CS199526B2 - Formed catalyst and method of its manufacture - Google Patents

Formed catalyst and method of its manufacture Download PDF

Info

Publication number
CS199526B2
CS199526B2 CS782370A CS237078A CS199526B2 CS 199526 B2 CS199526 B2 CS 199526B2 CS 782370 A CS782370 A CS 782370A CS 237078 A CS237078 A CS 237078A CS 199526 B2 CS199526 B2 CS 199526B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalytically active
aluminum
layer
catalyst
shaped catalyst
Prior art date
Application number
CS782370A
Other languages
English (en)
Inventor
Herbert Voelker
Edgar Koberstein
Alfred Bozon
Joerg Hensel
Original Assignee
Degussa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Publication of CS199526B2 publication Critical patent/CS199526B2/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0225—Coating of metal substrates
    • B01J37/0226—Oxidation of the substrate, e.g. anodisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/60—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S502/00—Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
    • Y10S502/523—Miscellaneous specific techniques of general applicability

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

Vynález se týká tvarovaného katalyzátoru, zejména k vytvoření a/nebo· úpravě reakčních prostor s katalyticky aktivními plochami, způsobu výroby tohoto katalyzátoru, zejména v přímo· použitelných prostorových zařízeních a jehopoužití k čištění spalných plynů.
škodlivé látky spalných plynů, zejména výfukových ·plynů spalovacích motorů stále vzrůstajícího počtu motorových · vozidel, představují závažné nebezpečí . pro zdraví lidí, zvířat a rostlin. V některých zemích jsou uzákoněny maximálně přípustné koncentrace škodlivých látek. Mezi · metodami navrženými a již praktikovanými při · řešení těchto problémů znečišťování · ovzduší, dosáhly největšího významu způsoby· katalytického čištění spalných plynů. Na katalyzátory k tomu potřebné jsou kladeny nejvyšší požadavky pdkud se týká chování při záhřevu, účinnosti, trvalé aktivity a mechanické · stability. Například při použití v motorových vozidlech musí již při pokud možno nízkých teplotách být účinné a · dlouhou dobu a ve všech v úvahu přicházejících rozmezích teploty a prostorové rychlosti musí zaručovat ve vysokém .procentu přeměnu odstraňovaných škodlivých látek (zejména uhlovodíků, kysličníku uhelnatého a kysličníků dusíku) v nezávadné oxidační a re- 2 dukční produkty, kysličník · uhličitý, vodní páru a dusík. Kvůli silnému mechanickému namáhání během nepřetržitého · · provozu musí mít dostatečnou mechanickou stabilitu a nesmí tuto stabilitu ztratit' při větším· přehřívání, napřílad při vysazení zážehu v jednom nebo· více válcích. Musí tedy· splňovat · řadu podmínek, které · jsou současně· těžko splnitelné, popřípadě , probíhají navzájem kontroverzně.
Dosud byly vedle sypaných katalyzátorových loží, tj. výlisků nebo · extrud-átů. . nosných katalyzátorů, nebo rozptýlených · katalyzátorů, nebo směsných . · katalyzátorů používány především monolitické nosné katalyzátory. Sestávají z inertního keramického · skeletu s malým· povrchem například· z kordieritu, mullitu nebo ,«-kysličníku hlinitého jako· strukturního· zesilovače, na který' ·je nanesena řídká vrstva, většinou · s velkým povrchem, ze žáruvzdorného, většinou · kysličn^ík^c^\zť^l^o nosného· materiálu, ·jako· . ·kysličníku hlinitého· tak zvané gama řady, která opě-t nese vlastní katalyticky aktivní složku.
Tato· může sestávat ze vzácného kovu, sloučenin vzácných kovů nebo· sloučenin nevzácných kovů. Ze skupiny · vzácných kovů se používají například platina, paládium, rhodium, ruthenium, iridium, zlato· a stříbro.
Jako sloučeniny nevzácných kovů přicháze199526 jí v úvahu například kysličníky mědi, chrómu, manganu, železa, kobaltu, niklu a jejich kombinace, jako například chromitán měďný. Další varianty vznikají tím, že se vzácné kovy nebo· jejich sloučeniny kombinují s nevzácnými · kovy nebo jejich sloučeninami, popřípadě nevzácné kovy nebo jejich sloučeniny se vzácnými kovy nebo jejich sloučeninami. V mnoha případech se k aktivní složce jako tak zvané promotory ke zlepšení určitých vlastností systému přidávají ještě malá množství jiných prvků, například ze skupiny kovů alkalických zemin, jako hořčík, vápník, stroncium nebo baryum, ze skupiny vzácných zemin, jako' např. samarium, lanthan, cer, nebo . ze IV. skupiny periodického· systému, jako například titan, zirkon nebo cín.
Jako> značná nevýhoda katalyzátorů s keramickými strukturními zesilovači, zejména monolitických . voštinových katalyzátorů z kordieriťu, mullitu nebo «-kysličníku hlinitého· se ukázala jejich citlivost na mechanické vlivy a tepelné přehřívání. Tak u keramiky působí křehnutí a drobení otřesy nastávající při jízdě přerušovanými impulsy sloupce spalných plynů, vibrace motoru a pohyby vozidla ve spojení se špičkovými teplotami. Při tepelném přehřívání v prostorově úzce · · ohraničeném monolitu může dojít ke slinutí, tavení a spékání strukturního· zesilovače přítomného ve formě monolitu nebo· sypaných tělísek s jeho· povrchovou vrstvou, z čehož vzniká částečná nebo úplná inaktivace.
Dále se ukázalo, že umístění těchto keramických voštin v kovových pouzdrech · je vzhledem k rozdílné roztažnosti keramiky a kovu obtížné a · vyžaduje nákladných konstrukčních opatření, aby se při relativních pohybech nastávajících při provozních teplotách, které se stále mění v možných intervalech mezi —30 a +1000 °C zaručilo elastické · · a plynotěsné držení voštin.
Bylo· proto věnováno úsilí najít vhodnější náhradní materiály pro· katalyzátory stavěné · na · keramické bázi a příznivější prostorové vytvoření pro tyto katalyzátory.
V DE vykládacím · spise 23 02 746 byla již popsána · nosná ' matice pro katalytický reaktor k čištění spalných plynů u spalovacích motorů, která je · zhotovena ze střídavě uspořádaného vlnitého· a hladkého, proti vysokým· teplotám odolného ocelového plechu, . který nese vrstvu katalyticky působícího · · kovu, · jako platiny nebo paládia nebo· kysličníku kovu, jako· kysličníku mědi, kysličníku niklu a podobně. Jako· známé je zde popsáno použití kovového nosiče z materiálu s vysokým obsahem · niklu (Monel), přičemž nikl · po změně v kysličník ukazuje katalytickou · účinnost. Uvedený · vykládací spis také mimo· jiné navrhuje buď ocelové plechy povrstvit · mědí, nebo niklem a povrstvené potom oxidovat nebo je přímo pokrýt katalyticky působícím kovovým kysličníkem.
Německé vykládací spisy 24 36 559 a 25 40 ·882 uvádějí zjednodušený katalytický reaktor k od^^ranění jedovatosti spalných plynů spalovacího motoru, u kterého výfukový oblouk a/nebo· sběrné potrubí a/nebo výfuk · · popřípadě opatřený vířiči jsou uvnitř opatřeny katalyticky aktivní vrstvou z platiny, mědi, popřípadě základní vrstvou kysličníku hlinltéliO’ řady gama, která je opatřena vrstvou platiny.
