JPH0819742A - ハニカム触媒構造体およびその製造方法 - Google Patents
ハニカム触媒構造体およびその製造方法Info
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- JPH0819742A JPH0819742A JP6156214A JP15621494A JPH0819742A JP H0819742 A JPH0819742 A JP H0819742A JP 6156214 A JP6156214 A JP 6156214A JP 15621494 A JP15621494 A JP 15621494A JP H0819742 A JPH0819742 A JP H0819742A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
- F01N2330/38—Honeycomb supports characterised by their structural details flow channels with means to enhance flow mixing,(e.g. protrusions or projections)
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハニカム触媒のセル内流路における流体の境
膜形成による拡散抵抗を低減し、触媒性能の高いハニカ
ム触媒構造体を提供する。 【構成】 複数の平行流路２を有するハニカム触媒本体
１の、前記平行流路２を形成する流路隔壁面のうち、１
の流路を形成する流路隔壁面に対して少なくとも１個所
以上の貫通孔４を設け、各流路２を隣接流路２と連結さ
せる。 【効果】 高活性かつ低圧損の高効率反応触媒体を得る
ことができる。
膜形成による拡散抵抗を低減し、触媒性能の高いハニカ
ム触媒構造体を提供する。 【構成】 複数の平行流路２を有するハニカム触媒本体
１の、前記平行流路２を形成する流路隔壁面のうち、１
の流路を形成する流路隔壁面に対して少なくとも１個所
以上の貫通孔４を設け、各流路２を隣接流路２と連結さ
せる。 【効果】 高活性かつ低圧損の高効率反応触媒体を得る
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム触媒構造体お
よびその製造方法に係り、特に、化学反応を促進させる
ためのハニカム触媒構造体およびその製造方法であっ
て、触媒流路における流れ境膜の生成による拡散反応の
抵抗を低減するのに好適なハニカム触媒構造体およびそ
の製造方法に関する。
よびその製造方法に係り、特に、化学反応を促進させる
ためのハニカム触媒構造体およびその製造方法であっ
て、触媒流路における流れ境膜の生成による拡散反応の
抵抗を低減するのに好適なハニカム触媒構造体およびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、発電プラントや化学プラントの
排ガス処理に用いられる触媒の形状は、ハニカム状、板
状または粒状に分類される。この中でもハニカム状と板
状は、触媒を平行流路とし内部にガスを流して反応させ
るもので、粒状触媒に比べて圧力損失が小さいという特
長があり、現在の主流となっている。
排ガス処理に用いられる触媒の形状は、ハニカム状、板
状または粒状に分類される。この中でもハニカム状と板
状は、触媒を平行流路とし内部にガスを流して反応させ
るもので、粒状触媒に比べて圧力損失が小さいという特
長があり、現在の主流となっている。
【０００３】発電所等の燃焼排ガス中の窒素酸化物をア
ンモニアによって還元させる脱硝触媒に関しては、処理
ガスの性状によって形状と寸法が決められている。例え
ば、ガス焚きボイラのようなクリーンガスの場合には単
位体積当たりの表面積が大きく取れる狭ピッチハニカム
構造、石炭焚きのようなダストを含むダーティガスを処
理するような場合には（薄板）芯金によって耐摩耗性が
強化されダストの詰まりにくい板状構造、油焚きのよう
にスートを含むガスの場合には板状または広ピッチハニ
カムというように使いわけられている。
ンモニアによって還元させる脱硝触媒に関しては、処理
ガスの性状によって形状と寸法が決められている。例え
ば、ガス焚きボイラのようなクリーンガスの場合には単
位体積当たりの表面積が大きく取れる狭ピッチハニカム
構造、石炭焚きのようなダストを含むダーティガスを処
理するような場合には（薄板）芯金によって耐摩耗性が
強化されダストの詰まりにくい板状構造、油焚きのよう
にスートを含むガスの場合には板状または広ピッチハニ
カムというように使いわけられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかるハニカム状また
は板状触媒は、流路内に流体が流れた場合に触媒表面に
流体の静止層ともいえる境膜が形成されることからガス
の拡散抵抗が増大し、触媒のもつ真の活性を最大限に発
揮できずに使われていることが多い。例えば３〜７mmピ
ッチのチタニア／タングステン／バナジウム系脱硝触媒
