KR101643954B1 - 배기가스 처리용 촉매 유닛 및 그 촉매 유닛의 제조 방법 - Google Patents

배기가스 처리용 촉매 유닛 및 그 촉매 유닛의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촉매 유닛, 촉매 유닛을 위한 지지용 매트를 제공하기 위한 공정 및 촉매 유닛을 제조하기 위한 공정에 관한 것이다. 지지용 매트에 대한 설치 매트 밀도가 촉매 유닛의 촉매 담체와 쉘 사이의 갭의 바람직한 환형 단면적으로부터 계산되며, 지지용 매트는 이들 사이에 삽입된다. 촉매 유닛을 위한 지지용 매트는 먼저 다수의 최종 유닛 특정 매트 롤을 형성하기 위해 지지용 매트의 벌크 롤을 슬리팅함으로써 제공될 수 있다. 지지용 매트는 다수 층의 지지용 매트를 형성하기 위해 촉매 담체 주위에 감길 수 있으며, 지지용 매트는 리딩 및 트레일링 에지에 의해 중첩되는 지지용 매트의 층에서 재료 밀도의 변화를 감소시키기 위해 베벨된 리딩 및 트레일링 에지를 포함한다. 지지용 매트에는 어떠한 바인더도 없을 수 있다.

Description

배기가스 처리용 촉매 유닛 및 그 촉매 유닛의 제조 방법{CATALYTIC UNIT FOR TREATING AN EXHAUST GAS AND MANUFACTURING METHODS FOR SUCH UNITS}
본 발명은, 예를 들면 촉매 변환기, 산화 촉매 장치(DOC: Diesel Oxidation Catalysts), 및 자동차의 압축 기관용 선택적 환원 촉매(SCR: Selective Catalytic Reduction Catalysts)와 같이, 연소 과정에서 배출된 배기가스를 처리하기 위한 촉매 유닛에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 하우징 또는 쉘 내에 촉매 담체 구조물을 지지하기 위해, 지지 또는 설치용 매트가 촉매 담체 구조물의 외주면 주위에 위치되는 그러한 촉매 유닛에 관한 것이다.
본 출원은 2008년 11월 11일에 출원된 미국 가특허출원 제61/113,593호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에서 참조로서 원용되고 있다.
자동차 산업에서는, 배기가스 배출 특성을 향상시키기 위해, 촉매 변환기, 산화 촉매 장치 또는 선택적 환원 촉매 장치와 같은 하나 이상의 촉매 유닛을 이용한 배출가스 처리 시스템을 이용하는 것으로 공지되어 있다. 그러한 촉매 유닛에서는, 촉매가 코팅제로서 일체형 구조를 갖는 세라믹 기질과 같은 지지용 기질 구조물 상에 운반되는 것이 일반적이다. 통상적으로, 그러한 촉매 담체는 타원 또는 원형 단면이며, 하우징에서 촉매 담체로 전달될 수 있는 충격 및 진동력으로부터 촉매 담체를 보호하기 위해, 촉매 담체와 촉매 유닛의 외부 하우징 또는 쉘 사이에 위치되는 지지 또는 설치용 매트의 층으로 흔히 감겨져 있다. 통상적으로, 지지 또는 설치용 매트는, 유리 섬유 매트 또는 암면 매트와 같이, 내열 및 완충형 재료로 제조된다. 종래에는 통상 이들 매트는 매트가 크기를 형성하도록 커팅되어, 매트의 감음과 촉매 유닛의 조립시, 작업자의 매트 취급 능률을 향상시키는 바인더(binder)에 의해 처리되었다. 작업자들의 의도한 목적을 위한 그러한 구성 작업에는, 개선의 여지가 항상 존재한다.
종래에는, 그러한 구성은 촉매 담체 주위에 감긴 단일층의 매트를 포함하였다. 이들 구성의 매트는, 먼저 시트로 커팅된 후, 감기 위해 바람직한 폭과 길이로 다이 커팅되기 전에 바인더로 처리되는, 매트 재료의 롤로부터 형성된다. 그 공정은 의도한 목적에 있어 만족스럽지만, 매트 재료로부터 상당한 양의 스크랩(평균 최대 30%의 수율)을 발생시키고, 제조 및 조립시 다이 컷에 요구되는 처리로 인해 바인더의 사용을 필요로 하며, 각각의 특정 촉매 유닛 설계에 요구되는 다이 컷의 각각의 상이한 크기 및 형상을 위해 다양한 부품수의 재고가 유지되어야 하는 것을 필요로 한다.
