KR101418502B1 - 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체 - Google Patents

배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체 Download PDF

Info

Publication number
KR101418502B1
KR101418502B1 KR1020120110814A KR20120110814A KR101418502B1 KR 101418502 B1 KR101418502 B1 KR 101418502B1 KR 1020120110814 A KR1020120110814 A KR 1020120110814A KR 20120110814 A KR20120110814 A KR 20120110814A KR 101418502 B1 KR101418502 B1 KR 101418502B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal foam
metal
dimensional structure
foam
back pressure
Prior art date
Application number
KR1020120110814A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140044620A (ko
Inventor
박만호
류덕수
박미정
Original Assignee
주식회사 알란텀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 알란텀 filed Critical 주식회사 알란텀
Priority to PCT/KR2012/008092 priority Critical patent/WO2014054824A1/ko
Priority to KR1020120110814A priority patent/KR101418502B1/ko
Publication of KR20140044620A publication Critical patent/KR20140044620A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101418502B1 publication Critical patent/KR101418502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30Tungsten
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2817Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates only with non-corrugated sheets, plates or foils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/06Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving exhaust evacuation or circulation, or reducing back-pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/12Metallic wire mesh fabric or knitting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/22Metal foam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/48Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the number of flow passages, e.g. cell density
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체를 제공한다. 본 발명에 따르면, 일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재; 일정한 크기와 형상을 갖고, 상기 베이스 부재의 일면에 수직으로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제1, 제2 금속폼(metal foam); 및 상기 베이스 부재의 일면에 수직으로 배치됨과 아울러 상기 제1 금속폼과 상기 제2 금속폼의 사이에 배열되고, 상기 제1 금속폼 또는 상기 제2 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼 또는 상기 제2 금속폼과의 간격이 가변되게 배치되는 평면형의 제3 금속폼(metal foam)을 포함한다.