Všechna již ukázaná řešení poskytují sice použitelná řešení pro· prostorovou úpravu strukturního zesilovače, ke kterým náležejí i součásti potrubí spalných plynů, neukazují však žádný způsob k dosažení dostatečného, přilnavého· spojení mezi kovem a nosným katalyzátorem.
První pokusy ke zpracování tohoto, pro pevnost katalyzátoru rozhodujícího· problému se nacházejí · v DE vykládacím spise 24 50 664. Zde se popisuje katalyzátor · sestavený z maximálně čtyř vrstev, u kterého nosič odolný · vůči · · zahřívání a oxidaci je · pokryt porézní vrstvou ze slitiny železa ve formě protaženého a do válce · svinutého· plechu obsahující kyslík, která má pohlcovat na ní umístěnou katalyzátorovou vrstvu a získá se přednostně tepelnou, chemickou nebo elektrolytickou povrchovou oxidací železné slitiny s obsahem hliníku, s · eventuálním přídavným zesílením pomocí zevně naneseného· kysličníku hlinitého· (rovněž popsané alternativní opatření spočívající · v přímém povrstvení · kovu kysličníkem hlinitým z disperzí, je pro· danou problematiku irrelevantní a z dříve zmíněných důvodů by bylo· i neupotřebitelné).
Nevýhody · katalyzátorů tohoto druhu opatřených vrstvou kysličníku je třeba vidět v tom, že vyžadují nákladné, proti žáru a oxidaci odolné · železné slitiny pro strukturní zesilovač a že kysličníková vrstva na · · slitině slibuje dostatečnou přilnavost například k nanesené základní reaktivní vrstvě jen pak, když kov přítomný pro tvorbu kysličníku není v železné · slitině obsažen v příliš malé koncentraci a může se z této vybxidovat v · dostatečném rozsahu a za vzniku porézní, mechanicky· stálé povrchové struktury v hospodářsky přijatelné době. 'Ja!ko· další slabiny známého^ katalyzátoru · je třeba uvést, že jeho· kovový strukturní zesilovač v důsledku kysllčníkové vrsitvy navíc na něj navazující, působí snížení hodnoty přestupu · tepla od katalyzátorové hmoty obtékané spalným: plynem, což může vést k dočasnému · přehřívání · katalyzátorové hmoty.
Uspokojivější řešení pevného přilnutí katalyzátorů na tepelně stálé· kovové podložky spočívá v metodě plamenného stříkání a je popsané v DE patentovém spise číslo '21 51416. Zde se navrhuje opatřovat vrstvou katalyzátorového· materiálu . libovolně tvarované konstrukční plochy v reakčních prostorách ke katalytické reakci plynů. Zatím je nevýhodné, že jsou použitelné pouze speciální oxidační katalyzátory tak zvaného· typu směsného· - katalyzátoru nebo rozptýleného katalyzátoru a navíc je nutné nanášení mědi nebo stříbra jako základu.
Vynález má - za úkol překonat tyto nevýhody a -opatřit tvarovaný katalyzátor, zejména pro -vytvoření a/nebo úpravu reakčních prostor s katalyticky aktivními plochami, který sestává ze strukturního zesilovače ze - železného - kovu, z vrstvy žáruvzdorného ncsného materiálu nanesené na strukturní nosič a - katalyticky aktivní - složky nanesené na - nosný materiál a který se vyznačuje tím, že -těleso· -strukturního· zesilovače sestává ze železa nebo ocele a jeho -povrch je opatřen pevně přilnutou, dobře - zakotvitelnou difúzhí --vrstvou z hliníku/železa, přičemž se - posledně jmenovaná -vrstva získá nejméně jednominutovým temperováním hliníkem -povrstveného- železa nebo- ocele při teplotě mezi 600 a 1200 °C. >
Vynález se tedy -týká kombinovaného- katalyzátoru z - cenově velmi příznivého, katalyticky inertního- tělesa z uhlíkaté ocele, litiny - nebo - kujného - železa - nebo- - jiné nízko legované pcele, - které - v - důsledku specifikovaného- způsobu výroby - je chráněno proti korozi - a- má pevně -přilnavou povrchovou vrstvu, která ,má charakter- - slitiny a tím má vysekou tepelnou vodivost, podle rentgenografické zkoušky - neobsahuje kysličník hlinitý - a v důsledku svého· mimořádně silně výrazného· rozpukání a nepravidelného- krystalického zplstění představuje výborný podklad pro -systémy nosných katalyzátorů, sestávající z kysličníkového, výhodně- jako základní vrstva naneseného nosného -materiálu a ina něm vyloučené katalyticky aktivní složky.
Nesmí se však také -přehlédnout, že vynález - u katalyzátorů s kovovým strukturním zesilovačem umožňuje použít místo nákladných - - .legovaných ocelí cenově velmi přístupné jednoduché druhy železa a ocele, neboť to vede ke zlevnění o- faktor 5 až 10.
Použití dlfúzních vrstev hliník/železo^ k ochraně železných předmětů je sice již - delší dobu známé. Je však zapotřebí temperačních - podmínek podle vynálezu, aby se pro nosné katalyzátory na bázi železa - nebo ocele - dosáhlo použitelné jakosti povrchu, poněvadž korozívní vlastnosti jsou zde pouze jedním z mnoha předpokladů úspěchu.
Jalko výhodné 'se ukázalo, když - těleso strukturního -zesilovače sestává z - ocele nebo litiny s obsahem uhlíku mezi 0,005 a 5, 'výhodně 0,08 až 0,5 hmot. %. Při -udaných podmínkách temperování získá těleso· strukturního· -zesilovače difúzní vrstvu hllník/žeIezo. - (slitina) bohatou na železo· s dobrou tažností. Difúzní vrstvy bohaté fira - hliník, například nanesené - hliníkováním difúzí, které obsahují křehkou fázi AlhFe, nejsou vhodné.
Difúzní vrstva má nerovný povrch, jehož nerovnost je více než 0,05 - ^m, - měřeno
Hommelovým přístrojem T 3 pro měření drsnosti povrchu.
Tvarovaný katalyzátor -podle vynálezu může být vytvořen tak, že těleso- strukturního zesilovače je zcela nebo- částečně pokryto- na jedné -straně, na více - -stranách - nebo na všech -stranách vrstvou -kombinace nosného materiálu a aktivní složky. Pro· katalyzátor přicházejí v úvahu jednoduché prostorové - tvary, jako- peletový - tvar - nebojiný tvar vhodný pro sypané lože. Může být vytvořen voštinovitě, - přičemž alespoň voštinové kanály jsou - opatřeny vrstvou kombinace nosného^ - materiálu - a aktivní - složky. K tomu s-tačí upevnit na -sebe hliníkem· převrstvené, zvlněné nebo· střídavě zvlněné a hladké plechy, aby se vytvořily jednotlivé, od sebe- oddělené, paralelně probíhající - -průtokové kanály, k čemuž stačí jednoduché tepelné zpracování.
