JPS63147553A - セラミックハニカム細長触媒キャリヤ−及びその生産方法 - Google Patents
セラミックハニカム細長触媒キャリヤ−及びその生産方法Info
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- JPS63147553A JPS63147553A JP62234700A JP23470087A JPS63147553A JP S63147553 A JPS63147553 A JP S63147553A JP 62234700 A JP62234700 A JP 62234700A JP 23470087 A JP23470087 A JP 23470087A JP S63147553 A JPS63147553 A JP S63147553A
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Classifications
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- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
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-
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
炎」た艷
本発明は、特に産業用発電及び加熱プラントから発生す
る煙道ガスから窒素酸化物を除去するための適当な触媒
を保有・する、薄肉壁セラミ7クハニカム細長触媒キヤ
リヤーに関する。
る煙道ガスから窒素酸化物を除去するための適当な触媒
を保有・する、薄肉壁セラミ7クハニカム細長触媒キヤ
リヤーに関する。
本発明は又、iM択された高度の多孔性セラミック材か
らなり、処理する廃煙ガス、その池の流木の流体抵抗の
低い細長ハニカムセラミック触媒キャリヤーの生産方法
に関する。
らなり、処理する廃煙ガス、その池の流木の流体抵抗の
低い細長ハニカムセラミック触媒キャリヤーの生産方法
に関する。
」L炎九
ドイツ明細書22 10 43gに対応する英国特許明
細書1402206に於て述べられているセラミック触
媒キャリヤーは、流体の通る平行な通路又は講を存する
。酸化アルミニューム、酸rヒマグネシューム、二酸化
チタン、活性みょうばん土及び水晶の何れか、又はこれ
らの全てのもしくは任意の組合せのグラウンドマテリア
ル横遺物焼成時に第二段階微小孔を発生させる開化材料
として10%までの黒鉛を含む。全横断面積の30乃至
50%範囲の全開口横断面を与える1 cn(当り約3
0又はそれ以上の溝は、グリーンマテリアルの圧縮され
たブロックにビンを押し付けることにより成形され、6
0%までの全有孔率が期待できる。しかしながら、講の
開口横断面積が少ないことと、溝の直径が大変小さいこ
とから、これらのセラミック触媒キャリヤーは高い流体
抵抗を示し、煙道ガス中の粒子により溝が閉塞される可
能性があり、多孔性が役に立たないことになる。
細書1402206に於て述べられているセラミック触
媒キャリヤーは、流体の通る平行な通路又は講を存する
。酸化アルミニューム、酸rヒマグネシューム、二酸化
チタン、活性みょうばん土及び水晶の何れか、又はこれ
らの全てのもしくは任意の組合せのグラウンドマテリア
ル横遺物焼成時に第二段階微小孔を発生させる開化材料
として10%までの黒鉛を含む。全横断面積の30乃至
50%範囲の全開口横断面を与える1 cn(当り約3
0又はそれ以上の溝は、グリーンマテリアルの圧縮され
たブロックにビンを押し付けることにより成形され、6
0%までの全有孔率が期待できる。しかしながら、講の
開口横断面積が少ないことと、溝の直径が大変小さいこ
とから、これらのセラミック触媒キャリヤーは高い流体
抵抗を示し、煙道ガス中の粒子により溝が閉塞される可
能性があり、多孔性が役に立たないことになる。
ドイツの特許明細書DE−PS 26 58 539
(Fujita eLaρの米国明413F43584
28に対応)において、全横断面積の50%乃至80%
範囲の全開口横断面積を有する窒素酸化物除去のための
ハニカム状触媒が提案されている。その1例では、触媒
はコーディエライトセラミ・Vり構造になっている。こ
の例では、触媒の表面積を拡大する第二段階で生ずる多
孔性を用いていないことは明らかである。
(Fujita eLaρの米国明413F43584
28に対応)において、全横断面積の50%乃至80%
範囲の全開口横断面積を有する窒素酸化物除去のための
ハニカム状触媒が提案されている。その1例では、触媒
はコーディエライトセラミ・Vり構造になっている。こ
の例では、触媒の表面積を拡大する第二段階で生ずる多
孔性を用いていないことは明らかである。
更に、ドイツ特許明m書DE−PS 3046921
ニ於ては、複数の4角な溝を有する材料を特定していな
い複数の4角な構造物が、1つの束として結合されてい
る。
ニ於ては、複数の4角な溝を有する材料を特定していな
い複数の4角な構造物が、1つの束として結合されてい
る。
コーディエライトのようなセラミック材から押出し成形
され、望ましくは円形断面の複数の溝を有するもう1つ
