KR101308496B1 - Methods of manufacturing a honeycomb catalyst - Google Patents

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Abstract

허니컴 촉매의 제조 방법에 있어서, 촉매 원료를 용매에 혼합하여 촉매 조성물을 형성한다. 촉매 조성물을 혼련하여 촉매 배토를 형성한다. 촉매 배토를 압출 성형하여 허니컴 성형체를 형성한다. 허니컴 성형체를 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액으로 코팅한다. 고비용의 조촉매를 허니컴 성형체 형성 후에 코팅함으로써 생산 비용을 감축할 수 있고, 이산화황의 전환을 효율적으로 억제할 수 있다.In the method for producing a honeycomb catalyst, the catalyst raw material is mixed with a solvent to form a catalyst composition. The catalyst composition is kneaded to form a catalyst clay. The catalyst clay is extruded to form a honeycomb molded body. The honeycomb molded body is coated with a cocatalyst solution containing a tungsten precursor. By coating the expensive promoter after the honeycomb molded body is formed, the production cost can be reduced, and the conversion of sulfur dioxide can be effectively suppressed.

Description

허니컴 촉매의 제조 방법{METHODS OF MANUFACTURING A HONEYCOMB CATALYST}METHODS OF MANUFACTURING A HONEYCOMB CATALYST}

본 발명은 촉매의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 배기가스 정화에 사용되는 허니컴 촉매의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing a catalyst. More specifically, the present invention relates to a method for producing a honeycomb catalyst for use in exhaust gas purification.

자동차, 화력 발전소, 화학 플랜트 등에서 발생되는 배기 가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 제거하거나 정화시키기 위한 방법에 대해 활발히 연구가 진행되고 있다. 상기의 방법으로써, 연소하여 배출되는 질소산화물을 제거하는 후처리 기술이 주류를 이루고 있으며, 특히 탈질 촉매 및 암모니아(NH3)나 우레아(urea) 등의 환원제를 사용하여 질소산화물을 제거하는 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction : SCR)이 우수한 효율을 갖는 것으로 알려져 있다. 선택적 촉매 환원법에 의하면 질소 산화물의 환원 반응을 유도하여 이를 질소와 수증기로 분해시킬 수 있다.Active research is being conducted on methods for removing or purifying NOx contained in exhaust gases generated from automobiles, thermal power plants, chemical plants, and the like. As the above method, a post-treatment technique for removing nitrogen oxides emitted by combustion is mainstream, and in particular, a selective catalyst for removing nitrogen oxides using a denitrification catalyst and a reducing agent such as ammonia (NH 3 ) or urea (urea) Selective catalytic reduction (SCR) is known to have good efficiency. According to the selective catalytic reduction method, a reduction reaction of nitrogen oxides can be induced and decomposed into nitrogen and water vapor.

상기의 선택적 촉매 환원법에 사용되는 촉매로서 그 형태에 따라 허니컴(honeycomb) 형태, 플레이트(plate) 형태, 주름(corrugate) 형태 등으로 구분되며, 제조 원료에 따라 금속산화물계, 제올라이트(zeolite)계, 희토류계 촉매 등으로 구분될 수 있다. 이중에서 이산화티타늄(TiO2)을 기제로 하여 부피당 넓은 표면적을 확보할 수 있는 허니컴 촉매가 널리 상용화되고 있다.As the catalyst used in the selective catalytic reduction method, it is divided into honeycomb form, plate form, corrugate form, etc. according to its form, and according to the raw materials of manufacture, metal oxides, zeolites, Rare earth catalysts and the like. Among them, a honeycomb catalyst capable of securing a large surface area per volume based on titanium dioxide (TiO 2 ) has been widely commercialized.

허니컴 촉매의 제조 방법으로서, 금속판 혹은 제올라이트, 코디어라이트 등의 세라믹 지지체에 촉매물질로서 활성 금속 및 이산화티타늄, 알루미나(Al2O3) 등의 담체의 혼합물을 코팅시키는 방법이 알려져 있다.As a method for producing a honeycomb catalyst, a method of coating a mixture of an active metal and a carrier such as titanium dioxide and alumina (Al 2 O 3 ) as a catalyst material on a metal plate or a ceramic support such as zeolite or cordierite is known.

그러나, 상기 금속판이나 세라믹 지지체는 비표면적이 매우 낮고 코팅 물질의 박리가 일어날 수 있다는 문제점이 있다.However, the metal plate or the ceramic support has a problem that the specific surface area is very low and peeling of the coating material may occur.

다른 방법으로서, 점토를 지지체로 사용하고 촉매물질로서 활성금속 및 담체의 혼합물을 코팅시키는 방법이 있으나, 상기 점토는 기계적 혹은 열적 안정성 측면에서 문제가 있다.Another method is to use clay as a support and to coat a mixture of an active metal and a carrier as a catalyst material, but the clay has problems in terms of mechanical or thermal stability.

또한, 활성금속으로 사용되는 WO3, V2O5, MnO2, MoO3 등의 원재재 가격이 급상승함에 따라 허니컴 촉매 제조 비용 역시 급격히 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 소정의 탈질효율은 만족시키면서 활성금속 첨가는 최소화 할 수 있는 최적화된 허니컴 촉매의 제조 방법 개발이 필요하다.In addition, as the raw material prices of WO 3 , V 2 O 5 , MnO 2 , MoO 3, etc., used as active metals increase rapidly, honeycomb catalyst manufacturing costs also increase rapidly. Therefore, there is a need to develop a method for producing an optimized honeycomb catalyst that can minimize the addition of active metal while satisfying a predetermined denitrification efficiency.