Podstatná a - průmyslově - významná úprava tvarovaného katalyzátoru .ptodle vynálezu spočívá v tem, - že - je - vytvořen jako- uzavrený reakční prostor, přičemž - katalyticky aktivní plocha je obrácena - k - reakčnímu - prostoru. Tento princip je . znám - již z DE patentového spisu 21 51 416. Podle toho- může katalyzátor plochou mající kombinaci nosného- - materiálu a aktivní složku - -ohraničovat spalovací - prostor a kanály pro'- spalné plyny -spalovacího motoru. K -tomu se například hlava válce spalovacího- motoru - zhotoví ze strukturního- zesilovače z litiny, opatřeného· jmenovanou difúzní vrstvou a boční plocha - spalovacího- prostoru - se opatří hosným katalyzátorem. Tvarovaný katalyzátor však může být také vytvořen- jako trubka nebo systém trubek, jejichž vnitřní stěny jsou opatřeny - vrstvou kombinace nosného materiálu a aktivní složky. Ve - speciální úpravě vynálezu je taková trubka, popřípadě systém trubek, vytvořen jako výfuk, oblouk -spalných - plynů nebo- odplynoyé sběrhé potrubí, předřazený tlumič nebo· - hlavní tlumič motorového vozidla vybaveného· spalovacím motorem.
Konečně - může být tvarovaný katalyzátor ve tvaru tělesa - povrstveného všestranně kombinací nosného materiálu a aktivní složky, které narušuje proudění a/nebo mění 'směr - proudění, umístěného- v katalyzátorové trubce nebo v systému katalyzátorových 'trubek. Vestavěná tělesa mohou být v trubce nebo- v -systému -trubek uspořádána průběžně nebo po úsecích $ imoziprostorami. V nejjednodušším případě spočívá úprava ve 'výfukové rouře - opatřené uvnitř vrstvou nos-, hého, -katalyzátoru, která - - je rovněž - povlečena katalyzátorem, - opatřená vestavbami rušícími a/nebo měnícími směr proudění, kterými se dosáhne dynamického tlaku vyššího - o- 0,00003 MPa až 0,25 MPa, měřeno při rychlosti proudění vzduchu 12 m/s při teplotě místnosti, oproti trubce bez vestavby. Tato- podmínka -podstatná pro dosažení op199526 timální látkové výměny je uváděna .v-e starší patentové přihlášce přihlašovatele P
58, 892.
Katalyzátorové trubky, popřípadě systémy trubek vytvořené .podle vynálezu, vybavené vířiči vyvolávajícími výměnu látkových poměrů, mají · v rozličných směrech rozhodující výhody oproti .konvenčním sypaným katalyzátorovým ložím a voštinovým katalyzátorům. Tak se již v odplynovém potrubí stavěném tímto způsobem může dosáhnout vysokého stupně konverze škodlivin, takže se může bud upustit od přídavných uspořádání jako sypné lože a . voštinového uspořádání, nebo se mohou značně zmenšit jejich rozměry. Těleso strukturního zesilovače se může zhotovovat ze železného· materiálu obvyklého· pro odplynová potrubí a v libovolné tloušťce. Může se před tvarováním · nebo po· tvarování, obvyklými způsoby pro· zpracování kovů, jako kováním, tažením, litím atd. opatřit zcela nebo částečně hliníkovou vrstvou určenou k temperování.
Zvlášť důležitá vlastnost potrubí · spalných plynů vytvořeného· jako sdružený katalyzátor · (v nejširším slova smyslu) spočívá v rozdělení tepla vznikajícího· při spalování na podélně značně protáhlý · rozsah. Tím se zabrání místnímu · přehřívání, které může například při poruchách zapalování nastat se všemi škodlivými důsledky v sypaných katalyzátorových ložích nebo ve voštinových katalyzátorech. Nový tvarovaný katalyzátor se hodí i k ochraně konvenčních katalytických zařízení k čištění spalných plynů před přehříváním; k tomu se jednoduše jejich přívodní potrubí spalných plynů vytvoří jako· katalyzátor ve smyslu vynálezu. Dále je možné tvarovaný katalyzátor používat jako předřazené zařízení’ vyvinující teplo, aby se připojený hlavní katalyzátor uvedl v kratší době v úplnou činnost (zážehový katalyzátor).
' Vynález se dále týká způsobu výroby .tvarovaného· katalyzátoru, který spočívá v tom, že se kombinovaný materiál ze železa nebo ocele, opatřený vrstvou hliníku, vytvaruje jako těleso opatřené strukturním zesilovačem, toto· se alespoň jednu minutu temperuje při teplotě mezi 600 a 1200 °C a na povrch opatřený difúzní vrstvou hliník/ '/železo se nanese vrstva žáruvzdorného nosného materiálu, která již obsahuje katalyticky aktivní složky, nebo se pak těmito aktivními složkami opatří. Pro· strukturní zesilovač se výhodně používá ocel nebo litina es obsahem· uhlíku mezi 0,05 a 5, výhodně 0,08 až 0,5 hmot. %.
Jako· výchozí materiál se může používat kombinovaný materiál, jehož hliníková vrstva je vytvořena pokovováním ponorem, alumentováníln, alitováním nebo -hliníkováním difúzí. Tyto postupy jsou popsány v odborné literatuře pokovovací techniky, takže není třeba se zde o nich zmiňovat.
Hliníková vrstva může strukturní zesilovací pokrývat zcela nebo částečně, popřípadě na jedné straně, na několika stranách nebo· na všech stranách. Výhodně' má hliníková vrstva výchozího kombinovaného materiálu použitého pro strukturní zesilovač tloušťku nejméně 10, výhodně ·20 až 150, zejména 40 až 60 μπι.
Podstatné pro vytvoření proti opálení odolné, přilnavé a· dobře zakotvltelné difúzní vrstvy hltník/železo, která poskytuje i dostatečnou ochranu· proti korozi, jsou teplotní podmínky, které působí na kombinovaný materiál. Jako- účelné se ukázalo temperovat 7 až 30 minut při teplotě v rozmezí 800 až 900 °C. · Zvlášť dobrá povrchová struktura se získá, když se temperuje 15 minut při ·870 °C. Zvlášť výhodné se ukázalo temperování na vzduchu.
Nanášení nosného katalyzátoru se provádí o sobě známým způsobem povrstvování. Na povrch temperovaného strukturního zesilovače- se nanese žáruvzdorný porézní nosný materiál s velkým specifickým· povrchem, tím, že se povrch uvede do styku s vodnou · disperzí nosného· materiálu nebo s roztokem · soli, kterou je · možno tepelně převést v. · nosný · materiál a po odstranění přebytečné disperze, popřípadě roztoku · a následném usušení se kalctnuje při teplotě přes 450 °C, přičemž se tyto pracovní postupy popřípadě vícekrát opakují. Pro · katalyzátory se mohou zásadně použít všechny obvyklé žáruvzdorné nosné materiály. Talk se může povrch temperovaného strukturního zesilovače uvést do .styku s vodnou · disperzí alespoň jediné sloučeniny ze skupiny kysličníků Mg, Ca, Sr, · Ba, AI, Sc, Y, lanthanidů, aktinidů, Ga, In, TI, Si, Ti, Zr, Hf, Th, Ge, Sn, Pb, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, jakož i karbidů, boridů a· silicidů přechodových kovů. Přednostně se používají takové žáruvzdorné nosné · materiály, které synergický posilují účinek vlastní katalyticky aktivní složky. Příklady takových materiálů jsou jednoduché nebo složené kysličníky, jako aktivní AI2O3, ZrO2, Ce2O3, CeO2, SIO2, ТЮ2, popřípadě silikáty jako baryumsilikát, borsilikát · nebo alumosilikát, popřípadě tjtanáty jako baryumtitanát nebo alumlniumtitanát.