종래의 그러한 구성에서, 지지용 매트는, 촉매 담체에 대한 지지력을 발생시키기 위하여, 촉매 유닛의 외부 하우징 또는 쉘과 촉매 담체 사이에서 압축된다. 그러나, 지지용 매트가 그러한 촉매 유닛 내에 삽입되기 전에 제공될 때 지지용 매트의 밀도 변화 때문에, 촉매 담체의 정확한 유지가 어려울 수 있다. 지지용 매트에 바람직한 조립 밀도를 제공하는 하나의 공지된 방법은 촉매 담체와 지지용 매트가 쉘 내부에 위치된 후에 촉매 유닛의 하우징 또는 쉘의 크기를 감소시키는 것이며, 쉘의 최종 외경은 지지용 매트에 대한 바람직한 조립 밀도로부터 결정된다.
일 특징으로서, 연소 공정으로부터 배출된 배기가스를 처리하기 위해 촉매 유닛이 제공된다. 촉매 유닛은 하나의 촉매 담체, 및 촉매 담체 주위에 감기며, 어떠한 바인더도 포함하지 않은 하나 이상의 층의 지지용 매트를 포함한다.
또 다른 태양으로서, 외부 쉘 내에 포함된 지지용 매트에 의해 감긴 촉매 담체를 포함하는 촉매 유닛 구성물의 타겟 쉘 외경이 촉매 담체와 바람직한 매트 밀도를 얻는데 필요한 쉘의 내경 사이의 매트의 실제 원형 체적으로부터 계산된다.
또 다른 특징으로서, 소정의 촉매 유닛을 위한 지지용 매트의 질량 및 무게는 먼저 촉매 담체와 개별 부품으로서의 외부 하우징 또는 쉘의 무게를 측정한 다음, 촉매 담체, 지지용 매트 및 외부 쉘의 전체 조립된 무게를 측정하여, 이 전체 조립된 무게에서 외부 쉘과 촉매 담체의 무게를 빼므로써 간접적으로 결정된다.
또 다른 특징으로, 지지용 매트의 수율은 종래의 다이 커팅 공정과 관련된 소모를 없애고, 종래의 다이 커팅 공정에 요구되는 다양한 부품수와 관련된 재고를 줄임으로써 향상된다. 이와 관련하여, 지지용 매트의 벌크 롤이 "필요에 따라" 또는 "적시에" 공급되며, 그 폭을 따라 슬리팅되어, 다수의 최종 유닛 특정 매트 롤이 형성되고, 최종 유닛 특정 매트 롤 각각은 촉매 유닛의 특정 구성 또는 구조에만 적용되는 폭을 갖는다. 소모는 벌크 롤의 지지용 매트의 길이의 신중한 선택 또는 벌크 롤로부터 슬리팅되는 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤 각각의 길이의 신중한 선택, 또는 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤과 관련된 촉매 유닛을 제조할 때 각각의 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤로부터 커팅된 지지용 매트의 길이의 신중한 선택, 또는 이 중 하나 이상의 조합에 의해 더욱 감소될 수 있다.
또 다른 태양에서, 지지용 매트의 리딩 및 트레일링 에지(leading and trailing edges)는 지지용 매트의 리딩 및 트레일링 에지가 촉매 담체 주위에 감길 때 지지용 매트의 인접층에 의해 중첩되는 종래의 구성에서 통상 발생될 재료 밀도의 변화를 감소시키기 위해 비스듬히 커팅된다.
또 다른 태양에서, 리딩 및 트레일링 에지가 지지용 매트의 인접층에 의해 중첩되는 영역에서의 매트 밀도 변화는 지지용 매트가 촉매 담체 주위에 감길 때 층의 개수를 최적화함으로써 감소된다.
다른 목적, 특징 및 이점이 첨부된 청구항 및 도면을 포함하여 본 발명의 상세한 설명 전체를 검토함으로써 명확해질 것이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점이 첨부된 청구항 및 도면을 포함하여 본 발명의 상세한 설명 전체를 검토함으로써 명확해질 것이다.
도 1은 촉매 담체 내에 사용되는 지지용 매트를 형성하기 위한 종래의 공정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 촉매 유닛을 사용한 연소 공정 및 시스템의 개략도이다.
