JP3804850B2 - 排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モノリス触媒の製造方法に関し、より詳しく述べると、モノリス担体に触媒成分を含有する触媒担持スラリーを任意の分布にてコーティングする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来用いられる触媒の触媒担持層の厚み分布は、担体形状やコート槽の吸引能力等により決定され、触媒担持層厚み分布の調整は不可能であった。
しかるに、現実の使用条件下において、ガスの流速は外周部におけるよりも中心に向かうほど速く、触媒担持層の薄い部分をより多くのガスが流れることとなる。
このため、コーティングした触媒成分が有効に機能せず、また、該部分に有効に機能しないために他の部分の負担が増加し、浄化性能が低下し、長期的には耐久性能を低下させるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、より優れた排気ガス浄化のため、単一の触媒層だけでなく、多層構造にして、その性能を向上させる方法がとられるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、前述の従来の方法では、１層のみならず、特に、２層以上の触媒担持層形成において、モノリス担体外周部に触媒成分が過剰にコーティングされることにより、触媒成分が有効に機能しないという問題があった。
このため、触媒成分を含有する触媒担持スラリーのコーティング量を調整可能な装置が必要となった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、触媒担持層を調整しコーティング可能とする装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置は、触媒担持スラリーを注ぎ、過剰の触媒担持スラリーを吸引除去するに際し、吸引部に抵抗体を設ける製造装置であって、モノリス担体の断面を超えない抵抗体を、吸引部のモノリス担体下端面から下方の位置に設けたものからなる。
【０００７】
本発明者らは、吸引部に抵抗体を設けることにより、抜け落ちる過剰スラリーの流速を変化させ、触媒担持スラリーをコーティングすることができることを見出した。この手段により、排気ガスが最も流れ易い中心部に多くのコート層を形成すること、あるいは、排気ガスの流れが少ない外周部のコート層を少なくすることを可能とした。これにより、従来と同量のトータル触媒担持層を有した触媒でありながら、排気ガス浄化特性を向上することを可能とした。これは、外周部の過剰コーティングや中心部のコーティング不足等の不利なコーティング部を減らすことにより、コーティングされた触媒成分を有効に機能させることが可能となったためと考えられる。
コート分布を調整可能とするコート方法は、図１のようにして行った。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置の実施の形態を、実施例及び比較例を参照しながら具体的に説明する。
【０００９】
（比較例１）
比較例１は、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタンを混合した粉末に、パラジウムを担持させた粉末のアルミナ系触媒スラリー（固形分５０％、粘度８０ｃｐ）を用いた場合のものである。
【００１０】
７０ｃｐ粘度のスラリーは、前述の粉末２５０ｇと、１０％硝酸７５ｇ、水１７５ｇを加え、ボールミルで６０分粉砕し、調整したもので、スラリーの粒子の平均粒子径は４．５μｍであった。
【００１１】
セラミックハニカム担体１（長径１４３ｍｍ×短径９７ｍｍの楕円、長さ１５２ｍｍ、容量１７００ｍＬ）を用意し、図１における抵抗体２および支持体３を除いた装置を用い、コーティングを行った。
【００１２】
スラリー５のコーティングは、スラリー１０００ｇをホッパー６に投入し、吸引負圧を２２０ｍｍＨ2 Ｏで１０ｓｅｃ行い、余剰スラリーを取り除いた後、乾燥、焼成を行った。この作業を２回行い、ハニカム担体１に３６０ｇのコート層を形成した。
このときのコート量分布を、図２に示す。
【００１３】
（実施例１）
図１に示すように、ハニカム担体１から下方２ｃｍのところに、ハニカム形状と同形の抵抗体２を設け、比較例１と同様のスラリー５を投入し、余剰スラリーを吸引除去後、乾燥、焼成した。この作業を２回繰り返し、比較例１と同様に、ハニカム担体１に３６０ｇのコート層を形成した。
抵抗体断面積／ハニカム断面積比率０．５の抵抗体２を用いた場合のコート量分布を図３に、抵抗体断面積／ハニカム担体断面積の比による分布変化を図４に、それぞれ示す。
【００１４】
（比較例２）
ハニカム担体１（φ１４３ｍｍ×１５２ｍｍ、容量２５００ｍＬ）を、比較例１と同様の装置にて、粘度５０ｃｐの比較例１と同スラリーを用いて、コート層を５３０ｇ形成した。
このときのコート量分布を、図５に示す。
【００１５】
（実施例２）
ハニカム担体１（φ１４３ｍｍ×１５２ｍｍ、容量２５００ｍＬ）を、実施例１と同様の装置にて、粘度５０ｃｐの比較例１と同種スラリーを用いて、コート層を５３０ｇ形成した。ここで使用した抵抗体２は、実施例１と同様に、抵抗体断面積／ハニカム担体断面積の比が０．５を用い、コーティングした。
