JP2015524743A - ハニカム触媒アッセンブリーおよびその応用 - Google Patents

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Abstract

１つの側面では、触媒アッセンブリーがここに記載される。触媒アッセンブリーは、いくつかの実施形態では、接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているもの、を含む。

Description

[関連出願データ]本出願は、２０１２年７月２６日に出願された米国仮特許出願シリアル番号61/676,165への35 U.S.C.§119(e)に従った優先権を主張し、それはその全体がここで引用によって組み込まれる。
本発明は、ハニカム触媒アッセンブリーに関し、特に、接合されたハニカム触媒アッセンブリーに関する。
窒素酸化物の高い毒性と、酸性雨と対流圏オゾンの形成におけるそれらの役割は、それらの化学種の放出を制限する厳しい基準を課すことに結果としてなっている。それらの基準を満たすには、静止したかまたは移動する燃焼源からの排気ガス中に存在するそれらの酸化物の少なくとも一部を除去することが一般に必要である。
脱ニトロ化または選択的触媒還元（selective catalytic reduction:ＳＣＲ）技術は、窒素酸化物の除去のために燃焼由来のガスに一般的に適用される。脱ニトロ化は、窒素ガス（Ｎ２）と水の作成に結果としてなる、アンモニアまたは尿素のような還元剤を含んだ窒素での、一酸化窒素（ＮＯ）または二酸化窒素（ＮＯ２）のようなガス中の窒素酸化物種の反応からなる。
ＳＣＲ触媒反応器は一般的に、煙道ガスストリームとハニカム本体の触媒的に活性な成分の間の接触を可能とする、流体フロー経路を含んだハニカム構造の触媒本体からなる。モジュラー触媒反応器の構造は典型的には、各層が多数のモジュール化されたセクションからなる、１つ以上の触媒層からなる。各モジュール化されたセクションは更に、
ハニカム触媒本体のアッセンブリーをその場に保持する金属サポート枠組からなり、そこでは、触媒本体の間の非接合的で圧縮可能なパッキング材料が、触媒本体を通過する流体ストリームの適正なフロー分配のために使われる。
ハニカムＳＣＲ触媒本体はしばしば、正方形または長方形のモジュール化されたセクション内での組み立てとパッキングを容易にするために、正方形または長方形の断面プロファイルで提供される。そのような断面の幾何学的形状は、様々な分野におけるハニカムＳＣＲ触媒本体の応用を排除することができる。
１つの側面では、変動する幾何学的形状の触媒アッセンブリーがここに提供される。触媒アッセンブリーは、いくつかの実施形態では、煙道ガスまたは排気ガスストリームにおける窒素酸化物の選択的な触媒還元について動作可能である。
触媒アッセンブリーは、いくつかの実施形態では、接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているもの、を含む。触媒的に活性な金属官能基は、いくつかの実施形態では、窒素酸化物の選択的な触媒還元について動作可能である。しかも、いくつかの実施形態では、接合材料がセラミックセメントを含む。
別の側面では、触媒アッセンブリーを作る方法がここに記載される。触媒アッセンブリーを作る方法は、いくつかの実施形態では、複数のハニカム触媒セグメントを提供することと、接合材料でハニカム触媒セグメントをお互いに接合して接合された構造を提供することを含み、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているものである。ハニカム触媒セグメントの接合された構造は、いくつかの実施形態では、望ましい形状または幾何学的形状に機械的に加工される。
いくつかの実施形態では、触媒セグメントの触媒的に活性な金属官能基は、窒素酸化物の選択的な触媒還元について動作可能である。接合材料は、いくつかの実施形態では、セラミックセメントを含む。
別の側面では、排気または煙道ガスストリームを処理する方法がここに記載される。排気または煙道ガスストリームを処理する方法は、いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーを提供することと、触媒アッセンブリーを通してストリームを通過させることと、ストリーム中の窒素酸化物を触媒的に還元することを含み、触媒アッセンブリーは、接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの窒素酸化物の触媒還元にための触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているもの、を含む。
これらおよびその他の実施形態が、以下に続く詳細な記載においてより詳細に記載される。
図１は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーの個々のハニカム触媒セグメントの斜視図を描く。 図２は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーのオープンな前面エリアを決定するための丸い触媒アッセンブリーの概略である。 図３は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーの接合されたハニカム触媒セグメントの移行領域におけるセラミックセメントのシリカ含量を描く。 図４は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーの斜視図を描く。 図５は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーの斜視図を描く。 図６は、ここに記載された一実施形態による一点持ち上げテストを経験している熱的に循環された触媒アッセンブリーの斜視図を描く。
ここに記載された実施形態は、以下の詳細な記載および例とそれらの以前および以降の記載への参照によってより容易に理解されることができる。ここに記載されたエレメンツ、装置および方法は、しかし、詳細な記載および例で提示された特定の実施形態に限定はされない。これらの実施形態は本発明の原理を単に描写するものであることが認識されるべきである。数々の変形および適応が、発明の精神と範囲を逸脱すること無く当業者には容易に明らかであろう。
Ｉ．触媒アッセンブリー
１つの側面では、触媒アッセンブリーがここに記載される。触媒アッセンブリーは、いくつかの実施形態では、接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているもの、を含む。