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 절개된 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 촉매 유닛을 조립할 때 사용되는 지지용 매트를 형성하기 위한 공정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 지지용 매트의 크기를 결정하고, 본 발명에 따른 지지용 매트를 포함한 촉매 유닛을 조립하기 위한 공정을 나타내는 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 촉매 유닛용 쉘(shell)의 일 예를 나타내는 것으로, 도 6a는 그 사시도이고, 도 6b는 그 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 촉매 유닛용 촉매 담체의 일 예를 나타내는 것으로, 도 7a는 그 사시도이고, 도 7b는 그 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 촉매 유닛용 단일층 지지용 매트의 일 예를 나타내는 것으로, 도 8a는 펼쳐진 상태의 매트의 평면도이고, 도 8b는 말려진 상태의 매트의 사시도이다.
도 2는 연소 공정, 즉 연소 압축 기관(14)으로부터 배출된 배기가스(12)를 처리하기 위한 촉매 유닛(10)을 나타내고 있다. 촉매 유닛(10)은 촉매 유닛(10)의 상류측이나 하류측 또는 그 양측에 다른 배기가스 처리 부품(18)을 포함할 수 있는 배기가스 처리 시스템(16)의 일부이다. 상기 배기가스 처리 부품(18)은 임의의 적절한 형태 및 구성으로 이루어질 수 있으며, 일부 예로서 머플러(mufflers), 디젤미립자필터(diesel particlate filters), 인젝터(injectors), 및 배기가스 재순환 밸브와 같은 밸브를 포함할 수 있다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 촉매 유닛(10)은 하나의 촉매 담체 또는 기질(20) 및 촉매 담체(20) 주위에 말려지며 촉매 담체(20)와 외부 하우징 또는 쉘(30) 사이에 삽입되는 지지용 매트(24)의 하나 이상의 층(22)을 포함한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바람직한 실시예에서의 촉매 담체(20)는 공지되어 있는 임의의 적절한 형태 및 구성으로 이루어질 수 있는 있지만, 촉매 담체(20)는, 예를 들면 적합한 산화 촉매 또는 적합한 선택적 환원 촉매(suitable selective catalytic reduction catalyst)와 같이, 촉매 유닛(10)의 의도된 기능에 적합한 촉매를 운반하는 일체형 구조의 다공성 세라믹이다. 바람직하게는, 촉매 담체(20)는, 도 1에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 촉매 유닛(10)을 통해 배출되는 배기가스(12)의 흐름 방향과 통상 일치할 종축(34)에 평행하게 연장되는 외면(32)을 포함한다. 예를 들면 달걀형, 타원형, 삼각형, 직사각형 및 육각형을 포함하여 임의의 적절한 단면이 사용될 수 있지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바람직한 실시예는 촉매 담체(20), 촉매 담체(20)의 외면(32) 및 쉘(30)의 외면(36)이 원통형을 이루도록 종축(34) 상에 중심이 위치되는 원형 단면을 갖는다.
지지용 매트(24)의 층(22) 각각은, 예를 들면 유리 섬유 매트 또는 암면 매트(rock wool mats)를 포함하여 공지되어 있는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 바람직한 일 형태로서, 지지용 매트(24)에는 어떠한 바인더도 없다. 이와 관련하여, 지지용 매트(24)는 자동화 공정에서 말려져 밀봉되는 것이 바람직하다.
도 4는 특정 구조의 하나 이상의 촉매 유닛(10)을 위한 지지용 매트를 형성하기 위한 본 발명의 방법을 나타내고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 지지용 매트(37)의 연속 블랭킷(continuous blanket)이 니들링 작업장(needling station)(38)에서 형성되고 스핀들 상에 감겨져, 지지용 매트의 벌크 롤(bulk rolls)(40)을 형성한 다음, 이 벌크 롤(40)은 창고에 저장하기 위해 포장되어 운송된다. 그런 다음, 벌크 롤(40)은 다수의 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(end unit specific support mat rolls)(42)을 형성하기 위해 벌크 롤(40)을 그 폭(W)을 따라 각각 슬리팅하는 슬리팅 작업(41)에 있어 "필요할 때마다", 즉 소위 "적시에" 최종 사용자에 의해 창고에서 빼내어지며, 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(42) 각각은 촉매 유닛(10)의 특정 구성 및 구조에만 적용되는 폭(WR(x))을 갖는다. 바람직하게는, 본 발명의 방법은 바인더의 사용을 필요로 하지 않기 때문에, 어떠한 바인더도 롤(40, 42)에 사용되지 않는다. 무바인더 재료는 촉매 유닛(10)의 비용, 2차 방출 및 저온 거동 면에서 이점을 제공한다. 일단, 벌크 롤(40)이 개별 프로그램으로 인해 슬리팅되면, 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(42)이 스캐닝 공정(44)에서 기질 상에 지지용 매트(24)를 소정의 길이로 커팅하여 조립하기 위해 제공될 수 있다.
