KR20220125262A - 방사상-구역화된 촉매 코팅을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 내연 기관의 배기 가스 스트림을 처리하기 위한 촉매 변환기에 사용되는 것들과 같은 반사상-구역화된 촉매 지지체와 같은 촉매 지지체의 다양한 부분을 코팅하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

방사상-구역화된 촉매 코팅을 위한 장치 및 방법
본 개시내용은 방사상-구역화된 촉매 지지체와 같은 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 촉매 지지체는 예를 들어, 디젤 엔진과 같은 내연 기관의 배기 가스 스트림을 처리하는 데 사용된다.
일반적으로, 촉매 재료를 모놀리식 촉매 지지체에 도입하는 기술은 지지체의 제1 개방된 단부를 슬러리에 도입하고 슬러리를 촉매 지지체의 채널을 통해 끌어당기는 것을 포함한다. 그러나, 지지체의 개방된 단부 중 하나는 반드시 슬러리와 접촉하기 때문에, 지지체의 외부 표면의 일부는 습윤되거나 슬러리로 코팅된다.
전형적으로, 촉매 재료는 촉매 지지체를 둘러싸는 캐닝으로 인해 촉매 지지체의 외부 표면이 작동 동안에 배기 가스와 접촉하지 않기 때문에 촉매 반응에 관여하지 않는 귀금속을 포함한다. 따라서, 모든 촉매 재료가 효율적인 방식으로 사용되는 것은 아니다. 사용되지 않은 촉매 재료를 회수하기 위해, 지지체의 외부 표면을 청소하거나 솔질하거나 블라스팅한다. 이러한 방식으로, 재료 중 일부를 회수할 수 있고, 외부 표면을 세척 방식으로 제공할 수 있으며, 이는 예를 들어, 캐닝에 용접이 포함되는 경우 중요하다. 그러나, 동시에 이러한 촉매 지지체의 제조는 추가적인 세척 및 회수 단계로 인해 상대적으로 비용이 많이 든다. 게다가, 지지체 외부의 사용되지 않은 재료를 모두 회수할 수 있는 것은 아니다.
따라서, 본 개시내용은 촉매 재료가 없는 외부 표면으로 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
일 양태에서, (a) 팬을 통해 촉매 슬러리를 제공하는 단계이되, 여기서 팬은 슬러리를 수용하도록 구성된 저장소, 촉매 지지체를 수용하도록 구성된 밀봉 커버, 및 커버를 팬에 커플링하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드(spring-loaded rod)를 포함하는, 단계; (b) 촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계; (c) 촉매 지지체의 개방된 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계; (d) 상당량의 촉매 슬러리를 입력 단부를 통해 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계; (e) 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계; (f) 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및 (g) 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방된 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 촉매 지지체를 코팅하는 방법을 제공한다.
다른 양태에서, (a) 슬러리 팬을 통해 촉매 슬러리를 제공하는 단계; (b) 복수의 스프링-로딩된 로드를 통해 밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하는 단계이되, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 수용하고 이의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되는, 단계; (c) 촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계; (d) 촉매 지지체의 개방된 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계; (e) 상당량의 촉매 슬러리를 입력 단부를 통해 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계; (f) 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계; (g) 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및 (h) 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방된 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 촉매 지지체를 코딩하는 방법을 제공한다.
다른 양태에서, 촉매 지지체를 코팅하는 방법을 제공한다. 방법은 (a) 밀봉 커버를 촉매 지지체와 인터페이스하도록 구성된 클램핑 기구에 커플링하는 단계이되, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 수용하고 이의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되고, 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 단계; (b) 촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계; (c) 촉매 지지체의 개방된 입력 단부를 슬러리 팬 내의 촉매 슬러리로 도입하는 단계; (d) 상당량의 촉매 슬러리를 입력 단부를 통해 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계; (e) 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계; (f) 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및 (g) 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방된 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함한다.
전술한 양태의 일부 실시양태에서, 촉매 지지체는 팬에 대해 약 180도, 예를 들어, 180도 +/- 30도, +/- 15도, +/- 5도, 또는 본질적으로 +/- 0도로 회전될 수 있다. 일부 실시양태에서, 커버는 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레 가장자리 중 하나 이상에 대해 밀봉하도록 구성된 불투과성 밀봉 표면을 포함한다. 커버는 또한 면의 방사상 부분을 통한 슬러리의 축방향 유동을 방지하고/하거나 면의 외부 링 영역을 통한 촉매 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성될 수 있다. 커버의 배향은 팬에 대해 조정가능할 수 있다.