본 발명의 목적은 탈질 효율이 우수하며 비용 효율적인 허니컴 촉매의 제조 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a process for producing a honeycomb catalyst which is excellent in denitrification efficiency and cost-effective.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 허니컴 촉매의 제조 방법에 따르면, 촉매 원료를 용매에 혼합하여 촉매 조성물을 형성한다. 상기 촉매 조성물을 혼련하여 촉매 배토를 형성한다. 상기 촉매 배토를 압출 성형하여 허니컴 성형체를 형성한다. 상기 허니컴 성형체를 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액으로 코팅한다. According to the method for producing a honeycomb catalyst according to the embodiments of the present invention to achieve the above object, the catalyst raw material is mixed with a solvent to form a catalyst composition. The catalyst composition is kneaded to form catalyst clay. The catalyst clay is extruded to form a honeycomb molded body. The honeycomb molded body is coated with a cocatalyst solution containing a tungsten precursor.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 텅스텐 전구체는 암모늄메타텅스테이트(ammonium meta tungstate), 암모늄파라텅스테이트(ammonium para tungstate), 텅스텐산(tungstic acid) 등을 포함할 수 있다. According to exemplary embodiments, the tungsten precursor may include ammonium meta tungstate, ammonium para tungstate, tungstic acid, and the like.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 촉매 원료는 담지체 및 촉매 활성 성분을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the catalyst raw material may include a support and a catalytically active component.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 담지체는 이산화티타늄을 포함하며, 상기 촉매 활성 성분은 탈질 활성을 갖는 일 이상의 금속, 상기 금속의 산화물, 상기 금속의 염 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the support may include titanium dioxide, and the catalytically active component may include one or more metals having denitrification activity, oxides of the metals, salts of the metals, and mixtures thereof.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 금속의 예로서, 바나늄(V), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 철(Fe), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.According to exemplary embodiments, examples of the metal include vanadium (V), manganese (Mn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), platinum (Pt), Copper (Cu), cobalt (Co), aluminum (Al), etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 촉매 활성 성분으로서 바나듐산화물의 전구체인 암모늄메타바나데이트(ammomiun meta vanadate)를 사용할 수 있다.According to exemplary embodiments, ammonium meta vanadate, which is a precursor of vanadium oxide, may be used as the catalytically active component.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 촉매 조성물은 유기 결합제 또는 무기 결합제를 더 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the catalyst composition may further include an organic binder or an inorganic binder.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 촉매 배토를 형성한 이후에, 상기 촉매 배토를 알루미늄 메쉬(mesh)를 사용하여 여과한다. 여과된 상기 촉매 배토를 항온 및 항습 조건에서 숙성시킨다.According to exemplary embodiments, after forming the catalyst clay, the catalyst clay is filtered using an aluminum mesh. The filtered catalyst cover is aged at constant temperature and humidity conditions.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 허니컴 성형체는 조촉매 용액에 침지시켜 코팅하는 디핑(dipping) 공정을 통해 코팅될 수 있다.According to exemplary embodiments, the honeycomb molded body may be coated through a dipping process of immersing and coating a promoter solution.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 조촉매 용액이 코팅된 상기 허니컴 성형체를 소성하기 위해, 300℃ 내지 400℃의 온도에서 1차 소성한다. 500℃ 내지 650℃의 온도에서 2차 소성한다.According to exemplary embodiments, in order to fire the honeycomb molded body coated with the promoter solution, the first firing is performed at a temperature of 300 ° C to 400 ° C. Secondary firing at a temperature of 500 ° C to 650 ° C.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 허니컴 촉매 제조 방법에 따르면, 이산화티타늄 원료와 활성 금속을 포함하는 촉매 배토를 먼저 형성하고, 이를 압출하여 허니컴 성형체를 제조한다. 이후 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액을 상기 허니컴 성형체에 코팅한다. 이에 따라, 고비용의 텅스텐을 포함하는 조촉매 성분을 촉매 배토 혹은 이산화티타늄 원료 제조 시에 투입할 때보다 제조 비용을 감축할 수 있다. 또한 디핑 코팅을 이용해 상기 조촉매 용액을 균일하게 코팅시킬 수 있어 황화물의 전환을 효율적으로 억제할 수 있으므로, 탈질 효율을 보다 향상시킬 수 있다.As described above, according to the honeycomb catalyst production method according to the embodiment of the present invention, a catalyst clay comprising a titanium dioxide raw material and an active metal is first formed and extruded to produce a honeycomb molded body. Thereafter, a promoter solution including a tungsten precursor is coated on the honeycomb molded body. Thereby, manufacturing cost can be reduced compared with the case where the catalyst component containing expensive tungsten is thrown in at the time of catalyst discharge or the production of a titanium dioxide raw material. In addition, the cocatalyst solution can be uniformly coated using a dipping coating, so that the conversion of sulfide can be efficiently suppressed, so that the denitrification efficiency can be further improved.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 허니컴 촉매의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method for preparing a honeycomb catalyst according to exemplary embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a method for producing a nanoparticle according to an embodiment of the present invention. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprising ", or" having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, or combinations thereof, , Steps, operations, elements, or combinations thereof, as a matter of principle, without departing from the spirit and scope of the invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 허니컴 촉매의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method for preparing a honeycomb catalyst according to exemplary embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저 촉매 원료를 용매에 혼합하여 촉매 조성물을 형성한다(S1).Referring to FIG. 1, first, a catalyst raw material is mixed with a solvent to form a catalyst composition (S1).

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 촉매 원료는 담지체 및 촉매 활성 성분을 포함할 수 있다. 이 때, 성형성 증진을 위해 유기 혹은 무기 결합제를 함께 투입할 수 있다. In exemplary embodiments, the catalyst raw material may include a support and a catalytically active component. At this time, an organic or inorganic binder may be added together to improve moldability.

상기 담지체는 이산화티타늄(TiO2) 분말을 사용할 수 있다. 이산화티타늄은 황화합물과 쉽게 반응하지 않으므로 질소산화물과 선택적으로 반응할 수 있다. 또한 입자 내의 기공 크기 및 비표면적이 크므로 200℃ 내지 500℃ 광범위한 온도 영역에서 높은 탈질 효율을 나타낼 수 있다. The carrier may be titanium dioxide (TiO 2 ) powder. Titanium dioxide does not react easily with sulfur compounds, so it can react selectively with nitrogen oxides. In addition, since the pore size and specific surface area in the particles are large, high denitrification efficiency can be exhibited in a wide temperature range of 200 ° C to 500 ° C.

상기 담지체는 전체 촉매 원료의 총 중량 대비 70 내지 90%의 중량비를 가질 수 있다. 상기 담지체의 함량이 70% 중량비 미만인 경우에는, 허니컴 촉매의 내구성이 저하될 수 있다. 상기 담지체의 함량이 90% 중량비를 초과하는 경우는, 탈질효율이 충분한 양의 촉매 활성 성분을 포함하지 못하므로 탈질 효율이 떨어질 수 있다. The support may have a weight ratio of 70 to 90% relative to the total weight of the total catalyst raw material. When the content of the carrier is less than 70% by weight, the durability of the honeycomb catalyst may be lowered. When the content of the carrier exceeds 90% by weight, the denitrification efficiency may not be sufficient because the denitrification efficiency does not include a sufficient amount of catalytically active components.

