JPH10137594A - ハニカム構造体 - Google Patents

ハニカム構造体

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JPH10137594A
JPH10137594A JP8299950A JP29995096A JPH10137594A JP H10137594 A JPH10137594 A JP H10137594A JP 8299950 A JP8299950 A JP 8299950A JP 29995096 A JP29995096 A JP 29995096A JP H10137594 A JPH10137594 A JP H10137594A
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JP
Japan
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honeycomb structure
turbulent flow
corrugated plate
corrugated
flow forming
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Withdrawn
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JP8299950A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Matsumoto
信夫 松本
Masayuki Takei
正幸 竹井
Takashi Yamada
隆史 山田
Kiichi Matsuoka
喜一 松岡
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Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱硝触媒を構成するハニカム構造体であっ
て、触媒表面付近に形成される層流境膜抵抗を極力小さ
くして、層流境膜で阻害される触媒活性を改善すること
により、触媒の性能向上を図り、この結果、製造時の生
産性や操作性などへの影響を極力少なくした上で、触媒
量を減少させ、排ガス脱硝装置の建設費および運転費の
削減を可能にするハニカム構造体を提供する。 【解決手段】 平板1 と高さ4〜10mmの波板2 とが
交互に積層されることにより多数の通路が形成されてお
り、波板2 の山部2aに、長手方向に沿って50〜200
mmのピッチで乱流形成窓3 が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、トンネルに設置
されるNOx除去装置の吸着剤として利用されたり、排
ガス脱硝装置に充填される脱硝触媒として利用された
り、高温のガスあるいは液を通じることにより顕熱とし
て熱を蓄積するとともに、蓄積された熱により低温のガ
スあるいは液の温度を高める蓄熱材として利用されたり
するハニカム構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、排ガス脱硝装置に用いられる脱
硝触媒には、触媒通路内の圧力損失の低減や排ガス中に
含まれるダストによる触媒通路内での目詰り防止を目的
に、ハニカム構造体が用いられている。脱硝触媒は、触
媒成分である酸化チタン、酸化バナジウム、酸化タング
ステン等を反応条件、特に排ガス温度に適した配合比で
調合し、調合物をハニカム構造体に担持することによっ
て調製される。ハニカム構造体には、格子型、平板と波
板とが交互に積層された平板−波板積層型および波板の
みを積層した波板−波板積層型がある。
【0003】一般的に、脱硝触媒用ハニカム構造体の単
位ユニット寸法は、生産時の性能(生産性や操作性な
ど)を考慮して決定されており、触媒としての性能向
上、すなわち、同一排ガス条件で同一要求性能(脱硝
率、リークアンモニア濃度および圧力損失)を満足させ
る触媒量を従来に比べて少なくすることを目的にハニカ
ム構造体の形状を決めることは、従来なされたことがな
かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガス脱硝
装置は、環境対策のため数多く設置されているが、この
装置は非生産設備であるため、建設費や運転費(触媒交
換費)の削減が強く要望されている。また、従来の脱硝
触媒は、一般に触媒通路内排ガスが層流域で通流使用さ
れるため、排ガスと触媒表面付近に形成される境膜抵抗
によって、反応条件に適した触媒を用いても触媒活性を
大きく改善することができないという問題があった。
【0005】この発明の目的は、脱硝触媒を構成するハ
ニカム構造体であって、触媒表面付近に形成される層流
境膜抵抗を極力小さくして、層流境膜で阻害される触媒
活性を改善することにより、触媒の性能向上を図り、こ
の結果、製造時の生産性や操作性などへの影響を極力少
なくした上で、触媒量を減少させ、排ガス脱硝装置の建
設費および運転費の削減を可能にするハニカム構造体を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明によるハニカム
構造体は、平板と波板とが交互に積層されることにより
多数の通路が形成されている平板−波板積層型のハニカ
ム構造体において、高さ4〜10mmの波板の山部に、
長手方向に沿って50〜200mmのピッチで乱流形成