일부 실시양태에서, 촉매 지지체를 커버에 도입하는 단계는 촉매 지지체를 커버로 눌러 그 사이에 밀봉을 생성하도록 구성된 클램핑 기구를 통해 촉매 지지체를 수송하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 촉매 지지체의 개방된 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계는 촉매 지지체에 대해 밀봉력을 제공하기 위해 스프링-로딩된 로드를 압축하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상당량의 촉매 슬러리를 입력 단부를 통해 향하게 하는 단계는 촉매 지지체의 입력 단부 및 촉매 지지체의 출력 단부 사이에 압력차를 적용하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계는 커버로부터 촉매 지지체를 분리하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 촉매 지지체를 회전시키는 단계는 회전 기구를 통해 촉매 지지체에 고정된 클램핑 기구를 통해 수행된다. 일부 실시양태에서, 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방된 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계는 공기의 유동을 촉매 지지체의 개방된 입력 단부로 향하게 하는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 방법은 촉매 지지체를 촉매 지지체의 상이한 부분을 밀봉하도록 구성된 제2 밀봉 커버에 도입하는 단계, 촉매 지지체의 개방된 출력 단부 또는 개방된 입력 단부를 제2 촉매 슬러리로 도입하는 단계, 상당량의 제2 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 제2 내부 부분으로 향하게 하는 단계, 제2 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계, 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계, 및 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방된 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 슬러리는 제1 촉매 슬러리와 동일한 팬에 제공될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 슬러리는 제2 팬에 제공될 수 있다.
다른 양태에서, 슬러리 팬 및 클램핑 기구를 포함하는 코팅 스테이션으로 촉매 지지체의 방사상 코팅을 가능하게 하는 장치를 제공한다. 일부 실시양태에서, 장치는 촉매 지지체를 해제가능하게 유지하고, 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레에 대해 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버를 포함한다. 일부 실시양태에서, 장치는 밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 기존의 코팅 스테이션이다.
다른 양태에서, 슬러리 팬 및 클램핑 기구를 포함하는 코팅 스테이션으로 촉매 지지체의 방사상 코팅을 가능하게 하는 장치를 제공한다. 일부 실시양태에서, 장치는 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레를 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버를 포함한다. 일부 실시양태에서, 장치는 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하며, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 해제가능하게 유지하도록 구성된 클램핑 기구에 커플링하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 기존의 코팅 스테이션이다.
전술한 양태의 일부 실시양태에서, 밀봉 커버는 촉매 지지체의 면의 반사상 부분을 통한 슬러리의 축방향 유동을 방지하고/하거나 면의 외부 링 영역을 통한 촉매 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 장치는 또한 클램핑 기구에 커플링되고 촉매 지지체를 약 180도, 예를 들어, 180도 +/- 30도, +/- 15도, +/- 5도, 또는 본질적으로 +/- 0도 회전시키도록 구성된 회전 기구를 포함한다. 일부 실시양태에서, 장치는 회전 기구에 커플링되고 촉매 지지체의 회전을 구동하도록 구성된 액추에이터를 포함한다.
다른 양태에서, 촉매 지지체의 내부 표면적의 적어도 일부에 촉매를 적용하기 위한 코팅 스테이션을 제공한다. 일부 실시양태에서, 스테이션은 촉매 슬러리가 위치할 수 있는 슬러리 팬이 있는 플랫폼; 촉매 지지체를 해제가능하게 잡고 슬러리 팬에 대한 상대 운동을 제공하도록 구성된 클램핑 기구; 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레를 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함한다.
일부 실시양태에서, 밀봉 커버는 촉매 지지체의 면의 일부 및 그로부터 연장되는 임의의 축방향 통로와의 접촉을 방지하도록 추가로 구성된다. 일부 실시양태에서, 밀봉 커버는 또한 클램핑 기구에 해제가능하게 커플링되도록 구성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 클램핑 기구에 해제가능하게 커플링되도록 또한 구성된 제2 밀봉 커버를 포함하고, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체의 면에 상이한 밀봉 구성을 제공하도록 교환가능하다. 일부 실시양태에서, 복수의 스프링-로딩된 로드는 밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하도록 구성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 클램핑 기구는 촉매 지지체의 개방된 단부를 슬러리 팬에 침지하고 또한 그로부터 이를 제거하기 위해 촉매 지지체에 수직 이동을 제공하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 클램핑 기구에 커플링되고 촉매 지지체를 약 180도, 예를 들어, 180도 +/- 30도, +/- 15도, +/- 5도, 또는 본질적으로 +/- 0도 회전시키도록 구성된 회전 기구를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 회전 기구에 커플링되고 촉매 지지체의 회전을 구동하도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 촉매 지지체의 상부 개방된 단부, 클램핑 기구의 상부 표면 및 플랫폼의 상부 표면 중 하나 이상과 밀봉 접촉하여 후드에 의해 둘러싸인 체적에 압력을 가하도록 구성된 이동식 후드를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 제2 촉매 슬러리가 위치될 수 있는 제2 슬러리 팬을 갖는 제2 플랫폼; 및 제2 촉매 슬러리, 및 촉매 지지체의 외부 표면 및 면의 상이한 부분 및 그로부터 연장되는 임의의 축방향 통로 둘 모두 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면의 상이한 부분에 대해 밀봉하도록 구성된 제2 밀봉 커버를 포함한다.