V praxi se jako žáruvzdorný materiál používají zejména různé fáze aktivního kysličníku hlinitého·, které se obyčejně označují jako· aktivní kysličník hlinitý řady gama ‘χ-, η-, δ-, Θ-, popřípadě ρ-, λ- a Χ-ΑΙ3Ο3). Tento kysličník hlinitý se může · kombinovat nebo dotovat s určitými prvky, které stabilizují jeho krystalickou strukturu nebo zvyšují schopnost celého katalyzátoru· pohlcovat kyslík. Podle jedné výhodné formy provedení způsobu · podle vynálezu se povrch temperovaného strukturního zesilovače uvede do· styku s vodnou disperzí kysličníku hlinitého řady gama nebo jeho hydroxidu, popřípadě oxldny^drátu, obsahující · popřípadě jednu nebo několik solí prvků II., III. a IV. hlavní a vedlejší skupiny periodického 'systému. Může· se však na zesilovač disperzí nanášet i jiná libovolná, na katalyticky aktivní složku . synergicky účinkující sloučenina nebo · nižší stupeň sloučeniny.
Dotování .kysličníku hlinitého řady gama prvky ceru a/nebo· zirkonu se projevuje příznivé na trvanlivosti aktivity a · poskytuje mimo to ' výhodu současně probíhající oxidace, popřípadě .redukce škodlivin ze .spalovacího motoru v jediném katalyzátorovém loži. Pro vnášení těchto· dotovacích prvků do mřížky kysličníku hlinitého se jako účelné ukázalo, vyrábět hydroxid hlinitý, popřípadě oxidhydrát · hlinitý, obsahující prvky ceru a/ '/nebo zirkonu koprecipitací z roztoků obsahujících sůl ceru, zirkonu a popřípadě ještě hliníku a . · pak provést kalcinaci · ha skeletu gama aluminiumoxid-cer-zirkonoxidu. Alternativně se může nanášet kalcinovaný · AI2O3 řady . gama, který obsahuje · СвзОз, popřípadě CeO2 a/nebo ZrO2 nebo· soli 3-, popřípadě 4-mocného· ceru a/nebo · zirkonu a kalcinovat před nanesením nebo· po· nanesení katalyticky aktivní složky při teplotě 500 · až 900 °C. Přednostně se kalcinace provádí před · nanášením katalyticky . aktivní složky. K přípravě disperze žáruvzdorného nosného· materiálu -se používají o. sobě známé .způsoby, jako. mletí, přídavek antisedimentačních pomocných prostředků, jako jsou přes hodnotu pH stabilizované pOlyethyleniminy · a amoniové soli polyme-rních karboxylových kyselin (DE vykládací spis 25 31 769) a· · postupy stárnutí.
Nanášení ' katalyticky aktivní složky se může provádět postupy známými pro výrobu nosných katalyzátorů. Tak se například může nosná vrstva impregnovat taveninou aktivní složky. V mnoha případech se provádí impregnací, · popřípadě horkým koncentrovaným vodným roztokem soli aktivní složky, kalclnováním a sušením. Je také možné použít impregnaci · v .parní fázi, při které. se proud . plynů ..· se sublimovanou aktivní složkou, například proud butanu, vede přes nosnou vrstvu a aktivní složka se na této vrstvě usazuje. Dále je známé rozpustit v methanolu, acetonu, methylacetátu nebo . podobných rozpouštědlech platinové soli, popřípadě koomplexy, tímto roztokem . impregnovat katalyzátorový nosič a zapálit, ' přičemž nastává redukce na platinu. Jiným známým postupem .se platinové soli rozpustí ve vysokovroucích organických olejích, roztok se. pak nanese na nosnou vrstvu a olej se pak odstraní zahříváním, přičemž se vznítí.
K přípravě tvarovaného. katalyzátoru podle vynálezu, zejména k jeho. vytvoření v rámci reakčního prostoru se zatím při výrobě katalyzátoru pro . čištění spalných plynů .osvědčilo základní. vrstvu ze žáruvzdorného nosného materiálu impregnovat roztokem solí . kovů platinové skupiny a/nebo kovů ze· skupiny AI, Cr, Mn, CO, Ni, · Ti, Mg, Mo, W, Fe, V, Th, U, Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, In, TI, Bi, Sin, Pb, Sb, lanthanidů a aktinidů a .pak .provést sušení a kalcinaci. U silně porézních nosných materiálů se jako· zvlášť příznivý . impregnační postup ukázal postup, při kterém - se · nosný materiál nejdříve impregnuje organickou nebo· anorganickou kapalinou, popřípadě se přidá roztok komplexotvorhého, srážecího a/nebo· · redukčního prostředku, přičemž se sycení nosného materiálu nepřekročí, potom· se přidá' roztok katalyticky aktivních prvkových · sloučenin, kapalina se odstraní zahříváním, popřípadě vyhořením a popřípadě se ještě provede redukce nebo· -temperace při . zvýšené teplotě. Tím se zabrání uložení aktivního · materiálu v hlubokých zónách pórů .a z toho vzniká značná. úspora materiálu (DE vykládací spis 25 31 770).
Nosný katalyzátor osvědčený při · katalytickém · čištění spalných plynů z motorových vozidel, se · kterým se může · pracovat, jak postupem · oxidačním, · tak . také tak · ·zvaným postupem- · 3-cestným, se hodí zvlášť dobře k výrobě tvarovaného katalyzátoru podle vynálezu. Při tom se základní vrstva ze žáruvzdorného· nosného .materiálu impregnuje roztokem· solí, zejména chloridů prvků platinové skupiny Ru, Rh, Pd a Pt a nevzácných kovů AI, Ti, Cr, Mn, Co·, Ni, · přičemž se celkem . volí alespoň 3 kovy, ' ze kterých alespoň jeden náleží · k jednomu z obou druhů kovů a atomový poměr mezi kovem platinové skupiny a nevzácného· kovu · je 1:4 až 1: 1, .potom- se suší a nakonec se· při · teplotě pr^e^ts 450 °C působí plynem' obsahujícím vodík. · Vzniká intermétalický systém· o stranné a vysoké konvertovací aktivitě.
Dalších zlepšení. se dosáhne, když se základní vrstva ze žáruvzdorného nosného materiálu impregnuje vodným ·nebo· alkoholickým roztokem soli · kovů platinové skupiny Pt · a Rh . a alespoň jednoho· nevzácného kovu AI, Ti, Cr, Mn, Co, Ni v atomovém poměru mezi . kovem platinové skupiny a neVvzcným kovem 1: 4,0 až · 1: 2,40 .a po usušení se redukčně zahřívá při . teplotě 450 až 1000, výhodně 500 až 900, zejména 700 až 850 °C nebo při použití alkoholického roztoku se . soli tenmolyzují odhozením alkoholu. Atomový poměr mezi Pt a Rh se· při tom udržuje v rozmezí mezi 2 :1 a 20 : 1.
1 Je již velmi dlouho známé přidávat ke katalyzátorovému nosiči z · kysličníku hlinitého roztok těžkých . kovů tvořících spinely, pak při teplotě nad 600 °C · provést vytvoření spinel a potom roztoky . solí těchto kovů nebo jiných tvůrců spinel nanést · vlastní katalytickou .substanci a nakonec kalcinovat při teplotě nad 300 °C. · Tento· · pracovní postup je 'imožno· s .výhodou použít i . při tvarovaném katalyzátoru podle vynálezu tím, , že se například základní vrstva z kysličníku hlinitého. řady gama . impregnuje roztokem· · těžkého kovu tvořícího spinel, výhodně ve stechiometrickém poměru, suší se, zahřátím na 600 až 1200· °C se vytvoří spinel a poitom se .impregnuje roztokem soli jednoho · nebo· několika z kovů Fe, · CO, Ni, Mn, Cu, Mg, načež se při teplotě nad . 300 °C kalcinuje.