바람직한 일 형태로서, 벌크 롤(40) 각각의 최초 폭(W)은 최종 유닛 지지용 매트 롤(42) 각각에 대한 바람직한 폭(WR(x))으로부터 결정되며, 바람직한 폭(WR(x))의 추가에 따라 최종 유닛 지지용 매트 롤(42)이 벌크 롤(40)로부터 슬리팅될 수 있기 때문에, 슬리팅 공정(41)으로 인해 폭 손실이 예상된다. 또 다른 바람직한 형태로서, 벌크 롤(40)에서 슬리팅하고자하는 바람직한 폭(WR(x))은, 슬리팅 공정(41)의 결과로서 벌크 롤(40)로부터의 스크랩을 최소화하기 위하여, 벌크 롤(40)의 폭(W)으로부터 결정된다. 또한, 일 형태로서, 최종 유닛 지지용 매트 롤(42)로부터 커팅된 개별 지지용 매트(24) 각각의 길이는 최종 유닛 지지용 매트 롤(42)로부터의 스크랩을 최소화하거나 제거하기 위해 최종 유닛 지지용 매트 롤(42)의 지지용 매트의 총 길이의 정수 디바이더(integer divider)로부터 결정되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 최초 벌크 롤(40)의 총 길이는, 마찬가지로 소모를 최소화하기 위해 벌크 롤(40)을 이용할 하나 이상의 촉매 유닛(10)을 위한 개별 지지용 매트(24)의 바람직한 커팅 길이의 승수로부터 결정될 수 있다. 바람직한 일 형태로서, 조립되는 개별 촉매 유닛(10) 각각을 위한 지지용 매트(24)를 형성하기 위해, 지지용 매트(24)의 고정 길이가 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(42)로부터 커팅된다. 또 다른 대안으로서, 각각의 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(42)의 매트의 총 길이는, 마찬가지로 소모를 최소화하기 위해, 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(42)의 특정 촉매 유닛(10)을 위한 지지용 매트(24)의 바람직한 커팅 길이의 승수로부터 결정될 수 있다. 또 다른 형태로서, 기질(20)의 크기 변화를 설명하기 위해, 각각의 개별 지지용 매트(24)에 대한 길이는, 고정 커팅 길이를 이용하는 것이 아니라, 특징 기질(20)의 측정 직경(D기질)으로부터 계산되며, 이 측정 직경으로 지지용 매트(24)는 어떤 특정 최종 유닛(10)에 대해 지지용 매트(24)와 기질(20)이 서로 일치하도록 감싸질 것이다.
상기 개념 중 일부를 설명하기 위해, 1280㎜의 폭 및 74.2m 또는 80m의 벌크 롤(40)의 지지용 매트의 길이를 갖는 벌크 롤(40)로부터의 다수의 지지용 매트(24)를 슬리팅하는 것에 대해 스크랩을 최소화하려고 시도한 샘플 분석이 아래에 도시되어 있다. 표 1은 다수의 지지용 매트(24) 각각의 길이가 벌크 롤(40)의 지지용 매트의 길이의 단부로부터 스크랩을 최소화하도록 최적화되는 분석을 나타내고, 표 2는 벌크 롤(40)로부터 커팅될 수 있는 최종 유닛 특정 지지용 매트 롤(42)의 폭의 최적화에 대한 분석을 나타낸다.