구체적으로 상기 이산화티타늄 분말은 하기와 같은 공정에 의해 제조될 수 있다. 하기의 공정은 예시적인 것으로서, 반드시 본원 발명에 사용되는 이산화티타늄 분말이 이와 같은 공정으로 제조되는 것은 아니며, 다른 다양한 방법으로도 제조될 수 있다.Specifically, the titanium dioxide powder may be prepared by the following process. The following process is illustrative, and the titanium dioxide powder used in the present invention is not necessarily produced by such a process, but may be produced by various other methods.

먼저, 이산화티타늄 전구체로서 메타티탄산(TiO(OH)2)을 물에 넣고 수세 및 교반시킨다. 일 실시예에 있어서 수세 및 교반이 종료된 용액에 암모니아(NH3)를 넣고 다시 교반할 수 있다. 이 때, 메타티탄산에 존재하는 설페이트(SO4 2-, sulfate)이온과 같은 황원자를 포함하는 이온들이 암모니아와 결합하여 황화암모늄(ammonium sulfate)이 형성될 수 있다.First, metatitanic acid (TiO (OH) 2 ) is added to water as a titanium dioxide precursor and washed with water and stirred. In an embodiment, ammonia (NH 3 ) may be added to the solution in which water washing and stirring are completed, and then stirred again. At this time, the sulfate ions containing a sulfur atom such as (SO 4 2-, sulfate) ions present in the meta-titanic acid, may be the formation of ammonium sulfide (ammonium sulfate) in combination with ammonia.

이후, 상기 용액을 필터프레스로 이송시켜 여과함으로써 황화암모늄이 제거될 수 있다.The ammonium sulfide can then be removed by transferring the solution to a filter press and filtering.

이어서, 상기 필터프레스에서 배출되는 슬러리 혹은 케익(cake) 형태의 메타티탄산을 열풍 등을 이용하여 건조시킨다. 상기 건조가 완료되면, 건조시보다 더 높은 온도에서 소성 공정을 추가로 수행할 수도 있다. 이때, 메타티탄산의 입자들의 성장이 일어나면서, 이산화티타늄으로 결정화될 수 있다.Subsequently, the metatitanic acid in the form of slurry or cake discharged from the filter press is dried using hot air or the like. When the drying is completed, the firing process may be further performed at a higher temperature than when drying. At this time, as the growth of the particles of metatitanic acid occurs, it may be crystallized into titanium dioxide.

이후, 결정화된 이산화티타늄을 포함하는 슬러리 혹은 케익을 롤러 밀(roller mill) 혹은 제트 밀(jet mill) 등을 이용하여 분쇄함으로써, 최종적인 이산화티타늄 분말을 제조할 수 있다.Then, the final titanium dioxide powder may be prepared by grinding the slurry or cake containing crystallized titanium dioxide using a roller mill or a jet mill.

상기 촉매 활성 성분은 상기 담지체에 담지되어 질소 산화물을 제거하는 주촉매 역할을 수행한다.The catalytically active component is supported on the support to serve as a main catalyst for removing nitrogen oxides.

상기 촉매 활성 성분은 촉매 활성을 갖는 금속, 이들의 산화물 및/또는 이들의 염을 포함할 수 있다. 상기 금속의 예로서, 바나늄(V), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 철(Fe), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 등을 들 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 2 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.The catalytically active component may include metals having catalytic activity, oxides thereof and / or salts thereof. Examples of the metal include vanadium (V), manganese (Mn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), platinum (Pt), copper (Cu) and cobalt (Co) ), Aluminum (Al) and the like, but is not necessarily limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 촉매 활성 성분으로서 바나듐산화물(V2O5)을 사용할 수 있다. 구체적으로 바나듐산화물의 전구체로서 암모늄메타바나데이트(ammomiun mete vanadate)를 사용할 수 있다.According to exemplary embodiments, vanadium oxide (V 2 O 5 ) may be used as the catalytically active component. Specifically, ammonium metavanadate may be used as a precursor of vanadium oxide.

상기 촉매 활성 성분은 전체 촉매 원료의 총 중량 대비 0.5 내지 3% 중량비의 함량을 가질 수 있다. 상기 촉매 활성 성분의 함량이 0.5% 중량비 미만인 경우는 허니컴 촉매의 탈질효율이 저하될 수 있다. 상기 촉매 활성 성분의 함량이 3%중량비를 초과하는 경우는 허니컴 촉매의 열적 혹은 기계적 내구성이 떨어질 수 있으며 배기가스내 존재하는 SO2가스의 SO3로의 전환율을 높혀 탈질설비내 심각한 악영향을 미칠수 있다.The catalytically active component may have a content of 0.5 to 3% by weight relative to the total weight of the total catalyst raw material. When the content of the catalytically active component is less than 0.5% by weight, the denitrification efficiency of the honeycomb catalyst may be lowered. When the content of the catalytically active component exceeds 3% by weight, the thermal or mechanical durability of the honeycomb catalyst may be deteriorated, and the conversion rate of SO 2 gas present in the exhaust gas to SO 3 may be seriously affected in the denitrification plant. .

상기 유기 혹은 무기 결합제는 상기 촉매 조성물로부터 형성되는 촉매 배토의 가소성, 성형성을 향상시키고 허니컴의 강도 증진을 위해 첨가될 수 있다. The organic or inorganic binder may be added to improve the plasticity and formability of the catalyst soil formed from the catalyst composition and to enhance the strength of the honeycomb.

상기 유기 결합제의 예로서 히드록시프로폭실메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the organic binder include hydroxypropoxymethyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, and the like. have. These may be used alone or in combination of two or more.

상기 무기 결합제로서, 실리카계 혹은 알루미나계의 물질을 들 수 있으며, 1종 혹은 2종 이상의 물질을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the inorganic binder include silica-based or alumina-based materials, and one or two or more materials may be mixed and used.

상기 유기 혹은 무기 결합제는 허니컴 촉매의 활성을 저하시키지 않는 범위에서 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유기 혹은 무기 결합제는 상기 촉매 원료의 총 중량 대비 10 내지 20% 중량비 함량을 가질 수 있다.The organic or inorganic binder may be used in a range that does not lower the activity of the honeycomb catalyst. In exemplary embodiments, the organic or inorganic binder may have a content of 10 to 20% by weight relative to the total weight of the catalyst raw material.

