径向和纵向支撑两者以及阻尼。因此，具体地，针织丝网承载元件可向元件机架内的整体件提供改进的纵向支撑，从而有助于防止整体件在元件机架的内部内偏移。
优选地，至少一个针织丝网承载元件具有环状形状。至少一个针织丝网承载元件可具有矩形形状或正方形形状。任选地，至少一个针织丝网承载元件可具有矩形环形状或正方形环形状。
至少一个针织丝网承载元件可包括在至少一个整体件的入口或该出口的一部分之上延伸的第一部分以及沿着至少一个整体件的四个侧面的一部分延伸的第二部分。至少一个针织丝网承载元件的第一部分和第二部分可彼此垂直地延伸，从而优选地形成L形横截面。第一部分可在至少一个整体件的入口的入口面或出口的出口面之上延伸2mm至10mm，任选地3mm至8mm，任选地5mm。第二部分可沿着至少一个整体件的四个侧面延伸5mm至25mm，任选地8mm至15mm，任选地12mm。
优选地，至少一个针织丝网承载元件包括位于元件机架的入口端部处的第一针织丝网承载元件以及位于元件机架的出口端部处的第二针织丝网承载元件。
有利地，已发现在元件机架的入口端部和出口端部两者处提供针织丝网承载元件以进一步改善整体件在元件机架的内部内的纵向支撑。
元件机架组件还可包括：至少一个密封件，该至少一个密封件位于至少一个整体件与元件机架的每个相邻壁之间，至少一个密封件纵向地位于第一针织丝网承载元件与第二针织丝网承载元件之间。密封件可以是垫，任选地纤维垫，任选地膨胀型纤维垫。
有利地，组合使用针织丝网承载元件和密封件(诸如纤维垫)可产生特定优点。与在现有技术布置中主要用于这些布置的阻尼和支撑性质的密封件相比，该密封件可主要用于防止或减少气体旁通并且因此可减小大小。此外，可选择密封件的材料和组合物以增强该密封件的密封性质而不是该密封件的承载容量，因为对整体件的主要支撑和阻尼由针织丝网承载元件提供。
两个或更多个整体件可存在于元件机架的内部中，至少两个整体件可彼此相邻定位，并且至少一个针织丝网承载元件可位于彼此相邻的整体件之间。
四个或更多个整体件存在于元件机架的该内部中，该至少四个整体件可以二乘二矩阵布置定位，其中每个整体件与另外两个整体件相邻，并且至少一个针织丝网承载元件可位于彼此相邻的整体件之间。
优选地，单独的针织丝网承载元件可位于该至少一个整体件中的每个整体件的该入口和该出口中的每一者处。
至少一个针织丝网承载元件可包括针织丝网。针织丝网由任何合适的钢形成，该任何合适的钢例如碳钢、不锈钢例如1.4301型不锈钢或1.4307型不锈钢。至少一个针织丝网承载元件所具有的密度可为0.8g/3至1.5g/3，任选地1.1g/3至1.3g/3，任选地1.2g/3。至少一个针织丝网承载元件可具有0.9mm到1.5mm的弹簧挠度。
元件机架组件还可包括：至少一个锁紧元件；
每个锁紧元件跨元件机架的入口端部或出口端部延伸并且连接到元件机架的两个相对侧面。至少两个锁紧元件可位于元件机架的该入口端部上，并且至少两个锁紧元件可位于元件机架的出口端部上。
有利地，使用至少一个锁紧元件可在元件机架内提供对整体件的附加的纵向支撑。
至少两个锁紧元件可布置为十字架，并且锁紧板可设置在至少两个锁紧元件之间的结合部处，其中锁紧板接合至少一个针织丝网承载元件。当元件机架包括至少两个整体件时，空间可位于相邻整体件之间，并且锁紧元件中的至少一个锁紧元件可在至少两个整体件上居中，并且任选地位于该至少两个整体件之间的空间中。至少一个针织丝网承载元件可包括在至少一个整体件的入口或出口的一部分之上延伸的第一部分以及沿着至少一个整体件的四个侧面的一部分延伸的第二部分，并且锁紧板可接合至少一个针织丝网承载元件的第一部分。每个锁紧元件可位于两个整体件之间的空间中，其中锁紧元件夹置在两个相邻针织丝网承载元件的该第二部分之间。
已发现这种布置在防止对元件机架内的整体件损坏方面特别有利。具体地，已发现锁紧板直接抵靠针织丝网承载元件的接合改善了阻尼和承载能力。此外，已发现将锁紧元件夹置在相邻针织丝网承载元件之间以向针织丝网承载元件和锁紧元件本身两者提供相互支撑。因此，与跨整体件的入口面和出口面延伸的锁紧元件相比，已发现本公开的锁紧元件在外部诱导的振动和震动期间更加耐用且不太易于失效。
此外，这种布置可允许锁紧元件的平面主体平行于整体件的纵向轴线定向，使得锁紧元件朝向相应的入口端部和出口端部呈现边缘。这在防止锁紧元件抑制气体流进入或离开整体件方面具有优点。
元件机架还可包括一个或多个凸缘，该一个或多个凸缘垂直于这些壁从入口端部和或出口端部向内延伸；其中一个或多个凸缘可接合至少一个针织丝网承载元件。
有利地，已发现，提供接合针织丝网承载元件的凸缘进一步改善了对元件机架的内部内的整体件的纵向支撑。
元件机架可包括两个L形组件，每个L形组件包括两对相对壁中的每对壁中的一个壁。两个L形组件可能够任选地通过焊接连接在一起以形成元件机架。
至少一个整体件可各自具有矩形形状或正方形形状。整体件可包括SCR催化剂或氧化催化剂。至少一个整体件可以是过滤器，例如壁流式过滤器。
