FI75744C - Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases. - Google Patents

Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases. Download PDF

Info

Publication number
FI75744C
FI75744C FI863705A FI863705A FI75744C FI 75744 C FI75744 C FI 75744C FI 863705 A FI863705 A FI 863705A FI 863705 A FI863705 A FI 863705A FI 75744 C FI75744 C FI 75744C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
support
slurry
catalyst
producing
aluminum
Prior art date
Application number
FI863705A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI863705A (en
FI863705A0 (en
FI75744B (en
Inventor
Pirkko Virta
Original Assignee
Kemira Oy
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 Kemira Oy filed Critical Kemira Oy
Priority to FI863705A priority Critical patent/FI75744C/en
Publication of FI863705A0 publication Critical patent/FI863705A0/en
Publication of FI863705A publication Critical patent/FI863705A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI75744B publication Critical patent/FI75744B/en
Publication of FI75744C publication Critical patent/FI75744C/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

7574475744

Menetelmä pakokaasujen puhdistamiseen käytettävän katalyytti-kennoston valmistamiseksiA method of making a catalyst cell for exhaust gas purification

Keksintö kohdistuu menetelmään metallirunkoisen pakokaasu- katalyytin valmistamiseksi, jossa menetelmässä alumiini- pitoisesta ruostumattomasta teräksestä valmistettua ohutta o nauhaa lämpökäsitellään noin 800-1000 Csssa 2-24 tunnin ajan, jolloin nauhan pintaan muodostuu ohut oksidikerros, jonka päälle tukiaine levitetään, minkä jälkeen kennosto kuivataan, kalsinoidaan ja päällystetään katalyytillä.The invention relates to a process for preparing a metal-based exhaust gas catalyst, in which a thin strip of aluminum-containing stainless steel is heat-treated at about 800-1000 ° C for 2-24 hours to form a thin oxide layer on which the support is applied, after which the honeycomb is dried. and coated with a catalyst.

Tavallisesti käytetään keraamisia kennostoja pakokaasukata-lyyttien runkoina, mutta tällaiset kennostot ovat hyvin hauraita ja rikkoutuvat siten helposti käsittelyn ja käytön aikana. Keraamisten kennostojen sijasta voidaan käyttää uusia, tämän keksinnön mukaisia metallisia kennostoja, jotka ovat kestävämpiä ja helpompia valmistaa.Ceramic honeycombs are usually used as the bodies of the exhaust gas catalysts, but such honeycombs are very brittle and thus break easily during handling and use. Instead of ceramic honeycombs, new metallic honeycombs according to the present invention can be used, which are more durable and easier to manufacture.

Tavallisimmin käytetään katalyyttinä platinametalleja. Jotta Jotta ne saataisiin kiinnittymään riittävästi, lujasti ja tasaisesti metallikatalyytin pintaan, käytetään katalyyttiker-roksen ja metallifolion välissä tukiainekerrosta. Tukiaine-kerros lisää myös aktiivista pinta-alaa. Tukiaine on alumiini-oksidipitoista ainetta, joka lietetään veteen ja sen pH säädetään happaman puolelle. Tämän jälkeen tukiaine jauhetaan, siihen lisätään apuaineet, kuten tavallisesti käytettyPlatinum metals are most commonly used as catalysts. In order to make them adhere sufficiently, firmly and evenly to the surface of the metal catalyst, a support layer is used between the catalyst layer and the metal foil. The support layer also increases the active surface area. The support is an alumina-containing substance that is slurried in water and its pH is adjusted to the acidic side. The support is then ground, and the excipients are added as usual

Ce(N0 ) , joiden johdosta terminen pysyvyys paranee ja 3 3 happireservi on parempi auton käydessä eri kierrosluvuilla. Jauhamisen jälkeen tukiaine levitetään metallifolion pinnalle ja kalsinoidaan.Ce (N0), as a result of which the thermal stability is improved and the 3 3 oxygen reserve is better when the car is running at different speeds. After grinding, the support is applied to the surface of the metal foil and calcined.