Description

배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체{METAL FOAM catalytic CARRIER HAVING A REACTION POINT OF THREE DIMENSIONAL STRUCTURE WITHOUT BACK PRESSURE INCREASE}
본 발명은 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적을 최대한 증가시킬 수 있도록 하여 부피와 무게를 최소화 할 수 있도록 한 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체에 관한 것이다.
예컨대, 선박용 엔진, 화력 발전소 엔진 등의 내연기관의 배기가스에 포함되어 있는 NOx를 제거하는 기술로서 선택적 촉매 환원법(Selective catalytic reduction, SCR)이 알려져 있다.
이러한 선택적 촉매 환원법은 NH3와 NOx가 반응하여 N2+H2O로 전환하는 가스-가스 반응으로 주 반응을 위해서는 NH3와 NOx가 반응할 수 있는 반응 표면적이 중요한 변수이다. 이는 단위 부피 당 반응 표면적이 증가하게 될 경우, 선택적 촉매 환원용 촉매가 코팅되는 촉매 환원용 촉매 담체의 부피 감소와 더불어 총 무게 감소가 가능해지기 때문이다.
그런데 종래의 선택적 촉매 환원용 촉매 담체는 단순하게 블록형으로 형성되어 있으므로, NH3와 NOx가 반응할 수 있는 반응 표면적이 그만큼 작게 되므로, 촉매 담체의 부피 및 무게가 증가하게 된다.
그러므로, 내연기관의 배기가스에 포함되어 있는 NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적을 증가시켜 기존의 선택적 촉매 환원용 촉매 담체 대비 부피와 무게를 줄일 경우, 부피와 무게가 중요한 부품 선정 기준이 되는 선박용 배기 후처리 장치 등으로 활용성이 높아질 수 있으며, 엔진 초기 구동 시 촉매 반응 온도까지 온도 상승 지연에 따른 콜드 스타트(Cold start) 시점의 NOx 배출량도 급감시킬 수 있는 장점이 있기 때문에, NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적을 최대한 증가시킬 수 있는 촉매 담체의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적을 최대한 증가시킬 수 있도록 하여 부피와 무게를 최소화 할 수 있도록 한 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재;
일정한 크기와 형상을 갖고, 상기 베이스 부재의 일면에 수직으로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제1, 제2 금속폼(metal foam); 및
상기 베이스 부재의 일면에 수직으로 배치됨과 아울러 상기 제1 금속폼과 상기 제2 금속폼의 사이에 배열되고, 상기 제1 금속폼 또는 상기 제2 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼 또는 상기 제2 금속폼과의 간격이 가변되게 배치되는 평면형의 제3 금속폼(metal foam)을 포함하는 선택적 촉매 환원용 촉매 담체가 제공된다.
상기 제3 금속폼은 상기 제1 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼과의 간격이 넓어지게 배치되거나, 상기 제2 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 제2 금속폼과의 간격이 좁아지게 배치될 수 있다.
상기 제1 금속폼의 일단부와 상기 제3 금속폼의 일단부 사이의 간격은 제3 금속폼의 타단부와 상기 제2 금속폼의 타단부 사이의 간격과 다르게 형성되거나 동일하게 형성될 수 있다.
상기 제1 금속폼은 다른 제1 금속폼과 평행하게 배치되고, 상기 제2 금속폼은 다른 제2 금속폼과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제3 금속폼은 다른 제3 금속폼과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 금속폼은 50㎛~6000㎛ 크기의 셀(Cell)을 가질 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)은 Ni계 금속폼, Fe계 금속폼, FeNiCrAl계 금속폼 및 금속 메쉬(metal mesh) 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 금속폼에는 선택적 환원 촉매 분말로서 일정한 양의 V2O5, WO3, SbO3, MoO3, TiO2 분말 중 적어도 하나 이상의 분말이 코팅될 수 있다.
상기 코팅 물질 중 V2O5 와 WO3의 함량은 1wt%~20wt%까지 조절될 수 있다.
일정한 크기와 형상을 갖고 상기 제1 금속폼과 상기 제3 금속폼의 사이에 배치되고, 상기 제1 금속폼과 상기 제3 금속폼을 일체로 연결시켜 주기 위한 평면형의 제1 연결 금속폼을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 금속폼은 상기 베이스 부재와 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제1 연결 금속폼은 상기 제1 금속폼 및 상기 제3 금속폼과 사각 단면 구조를 가질 수 있다.
일정한 크기와 형상을 갖고 상기 제2 금속폼과 상기 제3 금속폼의 사이에 배치되고, 상기 제2 금속폼과 상기 제3 금속폼을 일체로 연결시켜 주기 위한 평면형의 제2 연결 금속폼을 포함할 수 있다.
상기 제2 연결 금속폼은 상기 제1 연결 금속폼과 직선상으로 일체로 연결될 수 있다.
상기 제2 연결 금속폼은 상기 베이스 부재와 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제2 연결 금속폼은 상기 제3 금속폼 및 상기 제2 금속폼과 사각 단면 구조를 가질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결 금속폼은 50㎛~6000㎛ 크기의 셀(Cell)을 가질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결 금속폼은 Ni계 금속폼, Fe계 금속폼, FeNiCrAl계 금속폼 및 금속 메쉬(metal mesh) 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결 금속폼에는 선택적 환원 촉매 분말로서 일정한 양의 V2O5, WO3, SbO3, MoO3, TiO2 분말 중 적어도 하나 이상의 분말이 코팅될 수 있다.
