JPH0975750A - 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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- JPH0975750A JPH0975750A JP7232785A JP23278595A JPH0975750A JP H0975750 A JPH0975750 A JP H0975750A JP 7232785 A JP7232785 A JP 7232785A JP 23278595 A JP23278595 A JP 23278595A JP H0975750 A JPH0975750 A JP H0975750A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 境膜形成による反応ガスの拡散抵抗を低減さ
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。 【解決手段】 触媒または触媒担体原料に水を加えて混
練した後、複数の平行流路を有するハニカム状に押出し
成形し、次いで乾燥、焼成するハニカム触媒構造体の製
造方法において、押出し成形後のハニカム構造体を、波
板を用いて押出し方向に対して直角に押し切ってセルへ
のガス入口側端面を波型に成形する。
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。 【解決手段】 触媒または触媒担体原料に水を加えて混
練した後、複数の平行流路を有するハニカム状に押出し
成形し、次いで乾燥、焼成するハニカム触媒構造体の製
造方法において、押出し成形後のハニカム構造体を、波
板を用いて押出し方向に対して直角に押し切ってセルへ
のガス入口側端面を波型に成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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、触媒の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。
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、触媒の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触媒と
板状触媒は、平行流路内にガスを流して反応させるもの
であり、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触媒と
板状触媒は、平行流路内にガスを流して反応させるもの
であり、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】例えば、発電所等で発生する燃焼排ガス中
の窒素酸化物をアンモニアによって還元、除去する脱硝
触媒は、被処理ガスの性状等によって形状と寸法が決定
され、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
チ構造のハニカム、油や石炭焚きのようなダストを含む
ダーティーガスを処理するような場合にはダストが詰ま
りにくい広ピッチ構造のハニカムが使用される。
の窒素酸化物をアンモニアによって還元、除去する脱硝
触媒は、被処理ガスの性状等によって形状と寸法が決定
され、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
チ構造のハニカム、油や石炭焚きのようなダストを含む
ダーティーガスを処理するような場合にはダストが詰ま
りにくい広ピッチ構造のハニカムが使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】複数の平行流路を有す
るハニカム触媒は、流路内に流体が流入した場合に境膜
が形成され、ガスの拡散抵抗が増大するので、触媒が有
する真の活性を最大限に発揮できない状態で使用されて
いるのが現状である。本発明者の調査によれば、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流速１０ｍ／ｓのガス流の下で
脱硝処理に使用した場合には、拡散抵抗が全くない場合
と比べると反応速度が約１０〜２０％低下していること
が分かった。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、境膜形成に起因する反応ガスの拡散抵抗を低減
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。