다시 도 1을 참조하면, 상기 촉매 조성물을 혼련하여 촉매 배토를 형성한다(S2).Referring back to FIG. 1, the catalyst composition is kneaded to form a catalyst soil (S2).

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 혼련은 니더믹스(kneader mix)와 같은 적절한 혼련기를 사용하여 수행될 수 있다. 이때, 상기 촉매 원료의 균질한 혼합을 위해 수회 반복하여 혼련을 수행하는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어, 상기 혼련은 약 12시간 동안 1회 내지 2회 반복하여 수행될 수 있다.In exemplary embodiments, the kneading may be performed using a suitable kneader such as a kneader mix. At this time, it is preferable to perform the kneading by repeating several times for homogeneous mixing of the catalyst raw materials. In one embodiment, the kneading may be performed once to twice for about 12 hours.

한편, 상기 혼련 공정 후에 형성된 상기 촉매 배토의 함수(含水)율은 20% 내지 35% 인 것이 바람직하다. 함수율이 20% 미만인 경우는 상기 촉매 원료가 균질하게 혼합되지 않을 수 있으며, 함수율이 35% 이상인 경우는 후속 공정에서 상기 촉매 배토의 성형성이 저하될 수 있다.On the other hand, it is preferable that the water content rate of the said catalyst soil formed after the said kneading process is 20%-35%. When the water content is less than 20%, the catalyst raw materials may not be mixed homogeneously. When the water content is 35% or more, the formability of the catalyst soil may be lowered in a subsequent process.

일 실시예에 따르면, 상기 촉매 배토 형성 후에 여과 공정 및 숙성 공정을 더 수행할 수 있다.According to one embodiment, the filtration process and the aging process may be further performed after the catalyst clay is formed.

상기 여과 공정은 상기 촉매 배토 내의 이물질을 제거하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매 배토를 스트레이너(strainer)에 투입하고 상기 스트레이너의 말단에 알루미늄 메쉬(mesh)를 장착하여 이물질을 제거함과 동시에 상기 촉매 배토를 보다 균일화 할 수 있다.The filtration process may be performed to remove foreign matter in the catalyst soil. For example, the catalyst cover may be introduced into a strainer, and an aluminum mesh may be attached to the end of the strainer to remove foreign substances and at the same time, to make the catalyst cover more uniform.

상기 숙성 공정은 촉매 배토의 균질성을 보다 향상시키고 배토 내의 내부 응력을 제거하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 여과 공정이 끝난 상기 촉매 배토를 비닐 용기에 담아 항온 및 항습 조건에서 숙성실에 보관할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 1일 내지 5일의 숙성시간 동안 약 10℃ 내지 60℃의 온도에서 숙성 공정을 수행할 수 있다.The aging process can be carried out to further improve the homogeneity of the catalyst cover and to remove internal stresses in the cover. For example, the filtration process may be stored in a aging chamber in a constant temperature and constant humidity in a plastic container containing the catalyst tops. According to one embodiment, the aging process may be carried out at a temperature of about 10 ℃ to 60 ℃ for a aging time of 1 to 5 days.

다시 도 1을 참조하면, 상기 촉매 배토를 압출하여 허니컴 형태로 성형한다(S3).Referring back to FIG. 1, the catalyst clay is extruded to form a honeycomb (S3).

예시적인 실시예들에 따르면, 말단에 허니컴형 다이(die)가 장착된 진공 압출기 내에 상기 촉매 배토를 주입하여 직선 운동을 통해 상기 다이를 통과시킴으로써 허니컴 성형체를 형성할 수 있다. According to exemplary embodiments, the honeycomb molded body may be formed by injecting the catalyst clay into a vacuum extruder equipped with a honeycomb die at an end thereof and passing the die through linear motion.

상기 진공 압출기는 상기 촉매 배토를 직선운동 시키기 위한 스크류(screw)를 포함하며, 내부에 상기 촉매 배토의 이동 속도를 조절하기 위한 감속부를 포함할 수 있다. The vacuum extruder may include a screw for linearly moving the catalyst soil, and may include a deceleration part for adjusting a moving speed of the catalyst soil.

일 실시예에 있어서, 압출 성형된 상기 허니컴 성형체에 대해 추가적인 숙성 공정을 더 수행할 수 있다. 상기 숙성 공정에 의해 촉매 배토가 압출되며 받았던 응력들을 해소할 수 있으며, 따라서, 허니컴 성형체의 뒤틀림 혹은 갈라짐을 방지할 수 있다. 상기 숙성 공정은 약 30℃ 내지 60℃의 항온 조건 및 항습 조건 하에서 약 1일 내지 5일 동안 수행할 수 있다.In one embodiment, an additional aging process may be further performed on the extruded honeycomb molded body. By the aging process, the catalyst soil is extruded and the stresses received can be eliminated, and thus, warping or cracking of the honeycomb molded body can be prevented. The aging process may be performed for about 1 day to 5 days under constant temperature and humidity conditions of about 30 ℃ to 60 ℃.

숙성된 상기 허니컴 성형체에 대해 추가적으로 대해 열풍을 이용한 건조 공정을 더 수행할 수도 있다. 상기 건조 공정에 의해 상기 허니컴 성형체의 함수율은 약 5% 이하로 떨어질 수 있다.The honeycomb molded body further aged may be further subjected to a drying process using hot air. By the drying process, the water content of the honeycomb molded body may drop to about 5% or less.

이상, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 허니컴 성형체의 제조 방법을 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이와는 다른 다양한 응용 방법을 통해 허니컴 성형체를 제조할 수 있다. The honeycomb molded body according to the exemplary embodiments of the present invention has been described above, but is not necessarily limited thereto. That is, the honeycomb molded body can be manufactured through various other application methods.

이어서, 상기 허니컴 성형체에 조촉매 용액을 코팅시킨다(S4).Subsequently, the cocatalyst solution is coated on the honeycomb molded body (S4).