본 개시내용의 실시양태의 이해를 제공하기 위해, 첨부된 도면을 참조하며, 여기서 참조 번호는 본 개시내용의 예시적인 실시양태의 구성요소를 지칭한다. 도면은 단지 예시적일 뿐이며 본 개시내용을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 본원에 기재된 개시내용은 첨부된 도면의 제한에 의해 예시되지 않고 예로서 예시된다. 도면의 단순성 및 명확성을 위해, 도면에 도시된 특징들은 반드시 축적대로 도시된 것은 아니다. 예를 들어, 일부 특징의 치수는 명확성을 위해 다른 특징에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절하다고 간주되는 경우, 참조 라벨은 상응하는 또는 유사한 요소를 나타내기 위해 반복되었다.
도 1a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 장치로 코팅될 수 있는 허니컴-유형 기재의 사시도이다.
도 1b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 복수의 가스 유동 통로를 나타내기 위해 기재의 단부면에 평행한 평면을 따라 취한 도 1a의 기재의 부분적 확대 단면도이다.
도 2는 전통적인 방사상 코팅된 디젤 산화 촉매로부터의 NO2:NOx 비율의 그래프 표현이다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 예시적인 코팅 스테이션의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 도 3의 코팅 스테이션을 사용하는 방법을 묘사한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 공정의 다양한 단계 동안 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치의 개략도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 공정의 다양한 단계 동안 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치의 개략도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 공정의 다양한 단계 동안 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치의 개략도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 공정의 다양한 단계 동안 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치의 개략도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 공정의 다양한 단계 동안 촉매 지지체를 코팅하기 위한 장치의 개략도이다.
도 10은 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따라 코팅된 예시적인 촉매 지지체의 사시도이다.
도 1a 및 도 1b는 본원에 기재된 바와 같은 촉매 조성물, 즉, 촉매 지지체로 코팅된 예시적인 기재 (2)를 예시한다. 일부 실시양태에서, 촉매 지지체 (2)는 유동-관통 허니컴 모놀리식 기재와 같은 유동-관통 기재이다. 전형적으로, 유동-관통 기재는 통로가 유체 유동에 개방되도록 기재의 유입구 단부에서 유출구 단부까지 연장되는 미세하고 평행한 가스 유동 통로를 갖는다. 유체 유입구에서 유체 유출구까지 본질적으로 직선 경로인 통로는 통로를 통해 유동하는 가스가 촉매 재료와 접촉하도록 촉매 코팅이 그 위에 배치되어 있는 벽에 의해 정의된다. 유동-관통 기재의 유동 통로는 얇은-벽 채널일 수 있으며, 이는 사다리꼴, 직사각형, 정사각형, 사인파형, 육각형, 타원형, 원형 등과 같은 임의의 적합한 단면 형상 및 크기일 수 있다.유동-관통 기재는 본원에 기재된 바와 같이 세라믹 또는 금속일 수 있다. 유동-관통 기재는, 예를 들어, 약 50 in3 내지 약 1200 in3의 체적, 약 60 개의 평방 인치 당 셀 (cpsi) 내지 약 900 cpsi, 예를 들어, 약 200 내지 약 400 cpsi의 셀 밀도 (유입구 개구부), 및 약 50 내지 약 200 미크론 또는 약 400 미크론의 벽 두께를 가질 수 있다. 촉매 조성물을 기재에 적용하여, 촉매 물품을 생성할 수 있다.