このときのコート量分布を、図６に示す。
【００１６】
【発明の効果】
以上、説明から明らかなように、本発明によれば、排気ガスの流速が速い部分を触媒担持層は触媒担持層を増加し、遅い部分は触媒担持層を少なくすることで、触媒性能及び触媒効率が非常に高い排気ガス浄化用触媒を、簡便な方法で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】比較例１のコート量分布を示す図である。
【図３】実施例１のコート量分布を示す図である。
【図４】抵抗体断面積／ハニカム担体断面積の比による分布変化を示す図である。
【図５】比較例２のコート量分布を示す図である。
【図６】実施例２のコート量分布を示す図である。
【符号の説明】
１ ハニカム担体
２ 抵抗体
３ 支持体
４ 吸引槽
５ スラリー
６ ホッパー
【発明の属する技術分野】
本発明は、モノリス触媒の製造方法に関し、より詳しく述べると、モノリス担体に触媒成分を含有する触媒担持スラリーを任意の分布にてコーティングする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来用いられる触媒の触媒担持層の厚み分布は、担体形状やコート槽の吸引能力等により決定され、触媒担持層厚み分布の調整は不可能であった。
しかるに、現実の使用条件下において、ガスの流速は外周部におけるよりも中心に向かうほど速く、触媒担持層の薄い部分をより多くのガスが流れることとなる。
このため、コーティングした触媒成分が有効に機能せず、また、該部分に有効に機能しないために他の部分の負担が増加し、浄化性能が低下し、長期的には耐久性能を低下させるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、より優れた排気ガス浄化のため、単一の触媒層だけでなく、多層構造にして、その性能を向上させる方法がとられるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、前述の従来の方法では、１層のみならず、特に、２層以上の触媒担持層形成において、モノリス担体外周部に触媒成分が過剰にコーティングされることにより、触媒成分が有効に機能しないという問題があった。
このため、触媒成分を含有する触媒担持スラリーのコーティング量を調整可能な装置が必要となった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、触媒担持層を調整しコーティング可能とする装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置は、触媒担持スラリーを注ぎ、過剰の触媒担持スラリーを吸引除去するに際し、吸引部に抵抗体を設ける製造装置であって、モノリス担体の断面を超えない抵抗体を、吸引部のモノリス担体下端面から下方の位置に設けたものからなる。
【０００７】
本発明者らは、吸引部に抵抗体を設けることにより、抜け落ちる過剰スラリーの流速を変化させ、触媒担持スラリーをコーティングすることができることを見出した。この手段により、排気ガスが最も流れ易い中心部に多くのコート層を形成すること、あるいは、排気ガスの流れが少ない外周部のコート層を少なくすることを可能とした。これにより、従来と同量のトータル触媒担持層を有した触媒でありながら、排気ガス浄化特性を向上することを可能とした。これは、外周部の過剰コーティングや中心部のコーティング不足等の不利なコーティング部を減らすことにより、コーティングされた触媒成分を有効に機能させることが可能となったためと考えられる。
コート分布を調整可能とするコート方法は、図１のようにして行った。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置の実施の形態を、実施例及び比較例を参照しながら具体的に説明する。
【０００９】
（比較例１）
比較例１は、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタンを混合した粉末に、パラジウムを担持させた粉末のアルミナ系触媒スラリー（固形分５０％、粘度８０ｃｐ）を用いた場合のものである。
【００１０】
７０ｃｐ粘度のスラリーは、前述の粉末２５０ｇと、１０％硝酸７５ｇ、水１７５ｇを加え、ボールミルで６０分粉砕し、調整したもので、スラリーの粒子の平均粒子径は４．５μｍであった。
【００１１】
セラミックハニカム担体１（長径１４３ｍｍ×短径９７ｍｍの楕円、長さ１５２ｍｍ、容量１７００ｍＬ）を用意し、図１における抵抗体２および支持体３を除いた装置を用い、コーティングを行った。
【００１２】
スラリー５のコーティングは、スラリー１０００ｇをホッパー６に投入し、吸引負圧を２２０ｍｍＨ2 Ｏで１０ｓｅｃ行い、余剰スラリーを取り除いた後、乾燥、焼成を行った。この作業を２回行い、ハニカム担体１に３６０ｇのコート層を形成した。
このときのコート量分布を、図２に示す。
【００１３】
（実施例１）
図１に示すように、ハニカム担体１から下方２ｃｍのところに、ハニカム形状と同形の抵抗体２を設け、比較例１と同様のスラリー５を投入し、余剰スラリーを吸引除去後、乾燥、焼成した。この作業を２回繰り返し、比較例１と同様に、ハニカム担体１に３６０ｇのコート層を形成した。