상기 조촉매 용액은 배기가스내 존재하는 이산화황(SO2)의 삼산화황(SO3) 또는 다른 황화합물로의 전환율을 억제하기 위해 코팅된다. 생성된 삼산화황(SO3)은 배기가스중의 수증기와 반응하여 부식성이 강한 황산을 생성하여 탈질설비를 부식시키거나, 미반응 암모니아(NH3)와 반응하여 암모늄설페이트(Ammonium sulfate) 또는 암모늄바이설페이트(Ammonium bi-sulfate)를 형성하여 촉매의 기공에 침착하여 촉매의 효율을 저하시키고, 탈질설비내 차압을 증가시키는 문제를 야기한다. 따라서, 상기 허니컴 성형체에 황화합물 전환을 억제하기 위한 조촉매를 균일하게 코팅하는 것이 필요하다. The promoter solution is coated to inhibit the conversion of sulfur dioxide (SO 2) into sulfur trioxide (SO 3) or other sulfur compounds present in the exhaust gas. The produced sulfur trioxide (SO3) reacts with water vapor in the exhaust gas to produce highly corrosive sulfuric acid to corrode the denitrification plant, or react with unreacted ammonia (NH3) to form ammonium sulfate or ammonium bisulfate (Ammonium). Bi-sulfate) forms and deposits in the pores of the catalyst, causing the problem of lowering the efficiency of the catalyst and increasing the differential pressure in the denitrification plant. Accordingly, it is necessary to uniformly coat the honeycomb molded body with a cocatalyst for suppressing sulfur compound conversion.

상기 조촉매로서 텅스텐 산화물을 사용할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 텅스텐 산화물을 상기 허니컴 촉매체에 코팅하기 위한 조촉매 용액은 텅스텐 전구체를 용매에 혼합하여 제조할 수 있다.Tungsten oxide can be used as said promoter. In exemplary embodiments, a cocatalyst solution for coating tungsten oxide on the honeycomb catalyst body may be prepared by mixing a tungsten precursor in a solvent.

상기 텅스텐 전구체의 예로서, 암모늄메타텅스테이트(ammonium meta tungstate), 암모늄파라텅스테이트(ammonium para tungstate), 텅스텐산(tungstic acid) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the tungsten precursor include ammonium meta tungstate, ammonium para tungstate, tungstic acid and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

상기 용매는 상기 텅스텐 전구체를 용해시킬 수 있는 것으로 적절히 선택할 수 있으며, 알콕사이드계 용매, 아민계 용매와 같은 염기성계 용매를 사용할 수 있다. The solvent may be appropriately selected as one capable of dissolving the tungsten precursor, and a basic solvent such as an alkoxide solvent or an amine solvent may be used.

상기 조촉매 용액은 총 중량 대비 약 3 내지 10%의 중량비의 텅스텐 전구체를 포함할 수 있다. 상기 텅스텐 전구체의 함량이 3% 중량비 미만인 경우 배기가스내 이산화황(SO2)의 삼산화황(SO3)으로의 전환율을 높일수 있으며, 10% 중량비를 초과하는 경우는 비경제적이며, 주촉매의 활성을 방해할 수 있다.The promoter solution may comprise a tungsten precursor in a weight ratio of about 3 to 10% by weight of the total. When the content of the tungsten precursor is less than 3% by weight, the conversion rate of sulfur dioxide (SO2) into sulfur trioxide (SO3) in the exhaust gas may be increased, and when it exceeds 10% by weight, it is uneconomical and may hinder the activity of the main catalyst. have.

상기 조촉매 용액을 코팅하기 위해서, 디핑(dipping) 공정을 수행할 수 있다. 즉, 제조된 상기 허니컴 성형체를 상기 조촉매 용액에 2회 내지 4회 반복적으로 각각 약 10분 내지 30분 동안 침지시킴으로써 상기 허니컴 촉매체 상에 상기 조촉매 용액을 코팅시킬 수 있다. In order to coat the promoter solution, a dipping process may be performed. That is, the co-catalyst solution may be coated on the honeycomb catalyst body by immersing the prepared honeycomb molded body in the cocatalyst solution twice to four times for about 10 minutes to 30 minutes, respectively.

상기 디핑 공정 대신, 스프레이(spray) 코팅, 샤워(shower) 코팅, 바(bar) 코팅 공정 등을 수행하여 상기 조촉매 용액을 코팅하는 경우는, 다수의 미세한 셀을 포함하고 있는 허니컴 성형체 내부까지 균일하게 코팅할 수 없다. In the case of coating the promoter solution by spray coating, shower coating, bar coating, etc. instead of the dipping process, it is uniform to the inside of the honeycomb molded body including a plurality of fine cells. Can not be coated.

또한, 상기 디핑 공정에 의하면, 상기 허니컴 성형체의 표면 뿐만 아니라 내부까지 상기 조성물 용액이 침투할 수 있다.In addition, according to the dipping step, the composition solution can penetrate not only the surface of the honeycomb molded body but also the inside thereof.

상술한 바와 같이 예시적인 실시예들에 따르면, 담지체와 주촉매로서 촉매 활성 성분을 포함하는 촉매 배토를 형성한 후, 이를 압출 성형하여 허니컴 성형체를 제조한다. 이후, 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액을 상기 허니컴 성형체에 코팅시킨다. According to the exemplary embodiments as described above, after forming a catalyst cover comprising the support and the catalytically active component as the main catalyst, the honeycomb molded body is manufactured by extrusion molding. Thereafter, a promoter solution including a tungsten precursor is coated on the honeycomb molded body.

본 발명의 실시예와는 달리, 텅스텐 전구체 혹은 텅스텐 산화물을 이산화티타늄 분말(혹은 티타니아)을 형성할 때 첨가하거나, 촉매 배토를 형성할 때 첨가하는 경우에는 다량의 텅스텐 전구체 혹은 텅스텐 산화물이 소비될 수 밖에 없다. 따라서, 허니컴 촉매를 제조함에 있어 비용이 급격히 상승하게 된다. 특히, 최근들어 전이 금속과 같은 희유 금속의 원자재 가격이 급상승함에 따라 이는 더욱 심각한 문제가 될 수 있다.Unlike the embodiment of the present invention, a large amount of tungsten precursor or tungsten oxide may be consumed when tungsten precursor or tungsten oxide is added to form titanium dioxide powder (or titania) or when added to form catalytic soil. There is nothing else. As a result, the cost of preparing the honeycomb catalyst increases rapidly. In particular, as raw material prices of rare metals such as transition metals soar in recent years, this may be a more serious problem.