Tunnetussa tekniikassa on esitetty menetelmiä metallifoliosta valmistetun kennoston päällystämiseksi ensin tukiaineella ja sitten katalyyttikerroksella. Ennen tukiaineen levittämistä metallifoliota hehkutetaan korkeassa lämpötilassa, jolloin sen 2 75744 pintaan muodostuu oksidikerros, joka paksunee hapen ja metallien diffundoituessa sen lävitse. Hapettuminen jatkuu kerroksen molemmilla puolilla tasaisella nopeudella, jolloin metallin pintaan muodostuu suojaava oksidikalvo. Terästä suojaa hapettumiselta erikoisen tehokkaasti kromi, joka muodostaa korkeissa lämpötiloissa metallin pintaan kromioksidia sisältävän kalvon. Tulenkestävyyden parantamiseksi lisätään metallei-hin usein hiukan alumiinia kromin lisäksi, joka tehostaa oksidikalvon suojavaikutusta sallien siten tavallista niukemman kromiseostuksen. Alumiinin diffuusionopeus on yli 100-kertainen kromiin nähden, minkä vuoksi hakemuksen mukaisessa keksinnössä käytettyjen alumiini/kromi-terästen pintaan hapettuva oksidikerros on lähes täysin AI 0 :a.The prior art discloses methods for coating a honeycomb made of metal foil first with a support and then with a catalyst layer. Prior to the application of the support, the metal foil is annealed at a high temperature, forming an oxide layer on its surface, which thickens as oxygen and metals diffuse through it. Oxidation continues on both sides of the layer at a constant rate, forming a protective oxide film on the metal surface. Chromium is particularly effective in protecting steel from oxidation, forming a film containing chromium oxide on the surface of the metal at high temperatures. In order to improve the fire resistance, a little aluminum is often added to the metals in addition to chromium, which enhances the protective effect of the oxide film, thus allowing less chromium alloying. The diffusion rate of aluminum is more than 100 times that of chromium, which is why the oxidizing oxide layer on the surface of the aluminum / chromium steels used in the invention according to the application is almost completely Al 0.

2 32 3

Edellä esitetyn kaltainen tekniikka on ennestään tunnettua useista julkaisuista, kuten oppi- ja käsikirjoista (ks. esim. Miekk-Oja, H.M., Metallioppi, Helsinki 1960, s. 618-622).A technique such as the one described above is already known from several publications, such as textbooks and manuals (see, e.g., Miekk-Oja, H.M., Metallioppi, Helsinki 1960, pp. 618-622).

US-patentissa 4 279 782 on kuvattu menetelmä alumiinipitoi-sesta ruostumattomasta terässeoksesta valmistetun metalli-folion päällystämiseksi gamma-aluminalla, jonka folion pinnalla on lämpökäsittelemällä saatu Ai O -kerros. Menetel- 2 3 massa alumiinioksidipintainen metallifolio kastellaan ensin geelillä, joka on muodostettu sekoittamalla noin 4-6 paino-% aluminamonohydraattia veteen ja tämä seos on tehty happamaksi typpihapolla pH-arvoon alle 2,0. GB-patenttijulkaisussa 2 094 656 on esitetty samanlainen menetelmä, jossa hapetettu metallifolio päällystetään ensin geelillä, joka muodostuu aluminamonohydraatista vedessä, ja joka on tehty happamaksi typpihapolla pH-arvoon 2,0. Tämän jälkeen folio päällystetään aluminalietteellä.U.S. Patent 4,279,782 describes a method of coating a metal foil made of an aluminum-containing stainless steel alloy with gamma aluminum having a heat-treated Al 2 layer obtained on the surface of the foil. Method 3 A mass of alumina-faced metal foil is first wetted with a gel formed by mixing about 4-6% by weight of aluminum monohydrate with water and this mixture is acidified with nitric acid to a pH below 2.0. GB 2,094,656 discloses a similar process in which an oxidized metal foil is first coated with a gel consisting of aluminum monohydrate in water and acidified with nitric acid to a pH of 2.0. The foil is then coated with aluminum slurry.

DE-hakemusjulkaisussa 2 339 513 on esitetty menetelmä, jossa metallikennosto päällystetään ennen katalyyttikerroksen lisäämistä lietteellä, joka on valmistettu sekoittamallaDE-A-2 339 513 discloses a process in which a metal cell is coated with a slurry prepared by stirring before adding a catalyst layer.