るハニカム触媒は、流路内に流体が流入した場合に境膜
が形成され、ガスの拡散抵抗が増大するので、触媒が有
する真の活性を最大限に発揮できない状態で使用されて
いるのが現状である。本発明者の調査によれば、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流速１０ｍ／ｓのガス流の下で
脱硝処理に使用した場合には、拡散抵抗が全くない場合
と比べると反応速度が約１０〜２０％低下していること
が分かった。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、境膜形成に起因する反応ガスの拡散抵抗を低減
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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の平行
流路を有するハニカム触媒構造体において、前記各平行
流路（以下、セルともいう）のガス入口側の端面を、ガ
ス流入方向に対して垂直以外の角度を有する面とするこ
とよって達成できる。すなわち、本願で特許請求する発
明は、以下のとおりである。 （１）複数の平行流路を有するハニカム触媒構造体にお
いて、前記平行流路のガス入口側の端面を、ガス流入方
向に対して垂直以外の角度を有する面としたことを特徴
とするハニカム触媒構造体。 （２）前記平行流路のガス入口側の端面が凹凸面である
ことを特徴とする（１）記載のハニカム触媒構造体。
流路を有するハニカム触媒構造体において、前記各平行
流路（以下、セルともいう）のガス入口側の端面を、ガ
ス流入方向に対して垂直以外の角度を有する面とするこ
とよって達成できる。すなわち、本願で特許請求する発
明は、以下のとおりである。 （１）複数の平行流路を有するハニカム触媒構造体にお
いて、前記平行流路のガス入口側の端面を、ガス流入方
向に対して垂直以外の角度を有する面としたことを特徴
とするハニカム触媒構造体。 （２）前記平行流路のガス入口側の端面が凹凸面である
ことを特徴とする（１）記載のハニカム触媒構造体。
【０００６】（３）前記凹凸面の凹凸形状が規則性を有
することを特徴とする（２）記載のハニカム触媒構造
体。 （４）触媒または触媒担体原料に水を加えて混練した
後、複数の平行流路を有するハニカム状に押出し成形
し、次いで乾燥、焼成するハニカム触媒構造体の製造方
法において、前記押出し成形後のハニカム構造体を、波
板を用いて押出し方向に対して直角に押し切って前記平
行流路のガス入口側の端面を波型に成形することを特徴
とするハニカム触媒構造体の製造方法。 （５）前記乾燥または焼成後のハニカム構造体のガス入
口側の端面を、凹凸または波型の研磨面を有する研磨機
を用いて研磨して凹凸状または波型に成形することを特
徴とする上記（４）記載のハニカム触媒構造体の製造方
法。
することを特徴とする（２）記載のハニカム触媒構造
体。 （４）触媒または触媒担体原料に水を加えて混練した
後、複数の平行流路を有するハニカム状に押出し成形
し、次いで乾燥、焼成するハニカム触媒構造体の製造方
法において、前記押出し成形後のハニカム構造体を、波
板を用いて押出し方向に対して直角に押し切って前記平
行流路のガス入口側の端面を波型に成形することを特徴
とするハニカム触媒構造体の製造方法。 （５）前記乾燥または焼成後のハニカム構造体のガス入
口側の端面を、凹凸または波型の研磨面を有する研磨機
を用いて研磨して凹凸状または波型に成形することを特
徴とする上記（４）記載のハニカム触媒構造体の製造方
法。
【０００７】図４は、本発明のハニカム触媒構造体に流
入する反応ガス流を模式的に示したものである。一般
に、ハニカム流路に反応ガスが流入すると、徐々に速度
境界層が発達していき、この境界層がガス拡散の抵抗体
としてはたらくので、これに伴って物質伝達率が低下す
るが、本発明のハニカム触媒構造体では、複数の平行流
路のガス入口側の端面を、ガス流入方向に対して垂直以
外の角度を有する面としたことにより、ガス流入口付近
のガス流が大きく乱れ、セル流路内における境界層の発
達を遅らせることができる。従って、本発明のハニカム
触媒構造体は、同一表面積の一般的なハニカム触媒構造
体よりも高活性となる。また、セル入口付近で乱流が発
生することによって、圧力損失が若干増大するが、流入
口の各セルの形状がほぼ同様である場合、各セル流路内
におけるガス流速差はほとんど生じない。各セルの入口
形状が大きく異なる場合、例えば２０×２０セルハニカ
ムにおいて１０セル列間隔で同じ形状となるような場合
は、セル流路内の乱流はあまりなく、各セル流路内のガ