또한, 텅스텐 전구체 혹은 텅스텐 산화물을 티타니아 혹은 촉매 배토 형성시 첨가하는 경우 허니컴 촉매 전체에 걸쳐 텅스텐 산화물의 성분 분포가 균일하지 않을 수 있다.In addition, when the tungsten precursor or tungsten oxide is added during titania or catalytic soil formation, the component distribution of tungsten oxide may not be uniform throughout the honeycomb catalyst.

그러나 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 촉매 배토를 이용해 허니컴 성형체를 먼저 형성한 후에, 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액을 코팅시키므로, 불필요한 원료의 낭비를 막을 수 있으며, 비용 효율적으로 허니컴 촉매를 생산할 수 있다. 또한 디핑 공정을 통해 허니컴 촉매 전체에 걸쳐 균일하게 텅스텐 산화물을 코팅할 수 있다. However, according to exemplary embodiments of the present invention, after the honeycomb molded body is first formed by using the catalytic clay, the catalyst solution containing the tungsten precursor is coated, thereby preventing unnecessary waste of raw materials and cost-effectively the honeycomb catalyst. Can produce The dipping process also allows the tungsten oxide to be uniformly coated throughout the honeycomb catalyst.

일 실시예에 따르면, 상기 조촉매 용액이 코팅된 허니컴 성형체를 열풍 등을 이용하여 건조시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 허니컴 성형체 상에 텅스텐 전구체의 뭉침을 방지할 수 있다. 상기 건조 공정은 약 30 내지 90℃의 온도 하에 4 내지 5 시간 동안 수행할 수 있다.According to an embodiment, the honeycomb molded body coated with the promoter solution may be dried using hot air or the like. Through this, aggregation of tungsten precursor on the honeycomb molded body can be prevented. The drying process may be performed for 4 to 5 hours at a temperature of about 30 to 90 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기의 조촉매 용액 코팅 및 건조 공정은 보다 충분하고 균일한 코팅을 위해 2회 내지 5회 반복적으로 수행할 수도 있다.In one embodiment, the cocatalyst solution coating and drying process may be performed repeatedly two to five times for a more sufficient and uniform coating.

다시 도 1을 참조하면, 상기 조촉매 용액이 코팅된 상기 허니컴 성형체를 추가로 소성하여 최종적인 허니컴 촉매를 제조한다(S5).Referring back to FIG. 1, the honeycomb molded body coated with the promoter solution is further calcined to produce a final honeycomb catalyst (S5).

상기 소성 공정에 의해 허니컴 성형체에 포함된 수분이 최종적으로 제거되며, 주촉매인 활성 성분의 금속 및 조촉매 금속이 산화될 수 있다. By the firing process, the moisture contained in the honeycomb molded body is finally removed, and the metal and the promoter metal of the active ingredient as the main catalyst can be oxidized.

예시적인 실시예들에 따르면, 터널식 구조의 소성로를 이용하여 300℃ 내지 650℃의 온도에서 약 1 내지 3시간동안 소성을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 300℃ 내지 400℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 1차 소성 후, 500℃ 내지 650℃의 온도에서 약 1시간 동안 2차 소성을 수행할 수도 있다. According to exemplary embodiments, the firing may be performed at a temperature of 300 ° C. to 650 ° C. for about 1 to 3 hours using a tunnel type firing furnace. According to one embodiment, after the first firing for 1 to 2 hours at a temperature of 300 ℃ to 400 ℃, the secondary firing may be performed for about 1 hour at a temperature of 500 ℃ to 650 ℃.

상기 공정에 의해 제조된 허니컴 촉매는 사이징(sizing) 혹은 모듈화되어 제품화될 수 있다.
The honeycomb catalyst prepared by the above process can be commercialized by sizing or modularizing.

이하에서는, 본 발명을 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세히 설명하도자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples and comparative examples.

실시예Example

1) 허니컴 성형체의 제조1) Preparation of Honeycomb Molded Body

활성 성분으로서 촉매 원료 중량 대비 1.0 중량%의 암모늄메타바나데이트를 이산화티탄 원료 25kg과 함께 용매에 혼합하였다. 이후 알루미나-실리카계의 무기 결합제를 첨가한 후 혼련을 통해 촉매 배토를 제조하였다. 촉매 배토의 이물질 제거 및 균질화를 위해 알루미늄 메쉬를 통한 여과 공정을 수행한 후 40℃에서 약 2일 동안 항온항습의 조건으로 숙성시겼다. 숙성이 끝난 촉매 배토를 진공압출기를 이용하여 가로 5cm*세로5cm*길이10cm의 허니컴 성형체를 제조하였다. 상기 허니컴 성형체를 항온항습 분위기에서 다시 4일 동안 숙성시킨후 열풍을 이용해 건조시켰다. As active ingredient 1.0% by weight of ammonium metavanadate relative to the weight of the catalyst raw material was mixed in a solvent together with 25 kg of the titanium dioxide raw material. Thereafter, an alumina-silica-based inorganic binder was added, and then a catalyst clay was prepared by kneading. A filtration process through an aluminum mesh was carried out to remove foreign substances and homogenize the catalyst soil, and then aged at 40 ° C. for about 2 days under constant temperature and humidity conditions. A honeycomb molded body having a length of 5 cm in length * 5 cm in length * 10 cm in length was prepared by using a vacuum extruder. The honeycomb molded body was aged for 4 days in a constant temperature and humidity atmosphere and then dried using hot air.

2) 조촉매 용액의 제조2) Preparation of Cocatalyst Solution

텅스텐 전구체로서 암모늄메타텅스테이트를 아민계 용매 200g에 대해 10%의 중량비로 투입한 후 약 5분간 교반시켜 조촉매 용액을 제조하였다.As a tungsten precursor, ammonium metatungstate was added at a weight ratio of 10% to 200 g of an amine solvent, followed by stirring for about 5 minutes to prepare a cocatalyst solution.