Jiný typ katalyzátoru, ve kterém jsou, hlinitany- nevzácných kovů, je rovněž výhodnou, katalyticky aktivní složkou pro - tvarovaný katalyzátor podle vynálezu. K jeho·, přípravě se , například základní vrstva z kysličníku hlinitého, žíhá 2 až 40 hodin při 500 až 900 °C, po- ochlazení se meziprodukt impregnuje roztokem - soli alespoň jednoho z prvků mědi, manganu, kobaltu a niklu, sůl se rozloží při 400 °C a pák se znovu žíhá 2 - až 40 hodin při - 500 až ,900 °C.
Konečně je předmětem vynálezu použití popsaného tvarovaného katalyzátoru k čištění spalných plynů ze - spalovacích motorů a z průmyslových zařízení.
Vynález je dále uvedenými příklady a výkresem. Výkres ukazuje v obr. 1 - - síťový elektronověmikroskopický snímek povrchu strukturního -zesilovače - používaného podle vynálezu, neteimperovaného před konečným stupněm (výchozí materiál - uhlíkatá ocel ST 34 s - 0,12 % C, plátovaná hliníkem -o tloušťce vrstvy 60 μπι ponořením -do taveniny, válcováním a indukč ním svařováním) ve 300násobném zvětšení, v -obr. 2 síťový elektronověimikroskopický snímek povrchu strukturního zesilovače používaného podle vynálezu - (temperováno na vzduchu 15 minut při- 870 °C) ve lOOnásobném zvětšení, v obr. 3 síťový elektronověmikroskopický snímek -povrchu strukturního zesilovače - uvedeného - v obr. 2 ve 300rníá>obném zvětšení a v obr. 4 síťový' elektronověmikroskopický snímek - povrchu strukturního zesilovače uvedeného v obr. 2, v lOOOnásobném zvětšení.
Z výkresů je patrné, že výchozí -materiál temperovaný -15 minut při 870 °C na vzduchu vykazuje převážně stejnoměrně rozpukaný, dobře zakotvený -povrch vedle silného, nepravidelného zplstění krystalů - slitiny. ,
Z- následující- tabulky d-hodnot - rentgenografického rozboru jemné struktury -difusní vrstvy získané podle vynálezu vyplývá složení difusní vrstvy pro Fe- a - FeAl.
Intenzita
Tabulka
Hodnota d
Srovnáni*)
st 2,90
stst 2,05
s 1,68
st 1,45
*) ASTM 1 — 1257 pro AlFe
Podmínky snímkování: CrKWV-zájření
30- KV, 10 mA, 3h
Přikladl
Několikrát zakřivená válcovitá trubka oboústranně ponořením -do -taveniny a válcováním plátovaná hliníkovou vrstvou o tloušťce - 60 - a-m, s vestavěným, -čtyřcestně zalomeným tělesem z- nelegované uhlíkaté oceli St. 45,8 o rozměrech 40 - mm vnitřního průměru, 43 mm vnějšího průměru a 1000 mm délky byla po odmaštění- temperována na vzduchu 10 minut při 850°C v tamperovací peci. - Takto připravený - tvarovaný katalyzátor byl pak impregnován 30'% vodnou disperzí gama-kysličníku hlinitého a přitom byla pokryta 45 g AI2O3.
Následovalo sušení při 120 °C a potom temperování hodinu při 500 cc. Na odplynovou trubku opatřenou takto· - vrstvou žáruvzdorného- nosného materiálu bylo- pak působeno vodným roztokem- -dusičnanu cematoamonného- a dusičnanu zirkoničitého, takže po- sušení a temperování při 500 °C po dobu 60 minut zůstala na AI2O3 vrstva 0,8 g kysličníku čeřitého- a 1,5 g kysličníku zirkoničitého, Potom byla- trubka propláchnuta vodným roztokem kyseliny hexachloroplatičité a - chloridu rhoditého (hmotnostní poměr -Pt: Rh - = 8,5 : 1) a - usušena. - Obsah Pt byl 0,8945 g a obsah Rh 0,1055 g. Nako2,89 až 12 2,04 až 100 1,67 až 4 1,45 až 8 nec byla sůl vzácného - ..kovu - na - základní vrstvě redukována- v proudu vodíku- při- -teplotě 500 °C (1 h).
Takto připravený - tvarovaný katalyzátor byl ve zkušebně motorů ' - v čerstvém stavu testován a - potom byl- - podroben - přes- 250- hodin testování při 680 áž 750 °C teploty spalných plynů (použití benzinu - bez olova)1. -Pak byla -znovu přezkoušena jeho- aktiMtá. Po tomto- tvrdém testu nevykazoval vně - ani uvnitř žádnou korozi nebo -nějaké - poškození povrstvení. Odloučení - aktivní vrstvy nenastalo. Aktivita povrstvení - se snižovala pouze o hodnotu nastávající - obvykle - během použité testovací doby- u katalyzátorů ' ze' vzácných kovů.
Podmínky testování:
Prostorová rychlost:
000 h_1
Teplota spalných -plynů:
300 až 690- °C Složení spalných plynů: '
CO 0,5 obj. - % HC 150 ppmNnx 1800 - ppm CO2 14,9 ' obj. %' O2 1,0 - obj. % Zbytek: dusík a -A^^c^dní pára ' /
Aktivita .při testování v čerstvém - stavu
193526 teploty spalných
Konvertování při 500 °C plynů a A = 1,03
CO (%) HC (O/o) NOX (O/o)
53 10,6
Aktivita po stárnutí.
Konvertování pří 690 °C teploty spalných plynů a λ = 1,03 po 250 hodinách motorového testu (Ottomotůr, 1,6 1)
CO («/o) HC !(O/o) NOX («/o)
42 2,6
P ř í к 1 fi d 2
Přímá výfuková trubka vybavená jako tvarovaný katalyzátor podle příkladu 1, která však místo vrstvy ze vzácného kovu měla povrstvení 120 g ze složek nevzácných kovů (hmotnostní poměr kysličník měďnatochrom'itý : /-kysličník hlinitý : kysličník nikelnatý : kysličník zirkoničitý = 70:30:8:10), byla rovněž podrobena testování přes 250 hodin, přičemž však byla použita běžná pohonná hmota. Její obsah olova byl 0,17 g/ /litr. Testov,ací podmínky a podmínky stárnutí odpovídaly podmínkám z příkladu 1.
Aktivita v čerstvém stavu
Konvertování při 500 °C teploty spalných plynů a A = 1,03
CO (%) HC (O/o) NOX (θ/ο)
39 5,6
Aktivita po stárnutí
Konvertování při 690 °C teploty spalných plynů a A = 1,03 po 250 hodinách motorového testu (Ottomotor, 1,6 1)
CO (0/o) HC (O/o) NOX (%)
20 , 2,5
Tvarovaný katalyzátor nevykazoval žádné škody ^působené korozí a rovněž povrstvení bylo v pořádku.