窓が設けられていることを特徴とするものである。
【0007】各山部が乱流形成窓によって複数の短山部
に区分されるとともに、これらの短山部の頂部が千鳥状
配置とされることにより、各通路がジグザグ上に形成さ
れていることがある。
【0008】乱流形成窓は、上から見て山部の長さ方向
に対して横長であり、幅が1〜5mm、高さが波板の高
さの30〜60%とされていることが好ましい。
【0009】上記ハニカム構造体は、NOx除去装置の
吸着剤、排ガス脱硝装置に充填される脱硝触媒、熱を蓄
積しておいてこの熱により低温のガスあるいは液の温度
を高める蓄熱材などに用いられるが、特に、脱硝触媒の
調製に用いられることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。
【0011】図1および図2は、この発明のハニカム構
造体の第1実施形態を示しており、ハニカム構造体は、
平板(1) と波板(2) とが交互に積層されることにより多
数の通路が形成されている平板−波板積層型であって、
高さ4〜10mmの波板(2)の山部(2a)に、長手方向に
沿って50〜200mmのピッチで乱流形成窓(3) が設
けられているものである。波板(2) の山部(2a)の稜線
は、ハニカム構造体の長手方向に伸びており、波板(2)
の断面形状は、正弦波となされている。乱流形成窓(3)
は、上から見て山部の長さ方向に対して横長の方形とさ
れている。ハニカム構造体の全長は、製造時の生産性や
操作性を考慮して、500〜800mmとされている。
【0012】図2を参照して、このハニカム構造体の具
体的寸法の1例を挙げると、波板(2) の高さ(谷底から
山部(2a)の頂上までの高さ)Hは5.0mm、波板(2)
の1つの波の幅(谷から谷までの距離または山から山ま
での距離)Wは8.4mm、乱流形成窓(3) のピッチP
は100mm、乱流形成窓(3) の幅Vは2mm、乱流形
成窓(3) の高さ(乱流形成窓を1つの山と考えたときの
その高さ)hは2mmとされている。
【0013】比較のため、乱流形成窓が設けられていな
い以外は、図1のハニカム構造体と同じになされた平板
−波板積層型のハニカム構造体の脱硝触媒について考え
ると、排ガスが触媒通路内を通過するさい、触媒活性は
層流境膜の影響を受け、次の式で表される。
【0014】1/K=1/Kc +1/Kf K=−AV・ln(1−x) 上記において、K:見かけの触媒活性、Kc :触媒固有
の活性、Kf :層流境膜物質移動係数、AV:面積速度、
x:脱硝率である。
【0015】ここで、触媒活性を阻害する層流境膜抵抗
は、排ガス触媒通路内に入ってから、概ね50〜200
mmの間隔で形成される。
【0016】これに対して、図1に示したハニカム構造
体によると、層流境膜抵抗が形成される間隔に等しい5
0〜200mmピッチで乱流形成窓(3) が設けられたこ
とにより、Kf の値が高められ、この結果、K値が改善
される。図3は、脱硝触媒性能試験装置を用いて、従来
の触媒と本発明ハニカム構造体による触媒とについて、
脱硝性能を比較した結果を示すもので、この発明のハニ
カム構造体で構成した脱硝触媒によると、脱硝率が改善
されることがわかる。同図より、K値としては15〜2
0%改善されていることになり、これは、触媒量が15
〜20%減少可能であることを意味する。
【0017】なお、乱流形成窓(3) によるハニカム構造
体の強度低下を抑えるために、乱流形成窓(3) の幅Vは
1〜5mm、乱流形成窓(3) の高さhは波板(2) の波の
高さHの30〜60%とされることが好ましい。これに
より、ハニカム構造体の強度が保持された上で、上記効
果が得られる。
【0018】層流境膜の影響を減らすことは、波板に突
起を付けたり、波板を絞って凸状にしたりすることによ
っても可能であるが、これらの場合には、圧力損失が大
きいこと、ダストが堆積することおよび工作・製造が困
難であることなどの問題点がある。これに対して、この
発明のハニカム構造体によると、圧力損失が上がらない
こと、ダストが少しは堆積するがそれほどひどくないこ
とおよび工作・製造が容易であることなどの利点があ
る。
【0019】図4および図5は、この発明のハニカム構
造体の第2実施形態を示しており、ハニカム構造体は、
平板(1) と波板(4) とが交互に積層されることにより多
数の通路(8) が形成されている平板−波板積層型であっ
て、高さ4〜10mmの波板(4) の山部(4a)に、長手方
向に50〜200mmピッチで乱流形成窓(5) が設けら
れている。
【0020】波板(4) の各山部(4a)は、乱流形成窓(5)
によって複数の短山部(6)(7)に区分され、これらの短山
部(6)(7)の頂部(6a)(7a)が、千鳥状に配置されている。
すなわち、各山部(4a)の奇数番目の短山部(6) は、その
左面(6b)が急斜面、同右面(6c)が緩斜面となるように、
頂部(6a)が左方に傾けられており、各山部(4a)の偶数番
目の短山部(7) では、その左面(7b)が緩斜面、同右面(7
c)が急斜面となるように、頂部(7a)が右方に傾けられて
いる。こうして、各通路(8) がジグザグ状に形成されて
いる。
【0021】第2実施形態のハニカム構造体によると、
各短山部(6)(7)によって形成された短通路を流体が通過
する時は、層流となるが、奇数番目の短山部(6) と偶数
番目の短山部(7) との境界部分では、通路(8) の頂部近