図１は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーの個々のハニカム触媒セグメントの斜視図を描く。図１のハニカム触媒セグメントは、触媒的に活性な外側周辺壁（１０）と、外側周辺壁（１０）内の複数の触媒的に活性な内側仕切り壁（１１）を示す。内側仕切り壁（１１）は、ハニカム触媒セグメントを通して縦方向に延びる複数のフローチャネルまたはセル（１２）を規定する。ここに記載された触媒アッセンブリー中に組み込まれた時、図１のハニカム触媒セグメントは、接合材料によって外側周辺壁（１０）のサイドに沿って１つ以上の同様のハニカム触媒セグメントに接合されて、接合されたハニカム触媒セグメントのフローチャネルが軸方向においてお互いと平行であるかまたは実質的に平行であるようになっている。
ここに記載されたように、触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントの内側仕切り壁と外側周辺壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成で形成されている。いくつかの実施形態では、化学的組成は、均一であるかまたは実質的に均一である。代替的に、いくつかの実施形態では、内側仕切り壁と外側州反壁の化学的組成は不均一である。
化学的組成で形成されているので、内側仕切り壁と外側周辺壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基が全体を通して分散されている。いくつかの実施形態では、化学的組成は、７０−９８重量パーセントの無機酸化物組成からなる。無機酸化物組成は、チタニア（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはジルコニア（ＺｒＯ２）あるいはそれらの混合物を含むが、それらに限定はされない。いくつかの実施形態では、例えば、化学的組成は、８０−９８重量パーセントの量のチタニアからなる。いくつかの実施形態では、化学的組成の無機酸化物はチタニアだけである。いくつかの実施形態では、無機酸化物組成のチタニアは、シリカで安定化されたチタニアからなる。好適なシリカで安定化されたチタニアは、米国特許出願出版2011/027154に記載された組成を含むことができ、それはその全体がここに引用によって組み込まれる。
触媒的に活性な金属官能基は、１つ以上の触媒反応に参加するように動作可能な金属または金属化合物である。いくつかの実施形態では、触媒的に活性な金属官能基は、およそ１−３０重量パーセントかまたはおよそ５−２５重量パーセントの範囲にある量で化学的組成中に存在する。触媒的に活性な金属官能基は、いくつかの実施形態では、窒素酸化物の選択的な触媒還元について動作可能である。いくつかの実施形態では、例えば、触媒的に活性な金属官能基は、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、ルテニウム、酸化ルテニウム、ルテニウム化合物、またはそれらの混合物を含むが、それらに限定はされない。酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、ルテニウムおよび／またはルテニウム化合物は、表Ｉに提供された値のいずれかに従って化学的組成中に存在することができる。
Figure 2015524743
更には、触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、触媒毒が実質的に無いものであることができる。いくつかの実施形態では、化学的組成は、触媒的に活性な金属官能基についての毒が０．０６重量パーセント未満からなる。例えば、触媒的に活性な金属官能基がＮＯｘの還元のためのものである実施形態では、化学的組成は、０．０６重量パーセント未満のナトリウム、カルシウムおよびカリウムを含むことができる。
内側仕切り壁と外側周辺壁からなるハニカム触媒セグメントは、いくつかの実施形態では、無機酸化物組成と触媒的に活性な金属官能基からなる化学的組成を押し出し成形することで形成される。代替的に、いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、触媒的に活性な金属官能基無しの無機酸化物組成を押し出し成形することで形成される。触媒的に活性な金属官能基はその後、含浸によって内側仕切り壁と外側周辺壁全体を通して分散される。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、触媒アッセンブリー中へのその他のハニカム触媒セグメントとの接合に先立って、触媒的に活性な金属官能基で含浸される。いくつかの実施形態では、接合された触媒アッセンブリーが、ハニカム触媒セグメントの外側周辺壁と内側仕切り壁全体を通して触媒的に活性な金属官能基を提供するための含浸プロセスに晒される。
いくつかの実施形態では、触媒的に活性な化学的組成で形成された内側仕切り壁は、０．２６ｍｍ以下または０．２２ｍｍ以下の平均的厚みを明示することができる。内側仕切り壁は、いくつかの実施形態では、０．０５ｍｍから０．２６ｍｍの範囲にある平均的厚みを有する。いくつかの実施形態では、内側仕切り壁は、０．０５ｍｍから０．２２ｍｍまたは０．１０ｍｍから０．１８ｍｍの範囲にある平均的厚みを有する。代替的に、内側仕切り壁は、０．２２ｍｍ以上の平均的厚みを有することができる。内側仕切り壁は、例えば、０．１ｍｍから１ｍｍの範囲にある平均的厚みを有することができる。いくつかの実施形態では、内側仕切り壁は、０．２３ｍｍから１ｍｍまたは０．２５ｍｍから１ｍｍの範囲にある平均的厚みを有する。加えて、内側仕切り壁は、０．３０ｍｍから１ｍｍの範囲にある平均的厚みを有することができる。しかも、触媒的に活性な化学的組成で形成された外側周辺壁は、少なくとも内側仕切り壁の平均的厚さである平均的厚さを有することができる。
ここに記載されたように、内側仕切り壁は、ハニカム触媒セグメントを通して縦方向に延びる複数のフローチャネルまたはセルを規定する。ハニカム触媒セグメントは、およそ５０セルパースクエアインチ（ｃｐｓｉ）からおよそ６００ｃｐｓｉの範囲にあるセル密度を明示することができる。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、およそ１００ｃｐｓｉからおよそ３５０ｃｐｓｉまたはおよそ４５０ｃｐｓｉからおよそ６００ｃｐｓｉの範囲にあるセル密度を明示する。例えば、いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、８６ｃｐｓｉ、１４０ｃｐｓｉ、２００ｃｐｓｉ、または３２５ｃｐｓｉを有する。