매트 롤 길이에 따른 매트 슬리팅 수율 분석
Figure 112011034878736-pct00001
Figure 112011034878736-pct00002
바람직하게, 케이스 또는 쉘(30)의 보정 또는 형성된 외경(D케이스)은 외경이 형성 및 보정된 후 촉매 담체(20)의 외면(32)과 쉘(30)의 내면(47) 사이의 갭(46) 내의 지지용 매트(24)의 바람직한 실제 원형 체적으로부터 계산되는 바람직한 설치 매트 밀도(IMD: Installed Mat Density)로부터 계산된다. 이 방법은 지지용 매트(24)의 선형 또는 평면 볼륨으로부터 계산되는 때로는 매트 설치 밀도(Mat Mount Density)라고도 하는 갭 체적 밀도(GBD: Gap Bulk Density)를 이용한 종래의 방법과 대조를 이룬다. 더 구체적으로는, GBD는, 소정의 폭에 대한 질량 또는 무게이며, 예를 들면 g/m2과 같이 단위 면적당 질량 또는 무게로 표현되는, 기본 무게(BW: Basis Weight)로부터 통상 계산된다. 또한, GBD는 기본 무게를 갭(46)으로 나눔으로써 계산된다.
IMD법 하에서, 매트(24)의 무게(m매트)는 바람직한 IMD와 매트 폭(B매트)으로 나누어져, 쉘(30)과 촉매 담체 또는 기질(20) 사이의 갭(46)의 바람직한 원형 단면적(A갭)이 결정된다. 그런 다음, 기질(20)의 단면적(A기질)은 기질 직경(D기질)으로부터 계산되며, 갭(46)의 단면적(A갭)에 더해져, 쉘(30)의 내경에 대한 타겟 단면적(A케이스)이 결정된다. 비보정(비변형) 쉘(케이스)(30)의 단면적(A비보정)은 그 비보정(비변형) 내경(ID)과 그 비보정(비변형) 외경(OD)으로부터 계산될 수 있는데, 즉 이는 쉘(30)의 벽 두께(t)로부터 계산될 수 있다. 대안적으로, 비보정 쉘(30)의 단면적(A비보정)은 쉘(30)의 무게(m쉘), 쉘(30)의 길이 및 쉘(30)의 밀도로부터 계산될 수 있다. 쉘(30)의 비보정 단면적(A비보정)이 보정(변형) 상태에서 유지되는 것으로 가정하므로, 쉘의 비보정 단면적(A비보정) 은 쉘의 내경에 대한 타겟 단면적(A케이스)에 더해진다. 그런 다음, 보정(변형) 쉘(30)에 대한 타겟 외경(D케이스)은 이 총 면적을 구해, 총 면적에 4를 곱하고 π로 나눔으로써 계산된다. IMD법에 대한 식은 계산 실례와 함께 아래에서 자세히 보여지고 있다.
Figure 112011034878736-pct00003
Figure 112011034878736-pct00004
또 다른 예로서, 매트 무게가 47.64g, 매트 길이가 39.7㎝, 매트 폭(B매트)이 6.45㎝, 기본 무게(BW)가 0.1860g/㎠, 타겟 갭이 0.42㎝ 및 갭의 타겟 단면적(A갭)이 16.18㎠인 구성에 대해 종래의 갭 체적 밀도(GBD) 계산법과 본 발명의 설치 매트 밀도(IMD) 계산법 사이에 비교 계산이 얻어질 수 있으며, 이는 다음과 같다.
Figure 112011034878736-pct00005
도 5는 조립 유닛(10)에 사용된 지지용 매트(24)의 질량 및 무게(m매트)가 조립 전에 먼저 촉매 담체 또는 기질(20)과 쉘(30)의 무게를 측정한 다음, 기질(20), 지지용 매트(24) 및 쉘(30)이 조립된 후 조립 유닛(10)의 무게를 측정하여, 조립 유닛(10)의 무게에서 쉘(30)의 무게와 기질(20)의 무게를 빼서(m매트=m조립-m쉘-m기질), 지지용 매트(24)의 무게를 결정함으로써 간접적으로 결정되는 스캐닝 공정을 나타내고 있다. 이 때, 지지용 매트(24)의 질량 및 무게(m매트)는 타겟 쉘 크기(D케이스)를 계산하는데 이용된다. 이와 관련하여, 타겟 쉘 크기(D케이스)는 타겟 갭, 타겟 갭 체적 밀도(GBD) 또는 타겟 설치 매트 밀도(IMD)로부터 계산될 수 있다.