のハニカム触媒キャリヤーが、公開されたドイツ特許出
願DE−O32421311(’C,L。
され、望ましくは円形断面の複数の溝を有するもう1つ
のハニカム触媒キャリヤーが、公開されたドイツ特許出
願DE−O32421311(’C,L。
Turnerの米国明細書3930522に対応)によ
り知られている。しかしながら、この場合でもやはり溝
の直径が小さく、この構造物の全開口部槽II!Ji面
積は全横断面積の55%以下である。
り知られている。しかしながら、この場合でもやはり溝
の直径が小さく、この構造物の全開口部槽II!Ji面
積は全横断面積の55%以下である。
し江
本発明は、煙道ガスから特に窒素酸化物を除去するため
の改良されたセラミック触媒キャリヤーを提供すること
を目的とする。更に本発明は、流体抵抗が小さく、選択
された多孔性により、触媒と流体部分間の接触のための
活性表面を拡大した、薄肉壁ハニカム細長セラミック触
媒キャリヤーを生産する方法を提供することを目的とす
る。ここで、「ハニカム」なる語は、複数の円形又は多
角形の千行講、通路又は開口小室で、望ましくは薄肉壁
で互に仕切られた四角断面の構造物を意味する。
の改良されたセラミック触媒キャリヤーを提供すること
を目的とする。更に本発明は、流体抵抗が小さく、選択
された多孔性により、触媒と流体部分間の接触のための
活性表面を拡大した、薄肉壁ハニカム細長セラミック触
媒キャリヤーを生産する方法を提供することを目的とす
る。ここで、「ハニカム」なる語は、複数の円形又は多
角形の千行講、通路又は開口小室で、望ましくは薄肉壁
で互に仕切られた四角断面の構造物を意味する。
し友
本発明では、細長セラミック触媒キャリヤー構造物は、
セラミック構造物の全横断面積の80%以上の全開口横
断面積の煙道ガス用溝を有し、又、薄肉壁は約0.4m
rA乃至1.2L1ffi範囲の厚さを有し、これによ
って溝は、望ましくは一辺がその壁厚の8乃至12倍範
囲の正方形の横断面を有する。これらの寸法は、ハニカ
ム構造物が、廃煙ガスや池の流体に対して非常に低い流
体抵抗を有する結果をもたらす。例えば加熱中の水分の
脱出により、セラミック材のほとんどがごく小径孔によ
るいくらかの多孔性を示すのに反して、本発明では、こ
の最初の多孔質の量はできるだけ低く押えられ、少くと
も1種類の開孔作用をする微粒有機物質を混合物に添加
し、この有機開孔材料が焼成によりガス化することによ
り生ずる第二の多孔質を提供する。この第二多孔質のよ
り大きな微小孔の径は、セラミックキャリヤーの触媒の
活性表面を拡大するように選択され、又、触媒物質を貯
え長期間維持できる、溝に開口した小さな容積を作るよ
うに選択される。セラミックキャリヤーは、薄肉壁で多
孔質ではあるが、廃ガス煙道内で集団として配置される
ことにより、十分な機械的強度と熱衝撃性を有すること
が証明されている。
セラミック構造物の全横断面積の80%以上の全開口横
断面積の煙道ガス用溝を有し、又、薄肉壁は約0.4m
rA乃至1.2L1ffi範囲の厚さを有し、これによ
って溝は、望ましくは一辺がその壁厚の8乃至12倍範
囲の正方形の横断面を有する。これらの寸法は、ハニカ
ム構造物が、廃煙ガスや池の流体に対して非常に低い流
体抵抗を有する結果をもたらす。例えば加熱中の水分の
脱出により、セラミック材のほとんどがごく小径孔によ
るいくらかの多孔性を示すのに反して、本発明では、こ
の最初の多孔質の量はできるだけ低く押えられ、少くと
も1種類の開孔作用をする微粒有機物質を混合物に添加
し、この有機開孔材料が焼成によりガス化することによ
り生ずる第二の多孔質を提供する。この第二多孔質のよ
り大きな微小孔の径は、セラミックキャリヤーの触媒の
活性表面を拡大するように選択され、又、触媒物質を貯
え長期間維持できる、溝に開口した小さな容積を作るよ
うに選択される。セラミックキャリヤーは、薄肉壁で多
孔質ではあるが、廃ガス煙道内で集団として配置される
ことにより、十分な機械的強度と熱衝撃性を有すること
が証明されている。
しかしながら、更に・壁の強度を改善するために無機フ
ァイバーをセラミック材中に加えることもて′きる。
ァイバーをセラミック材中に加えることもて′きる。
本発明は更に、選択された混合物を混合1.、キャリヤ
ー構造物の横断面状の型の中にやわらかい混合物を押出
し成形し、そのグリーンクロットの押出し成形物をその
型により、後述するように、自重又は滑動らしくは支持
手段又は導管により生ずるいかなる変形をも防止する、
■長ハニカムセラミックキャリャーの生産する方法を提
供する。
ー構造物の横断面状の型の中にやわらかい混合物を押出
し成形し、そのグリーンクロットの押出し成形物をその
型により、後述するように、自重又は滑動らしくは支持
手段又は導管により生ずるいかなる変形をも防止する、
■長ハニカムセラミックキャリャーの生産する方法を提
供する。
以下に本発明のセラミック触媒キャリヤーの実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第1図及び第2図に於る該触媒キャリヤー1は、その長
手方向に延びている複数の細長い平行溝2により構成さ
れる。これらの溝は、0.4mm乃至1 、 ’2 m
m+の厚みkを有する複数の内壁3により相互に仕切ら
れており、外壁4で覆われている。この内壁厚みは0.