Ce(N0 ) .6H 0 vedessä aktivoidun AI O -pulverin 3 3 2 2 3 kanssa. Tämä liete kuivattiin, jauhettiin ja kalsinoitiin, jonka jälkeen se sekoitettiin veteen ja typpihappoon. Tähän il 3 75744 seokseen kennosto kastettiin ennen katalyytillä päällystämistä .Ce (NO) .6H 0 with water-activated Al O powder 3 3 2 2 3. This slurry was dried, ground and calcined, then mixed with water and nitric acid. In this mixture, the honeycomb was dipped before coating with catalyst.

DE-hakemusjulkaisussa 2 306 114 esitetään menetelmä, jossa monoliittinen kantaja päällystetään katalyytillä käyttäen tukiaineena AI 0 :a ja aktiivisina aineina Pt, Pd, Cu-2 3 oksidia ja/tai Ni-oksidia. Liuos, joka sisälsi Cu(NO ) .DE-A-2 306 114 discloses a process in which a monolithic support is coated with a catalyst using Al 0 as support and Pt, Pd, Cu-2 3 oxide and / or Ni oxide as active ingredients. Solution containing Cu (NO).

3 2 3H Osta, Ni(NO ) .9H Osta ja vettä sekoitettiin 2 3 3 2 HNO seen ja stabiloitiin gamma-Al O sila. Monoliitti 3 2 3 päällystettiin tällä seoksella, kuivattiin ja pelkistettiin COs 11a.3 2 3H Buy, Ni (NO) .9H Buy and water were mixed with 2 3 3 2 HNO and stabilized with gamma-Al O silicon. Monolith 3 2 3 was coated with this mixture, dried and reduced to CO 3 11a.

Käytettäessä edellä mainitun mukaista vanhaa tekniikkaa, jossa tukiainelietteen pH-arvo säädetään typpihapolla noin arvoon 2, aiheuttaa tämä korroosiota reikäkohdissa, joita metallin epä-homogeenisuudesta ja metallinauhan mekaanisesta käsittelystä johtuen muodostuu lämpökäsittelyssä oksidikerroksen pinnalle, ja joista korroosio alkaa. Katalyytin käyttöolosuhteissa tämä korroosio alkaa levitä. Nyt on yllättäen havaittu, että pin-noitusvaiheen aikana syntyvä korroosioalku voidaan oheisen keksinnön mukaisessa menetelmässä estää käyttäen typpihapon sijasta etikkahappoa. Keksinnön mukaisesti käytetään tukiaineena alumiinihydraattia, kuten esim. böhmiittiä, joka liete-tään laimeaan etikkahappoon, minkä jälkeen jauhettuun seokseen lisätään mahdolliset apuaineet. pH:n säätöön käytettävän etik-kahapon väkevyys on noin 1-4 %, edullisesti se on noin 1,5 %. Lietteen pH on tällöin lievästi hapan.When using the old technique mentioned above, in which the pH of the support slurry is adjusted to about 2 with nitric acid, this causes corrosion at the hole points formed by heat treatment on the surface of the oxide layer due to metal inhomogeneity and mechanical treatment of the metal strip. Under the conditions of use of the catalyst, this corrosion begins to spread. It has now surprisingly been found that the onset of corrosion during the coating step can be prevented in the process according to the present invention by using acetic acid instead of nitric acid. According to the invention, aluminum hydrate, such as boehmite, is used as a support, which is slurried in dilute acetic acid, after which any excipients are added to the ground mixture. The concentration of acetic acid used to adjust the pH is about 1-4%, preferably about 1.5%. The pH of the slurry is then slightly acidic.