바람직한 일 실시예로서 도 3에 가장 잘 나타나 있듯이, 지지용 매트(24)의 리딩 및 트레일링 에지(leading and trailing edges)는, 이들 에지가 지지용 매트의 인접층(22)에 의해 중첩되는 영역에서 더욱 완만한 변화부를 형성하기 위하여, 직각을 이루며 커팅되어 있는 것 보다는 비스듬히 커팅되어 있다. 더욱 완만한 변화부를 형성하는 것 외에도, 이 구조는 종래의 방법에 따른 수직 커팅에 의해 형성될 공기 갭을 메울 수 있다. 이는, 그렇지 않았다면 그러한 공기 갭과 관련하여 발생될 밀도의 변화를 감소시킨다.
또한, 외피 내의 층(22)의 개수는, 밀도가 부식에 대한 문제를 방지하기에 충분하도록 중첩 영역에서의 밀도 감소를 최소화하기 위해 바람직하게 선택된다. 일반적으로, 외피 내의 층(22)의 개수가 많아질수록, 중첩 영역에서의 밀도에 대한 영향은 적어질 것이다. 이와 관련하여, 외피 내의 층(22)의 개수의 상한은 지지용 매트의 재료의 취성과 촉매 유닛의 주기 시간에 따라 결정될 것이다. 바람직한 일 실시예에서는, 외피 내에 4개의 층(22)이 존재한다.
벌크 롤(40)의 초기 생산 동안 지지용 매트(24)의 무게(m매트)을 결정하기 위한 또 다른 방안으로서, 스핀들(39)과 롤(40)의 무게를 합친 총 무게에서 스핀들(39)의 무게를 결정하고 빼서, 롤(40)의 지지용 매트의 무게가 결정된다. 그런 다음, 이 무게를 롤(40)의 지지용 매트의 총 길이와 롤(40)의 지지용 매트의 폭(W)으로 나누면, 무게 및 면적당 롤(40)의 평균 벌크 무게가 얻어질 수 있다. 이 때, 어떤 특정 조립체(10)를 위한 각각의 개별 지지용 매트(24)의 무게는 이 평균 벌크 무게에 지지용 매트(24)의 폭과 길이를 곱함으로써 결정될 것이다. 그러면, 각각의 지지용 매트(24)가 촉매 유닛(10)의 특정 구성을 위해 고정 길이로 커팅되는 위치에서, 쉘의 외경(D케이스)은 롤(42)로부터 제조된 그러한 모든 촉매 유닛(10)에 대한 초기 계산에 따라 결정될 수 있다.

Claims (17)

  1. 타겟 설치 매트 밀도(IMD)를 가진 촉매 유닛을 얻는 방법으로서,
    상기 촉매 유닛은 촉매 담체와 쉘 사이에 삽입된 하나 이상의 층의 지지용 매트를 포함하고, 상기 지지용 매트는 무게(m매트)와 폭(B매트)을 가지고, 상기 촉매 담체는 단면적(A기질)을 가지고, 상기 방법은:
    다음의 계산식으로부터 상기 촉매 담체와 상기 쉘 사이의 갭의 타겟 환형 단면적(A갭)을 계산하는 단계,
    Figure 112015115104631-pct00006
    ;
    다음의 계산식으로부터 상기 쉘의 내경에 대한 타겟 단면적(A케이스)을 계산하는 단계,
    Figure 112015115104631-pct00007
    ; 및
    상기 촉매 담체와 상기 지지용 매트가 상기 쉘 내에 조립된 이후에, 계산된 상기 타겟 단면적(A케이스)을 얻기 위하여 상기 쉘을 변형하는 단계
    를 포함하는, 타겟 설치 매트 밀도(IMD)를 가진 촉매 유닛을 얻는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무게(m매트)는, 상기 촉매 담체 및 상기 지지용 매트와 조립하기 전에 상기 쉘의 무게를 측정하고, 상기 쉘 및 상기 지지용 매트와 조립하기 전에 상기 촉매 담체의 무게를 측정하며, 조립된 쉘, 지지용 매트 및 촉매 담체의 무게를 측정한 다음, 상기 조립된 쉘, 지지용 매트 및 촉매 담체의 무게에서 상기 쉘의 무게와 상기 촉매 담체의 무게를 빼서 상기 무게(m매트)를 계산함으로써 결정되는, 타겟 설치 매트 밀도(IMD)를 가진 촉매 유닛을 얻는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무게(m매트)는, 상기 촉매 유닛을 위한 상기 지지용 매트가 커팅되는 상기 지지용 매트의 벌크 롤의 지지용 매트의 총 무게를 알아낸 후, 단위 면적당 무게로 상기 벌크 롤의 지지용 매트의 평균 벌크 무게를 얻기 위해, 상기 총 무게를 상기 벌크 롤의 폭과 상기 벌크 롤의 지지용 매트의 총 길이로 나눈 다음, 상기 평균 벌크 무게에 상기 지지용 매트의 폭과 길이를 곱함으로써 결정되는, 타겟 설치 매트 밀도(IMD)를 가진 촉매 유닛을 얻는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    다음의 계산식을 이용해 변형 외경(D케이스)이 계산되며,
    Figure 112016036211824-pct00024

    여기서, A비변형은 상기 쉘의 비변형 내경과 상기 쉘의 비변형 외경 사이의 비변형 환형 단면적이고,
    상기 쉘을 변형하는 단계는 상기 쉘의 비변형 외경을 상기 변형 외경(D케이스)으로 감소시키는 단계를 포함하는, 타겟 설치 매트 밀도(IMD)를 가진 촉매 유닛을 얻는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지용 매트에는 바인더(binder)가 없는, 타겟 설치 매트 밀도(IMD)를 가진 촉매 유닛을 얻는 방법.