在第二方面，本公开提供了一种用于将包含催化剂的至少一个整体件保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件，该元件机架组件包括元件机架和四个或更多个整体件；
该元件机架包括：
两对相对壁，其中这些壁形成矩形形状或正方形形状；
内部，该内部由这些壁形成；
入口端部；
出口端部；和
一个或多个凸缘，该一个或多个凸缘垂直于这些壁从入口端部和或出口端部向内延伸；
该四个或更多个整体件各自具有矩形形状或正方形形状并且包括：
入口；
出口；
四个侧面；和
至少一种催化剂，该至少一种催化剂有效降低废气中的一种或多种气体的浓度；
其中四个或更多个整体件定位在该元件机架的该内部中，整体件中的至少四个整体件以二乘二矩阵布置定位，其中每个整体件与另外两个整体件相邻；
在至少四个整体件中的每个整体件上定位有第一针织丝网承载元件和第二针织丝网承载元件，第一针织丝网承载元件在整体件在其入口处的边缘之上延伸，第二针织丝网承载元件在整体件在其出口处的边缘之上延伸；
第一针织丝网承载元件和第二针织丝网承载元件定位在至少四个整体件中的相邻对整体件之间和至少四个整体件与元件机架的相邻壁之间。
在第三方面，本公开提供了一种催化剂模块，该催化剂模块包括根据第一方面或第二方面所述的多个元件机架组件。
在第四方面，本公开提供了一种排放系统，该排放系统包括根据第一方面或第二方面所述的元件机架组件或根据第三方面所述的催化剂模块。排放系统可以是固定式燃烧系统，任选地船舶或者海上固定式燃烧系统的排放系统。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本公开的方面和实施方案，在附图中：
图1为根据本公开的元件机架组件的透视图；
图2为图1的元件机架组件的局部剖面端视图；
图3为图2的一部分的放大视图；
图4为图1的元件机架组件的横截面侧视图；
图5为图1的元件机架组件的针织丝网承载元件的透视图；
图6为图5的针织丝网承载元件的横截面侧视图；
图7为图6的一部分的放大视图；
图8为图1的元件机架组件的第一L形组件的透视图；
图9为图8的第一L形组件的端视图；
图10为图9的一部分的放大视图；
图11为图1的元件机架组件的第二L形组件的透视图；
图12为图11的第二L形组件的端视图；
图13为图11的一部分的放大视图；
图14为图11的另一部分的放大视图；
图15为图1的元件机架组件的锁紧元件组件的透视图；
图16为图15的锁紧元件组件的第一锁紧元件和第二锁紧元件的侧视图；
图17为图15的锁紧元件组件的锁紧板的平面图；
图18和图19示出了并非根据本公开的元件机架组件的测试的结果；并且
图20和图21示出了根据本公开的元件机架组件的测试的结果。
具体实施方式
如本说明书和所附权利要求书中所用，除非上下文另外明确地指明，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代。因此，例如，对“催化剂”提及包括两种或更多种催化剂的混合物等。
在本说明书中，参数“弹簧挠度”是在3巴压力和30巴压力下针织丝网承载元件的压缩量(以mm测量)的差异。
本领域读者将认识到，除非当前上下文另外教导，否则本公开的一个方面或实施方案的一个或多个特征可以与本公开的任何其它方面或实施方案的一个或多个特征组合。
现在将参考图1描述根据本公开的装置的示例，图1示出了用于将包含催化剂的至少一个整体件3保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件1。元件机架组件1包括元件机架2和至少一个整体件3。
元件机架2包括两对相对壁10，其中壁10形成矩形形状或如图2所示正方形形状。壁10限定由壁10形成的内部11。元件机架2具有入口端部12和出口端部13。
元件机架2的壁10可由任何合适等级的钢制成。壁10可具有任何合适的厚度，例如1mm到3mm，优选地1.5mm厚。
元件机架2可由多个L形组件15、16形成。可提供如图8至图10所示的第一L形组件15和如图11至图14所示的第二L形组件16，每个L形组件包括两对相对壁10中的每对相对壁中的一个壁10。第一L形组件15和第二L形组件16可能够例如通过焊接连接在一起以形成元件机架2。
如图2和图3所示，每个壁10可在元件机架的入口端部12和或出口端部13处设置有凸缘14。优选地，每个壁10在元件机架的入口端部12和出口端部13两者处包括凸缘14。每个凸缘14可通过折叠操作与该凸缘的相应壁10一体地形成。每个凸缘14可垂直于该凸缘的相应壁10延伸。每个凸缘14可延伸7.5mm至15mm。
元件机架2可包含单个整体件3。然而，优选地，元件机架2将多个整体件3保持在由四个壁10形成的内部11内。元件机架2可以不同配置诸如1×2、1×3、3×3等保持整体件3。在例示的示例中，如图2所示，元件机架2将四个整体件3保持在2×2配置中。
元件机架2的长度(深度)可基于整体件3的长度和期望串联放置在元件机架2内的整体件3的数量。