ハニカムを用いて排ガスを流速１０ｍ／ｓで処理した場
合に、拡散の抵抗が全くない場合と比べると約１０〜２
０％反応速度が低下していることがわかった。また、ハ
ニカムの各流路が独立していることから流路間での流速
差が発生することがある。この場合には、出口ガスにお
ける反応率に偏りが生じ、高効率の反応が要求される場
合に不利となる。
は板状触媒は、流路内に流体が流れた場合に触媒表面に
流体の静止層ともいえる境膜が形成されることからガス
の拡散抵抗が増大し、触媒のもつ真の活性を最大限に発
揮できずに使われていることが多い。例えば３〜７mmピ
ッチのチタニア／タングステン／バナジウム系脱硝触媒
ハニカムを用いて排ガスを流速１０ｍ／ｓで処理した場
合に、拡散の抵抗が全くない場合と比べると約１０〜２
０％反応速度が低下していることがわかった。また、ハ
ニカムの各流路が独立していることから流路間での流速
差が発生することがある。この場合には、出口ガスにお
ける反応率に偏りが生じ、高効率の反応が要求される場
合に不利となる。
【０００５】本発明の目的は、上記ハニカム触媒構造体
において、流れの境膜形成による反応ガスの拡散抵抗を
低減させるとともに、流路間での流速や圧力損失の偏り
を低減させることにより反応速度を向上させることがで
きるハニカム触媒構造体およびその製造方法を提供する
ことにある。
において、流れの境膜形成による反応ガスの拡散抵抗を
低減させるとともに、流路間での流速や圧力損失の偏り
を低減させることにより反応速度を向上させることがで
きるハニカム触媒構造体およびその製造方法を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）複数の平行流路からなるハニカム触媒構造体の前
記各平行流路を形成する流路隔壁面のうち、１流路を形
成する流路隔壁面に対して少なくとも１箇所以上の貫通
孔を設け、該貫通孔を介して各流路を隣接流路とつなげ
たことを特徴とするハニカム触媒構造体。 （２）複数の平行流路からなるハニカム触媒構造体の製
造方法において、押出し成形機により押し出されたハニ
カム状触媒成形体の側面から貫孔具を挿入してハニカム
流路隔壁面に貫通孔を形成した後、乾燥、焼成するか、
または上記成形体を乾燥した後、もしくは乾燥、焼成し
た後、その成形体の側面から貫孔具を貫通させてハニカ
ム流路壁面に貫通孔を形成することを特徴とするハニカ
ム触媒構造体の製造方法。
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）複数の平行流路からなるハニカム触媒構造体の前
記各平行流路を形成する流路隔壁面のうち、１流路を形
成する流路隔壁面に対して少なくとも１箇所以上の貫通
孔を設け、該貫通孔を介して各流路を隣接流路とつなげ
たことを特徴とするハニカム触媒構造体。 （２）複数の平行流路からなるハニカム触媒構造体の製
造方法において、押出し成形機により押し出されたハニ
カム状触媒成形体の側面から貫孔具を挿入してハニカム
流路隔壁面に貫通孔を形成した後、乾燥、焼成するか、
または上記成形体を乾燥した後、もしくは乾燥、焼成し
た後、その成形体の側面から貫孔具を貫通させてハニカ
ム流路壁面に貫通孔を形成することを特徴とするハニカ
ム触媒構造体の製造方法。
【０００７】
【作用】図３に、本発明のハニカム触媒構造体の流路隔
壁３に孔４を設けたハニカム触媒中のガスの流れの挙動
を示す。一般的なハニカム流路に反応ガスが入ると徐々
に速度境界層と濃度境界層が発達していき、それに伴っ
て物質伝達率が低下する。これは、境界層がガス拡散の
抵抗体としてはたらくためである。それに対して、本発
明の流路では境界層が発達し始める時期に流路隔壁の孔
を通過する。この孔部では流れが若干乱されることと、
隣接流路からの流入や流出が加わり、境界層の剥離と隣
接流路ガスとの混合が生じる。ついで孔通過後は、ハニ
カム上流端と同等の流れを呈し、再び境界層の発達、孔
による境界層の剥離と隣接流路ガスとの混合が定期的に
繰り返される。
壁３に孔４を設けたハニカム触媒中のガスの流れの挙動
を示す。一般的なハニカム流路に反応ガスが入ると徐々
に速度境界層と濃度境界層が発達していき、それに伴っ
て物質伝達率が低下する。これは、境界層がガス拡散の
抵抗体としてはたらくためである。それに対して、本発
明の流路では境界層が発達し始める時期に流路隔壁の孔
を通過する。この孔部では流れが若干乱されることと、
隣接流路からの流入や流出が加わり、境界層の剥離と隣
接流路ガスとの混合が生じる。ついで孔通過後は、ハニ
カム上流端と同等の流れを呈し、再び境界層の発達、孔
による境界層の剥離と隣接流路ガスとの混合が定期的に
繰り返される。
【０００８】これらの結果、同じ表面積の一般的なハニ
カム触媒よりも高活性となるとともに、ハニカム流路間
での流速や圧力の差が緩和され、反応率の偏りを小さく
抑えることができることから高効率反応処理に有利とな
る。また流路内での境界層剥離のための乱れを必要最小
限としていることから、圧力損失の増大はほとんどない
といえる。また孔を形成したことによる構造体の強度