Příklad 3
Přímá výfuková trubka má délku 1000 mm, vnitřní průměr 40 mm, vnější průměr 43 mm a Sestává z materiálu ST - 34, 0,12l0/o uhlíkaté oceli oboustranně tepelně plátované hliníkem a má hliníkovou vrstvu silnou 40 až 60 am. Plátování hliníkem se provede ponořením předimořeného ocelového pásu do roztaveného hliníku a následným válcová-, ním. Z plátovaného pášu byla pa'k vytvořena trubka a indukčně dvařena. Trubka byla uvnitř vybavena šestikřídlým šroubovicovým tělesem, které mělo jeden krůt o 3608 na délku 1 m. Materiál šroubovicového tělesa byl rovněž jako iriateriál trubky ST-34 plátovaný hliníkem. Na koncích bylo šroubovicové těleso к tirubce přivařeno, Trubka opatřená vestavbami byla 15 minut tepelně zpracována v rozmezí 870 až 900 °C na vzduchu v muflové peci. К tomu byla trubka vložena do pece již vysoko vyhřáté. Přitom začíná hliník tající při této vysoké teplotě difundovat do železa, přičemž se na povrchu tvoří drsná, proti kOrozi odolná, proti opálení stálá a přilnavá, na železo bohatá slitina hliník-železo. Tato .vykazuje na Debye-Scherrerově snímku pouze interference železa a hliriík-železa. Kysličníky nebylo možno na povrchu zjistit.
Po vyžfhámí byla trubka povlečena 30% disperzí kysličníku hlinitého. К tomu byl ve vodě suspendován temperovaný /-kysličník hlinitý, dispergován a jako stabilizátor byl přidán Polyamin P. Zrnění temperovaného kysličníku hlinitého bylo:
>100 μιπι 10 % >50 μ-m 35 % >10 μΐη 80 %
S touto základní vrstvou byla trubka dvakrát propláchnuta, profouknuta vzduchem a sušena. Vytvořila se vrstva 50 g /-AI2O3.
Trubka opatřená takto základní vrstvou byla' v muflové peci hodinu na vzduchu temperována při 500 °C. Nyní byla trubka propláchnuta roztokem· solí ceru a zirkonu. Roztok obsahoval 133 g dusičnanu ceritoamonného a 185 ml roztoku dusičnanu zirkoničitého (s 20 % ZrOzj na litr roztoku. К impregnaci bylo třeba 60 ml roztoku, což odpovídá obsahu 2,5 g CeOz a ‘3,3 g ZrO2.
Po usušení bylo znovu hodinu na vzduchu temperováno pří 500 °C, aby se rozložily dusičnany.
Pr.o površtvení byl použit 1 g vzácného kovu (0,8945 g Pt a 0,1055 g Rh, což. odpovídá hmotnostnímu poměru mezi Pt a Rh 8,5:1) a 5 g aluminiumacetylacetonátu ve 120 ml methanoliCikého roztoku.
Použito bylo 3,578 g roztoku HaBtCle s 25 % Pt a 0,639 g roztoku RhCh se 16,49 % Rh. Vnitřek trubky povrstvený vrstvou obsahující cer a zirkon byl dvakrát impregnován roztokem a pak byla vždy methanolická impregnace zapálena a methanol odhořel. Následoval tepelný rozklad v muflové peci při 600 °C, který byl prováděn 10 minut pod, dusíkem. Takto preparováná trubka vykazovala ve zkušebně motorů následující katalytickou aktivitu:
Aktivita v čerstvém stavu
Konvertování při 500 °C teploty spalných plynů a A = 1,03
CO (%) HC (%) NOX (%)
43 5,4
Aktivita po stárnutí
Konvertování při 690 °C teploty spalných plynů a λ = 1,03 po 250 hodinách motorového testu (Otitomotor, 1,6 1)
CO (θ/ο) HC (o/o) NOX (O/o)
31 4,3

Claims (16)

1. Tvarovaný katalyzátor, zejména pro vytvoření a/nebo úpravu reakčních prostor s katalyticky aktivními plochami, sestávající ze strukturního zesilovače ze železného kovu, z vrstvy žáruvzdorného nosného materiálu nanesené na strukturní zesilovač a katalyticky aktivní složky nanesené na nosný materiál, vyznačený tím, že těleso strukturního zesilovače sestává z oceli nebo litiny s obsahem uhlíku mezi 0,005 a 5, výhodně .mezi 0,08 a 0,5 hmotnostních procent a jeho povrch je opatřen neopalitelnou, přilnavou a dobře zakotvenou dlfúzní vrstvou hliník/železo, získanou temperováním oceli nebo litiny povrstvených hliníkem při teplotě mezi 600 a 1200 °C po dobu 7 až 30 minut.
2. Tvarovaný katalyzátor podle bodu 1 vyznačený tím, že difúzní vrstva má drsnost nad 0,05 μιη.
3. Tvarovaný katalyzátor podle bodu 1 nebo 2 vyznačený tím, že má tvar pelet.
4. Tvarovaný katalyzátor podle bodů 1 až 3 vyznačený tím, že je vytvořen voštinovitě a voštinové kanálky jsou rozvrstvené kombinací nosného materiálu a katalyticky aktivní složky.
5. Tvaroivaný katalyzátor podle bodu 1 nebo 2 vyznačený tím, že plochou nesoucí kombinaci nosného materiálu a katalyticky aktivní složky ohraničuje spalovací prostor a kanály spalných plynů spalovacího motoru.
6. Tvarovaný katalyzátor podle bodu 1 nebo 2 vyznačený tím, že je vytvořen jako trubka nebo systém trubek, jejichž vnitřní stěny jsou povrstveny kombinací nosného materiálu a katalyticky aktivní složky.
7. Tvarovaný katalyzátor podle bodu 6 vyznačený tím, 'že trubka, popřípadě systém trubek, jsou vytvořeny jako trubka výfuková, odiplyncvý oblouk, nebo sběrné potrubí spalných plynů, předtlumič nebo· hlavní tlumič výfuku vozidla vybaveného spalovacím motorem.
8. Tvarovaný katalyzátor podle bodu 6 nebo 7 vyznačený tím, že jej tvoří těleso všestranně povrstveiné kombinací nosného materiálu a katalyticky aktivní složky, umístěné v katalýzní trubce, popřípadě v katalýz-
Katalyzátor tvarovaný jako výfuková trubka nevykazoval žádné korozívní jevy nebo škody na povrchové vrstvě.
VYNALEZU ním systému trubek, které ruší proudění a/nebo mění směr proudění.
9. Zipůsob výroby tvarovaného katalyzátoru podle bodů 1 až 8 vyznačený tím, že se kombinovaný materiál z oceli nebo litiny povrstvený hliníkem vytvoří do tvaru tělesa určeného jako strukturní zesilovač, 7 až 30 minut se temperuje při teplotě mezi 600 a 1200 °C a na povrch opatřený difúzní vrstvou hliník/železo se nanese vrstva žáruvzdorného nosného materiálu, která je již opatřena katalyticky aktivní složkou nebo se katalyticky aktivní složkou dodatečně opatří.
10. Způsob podle bodu 9 vyznačený tím, že se jako výchozí látika pro> strukturní zesilovač použije kombinovaný materiál, jehož hliníková vrstva je vyrobena máčením, plátováním, válcováním, zejména plátováním za tepla, alumetací, alitováním, hllníkováním difúzí.
11. Zipůsob podle bodu 9 nebo 10 vyznačený tím, že se hliníková vrstva nanese v tlouštce 20 až 150, výhodně 40 až 60 μτη.
12. Způsob podle bodů 9 až 11 vyznačený tím, že se temperuje 7 až 30 minut při 800 až 900 °C.
13. Zipůsob podle bodů 9 až 11 vyznačený tím, že se temperuje 15 minut při 870 °C.
14. Způsob podle bodů 9 až 13 vyznačený tím, že se temperuje na vzduchu.
15. Způsob podle bodů 9 až 14 vyznačený tím, že se na povrch temperovaného strukturního zesilovače nanese žáruvzdorný nosný materiál tím, že se povrch uvede do styku s vodnou disperzí nosného materiálu nebo s roztokem soli, kterou je možno· tepelným rozkladem převést v nosný materiál a po odstranění přebytečné disperze, popřípadě roztoku a po usušení se při teplotě 450 °C až 1000 °C kalcinuje, přičemž se tyto pracovní postupy popřípadě opakují.