该或每个整体件3包括入口20、出口21和四个侧面22。该或每个整体件3可具有矩形形状或正方形形状，即当在入口20的方向上观察时，如图2所示。
该或每个整体件3(也称为“蜂窝”型载体)可具有从入口20处的入口面延伸到整体件3的出口21处的出口面的多个细小平行气体流通道，使得通道对流体流开放。该或每个整体件3可具有矩形，优选地正方形横截面流入表面。整体件3的面可具有任何尺寸，优选地介于100mm至1000mm之间，包括端值在内，优选地100mm至300mm之间，包括端值在内。该或每个整体件3在流动的方向上的长度通常在150mm到1500mm的范围内，但可使用其它长度。元件机架组件1在废气流的方向上的尺寸约为整体件3或整体件3的组合的长度，其中多于一个整体件3在废气流的方向上顺序地布置。
该或每个整体件3可包含多至约700个或更多个气体流通道/平方英寸的横截面，但可使用远远更少的气体流通道。例如，对于固定式应用，该或每个整体件3通常可具有约9至600个单元/平方英寸(“cpsi”)，更通常地约35至300cpsi。
该或每个整体件3设置有有效降低废气中的一种或多种气体的浓度的至少一种催化剂。气体流通道(其可以是从这些通道的流体入口到这些通道的流体出口基本上直的路径)由壁限定，有效处理废气的一种或多种催化剂可作为“载体涂层”涂覆在这些壁上，使得流过气体流通道的气体接触催化剂材料。
本领域普通技术人员熟悉用于储存或还原氮氧化物、氧化一氧化碳、储存或氧化烃、氧化氨(即，充当氨逃逸催化剂)和氧化或还原其它污染物以形成相对无害化合物的氮气、水和二氧化碳的一种或多种催化剂的用途和选择。该或每个整体件可包括SCR催化剂、氨氧化催化剂、烃氧化催化剂、NOx储存催化剂、储氧催化剂等中的一种或多种。该或每个整体件3可以是过滤器，诸如陶瓷过滤器。可存在其它类型的催化剂。整体件基底的气体流通道可以是可具有任何合适的横截面形状，诸如梯形、矩形、正方形、三角形、正弦曲线、六边形、椭圆形、圆形等的薄壁通道。
整体件3可包括陶瓷基板。陶瓷基底可由任何合适的耐火材料制成，该任何合适的耐火材料诸如堇青石、堇青石-α氧化铝、α-氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、莫来石、锂辉石、氧化铝-二氧化硅氧化镁、硅酸锆、硅烷醇、硅酸镁、锆、石英、铝硅酸盐以及它们的混合物。
整体件3可以是挤出催化剂制品。制备适用于本发明的挤出催化剂制品的方法例如从WO 2014/027207 A1和WO 2011/092521 A1或本文中作为背景技术确认的那些文献中的任一个文献已知。可添加合适的有机助剂诸如粘结剂、填料、孔隙改性剂、挤出润滑剂和增塑剂以有利于混合，从而形成均匀的可挤出物料。有机助剂可包括纤维素、水溶性树脂诸如聚环氧乙烷或聚乙二醇，并且在煅烧期间从最终基底中烧尽。
如图1至图4所示，元件机架组件1还包括至少一个针织丝网承载元件4。针织丝网承载元件4可位于元件机架2的入口端部12或出口端部13处。优选地，针织丝网承载元件4可位于元件机架2的入口端部12和出口端部13两者处。更优选地，内部11内的每个整体件3设置有位于整体件3的入口20处的第一针织丝网承载元件30和单独地位于整体件3的出口21处的第二针织丝网承载元件31。
该或每个针织丝网承载元件4可由针织丝网形成。针织丝网可由金属材料例如碳钢、不锈钢等形成。在一个优选示例中，针织丝网是1.4301型不锈钢或1.4307型不锈钢。
该至少一个针织丝网承载元件所具有的密度4可为0.8g/3至1.5g/3，任选地1.1g/3至1.3g/3，任选地1.2g/3。
当组装元件机架2的壁10时，每个针织丝网承载元件4可经受压缩。
该或每个整体件3定位在元件机架2的内部11中，使得在至少一个整体件3与元件机架2的每个相邻壁10之间存在至少一个针织丝网承载元件4的至少一部分。在两个或更多个整体件3存在于元件机架2的内部11中并且至少两个整体件3彼此相邻定位的情况下，优选地至少一个针织丝网承载元件4位于彼此相邻的整体件3之间。
每个第一针织丝网承载元件30可在整体件3的入口20处至少一个边缘23的相应整体件3的该至少一个边缘之上延伸。优选地，每个第一针织丝网承载元件30可在整体件3的入口20处所有边缘23之上延伸。整体件3的入口20可包括两对相对入口边缘23，其中入口边缘23形成矩形形状或正方形形状。在这种情况下，第一针织丝网承载元件30可在两对相对入口边缘23之上延伸。同样适用于整体件3的出口21的第二针织丝网承载元件31和边缘24。
如图5所示，每个针织丝网承载元件4可具有环状形状。该形状可以是矩形形状或正方形形状。该形状可以是矩形环形状或正方形环形状。
如图6和图7最清楚地示出，该或每个针织丝网承载元件4可包括在整体件3的入口20或出口21的一部分之上延伸的第一部分32和沿着整体件3的四个侧面22的一部分延伸的第二部分33。至少一个针织丝网承载元件4的第一部分32和第二部分33可彼此垂直地延伸，从而优选地形成L形横截面。第一部分32和第二部分33可具有3mm至5mm，例如3.5mm或4.5mm的厚度w。
