DE102016003160A1 - Wabenstruktur - Google Patents

Wabenstruktur Download PDF

Info

Publication number
DE102016003160A1
DE102016003160A1 DE102016003160.3A DE102016003160A DE102016003160A1 DE 102016003160 A1 DE102016003160 A1 DE 102016003160A1 DE 102016003160 A DE102016003160 A DE 102016003160A DE 102016003160 A1 DE102016003160 A1 DE 102016003160A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cells
cell
honeycomb structure
divided
partition wall
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102016003160.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kuzutani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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 NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of DE102016003160A1 publication Critical patent/DE102016003160A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825Ceramics
    • F01N3/2828Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8628Processes characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/16Clays or other mineral silicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76Iron group metals or copper
    • B01J29/7615Zeolite Beta
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/206Ammonium compounds
    • B01D2251/2062Ammonia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/10Nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06Ceramic, e.g. monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Vorgesehen ist eine Wabenstruktur, mit der eine hohe Reinigungsleistung erzielt werden kann, ohne dass sie vergrößert werden muss, während gleichzeitig, wenn ein Abgasreinigungskatalysator geladen ist, leicht ein Kontakt zwischen einem Abgas und einem Katalysator hergestellt werden kann. Bei einer Wabenstruktur, die eine poröse Trennwand 1 umfasst, die mehrere Zellen definiert, die von einer Zulaufendfläche als eine Endfläche zu einer Ablaufendfläche als die andere Endfläche verlaufen, umfassen die mehreren Zellen mehrere geteilte Zellen 2b mit einer Teilungswand 3, die jede Zelle in zwei Räume teilt (rechteckige Zellen 4 und 4), und mehrere normale Zellen 2a ohne Teilungswand 3 im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung, sind zumindest ein Teil der normalen Zellen 2a und zumindest ein Teil der geteilten Zellen 2b nebeneinander angeordnet, während sie von der Trennwand 1 getrennt sind, und beträgt das Verhältnis der Anzahl der geteilten Zellen 2b bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen 2b und der Anzahl der normalen Zellen 2a 30 bis 80%.

Description

  • WABENSTRUKTUR
  • „Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, basierend auf JP 2015-060036 , eingereicht am 23. März 2015 beim japanischen Patentamt, deren gesamte Inhalte hierin durch Verweis aufgenommen sind.”
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur, die als ein Träger verwendet wird, der einen Katalysator wie einen SCR-Katalysator lädt.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ms ein Katalysator, der Stickoxid (NOX) in einem Abgas, ausgestoßen aus dem Motor eines Kraftfahrzeugs, dem Motor einer Baumaschine, einem Motor für den Industriebereich und einer Verbrennungsanlage, reinigt, wird ein SCR-Katalysator vorgeschlagen, der hauptsächlich Zeolith, Vanadium und dergleichen umfasst. Ferner kennzeichnet „SCR” im Wesentlichen „selektive katalytische Reduktion”, und der „SCR-Katalysator” kennzeichnet einen Katalysator (einen Katalysator mit selektiver Reduktion), der ein angestrebtes Reinigungselement durch eine Reduktion reduziert.
  • In der Regel ist der SCR-Katalysator in Gebrauch, während er von einem Katalysatorträger geladen ist. Als der Katalysatorträger, der den SCR-Katalysator lädt, wird verbreitet eine Wabenstruktur verwendet, die eine poröse Trennwand umfasst, die mehrere Zellen definiert, die von einer Zulaufendfläche als eine Endfläche zu einer Ablaufendfläche als die andere Endfläche verlaufen (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Wird der SCR-Katalysator von der Wabenstruktur geladen, kontaktiert ein Abgas, das von der Zulaufendfläche der Wabenstruktur in die Zellen strömt, den SCR-Katalysator, wenn es aus der Ablaufendfläche der Wabenstruktur aus den Zellen ausströmt, so dass NOX in dem Abgas zu N2 reduziert wird.
    • [Patentdokument 1] JP-A-2013-53594
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgrund der verschärften Abgasregelungen in den vergangenen Jahren erlangte eine Technik zur Verbesserung der NOX-Reinigungsrate durch den SCR-Katalysator an Bedeutung.
  • Hier wird effektiverweise die Kontaktfläche zwischen dem Abgas und dem SCR-Katalysator vergrößert, um die NOX-Reinigungsrate durch den SCR-Katalysator zu verbessern. Wird jedoch die Fläche einer den SCR-Katalysator ladenden Trennwand zur Vergrößerung der Kontaktfläche in der als der Katalysatorträger verwendeten Wabenstruktur vergrößert, wird die Wabenstruktur insgesamt größer, und so kann die Wabenstruktur nicht zufriedenstellend an einem Fahrzeug oder dergleichen montiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung entstand zur Lösung der Probleme des Standes der Technik. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Wabenstruktur, mit der eine hohe Reinigungsleistung erreicht werden kann, ohne sie zu vergrößern, während sie einen leichten Kontakt zwischen dem Abgas und dem Katalysator bewirkt, wenn ein Abgasreinigungskatalysator geladen ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die folgende Wabenstruktur bereitgestellt.
    • [1] Eine Wabenstruktur umfasst: eine poröse Trennwand, die mehrere Zellen definiert, die von einer Zulaufendfläche als eine Endfläche zu einer Ablaufendfläche als die andere Endfläche verlaufen, wobei die mehreren Zellen mehrere geteilte Zellen mit einer Teilungswand, die jede Zelle in zwei Räume teilt, und mehrere normale Zellen ohne Teilungswand im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung umfassen, wobei die Form jeder normalen Zelle im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung quadratisch ist, wobei die geteilte Zelle so ausgebildet ist, dass die Form eines Abschnitts ohne Teilungswand übereinstimmend mit der Form der normalen Zelle quadratisch ist und die beiden Räume, die durch die Teilungswand geteilt werden, im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung rechteckig sind, wobei zumindest ein Teil der normalen Zellen und zumindest ein Teil der geteilten Zellen nebeneinander angeordnet sind, während sie von der Trennwand getrennt sind, und wobei das Verhältnis der Anzahl der geteilten Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl der normalen Zellen 30 bis 80% beträgt.