. 16. Způsob podle bodů 9 až 15 vyznačený tím, že se nanese kalcinovaný AI2O3 řady gama, který obsahuje СегОз, popřípadě СеОг, a/nebo ZrO2 nebo soli třímooného, popřípadě čtyřmocného ceru, a/nebo zirkonu a před nanesením nebo po nanesení katalyticky aktivní složky se kalcinuje při teplotě 500 až 900°C.
CS782370A 1977-10-07 1978-04-11 Formed catalyst and method of its manufacture CS199526B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2745188A DE2745188C3 (de) 1977-10-07 1977-10-07 Geformter Katalysator, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199526B2 true CS199526B2 (en) 1980-07-31

Family

ID=6020937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS782370A CS199526B2 (en) 1977-10-07 1978-04-11 Formed catalyst and method of its manufacture

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4188309A (cs)
JP (1) JPS5467587A (cs)
AU (1) AU522621B2 (cs)
CA (1) CA1122956A (cs)
CS (1) CS199526B2 (cs)
DD (1) DD140989A5 (cs)
DE (1) DE2745188C3 (cs)
FR (1) FR2405093A1 (cs)
GB (1) GB2005149B (cs)
IT (1) IT1111471B (cs)
NL (1) NL184150C (cs)
PL (1) PL113116B1 (cs)
SE (1) SE438450B (cs)
SU (1) SU1011035A3 (cs)

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2460709A1 (fr) * 1979-07-09 1981-01-30 Renault Dispositif de protection de reacteurs catalytiques
DE2947694C2 (de) * 1979-11-27 1985-08-01 Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, 5608 Radevormwald Katalytträgermatrix zum Reinigen von Brennkraftmaschinen-Abgasen
DE3137169A1 (de) * 1981-09-18 1983-03-31 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Katalysator fuer die verbrennung von in abgasen alkoholbetriebener verbrennungskraftmaschinen enthaltenen schadstoffen, verfahren zur herstellung des katalysators und verwendung
DE3307115C2 (de) * 1983-03-01 1985-09-05 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Zylinderkopf eines Kolbenmotors
US4601999A (en) * 1983-11-09 1986-07-22 William B. Retallick Metal support for a catalyst
DE3415460A1 (de) * 1984-04-25 1985-10-31 INTERATOM GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Hochtemperaturfester abgaskatalysator-traegerkoerper aus stahlblechen mit hohem aluminiumanteil und verfahren zu seiner herstellung
CA1245952A (en) * 1985-05-14 1988-12-06 Richard A. Nickola Diffusion alloy steel foil
US4686155A (en) * 1985-06-04 1987-08-11 Armco Inc. Oxidation resistant ferrous base foil and method therefor
US4711009A (en) * 1986-02-18 1987-12-08 W. R. Grace & Co. Process for making metal substrate catalytic converter cores
US4752599A (en) * 1986-03-31 1988-06-21 Nippon Steel Corporation Method for producing a base of a catalyst carrier for automobile exhaust gas-purification
DE3625330A1 (de) * 1986-07-26 1988-02-04 Thyssen Edelstahlwerke Ag Traegermaterial fuer katalysatoren
US4829655A (en) * 1987-03-24 1989-05-16 W. R. Grace & Co.-Conn. Catalyst support and method for making same
US4832837A (en) * 1987-04-13 1989-05-23 Frederick Loren D Apparatus for augmenting separation of oil and water
DE3726073C1 (de) * 1987-08-06 1988-07-14 Thyssen Edelstahlwerke Ag Verfahren zur Herstellung von duennwandigem Halbzeug und dessen Verwendungen
DE3726072A1 (de) * 1987-08-06 1989-02-16 Thyssen Edelstahlwerke Ag Loet-verfahren
DE3726075C1 (en) * 1987-08-06 1989-03-02 Thyssen Edelstahlwerke Ag Method of soldering steel parts and of producing catalyst supports, heat exchangers and soot filters
DE3729126A1 (de) * 1987-09-01 1989-04-06 Mototech Motoren Umweltschutz Dieselruss-partikelfilter und verfahren zu seiner herstellung
US4931421A (en) * 1988-06-27 1990-06-05 Motonobu Shibata Catalyst carriers and a method for producing the same
JPH026856A (ja) * 1988-06-27 1990-01-11 Motonobu Shibata 触媒担体およびその製造方法
DE3830317A1 (de) * 1988-09-07 1990-03-15 Degussa Katalysator fuer die beseitigung von in abgasen ueberwiegend mit alkohol betriebener verbrennungskraftmaschinen enthaltenen schadstoffen, verfahren zur herstellung und verwendung
JPH07123069B2 (ja) * 1989-05-18 1995-12-25 松下電器産業株式会社 発熱体
JPH04118053A (ja) * 1989-12-29 1992-04-20 Tokyo Roki Kk エンジンの排気ガス浄化用触媒
US5154883A (en) * 1990-02-09 1992-10-13 General Electric Company Ruthenium tantalum intermetallic compounds containing iron or cobalt
US5445786A (en) * 1990-04-03 1995-08-29 Ngk Insulators, Ltd. Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
US5292485A (en) * 1990-04-03 1994-03-08 Ngk Insulators, Ltd. Heat-resistant metal monolith
US5204302A (en) * 1991-09-05 1993-04-20 Technalum Research, Inc. Catalyst composition and a method for its preparation
US5234882A (en) * 1991-10-22 1993-08-10 Pfefferle William C Catalyst and preparation thereof
US5460790A (en) * 1992-02-25 1995-10-24 Blue Planet Technologies Co., L.P. Catalytic vessel for receiving metal catalysts by deposition from the gas phase
US5387569A (en) * 1992-02-25 1995-02-07 Blue Planet Technologies Co., L.P. Catalytic solution suitable for converting combustion emissions
CA2130808A1 (en) * 1992-02-25 1993-09-02 Eugene Shustorovich Catalytic system
US5322671A (en) * 1992-02-25 1994-06-21 Blue Planet Technologies Co., L.P. Catalytic vessel
FI90830C (fi) * 1992-04-23 1994-04-11 Kemira Oy Katalysaattori dieselpakokaasujen puhdistukseen
DE4222026C1 (en) * 1992-07-04 1993-04-15 Thyssen Edelstahlwerke Ag, 4000 Duesseldorf, De Semi-finished prod. mfr. used as catalyst supports - by coating starting material, e.g. ferritic stainless steel, with at least one chromium@ layer and diffusion heat treating
US6152972A (en) * 1993-03-29 2000-11-28 Blue Planet Technologies Co., L.P. Gasoline additives for catalytic control of emissions from combustion engines
US5737918A (en) * 1994-01-17 1998-04-14 Joint Stock Commercial Bank "Petrovsky" Apparatus for cleaning exhaust gases of solid particles, design of a unit for neutralizing harmful gaseous emissions and a method for the manufacture of this unit
US6069111A (en) * 1995-06-02 2000-05-30 Nissan Motor Co., Ltd. Catalysts for the purification of exhaust gas and method of manufacturing thereof
DE19642497C1 (de) * 1996-10-15 1997-07-24 Krupp Vdm Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Eisen-Chrom-Aluminium-Folie und ihre Verwendung
US6207130B1 (en) * 1997-04-11 2001-03-27 Rice University Metal-exchanged carboxylato-alumoxanes and process of making metal-doped alumina
JP4531169B2 (ja) * 1999-09-24 2010-08-25 株式会社キャタラー 排ガス浄化用金属担体触媒