第一部分32可具有外部长度L1，该外部长度可以是5mm至15mm。第一部分32可具有内部长度L3，该内部长度可在整体件3的入口20的入口面或出口21的出口面之上延伸2mm至10mm，任选地3mm至8mm，任选地5mm。
第二部分33可具有外部长度L2，该外部长度可以是8mm至20mm。第二部分33可具有内部长度L4，该内部长度可沿着整体件3的四个侧面22延伸5mm至25mm，任选地8mm至15mm，任选地12mm。
至少一个针织丝网承载元件4可具有0.9mm至1.5mm的弹簧挠度，其中弹簧挠度是在3巴压力和30巴压力下针织丝网承载元件的压缩量(以mm测量)的差异。示例性弹簧挠度在下表中阐述，对于由1.4301型不锈钢形成的针织丝网承载元件：
Figure BDA0003629452670000121
如图4所示，元件机架组件1还可包括至少一个密封件5，该至少一个密封件位于该或每个整体件3与元件机架2的每个相邻壁10和或每个相邻整体件3之间。该或每个密封件5可纵向地位于第一针织丝网承载元件30与第二针织丝网承载元件31之间。
该或每个密封件5所具有的纵向长度可以是整体件3的纵向长度的20％到40％，优选地30％。例如，在整体件3具有500mm的纵向长度的情况下，该或每个密封件5所具有的纵向长度可以是150mm。
在整体件3具有更大长度的情况下，可期望提供两个或更多个密封件5。例如，对于长度为600mm至1000mm的整体件3，可提供沿着整体件3的长度间隔开的两个密封件5，每个长度为140mm至160mm。
如图4所示，该或每个密封件5可位于元件机架组件1的长度的中点处或附近。该或每个密封件5可以是垫，例如纤维垫诸如膨胀型纤维垫。
密封件5可起作用来约束废气在整体件3周围旁通，因此有助于确保废气流通过整体件3的气体流通道。除针织丝网承载元件4之外，密封件5还可对震动和振动提供一定的附加阻尼。
如图1所示，元件机架组件1还可包括至少一个锁紧元件40、41，其中每个锁紧元件40、41跨元件机架2的入口端部12或出口端部13延伸并且连接到元件机架2的两个相对侧。每个锁紧元件40、41可通过焊接连接到元件机架的相应壁10。至少两个锁紧元件40、41可位于元件机架2的入口端部12上，并且至少两个锁紧元件40，41可位于元件机架2的出口端部13上。至少两个锁紧元件40、41可布置为十字架，并且锁紧板42可设置在至少两个锁紧元件40、41之间的结合部处。两个锁紧元件40、41和锁紧板42可一起形成锁紧板组件7，如图15所示。
锁紧元件40、41优选地定向成使得锁紧元件40、41的平面主体平行于整体件3的纵向轴线。换句话讲，如图1所示，优选的是锁紧元件40、41朝向相应的入口端部12和出口端部13呈现边缘。这在防止锁紧元件40、41遮挡整体件3的单元中的任一个单元，从而抑制气体流进入或离开整体件3方面具有优点。
锁紧元件40、41和锁紧板42通常可由与元件机架2的壁10相同的材料，即合适等级的钢制成。
如图15至图17所示，锁紧板组件7可通过将第一锁紧元件40和第二锁紧元件41与锁紧板42互连来组装。第一锁紧元件40可在该第一锁紧元件的中点处包括狭槽44，该狭槽延伸通过第一锁紧元件40的主体43的约一半。第二锁紧元件41可类似地在该第二锁紧元件的中点处包括狭槽46，该狭槽延伸通过第二锁紧元件41的主体45的约一半。因此，第一锁紧元件40和第二锁紧元件41可被开槽在一起，如图15所示。第二锁紧元件41可进一步设置有两个直立凸耳47。锁紧板42可设置有两个对应的孔48，这些孔的形状和尺寸被设定成接收凸耳47，如图15所示。一旦如图15所示组装，凸耳47就可焊接到锁紧板42以将锁紧板组件7保持在一起。
如图2所示，当组装到元件机架2时，锁紧板组件7的锁紧板42在元件机架2的该端部处接合该或每个针织丝网承载元件4。具体地，锁紧板42的后面接合该或每个针织丝网承载元件4的覆盖该或每个整体件3的入口面的第一部分32。
当元件机架2包括至少两个整体件3时，空间可位于相邻整体件3之间，并且锁紧板组件7的一个或两个锁紧元件40、41可在至少两个整体件3上居中，并且优选地位于该至少两个整体件之间的空间中。该或每个锁紧元件40、41可夹置在两个相邻针织丝网承载元件4的第二部分33之间。
垂直于壁10从入口端部12和或出口端部13向内延伸的该或每个凸缘14可接合该或每个针织丝网承载元件4。
在本公开的另一方面，可提供催化剂模块，该催化剂模块包括将多个元件机架组件1分组在一起。
催化剂模块可形成为具有或不具有外围机架。
具有外围机架的催化剂模块在本领域中是已知的，并且可具有由水平隔板和竖直隔板形成的两个侧面、顶部、底部和多个空间。每个空间可接收本公开的元件机架组件1，空间中的每个元件机架组件可包含多个整体件3。
不具有外围机架的催化剂模块可通过如下方式形成：通过将元件机架组件1放置成彼此相邻并且位于彼此的顶部上，并且将相邻元件机架组件1连接在一起而将多个元件机架组件1组合在一起。