    • [2] Die Wabenstruktur gemäß [1] oben, wobei zumindest ein Teil der geteilten Zellen spezifische geteilte Zellen sind, bei denen alle vier Zellen neben der geteilten Zelle, die durch die Trennwand getrennt sind, die normalen Zellen sind und das Verhältnis der Anzahl der spezifischen geteilten Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl der normalen Zellen 30 bis 50% beträgt.
    • [3] Die Wabenstruktur gemäß [1] oder [2] oben, wobei die Querschnittsfläche der beiden durch die Teilungswand geteilten Räume im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung 35% oder mehr der Querschnittsfläche der normalen Zelle beträgt.
    • [4] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [3] oben, wobei ein Abgasreinigungskatalysator geladen ist.
    • [5] Die Wabenstruktur gemäß [4] oben, wobei der Katalysator ein SCR-Katalysator ist.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung breitet sich ein Abgas in den Zellen leicht aus, wenn das Abgas darin strömt. Aus diesem Grund kommen, wenn ein Abgasreinigungskatalysator wie ein SCR-Katalysator auf die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung geladen ist, das Abgas und der Katalysator leicht miteinander in Kontakt, und der Katalysator kann effektiv genutzt werden. Im Ergebnis kann mit der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine hohe Reinigungsleistung durch den darin geladenen Katalysator erreicht werden, ohne dass sie vergrößert werden muss. Ferner zeigt die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine hohe Festigkeit, da die Teilungswand der geteilten Zelle auch als ein Verstärkungsabschnitt fungiert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch die Wabenstruktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Wabenstruktur gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4A ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, die schematisch normale Zellen und geteilte Zellen zeigt, die sich nebeneinander befinden, betrachtet von der Seite einer Endfläche der Wabenstruktur; und
  • 4B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie I-I' von 4A.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die nachstehenden Ausführungsformen beschränkt, und die nachstehenden Ausführungsformen können basierend auf dem Allgemeinwissen des Fachmanns natürlich entsprechend modifiziert und verbessert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Folglich sind diese Modifikationen und Verbesserungen ebenso im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • (1) Wabenstruktur:
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch die Wabenstruktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in diesen Zeichnungen gezeigt, umfasst eine Wabenstruktur 100 eine poröse Trennwand 1, die mehrere Zellen 2 definiert, die von einer Zulaufendfläche 11 als eine Endfläche zu einer Ablaufendfläche 12 als die andere Endfläche verlaufen. Die mehreren Zellen 2 umfassen mehrere geteilte Zellen 2b mit einer Teilungswand 3, die jede Zelle im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung in zwei Räume 4 und 4 teilt, und mehrere normale Zellen 2a ohne die Teilungswand 3. Die normale Zelle 2a hat im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung eine quadratische Form. Die geteilte Zelle 2b hat eine quadratische Form, wobei die Form eines Abschnitts ohne Teilungswand 3 (eine Form unter der Annahme, dass die Teilungswand 3 nicht vorgesehen ist) im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung mit der Form der normalen Zelle 2a übereinstimmt. Ferner haben in der geteilten Zelle 2b beide Räume 4 und 4, die durch die Teilungswand 3 geteilt sind, eine rechteckige Form (nachstehend werden beide Räume als „rechteckige Zelle” bezeichnet). Eine geteilte Zelle 2b umfasst zwei rechteckige Zellen 4 und 4.
  • In der vorliegenden Erfindung sind zumindest ein Teil der normalen Zellen 2a und zumindest ein Teil der geteilten Zellen 2b nebeneinander angeordnet, während sie von der Trennwand 1 getrennt sind. 4A ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, die schematisch die normalen Zellen und die geteilten Zellen zeigt, die betrachtet von der Seite einer Endfläche der Wabenstruktur nebeneinander liegen, und 4B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie I-I' von 4A. Die geteilte Zelle 2b hat eine quadratische Form, wobei die Form eines Abschnitts ohne Teilungswand 3 im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung mit der Form der normalen Zelle 2a übereinstimmt. Aus diesem Grund wird die Querschnittsfläche der beiden rechteckigen Zellen 4 und 4, die von der Teilungswand 3 geteilt sind, kleiner als die Querschnittsfläche der normalen Zelle 2a. Aus diesem Grund kommt es beim Strömen eines Abgases G in die Wabenstruktur 100 zu einer Differenz bei der Strömungsgeschwindigkeit zwischen einem Abgas G1, das die normale Zelle 2a durchquert, und einem Abgas G2, das die rechteckige Zelle 4 durchquert, so dass es zu einer Druckdifferenz zwischen der normalen Zelle 2a und der rechteckigen Zelle 4 kommt. Da ferner die Trennwand 1 porös ist, wird sich beim Auftreten einer Druckdifferenz das Abgas G von der Hochdruckseite (in der normalen Zelle 2a) auf die Niederdruckseite (in der rechteckigen Zelle 4) zwischen der normalen Zelle 2a und der rechteckigen Zelle 4, die nebeneinander liegen, während sie durch die Trennwand 1 getrennt sind, bewegen. Im Ergebnis breitet sich das Abgas G in der Zelle aus, so dass das Gas leicht mit der Trennwand 1 in Kontakt kommt.
  • Wenn daher ein Abgasreinigungskatalysator wie ein SCR-Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen wird, kommt das Abgas leicht mit dem Katalysator in Kontakt, und der Katalysator kann effektiv genutzt werden. Aus diesem Grund kann, auch wenn die Wabenstruktur 100 nicht vergrößert wird, eine hohe Reinigungsleistung durch den geladenen Katalysator erzielt werden. Ferner weist die Wabenstruktur 100 eine hohe Festigkeit auf, da die Teilungswand 3 der geteilten Zelle 2b als ein Verstärkungsabschnitt fungiert.