Käytettäessä etikkahappoa paksuuntuu liete seisoessaan. Lietteen viskositeettia, kiintoainepitoisuutta ja jauhatusaikaa säätelemällä voidaan vaikuttaa tuotteen hiukkaskokojakautumaan . Edellä mainittuja ominaisuuksia soveltamalla voidaan valmistaa eripaksuisia tukiainekerroksia yhdellä pinnoitus-kerralla. Tukiaineen jauhatusta varten voidaan esimerkiksi tehdä ensin vähemmän etikkahappoa sisältävä liete, jolla saa- 75744 4 daan jauhatusta varten parhaiten sopivat olosuhteet ja sen jälkeen voidaan lisätä etikkahappoa tukiainekerrokseen parhaiten sopivan lietteen aikaansaamiseksi. Tukiaine voidaan joko sivellä tahnana tai ruiskuttaa metallinauhan pinnalle.When acetic acid is used, the sludge thickens on standing. By controlling the viscosity, solids content and grinding time of the slurry, the particle size distribution of the product can be affected. By applying the above-mentioned properties, support layers of different thicknesses can be produced in one coating. For example, for grinding the support, a slurry containing less acetic acid can be made first to obtain the most suitable conditions for grinding, and then acetic acid can be added to the support layer to obtain the most suitable slurry. The support can either be applied as a paste or sprayed on the surface of the metal strip.

Etikkahappoa käyttämällä valmistettujen katalyyttien teho on yhtä hyvä kuin perinteisillä tavoilla tehdyillä katalyyteillä. Seuraavassa kuvataan keksintöä esimerkin avulla.Catalysts prepared using acetic acid have the same efficiency as catalysts prepared by conventional methods. The invention will now be described by way of example.

Esimerkki 1 225 g böhmiittiä sekoitettiin 385 g:aan 1,5 %:sta etikkahappoa huoneen lämpötilassa. Lietteen pH-arvo oli 4-5. Böhmiit-tiseos jauhettiin kuulamyllyssä keskimääräiseen hiukkaskokoon alle 5 um. Lietteen annettiin seistä, jolloin se paksuuntui helposti siveltäväksi tahnaksi. Saatu tahna levitettiin lämpökäsitellyn metallifolion pinnalle ja kuivattiin o .o 120 C:ssa ja kalsmoitim 4 h 550 C:ssa. Saadun tukiaine- kerroksen paksuus oli 20-25^um ja sen mekaaninen kestävyys oli hyvä. Tukiaineella pinnoitettu nauha upotettiin Pt,Rh- liuokseen, kuivattiin hehkutettiin ja pelkistettiin vedyllä.Example 1 225 g of boehmite were mixed with 385 g of 1.5% acetic acid at room temperature. The pH of the slurry was 4-5. The boehmite mixture was ground in a ball mill to an average particle size of less than 5. The slurry was allowed to stand, thickening to an easy to apply paste. The resulting paste was applied to the surface of the heat-treated metal foil and dried at 0 ° C and calciner for 4 h at 550 ° C. The obtained support layer had a thickness of 20-25 μm and good mechanical strength. The support coated strip was immersed in Pt, Rh solution, dried, annealed and reduced with hydrogen.

Nauhasta valmistettiin katalyytti, jossa oli 0,2 % Pt ja 0,02 % Rh. Sen teho testattiin kaasuseoksella, jossa oli 1,7 % CO, 10,0 % CO , 0,03 % C H , 0,07 % NO, 1,0 % O , 10,0 % 2 3 8 o 2 H^O ja loput N^. Kaasun lämpötila oli 400 C ja vaihtuvuus 37000/h. CO-, hiilivety- ja NO-konversiot olivat vastaa-, 3 vasti 95, 94 ja 99 %. Katalyyttiä vanhennettiin 20 m :n testimoottorissa 300 h, minkä jälkeen se testattiin em. tavalla. Konversiot olivat tällöin samat kuin uudella katalyytillä .A catalyst with 0.2% Pt and 0.02% Rh was prepared from the strip. Its efficiency was tested with a gas mixture of 1.7% CO, 10.0% CO, 0.03% CH, 0.07% NO, 1.0% O, 10.0% 2 3 8 o 2 H 2 O and the rest N ^. The gas temperature was 400 C and the turnover 37000 / h. The CO, hydrocarbon and NO conversions were 95, 94 and 99%, respectively. The catalyst was aged in a 20 m test engine for 300 h, after which it was tested as described above. The conversions were then the same as with the new catalyst.