触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、いくつかの実施形態では、およそ３０％からおよそ７０％の範囲にある多孔率を有する。ハニカム触媒セグメントは、６００から５，０００オングストロームの範囲にある直径の孔で０．０１ｃｃ／ｇ以上のマクロ多孔性を有することができる。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、６００から５，０００オングストロームの範囲にある直径の孔で０．０５ｃｃ／ｇ以上のマクロ多孔性を有する。
触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、本発明の目的と矛盾しないあらゆる望ましいサイズを有することができる。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、少なくとも３インチ×３インチの断面寸法を有する。ハニカム触媒セグメントは、いくつかの実施形態では、少なくとも５インチ×５インチまたは少なくとも７インチ×７インチの断面寸法を有する。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、３インチ×３インチから７インチ×７インチまでの範囲にある断面寸法を有する。ハニカム触媒セグメントは、いくつかの実施形態では、およそ５０ｍｍからおよそ８００ｍｍまでの範囲にある長さまたは軸方向寸法を有する。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、およそ５０ｍｍ未満またはおよそ８００ｍｍより大きい長さまたは軸方向寸法を有する。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、少なくともおよそ１５０ｍｍまたは少なくともおよそ３００ｍｍの軸方向寸法または長さを有する。ハニカム触媒セグメントは、いくつかの実施形態では、およそ２５０ｍｍからおよそ１ｍまでの範囲にある長さを有する。
触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、４×１０−６／℃から８×１０−６／℃の範囲の熱膨張係数（coefficient of thermal expansion:ＣＴＥ）を有することができる。いくつかの実施形態では、ハニカム触媒セグメントは、５×１０−６／℃から６×１０−６／℃のＣＴＥを有する。
更には、触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、およそ２００ｇ／ｍ２からおよそ８００ｇ／ｍ２までの範囲にある面積触媒重量密度を有することができる。いくつかの実施形態では、面積触媒重量密度は、およそ２００ｇ／ｍ２からおよそ６２５ｇ／ｍ２までの範囲にある。面積触媒重量密度は、単位幾何学的表面面積当りのモノリシック構造的触媒本体の質量に等しい。面積触媒重量密度または単位幾何学的表面面積当りの質量は、モノリシック構造的触媒本体の質量割るモノリシック構造的触媒本体の幾何学的表面面積として直接計算されても良い。幾何学的表面面積は、フローチャネルの周囲長掛けるフローチャネルの長さ掛ける構造的触媒本体内に含まれるフローチャネルの数に等しい。
加えて、触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、６００から５，０００オングストロームの範囲にある直径の孔で０．０１ｃｃ／ｇ以上のマクロ多孔性を有することができる。いくつかの実施形態では、セグメントのマクロ多孔性は、６００から５，０００オングストロームの範囲にある直径の孔で０．０５ｃｃ／ｇ以上であることができる。
触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、表ＩＩに提供された値のいずれかに従ったオープンな前面エリア（ＯＦＡ）を有することができる。
Figure 2015524743
ハニカム触媒セグメントのＯＦＡは、ハニカムセグメントの全断面に跨ったセルの全ての総面積割るハニカムセグメントの断面面積に等しい。正方形のセルまたはフローチャネルとハニカム触媒セグメントについての正方形の全体的な断面幾何学的形状の場合には、ＯＦＡは、式（１）に従って決定されても良い。
ＯＦＡ＝[（セルサイズ）２・（セグメントの断面中のセルの数）]
／（セグメントの総断面面積） （１）
この正方形のセルまたはフローチャネルと正方形の全体的な断面幾何学的形状の場合には、ハニカム触媒セグメントの総断面面積は、ハニカムセグメントの水力直径の２乗に等しい。
いくつかの実施形態では、接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーのＯＦＡとアッセンブリーの個別のハニカム触媒セグメントのＯＦＡの比［（触媒アッセンブリーのＯＦＡ）／（アッセンブリーのハニカム触媒セグメントのＯＦＡ）］は、少なくとも０．８である。触媒アッセンブリーのＯＦＡは、個別のハニカム触媒セグメントのそれと一貫したやり方で決められることができ、そこでは触媒アッセンブリーの断面に跨ったハニカムセグメントと接合材料の周辺壁の厚みが考慮に入れられる。いくつかの実施形態では、例えば、触媒アッセンブリーのＯＦＡは、６０−８０％の範囲にある。
以下は、ここに記載された一実施形態に従った、以下の寸法を有し、図２の概略において描かれた、円形の触媒アッセンブリーについてのサンプルＯＦＡ計算である。図２の概略における数字は、個別のハニカム触媒セグメントを表す。
触媒アッセンブリー寸法
直径−２４インチ（６０９．６ｍｍ）
セメントの厚み−３ｍｍ
ログＯＤ−１５１．５ｍｍ
１５０×１５０ｍｍにおける触媒セグメントオープンエリア（１４０ｃｐｓｉ）
＝７９％
総面積＝πｒ２＝３．１４１５９＊（６０９．６／２）２＝２９１８６３．２６ｍｍ２
総面積（マイナススキン）＝πｒ２＝３．１４１５９＊（６０６．６／２）２
＝２８８９９７．６６ｍｍ２
スキン面積＝総面積−総面積（マイナススキン）
＝２９１８６３．２６−２８８９７７．６６＝２８６５．６ｍｍ２
正方形セメント面積（トータルボックス）＝３＊６０９．６＊３＋３＊６００．６＊３＝１０８９１．８ｍｍ２
コーナーセメント面積（円の外側）＝８＊４９．５＊３＝１１８８ｍｍ２
上部／底部／サイドセメント面積（円の外側）＝４＊５．７＊３＝６８．４ｍｍ２