  • In der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis der Anzahl der geteilten Zellen 2b bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen 2b und der Anzahl der normalen Zellen 2a 30 bis 80%, bevorzugt 40 bis 70% und stärker bevorzugt 50 bis 70%. Wird das Verhältnis in einem solchen Bereich eingestellt, kann die Anzahl der geteilten Zellen 2b neben den normalen Zellen 2a erhöht werden. So wird die Ausbreitung des Abgases in der Zelle gefördert und die Abgasreinigungsleistung, die erzielt wird, wenn der Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen ist, verbessert. Wenn ferner das Verhältnis kleiner als 30% ist, ist die Anzahl der geteilten Zellen 2b bezogen auf die Anzahl der normalen Zellen 2a zu klein. Aus diesem Grund sinkt auch die Anzahl der geteilten Zellen 2b neben den normalen Zellen 2a. So kommt es zu dem Fall, bei dem die Abgasreinigungsleistung nicht ausreichend verbessert wird. Wenn hingegen das Verhältnis 80% übersteigt, ist die Anzahl der geteilten Zellen 2b bezogen auf die Anzahl der normalen Zellen 2a zu hoch. Aus diesem Grund steigt die Anzahl der geteilten Zellen 2b, die nicht neben den normalen Zellen 2a liegen. So kommt es zu einem Fall, bei dem die Abgasreinigungsleistung nicht ausreichend verbessert wird. Da ferner die Anzahl der Teilungswände 3 steigt, kommt es zu einem Fall, bei dem der Druckabfall übermäßig steigt. Da ferner die Anzahl der rechteckigen Zellen 4 mit einer kleinen Querschnittsfläche steigt, kommt es zu einem Fall, bei dem die Zelle, wenn ein Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen ist, leicht blockiert wird.
  • Wie in 2 gezeigt, sind in der vorliegenden Erfindung zumindest ein Teil der geteilten Zellen 2b spezifische geteilte Zellen 2b', bei denen alle vier Zellen neben der geteilten Zelle 2b, die durch die Trennwand 1 getrennt sind, normale Zellen 2a sind. Die spezifischen geteilten Zellen 2b' verbreiten das Abgas durch die Druckdifferenz in allen vier benachbarten normalen Zellen 2a. Aus diesem Grund trägt die Existenz der spezifischen geteilten Zelle 2b' zu einem großen Teil zur Verbesserung der Abgasreinigungsleistung bei, wenn ein Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen ist. Das Verhältnis der Anzahl der spezifischen geteilten Zellen 2b' bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen 2b und der Anzahl der normalen Zellen 2a beträgt bevorzugt 30 bis 50%, stärker bevorzugt 35 bis 50% und besonders bevorzugt 40 bis 50%. Wird das Verhältnis in einem solchen Bereich eingestellt, kann, wenn ein Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen ist, eine hohe Abgasreinigungsleistung erzielt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung ist/beträgt die Querschnittsfläche der beiden Räume (rechteckige Zellen) 4 und 4, die durch die Teilungswand 3 geteilt sind, im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung bevorzugt gleich oder mehr als 35% der Querschnittsfläche der normalen Zelle 2a, stärker bevorzugt gleich oder mehr als 40% der Querschnittsfläche der normalen Zelle 2a und besonders bevorzugt gleich oder mehr als 45%. Wird die Querschnittsfläche der rechteckigen Zelle 4 in einem solchen Bereich eingestellt, wird die rechteckige Zelle 4, wenn ein Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen ist, nicht so leicht blockiert. Beträgt die Querschnittsfläche jeder der rechteckigen Zellen 4 und 4 weniger als 35% der Querschnittsfläche der normalen Zelle, ist die Querschnittsfläche der rechteckigen Zelle 4 zu klein. So kommt es zu einem Fall, bei dem die rechteckige Zelle 4, wenn ein Katalysator auf die Wabenstruktur 100 geladen ist, leicht blockiert wird. Ferner können die Querschnittsflächen zweier Räume (die rechteckige Zelle) 4 und 4, die durch die Teilungswand 3 geteilt sind, in jeder geteilten Zelle 2b gleich oder verschieden voneinander sein. Die Querschnittsfläche der rechteckigen Zelle 4 kann durch die Position oder die Dicke der Teilungswand 3 der geteilten Zelle 2b eingestellt werden.
  • In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Verlaufsrichtung der Teilungswand 3 in allen geteilten Zellen 2b im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung dieselbe Richtung, aber die Verlaufsrichtung der Teilungswand 3 muss nicht in allen geteilten Zellen 2b dieselbe Richtung sein. Beispielsweise kann, wie in einer anderen in 3 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Verlaufsrichtung der Teilungswand 3 in der geteilten Zelle 2b in jeder Reihe von Zellen (der in einer vorbestimmten Richtung angeordneten Zellengruppe) im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung verändert werden. Ferner sind in der in 2 gezeigten Ausführungsform und in der in 3 gezeigten Ausführungsform die normale Zelle 2a und die geteilte Zelle 2b im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung abwechselnd in zwei orthogonalen Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung) angeordnet. Die Anordnung der Zellen der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise können die normalen Zellen 2a oder die geteilten Zellen 2b auch fortlaufend in der X-Richtung und/oder der Y-Richtung angeordnet sein.
  • Wie ferner in 1 gezeigt, kann die Wabenstruktur 100 eine Umfangswand 20 um die Trennwand 1 umfassen. In diesem Fall kann, da eine Zelle 2c, die sich im äußersten Umfangsabschnitt befindet, die Innenumfangsfläche der Umfangswand 20 kontaktiert, die Zelle 2c im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung andere Formen haben als die anderen Zellen. Die „mehreren Zellen 2” der vorliegenden Erfindung können die Zelle 2c mit einer anderen Form als die anderen Zellen umfassen.
  • In der Erfindung beträgt die Dicke der Trennwand 1 bevorzugt 60 bis 300 μm, stärker bevorzugt 60 bis 140 μm und besonders bevorzugt 60 bis 120 μm. Beträgt die Dicke der Trennwand 1 weniger als 60 μm, ist möglicherweise die Festigkeit nicht ausreichend. Wenn ferner die Dicke der Trennwand 1 300 μm übersteigt, kann der Druckabfall zu stark steigen.
  • Die Dicke der Teilungswand 3 beträgt bevorzugt 50 bis 250 μm, stärker bevorzugt 50 bis 110 μm und besonders bevorzugt 50 bis 100 μm. Beträgt die Dicke der Teilungswand 3 weniger als 50 μm, ist möglicherweise die Festigkeit nicht ausreichend. Wenn ferner die Dicke der Teilungswand 250 μm übersteigt, kann der Druckabfall zu stark steigen.