ス流速差が大となって活性が低下することがある。従っ
て、本発明においては１セル１セルの形状が同様であ
り、ハニカム端面全体が一様になっていること（１〜８
セル列間隔）が好ましい。
入する反応ガス流を模式的に示したものである。一般
に、ハニカム流路に反応ガスが流入すると、徐々に速度
境界層が発達していき、この境界層がガス拡散の抵抗体
としてはたらくので、これに伴って物質伝達率が低下す
るが、本発明のハニカム触媒構造体では、複数の平行流
路のガス入口側の端面を、ガス流入方向に対して垂直以
外の角度を有する面としたことにより、ガス流入口付近
のガス流が大きく乱れ、セル流路内における境界層の発
達を遅らせることができる。従って、本発明のハニカム
触媒構造体は、同一表面積の一般的なハニカム触媒構造
体よりも高活性となる。また、セル入口付近で乱流が発
生することによって、圧力損失が若干増大するが、流入
口の各セルの形状がほぼ同様である場合、各セル流路内
におけるガス流速差はほとんど生じない。各セルの入口
形状が大きく異なる場合、例えば２０×２０セルハニカ
ムにおいて１０セル列間隔で同じ形状となるような場合
は、セル流路内の乱流はあまりなく、各セル流路内のガ
ス流速差が大となって活性が低下することがある。従っ
て、本発明においては１セル１セルの形状が同様であ
り、ハニカム端面全体が一様になっていること（１〜８
セル列間隔）が好ましい。
【０００８】本発明の、ガス流入方向に垂直でない端面
を有するハニカム触媒構造体の製作は、次のように行わ
れる。すなわち、ハニカム状に成形した、軟らかい状態
の触媒構造体を所定寸法に切断する際に、ハニカム成形
体を成形方向に対して垂直でない任意の形で切断するこ
とによって製造できる。例えば幅２５ｃｍ、高さ５ｃ
ｍ、肉圧０．３ｍｍのステンレス製波板を用いて成形体
の上方から成形方向に対して垂直に押し切る方法があ
る。また、他の方法としては、成形体を乾燥または焼成
した後に、研磨面が凹凸状または波型である回転研磨機
を用いて研磨する方法があり、これによってもハニカム
触媒構造体のガス入口側の端面を、ガス流入方向に対し
て直角ではない面、すなわち例えば凹凸状または波型に
することができる。
を有するハニカム触媒構造体の製作は、次のように行わ
れる。すなわち、ハニカム状に成形した、軟らかい状態
の触媒構造体を所定寸法に切断する際に、ハニカム成形
体を成形方向に対して垂直でない任意の形で切断するこ
とによって製造できる。例えば幅２５ｃｍ、高さ５ｃ
ｍ、肉圧０．３ｍｍのステンレス製波板を用いて成形体
の上方から成形方向に対して垂直に押し切る方法があ
る。また、他の方法としては、成形体を乾燥または焼成
した後に、研磨面が凹凸状または波型である回転研磨機
を用いて研磨する方法があり、これによってもハニカム
触媒構造体のガス入口側の端面を、ガス流入方向に対し
て直角ではない面、すなわち例えば凹凸状または波型に
することができる。
【０００９】本発明において、ハニカム触媒構造体のガ
ス入口側の端面を波型または凹凸状にする場合、各セル
の入口を一単位として前記波型または凹凸状が繰り返さ
れるようにすることが好ましい。
ス入口側の端面を波型または凹凸状にする場合、各セル
の入口を一単位として前記波型または凹凸状が繰り返さ
れるようにすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を説明する。 実施例１ 外形１５０ｍｍ角、セルピッチ３．５ｍｍ、リブ厚さ
０．５ｍｍのチタン（Ｔｉ）／タングステン（Ｗ）／バ
ナジウム（Ｖ）系脱硝触媒ハニカムを押出し成形し、厚
さ０．３ｍｍのステンレス製波板を用いて長さ５００ｍ
ｍに切断してハニカム構造体の各セルのガス流入側の端
面をガス流入方向に対して４５度の角度を有する端面と
し、これを温度８５℃、湿度７０％の恒温恒湿状態で乾
燥し、次いで５５０℃で焼成して脱硝用ハニカム触媒と
した。図１に、得られたハニカム触媒の外観を示す。
０．５ｍｍのチタン（Ｔｉ）／タングステン（Ｗ）／バ
ナジウム（Ｖ）系脱硝触媒ハニカムを押出し成形し、厚
さ０．３ｍｍのステンレス製波板を用いて長さ５００ｍ
ｍに切断してハニカム構造体の各セルのガス流入側の端
面をガス流入方向に対して４５度の角度を有する端面と
し、これを温度８５℃、湿度７０％の恒温恒湿状態で乾
燥し、次いで５５０℃で焼成して脱硝用ハニカム触媒と
した。図１に、得られたハニカム触媒の外観を示す。
【００１１】実施例２ 実施例１と同様のハニカムを押出し成形し０．３ｍｍの
ステンレス製の平板を用いて長さ５００ｍｍで切断した
後、温度８５℃、湿度７０％で乾燥し、ついで、各セル
のガス入口側の端面を回転研磨機を用いて断面Ｖ字状に