セメント面積＝正方形セメント面積トータル−円の外側のセメント面積
＝１０８９１．８−１１８８−６８．４＝９６３５．４ｍｍ２
ハニカム面積（１４０ｃｐｓｉ）＝総面積−スキン面積−セメント面積
＝２７９３６２．２６ｍｍ２
オープン面積＝ハニカム面積／総面積＊１４０ｃｐｓｉオープンエリア
＝０．９５７１＊０．７９＝０．７５６＝７５．６％
サンプル計算中のＯＦＡ触媒アッセンブリーが７５．６％であり、ＯＦＡハニカム触媒セグメントが７９％であるので、ＯＦＡ触媒アッセンブリーの、ＯＦＡハニカム触媒セグメントに対する比は、０．９６である。
接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーのＯＦＡの、アッセンブリーの個別のハニカム触媒セグメントのＯＦＡに対する比は、表ＩＩＩに従った値を有することができる。
Figure 2015524743
いくつかの実施形態では、ここに記載された触媒アッセンブリーでの使用に好適なハニカム触媒セグメントは、米国特許7,776,786と7,807,110と8,137,633に詳細に示されており、その各々はその全体がここに引用によって組み込まれる。
ここに記載されたように、触媒アッセンブリーのハニカム触媒セグメントは、接合材料によってお互いに接合される。本発明の目的と矛盾しないあらゆる好適な接合材料が、ハニカム触媒セグメントを接合するのに使われることができる。接合材料は、いくつかの実施形態では、セラミックセメントである。セラミックセメントは、いくつかの実施形態では、無機粒子、無機酸化物繊維およびコロイド状酸化物からなる。
無機粒子は、いくつかの実施形態では、遷移金属酸化物、遷移金属窒化物、遷移金属炭化物、シリコン炭化物、シリコン窒化物、コーディエライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、リン酸ジルコニウム、またはチタン酸アルミニウム、あるいはそれらの混合物からなる。無機粒子は、いくつかの実施形態では、およそ１μｍからおよそ２００μｍの範囲にある平均的サイズを有する。いくつかの実施形態では、無機粒子は、およそ１０μｍからおよそ１００μｍまたはおよそ１５μｍからおよそ５０μｍの範囲にある平均的粒子サイズを有する。しかも、いくつかの実施形態では、無機粒子は、二峰性または多峰性の粒子サイズ分布を明示する。一実施形態では、例えば、無機粒子は、およそ５μｍからおよそ２０μｍの範囲にある第１の平均的粒子サイズと、およそ４０μｍからおよそ２００μｍの範囲にある第２の平均的粒子サイズからなる二峰性の粒子サイズ分布を明示する。
無機粒子は、本発明の目的と矛盾しないあらゆる量でセラミックセメント中に存在することができる。いくつかの実施形態では、無機粒子は、少なくともおよそ１０重量パーセントまたは少なくともおよそ１５重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施形態では、無機粒子は、およそ５重量パーセントからおよそ６０重量パーセントの範囲にある量で存在する。無機粒子は、いくつかの実施形態では、およそ１５重量パーセントからおよそ５０重量パーセントの範囲にある量で存在する。
セラミックセメントの無機酸化物繊維は、いくつかの実施形態では、アルカリ土類ケイ酸塩繊維、アルカリ土類アルミノケイ酸塩繊維、あるいはそれらの混合物である。無機繊維のアルカリ土類金属は、いくつかの実施形態では、マグネシウム、カルシウム、およびそれらの混合物、からなるグループから選択される。加えて、無機酸化物繊維は、いくつかの実施形態では、アルミノケイ酸塩、シリカ、アルミナ、またはムライト、あるいはそれらの混合物、からなる。無機酸化物繊維は、いくつかの実施形態では、アモルファス構造を明示する。例えば、いくつかの実施形態では、前述した無機酸化物繊維のいずれかがアモルファスである。代替的に、いくつかの実施形態では、無機酸化物繊維は結晶性であるか、またはアモルファス母体中に結晶性ドメインを示す。
無機酸化物繊維は、本発明の目的と矛盾しないあらゆる望ましい長さを有することができる。いくつかの実施形態では、無機酸化物繊維は、およそ５０μｍからおよそ１ｍｍの範囲にある平均的長さを有する。いくつかの実施形態では、無機酸化物繊維は、およそ１００μｍからおよそ９００μｍまたはおよそ２００μｍからおよそ８００μｍの範囲にある平均的長さを有する。無機酸化物繊維はまた、およそ５０μｍ未満またはおよそ１ｍｍより大きい平均的長さを有することができる。
無機酸化物繊維は、本発明の目的と矛盾しないあらゆる量でセラミックセメント中に存在することができる。いくつかの実施形態では、無機酸化物繊維は、少なくともおよそ１０重量パーセントまたは少なくともおよそ１５重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施形態では、無機酸化物繊維は、およそ５重量パーセントからおよそ６０重量パーセントの範囲にある量で存在する。無機酸化物繊維は、いくつかの実施形態では、およそ１５重量パーセントからおよそ５０重量パーセントの範囲にある量で存在する。
セラミックセメントのコロイド状酸化物は、いくつかの実施形態では、シリカゾル、アルミナゾル、またはそれらの混合物からなる。いくつかの実施形態では、コロイド状シリカはアモルファスである。コロイド状酸化物は、本発明の目的と矛盾しないあらゆる量でセラミックセメント中に存在することができる。いくつかの実施形態では、コロイド状酸化物は、およそ５重量パーセントからおよそ４０重量パーセントの範囲にある量で存在する。コロイド状酸化物は、いくつかの実施形態では、およそ５重量パーセントからおよそ３５重量パーセントの範囲にある量で存在する。
更には、セラミックセメントは、ハニカム触媒セグメントのＣＴＥと実質的にマッチするＣＴＥを有することができる。代替的に、セラミックセメントとハニカム触媒セグメントのＣＴＥはマッチしない。いくつかの実施形態では、セラミックセメントのＣＴＥは、ハニカム触媒セグメントのＣＴＥより小さい。その他の実施形態では、セラミックセメントのＣＴＥは、ハニカム触媒セグメントのＣＴＥより大きい。
ここに記載された触媒アッセンブリーのいくつかの実施形態では、隣接するハニカムセグメントの間のセラミックセメントは、およそ０．１ｍｍからおよそ５ｍｍの範囲にある厚みを有する。いくつかの実施形態では、隣接するハニカム触媒セグメントの間のセラミックセメントは、およそ０．５ｍｍからおよそ３ｍｍまたはおよそ１−２ｍｍの範囲にある厚みを有する。