在本公开的另一方面，可提供一种排放系统，该排放系统包括如上所述的一个或多个元件机架组件1或催化剂模块。排放系统可以是固定式燃烧系统，例如船舶或者海上固定式燃烧系统的排放系统。
实施例
图18和图19示出了在热震荡器测试台上对并非根据本公开的元件机架组件的随机振动测试的结果。该元件机架组件包括以2×2配置布置的四个整体件。膨胀型垫布置在每个整体件与每个相邻壁或整体件之间。此外，在元件机架的入口端部和出口端部处提供两个锁紧元件。这些锁紧元件形成十字架形状并且被定向成使这些锁紧元件的平面主体垂直于元件机架组件的纵向轴线，使得锁紧元件跨整体件的入口面和出口面铺设。
如图18和图19所示，膨胀型垫无法提供足够高的承载和阻尼力来防止元件机架组件发生故障。在测试期间，据观察整体件经历显著的侧向移动，并且垫被快速地磨损。此外，锁紧元件变形从而导致这些锁紧元件的焊接断裂。如图19所示，整体件遭受显著的损坏，尤其是沿着该整体件的入口边缘和出口边缘。
图20和图21示出了在热震荡器测试台上对根据本公开的元件机架组件的相同随机振动测试的结果。该元件机架组件包括以2×2配置布置的四个整体件3。方形的环状针织丝网承载元件4设置在每个整体件3的入口和出口处。此外，图15所示的类型的两个锁紧板组件7设置在元件机架2的入口端部和出口端部处。
在测试期间，据观察整体件3经历显著更少的移动。此外，锁紧板组件7并未变形或断裂。如图20所示，元件机架组件1成功地通过测试，并且如图21所示，整体件边缘基本上不受损坏。
本公开的其他方面和实施方案在以下条款中阐述：
条款1.一种用于将包含催化剂的至少一个整体件保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件，该元件机架组件包括元件机架和至少一个整体件；
该元件机架包括：
两对相对壁，其中这些壁形成矩形形状或正方形形状；
内部，该内部由这些壁形成；
入口端部；和
出口端部；
该至少一个整体件包括：
入口；
出口；
四个侧面；和
至少一种催化剂，该至少一种催化剂有效降低该废气中的一种或多种气体的浓度；
该元件机架组件还包括：至少一个针织丝网承载元件；
其中该至少一个整体件定位在该元件机架的该内部中，使得在该至少一个整体件与该元件机架的每个相邻壁之间存在该至少一个针织丝网承载元件的至少一部分。
条款2.根据条款1所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件位于该元件机架的该入口端部和或该出口端部处。
条款3.根据条款1或条款2所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件在该至少一个整体件的该入口和或该出口处该至少一个整体件的至少一个边缘之上延伸。
条款4.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个整体件的该入口包括两对相对入口边缘，其中该入口边缘形成矩形形状或正方形形状；并且该至少一个针织丝网承载元件在该两对相对入口边缘之上延伸。
条款5.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个整体件的该出口包括两对相对出口边缘，其中这些出口边缘形成矩形形状或正方形形状；并且该至少一个针织丝网承载元件在该两对相对出口边缘之上延伸。
条款6.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件具有环状形状。
条款7.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件具有矩形形状或正方形形状。
条款8.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件具有矩形环形状或正方形环形状。
条款9.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件包括在该至少一个整体件的该入口或该出口的一部分之上延伸的第一部分以及沿着该至少一个整体件的该四个侧面的一部分延伸的第二部分。
条款10.根据条款9所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件的该第一部分和该第二部分彼此垂直地延伸，从而优选地形成L形横截面。
条款11.根据条款9或条款10所述的元件机架组件，其中该第一部分在该至少一个整体件的该入口的入口面或该出口的出口面之上延伸2mm至10mm，任选地3mm至8mm，任选地5mm。
条款12.根据权利要求9至11中任一项所述的元件机架组件，其中该第二部分沿着该至少一个整体件的该四个侧面延伸5mm至25mm，任选地8mm至15mm，任选地12mm。
条款13.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件包括位于该元件机架的该入口端部处的第一针织丝网承载元件以及位于该元件机架的该出口端部处的第二针织丝网承载元件。