研磨し、５５０℃で焼成して脱硝用ハニカム触媒とし
た。得られたハニカム触媒の外観を図２に示す。
ステンレス製の平板を用いて長さ５００ｍｍで切断した
後、温度８５℃、湿度７０％で乾燥し、ついで、各セル
のガス入口側の端面を回転研磨機を用いて断面Ｖ字状に
研磨し、５５０℃で焼成して脱硝用ハニカム触媒とし
た。得られたハニカム触媒の外観を図２に示す。
【００１２】実施例３ 実施例２と同様のハニカム乾燥体を得、５５０℃で焼成
した後、各セルのガス流入口側端面を回転研磨機を用い
て断面半円状に研磨して脱硝用ハニカム触媒とした。得
られたハニカム触媒の外観を図３に示す。 比較例１ ステンレス製の波板の代わりにステンレス製の平板を用
いた以外は上記実施例１と同様にしてガス流入方向に垂
直のガス入口側端面を有するハニカム脱硝触媒を得た。
した後、各セルのガス流入口側端面を回転研磨機を用い
て断面半円状に研磨して脱硝用ハニカム触媒とした。得
られたハニカム触媒の外観を図３に示す。 比較例１ ステンレス製の波板の代わりにステンレス製の平板を用
いた以外は上記実施例１と同様にしてガス流入方向に垂
直のガス入口側端面を有するハニカム脱硝触媒を得た。
【００１３】実施例１〜３および比較例１のハニカム触
媒を用いて、同一条件で脱硝活性試験を行い、比較例１
の脱硝率を１．００として実施例１〜３の比脱硝率を求
めたところ、実施例１の比脱硝率は１．０４、実施例２
の比脱硝率は１．０５、実施例３の比脱硝率は１．０４
であった。結果を表１に示す。
媒を用いて、同一条件で脱硝活性試験を行い、比較例１
の脱硝率を１．００として実施例１〜３の比脱硝率を求
めたところ、実施例１の比脱硝率は１．０４、実施例２
の比脱硝率は１．０５、実施例３の比脱硝率は１．０４
であった。結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】 表１において、複数の平行流路のガス入口側の端面を、
ガス流入方向に対して垂直以外の角度を有する面とした
実施例１〜３の、比較例１に対する比脱硝率はいずれも
大きくなっていることが分かる。
ガス流入方向に対して垂直以外の角度を有する面とした
実施例１〜３の、比較例１に対する比脱硝率はいずれも
大きくなっていることが分かる。
【００１５】
【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、ハ
ニカム触媒構造体のガス入口側の端面を、ガス流入方向
に対して垂直以外の角度を有する面としたことにより、
各セルに流入する反応ガス流が乱流となり、セル流路
内における境界層の発達を抑制することができるので、
触媒活性が効果的に発現され、高活性の触媒が得られ
る。従って、同一組成の触媒であれば、従来の触媒ユニ
ットよりも触媒使用量を低減することができる。
ニカム触媒構造体のガス入口側の端面を、ガス流入方向
に対して垂直以外の角度を有する面としたことにより、
各セルに流入する反応ガス流が乱流となり、セル流路
内における境界層の発達を抑制することができるので、
触媒活性が効果的に発現され、高活性の触媒が得られ
る。従って、同一組成の触媒であれば、従来の触媒ユニ
ットよりも触媒使用量を低減することができる。
【００１６】本願の請求項２記載の発明によれば、ガス
入口側の端面を凹凸面としたことにより、各セルに流入
するガス流が乱流となり、上記発明と同様の効果が得ら
れる。本願の請求項３記載の発明によれば、ガス入口側
の端面を、規則性を有する凹凸面としたことにより、上
記効果に加えて各セル流路内のガス流速差を小さくして
触媒活性の発現を安定させることができる。
入口側の端面を凹凸面としたことにより、各セルに流入
するガス流が乱流となり、上記発明と同様の効果が得ら
れる。本願の請求項３記載の発明によれば、ガス入口側
の端面を、規則性を有する凹凸面としたことにより、上
記効果に加えて各セル流路内のガス流速差を小さくして
触媒活性の発現を安定させることができる。
【００１７】本願の請求項４記載の発明によれば、押出
し成形後のハニカム構造体を、波板を用いて押出し方向
に対して直角に押し切ることにより、平行流路へのガス
入口側端面が波型のハニカム触媒構造体を形成すること
ができる。本願の請求項５記載の発明によれば、ハニカ
ム構造体の端面を、凹凸または波型の研磨面を有する研
磨機を用いて研磨することにより、平行流路へのガス入
口側端面が凹凸状または波型のハニカム触媒構造体を形
成することができる。
し成形後のハニカム構造体を、波板を用いて押出し方向
に対して直角に押し切ることにより、平行流路へのガス
入口側端面が波型のハニカム触媒構造体を形成すること
ができる。本願の請求項５記載の発明によれば、ハニカ