5m+n乃至0.8m+の範囲が望ましい。溝の全開0
槽断面積は、触媒キャリヤーの全横断面積の80%以上
である。触媒キャリヤーのセラミック材の真の全容積有
孔率は30%乃至70%である。真の全有孔率は、例え
ば焼成時の水の脱出によって形成され第一の多孔性を与
える、ここでは第一微小孔という小さい微小孔と、選択
された第二多孔性を与える、ここでは第二微孔と呼ぶ、
有機開孔材のガス化によって生ずるより大きな微小孔と
からなる。上記具の全有孔率と第二有孔率との比は1:
1乃至6:1の範囲である。
手方向に延びている複数の細長い平行溝2により構成さ
れる。これらの溝は、0.4mm乃至1 、 ’2 m
m+の厚みkを有する複数の内壁3により相互に仕切ら
れており、外壁4で覆われている。この内壁厚みは0.
5m+n乃至0.8m+の範囲が望ましい。溝の全開0
槽断面積は、触媒キャリヤーの全横断面積の80%以上
である。触媒キャリヤーのセラミック材の真の全容積有
孔率は30%乃至70%である。真の全有孔率は、例え
ば焼成時の水の脱出によって形成され第一の多孔性を与
える、ここでは第一微小孔という小さい微小孔と、選択
された第二多孔性を与える、ここでは第二微孔と呼ぶ、
有機開孔材のガス化によって生ずるより大きな微小孔と
からなる。上記具の全有孔率と第二有孔率との比は1:
1乃至6:1の範囲である。
個々の溝の横断面は全体の触媒キャリヤーと同様、正方
形が望ましい。清の等辺の長さqは内壁の厚みkの8乃
至12倍である。触媒キャリヤーの四角形の辺の長さm
、nは約100 mm乃至300龍の範囲である。触媒
キャリヤーの長さρは300」乃至2,000 lIm
の範囲である。
形が望ましい。清の等辺の長さqは内壁の厚みkの8乃
至12倍である。触媒キャリヤーの四角形の辺の長さm
、nは約100 mm乃至300龍の範囲である。触媒
キャリヤーの長さρは300」乃至2,000 lIm
の範囲である。
触媒キャリヤーのセラミック材は、主として10%乃至
20%の第一有孔率を与えるコーディエライト又は主と
して4%乃至12%の第一有孔率を与えるムライト又は
ストーンウェアを有すか、又は、コーディエライト、ム
ライト、ストーンウェア、及びアルミナの混合物から成
る。何れの場合も、採用される材料に従って、第一有孔
率はできるだけ低くすべきである。触媒キャリヤーのセ
ラミック材は更に、その強度を増加させるために無機フ
ァイバーを包含させてもよい。これらの無機ファイバー
は3 w t%乃至5 w t%の量にすることができ
る。このファイバーは0,5閲乃至50mm範囲の長さ
で0.00211mm乃至0.02mm範囲の厚みを有
する。無機ファイバーの材質は、石綿、コーディエライ
ト、ムライトの何れか又はこれらの混合物である。特別
の用途に対しては、ある種のガラス質の材料を用いるこ
とができる。この場合グラスファイバーは、焼成中にセ
ラミック材に吸着することにより、追加の第二微小孔を
与える微小孔形成材として作用することは勿論として、
部分的に補強材として作用する。ファイバーによる強度
の増加は、焼成された物にとっては勿論、グリーンクロ
ットにとっても有益である。
20%の第一有孔率を与えるコーディエライト又は主と
して4%乃至12%の第一有孔率を与えるムライト又は
ストーンウェアを有すか、又は、コーディエライト、ム
ライト、ストーンウェア、及びアルミナの混合物から成
る。何れの場合も、採用される材料に従って、第一有孔
率はできるだけ低くすべきである。触媒キャリヤーのセ
ラミック材は更に、その強度を増加させるために無機フ
ァイバーを包含させてもよい。これらの無機ファイバー
は3 w t%乃至5 w t%の量にすることができ
る。このファイバーは0,5閲乃至50mm範囲の長さ
で0.00211mm乃至0.02mm範囲の厚みを有
する。無機ファイバーの材質は、石綿、コーディエライ
ト、ムライトの何れか又はこれらの混合物である。特別
の用途に対しては、ある種のガラス質の材料を用いるこ
とができる。この場合グラスファイバーは、焼成中にセ
ラミック材に吸着することにより、追加の第二微小孔を
与える微小孔形成材として作用することは勿論として、
部分的に補強材として作用する。ファイバーによる強度
の増加は、焼成された物にとっては勿論、グリーンクロ
ットにとっても有益である。
第二微小孔は、溝の側壁及び、第二微小孔表面を覆って
いる触媒又は第二微小孔に囲まれている触媒の、活性表
面積を相当増加させることが分っている。従って、本発