条款14.根据条款13所述的元件机架组件，该元件机架组件还包括：至少一个密封件，该至少一个密封件位于该至少一个整体件与该元件机架的每个相邻壁之间，该至少一个密封件纵向地位于该第一针织丝网承载元件与该第二针织丝网承载元件之间。
条款15.根据条款14所述的元件机架组件，其中该密封件是垫，任选地纤维垫，任选地膨胀型纤维垫。
条款16.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中两个或更多个整体件存在于该元件机架的该内部中，该至少两个整体件彼此相邻定位，并且该至少一个针织丝网承载元件位于彼此相邻的整体件之间。
条款17.根据条款16所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件包括位于该元件机架的该入口端部处的第一针织丝网承载元件以及位于该元件机架的该出口端部处的第二针织丝网承载元件。
条款18.根据条款16至17中任一项所述的元件机架组件，该元件机架组件还包括：至少一个垫，该至少一个垫位于相邻整体件之间，该至少一个垫纵向地位于该第一针织丝网承载元件与该第二针织丝网承载元件之间。
条款19.根据条款18所述的元件机架组件，其中该垫是纤维垫，优选地膨胀型纤维垫。
条款20.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中四个或更多个整体件存在于该元件机架的该内部中，该至少四个整体件以二乘二矩阵布置定位，其中每个整体件与另外两个整体件相邻，并且该至少一个针织丝网承载元件位于彼此相邻的整体件之间。
条款21.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中单独的针织丝网承载元件位于该至少一个整体件中的每个整体件的该入口和该出口中的每一者处。
条款22.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件包括针织丝网。
条款23.根据条款22所述的元件机架组件，其中该针织丝网由任何合适的钢形成，该任何合适的钢例如碳钢、不锈钢例如1.4301型不锈钢或1.4307型不锈钢。
条款24.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件所具有的密度为0.8g/3至1.5g/3，任选地1.1g/3至1.3g/3，任选地1.2g/3。
条款25.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件具有0.9mm至1.5mm的弹簧挠度。
条款26.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该元件机架组件还包括：至少一个锁紧元件；
每个锁紧元件跨该元件机架的该入口端部或该出口端部延伸并且连接到该元件机架的两个相对侧面。
条款27.根据条款26所述的元件机架组件，其中至少两个锁紧元件位于该元件机架的该入口端部上，并且至少两个锁紧元件位于该元件机架的该出口端部上。
条款28.根据条款27所述的元件机架组件，其中该至少两个锁紧元件布置为十字架，并且锁紧板设置在该至少两个锁紧元件之间的结合部处，其中该锁紧板接合该至少一个针织丝网承载元件。
条款29.根据条款26至28中任一项所述的元件机架组件，其中当该元件机架包括至少两个整体件时，空间位于相邻整体件之间，并且该锁紧元件中的至少一个锁紧元件在该至少两个整体件上居中，并且任选地位于该至少两个整体件之间的该空间中。
条款30.根据条款26至29中任一项所述的元件机架组件，其中该至少一个针织丝网承载元件包括在该至少一个整体件的该入口或该出口的一部分之上延伸的第一部分以及沿着该至少一个整体件的该四个侧面的一部分延伸的第二部分，并且该锁紧板接合该至少一个针织丝网承载元件的该第一部分。
条款31.根据条款30所述的元件机架组件，其中每个锁紧元件位于两个整体件之间的空间中，其中该锁紧元件夹置在两个相邻针织丝网承载元件的该第二部分之间。
条款32.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该元件机架还包括垂直于这些壁从该入口端部和或该出口端部向内延伸的一个或多个凸缘；其中该一个或多个凸缘接合该至少一个针织丝网承载元件。
条款33.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该元件机架包括两个L形组件，每个L形组件包括两对相对壁中的每对壁中的一个壁。
条款34.根据条款33所述的元件机架组件，其中该两个L形组件能够任选地通过焊接连接在一起以形成该元件机架。
条款35.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该至少一个整体件各自具有矩形形状或正方形形状。