  • Die Porosität der Trennwand 1 beträgt bevorzugt 40 bis 70%, stärker bevorzugt 45 bis 60% und besonders bevorzugt 50 bis 60%. Beträgt die Porosität der Trennwand 1 weniger als 40%, wird möglicherweise das Abgas nicht ausreichend in den Zellen verbreitet, auch wenn es zu einer Druckdifferenz zwischen der normalen Zelle 2a und der rechteckigen Zelle 4, die nebeneinander liegen und dabei durch die Trennwand 1 getrennt sind, kommt. Wenn ferner die Porosität der Trennwand 1 70% übersteigt, ist möglicherweise die Festigkeit nicht ausreichend. Ferner ist die „Porosität” ein Wert, der mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen wird.
  • Der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand 1 beträgt bevorzugt 10 bis 25 μm, stärker bevorzugt 10 bis 20 μm und besonders bevorzugt 12 bis 20 μm. Beträgt der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand 1 weniger als 10 μm, wird möglicherweise das Abgas nicht ausreichend in den Zellen verbreitet, auch wenn es zu einer Druckdifferenz zwischen der normalen Zelle 2a und der rechteckigen Zelle 4, die nebeneinander liegen und dabei durch die Trennwand 1 getrennt sind, kommt. Wenn ferner der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand 1 25 μm übersteigt, ist möglicherweise die Festigkeit nicht ausreichend. Ferner ist der „durchschnittliche Porendurchmesser” ein Wert, der mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen wird.
  • Der Zellenabstand der Wabenstruktur 100 beträgt bevorzugt 1,04 bis 1,47 mm, stärker bevorzugt 1,09 bis 1,47 mm und besonders bevorzugt 1,14 bis 1,47 mm. Beträgt der Zellenabstand der Wabenstruktur 100 weniger als 1,04, ist möglicherweise die Festigkeit nicht ausreichend. Wenn ferner der Zellenabstand der Wabenstruktur 100 1,47 mm übersteigt, kann der Druckabfall zu stark steigen. Bei der geteilten Zelle 2b ist der „Zellenabstand” ein Wert, den man erhält, wenn die Teilungswand 3 und die beiden Räume (die rechteckigen Zellen) 4 und 4, die durch die Teilungswand 3 geteilt sind, als eine Zelle angesehen werden.
  • Die Form (die äußere Form) der Wabenstruktur 100 ist nicht besonders eingeschränkt. Als Beispiele für die Form der Wabenstruktur 100 können zum Beispiel eine runde Säulenform oder eine polygonale Säulenform oder dergleichen, bei der der Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung eine ovale Form, eine Rennstreckenform, eine dreieckige Form, eine quadratische Form, eine fünfeckige Form, eine sechseckige Form oder eine achteckige Form hat, oder dergleichen genannt werden.
  • Hat die Wabenstruktur 100 eine runde Säulenform, beträgt der Durchmesser der Wabenstruktur 100 bevorzugt 143,8 bis 330,2 mm, und ihre Länge beträgt bevorzugt 101,6 bis 203,2 mm. Die derart bemessene Wabenstruktur 100 kann zufriedenstellend an einem Fahrzeug oder dergleichen montiert werden, wenn ein SCR-Katalysator auf die Wabenstruktur geladen ist und Stickoxid (NOX) in einem Abgas gereinigt wird. Ferner zeigt sich bei einer derart bemessenen Wabenstruktur 100 eine ausreichende Reinigungsleistung, wenn ein SCR-Katalysator auf die Wabenstruktur geladen ist und Stickoxid (NOX) in einem Abgas gereinigt wird.
  • Bei der Wabenstruktur 100 werden im Herstellungsprozess die Trennwand 1 und die Teilungswand 3 bevorzugt monolithisch geformt. Da die Trennwand 1 und die Teilungswand 3 monolithisch geformt werden, kann eine hohe Festigkeit erzielt werden. Ferner kann, da die Trennwand 1 und die Teilungswand 3 durch Extrusion und dergleichen monolithisch geformt werden, die Wabenstruktur 100 leicht hergestellt werden.
  • Als ein die Wabenstruktur 100 bildendes Material ist Keramik bevorzugt. Im Besonderen ist zumindest eine Keramik, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Siliciumcarbid, einem Silicium-Siliciumcarbid-basierten Verbundmaterial, Mullit, Aluminiumoxid, Aluminiumtitanat, Siliciumnitrid und einem Siliciumcarbid-Cordierit-basierten Verbundmaterial, bevorzugt, da diese Keramiken hinsichtlich der Festigkeit und Wärmebeständigkeit hervorragend sind.
  • Bevorzugt wird die Wabenstruktur 100 der vorliegenden Erfindung als ein Träger verwendet, der einen Katalysator, d. h. einen SCR-Katalysator lädt.
  • Als das Material für den SCR-Katalysator kann beispielsweise Metallaustausch-Zeolith genannt werden. Als Metall, das den Metallaustausch von Zeolith bewirkt, können Eisen (Fe) und Kupfer (Cu) genannt werden. Ein geeignetes Beispiel für Zeolith ist beta-Zeolith.
  • Ferner kann der SCR-Katalysator ein Katalysator sein, der hauptsächlich zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend Vanadium und Titandioxid, enthält. Der Gehalt an Vanadium und Titandioxid im SCR-Katalysator beträgt bevorzugt 60 Masse-% oder mehr.
  • Die SCR-Katalysator-Lademenge ist nicht besonders eingeschränkt. Wenn hierbei die SCR-Katalysator-Lademenge zu gering ist, kann keine ausreichende Reinigungsleistung erzielt werden. Aus diesem Grund beträgt die Katalysatorlademenge bevorzugt 150 g oder mehr pro Volumeneinheit (1 Liter) der Wabenstruktur 100. Ist hingegen die SCR-Katalysatorlademenge zu hoch, kann der Druckabfall der Wabenstruktur 100 übermäßig steigen. Aus diesem Grund beträgt die Obergrenze für die SCR-Katalysator-Lademenge bevorzugt etwa 400 g pro Volumeneinheit (1 Liter) der Wabenstruktur 100.