  6. 쉘, 촉매 담체, 및 상기 쉘과 상기 촉매 담체 사이에 삽입된 다층 지지용 매트를 각각 포함하는 촉매 유닛을 제조하는 촉매 유닛 제조 방법으로서,
    상기 지지용 매트의 벌크 롤의 중심 축에 평행하게 연장되는 폭을 갖는 상기 지지용 매트의 벌크 롤을 제공하는 단계;
    상기 촉매 담체의 특정 구성에만 적용되는 폭을 각각 갖는 다수의 최종 유닛 특정 매트 롤을 형성하기 위해 상기 벌크 롤을 슬리팅하는 단계; 및
    상기 최종 유닛 특정 매트 롤 각각으로부터 타겟 길이의 지지용 매트를 커팅한 다음, 상기 길이의 지지용 매트를, 상기 길이의 지지용 매트가 커팅되는 상기 최종 유닛 특정 매트 롤에 대응하는 상기 촉매 유닛의 특정 구성 내에 삽입하는 단계를 포함하고,
    상기 촉매 유닛 제조 방법은,
    다음의 계산식으로부터 상기 촉매 담체와 상기 쉘 사이의 갭의 타겟 환형 단면적(A갭)을 계산하는 단계,
    Figure 112016036211824-pct00022

    여기서, m매트는 지지용 매트 무게이고,IMD는 타겟 설치 매트 밀도이며, B매트는 지지용 매트 폭임;
    다음의 계산식으로부터 상기 쉘의 내경에 대한 타겟 단면적(A케이스)을 계산하는 단계,
    Figure 112016036211824-pct00023

    여기서, A기질은 촉매 담체의 단면적임; 및
    상기 촉매 담체와 상기 지지용 매트가 상기 쉘 내에 삽입된 후의 상기 계산된 타겟 단면적(A케이스)를 얻기 위해 상기 쉘을 변형하는 단계
    를 더 포함하는, 촉매 유닛 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 벌크 롤의 상기 폭은 상기 벌크 롤로부터 커팅하고자 하는 상기 최종 유닛 특정 매트 롤 각각의 타겟 폭으로부터 결정되는, 촉매 유닛 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 벌크 롤로부터 커팅하고자 하는 상기 최종 유닛 특정 매트 롤은 상기 벌크 롤로부터의 스크랩을 최소화하기 위하여 상기 벌크 롤의 상기 폭으로부터 결정되는, 촉매 유닛 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 지지용 매트의 상기 길이는 상기 최종 유닛 특정 매트 롤 각각의 상기 지지용 매트의 상기 길이의 정수 디바이더(integer divider)로부터 결정되는, 촉매 유닛 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 벌크 롤의 상기 지지용 매트의 상기 길이는 상기 최종 유닛 특정 매트 롤로부터 커팅하고자 하는 상기 지지용 매트의 상기 길이의 승수로부터 결정되는, 촉매 유닛 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 최종 유닛 특정 매트 롤로부터 커팅된 상기 지지용 매트 각각의 길이는 상기 길이의 지지용 매트가 감길 특정 촉매 담체의 측정 직경으로부터 계산되는, 촉매 유닛 제조 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 지지용 매트에는 바인더가 없는, 촉매 유닛 제조 방법.
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