は、格子の交点において孔を形成させていないことか
ら、触媒性能が向上する領域ではほとんど低下しない。
カム触媒よりも高活性となるとともに、ハニカム流路間
での流速や圧力の差が緩和され、反応率の偏りを小さく
抑えることができることから高効率反応処理に有利とな
る。また流路内での境界層剥離のための乱れを必要最小
限としていることから、圧力損失の増大はほとんどない
といえる。また孔を形成したことによる構造体の強度
は、格子の交点において孔を形成させていないことか
ら、触媒性能が向上する領域ではほとんど低下しない。
【０００９】
【実施例】 実施例１ 図１に、本発明の一実施例であるハニカム触媒構造体を
示す。図１の内部流路隔壁の状態を図２に示す。外形１
５０mm角×５００mm、セルピッチ３．５mm、リブ厚さ
０．５mmのＴｉ／Ｗ／Ｖ系脱硝触媒ハニカムを押出成形
し、その後先端が鋭く尖った２mm径の針をハニカム側面
に差し込み、１流路に対してＸ方向に流路に沿って（Ｚ
方向）１００mm間隔、同様にＹ方向に１００mm間隔で、
ＸとＹの孔は５０mmずらして成形し、全数で４２０の孔
を加工した。これを８５℃／７０％の恒温恒湿状態で乾
燥し、５５０℃で２時間焼成してハニカム触媒を得た。
示す。図１の内部流路隔壁の状態を図２に示す。外形１
５０mm角×５００mm、セルピッチ３．５mm、リブ厚さ
０．５mmのＴｉ／Ｗ／Ｖ系脱硝触媒ハニカムを押出成形
し、その後先端が鋭く尖った２mm径の針をハニカム側面
に差し込み、１流路に対してＸ方向に流路に沿って（Ｚ
方向）１００mm間隔、同様にＹ方向に１００mm間隔で、
ＸとＹの孔は５０mmずらして成形し、全数で４２０の孔
を加工した。これを８５℃／７０％の恒温恒湿状態で乾
燥し、５５０℃で２時間焼成してハニカム触媒を得た。
【００１０】実施例２ 実施例１と同様のハニカムを押出成形し、８５℃／７０
％の恒温恒湿状態で乾燥したものに、２mmφのドリルで
同数の孔をあけた。これを５５０℃で焼成した。 実施例３ 実施例２と同様のハニカム乾燥体を５５０℃で焼成し、
２mmφのドリルで同数の孔をあけた。 比較例 実施例２と同様のハニカム乾燥体をドリルで孔をあける
ことなく５５０℃で焼成した。 これらのハニカム型脱硝触媒の性能を比較した結果は次
のとおりである。
％の恒温恒湿状態で乾燥したものに、２mmφのドリルで
同数の孔をあけた。これを５５０℃で焼成した。 実施例３ 実施例２と同様のハニカム乾燥体を５５０℃で焼成し、
２mmφのドリルで同数の孔をあけた。 比較例 実施例２と同様のハニカム乾燥体をドリルで孔をあける
ことなく５５０℃で焼成した。 これらのハニカム型脱硝触媒の性能を比較した結果は次
のとおりである。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、高活性かつ低圧損で高
効率反応触媒を達成することができ、同組成の触媒であ
れば、従来のハニカム構造触媒よりも最大５２％触媒量
を低減することができる。またモノリスハニカムに複数
の貫通孔を設けているために、乾燥時の水分むらの低減
による乾燥時間の短縮、焼成の温度むら低減による時間
短縮がはかれる。
効率反応触媒を達成することができ、同組成の触媒であ
れば、従来のハニカム構造触媒よりも最大５２％触媒量
を低減することができる。またモノリスハニカムに複数
の貫通孔を設けているために、乾燥時の水分むらの低減
による乾燥時間の短縮、焼成の温度むら低減による時間
短縮がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハニカム触媒構造体の外観図。
【図２】本発明のハニカム流路隔壁の構造を示す図。
【図３】本発明のハニカム流路におけるガスの流れのモ
デル図。
デル図。
１…ハニカム触媒本体、２…流路（セル）、３…流路隔
壁（リブ）、４…孔、５…境界層、６…隣接流路への流
出流、７…隣接流路からの流入流。
壁（リブ）、４…孔、５…境界層、６…隣接流路への流
出流、７…隣接流路からの流入流。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｂ０１Ｊ 23/30 ＺＡＢ Ａ Ｂ２８Ｂ 3/26 ＺＡＢ Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の平行流路からなるハニカム触媒構
造体の前記平行流路を形成する流路隔壁面のうち、１流
路を形成する流路隔壁面に対して少なくとも１箇所以上
の貫通孔を設け、該貫通孔を介して各流路を隣接流路と
つなげたことを特徴とするハニカム触媒構造体。 - 【請求項２】 複数の平行流路からなるハニカム触媒構
造体の製造方法において、押出し成形機により押し出さ
れたハニカム状触媒成形体の側面から貫孔具を挿入して
ハニカム流路隔壁面に貫通孔を形成した後、乾燥、焼成
するか、または上記成形体を乾燥した後、もしくは乾
燥、焼成した後、その成形体の側面から貫孔具を貫通さ
せてハニカム流路壁面に貫通孔を形成することを特徴と