ム構造体の端面を、凹凸または波型の研磨面を有する研
磨機を用いて研磨することにより、平行流路へのガス入
口側端面が凹凸状または波型のハニカム触媒構造体を形
成することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すハニカム触媒構造体の
外観図。
外観図。
【図２】本発明の他の実施例を示す外観図。
【図３】本発明の別の実施例示す外観図。
【図４】本発明におけるガス流モデルを示す図。
１…ハニカム触媒、２…セル（ガス流路）、３…乱流。
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の平行流路を有するハニカム触媒構
造体において、前記平行流路のガス入口側の端面を、ガ
ス流入方向に対して垂直以外の角度を有する面としたこ
とを特徴とするハニカム触媒構造体。 - 【請求項２】 前記平行流路のガス入口側の端面が凹凸
面であることを特徴とする請求項１記載のハニカム触媒
構造体。 - 【請求項３】 前記凹凸面の凹凸形状が規則性を有する
ことを特徴とする請求項２記載のハニカム触媒構造体。 - 【請求項４】 触媒または触媒担体原料に水を加えて混
練した後、複数の平行流路を有するハニカム状に押出し
成形し、次いで乾燥、焼成するハニカム触媒構造体の製
造方法において、前記押出し成形後のハニカム構造体
を、波板を用いて押出し方向に対して直角に押し切って
前記平行流路のガス入口側の端面を波型に成形すること
を特徴とするハニカム触媒構造体の製造方法。 - 【請求項５】 前記乾燥または焼成後のハニカム構造体
のガス入口側の端面を、凹凸または波型の研磨面を有す
る研磨機を用いて研磨して凹凸状または波型に成形する
ことを特徴とする請求項４記載のハニカム触媒構造体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232785A JPH0975750A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP7232785A JPH0975750A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | ハニカム触媒構造体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0975750A true JPH0975750A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=16944711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7232785A Pending JPH0975750A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 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) | JPH0975750A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018203794A1 (de) | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Wabenstruktur |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232785A patent/JPH0975750A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018203794A1 (de) | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Wabenstruktur |
| CN108568318A (zh) * | 2017-03-14 | 2018-09-25 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体 |
| US11260383B2 (en) | 2017-03-14 | 2022-03-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| CN108568318B (zh) * | 2017-03-14 | 2022-07-05 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体 |
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