加えて、ここに記載された触媒アッセンブリーのいくつかの実施形態では、少なくとも１つの接合されたハニカム触媒セグメントは、およそ１ｍｍからおよそ５０ｍｍの範囲にある距離だけセラミックセメントとのインターフェースから触媒セグメント中に延びている移行領域からなり、移行領域は、セラミックセメントの１つ以上の種類からなる。いくつかの実施形態では、移行領域は、およそ５ｍｍからおよそ３５ｍｍの範囲にある距離だけ触媒セグメント中に延びる。しかも、いくつかの実施形態では、移行領域におけるセラミックセメントの種類は、シリカである。シリカは、セラミックセメントのコロイド状酸化物から由来することができる。
図３は、ここに記載された一実施形態による触媒アッセンブリーの接合されたハニカム触媒セグメントの移行領域におけるセラミックセメントのシリカ含量を描く。図３に描かれているように、セラミックセメントのシリカは、１０セルまたはおよそ２５ｍｍまでの距離だけハニカム触媒セグメント中に移行した。移行領域におけるシリカ含量は、蛍光Ｘ線分析（X-ray fluorescence:ＸＲＦ）によって決定された。
移行領域は更に、いくつかの実施形態では、接合されたハニカム触媒セグメントの外側周辺壁および内側仕切り壁を形成している化学的組成の移行した触媒的に活性な金属官能基からなる。触媒的に活性な金属官能基の移行は、セラミックセメントとのインターフェースにおける触媒セグメント中に触媒材料減少領域を確立することができる。例えば、触媒セグメントの内部領域中へのセラミックセメントとのインターフェースに近接する外側周辺壁および内側仕切り壁からの触媒材料の移行が、減少領域を確立することができる。移行領域は、触媒セグメントとセメントのインターフェースにおける減少領域を確立している移行した酸化バナジウム、酸化タングステンおよび／または酸化モリブデンを含むことができる。いくつかの実施形態では、例えば、バナジウムが、触媒セグメントの内部に向けて１０セルまたは２５ｍｍまでの距離だけ移行することができ、それによりインターフェースにおける減少領域を確立する。触媒材料移行は、ＸＲＦまたはその他の好適な分析技術によって決定されることができる。
更には、移行領域の距離は、ハニカム触媒セグメントと接触するセラミックセメントの量を変更することによって調節されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、移行領域の距離は、セラミックセメントの量の増加と共に増加される。
接合された触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーは更に、外側コーディングまたはスキンからなる。外側コーティングは、触媒アッセンブリーの周辺ハニカム触媒セグメントの軸方向寸法を取り囲む。外側コーティングは、本発明の目的と矛盾しないあらゆる厚みを有することができる。いくつかの実施形態では、外側コーティングは、およそ０．１ｍｍからおよそ１０ｍｍの範囲にある厚みを有する。外側コーティングは、いくつかの実施形態では、およそ０．５ｍｍからおよそ５ｍｍの範囲にある厚みを有する。いくつかの実施形態では、外側コーティングは、およそ１ｍｍからおよそ１０ｍｍまたはおよそ１ｍｍからおよそ５ｍｍの範囲にある厚みを有する。外側コーティングは、本発明の目的と矛盾しないあらゆる材料からなることができる。いくつかの実施形態では、外側コーティングは、ここに記載されたセラミックセメントからなる。
接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーは、あらゆる望ましい形状を有することができる。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、円形または楕円形の断面幾何学的形状を有する。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、多角形の断面幾何学的形状を有する。例えば、いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、三角形、正方形、長方形、六角形または八角形の断面幾何学的形状を有する。触媒アッセンブリーが円形の断面幾何学的形状を有しているいくつかの実施形態では、アッセンブリーは、表ＩＶのいずれかの値に従った直径を有する。
Figure 2015524743
いくつかの実施形態では、接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーの直径は、アッセンブリーについての設定された直径値に対しアッセンブリーの固定された縦方向軸または長さに沿って４ｍｍ未満で変動する。一実施形態では、例えば、ここに記載された触媒アッセンブリーの仕様は、（ｘ）インチの設定された直径値を有する。仕様に従って作成された触媒アッセンブリーの直径は、アッセンブリーの固定された縦方向軸または長さに沿って（ｘ）インチの設定された直径値から４ｍｍ未満で変動する。言い換えると、アッセンブリーの固定された縦方向軸または長さに沿った触媒アッセンブリーの直径は、（ｘ）インチの設定された仕様値から４ｍｍ未満で変動する。設定された仕様は、アッセンブリーの平均的直径であることができる。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーの直径は、アッセンブリーについての設定された直径値に対しアッセンブリーの固定された縦方向軸に沿って３ｍｍ未満または２ｍｍ未満で変動する。触媒アッセンブリーの直径は、いくつかの実施形態では、アッセンブリーについての設定された直径値に対しアッセンブリーの固定された縦方向軸に沿って１ｍｍ未満で変動する。更には、触媒アッセンブリーの直径は、アッセンブリーについての設定された直径値に対しアッセンブリーの固定された縦方向軸に沿っておよそ０．２５ｍｍからおよそ４ｍｍまでで変動する。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、形成された通りの状態において前述した直径許容値を明示する。形成された通りの状態にあるので、触媒アッセンブリーは、望ましい直径許容値を達成するために加工されてはいない。代替的に、触媒アッセンブリーは、いくつかの実施形態では、設定された直径許容値を達成するために加工される。
いくつかの実施形態では、（ｘ）は少なくとも１２である。いくつかの実施形態では、（ｘ）は少なくとも１３、１８、２０または２４である。前述の直径許容値のいずれかを明示している触媒アッセンブリーは、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、または少なくとも２５０ｍｍの軸方向寸法または長さを有することができる。いくつかの実施形態では、前述の直径許容値のいずれかを明示している触媒アッセンブリーは、少なくとも３００ｍｍ、少なくとも４５０ｍｍ、または少なくとも６００ｍｍの軸方向寸法または長さを有する。