IlIl

Claims (3)

5 757445,75744 1. Menetelmä metallirunkoisen pakokaasukaasukatalyytin valmistamiseksi, jossa menetelmässä alumiinipitoisesta ruostumattomasta teräksestä valmistettua ohutta nauhaa lämpökäsi- o tellään noin 800-1000 C:ssa 2-24 tunnin ajan, jolloin nauhan pintaan muodostuu ohut oksidikerros, jonka päälle tukiaine levitetään, minkä jälkeen kennosto kuivataan, kalsinoidaan ja päällystetään katalyytillä, tunnettu siitä, että tukiaineena käytetään alumiinihydraattia, edullisesti böhmiit-tiä, joka lietetään veteen ja lietteen pH säädetään etikkaha-polla happaman puolelle, minkä jälkeen jauhettuun seokseen lisätään mahdolliset apuaineet.A process for producing a metal-backed exhaust gas catalyst, which comprises heat-treating a thin strip of aluminum-containing stainless steel at about 800-1000 ° C for 2-24 hours to form a thin oxide layer on the surface of which the support is applied, after which the honeycomb is dried, and coating with a catalyst, characterized in that aluminum hydrate, preferably boehmite, is used as a support, which is slurried in water and the pH of the slurry is adjusted to the acid side with acetic acid, after which any excipients are added to the ground mixture. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteen tekoon käytettävän etikkahapon väkevyys on noin 1-4 %, edullisesti noin 1,5 %.Process according to Claim 1, characterized in that the concentration of acetic acid used to make the slurry is about 1 to 4%, preferably about 1.5%. 3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että apuaineena lietteessä käytetään Ce(N0 ) . 3 3Process according to one of the preceding claims, characterized in that Ce (NO) is used as auxiliary in the slurry. 3 3
FI863705A 1986-09-12 1986-09-12 Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases. FI75744C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI863705A FI75744C (en) 1986-09-12 1986-09-12 Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI863705 1986-09-12
FI863705A FI75744C (en) 1986-09-12 1986-09-12 Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI863705A0 FI863705A0 (en) 1986-09-12
FI863705A FI863705A (en) 1988-03-13
FI75744B FI75744B (en) 1988-04-29
FI75744C true FI75744C (en) 1988-08-08

Family

ID=8523151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI863705A FI75744C (en) 1986-09-12 1986-09-12 Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI75744C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI863705A (en) 1988-03-13
FI863705A0 (en) 1986-09-12
FI75744B (en) 1988-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3891575A (en) Catalyst for purifying exhaust gases
US4279782A (en) Application of an alumina coating to oxide whisker-covered surface on Al-containing stainless steel foil
KR920005084B1 (en) Catalyst and process for the treatment of exhaust gases from internal combustion engines
JPH03253553A (en) Cold-rolled aluminum-containing stainless steel foil having oxide whisker
GB2094656A (en) Oxide-whisker-covered structural member
JPS6034737A (en) Production of catalyst for treating exhaust gas of internal combustion engine
JPH02293049A (en) Catalyst for purification of exhaust gas
EP1319436B1 (en) Method for producing catalyst body and carrier having alumina carried thereon
EP0284804B1 (en) Process for the oxidation of a catalyst carrier surface
FI75744C (en) Process for producing a catalyst cell used for purification of exhaust gases.
RU2348457C2 (en) Method of catalyst preparation and catalyst for exhaust gas treatment in internal combustion engines
RU2322296C1 (en) Method of preparing catalyst for treating internal combustion engine exhaust gases and catalyst obtained by this method
JPH01127044A (en) Catalyst for clarifying exhaust gas
US5294586A (en) Hydrogen-water vapor pretreatment of Fe-Cr-Al alloys
JP3953944B2 (en) Metal foil and honeycomb structure
US4867811A (en) Processes for production of metallic catalyst-carrier and catalytic component
JPS6117544B2 (en)
RU2275962C1 (en) Method of preparing catalyst for treating internal combustion engine exhaust gases and catalyst prepared by this method
US6924249B2 (en) Direct application of catalysts to substrates via a thermal spray process for treatment of the atmosphere
RU2005538C1 (en) Process for manufacturing catalyst for purification of exhaust gases
JP2815764B2 (en) Metal catalyst carrier excellent in catalyst adhesion and method for producing the same
EP0643623B1 (en) Method for producing catalyst
RU2146174C1 (en) Method of catalyst preparation and catalyst for cleaning of exhaust gases of internal combustion engines
RU2097127C1 (en) Method of forming thread-like aluminum oxide crystals on surface of objects
JPS6137979B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: KEMIRA OY