KR100399273B1 - 촉매적용된 하드웨어 - Google Patents

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Abstract

금속 표면위에 다공성 지지물질을 부착시키는 단계;
상기 다공성 지지물질상에 또는 그 내부에 세라믹 물질을 적용시켜서 상기 다공성 지지물질상에 세라믹층을 형성하는 단계; 및
상기 세라믹층상에 촉매 활성물질을 적용시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면을 갖는 촉매적용된 하드웨어의 제조방법.

Description

촉매적용된 하드웨어{Catalysed Hardware}
본 발명은 촉매적용된 하드웨어의 제조방법에 관한 것이다.
여기서 사용되는 용어 촉매적용된 하드웨어는 금속 표면에 적용된 촉매를 가진 촉매 활성 브로일러와 관련된다. 금속 표면에 적용된 촉매는 많은 이용분야에서 이점이 있다.
금속 표면위에 촉매 활성물질의 코팅은 대개 와쉬코팅으로 불리는 잘 알려진 방법이고, 공개문헌, 예를 들면 Cybulski, A.와 Moulijn, J.A., Structured catalysts and reactors, Marcel Dekker, Inc., New York, 1998, Chapter 3과 여기의 참고문헌에 개시되어 있다.
알려진 방법들에 의하면, 적당한 금속물질, 바람직하게는 크롬 및/또는 알루미늄을 함유하는 페라이트강은, 산화크롬 및/또는 산화알루미늄의 표면층을 형성시키기 위하여 대개 800℃ 이상의 온도로 가열된다. 이 층은 금속 표면에 대한 세라믹 물질의 적절한 부착을 용이하게 한다. 세라믹 물질의 선구물질을 함유하는 슬러리의 얇은 층이, 예를 들어 분무, 도장 또는 침지에 의하여 표면위에 입혀진다. 그 층을 입힌 후에, 슬러리를 대개 350-700℃ 사이의 온도에서 건조 및 소성시킨다. 마지막으로, 세라믹 층을 촉매 활성물질에 함침시킨다. 또는, 촉매 활성물질을 세라믹 선구물질과 동시에 적용시킨다.
상기 공지방법에 의해 금속표면에 촉매를 적용하는 경우에는 어떤 단점들을 수반한다. 금속 표면에 세라믹 물질의 부착성을 확보해야 하므로, 촉매와 금속의 일정한 조합만이 사용되어 질 수 있다. 더 나아가, 비록 부착성이 확보되었더라도, 촉매가 받는 조건하에서 시간의 경과에 따라 부착강도가 저하된다면, 코팅된 촉매는 부서질 수 있다. 촉매 코팅의 파괴가 열응력, 먼지등으로 생길 수도 있다.
본 발명은 세라믹 물질보다 더 높은 강도를 갖는 금속 표면위에 다공성 지지물질을 적용하는 것에 의해, 상기한 단점들이 없는 촉매적용된 하드웨어의 개선된 제조방법을 제공한다.
도 1는 본 발명장치의 특정 구체예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 관 외벽에 지지구조체의 적용에서 사용하기 위한 더 특정한 구체예를 나타내는 도면이다.
다공성 지지물질은 기포질금속(metal foam), 금속망, 익스펜디드 메탈, 금속소결체, 금속가제 등이다. 다공성 지지물질은, 예를 들어 납땜 또는 확산접합에 의해 금속 표면에 부착시킨다. 이어서, 세라믹 선구물질은 세라믹 선구물질을 함유한 슬러리를, 예를 들어 분무, 도장 또는 침지에 의하여 다공성 지지물질의 다공성 구조중에 배치한다. 다음에 슬러리를 건조시키고 소성시킨다. 즉, 세라믹층은 다공성 지지물질에 또는 다공성 지지물질상에 적용된다. 마지막으로, 세라믹층을 알려진 방법들에 의해 촉매 활성물질로 함침시킨다. 또는, 촉매 활성물질을 세라믹 선구물질과 동시에 침착시킨다.
본 발명은 관내부에 지지구조체를 실장하기 위한 장치를 사용한다. 장치는 청구항 1에 따르는 촉매적용된 하드웨어의 제조에 사용하는 장치로 이루어지며, 금속 표면에 부분적인 가열에 적합한 가열구역을 가진 유도로(induction furnace)와 금속 표면위에서 지지구조체를 압착하기 위한 가열구역 내부에 배치된 피스톤으로 이루어진다.
다공성 지지물질 및 관의 적절한 전처리후에, 지지구조체는 납땜 물질에 의하여 관안에 설치된다. 관은 관의 한 부분이 납땜 온도 이상으로 가열되도록 유도로에 놓는다. 드리프트 또는 구 형태의 피스톤을, 다공성 지지물질과 관벽사이에서 접촉을 확실히 하기 위하여 납땜 구역에서 관벽에 대하여 다공성 지지물질을 압착하기 위해 사용된다. 본 발명 장치의 특정한 구체예의 개략적 도면을 도 1에 나타내었다. 가열구역(2)과 드리프트(4)는 관의 전체길이에 따라 다공성 지지물질(8)의 납땜을 얻기 위하여 관(6)의 관길이를 따라 이동한다. 본 발명은 알맞게 모양진 드리프트를 사용함으로써 원형관이외의 다른 기하학적 관에 대해 또한 유용하다. 선택적으로, 유도로는 촉매의 건조와 소성에 또한 사용될 수 있다. 도 2는 관 외벽에 지지구조체의 적용에서 사용하기 위한 본 발명의 더 특정한 구체예를 나타낸다. 도 2로부터 명백한 바와 같이, 환상으로 형성된 드리프트(14)는 상기와 같은 유사한 방법으로 관 외벽에 대하여 지지물질(8)을 압착하기 위해 사용된다.
세라믹물질보다 더 높은 강도를 갖는 다공성 지지물질을 금속표면위에 적용하는 것에 의한 본 발명의 촉매적용된 하드웨어의 개선된 제조방법은 종내의 금속 표면에 세라믹물질의 접착시의 여러 단점을 없애준다.

Claims (8)

  1. 금속 표면위에 다공성 지지물질을 부착시키는 단계;
    상기 다공성 지지물질상에 또는 그 내부에 세라믹 물질을 적용시켜서 상기 다공성 지지물질상에 세라믹층을 형성하는 단계; 및
    상기 세라믹층상에 촉매 활성물질을 적용시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면을 갖는 촉매적용된 하드웨어의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 다공성 지지물질은 금속 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 다공성 지지물질을 납땜 또는 확산접합에 의해 금속 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 다공성 지지물질을 기계적 압력에 의해 금속 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 다공성 지지물질을 이동하는 가열구역에서 금속 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 다공성 지지물질을 이동하는 가열구역에 금속 표면을 배치시키고, 가열구역내에서 기계적 압력을 구조체에 가하는 것에 의해, 금속 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 표면은 관의 벽인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 금속 표면의 부분적인 가열에 적합한 가열구역을 가진 유도로와 금속 표면위에 지지구조체를 압착하기 위한 가열구역내에 배치된 피스톤으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따르는 촉매적용된 하드웨어의 제조에 사용하기 위한 장치.
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