상기 코팅 물질 중 V2O5 와 WO3의 함량은 1wt%~20wt%까지 조절될 수 있다.
본 실시예에 따르면, NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적을 최대한 증가시킬 수 있으므로, 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 부피와 무게를 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체는,
일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재(100);
일정한 크기와 형상을 갖고, 상기 베이스 부재(100)의 일면에 수직으로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제1, 제2 금속폼(metal foam)(110, 120); 및
상기 베이스 부재(100)의 일면에 수직으로 배치됨과 아울러 상기 제1 금속폼(110)과 상기 제2 금속폼(120)의 사이에 배열되고, 상기 제1 금속폼(110) 또는 상기 제2 금속폼(120)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼(110) 또는 상기 제2 금속폼(120)과의 간격이 가변되게 배치되는 평면형의 제3 금속폼(metal foam)(130)을 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)은 Ni, Fe, Cu, Ti, Al, Al2O3 등의 유기 및 무기 재질로 이루어진 3차원 기공체에 수십 ㎛의 직경을 가지는 유기/무기 분말을 도포하고 이를 고온 소결과 같은 일반적인 접합 방법으로 접합하여 표면을 올록볼록하게 제조할 수 있다. 이러한 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)의 제조 방법은 일반적인 것으로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)의 표면의 올록볼록한 기하학적 형상은 촉매 코팅시 촉매 접착력을 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 촉매 활성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
여기서, 상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)은 50㎛~6000㎛ 크기의 셀(Cell)을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)은 Ni계 금속폼, Fe계 금속폼, FeNiCrAl계 금속폼 및 금속 메쉬(metal mesh) 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)에는 선택적 환원 촉매 분말로서 일정한 양의 V2O5, WO3, SbO3, MoO3, TiO2 분말 중 적어도 하나 이상의 분말이 코팅될 수 있다. 상기 코팅 물질 중 V2O5 와 WO3의 함량은 1wt%~20wt%까지 조절될 수 있다.
상기 베이스 부재는 상기 제1, 제2 금속폼의 일측면과 접착제 등에 의하여 접합될 수 있다.
또한, 상기 베이스 부재는 상기 제3 금속폼의 일측면과 접착제 등에 의하여 접합될 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)은 일정한 길이, 두께와 폭을 갖는 직사각체 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제3 금속폼(130)은 상기 제1 금속폼(110)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼(110)과의 간격이 넓어지게 배치되거나, 상기 제2 금속폼(120)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 제2 금속폼(120)과의 간격이 좁아지게 배치될 수 있다.
상기 제3 금속폼은 상기 제1 금속폼(110)의 타단부로부터 일단부로 갈수록 상기 제1 금속폼(110)과의 간격이 좁아지게 배치되거나, 상기 제2 금속폼(120)의 타단부로부터 일단부로 갈수록 제2 금속폼(120)과의 간격이 넓어지게 배치될 수 있다.
상기 제1 금속폼(110)의 일단부와 상기 제3 금속폼(130)의 일단부 사이의 간격은 제3 금속폼(130)의 타단부와 상기 제2 금속폼(120)의 타단부 사이의 간격과 다르게 형성될 수 있으며, 동일하게 형성될 수 있다.
상기 제1 금속폼(110)은 다른 제1 금속폼(110)과 평행하게 배치되고, 상기 제2 금속폼(120)은 다른 제2 금속폼(120)과 평행하게 배치되며, 또한 상기 제3 금속폼(130)은 다른 제3 금속폼(130)과 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 금속폼(110)은 상기 제2 금속폼(120)과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 베이스 부재(100)의 양단부에 수직으로 배치되고, 상기 제1 금속폼(110) 또는 상기 제2 금속폼(120)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 간격이 좁아지게 배치되거나 넓어지게 배치되는 제1, 제2 커버부재(140, 150)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체에서 상기 제3 금속폼(130)은 상기 제1 금속폼(110) 또는 상기 제2 금속폼(120)과의 간격이 가변됨에 따라, 즉 상기 제3 금속폼(130)은 상기 제1 금속폼(110)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼(110)과의 간격이 넓어지게 배치되고, 상기 제2 금속폼(120)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 제2 금속폼(120)과의 간격이 좁아지게 배치되어 있으며,