するハニカム触媒構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6156214A JPH0819742A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | ハニカム触媒構造体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6156214A JPH0819742A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | ハニカム触媒構造体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819742A true JPH0819742A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15622862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6156214A Pending JPH0819742A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | ハニカム触媒構造体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819742A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2823139A1 (fr) * | 2001-04-05 | 2002-10-11 | Inst Francais Du Petrole | Support de catalyseur avec des reseaux de canaux secants, reacteur de catalyse comprenant un tel support et procede pour realiser un tel support de catalyseur |
| JP2008155154A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 触媒成形体 |
| WO2015068780A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| WO2015068782A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
| CN109226110A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-18 | 国电环境保护研究院有限公司 | 一种蜂窝式脱硝催化剂疏孔清灰装置 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP6156214A patent/JPH0819742A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2823139A1 (fr) * | 2001-04-05 | 2002-10-11 | Inst Francais Du Petrole | Support de catalyseur avec des reseaux de canaux secants, reacteur de catalyse comprenant un tel support et procede pour realiser un tel support de catalyseur |
| WO2002081083A1 (fr) * | 2001-04-05 | 2002-10-17 | Institut Francais Du Petrole | Support de catalyseur avec des reseaux de canaux scants, reacteur de catalyse comprenant un tel support et procede pour realiser un tel support de catalyseur |
| JP2008155154A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 触媒成形体 |
| WO2015068780A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| WO2015068782A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
| CN109226110A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-18 | 国电环境保护研究院有限公司 | 一种蜂窝式脱硝催化剂疏孔清灰装置 |
| CN109226110B (zh) * | 2018-10-31 | 2024-02-06 | 国电环境保护研究院有限公司 | 一种蜂窝式脱硝催化剂疏孔清灰装置 |
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