  • (2) Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur:
  • Nachstehend wird ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wird ein geknetetes Material durch Mischen und Kneten eines Formungsrohmaterials, das ein keramisches Rohmaterial enthält, erhalten. Als das keramische Rohmaterial ist zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Cordierit-bildenden Rohmaterial, Cordierit, Siliciumcarbid, einem Silicium-Siliciumcarbid-basierten Verbundmaterial, Mullit, Aluminiumoxid, Aluminiumtitanat, Siliciumnitrid und einem Siliciumcarbid-Cordierit-basierten Verbundmaterial, bevorzugt. Ferner ist das Cordierit-bildende Rohmaterial ein Rohmaterial, das beim Brennen zu Cordierit wird. Im Speziellen ist das Cordierit-bildende Rohmaterial ein Rohmaterial, in dem Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Magnesiumoxid entsprechend einer chemischen Zusammensetzung, die 42 bis 56 Masse-% Siliciumdioxid, 30 bis 45 Masse-% Aluminiumoxid und 12 bis 16 Masse-% Magnesiumoxid umfasst, gemischt sind.
  • Bevorzugt wird das Formungsrohmaterial durch Mischen eines Dispersionsmediums, eines Sinteradditivs, eines organischen Bindemittels, eines oberflächenaktiven Mittels und eines Porenbildners mit dem keramischen Rohmaterial hergestellt.
  • Als das Dispersionsmedium ist Wasser bevorzugt. Der Gehalt des Dispersionsmediums wird geeignet so eingestellt, dass ein geknetetes Material, erhalten durch Kneten des Formungsrohmaterials, eine Härte hat, die einen leichten Formgebungsvorgang ermöglicht. Bevorzugt beträgt der genaue Gehalt des Dispersionsmediums 20 bis 80 Masse-% bezogen auf das gesamte Formungsrohmaterial.
  • Als das Sinteradditiv kann beispielsweise Yttriumoxid, Magnesiumoxid, Strontiumoxid und dergleichen verwendet werden. Bevorzugt beträgt der Gehalt des Sinteradditivs 0,1 bis 0,3 Masse-% bezogen auf das gesamte Formungsrohmaterial.
  • Als das organische Bindemittel können beispielsweise Methylcellulose, Hydroxypropoxylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol und dergleichen genannt werden. Von diesen werden bevorzugt Methylcellulose und Hydroxypropoxylcellulose zusammen verwendet. Bevorzugt beträgt der Gehalt des Bindemittels 2 bis 10 Masse-% bezogen auf das gesamte Formungsrohmaterial.
  • Als das oberflächenaktive Mittel können Ethylenglycol, Dextrin, Fettsäureseife, Polyalkohol und dergleichen verwendet werden. Von diesen Beispielen können eines von diesen oder zwei oder mehr von diesen in Kombination verwendet werden. Bevorzugt beträgt der Gehalt des oberflächenaktiven Mittels 2 Masse-% oder weniger bezogen auf das gesamte Formungsrohmaterial.
  • Beispiele für den Porenbildner sind nicht besonders eingeschränkt, solange nach dem Brennen Poren gebildet werden. Als Beispiele können Graphit, Stärke, aufschäumbares Harz, Hohlharz, wasseraufnehmendes Harz, Kieselgel und dergleichen genannt werden. Bevorzugt beträgt der Gehalt des Porenbildners 10 Masse-% oder weniger bezogen auf das gesamte Formungsrohmaterial.
  • Als nächstes wird ein geknetetes Material durch Kneten des Formungsrohmaterials geformt. Das Verfahren zum Formen des gekneteten Materials durch Kneten des Formungsrohmaterials ist nicht besonders eingeschränkt. Als ein Beispiel kann ein Verfahren unter Verwendung eines Kneters oder eines Vakuum-Knetwerks oder dergleichen genannt werden.
  • Anschließend wird der Wabenformkörper durch Formen des erhaltenen gekneteten Materials geformt. Der Wabenformkörper ist ein Formkörper, der eine Trennwand umfasst, die mehrere Zellen definiert, die als Fluidkanäle dienen. Das Verfahren zur Formung des Wabenformkörpers durch Formen des gekneteten Materials ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann ein existierendes Formungsverfahren wie Extrusion und Spritzguss eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Verfahren des Extrudierens des gekneteten Materials durch eine Düse mit der gewünschten Zellenform, der gewünschten Trennwanddicke und dem gewünschten Zellenabstand genannt werden. Als das Material der Düse ist schwer verschleißbares Sinterhartmetall bevorzugt. Ferner wird bevorzugt zusammen mit der Trennwand während der Extrusion die Teilungswand der geteilten Zelle monolithisch (gleichzeitig) geformt.
  • Der so erhaltene Wabenformkörper wird getrocknet und gebrannt. Als das Trocknungsverfahren kann beispielsweise ein Heißlufttrocknungsverfahren, ein Mikrowellentrocknungsverfahren, ein dielektrisches Trocknungsverfahren, ein Dekompressionstrocknungsverfahren, ein Vakuumtrocknungsverfahren, ein Gefriertrocknungsverfahren und dergleichen genannt werden. Von diesen wird bevorzugt das dielektrische Trocknungsverfahren, das Mikrowellentrocknungsverfahren und das Heißlufttrocknungsverfahren oder eine Kombination davon durchgeführt.
  • Bevorzugt wird der getrocknete Wabenformkörper vor dem Brennen (Hauptbrennen) kalziniert. Das Kalzinieren dient dem Entfetten. Das Kalzinierungsverfahren ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der organischen Substanz in dem Wabenformkörper entfernt werden. Als Beispiele für die organische Substanz können ein organisches Bindemittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein Porenbildner und dergleichen genannt werden. Die Verbrennungstemperatur für das organische Bindemittel beträgt etwa 100 bis 300°C. Aus diesem Grund wird das Kalzinieren bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 200 bis 1000°C für etwa 10 bis 100 Stunden in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt.