加えて、いくつかの実施形態では、複数の接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーは、少なくともおよそ３Ｋｇ／ｃｍ２のアイソスタティック強度を有する。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、少なくともおよそ５Ｋｇ／ｃｍ２または少なくともおよそ１０Ｋｇ／ｃｍ２のアイソスタティック強度を有する。触媒アッセンブリーのアイソスタティック強度は、いくつかの実施形態では、およそ３Ｋｇ／ｃｍ２からおよそ２５Ｋｇ／ｃｍ２の範囲にある。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーのアイソスタティック強度は、Gulati et al., Isostatic Strength of Extruded Cordierite Ceramic Substrates, 2004-01-1135, Corning Incorporatedに詳述される通り、式（２）に従って触媒アッセンブリーの測定された横方向圧縮強度から決定されることができる。
アイソスタティック強度＝（横方向圧縮強度）・（１．３８） （２）
代替的に、いくつかの実施形態では、アイソスタティック強度は、前述のCorning論文の図１（ａ）に従って直接測定されることができる。
横方向圧縮強度は、３０，０００ｋｇの最大圧縮負荷を示し、Willow Grove, Pa.のTinius Olsonから取得することができるTinius Olson 60,000lb. Super“L”Compression Testing Machineのような圧縮テスト装置で測定されることができる。圧縮負荷は、アッセンブリーのフローチャネル中の流体フローの方向と垂直の方向に、表Ｖに提供された通りに印加されることができる。
Figure 2015524743
サンプルによって耐えられた最大横方向圧縮負荷Ｗ（Ｋｇ）が装置によって記録される。横方向圧縮強度はその後、最大圧縮負荷の値を、それに渡って負荷が印加された表面面積で割ることによって、キログラム−フォース（ｋｇｆ）における最大圧縮負荷から計算される。
触媒アッセンブリーが全体的に円形または卵形の断面幾何学的形状を有する時のような、触媒本体が平らに横たわっていないいくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーのサブセクションが、テストのために全体的なサンプルから切り出される。サブセクションは、上方および下方の平坦な表面をもったサンプルを作成するべく、切り出される。強度テストの残りは、前述したものと整合するやり方で進行する。
図４は、ここに記載された一実施形態による接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーの斜視図を描く。図４に描かれているように、接合されたハニカム触媒セグメント（４１、４３）の触媒アッセンブリー（４０）は、円筒状である。周辺ハニカム触媒セグメント（４３）は、外側コーティング（４２）によって取り囲まれている。
同様に、図５は、ここに記載された一実施形態による接合されたハニカム触媒セグメントからなる触媒アッセンブリーの斜視図を描く。図５に描かれているように、接合されたハニカム触媒セグメント（５１、５４）の触媒アッセンブリー（５０）は、円筒状である。周辺ハニカム触媒セグメント（５４）は、外側コーティング（５２）によって取り囲まれている。セラミックセメント（５３）からなる接合材料が、ハニカム触媒セグメント（５１、５４）の間で明らかである。
周辺ハニカム触媒セグメントは、０．０２−０．１Ｋｇ／ｃｍ２の周辺ハニカム触媒セグメントの接合表面面積に対する触媒アッセンブリーの重量の比を有することができ、そこでは触媒アッセンブリーは、周辺ハニカム触媒セグメントだけに結合された装置によって持ち上げられた時に６０秒の期間に渡り懸架されたままとなるように動作可能であり、触媒アッセンブリーは、持ち上げに先立って１５０℃〜５００℃〜１５０℃を５００回熱的に循環されている。
周辺ハニカム触媒セグメントの接合表面面積は、接合配置に参加している触媒セグメントのサイドの表面面積を合計することによって決定することができる。例えば、図２の周辺ハニカム触媒セグメント（４）は、接合配置に参加している２つのサイドを有する。接合に参加している各サイドの表面面積を合計することが、周辺ハニカム触媒セグメント（４）の接合表面面積を提供する。触媒アッセンブリーの総重量が、周辺触媒セグメントの接合表面面積についての値によって割られて、０．０２−０．２５Ｋｇ／ｃｍ２の範囲にある値を提供する。いくつかの実施形態では、周辺ハニカム触媒セグメントの接合表面面積に対する触媒アッセンブリーの重量の比は、表ＶＩから選択された範囲にある。
Figure 2015524743
触媒アッセンブリーの熱的循環は、炉の配管中に触媒アッセンブリーを配置し、触媒アッセンブリーを形成しているハニカム触媒セグメントを通して煙道ガスストリームを流すことによって執行されることができる。好適な炉設備は、Fenton, MichiganのJensen Industriesから商業的に入手可能である。例えば、Jensen Industriesからの好適な炉は、1202oF Max Gas Fired High Temperature Furnaceである。触媒アッセンブリーを形成しているハニカム触媒セグメントを通して流された煙道ガスストリームは、およそ３ｍ／ｓの室温面速度での１５０℃の開始温度から５２５℃の最終保持温度までに３．８−４．０℃／ｓの平均的温度ランピングを有する。更には、加熱されたガスストリームは、１５０℃まで冷却されるのに先立って、１５−２０分の期間に渡って５２５℃に保持される。触媒アッセンブリーは、０．４−０．６℃／ｓの平均的レートで１５０℃まで冷却される。冷却は、炉バーナーを消し、アッセンブリーを形成しているハニカム触媒セグメントを通して、大気と混合された煙道ガスストリームを再循環させることによって執行されることができる。炉のパイロットは、冷却手順の間灯ったままであることができる。触媒アッセンブリーが１５０℃に達すると、それは次の熱的循環を開始する前に５−１０分の期間に渡って１５０℃に保持される。