明によれば、小さい第二微小孔を比較的多量にする第二
小孔分布を生ぜしぬることが特に有効である。これは、
第二微小孔の径Pdに対する第二微小孔の相対的量の関
係を表わす、第三図の特別の分布曲線りによって達成さ
れる。この分布曲線は負の歪度を有する非対称ベル形で
ある。このタイプの分布曲線では、50%以上の第二小
孔は最頻値aより小さい。最頻値aは4 、000ni
から60 、000龍mの範囲にあり、特に7.000
龍mから30,000龍mの範囲である。第二微小孔径
す−O,la以下では本質的に第二微小孔は存在せず、
前記径c=6.0a以上では第二微小孔の相対的量は5
%乃至10%以下である。
いる触媒又は第二微小孔に囲まれている触媒の、活性表
面積を相当増加させることが分っている。従って、本発
明によれば、小さい第二微小孔を比較的多量にする第二
小孔分布を生ぜしぬることが特に有効である。これは、
第二微小孔の径Pdに対する第二微小孔の相対的量の関
係を表わす、第三図の特別の分布曲線りによって達成さ
れる。この分布曲線は負の歪度を有する非対称ベル形で
ある。このタイプの分布曲線では、50%以上の第二小
孔は最頻値aより小さい。最頻値aは4 、000ni
から60 、000龍mの範囲にあり、特に7.000
龍mから30,000龍mの範囲である。第二微小孔径
す−O,la以下では本質的に第二微小孔は存在せず、
前記径c=6.0a以上では第二微小孔の相対的量は5
%乃至10%以下である。
第一微小孔は、第二微小孔に対する分布曲線りのb=o
、1aより小径であり、特に10%mがら3,000n
mの範囲にある。
、1aより小径であり、特に10%mがら3,000n
mの範囲にある。
上記の第二及び第一有孔率からなる真の全有孔率は、第
二有孔率に対して、1・1がら6:1の範囲にあり、特
に、1.8g/cniがら1.Og/−のかさ比重のセ
ラミック材を用いた真の全有孔率は、50%から70%
の範囲である。好ましい実施例では、真の全有孔率と第
二有孔率の比は1:1から2:1の間であり、前者は容
積で50%以上である。
二有孔率に対して、1・1がら6:1の範囲にあり、特
に、1.8g/cniがら1.Og/−のかさ比重のセ
ラミック材を用いた真の全有孔率は、50%から70%
の範囲である。好ましい実施例では、真の全有孔率と第
二有孔率の比は1:1から2:1の間であり、前者は容
積で50%以上である。
次に本発明のセラミック触媒キャリヤーの生産方法の実
施例について説明する。
施例について説明する。
該触媒キャリヤーの生産方法としては、第、4図に示す
ように、セラミック又は耐火性のグ、ラウンドマスを形
成するためにコーディエライト、ムライト、ストーンウ
ェア、及びアルミナの混合材の1又は2以上を包含する
1鉱物でできているセラミック原材料の処理30、後の
焼成により第二微小孔を発生させるための有機開孔材3
1の添加、及び更に水32と可塑剤33の添加34、本
質的に一様に分散した混合体となるように混合物の混合
34の行程を有する。水の量は100%ドライのセラミ
ック材料に対してL 5wt%から30wtにの範囲で
あり、可塑剤の量はペツファーコルン(Pfeffer
kOrn)法により定められた押出し成形による混合物
の塑性が25から27になるように、0.lWt;%か
ら20wt、、%の範囲になるように調整される。この
塑性値は、直径3311111のテストシリンダーの高
さH−44+nmに対する、テストシリンダー上18.
6 cmの高さから1,192 gの円磐ウェイトの落
下によるテストシリンダの変形後の高さhの比H/’
hである。
ように、セラミック又は耐火性のグ、ラウンドマスを形
成するためにコーディエライト、ムライト、ストーンウ
ェア、及びアルミナの混合材の1又は2以上を包含する
1鉱物でできているセラミック原材料の処理30、後の
焼成により第二微小孔を発生させるための有機開孔材3
1の添加、及び更に水32と可塑剤33の添加34、本
質的に一様に分散した混合体となるように混合物の混合
34の行程を有する。水の量は100%ドライのセラミ
ック材料に対してL 5wt%から30wtにの範囲で
あり、可塑剤の量はペツファーコルン(Pfeffer
kOrn)法により定められた押出し成形による混合物
の塑性が25から27になるように、0.lWt;%か
ら20wt、、%の範囲になるように調整される。この
塑性値は、直径3311111のテストシリンダーの高
さH−44+nmに対する、テストシリンダー上18.