  • Das Brennen (Hauptbrennen) des Wabenformkörpers wird so durchgeführt, dass das den kalzinierten Wabenformkörper bildende Formungsrohmaterial zum Verdichten und Sicherstellen der vorbestimmten Festigkeit gesintert wird. Da die Brennbedingung in Abhängigkeit der Art des Formungsrohmaterials verschieden ist, kann die Brennbedingung entsprechend der Art ausgewählt werden. Beispielsweise beträgt bei der Verwendung des Cordierit-bildenden Rohmaterials die Brenntemperatur bevorzugt 1.350 bis 1.440°C. Ferner beträgt die Brennzeit bevorzugt 3 bis 10 Stunden als Haltezeit der Höchsttemperatur. Als Beispiel für die Vorrichtung zum Kalzinieren und Hauptbrennen können ein Elektroofen und ein Gasofen oder dergleichen genannt werden.
  • Die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann durch das obige Herstellungsverfahren erhalten werden.
  • (3) Verfahren zum Laden des SCR-Katalysators:
  • Als nächstes wird ein Beispiel zum Laden eines SCR-Katalysators in die wie oben beschrieben hergestellte Wabenstruktur beschrieben. Zunächst wird eine Katalysatoraufschlämmung hergestellt, die einen SCR-Katalysator umfasst. Die Katalysatoraufschlämmung wird auf die Oberflächen der Trennwand und der Teilungswand der Wabenstruktur geschichtet (aufgebracht). Das Beschichtungsverfahren ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise ist ein bevorzugtes Beschichtungsverfahren ein Verfahren (ein Ansaugverfahren), bei dem die Katalysatoraufschlämmung aus der anderen Endfläche der Wabenstruktur gesaugt wird, während eine Endfläche der Wabenstruktur in die Katalysatoraufschlämmung getaucht wird. Dann wird die Katalysatoraufschlämmung auf die Oberflächen der Trennwand und der Teilungswand der Wabenstruktur geschichtet, und die Katalysatoraufschlämmung wird getrocknet. Ferner kann die getrocknete Katalysatoraufschlämmung gebrannt werden. So kann eine Wabenstruktur erhalten werden, auf die der SCR-Katalysator geladen ist.
  • (Beispiele)
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung basierend auf den Beispielen ausführlich beschrieben, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • (Beispiel 1)
  • Als ein keramisches Rohmaterial wurde ein Cordierit-bildendes Rohmaterial, das Aluminiumdioxid, Talk und Kaolin umfasst, verwendet. Das Masseverhältnis von Aluminiumdioxid, Talk und Kaolin wurde derart festgelegt, dass durch Brennen Cordierit erhalten wurde. Ein Bindemittel (Methylcellulose) und Wasser wurden mit dem keramischen Rohmaterial unter Erhalt eines keramischen Formungsrohmaterials gemischt.
  • Als nächstes wurde das Formungsrohmaterial mit einem Kneter unter Erhalt eines runden, säulenförmigen, gekneteten Materials geknetet. Das geknetete Material wurde mit einem Vakuumextruder unter Erhalt eines Wabenformkörpers in eine Wabenform gebracht. Der erhaltene Wabenformkörper wurde mit einem Mikrowellentrockner und einem Heißlufttrockner unter Erhalt eines getrockneten Wabenkörpers getrocknet.
  • Anschließend wurde der getrocknete Wabenkörper bei 450°C in der Atmosphäre 5 Stunden kalziniert (entfettet). Anschließend wurde der getrocknete Wabenkörper bei 1.425°C 7 Stunden gebrannt, wodurch eine Wabenstruktur mit einer normalen Zelle und einer geteilten Zelle erhalten wurde. Die Wabenstruktur hatte eine runde Säulenform mit einem Durchmesser von 266,7 mm und einer Länge von 152,4 mm. Ferner betrug das Verhältnis der Anzahl der geteilten Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl der normalen Zellen 30%. Ferner betrug das Verhältnis der Anzahl der spezifischen geteilten Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl der normalen Zellen auch 30%. Ferner betrug die Querschnittsfläche der kleinsten rechteckigen Zelle 35%, wenn die Querschnittsfläche der normalen Zelle im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung 100% betrug. Ferner betrug die Dicke der Trennwand 139,7 μm, der Zellenabstand betrug 1,27 mm, die Porosität der Trennwand betrug 50%, der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand betrug 20 μm und die Dicke der Teilungswand betrug 76,2 μm. Ferner sind die Porosität und der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand Werte, die mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen werden. Ferner ist der Zellenabstand der geteilten Zelle ein Wert, den man erhält, wenn die Teilungswand und zwei Räume (rechteckige Zellen), die von der Teilungswand geteilt sind, als eine Zelle angesehen werden.
  • Anschließend wurde ein SCR-Katalysator auf die Wabenstruktur geladen. Als der SCR-Katalysator wurde ein Cu-Austausch-Zeolith verwendet. In einem spezifischen Ladeverfahren wurde zunächst eine Katalysatoraufschlämmung hergestellt, die das Cu-Austausch-Zeolith umfasst. Als das Dispergiermittel für die Katalysatoraufschlämmung wurde Wasser verwendet. Die Menge an Wasser wurde so eingestellt, dass die Viskosität der Aufschlämmung 7 mPa·s erreichte. Die Katalysatoraufschlämmung wurde nach dem Ansaugverfahren auf die Oberflächen der Trennwand und der Teilungswand der Wabenstruktur geschichtet. Anschließend wurde die Wabenstruktur mit einem Heißlufttrockner unter Erhalt einer Wabenstruktur, auf die ein SCR-Katalysator geladen war, getrocknet. Ferner betrug die SCR-Katalysator-Lademenge pro Volumeneinheit (1 Liter) der Wabenstruktur 150 g.
  • (Beispiele 2 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3)
  • Außer dass die Größe der Wabenstruktur und die Struktur der Zelle auf die in Tabelle 1 gezeigten Werte geändert wurden, wurde eine Wabenstruktur, auf die ein SCR-Katalysator geladen war, ähnlich wie in Beispiel 1 erhalten. Ferner enthielt die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 keine geteilte Zelle. Aus diesem Grund waren auch die Teilungswand und die rechteckige Zelle nicht enthalten. Ferner wurde ähnlich wie in Beispiel 1 die SCR-Katalysator-Lademenge pro Volumeneinheit (1 Liter) der Wabenstruktur auf 150 g eingestellt.