５００回の熱的循環を経験した後で、触媒アッセンブリーは、一点持ち上げテストに晒される。テストでは、触媒アッセンブリーを持ち上げるための装置が、単一の周辺ハニカム触媒セグメントに結合され、触媒アッセンブリーが、６０秒の期間に渡って持ち上げられる。触媒アッセンブリーは、もしアッセンブリーが６０秒間装置中に懸架されたままであれば、持ち上げテストを通過する。単一の周辺ハニカム触媒セグメントによって触媒アッセンブリー全体を持ち上げることは、周辺セグメント上に最大のストレスを掛け、それにより熱的循環によって誘起された割れ目および／またはその他の構造的欠陥によって突然引き起こされたいかなる故障メカニズムも露呈させる。例えば、装置は、図２の周辺ハニカム触媒セグメント（４）に取り付けられることができ、触媒アッセンブリーが、空気中まで持ち上げるような、懸架された／サポートされていない状態まで持ち上げられる。もし周辺触媒セグメントの接合が熱的循環により構造的に危うくされていれば、周辺ハニカム触媒セグメント（４）の一部または全部が触媒アッセンブリーから分離して、アッセンブリーが装置から床まで落ちることを引き起こす。
図６は、ここに記載された一実施形態による一点持ち上げテストを経験している丸い触媒アッセンブリーを描く。図６に描かれているように、周辺ハニカム触媒セグメント（４）の端面が、触媒アッセンブリーを持ち上げるための装置中にクランプされる。触媒アッセンブリーがそれから持ち上げられて、６０秒の期間に渡って懸架される。
ＩＩ．触媒アッセンブリーを作る方法
別の側面では、触媒アッセンブリーを作る方法がここに記載される。触媒アッセンブリーを作る方法は、いくつかの実施形態では、複数のハニカム触媒セグメントを提供することと、接合材料でハニカム触媒セグメントをお互いに接合して接合された構造を提供することを含み、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているものである。ハニカム触媒セグメントは、ここまでにセクションＩで記載されたあらゆる組成および／または性質を有することができる。
ここまでに記載されたように、ハニカム触媒セグメントは、触媒アッセンブリーを形成するための接合に先立って、触媒的に活性な金属官能基を含むことができる。いくつかの実施形態では、例えば、ハニカム触媒セグメントは、触媒的に活性な金属官能基からなるセクションＩの化学的組成から押し出し成形される。しかも、ハニカム触媒セグメントは、触媒アッセンブリー中への接合に先立って、触媒的に活性な金属官能基で含浸されることができる。
代替的に、ハニカム触媒セグメントは、触媒アッセンブリー中への接合に先立って、触媒的に活性な金属官能基を含まない。そのような実施形態では、触媒アッセンブリーを含浸プロセスに晒すことによって、触媒的に活性な金属官能基がハニカムセグメントに与えられることができる。
いくつかの実施形態では、ここに記載された方法での使用のための接合材料は、セラミックセメントからなる。セラミックセメントは、ここまでにセクションＩで記載されたあらゆる組成および／または性質を有することができる。
触媒アッセンブリーを作る方法は更に、いくつかの実施形態では、接合された構造を望ましい形状に機械的に加工することからなる。いくつかの実施形態では、接合された構造は、円形または楕円形の断面プロファイルを有するように機械的に加工される。代替的に、接合された構造は、いくつかの実施形態では、三角形、六角形または八角形のような多角形の断面プロファイルを有するように機械的に加工される。いくつかの実施形態では、機械的な加工は、触媒アッセンブリーのミリング加工および／または旋盤加工からなる。
外側コーティングが、いくつかの実施形態では、接合された構造に適用される。外側コーティングは、ここまでにセクションＩで記載されたあらゆる組成および／または性質を有することができる。いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、外側コーティングの適用に先立って、機械的に加工される。更には、いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーは、外側コーティングの適用の後に、機械的に加工される。
触媒アッセンブリーは、いくつかの実施形態では、容器中に配置される。いくつかの実施形態では、容器は金属製スリーブである。
ここに記載された方法に従って作成された触媒アッセンブリーは、ＯＦＡ、形状および直径を含んだ、ここまでにセクションＩで記載した性質のいずれもを有することができる。
ＩＩＩ．排気または煙道ガスストリームを処理する方法
別の側面では、排気または煙道ガスストリームを処理する方法がここに記載される。排気または煙道ガスストリームを処理する方法は、いくつかの実施形態では、触媒アッセンブリーを提供することと、触媒アッセンブリーを通してストリームを通過させることと、ストリーム中の窒素酸化物を触媒的に還元することを含み、触媒アッセンブリーは、接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントの無機酸化物組成と少なくとも０．１重量パーセントの窒素酸化物の触媒還元にための触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているもの、を含む。
ハニカム触媒セグメントと触媒アッセンブリーは、ここまでにセクションＩで記載されたあらゆる組成および／または性質を有することができる。更には、いくつかの実施形態では、ここに記載された方法での使用のための接合材料は、セラミックセメントからなる。セラミックセメントは、ここまでにセクションＩで記載されたあらゆる組成および／または性質を有することができる。
発明の様々な目的を満たすように発明の様々な実施形態が記載された。これらの実施形態は本発明の原理を単に描写するものであることが認識されるべきである。それらの数々の変形および適応が、発明の精神と範囲を逸脱すること無く当業者には容易に明らかであろう。

Claims (27)

  1. セラミックセメントによってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは４×１０−６／℃から８×１０−６／℃の熱膨張係数（coefficient of thermal expansion:ＣＴＥ）を有し、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントのチタニアと少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されているものと、
