JP4220584B2 - ハニカム型触媒の製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハニカム型触媒の製造方法、さらに詳しくはガスとの接触効率が改良されたハニカム型触媒の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有するハニカム型触媒は、ガスを流通・接触させる際に低い圧力損失を維持できること、また、ダストが共存するガスの処理において目詰まりを回避できることから、各種燃料のボイラ排ガスやガスタービン排ガスの脱硝触媒、あるいは自動車排ガスの処理用触媒など各種ガス反応用触媒として広く使用されている。ここで使用されるハニカム型触媒は、従来は例えば脱硝触媒の場合、触媒原料であるＴｉＯ2 粉に活性成分であるＶ、Ｍｏ、Ｗなどの化合物の溶液と、有機バインダ、無機バインダを混合、混練して粘土状の物質とし、例えば図４に示したような金型１０を装着した押出成型機を用いて、格子状の開口部を有する成型物を得ている。図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４において触媒成分を含む粘土状物質が図４（ｂ）のＢ側からＣ側に向かって、粘土状物質通過孔１２を通ってハニカム形状を形成する口金先端部１１の隙間から押し出され、四角形の孔の開いたハニカム型の成型物となる。図４中、符号１３は口金１０を押出機に取付けるためのボルト穴、１４は外枠となるダイを取付けるためのボルト穴である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ハニカム型触媒は前記のような優れた構造的特徴を有するものであるが、さらに効率的なガス反応あるいはガス処理を行うため、ガスとの接触効率が改良されたハニカム型触媒が要求されている。本発明はこのような従来技術に鑑み、ガスとの接触効率が改良されたハニカム型触媒の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決するためにハニカム型触媒を用いた反応の反応速度について鋭意検討の結果、触媒単位体積当たりのガス接触面積及びハニカム壁面への反応物質の移動速度が重要な因子となっており、触媒性能を有効に発揮させるためには、接触面積の増大とハニカム孔内でのガス流れを乱して、反応物質の壁面への移動速度を増大させるのが効果的であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は（１）粘土状の物質を通させて格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有する成形物を得る口金を備えた金型を用いて、押出し成形によりハニカム型触媒を製造する方法において、前記各口金の、押し出された前記ハニカム型触媒のハニカム孔を形成する部分の先端部に縁部にギザギザがある補助板をネジで固定し、前記押出し成形に際してハニカム孔内の触媒内壁の表面に凹凸を付与することを特徴とするハニカム型触媒の製造方法、（２）粘土状の物質を通させて格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有する成形物を得る口金を備えた金型を用いて、押出し成形によりハニカム型触媒を製造する方法において、前記各口金の先端部に表面に凹凸を有するローラを設け、前記押出し成形に際して、ハニカム孔内の触媒内壁を前記ローラで挟んで、前記触媒内壁の表面に凹凸を付与することを特徴とするハニカム型触媒の製造方法、（３）粘土状の物質を通させて格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有する成形物を得る口金を備えた金型を用いて、押出し成形によりハニカム型触媒を製造する方法において、前記各口金の先端部に振動子を設け、前記押出し成形に際して、ハニカム孔内の触媒内壁を前記振動子で挟んで、前記触媒内壁の表面に凹凸を付与することを特徴とするハニカム型触媒の製造方法である。
【０００６】
本発明のハニカム孔内の触媒内壁に凹凸を付与する手段を備えた金型を用いて押出し成型するハニカム型触媒の製造方法によれば、前記の触媒内壁に凹凸が形成され、触媒性能の向上したハニカム型触媒を容易に製造することができる。
また、本発明に係るハニカム型触媒は各種燃料のボイラ排ガスやガスタービン排ガスの脱硝触媒、あるいは自動車排ガスの処理用触媒など各種ガス反応用触媒として広く適用可能なものであるが、特に燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物の還元除去、あるいは未燃の一酸化炭素や炭化水素の除去などの分野で使用される触媒として有用なものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図４に示したような従来形式の金型を用いて成型したハニカム型触媒ではハニカム孔内の壁面は平滑である。そのため、通常は触媒に接触させるガスは流れを乱すことなくハニカム孔内を通過する。これに対し、本発明に係るハニカム型触媒はハニカム孔内の触媒内壁に凹凸が形成されているため、成型触媒の単位体積当たりのガス接触面積が増大し、触媒としての性能が向上している。特に後述の図１又は図２に示した金型を用いて成型したもののように、ガスの流路の断面積がガスの進行方向で変化するように凹凸が形成されている場合には、ハニカム孔内でのガス流れの乱れが増大し、ガス境膜での反応物質の移動速度の増大につながることになり、触媒性能の向上効果が大きくなる。