CA2389202A1 (en) * 1999-11-25 2001-05-31 Ikuo Nagashima Catalyst for exothermic or endothermic reaction, catalyst for water-gas-shift reaction and catalyst for selective oxidation of carbon monoxide, and plate-fin heat exchange type reformer
DE19956671A1 (de) * 1999-11-25 2001-05-31 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Verbesserung von Oxidationsreaktionen im Abgas von aufgeladenen Brennkraftmaschinen durch Pulsbeaufschlagung von Katalysatoren
PL352343A1 (en) * 2002-02-20 2003-08-25 Zbigniew Tokarz Catalyst, in particular for therocatalytic transformation of plastified plastic wastes and method of obtaining a catalyst therefor
JP4355469B2 (ja) * 2002-03-08 2009-11-04 日本碍子株式会社 アルミナ担持担体、触媒体及びアルミナ担持担体の製造方法
DE10214343A1 (de) * 2002-03-28 2003-10-09 Omg Ag & Co Kg Partikelfilter mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zur Beschleunigung der Verbrennung der auf dem Filter gesammelten Rußpartikel während einer Regenerationsphase
US20030191200A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-09 Jianhua Yao Synthesis gas conversion and novel catalysts for same
US7244498B2 (en) * 2002-06-12 2007-07-17 Tda Research, Inc. Nanoparticles modified with multiple organic acids
US20060030481A1 (en) * 2004-08-04 2006-02-09 Labarge William J Exhaust treatment device and methods of making the same
US8020378B2 (en) * 2004-12-29 2011-09-20 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust manifold comprising aluminide
US20060140826A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Labarge William J Exhaust manifold comprising aluminide on a metallic substrate
JP5121151B2 (ja) * 2006-03-03 2013-01-16 有限会社サトーテクノ 気体改質方法、気体改質ネット
US20090264277A1 (en) * 2007-04-17 2009-10-22 Dr. Rishi Raj Picoscale catalysts for hydrogen catalysis
WO2013180763A1 (en) 2012-01-18 2013-12-05 Intramicron, Inc. Catalysts for oxidative sulfur removal and methods of making and using thereof
US10175213B2 (en) 2012-02-01 2019-01-08 Intramicron, Inc. Direct in situ monitoring of adsorbent and catalyst beds
US20140274662A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Cdti Systems and Methods for Variations of ZPGM Oxidation Catalysts Compositions
US9511350B2 (en) 2013-05-10 2016-12-06 Clean Diesel Technologies, Inc. (Cdti) ZPGM Diesel Oxidation Catalysts and methods of making and using same
US9511355B2 (en) 2013-11-26 2016-12-06 Clean Diesel Technologies, Inc. (Cdti) System and methods for using synergized PGM as a three-way catalyst
US8858903B2 (en) * 2013-03-15 2014-10-14 Clean Diesel Technology Inc Methods for oxidation and two-way and three-way ZPGM catalyst systems and apparatus comprising same
US9545626B2 (en) 2013-07-12 2017-01-17 Clean Diesel Technologies, Inc. Optimization of Zero-PGM washcoat and overcoat loadings on metallic substrate
US9511358B2 (en) 2013-11-26 2016-12-06 Clean Diesel Technologies, Inc. Spinel compositions and applications thereof
US9427730B2 (en) * 2014-11-17 2016-08-30 Clean Diesel Technologies, Inc. Bimetallic synergized PGM catalyst systems for TWC application
US20160167024A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Clean Diesel Technologies, Inc. Synergized PGM Catalyst Systems Including Rhodium for TWC Application
CN117720954B (zh) * 2024-01-25 2024-05-28 青岛康洁聚能科技有限公司 一种非贵金属的一氧化碳助燃剂及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1369745A (en) * 1971-07-20 1974-10-09 Grace W R & Co Process of converting noxious components in the exhaust gas of and internal combustion engine to less harmful entities
FR2182614B1 (cs) * 1972-03-17 1978-05-05 Louyot Comptoir Lyon Alemand
US3873472A (en) * 1972-10-28 1975-03-25 Kanegafuchi Chemical Ind Catalyst for the purification of exhaust gases and process for preparing the catalyst
US3957692A (en) * 1973-12-10 1976-05-18 United Kingdom Atomic Energy Authority Method of preparing a catalyst
GB1471138A (en) * 1974-05-06 1977-04-21 Atomic Energy Authority Uk Supports for catalyst materials
US3929965A (en) * 1974-05-16 1975-12-30 Grace W R & Co Dual purpose auto exhaust catalysts

Also Published As

Publication number Publication date
DE2745188B2 (de) 1979-08-16
US4188309A (en) 1980-02-12
IT7867999A0 (it) 1978-05-02
PL113116B1 (en) 1980-11-29
IT1111471B (it) 1986-01-13
DE2745188A1 (de) 1979-04-12
PL210059A1 (pl) 1979-06-18
DE2745188C3 (de) 1980-05-08
NL184150B (nl) 1988-12-01
AU522621B2 (en) 1982-06-17
NL184150C (nl) 1989-05-01
JPS6133621B2 (cs) 1986-08-02
DD140989A5 (de) 1980-04-09
FR2405093B1 (cs) 1982-11-19
FR2405093A1 (fr) 1979-05-04
SE7802925L (sv) 1979-04-08
AU3743378A (en) 1980-01-03
JPS5467587A (en) 1979-05-31
CA1122956A (en) 1982-05-04
SU1011035A3 (ru) 1983-04-07
NL7802395A (nl) 1979-04-10
SE438450B (sv) 1985-04-22
GB2005149A (en) 1979-04-19
GB2005149B (en) 1982-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS199526B2 (en) Formed catalyst and method of its manufacture
DE2853547C2 (de) Von Strömungskanälen durchzogener Träger für Katalysatoren mit Querstromeffekt und Verwendung
US4931419A (en) Catalyst for the conversion of vehicular exhaust gases and process for preparing the catalyst
JP4838258B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
KR101096302B1 (ko) 층상 암모니아 산화 촉매
EP1825912A1 (en) Catalyst for exhaust gas purification
KR20030070827A (ko) 배기가스 처리방법 및 그것에 사용하는 배기가스 처리촉매
US6774080B2 (en) Gas treatment device comprising SMSI material and methods for making and using the same
US20090197764A1 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
JP2016101581A (ja) 多領域触媒構成物
WO2010054034A2 (en) Chabazite zeolite catalysts having low silica to alumina ratios
JP2012525955A (ja) 希薄燃焼ガソリンエンジンのためのｔｗｃの改善された希薄ｈｃ変換
JP2004313971A (ja) 排ガス浄化用触媒及びその触媒を用いた排ガスの浄化方法
US7737078B2 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
JPH11276907A (ja) 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
DE102006031661A1 (de) Anordnung zur Verminderung von Stickoxiden in Abgasen
US20030198579A1 (en) Exhaust emission treatment device with a sulfur-free catalyst composition
DE10057022A1 (de) Abgasreinigungskatalysator für Verbrennungskraftmaschinen und damit ausgestattetes Fahrzeug
JP5558013B2 (ja) 排気浄化触媒およびそれを用いた排気処理装置
JPH04156945A (ja) 構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒
JPS62125855A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP4275781B2 (ja) 排ガス浄化用金属担体触媒
JP2772117B2 (ja) 排気ガス処理触媒の製造法
JPS5817656B2 (ja) 排気ガス用触媒
JPH1052643A (ja) 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法