くを流れる流体が真っ直ぐ進むことができないため、乱
流が生じ、乱流形成窓(5) による層流境膜抵抗の減少効
果に、流体が直進できないことによる層流境膜抵抗の減
少効果が加わり、より一層の性能向上が図れる。
【0022】なお、図4および図5に示した例では、基
準にしたハニカム構造体から、一方の短山部(6) の頂部
(6a)が左方に、他方の短山部(7) の頂部(7a)が右方に傾
けられているが、これに限らず、一方の短山部の頂部を
左方に傾けて、他方は基準のままとしてもよいし、一方
の短山部の頂部を基準のままとして、他方を右方に傾け
てもよい。また、左方に傾けたもの、基準のものおよび
右方に傾けたものを組み合わせてもよい。
【0023】
【発明の効果】この発明のハニカム構造体によると、層
流境膜抵抗は50〜200mmの間隔で形成されるが、
50〜200mmのピッチで乱流形成窓が設けられるこ
とにより、層流境膜抵抗形成前にこの乱流形成窓によっ
て流体の流れが乱されるので、流体は、層流境膜抵抗を
形成することなく各通路内を流れていく。したがって、
このハニカム構造体を例えば脱硝触媒の調製に用いる
と、層流境膜抵抗の減少に伴って、触媒活性が上がり、
脱硝率が向上する。これにより、触媒量を減少しても従
来と同じ脱硝性能が確保され、排ガス脱硝装置の建設費
および運転費の削減が可能となる。すなわち、製造時の
生産性や操作性などへの影響を極力少なくした上で、触
媒量を減少させ、排ガス脱硝装置の建設費および運転費
の削減が可能になる。
【0024】各山部が乱流形成窓によって複数の短山部
に区分されるとともに、これらの短山部の頂部が千鳥状
配置とされることにより、各通路がジグザグ上に形成さ
れているものでは、流体が1つの短山部によって形成さ
れた短通路から次の短山部にによって形成された短通路
に流れていくさい、通路の頂部近くを流れる流体は、真
っ直ぐ進むことができないため、その流れが乱される。
したがって、乱流形成窓による層流境膜抵抗の減少効果
に、流体が直進できないことによる層流境膜抵抗の減少
効果が加わり、より一層の性能向上が図れる。
【0025】乱流形成窓が、上から見て山部の長さ方向
に対し横長であり、幅が1〜5mm、高さが波板の高さ
の30〜60%とされているものでは、乱流形成窓によ
るハニカム構造体の強度低下が抑えられ、ハニカム構造
体の強度が保持された上で、上記の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるハニカム構造体の第1実施形態
を示す斜視図である。
【図2】図1の部分拡大図である。
【図3】この発明によるハニカム構造体の脱硝率を従来
品と比較下グラフである。
【図4】この発明によるハニカム構造体の第2実施形態
を示す斜視図である。
【図5】図4の部分拡大図である。
【符号の説明】
(2) 波板 (2a) 山部 (3) 乱流形成窓 (4) 波板 (4a) 山部 (5) 乱流形成窓 (6)(7) 短山部 (6a)(7a)頂部 (8) 通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 20/28 B01D 53/36 102D B21D 47/00 (72)発明者 山田 隆史 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 松岡 喜一 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板と波板とが交互に積層されることに
    より多数の通路が形成されている平板−波板積層型のハ
    ニカム構造体において、高さ4〜10mmの波板の山部
    に、長手方向に沿って50〜200mmのピッチで乱流
    形成窓が設けられていることを特徴とするハニカム構造
    体。
  2. 【請求項2】 各山部が乱流形成窓によって複数の短山
    部に区分されるとともに、これらの短山部の頂部が千鳥
    状配置とされることにより、各通路がジグザグ上に形成
    されていることを特徴とする請求項1のハニカム構造
    体。
  3. 【請求項3】 乱流形成窓は、上から見て山部の長さ方
    向に対して横長であり、幅が1〜5mm、高さが波板の
    高さの30〜60%とされていることを特徴とする請求
    項1または2のハニカム構造体。
  4. 【請求項4】 脱硝触媒の調製に用いられる請求項1、
    2または3のハニカム構造体。
JP8299950A 1996-11-12 1996-11-12 ハニカム構造体 Withdrawn JPH10137594A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115007220A (zh) * 2022-06-11 2022-09-06 亿达天地环保技术股份有限公司 一种尾气净化用蜂窝载体及加工工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115007220A (zh) * 2022-06-11 2022-09-06 亿达天地环保技术股份有限公司 一种尾气净化用蜂窝载体及加工工艺
CN115007220B (zh) * 2022-06-11 2024-05-31 亿达天地环保技术股份有限公司 一种尾气净化用蜂窝载体及加工工艺

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