条款36.根据任一前述条款所述的元件机架组件，其中该整体件包括SCR催化剂；氧化催化剂；或过滤器。
条款37.一种用于将包含催化剂的至少一个整体件保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件，该元件机架组件包括元件机架和四个或更多个整体件；
该元件机架包括：
两对相对壁，其中这些壁形成矩形形状或正方形形状；
内部，该内部由这些壁形成；
入口端部；
出口端部；和
一个或多个凸缘，该一个或多个凸缘垂直于这些壁从该入口端部和或该出口端部向内延伸；
该四个或更多个整体件各自具有矩形形状或正方形形状并且包括：
入口；
出口；
四个侧面；和
至少一种催化剂，该至少一种催化剂有效降低该废气中的一种或多种气体的浓度；
其中该四个或更多个整体件定位在该元件机架的该内部中，该整体件中的至少四个整体件以二乘二矩阵布置定位，其中每个整体件与另外两个整体件相邻；
在该至少四个整体件中的每个整体件上定位有第一针织丝网承载元件和第二针织丝网承载元件，该第一针织丝网承载元件在该整体件在其入口处的边缘之上延伸，该第二针织丝网承载元件在该整体件在其出口处的边缘之上延伸；
该第一针织丝网承载元件和该第二针织丝网承载元件定位在该至少四个整体件中的相邻对整体件之间和该至少四个整体件与该元件机架的相邻壁之间。
条款38.一种催化剂模块，该催化剂模块包括根据任一前述条款所述的多个元件机架组件。
条款39.一种排放系统，该排放系统包括根据条款1至37中任一项所述的元件机架组件或根据条款38所述的催化剂模块。
条款40.根据条款39所述的排放系统，该排放系统可以是固定式燃烧系统、任选地海上固定式燃烧系统的排放系统。

Claims (24)

1.一种用于将包含催化剂的至少一个整体件保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件，所述元件机架组件包括元件机架和至少一个整体件；
所述元件机架包括：
两对相对壁，其中所述壁形成矩形形状或正方形形状；
内部，所述内部由所述壁形成；
入口端部；和
出口端部；
所述至少一个整体件包括：
入口；
出口；
四个侧面；和
至少一种催化剂，所述至少一种催化剂有效降低所述废气中的一种或多种气体的浓度；
所述元件机架组件还包括：至少一个针织丝网承载元件；
其中所述至少一个整体件定位在所述元件机架的所述内部中，使得在所述至少一个整体件与所述元件机架的每个相邻壁之间存在所述至少一个针织丝网承载元件的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件位于所述元件机架的所述入口端部和或所述出口端部处。
3.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个整体件的所述入口包括两对相对入口边缘，其中所述入口边缘形成矩形形状或正方形形状；并且所述至少一个针织丝网承载元件在所述两对相对入口边缘之上延伸。
4.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个整体件的所述出口包括两对相对出口边缘，其中所述出口边缘形成矩形形状或正方形形状；并且所述至少一个针织丝网承载元件在所述两对相对出口边缘之上延伸。
5.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件具有矩形环形状或正方形环形状。
6.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件包括在所述至少一个整体件的所述入口或所述出口的一部分之上延伸的第一部分以及沿着所述至少一个整体件的所述四个侧面的一部分延伸的第二部分；
并且任选地其中所述至少一个针织丝网承载元件的所述第一部分和所述第二部分彼此垂直地延伸，从而优选地形成L形横截面；
并且任选地其中所述第一部分在所述至少一个整体件的所述入口的入口面或所述出口的出口面之上延伸2mm至10mm，任选地3mm至8mm，任选地5mm；
并且任选地其中所述第二部分沿着所述至少一个整体件的所述四个侧面延伸5mm至25mm，任选地8mm至15mm，任选地12mm。
7.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件包括位于所述元件机架的所述入口端部处的第一针织丝网承载元件以及位于所述元件机架的所述出口端部处的第二针织丝网承载元件。
8.根据权利要求7所述的元件机架组件，所述元件机架组件还包括：至少一个密封件，所述至少一个密封件位于所述至少一个整体件与所述元件机架的每个相邻壁之间，所述至少一个密封件纵向地位于所述第一针织丝网承载元件与所述第二针织丝网承载元件之间。
9.根据权利要求8所述的元件机架组件，其中所述密封件是垫，任选地纤维垫，任选地膨胀型纤维垫。
10.根据权利要求8或9所述的元件机架组件，其中所述至少一个密封件所具有的纵向长度为所述至少一个整体件的纵向长度的20％至40％。