6 cmの高さから1,192 gの円磐ウェイトの落
下によるテストシリンダの変形後の高さhの比H/’
hである。
混合34の次は熟成35でその後、薄肉壁のグリーンク
ロットとしてセラミック触媒キャリヤーの構造物を形成
する混合物の押出し成形36、そしてその後切断37、
乾燥38へと続く。クロットは、第一有孔率が低く、こ
こではその開孔材のガス化と称する有機開孔材の燃焼に
よって形成される第二微小孔を有し、1:1から6:1
の真の全有孔率と第二有孔率の比を有し、全横断面積の
80%以上の全開口横断面積とを有する、セラミック触
媒キャリヤーを得るために焼成3つされる。
ロットとしてセラミック触媒キャリヤーの構造物を形成
する混合物の押出し成形36、そしてその後切断37、
乾燥38へと続く。クロットは、第一有孔率が低く、こ
こではその開孔材のガス化と称する有機開孔材の燃焼に
よって形成される第二微小孔を有し、1:1から6:1
の真の全有孔率と第二有孔率の比を有し、全横断面積の
80%以上の全開口横断面積とを有する、セラミック触
媒キャリヤーを得るために焼成3つされる。
第二微小孔のサイズ分布は、有機開孔材の粒子サイズ分
布曲線と相関を有するから、後者は第三図の第二微小孔
サイズの分布曲線りと類似したものとならなければなら
ない。そしてその曲線りによれば、50%以上の粒子は
粒子サイズの最頻値より小さい。そして、実際の粒子サ
イズは、前述のように、第二微小孔の相対酌量に対する
分布曲線りを与えるように調整される。結果として生ず
る微小孔は、セラミック又は耐火材の焼成のため、最初
に含んでいた開化材の粒子より小さい。
布曲線と相関を有するから、後者は第三図の第二微小孔
サイズの分布曲線りと類似したものとならなければなら
ない。そしてその曲線りによれば、50%以上の粒子は
粒子サイズの最頻値より小さい。そして、実際の粒子サ
イズは、前述のように、第二微小孔の相対酌量に対する
分布曲線りを与えるように調整される。結果として生ず
る微小孔は、セラミック又は耐火材の焼成のため、最初
に含んでいた開化材の粒子より小さい。
有機開孔材としてはペトロールコークが望ましくX 、
第5図、及び第6図に於て、細長いグリーンクロット2
2は押出し成形型6により押出される。
2は押出し成形型6により押出される。
二の型はオーガーマシンが望ましい。この型は直角スロ
ット7.8を有し、その1隅部9は押出し方向の延長上
の垂直面に対して45°傾いている内壁を有する導管1
0上の水平方向に於て、鉛直下方に向いている。押出し
成形型6の位置において、平行溝の壁は、押出し方向の
いかなる鉛直面に対して645°傾いていることが第5
図、及び第6図から分る5導管10は、内壁Lm 12
の間で長手端部13から90’の角度のV型をなし、更
に、縦方向端面18、前面及び後面19及び外面17を
有する。内壁1.1.12は開口16を有し、又、既に
説明したように、グリーンクロ・/1・の外壁25.2
6と導管10の内壁11゜12の間に、空洞23及び開
口16を通る空気の1m FLによってエアーク・lジ
ョンを形成するための配管21..21af!−通して
圧縮空気を供給するために、外壁17の少くとも1面は
開口部20を有する。導管10は水平台板14上の支持
[15により支持されている。
ット7.8を有し、その1隅部9は押出し方向の延長上
の垂直面に対して45°傾いている内壁を有する導管1
0上の水平方向に於て、鉛直下方に向いている。押出し
成形型6の位置において、平行溝の壁は、押出し方向の
いかなる鉛直面に対して645°傾いていることが第5
図、及び第6図から分る5導管10は、内壁Lm 12
の間で長手端部13から90’の角度のV型をなし、更
に、縦方向端面18、前面及び後面19及び外面17を
有する。内壁1.1.12は開口16を有し、又、既に
説明したように、グリーンクロ・/1・の外壁25.2
6と導管10の内壁11゜12の間に、空洞23及び開
口16を通る空気の1m FLによってエアーク・lジ
ョンを形成するための配管21..21af!−通して
圧縮空気を供給するために、外壁17の少くとも1面は
開口部20を有する。導管10は水平台板14上の支持
[15により支持されている。
例 1
グラウンドマスは、粒子サイズが01市以下になるよう
に製粉された30wt%のコンパウンドクレイ、35w
t、、%のシャモット及びステアタイトのような材料を
含む35wt%のMgOとから混合された。100%ド
ライのグラウンドマスに対して、固った後の微小孔サイ
ズの最頻値8,000nmを生じさせる粒子サイズのペ
トロールコークが、微小孔形成材として40wt%加え
られた。更に27wt.%の水及びリグノサルフォネイ
トのような可塑剤4wt.%が混合物中に一様に添加さ
れ分散された。混合物は4日間熟成される。押出し成形
前に圧搾によりペツファーコルン(PfefferkO
rn)法で27の値になるように塑性度をf4整し、そ
れから混合物は全横断面150 X 150 I’ll
のグリーンクロットに押出し成形され、1000 mm
の長さに切断される。正方形の溝は6.75 X
6.75 1!Imで、焼成されたハニカム構造物の薄
肉壁の厚さは0゜7叩で、80%以上の開口横断面積を
有する結果となった。ソフトグリーンクロットはV型導
管のエアークッション上多こ数分間置かれ、それから5