또한, 상기 제1 금속폼(110)은 다른 제1 금속폼(110)과 평행하게 배치되고, 상기 제2 금속폼(120)은 다른 제2 금속폼(120)과 평행하게 배치되며, 또한 상기 제3 금속폼(130)은 다른 제3 금속폼(130)과 평행하게 배치되며, 또한, 상기 제1 금속폼(110)은 상기 제2 금속폼(120)과 평행하게 배치되어 있으므로, 예컨대, 선박용 엔진, 화력 발전소 엔진 등의 내연기관의 배기가스에 포함되어 있는 NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적이 증가될 수 있으므로, 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 부피와 무게를 최소화 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 개략적인 평면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체는 하기에서 특히 설명하는 사항 이외에는 상기 제1 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체는, 일정한 크기와 형상을 갖고 상기 제1 금속폼(110)과 상기 제3 금속폼(130)의 사이에 배치되고, 상기 제1 금속폼(110)과 상기 제3 금속폼(130)을 일체로 연결시켜 주기 위한 평면형의 제1 연결 금속폼(210)을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 금속폼(210)과 다른 제1 연결 금속폼(210)은 서로 일정한 간격을 갖고 상기 베이스 부재(100)와 평행하게 배치되며, 즉 상기 제1 금속폼(110) 및 상기 제3 금속폼(130)과 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 연결 금속폼(210)과 다른 상기 제1 연결 금속폼(210)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 연결 금속폼(210)은 상기 제1 금속폼(110) 및 상기 제3 금속폼(130)과 함께 사각 단면 구조를 가질 수 있다.
또한, 일정한 크기와 형상을 갖고 상기 제2 금속폼(120)과 상기 제3 금속폼(130)의 사이에 배치되고, 상기 제2 금속폼(120)과 상기 제3 금속폼(130)을 일체로 연결시켜 주기 위한 평면형의 제2 연결 금속폼(220)을 포함할 수 있다.
상기 제2 연결 금속폼(220)은 상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)을 일체로 연결할 수 있도록 상기 제1 연결 금속폼(210)과 직선상으로 일체로 연결될 수 있다.
상기 제2 연결 금속폼(220)과 다른 제2 연결 금속폼(220)은 서로 일정한 간격을 갖고 상기 베이스 부재(100)와 평행하게 배치되며, 즉, 상기 제2 금속폼(120) 및 상기 제3 금속폼(130)과 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제2 연결 금속폼(220)과 다른 상기 제2 연결 금속폼(220)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2 연결 금속폼(220)은 상기 제3 금속폼(130) 및 상기 제2 금속폼(120)과 함께 사각 단면 구조를 가질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결 금속폼(210, 220)은 Ni, Fe, Cu, Ti, Al, Al2O3 등의 유기 및 무기 재질로 이루어진 3차원 기공체에 수십 ㎛의 직경을 가지는 유기/무기 분말을 도포하고 이를 고온 소결과 같은 일반적인 접합 방법으로 접합하여 표면을 올록볼록하게 제조할 수 있다.
이러한 상기 제1, 제2 연결 금속폼(210, 220)의 표면의 올록볼록한 기하학적 형상은 촉매 코팅시 촉매 접착력을 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 촉매 활성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
여기서, 상기 제1, 제2 연결 금속폼(210, 220)은 50㎛~6000㎛ 크기의 셀(Cell)을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 연결 금속폼(210, 220)은 Ni계 금속폼, Fe계 금속폼, FeNiCrAl계 금속폼 및 금속 메쉬(metal mesh) 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결 금속폼(210, 220)에는 선택적 환원 촉매 분말로서 일정한 양의 V2O5, WO3, SbO3, MoO3, TiO2 분말 중 적어도 하나 이상의 분말이 코팅될 수 있다. 상기 코팅 물질 중 V2O5 와 WO3의 함량은 1wt%~20wt%까지 조절될 수 있다.
상기 제1, 제2 연결 금속폼(210, 220)은 일정한 길이, 두께와 폭을 갖는 직사각체 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결 금속폼(210)과 상기 제1 커버부재(140)를 직선상으로 일체로 연결하기 위한 제3 연결 금속폼(230)을 포함하고,
상기 제2 연결 금속폼(220)과 상기 제2 커버부재(150)를 직선상으로 일체로 연결하기 위한 제4 연결 금속폼(240)을 포함할 수 있다.
상기 제3, 제4 연결 금속폼(240)은 상기 베이스 부재(100)와 평행하게 배치되며, 상기 제3, 제4 연결 금속폼(230, 240)은 상기 제1, 제2 연결 금속폼과 직선상으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 연결 금속폼(230)은 상기 제1 금속폼(110) 및 상기 제1 커버부재(140)와 함께 사각 단면 구조를 가질 수 있다.
상기 제4 연결 금속폼(220)은 상기 제2 금속폼(120) 및 상기 제2 커버부재(150)과 함께 사각 단면 구조를 가질 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체에서 상기 제1 연결 금속폼(210)이 상기 제1 금속폼(110)과 상기 제3 금속폼(130)을 일체로 연결하고, 상기 제1 연결 금속폼(210)이 상기 베이스 부재(100)와 평행하게 배치되며, 상기 제1 연결 금속폼(210)은 상기 제1 금속폼(110) 및 상기 제3 금속폼(130)과 함께 사각 단면 구조를 가지며,
또한, 상기 제2 연결 금속폼(220)이 상기 제3 금속폼(130)과 상기 제2 금속폼(120)을 일체로 연결하고 있으며, 상기 제2 연결 금속폼(220)이 상기 베이스 부재(100)와 평행하게 배치되며, 상기 제2 연결 금속폼(220)은 상기 제3 금속폼(130) 및 상기 제2 금속폼(120)과 함께 사각 단면 구조를 가지게 되므로, 예컨대, 선박용 엔진, 화력 발전소 엔진 등의 내연기관의 배기가스에 포함되어 있는 NH3와 NOx가 반응할 수 있는 단위 부피당 반응 표면적이 증가될 수 있으므로, 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체의 부피와 무게를 최소화 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 베이스 부재 110: 제1 금속폼
120: 제2 금속폼 130: 제3 금속폼
210: 제1 연결 금속폼 220: 제2 연결 금속폼