3) 조촉매 용액 코팅3) Promoter solution coating

건조된 상기의 허니컴 성형체를 Dip coating장비를 이용하여 상기에 의해 제조된 조촉매 용액에 각각 10분 동안 2회 반복하여 침지시킴으로써 코팅시켰다. 코팅이 끝난 허니컴 성형체를 코팅용기에서 꺼낸후 압축 공기를 이용해 편중되어 있는 코팅용액을 골고루 분산시켜 준다. 이후 상기 허니컴 성형체를 30℃에서 3시간 건조시킨 후, 90℃에서 2시간 건조시켰다. 상기의 코팅 및 건조를 3회 반복 실시하여 허니컴 성형체 표면에 조촉매 용액이 충분히 균일하게 코팅될 수 있도록 하였다. 건조가 끝난 상기 허니컴 성형체를 분당 2℃로 300℃까지 승온한 후 2시간 소성 후, 분당 1℃로 500℃까지 승온한 후 1시간 동안 소성함으로써 허니컴 촉매를 제조하였다. The dried honeycomb molded body was coated by repeatedly immersing the honeycomb solution prepared in the above two times for 10 minutes using the Dip coating equipment. After the coated honeycomb molded body is taken out of the coating vessel, compressed air is evenly dispersed using compressed air. Thereafter, the honeycomb molded body was dried at 30 ° C. for 3 hours, and then dried at 90 ° C. for 2 hours. The coating and drying were repeated three times so that the promoter solution could be sufficiently uniformly coated on the surface of the honeycomb molded body. After the honeycomb molded body was dried, the honeycomb molded body was heated by heating up to 300 ° C. at 2 ° C. per minute and then calcining for 2 hours.

한편 하기의 비교예와의 비교 실험을 위해 상기 허니컴 촉매를 분쇄하여 분말을 만든후 상기 분말 6g과 바인더 1g을 혼합하여 디스크 형태의 샘플을 제작하였다.
Meanwhile, the honeycomb catalyst was pulverized to make a powder for a comparative experiment with the following comparative example, and 6 g of the powder and 1 g of the binder were mixed to prepare a disk-shaped sample.

비교예Comparative example

현재 시판 및 상용되고 있는 탈질용 허니컴 촉매를 이용하여 상기 실시예에서와 같이 상기 분말 6g과 바인더 1g을 혼합하여 디스크 형태의 비교 샘플을 제작하였다.
Comparative samples in the form of discs were prepared by mixing 6 g of the powder and 1 g of the binder as in the above example using a commercially available and commercially available denitrification honeycomb catalyst.

실시예 및 비교예에서 제조 혹은 사용된 허니컴 촉매의 표면 및 이를 분쇄하여 제작된 샘플 및 비교 샘플의 벌크(bulk) 상태에서의 조성비를 하기의 표 1에 나타내었다. The surface of the honeycomb catalyst prepared or used in Examples and Comparative Examples, and the composition ratio in the bulk state of the sample and the comparative sample produced by grinding it are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112011048308391-pat00001
Figure 112011048308391-pat00001

허니컴 촉매의 탈질 효율 측정Denitrification Efficiency of Honeycomb Catalyst

상기 실시예 및 비교예의 허니컴 촉매를 소형활성평가장치의 반응기 중앙에 설치한 후, 가스면속도 25m/h, 반응온도 200℃ 내지 450℃에 걸쳐서 탈질 전환 효율을 측정하였다. 반응기 내에 도입되는 가스는 일산화질소(NO), 암모니아(NH3), 이산화황(SO2), 질소, 산소, 수분 등을 포함한다. 일산화 질소, 암모니아 및 이산화황의 농도는 각각 300ppm, 300ppm 및 500ppm으로 조절하였다. After the honeycomb catalysts of Examples and Comparative Examples were installed in the center of the reactor of the small activity evaluation device, the denitrification conversion efficiency was measured over a gas surface speed of 25 m / h and a reaction temperature of 200 ° C to 450 ° C. Gases introduced into the reactor include nitrogen monoxide (NO), ammonia (NH 3 ), sulfur dioxide (SO 2 ), nitrogen, oxygen, moisture and the like. The concentrations of nitrogen monoxide, ammonia and sulfur dioxide were adjusted to 300 ppm, 300 ppm and 500 ppm, respectively.

반응온도에 따라, 측정된 탈질 효율(%) 측정 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.According to the reaction temperature, the measured denitrification efficiency (%) measurement results are shown in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

Figure 112011048308391-pat00002
Figure 112011048308391-pat00002

표 2를 참조하면, 실시예 및 비교예의 허니컴 촉매 모두 250℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 90% 이상의 높은 탈질 효율을 나타내었다.
Referring to Table 2, both honeycomb catalysts of Examples and Comparative Examples exhibited high denitrification efficiency of 90% or more in the temperature range of 250 ° C to 400 ° C.

배기가스내 이산화황(SO2) 전환율 측정Measurement of sulfur dioxide (SO2) conversion rate in exhaust gas

상기 실시예 및 비교예의 허니컴 촉매를 소형활성평가장치의 반응기 중앙에 설치한뒤, 가스면속도 10m/h, 반응온도 380℃ 에서 이산화황, 일산화질소, 질소 및 산소를 12시간 동안 유입한 후 최종적으로 수분을 주입하고 이산화황의 전환율을 측정하였다. 실시예에 따른 허니컴 촉매의 경우 이산화황의 전환율은 0.2%로 낮게 측정된 반면, 비교예의 허니컴 촉매의 경우 0.73%로 상대적으로 높게 측정되었다. After the honeycomb catalysts of Examples and Comparative Examples were installed in the center of the reactor of the small activity evaluation device, sulfur dioxide, nitrogen monoxide, nitrogen, and oxygen were introduced for 12 hours at a gas surface velocity of 10 m / h and a reaction temperature of 380 ° C. Water was injected and the conversion of sulfur dioxide was measured. In the case of the honeycomb catalyst according to the embodiment, the conversion rate of sulfur dioxide was measured to be low as 0.2%, while the honeycomb catalyst of the comparative example was measured to be relatively high as 0.73%.

즉, 허니컴 성형체를 먼저 형성한 후 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액에 디핑시켜 코팅한 실시예의 경우에는, 상기 조촉매 용액이 허니컴 촉매의 표면 및 내부에 걸쳐 균일하게 코팅되므로 황화합물의 전환을 효율적으로 억제함을 알 수 있다. 반면, 텅스텐 전구체를 이산화 티타늄 원료 형성시 혹은 촉매 배토 형성시 주입한 비교예의 경우에는 실시예의 경우보다 텅스텐 산화물의 분포가 고르지 않아 황화합물 전환율이 높게 측정되었음을 유추할 수 있다. That is, in the case of the embodiment in which the honeycomb molded body is first formed and then dipped in a promoter solution containing a tungsten precursor, the promoter is coated uniformly over the surface and the inside of the honeycomb catalyst to efficiently convert the sulfur compound. It can be seen that. On the other hand, in the case of the comparative example in which the tungsten precursor is injected when forming the titanium dioxide raw material or when forming the catalyst soil, the distribution of the sulfur compound is measured to be higher because the distribution of tungsten oxide is uneven than that of the example.