4時間乾燥され、最高焼成温度1 、320℃で約10
日間焼成された。セラミック材の真の全有孔率は54V
O!2.$、これと第二有孔率との比は1.3:1、か
さ比重は1.25g/−であった。固った後のセラミッ
ク材はコーディエライトが60wt。
に製粉された30wt%のコンパウンドクレイ、35w
t、、%のシャモット及びステアタイトのような材料を
含む35wt%のMgOとから混合された。100%ド
ライのグラウンドマスに対して、固った後の微小孔サイ
ズの最頻値8,000nmを生じさせる粒子サイズのペ
トロールコークが、微小孔形成材として40wt%加え
られた。更に27wt.%の水及びリグノサルフォネイ
トのような可塑剤4wt.%が混合物中に一様に添加さ
れ分散された。混合物は4日間熟成される。押出し成形
前に圧搾によりペツファーコルン(PfefferkO
rn)法で27の値になるように塑性度をf4整し、そ
れから混合物は全横断面150 X 150 I’ll
のグリーンクロットに押出し成形され、1000 mm
の長さに切断される。正方形の溝は6.75 X
6.75 1!Imで、焼成されたハニカム構造物の薄
肉壁の厚さは0゜7叩で、80%以上の開口横断面積を
有する結果となった。ソフトグリーンクロットはV型導
管のエアークッション上多こ数分間置かれ、それから5
4時間乾燥され、最高焼成温度1 、320℃で約10
日間焼成された。セラミック材の真の全有孔率は54V
O!2.$、これと第二有孔率との比は1.3:1、か
さ比重は1.25g/−であった。固った後のセラミッ
ク材はコーディエライトが60wt。
X以下でムライトが30wt、X以下であった。
例 2
潰殖例1の方法のうち開化材と水の量を変更した。20
wt、%のペトロールコークと20wt、、%の水を添
加した。ベッファーコルン(PfefferkOrn)
法で塑性度25を達成した。真の全有孔率は40vOJ
l’、%、かさ比重は1.54g/CIl!で、真の全
有孔率と第二有孔率との比は2:1であった。
wt、%のペトロールコークと20wt、、%の水を添
加した。ベッファーコルン(PfefferkOrn)
法で塑性度25を達成した。真の全有孔率は40vOJ
l’、%、かさ比重は1.54g/CIl!で、真の全
有孔率と第二有孔率との比は2:1であった。
例 3
禽殖例1と同様のプロセスで、グラウンドマスは38
wt、、%のコンパウンドクレイと、37wt、%のア
ルミナ及びコランダムと25 wt、、%のムライト及
びムライト原料物質で構成された。更に開孔材20 w
t、%、水22wt、%及び可塑剤3wt、、%を加え
た。
wt、、%のコンパウンドクレイと、37wt、%のア
ルミナ及びコランダムと25 wt、、%のムライト及
びムライト原料物質で構成された。更に開孔材20 w
t、%、水22wt、%及び可塑剤3wt、、%を加え
た。
成熟後ペッファーコルン(PfefferkOrn)法
で25の塑性度で押出し成形した。セラミックキャリヤ
ーは最高温度1 、420°Cで10日間焼成した。第
二微小孔の平均径は約8,000 nm 、セラミッ
ク材の真の全有孔率は30vOρ1%、かさ比重は21
0g/CIItで、真の全有孔率と第二有孔率との比は
約1:1であった。セラミック材は認識できる限りにお
いて、40 wt、X以下のムライトと20 wt、、
X以下のコランダムで構成されていた。コーディエライ
トは認められなかった。
で25の塑性度で押出し成形した。セラミックキャリヤ
ーは最高温度1 、420°Cで10日間焼成した。第
二微小孔の平均径は約8,000 nm 、セラミッ
ク材の真の全有孔率は30vOρ1%、かさ比重は21
0g/CIItで、真の全有孔率と第二有孔率との比は
約1:1であった。セラミック材は認識できる限りにお
いて、40 wt、X以下のムライトと20 wt、、
X以下のコランダムで構成されていた。コーディエライ
トは認められなかった。
潰瀧例から分るように、微粒の開孔材の量が多いと塑性
が大きくなり、押出し成形にとって比較的堅いものとな
る。以上から、ベッファーコルン(PfefferkO
rn)法による塑性度27に於ては、材料の押出し成形
は可能であるが、押出し直後に十分強度があり、押出し
成形した構造物の1間の壁を、焼成前にグリーンクロッ
トを何ら変形させることなく、0.5市以下の厚みに減
することができた。56%の微小孔容積をもたらした、
当初40 wt、%の開孔材を含む生産されたセラミッ
クキャリヤーのコールド破砕強度は、溝のないある種の
軽量耐火石材とほぼ同等で、全横断面に関して約6N2
/−であった。
が大きくなり、押出し成形にとって比較的堅いものとな
る。以上から、ベッファーコルン(PfefferkO
rn)法による塑性度27に於ては、材料の押出し成形
は可能であるが、押出し直後に十分強度があり、押出し
成形した構造物の1間の壁を、焼成前にグリーンクロッ
トを何ら変形させることなく、0.5市以下の厚みに減
することができた。56%の微小孔容積をもたらした、
当初40 wt、%の開孔材を含む生産されたセラミッ
クキャリヤーのコールド破砕強度は、溝のないある種の
軽量耐火石材とほぼ同等で、全横断面に関して約6N2
/−であった。
効ニー釆−
以上の如く本発明によれば、大きな開口横断面積を有し