Claims (20)

  1. 일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재;
    일정한 크기와 형상을 갖고, 상기 베이스 부재의 일면에 수직으로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제1, 제2 금속폼(metal foam); 및
    상기 베이스 부재의 일면에 수직으로 배치됨과 아울러 상기 제1 금속폼과 상기 제2 금속폼의 사이에 배열되고, 상기 제1 금속폼 또는 상기 제2 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼 또는 상기 제2 금속폼과의 간격이 가변되게 배치되는 평면형의 제3 금속폼(metal foam)
    을 포함하고,
    상기 제3 금속폼은 상기 제1 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 제1 금속폼과의 간격이 넓어지게 배치되거나, 상기 제2 금속폼의 일단부로부터 타단부로 갈수록 제2 금속폼과의 간격이 좁아지게 배치되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속폼의 일단부와 상기 제3 금속폼의 일단부 사이의 간격은 제3 금속폼의 타단부와 상기 제2 금속폼의 타단부 사이의 간격과 다르게 형성되거나 동일하게 형성되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 금속폼은 다른 제1 금속폼과 평행하게 배치되고, 상기 제2 금속폼은 다른 제2 금속폼과 평행하게 배치되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 금속폼은 다른 제3 금속폼과 평행하게 배치되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 금속폼은 50㎛~6000㎛ 크기의 셀(Cell)을 가지는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 금속폼(110, 120, 130)은 Ni계 금속폼, Fe계 금속폼, FeNiCrAl계 금속폼 및 금속 메쉬(metal mesh) 중 선택된 적어도 하나로 이루어지는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 금속폼에는 선택적 환원 촉매 분말로서 일정한 양의 V2O5, WO3, SbO3, MoO3, TiO2 분말 중 적어도 하나 이상의 분말이 코팅되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코팅 물질 중 V2O5 와 WO3의 함량은 1wt%~20wt%까지 조절되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  10. 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    일정한 크기와 형상을 갖고 상기 제1 금속폼과 상기 제3 금속폼의 사이에 배치되고, 상기 제1 금속폼과 상기 제3 금속폼을 일체로 연결시켜 주기 위한 평면형의 제1 연결 금속폼을 포함하는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 연결 금속폼은 상기 베이스 부재와 평행하게 배치되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 연결 금속폼은 상기 제1 금속폼 및 상기 제3 금속폼과 사각 단면 구조를 이루는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  13. 제10항에 있어서,
    일정한 크기와 형상을 갖고 상기 제2 금속폼과 상기 제3 금속폼의 사이에 배치되고, 상기 제2 금속폼과 상기 제3 금속폼을 일체로 연결시켜 주기 위한 평면형의 제2 연결 금속폼을 포함하는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 연결 금속폼은 상기 제1 연결 금속폼과 직선상으로 일체로 연결되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 연결 금속폼은 상기 베이스 부재와 평행하게 배치되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 연결 금속폼은 상기 제3 금속폼 및 상기 제2 금속폼과 사각 단면 구조를 이루는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 금속폼은 50㎛~6000㎛ 크기의 셀(Cell)을 가지는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 금속폼은 Ni계 금속폼, Fe계 금속폼, FeNiCrAl계 금속폼 및 금속 메쉬(metal mesh) 중 선택된 적어도 하나로 이루어지는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 금속폼에는 선택적 환원 촉매 분말로서 일정한 양의 V2O5, WO3, SbO3, MoO3, TiO2 분말 중 적어도 하나 이상의 분말이 코팅되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 코팅 물질 중 V2O5 와 WO3의 함량은 1wt%~20wt%까지 조절되는 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체.
KR1020120110814A 2012-10-05 2012-10-05 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체 KR101418502B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2012/008092 WO2014054824A1 (ko) 2012-10-05 2012-10-05 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체
KR1020120110814A KR101418502B1 (ko) 2012-10-05 2012-10-05 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120110814A KR101418502B1 (ko) 2012-10-05 2012-10-05 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140044620A KR20140044620A (ko) 2014-04-15
KR101418502B1 true KR101418502B1 (ko) 2014-07-14