즉, 실시예의 경우 비교예보다 텅스텐 전구체를 적게 사용함에도 불구(WO3의 조성비가 더 낮음)하고, 더 높은 황화합물 전환 억제 효과를 나타내었음을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the Example showed a higher sulfur compound conversion inhibiting effect despite using less tungsten precursor than the comparative example (the composition ratio of WO 3 is lower).

이상과 같이, 본 발명에 의하면 고비용의 텅스텐을 포함하는 조촉매 성분을 먼저 제조된 허니컴 성형체에 코팅시키므로, 촉매 배토 혹은 이산화티타늄 원료 제조 시에 상기 조촉매를 투입할 때보다 제조 비용을 감축할 수 있다. 또한 디핑 코팅을 이용해 상기 조촉매 용액을 균일하게 코팅시키므로 이산화황의 전환을 효율적으로 억제할 수 있어, 탈질촉매의 성능 및 탈질설비의 수명을 증진시킬수 있다.As described above, according to the present invention, since the co-catalyst component containing expensive tungsten is coated on the honeycomb molded body prepared first, the manufacturing cost can be reduced compared to when the cocatalyst is added during the production of catalytic clay or titanium dioxide raw material. have. In addition, it is possible to efficiently suppress the conversion of sulfur dioxide because the cocatalyst solution is uniformly coated using a dipping coating, thereby improving the performance of the denitrification catalyst and the life of the denitrification equipment.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 허니컴 촉매는 자동차, 발전소, 화학 플랜트 등에서 발생하는 배기 가스 중의 질소 산화물을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매로서 광범위하게 사용될 수 있다.Honeycomb catalysts prepared according to exemplary embodiments of the present invention can be widely used as selective reduction catalysts for removing nitrogen oxides in exhaust gases generated in automobiles, power plants, chemical plants, and the like.

Claims (10)

촉매 원료를 용매에 혼합하여 촉매 조성물을 형성하는 단계;
상기 촉매 조성물을 혼련하여 촉매 배토를 형성하는 단계;
상기 촉매 배토를 알루미늄 메쉬(mesh)를 사용하여 여과하는 단계;
여과된 상기 촉매 배토를 항온 및 항습 조건에서 숙성시키는 단계;
숙성된 상기 촉매 배토를 압출 성형하여 허니컴 성형체를 형성하는 단계; 및
상기 허니컴 성형체를 텅스텐 전구체를 포함하는 조촉매 용액으로 코팅하는 단계를 포함하는 허니컴 촉매의 제조 방법.
Mixing the catalyst raw material with a solvent to form a catalyst composition;
Kneading the catalyst composition to form catalyst clay;
Filtering the catalyst cover using an aluminum mesh;
Aging the filtered catalyst cover at constant temperature and humidity conditions;
Extruding the matured catalytic clay to form a honeycomb molded body; And
Method of producing a honeycomb catalyst comprising the step of coating the honeycomb molded body with a cocatalyst solution containing a tungsten precursor.
제1항에 있어서, 상기 텅스텐 전구체는 암모늄메타텅스테이트(ammonium meta tungstate), 암모늄파라텅스테이트(ammonium para tungstate) 및 텅스텐산(tungstic acid)으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the tungsten precursor comprises at least one selected from the group consisting of ammonium meta tungstate, ammonium para tungstate and tungstic acid. Method for producing honeycomb catalyst. 제1항에 있어서, 상기 촉매 원료는 담지체 및 촉매 활성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.The method for producing a honeycomb catalyst according to claim 1, wherein the catalyst raw material includes a support and a catalytically active component. 제3항에 있어서, 상기 담지체는 이산화티타늄을 포함하며,
상기 촉매 활성 성분은 탈질 활성을 갖는 일 이상의 금속, 상기 금속의 산화물, 상기 금속의 염 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein the carrier comprises titanium dioxide,
Wherein said catalytically active component is selected from the group consisting of one or more metals having denitrification activity, oxides of said metals, salts of said metals, and mixtures thereof.
제4항에 있어서, 상기 금속은 바나늄(V), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 철(Fe), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 코발트(Co) 및 알루미늄(Al)으로 구성된 그룹에 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.The method of claim 4, wherein the metal is vanadium (V), manganese (Mn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), platinum (Pt), copper (Cu), A method for producing a honeycomb catalyst, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of cobalt (Co) and aluminum (Al). 제4항에 있어서, 상기 촉매 활성 성분으로서 바나듐산화물의 전구체인 암모늄메타바나데이트(ammomiun meta vanadate)를 사용하는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.The method for producing a honeycomb catalyst according to claim 4, wherein ammonium meta vanadate, which is a precursor of vanadium oxide, is used as the catalytically active component. 제1항에 있어서, 상기 촉매 조성물은 유기 결합제 또는 무기 결합제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the catalyst composition further comprises an organic binder or an inorganic binder. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 허니컴 성형체를 조촉매 용액으로 코팅하는 단계는, 상기 허니컴 성형체를 상기 조촉매 용액에 침지시켜 코팅하는 디핑(dipping) 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the coating of the honeycomb molded body with the cocatalyst solution is performed through a dipping process of dipping and coating the honeycomb molded body in the cocatalyst solution. . 제1항에 있어서, 상기 허니컴 성형체를 조촉매 용액으로 코팅하는 단계 이후에, 상기 조촉매 용액이 코팅된 상기 허니컴 성형체를 소성하는 단계를 더 포함하며,
상기 조촉매 용액이 코팅된 상기 허니컴 성형체를 소성하는 단계는,
300℃ 내지 400℃의 온도에서 1차 소성하는 단계; 및
500℃ 내지 650℃의 온도에서 2차 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 촉매의 제조 방법.
The method of claim 1, further comprising, after the coating of the honeycomb molded body with the promoter solution, firing the honeycomb molded body coated with the promoter solution,
Firing the honeycomb molded body coated with the promoter solution,
Primary firing at a temperature of 300 ° C. to 400 ° C .; And
Method for producing a honeycomb catalyst comprising the step of secondary firing at a temperature of 500 ℃ to 650 ℃.
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