抵抗体断面積／ハニカム断面積比率０．５の抵抗体２を用いた場合のコート量分布を図３に、抵抗体断面積／ハニカム担体断面積の比による分布変化を図４に、それぞれ示す。
【００１４】
（比較例２）
ハニカム担体１（φ１４３ｍｍ×１５２ｍｍ、容量２５００ｍＬ）を、比較例１と同様の装置にて、粘度５０ｃｐの比較例１と同スラリーを用いて、コート層を５３０ｇ形成した。
このときのコート量分布を、図５に示す。
【００１５】
（実施例２）
ハニカム担体１（φ１４３ｍｍ×１５２ｍｍ、容量２５００ｍＬ）を、実施例１と同様の装置にて、粘度５０ｃｐの比較例１と同種スラリーを用いて、コート層を５３０ｇ形成した。ここで使用した抵抗体２は、実施例１と同様に、抵抗体断面積／ハニカム担体断面積の比が０．５を用い、コーティングした。
このときのコート量分布を、図６に示す。
【００１６】
【発明の効果】
以上、説明から明らかなように、本発明によれば、排気ガスの流速が速い部分を触媒担持層は触媒担持層を増加し、遅い部分は触媒担持層を少なくすることで、触媒性能及び触媒効率が非常に高い排気ガス浄化用触媒を、簡便な方法で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】比較例１のコート量分布を示す図である。
【図３】実施例１のコート量分布を示す図である。
【図４】抵抗体断面積／ハニカム担体断面積の比による分布変化を示す図である。
【図５】比較例２のコート量分布を示す図である。
【図６】実施例２のコート量分布を示す図である。
【符号の説明】
１ ハニカム担体
２ 抵抗体
３ 支持体
４ 吸引槽
５ スラリー
６ ホッパー
Claims (8)
- 軸方向に延びる多数のセルを有するモノリス担体を、該軸方向を鉛直方向として、前記モノリス担体の下方に配置した吸引部に置き、前記モノリス担体の上端面へ触媒成分を含有する触媒担持スラリーを注ぎ、過剰の該触媒担持スラリーを吸引除去して前記モノリス担体の前記セル内表面上に触媒担持層をコーティングするモノリス触媒の製造装置において、
前記モノリス担体の下端面から抜け落ちる過剰スラリーの流速を制御し、該モノリス担体軸方向に垂直な断面の中心から外周に向けて前記触媒担持層に厚さ分布を形成するモノリス触媒の製造装置であって、
前記吸引部に抵抗体を設け、前記吸引部に設ける抵抗体の位置が、前記モノリス担体下端面から下方に位置することを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記吸引部に設ける抵抗体の取り付けは、前記モノリス担体下端面にある前記吸引部、または、前記モノリス担体下方にある吸引層底部あるいは側部に固定することを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記吸引部に設ける抵抗体の固定は、１本以上５本以下の支持体によりなされることを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記吸引部に設ける抵抗体の固定のための前記支持体は、棒状、ひも状あるいは帯状等であり、金属、高分子材料等からなることを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記モノリス担体の下端面に位置する前記抵抗体のサイズが、該モノリス担体の断面を超えないことを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記モノリス担体の下端面に位置する前記抵抗体の形状が、二次元的な円、楕円、三角、四角等、あるいは、三次元的な球、楕円球、円錐、三角錐等をなすことを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記モノリス担体断面積に対する前記抵抗体断面積の比率が０．２５〜０．７５であることを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。 - 請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置において、
前記モノリス担体断面積に対する前記抵抗体断面積の比率が０．４〜０．５であることを特徴とする排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置。
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| JP00880499A JP3804850B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 排気ガス浄化用モノリス触媒の製造装置 |
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1999
- 1999-01-18 JP JP00880499A patent/JP3804850B2/ja not_active Expired - Fee Related
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