    触媒アッセンブリーの周辺における接合されたハニカム触媒セグメントの軸方向寸法を取り囲む外側コーティングであって、１つの周辺ハニカム触媒セグメントは、０．０２−０．２５Ｋｇ／ｃｍ２の周辺ハニカム触媒セグメントの接合面積に対する触媒アッセンブリーの重量の比を有し、触媒アッセンブリーは、周辺ハニカム触媒セグメントだけに結合された装置によって持ち上げられた時に６０秒の期間に渡り懸架されたままとなるように動作可能であり、触媒アッセンブリーは、１５０℃〜５００℃〜１５０℃を５００回熱的に循環された後に持ち上げられ、触媒アッセンブリーは、アッセンブリーのハニカム触媒セグメントを通して煙道ガスストリームを流すことによって５００℃まで加熱され、煙道ガスストリームは、３．８−４．０℃／ｓのレートで平均的温度が増加し、０．４−０．６℃／ｓの平均的レートで１５０℃まで触媒アッセンブリーを冷却するものと、
    を含んだ触媒アッセンブリー。
  2. ハニカム触媒セグメントが、５×１０−６／℃から６×１０−６／℃のＣＴＥを有する、請求項１の触媒アッセンブリー。
  3. 触媒的に活性な金属官能基が、窒素酸化物の選択的な触媒還元について動作可能である、請求項１の触媒アッセンブリー。
  4. 触媒的に活性な金属官能基が、酸化タングステン、酸化モリブデンまたは五酸化バナジウムもしくはそれらの混合物を含む、請求項３の触媒アッセンブリー。
  5. 周辺ハニカム触媒セグメントの接合面積に対する触媒アッセンブリーの重量の比が０．０３−０．０８Ｋｇ／ｃｍ２である、請求項１の触媒アッセンブリー。
  6. アッセンブリーの１つのハニカム触媒セグメントのオープンな前面エリアに対する触媒アッセンブリーのオープンな前面エリアの比が少なくとも０．８である、請求項１の触媒アッセンブリー。
  7. 前記比が少なくとも０．８５である、請求項６の触媒アッセンブリー。
  8. 前記比が少なくとも０．９２である、請求項６の触媒アッセンブリー。
  9. セラミックセメントが、無機粒子、無機酸化物繊維、およびコロイド状酸化物を含む、請求項１の触媒アッセンブリー。
  10. 少なくとも１６インチの直径の実質的に円形の断面を有する、請求項１の触媒アッセンブリー。
  11. 少なくとも２４インチの直径を有する、請求項１０の触媒アッセンブリー。
  12. ハニカム触媒セグメントの少なくとも１つの、内側仕切り壁が、０．２６ｍｍ以下の平均的厚みを有する、請求項１の触媒アッセンブリー。
  13. 少なくとも約０．６５のオープンな前面エリアを有する、請求項１の触媒アッセンブリー。
  14. 少なくとも約０．７３のオープンな前面エリアを有する、請求項１の触媒アッセンブリー。
  15. 内側仕切り壁が０．２６ｍｍ以下の平均的厚みを有し、周辺ハニカム触媒セグメントの接合面積に対する触媒アッセンブリーの重量の比が０．０３−０．０８Ｋｇ／ｃｍ２であり、触媒アッセンブリーが少なくとも１８インチの直径の実質的に円形の断面と少なくとも０．７３のオープンな前面エリアを有し、アッセンブリーの１つのハニカム触媒セグメントのオープンな前面エリアに対する触媒アッセンブリーのオープンな前面エリアの比が少なくとも０．８５である、請求項１の触媒アッセンブリー。
  16. 少なくとも５Ｋｇ／ｃｍ２のアイソスタティック強度を有する、請求項１５の触媒アッセンブリー。
  17. セラミックセメントの接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントのチタニアと少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されており、触媒アッセンブリーが少なくとも１６インチの直径と少なくとも１５０ｍｍの長さを有し、前記直径が触媒アッセンブリーの長さに沿って２ｍｍ以下で平均直径から変動するもの、
    を含む触媒アッセンブリー。
  18. 触媒アッセンブリーが少なくとも１８インチの直径を有する、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  19. 触媒アッセンブリーが少なくとも２４インチの直径を有する、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  20. アッセンブリーの１つのハニカム触媒セグメントのオープンな前面エリアに対するアッセンブリーのオープンな前面エリアの比が少なくとも０．８５である、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  21. 少なくとも１つのハニカム触媒セグメントの内側仕切り壁が、０．２６ｍｍ以下の平均的厚みを有する、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  22. 少なくとも１つのハニカム触媒セグメントの内側仕切り壁が、０．２２ｍｍ未満の平均的厚みを有する、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  23. アッセンブリーが、少なくとも３００ｍｍの長さを有する、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  24. アッセンブリーが、少なくとも５Ｋｇ／ｃｍ２のアイソスタティック強度を有する、請求項１７の触媒アッセンブリー。
  25. セラミックセメントの接合材料によってお互いに接合された複数のハニカム触媒セグメントであって、ハニカム触媒セグメントは、触媒セグメントを通して縦方向に延びるフローチャネルを規定する１つの外側周辺壁と複数の内側仕切り壁を含み、外側周辺壁と内側仕切り壁は、５０−９９．９重量パーセントのチタニアと少なくとも０．１重量パーセントの触媒的に活性な金属官能基を含んだ化学的組成が全体を通して分散されており、内側仕切り壁が０．２６ｍｍ以下の平均的厚みを有し、触媒アッセンブリーが、少なくとも１６インチの直径と、少なくとも５Ｋｇ／ｃｍ２のアイソスタティック強度と、少なくとも０．８５のアッセンブリーの１つのハニカム触媒セグメントのオープンな前面エリアに対するアッセンブリーのオープンな前面エリアの比を有するもの、
    を含む触媒アッセンブリー。
  26. 内側仕切り壁が、０．２２ｍｍ以下の平均的厚みを有する、請求項２５の触媒アッセンブリー。
  27. 触媒アッセンブリーが、少なくとも１５０ｍｍの長さを有する、請求項２５の触媒アッセンブリー。
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