Family

ID=50435141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120110814A KR101418502B1 (ko) 2012-10-05 2012-10-05 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101418502B1 (ko)
WO (1) WO2014054824A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101762573B1 (ko) * 2016-05-16 2017-07-28 한서대학교 산학협력단 배연탈질용 메탈폼 scr 촉매모듈
JP6729356B2 (ja) * 2016-12-27 2020-07-22 株式会社デンソー 多孔質ハニカムフィルタ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110128014A (ko) * 2010-05-20 2011-11-28 주식회사 알란텀 매연 저감 장치용 메탈 폼 필터

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05337374A (ja) * 1992-06-03 1993-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理方法及び同処理用ハニカムセラミックスフイルタ
JP2002317618A (ja) * 2001-04-24 2002-10-31 Denso Corp 排気浄化装置及びその製造方法
US8702830B2 (en) * 2005-11-14 2014-04-22 Dcl International Inc. Diesel exhaust filtering apparatus
KR100804142B1 (ko) * 2006-12-18 2008-02-19 코리아 니켈 주식회사 자동차용 금속 폼 필터의 성능 향상을 위한 유속을배분하는 필터구조
JP2008221059A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Nitta Ind Corp エアフィルタ
JP2010131589A (ja) * 2008-10-31 2010-06-17 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体及びハニカム構造体を用いたリアクタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110128014A (ko) * 2010-05-20 2011-11-28 주식회사 알란텀 매연 저감 장치용 메탈 폼 필터
KR101174113B1 (ko) * 2010-05-20 2012-08-14 주식회사 알란텀 매연 저감 장치용 메탈 폼 필터

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140044620A (ko) 2014-04-15
WO2014054824A1 (ko) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1419816B1 (en) Honeycomb structural body for exhaust emission control and honeycomb catalyst body for exhaust emission control
EP3436674B1 (en) Catalytic converter substrates comprising triply periodic minimal surfaces
EP1793914B1 (en) Catalyst for purifying exhaust gases
JP5888259B2 (ja) 触媒コンバーター
JP2009106913A5 (ko)
GB201222277D0 (en) Exhaust system for a lean-burn IC engine comprising a PGM component and a SCR catalyst
US9724683B2 (en) Catalyst structure
CN110997142B (zh) 排气净化用的金属基材和使用该金属基材的排气净化装置
US9062585B2 (en) Large-capacity metal catalyst carrier and catalytic converter using same
US20100298130A1 (en) Metal carrier catalyst for cleaning exhaust gas
EP2236205A2 (en) Honeycomb Catalyst article
KR101418502B1 (ko) 배압 증가가 없는 3차원 구조의 반응점을 가지는 금속폼 촉매 담체
EP3174619B1 (en) Catalyst modules
WO2014162183A1 (en) Catalyst converter
KR101353447B1 (ko) 3차원 반응 구조를 갖는 선택적 촉매 환원용 촉매 담체
US8574335B2 (en) Holding sealing material, exhaust gas purifying apparatus, and method of manufacturing exhaust gas purifying apparatus
EP0824183A2 (en) Rectangular-channel catalytic converters
US9784160B2 (en) Honeycomb body with connection-free region, exhaust-gas purification unit and motor vehicle
US8460612B2 (en) Honeycomb body with structured sheet metal material and particle separator, catalyst carrier body and motor vehicle having the honeycomb body
EP3360612A1 (en) Base for supporting catalyst and catalyst support
JP2012524659A (ja) 拡散防止構造を備えるシートメタル層および少なくとも1つのかかるシートメタル層を含む金属製ハニカム体
CN202348391U (zh) 迷宫式高效尾气净化载体
JP2015107541A (ja) シート状部材の裁断方法、マット、排ガス浄化装置の製造方法及び排ガス浄化装置
JP5804909B2 (ja) 排ガス浄化用触媒構造体及びその製造法
JP2008080214A (ja) 金属製触媒担体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190325

Year of fee payment: 6