  • (Bewertung)
  • Die „NOx-Reinigungsrate”, die „Katalysatorbeschichtungseigenschaft” und der „Druckabfall” wurden an den Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 bewertet. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.
  • (NOX-Reinigungsrate)
  • Ein Verbrennungsgas mit einer NO-Konzentration von 300 ppm und einer NH3-Konzentration von 300 ppm konnte bei einer Raumgeschwindigkeit (SV) von 80.000 h–1 und einer Temperatur von 200°C in die Wabenstruktur, auf die ein SCR-Katalysator geladen war, strömen. Aus der NOx-Konzentration des Verbrennungsgases bevor und nachdem das Verbrennungsgas in die Wabenstruktur strömte, wurde die NOX-Reinigungsrate (%) berechnet. Dann wurde die folgende Bewertung basierend auf der Reinigungsrate der Wabenstruktur (der existierenden Wabenstruktur ohne geteilte Zelle) von Vergleichsbeispiel 1 vorgenommen.
  • „AA” kennzeichnet einen Zustand, wo die NOX-Reinigungsrate um 10% oder mehr größer ist als die NOX-Reinigungsrate der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1.
  • „A” kennzeichnet einen Zustand, wo die NOX-Reinigungsrate um einen Bereich gleich oder mehr als 7% und weniger als 10% größer ist als die NOX-Reinigungsrate der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1.
  • „B” kennzeichnet einen Zustand, wo die NOX-Reinigungsrate um einen Bereich gleich oder mehr als 4% und weniger als 7% größer ist als die NOX-Reinigungsrate der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1.
  • „C” kennzeichnet einen Zustand, wo die NOX-Reinigungsrate um einen Bereich gleich oder mehr als 1% und weniger als 4% größer ist als die NOX-Reinigungsrate der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1.
  • „D” kennzeichnet einen Zustand, wo die NOX-Reinigungsrate gleich der oder um einen Bereich von weniger als 1% größer ist als die NOX-Reinigungsrate der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1.
  • (Katalysatorbeschichtungseigenschaft)
  • Die folgende Bewertung wurde an der Wabenstruktur, auf die ein SCR-Katalysator geladen war, durch Überprüfung der Anzahl von Zellen, die durch den Katalysator blockiert wurden, der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren durch Beschichten mit der Katalysatoraufschlämmung geladen wurde, vorgenommen.
  • „A” kennzeichnet einen Zustand, wo keine blockierten Zellen vorliegen.
  • „B” kennzeichnet einen Zustand, wo die Anzahl blockierter Zellen weniger als 5% der Anzahl aller Zellen beträgt.
  • „C” kennzeichnet einen Zustand, wo die Anzahl blockierter Zellen gleich der oder mehr als 5% und weniger als 10% der Anzahl aller Zellen ist/beträgt.
  • „D” kennzeichnet einen Zustand, wo die Anzahl blockierter Zellen gleich der oder mehr als 10% der Anzahl aller Zellen ist/beträgt.
  • (Druckabfall)
  • Ein Probenkörper mit einer vertikalen Länge von 36 mm × einer horizontalen Länge von 36 mm × einer Tiefenlänge von 50 mm wurde aus der mit dem SCR-Katalysator beladenen Wabenstruktur geschnitten. Der Probenkörper wurde so geschnitten, dass die Längsrichtung des Probenkörpers zu der Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur wird. Luft konnte mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 Nm3/Minute und Raumtemperatur zu dem Probenkörper strömen, und der stromaufwärtige Druck und der stromabwärtige Druck des Probenkörpers wurden gemessen. Die Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärtigen Druck und dem stromabwärtigen Druck wurde als der Druckabfall festgelegt, und die Bewertung wurde wie folgt vorgenommen.
  • „A” kennzeichnet einen Zustand, wo der Druckabfall kleiner ist als 1,4 kPa.
  • „B” kennzeichnet einen Zustand, wo der Druckabfall gleich oder größer ist als 1,4 kPa und kleiner als 1,8 kPa.
  • „C” kennzeichnet einen Zustand, wo der Druckabfall gleich oder größer ist als 1,8 kPa und kleiner als 2,2 kPa.
  • „D” kennzeichnet einen Zustand, wo der Druckabfall gleich oder größer ist als 2,2 kPa. [Tabelle 1]
    Figure DE102016003160A1_0002
    *1: Verhältnis der Anzahl geteilter Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der geteilten Zellen und der Anzahl normaler Zellen
    *2: Verhältnis der Anzahl spezifischer geteilter Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl normaler Zellen
    *3: Querschnittsfläche der kleinsten rechteckigen Zelle, wenn die Querschnittsfläche der normalen Zelle 100 (%) im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung beträgt [Tabelle 2]
    Bewertung
    NOX-Reinigungsrate Katalysatorbeschichtungseingenschaft Druckabfall
    Beispiel 1 A A A
    Beispiel 2 A A A
    Beispiel 3 AA A A
    Beispiel 4 AA A A
    Beispiel 5 A A A
    Beispiel 6 AA B A
    Beispiel 7 AA B A
    Vergleichsbeispiel 1 D A A
    Vergleichsbeispiel 2 C A A
    Vergleichsbeispiel 3 B D D
  • (Beobachtung)
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, waren die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 7 in allen Bewertungspunkten zufriedenstellend. Bei der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 ohne geteilte Zelle und der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 2, bei der das Verhältnis der geteilten Zelle weniger als 30% betrug, war die NOX-Reinigungsrate offensichtlich schlechter als die der Wabenstrukturen der Beispiele l bis 7. Ferner war die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 3, bei der das Verhältnis der geteilten Zelle 80% überstieg, in allen Bewertungspunkten schlechter als die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 7. Bei der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 3 waren insbesondere die Katalysatorbeschichtungseigenschaft und der Druckabfall schlecht.
  • Die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann geeignet als ein Träger verwendet werden, der einen Katalysator wie einen SCR-Katalysator lädt.