11.根据权利要求8、9或10所述的元件机架组件，其中所述至少一个密封件位于所述元件机架组件的长度的中点处。
12.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中两个或更多个整体件存在于所述元件机架的所述内部中，所述至少两个整体件彼此相邻定位，并且所述至少一个针织丝网承载元件位于彼此相邻的整体件之间。
13.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中四个或更多个整体件存在于所述元件机架的所述内部中，所述至少四个整体件以二乘二矩阵布置定位，其中每个整体件与另外两个整体件相邻，并且所述至少一个针织丝网承载元件位于彼此相邻的整体件之间。
14.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中单独的针织丝网承载元件位于所述至少一个整体件中的每个整体件的所述入口和所述出口中的每一者处。
15.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件包括针织丝网；
并且任选地其中所述针织丝网由任何合适的钢形成，所述任何合适的钢例如碳钢、不锈钢例如1.4301型不锈钢或1.4307型不锈钢；
并且任选地所述至少一个针织丝网承载元件所具有的密度为0.8g/cm3至1.5g/cm3，任选地1.1g/cm3至1.3g/cm3，任选地1.2g/cm3。
16.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件具有0.9mm至1.5mm的弹簧挠度。
17.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述元件机架组件还包括：至少一个锁紧元件；
每个锁紧元件跨所述元件机架的所述入口端部或所述出口端部延伸并且连接到所述元件机架的两个相对侧面。
18.根据权利要求17所述的元件机架组件，其中至少两个锁紧元件位于所述元件机架的所述入口端部上，并且至少两个锁紧元件位于所述元件机架的所述出口端部上；其中所述至少两个锁紧元件布置为十字架，并且锁紧板设置在所述至少两个锁紧元件之间的结合部处，其中所述锁紧板接合所述至少一个针织丝网承载元件。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的元件机架组件，其中当所述元件机架包括至少两个整体件时，空间位于相邻整体件之间，并且所述锁紧元件中的至少一个锁紧元件在所述至少两个整体件上居中，并且任选地位于所述至少两个整体件之间的所述空间中。
20.根据权利要求18至19中任一项所述的元件机架组件，其中所述至少一个针织丝网承载元件包括在所述至少一个整体件的所述入口或所述出口的一部分之上延伸的第一部分以及沿着所述至少一个整体件的所述四个侧面的一部分延伸的第二部分，并且所述锁紧板接合所述至少一个针织丝网承载元件的所述第一部分；
并且任选地其中每个锁紧元件位于两个整体件之间的空间中，其中所述锁紧元件夹置在两个相邻针织丝网承载元件的所述第二部分之间。
21.根据任一前述权利要求所述的元件机架组件，其中所述元件机架还包括垂直于所述壁从所述入口端部和或所述出口端部向内延伸的一个或多个凸缘；其中所述一个或多个凸缘接合所述至少一个针织丝网承载元件。
22.一种用于将包含催化剂的至少一个整体件保持在来自燃烧源的废气的流中的元件机架组件，所述元件机架组件包括元件机架和四个或更多个整体件；
所述元件机架包括：
两对相对壁，其中所述壁形成矩形形状或正方形形状；
内部，所述内部由所述壁形成；
入口端部；
出口端部；和
一个或多个凸缘，所述一个或多个凸缘垂直于所述壁从所述入口端部和或所述出口端部向内延伸；
所述四个或更多个整体件各自具有矩形形状或正方形形状并且包括：
入口；
出口；
四个侧面；和
至少一种催化剂，所述至少一种催化剂有效降低所述废气中的一种或多种气体的浓度；
其中所述四个或更多个整体件定位在所述元件机架的所述内部中，所述整体件中的至少四个整体件以二乘二矩阵布置定位，其中每个整体件与另外两个整体件相邻；
所述至少四个整体件中的每个整体件上定位有第一针织丝网承载元件和第二针织丝网承载元件，所述第一针织丝网承载元件在所述整体件在其入口处的边缘之上延伸，所述第二针织丝网承载元件在所述整体件在其出口处的边缘之上延伸；
所述第一针织丝网承载元件和所述第二针织丝网承载元件定位在所述至少四个整体件中的相邻对整体件之间和所述至少四个整体件与所述元件机架的相邻壁之间。
23.一种催化剂模块，所述催化剂模块包括根据任一前述权利要求所述的多个元件机架组件。
24.一种排放系统，所述排放系统包括根据权利要求1至22中任一项所述的元件机架组件或根据权利要求23所述的催化剂模块；
并且任选地所述排放系统是固定式燃烧系统、任选地船舶固定式燃烧系统的排放系统。
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