、触媒物質の貯蔵、維持に適した径の微小孔の有孔率が
高く、流体抵抗が少なく閉塞などの生じない、従来の問
題点を解決した良好なセラミックハニカム触媒キャリヤ
ーと、このような触媒キャリヤーを確実に生産する具体
的方法とを提供することができる。
、触媒物質の貯蔵、維持に適した径の微小孔の有孔率が
高く、流体抵抗が少なく閉塞などの生じない、従来の問
題点を解決した良好なセラミックハニカム触媒キャリヤ
ーと、このような触媒キャリヤーを確実に生産する具体
的方法とを提供することができる。
第1図はセラミックハニカム細長触媒キャリヤーの複数
の平行溝の前端部と2外壁を有する前面部を示す斜視図
、第2図は第1図のセラミックキャリヤーの前端隅部を
示す平面図、第3図は対数目盛で表わす微小孔の径に対
する、微小孔容積のパーセントで示す微小孔量を表わす
第二多孔質の微小孔分布の簡略化した曲線図、第4図は
触媒キャリヤーの生産方法の順次数段階を示す図表、第
5図は押出し成形型、押出し成形されたグリーンクロッ
ト、及びその中にグリーンクロットを支持するエアーク
ッションシステムを有する■型導管の斜視図、第6図は
グリーンクロッ1〜の下部外壁がV型導管の壁に直接設
置されないように、空気が■型導管の壁の開口を通して
いかに作用するかを示す断面図である。 1・・・触媒キャリヤー、2・・平行溝、3・・内壁、
4・・・外壁、D・・・第二微小孔の分布曲線、6・・
・押出し成形型、10・・・導管、11.12・・・支
持内壁、16・開口FIG、3゜ b−0,la c−6a
aPd[nm1
の平行溝の前端部と2外壁を有する前面部を示す斜視図
、第2図は第1図のセラミックキャリヤーの前端隅部を
示す平面図、第3図は対数目盛で表わす微小孔の径に対
する、微小孔容積のパーセントで示す微小孔量を表わす
第二多孔質の微小孔分布の簡略化した曲線図、第4図は
触媒キャリヤーの生産方法の順次数段階を示す図表、第
5図は押出し成形型、押出し成形されたグリーンクロッ
ト、及びその中にグリーンクロットを支持するエアーク
ッションシステムを有する■型導管の斜視図、第6図は
グリーンクロッ1〜の下部外壁がV型導管の壁に直接設
置されないように、空気が■型導管の壁の開口を通して
いかに作用するかを示す断面図である。 1・・・触媒キャリヤー、2・・平行溝、3・・内壁、
4・・・外壁、D・・・第二微小孔の分布曲線、6・・
・押出し成形型、10・・・導管、11.12・・・支
持内壁、16・開口FIG、3゜ b−0,la c−6a
aPd[nm1
Claims (20)
- (1)セラミックハニカム細長触媒キャリヤーに於て、
該触媒キャリヤーの長手方向にのびた複数の細長い平行
溝と、 前記溝を互に仕切り厚みが0.4mm乃至1.2mm範
囲の複数の内壁と、 前記溝及び前記内壁を覆い、前記触媒キャリヤーの全横
断面積を限定している外壁と、 前記触媒キャリヤーの前記全横断面積の80%以上であ
る、前記複数溝の全開口横断面積と、真の全有孔率が3
0%乃至70%の範囲の、前記内壁及び外壁を形成する
前記セラミックと、 第一及び第二有孔率からなり、前記真の全有孔率と第二
有孔率との比が1:1乃至6:1の範囲である、前記真
の全有孔率と、 有機開孔材によって生ずる前記第二有孔率とを有するこ
とを特徴とするセラミック触媒キャリヤー。 - (2)前記溝が、内壁の厚みの8乃至12倍の範囲の等
辺長さの正方形断面を有することを特徴とする、特許請
求の範囲第1項記載のセラミック触媒キャリヤー。 - (3)300mm乃至2,500mm範囲の長さと、1
辺の長さが100mm乃至300mm範囲の長方形横断
面を有することを特徴とする、特許請求の範囲第1項記
載のセラミック触媒キャリヤー。 - (4)前記セラミックが、10%乃至20%範囲の前記
第一有孔率のコーディエライトを有することを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項記載のセラミック触媒キャリ
ヤー。 - (5)前記セラミックが、4%乃至12%範囲の前記第
一有孔率のムライトを有することを特徴とする、特許請
求の範囲第1項記載のセラミック触媒キャリヤー。 - (6)前記セラミックがストーンウェアを有することを
特徴とする、特許請求の範囲第1項記載のセラミック触
媒キャリヤー。 - (7)前記セラミックがコーディエライトとムライトと
ストーンウェアの混合物を有することを特徴とする、特
許請求の範囲第1項記載のセラミック触媒キャリヤー。 - (8)内壁及び外壁を形成するセラミックに無機ファイ
バーを含み、該無機ファイバーの長さが0.5mm乃至
50mm範囲で、厚みが0.002mm乃至0.02m
m範囲で、量がセラミックの3wt.%乃至5wt.%
範囲であることを特徴とする、特許請求の範囲第1項記
載のセラミック触媒キャリヤー。 - (9)前記無機ファイバーが、ロックウールかコーディ
エライトかムライトであることを特徴とする、特許請求
の範囲第8項記載のセラミック触媒キャリヤー。 - (10)前記無機ファイバーが、焼成時にセラミックに
より部分的に又は完全に吸着されるグラスウールである
ことを特徴とする、特許請求の範囲第8項記載のセラミ
ック触媒キャリヤー。 - (11)負の歪度を有し、 最頻値が4,000nm乃至60,000nmの範囲で
本質的に7,000nm乃至30,000nmの範囲で