【０００８】
本発明に係るハニカム孔内の触媒内壁に凹凸が形成されたハニカム型触媒は、触媒構成原料を成型助剤やバインダ成分等と混練して押出し成型可能とした押出し原料（混練物）を、ハニカム孔内の触媒内壁に凹凸を付与する手段を備えた金型を用いて押出し成型することによって製造することができる。以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明のハニカム型触媒の製造方法に使用する金型の１例について、その先端の一部を拡大して示す説明図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。図１の金型は先端部の口金１に、表面に適当なピッチで凹凸を形成させたローラ２をローラ支柱３により装着したもので、図のＡの方向から押し出される混練物が、出口Ｂにおいてローラ２に接触し、ローラ２の回転に伴って成型触媒の孔の内壁にローラ２の表面に形成された凹凸に対応した凹凸が形成されるようになっている。
【００１０】
図２は本発明のハニカム型触媒の製造方法に使用する金型の他の１例について、その先端の一部を拡大して示す説明図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。図２の金型は先端部の口金１に、一定の周期で振動する振動子４を取付けたもので、図のＡの方向から押し出される混練物に、出口Ｂにおいて振動子４が接触し、押しつけられて成型触媒の孔の内壁に凹凸が形成されるようになっている。
【００１１】
図３は本発明のハニカム型触媒の製造方法に使用する金型の他の１例について、その先端の一部を拡大して示す説明図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３の金型は先端部の口金１に、縁部にギザギザのある補助板５を取付けたもので、補助板５によって口金１の断面形状が修正された形となり、図のＡの方向から押し出される混練物が、出口Ｂから補助板５の形状に応じた断面形状で押し出され、成型触媒の孔の内壁にガスの流過方向に平行な凹凸が形成されるようになっている。図３中の符号６は補助板５を口金１の先端に取付けるためのネジを示す。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係るハニカム孔内の触媒内壁に凹凸が形成されたハニカム型触媒は、孔内を流過するガスとの接触面積が大きく、また、孔内でガスの流れが乱される効果があり、従来のハニカム型触媒に比較して触媒と反応ガスとの接触効率がよく、高い触媒性能を示す。また、本発明のハニカム孔内の触媒内壁に凹凸を付与する手段を備えた金型を用いて押出し成型するハニカム型触媒の製造方法によれば、前記の触媒内壁に凹凸が形成され、触媒性能の向上したハニカム型触媒を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のハニカム型触媒の製造方法に使用する金型の１例について、その先端の一部を拡大して示す説明図。
【図２】 本発明のハニカム型触媒の製造方法に使用する金型の他の１例について、その先端の一部を拡大して示す説明図。
【図３】 本発明のハニカム型触媒の製造方法に使用する金型の他の１例について、その先端の一部を拡大して示す説明図。
【図４】 従来のハニカム型触媒押出し成型用金型の１例を示す説明図。

Claims (3)

  1. 粘土状の物質を通させて格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有する成形物を得る口金を備えた金型を用いて、押出し成形によりハニカム型触媒を製造する方法において、
    前記各口金の、押し出された前記ハニカム型触媒のハニカム孔を形成する部分の先端部に縁部にギザギザがある補助板をネジで固定し、前記押出し成形に際してハニカム孔内の触媒内壁の表面に凹凸を付与することを特徴とするハニカム型触媒の製造方法。
  2. 粘土状の物質を通させて格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有する成形物を得る口金を備えた金型を用いて、押出し成形によりハニカム型触媒を製造する方法において、
    前記各口金の先端部に表面に凹凸を有するローラを設け、前記押出し成形に際して、ハニカム孔内の触媒内壁を前記ローラで挟んで、前記触媒内壁の表面に凹凸を付与することを特徴とするハニカム型触媒の製造方法。
  3. 粘土状の物質を通させて格子状あるいは蜂の巣状の開口部を有する成形物を得る口金を備えた金型を用いて、押出し成形によりハニカム型触媒を製造する方法において、
    前記各口金の先端部に振動子を設け、前記押出し成形に際して、ハニカム孔内の触媒内壁を前記振動子で挟んで、前記触媒内壁の表面に凹凸を付与することを特徴とするハニカム型触媒の製造方法。
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