  • Beschreibung der Bezugsziffern
    • 1: Trennwand, 2: Zelle, 2a: normale Zelle, 2b: geteilte Zelle, 2b': spezifische geteilte Zelle, 2c: Zelle am äußersten Umfangsabschnitt, 3: Teilungswand, 4: Raum (rechteckige Zelle), 11: Zulaufendfläche, 12: Ablaufendfläche, 20: Umfangswand, 100: Wabenstruktur
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015-060036 [0001]
    • JP 2013-53594 A [0004]

Claims (5)

  1. Wabenstruktur, umfassend: eine poröse Trennwand, die mehrere Zellen definiert, die von einer Zulaufendfläche als eine Endfläche zu einer Ablaufendfläche als die andere Endfläche verlaufen, wobei die mehreren Zellen mehrere geteilte Zellen mit einer Teilungswand, die jede Zelle in zwei Räume teilt, und mehrere normale Zellen ohne Teilungswand im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung umfassen, wobei die Form jeder normalen Zelle im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung quadratisch ist, wobei die geteilte Zelle so ausgebildet ist, dass die Form eines Abschnitts ohne Teilungswand übereinstimmend mit der Form der normalen Zelle quadratisch ist und die beiden Räume, die durch die Teilungswand geteilt werden, im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung rechteckig sind, wobei zumindest ein Teil der normalen Zellen und zumindest ein Teil der geteilten Zellen nebeneinander angeordnet sind, während sie von der Trennwand getrennt sind, und wobei das Verhältnis der Anzahl der geteilten Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl der normalen Zellen 30 bis 80% beträgt.
  2. Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der geteilten Zellen spezifische geteilte Zellen sind, bei denen alle vier Zellen neben der geteilten Zelle, die durch die Trennwand getrennt sind, die normalen Zellen sind und das Verhältnis der Anzahl der spezifischen geteilten Zellen bezogen auf die Gesamtanzahl der Anzahl der geteilten Zellen und der Anzahl der normalen Zellen 30 bis 50% beträgt.
  3. Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Querschnittsfläche der beiden durch die Teilungswand geteilten Räume im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung 35% oder mehr der Querschnittsfläche der normalen Zelle beträgt.
  4. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Abgasreinigungskatalysator geladen ist.
  5. Wabenstruktur nach Anspruch 4, wobei der Katalysator ein SCR-Katalysator ist.
DE102016003160.3A 2015-03-23 2016-03-15 Wabenstruktur Pending DE102016003160A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015060036A JP6436824B2 (ja) 2015-03-23 2015-03-23 ハニカム構造体
JP2015-060036 2015-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016003160A1 true DE102016003160A1 (de) 2016-09-29

Family

ID=56889616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016003160.3A Pending DE102016003160A1 (de) 2015-03-23 2016-03-15 Wabenstruktur

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6436824B2 (de)
CN (1) CN105983448B (de)
DE (1) DE102016003160A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6626524B2 (ja) * 2018-03-29 2019-12-25 日本碍子株式会社 電気加熱型触媒用担体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013053594A (ja) 2011-09-06 2013-03-21 Ngk Insulators Ltd ハニカム触媒体
JP2015060036A (ja) 2013-09-18 2015-03-30 富士通セミコンダクター株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクの監視方法およびハーフトーン型位相シフトマスク

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19751788C2 (de) * 1997-11-21 2001-11-15 Siemens Ag Katalysatorkörper
JP4234836B2 (ja) * 1999-02-18 2009-03-04 日本碍子株式会社 ハニカム構造体及びその複合体
JP3900421B2 (ja) * 2001-11-09 2007-04-04 トヨタ自動車株式会社 ウォールフロー型ディーゼル排ガス浄化用フィルタ型触媒およびディーゼル排ガス浄化用装置
JP2006189026A (ja) * 2004-12-07 2006-07-20 Denso Corp 排ガス浄化フィルタ
JP2007181798A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
US9314727B2 (en) * 2008-11-26 2016-04-19 Corning Incorporated Cordierite forming batch compositions and cordierite bodies manufactured therefrom
JP5964564B2 (ja) * 2011-09-05 2016-08-03 日本碍子株式会社 ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ
US20120258032A1 (en) * 2011-11-02 2012-10-11 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyzed filter for treating exhaust gas
GB201200783D0 (en) * 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Substrate monolith comprising SCR catalyst
WO2013186922A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013053594A (ja) 2011-09-06 2013-03-21 Ngk Insulators Ltd ハニカム触媒体
JP2015060036A (ja) 2013-09-18 2015-03-30 富士通セミコンダクター株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクの監視方法およびハーフトーン型位相シフトマスク

Also Published As

Publication number Publication date
JP6436824B2 (ja) 2018-12-12
JP2016179426A (ja) 2016-10-13
CN105983448A (zh) 2016-10-05
CN105983448B (zh) 2020-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017205248B4 (de) Wabenstruktur und verfahren zum herstellen der wabenstruktur
DE102017002266B4 (de) Wabenstruktur
DE102015003218B4 (de) Wabenstruktur
DE102014004712A1 (de) Wanddurchflusstyp Abgasreinigungsfilter
DE102018001779A1 (de) Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen
DE202004021341U1 (de) Wabenstrukturkörper
DE102016002708A1 (de) Wabenfilter
DE112016000619T5 (de) Wabenstruktur
DE102018001790B4 (de) Wabenstruktur
DE102018002329B4 (de) Abgasreinigungskatalysator mit einer Wabenstruktur
DE102014003359A1 (de) Wabenstruktur
DE102017008765B4 (de) Wabenstruktur
DE102016000194A1 (de) Wabenstruktur, Verfahren zur Herstellung derselben und Umhüllungsstruktur
DE102017008763A1 (de) Verschlossene Wabenstruktur
DE102018002117B4 (de) Wabenstruktur
DE102017002711A1 (de) Wabenstruktur
DE102016007190A1 (de) Wabenfilter
DE102017000250A1 (de) Wabenstruktur
DE102018002332A1 (de) Wabenstruktur
DE102018002115B4 (de) Wabenstruktur
DE102020001984A1 (de) Poröser Keramikkörper und Verfahren zu dessen Herstellung und Staubsammelfilter
DE102019126010A1 (de) Wabenfilter
DE102018204933A1 (de) Wabenfilter
DE102017008767A1 (de) Verschlossene Wabenstruktur
DE102018001775B4 (de) Wabenstruktur

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: KRAUS & LEDERER PARTGMBB, DE