あり、第二微小孔の径に対するセラミック中の前記第二
有孔率を形成する、第二微小孔の相対的容積量を有し、 最頻値の0.1倍以下では本質的に第二微小孔を有さず
、 最頻値の6.0倍以上の第二微小孔が5%乃至10%以
下である、 非対称ベル形分布曲線によつて第二有孔率が特徴づけら
れることを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載のセ
ラミック触媒キャリヤー。 - (12)第一有孔率を形成する第一微小孔の径が、前記
分布曲線の最頻値の0.1倍以下であり、本質的に10
nm乃至3,000nmの範囲であることを特徴とする
、特許請求の範囲第11項記載のセラミック触媒キャリ
ヤー。 - (13)真の全有孔率と第二有孔率の比が1:1乃至2
:1の範囲であることを特徴とする、特許請求の範囲第
12項記載のセラミック触媒キャリヤー。 - (14)内壁及び外壁がかさ比重1.0g/cm^3乃
至1.8g/cm^3を有し、かつ真の全有孔率が50
%乃至70%の範囲であることを特徴とする、特許請求
の範囲第1項のセラミック触媒キャリヤー。 - (15)前記触媒キャリヤーの長手方向にのびている複
数の細長い平行溝と、前記溝を仕切っている複数の内壁
と、前記溝と前記触媒キャリヤーの全横断面積を限定し
ている前記内壁とを覆っている外壁とを有する、細長ハ
ニカムセラミック触媒キャリヤーの次のステップを含む
生産方法。 (a)コーディエライト、ムライト、ストーンウェア及
びアルミナよりなるグループの1又は2以上を有する1
つの鉱物でできているセラミック原材料の配合を含む、
セラミックグラウンドマスを予め混合すること。 (b)グラウンドマスへ微粒有機開孔材を添加すること
。 (c)ペッファーコルン(Pfefferkorn)法
でグラウンドマスの塑性を25乃至27の値に調整する
に十分な量の水及び可塑剤を混合すること並びに本質的
に一様に分散した混合物を形成すること。 (d)上記一様に分散した混合物を熟成すること。 (e)上記セラミック触媒キャリヤーの薄肉グリーンク
ロットを成形するための、熟成され前記塑性を有する一
様に分散した混合物を押出し成形すること。 (f)クロットを作るために前記グリーンクロットを乾
燥すること。 (g)第一微小孔により形成される第一有孔率と、前記
有機開孔材のガス化により形成される第二微小孔による
第二有孔率とからなる真の全有孔率と、1:1乃至6:
1の範囲の前記真の全有孔率と前記第二有孔率の比率と
、前記触媒キャリヤーの全横断面積の80%以上である
前記複数溝の全開口横断面積とを有する、前記セラミッ
ク触媒キャリヤーを得るために、前記クロットを焼成す
ること。 - (16)100wt.%ドライのセラミック材に対して
、水の量が15wt.%乃至30wt.%の範囲で、可
塑剤の量が0.1wt.%乃至20wt.%の範囲であ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第15項記載の方
法。 - (17)前記有機開孔材が、負の歪度を有する非対称ベ
ル形曲線の形における、粒子サイズに対するパーセント
で示す粒度分布を有し、前記分布曲線の最頻値より小さ
い粒子を本質的に50%以上有することを特徴とする、
特許請求の範囲第15項記載の方法。 - (18)負の歪度を有する非対象ベル形で、第二微小孔
に対する最頻値が4,000nm乃至60,000nm
の範囲で本質的に7,000nm乃至30,000nm
で、本質的に最頻値の0.1倍以下では第二微小孔は存
在せず、最頻値の6.0倍以上のサイズでは第二微小孔
が5%乃至10%以下である分布曲線を有する、前記第
二微小孔を形成するように、有機開孔材の粒子サイズ分
布曲線が調整されることを特徴とする、特許請求の範囲
第17項記載の方法。 - (19)前記有機開孔剤がペトロールコークであること
を特徴とする、特許請求の範囲第18項記載の方法。 - (20)オーガーマシン押出し成形型による、前記一様
に分散した混合物の、導管上での水平方向への押出し成
形することと、 押出し成形されたグリーンクロットの、前記触媒キャリ
ヤーとして必要な長さへの切断することと、 取扱いできるに十分な剛性を持つまで、グリーンクロッ
トを前記導管により支持することとを有し、 前記押出し成形型は、前記平行溝と同様前記グリーンク
ロットの全横断面が正方形であり、前記複数の細長い平
行溝を有する、グリーンクロットを成形し、 前記押出し成形型は、その方向の如何なる鉛直断面に対
しても、前記平行溝の押出し成形された壁が45°に傾
斜する配置になるように設置され、 前記導管はV型で90°の角度をなす2つの支持壁を有
し、前記グリーンクロットの両下側面を支持する配置に
なっていて、 前記導管に於て、前記支持壁の複数の開口を通して、圧
縮空気により、前記支持壁と前記グリーンクロットの支
持されている両下側面との間にエアークッションが形成
され、 その結果、非常に薄い壁であり、押出し成形直後で非常
にやわらかくて変形しやすい前記押出し成形されたグリ
ーンクロットが、前記導管の中で動いている間中、その
形が維持されることを特徴とする、特許請求の範囲第1
5項に記載の方法。
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