일부 실시양태에서, 촉매 물품의 임의의 적합한 기재, 예를 들어, 기재의 종축을 따라 연장되는 복수의 미세하고 실질적으로 평행한 가스 유동 통로를 갖는 유형이 이용될 수 있으며, 여기서 예를 들어, 각각의 통로는 기재 본체의 하나의 단부에서 차단되고 교대 통로는 반대쪽 단부-면에서 차단된다 ("벽-유동형 필터"). 유동-관통 및 벽-관통 기재는 또한 예를 들어, 그 전체가 본원에 참조로 원용되는 국제 출원 공개공보 WO2016/070090호에 교시되어 있다.
이러한 모놀리식 벽-유동형 필터 기재는 단면의 평방인치당 최대 약 900개 또는 그 초과의 유동 통로 (또는 "셀")를 함유할 수 있지만, 훨씬 더 적게 사용될 수도 있다. 예를 들어, 기재는 약 7 내지 약 600, 예를 들어, 약 100 내지 약 400 개의 평방 인치 당 셀 ("cpsi")를 가질 수 있다. 셀은 직사각형, 정사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 육각형 또는 기타 다각형 형상의 단면을 가질 수 있다. 차단되거나 또는 플러깅된 단부는 개방된 통로와 교번하며, 각각의 대향 단부는 각자 개방 및 차단된다. 벽-유동형 기재는 또한 유입구 단부, 유출구 단부, 및 배기 가스가 이를 통해 확산되도록 구성된 다공성 셀 벽을 포함한다. 플러깅된 단부 (100)는 가스 유동을 방지하고, 셀 벽을 통한 확산을 촉진한다.
벽-유동형 필터 기재는 전형적으로는 약 50 미크론 내지 약 2000 미크론, 예를 들어, 약 50 미크론 내지 약 450 미크론 또는 약 150 미크론 내지 약 400 미크론 범위의 벽 두께를 갖는다. 벽-유동형 필터의 벽은 다공성이며, 일반적으로는 기능적 코팅의 배치 전에 약 50% 이상 또는 약 60% 이상의 벽 기공률 및 약 5 미크론 이상의 평균 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 벽-유동형 필터 물품 기재는 일부 실시양태에서 ≥ 50%, ≥ 60%, ≥ 65% 또는 ≥ 70%의 기공률을 가질 것이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 벽-유동형 필터 물품 기재는 촉매 코팅의 배치 전에 약 50%, 약 60%, 약 65% 또는 약 70% 내지 약 75%, 약 80% 또는 약 85%의 벽 기공률 및 약 5 미크론, 약 10, 약 20, 약 30, 약 40 또는 약 50 미크론 내지 약 60 미크론, 약 70, 약 80, 약 90 또는 약 100 미크론의 평균 기공 크기를 가질 것이다. 용어 "벽 기공률" 및 "기재 기공률"은 동일한 것을 의미하며 상호교환가능하다. 기공률은 기재의 공극 체적을 총 체적으로 나눈 비율이다. 기공 크기는 질소 기공 크기 분석을 위한 ISO15901-2(정적 체적계) 절차에 따라 측정할 수 있다. 질소 기공 크기는 Micromeritics TRISTAR 3000 시리즈 기기에서 측정할 수 있다. 질소 기공 크기는 BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 계산치 및 33개의 탈착점을 사용하여 측정할 수 있다. 유용한 벽-유동형 필터는 높은 기공률을 가져, 작동 동안에 과도한 배압 없이 촉매 조성물의 고 로딩을 허용한다.
도 1a를 참조하면, 도시된 예시적인 촉매 지지체 (2)는 원통형 형상 및 원통형 외부 표면 (4)을 가지나; 다른 형상이 본 개시내용의 범주 내에서 고려되고 간주되며 특정 응용에 적합하도록 결정될 것이다. 일부 실시양태에서, 촉매 지지체는 타원형, 직사각형, 사다리꼴, 육각형 등에 상응하는 단면 형상을 가질 수 있다. 촉매 지지체 (2)는 또한 상류 (또는 유입구) 단부면 (6) 및 단부면 (6)과 동일할 수 있는 상응하는 하류 (또는 유출구) 단부면 (8)을 포함한다. 촉매 지지체 (2)는 그안에 형성된 복수의 미세하고 평행한 가스 유동 통로 (10)를 가질 수 있다. 도 1b의 예시적인 실시양태에서 볼 수 있는 바와 같이, 유동 통로 (10)는 벽 (12)에 의해 형성되고 촉매 지지체 (2)를 통해 상류 단부면 (6)에서 하류 단부면 (8)까지 연장되며, 통로 (10)는 유체, 예컨대, 가스 스트림이 이의 가스 유동 통로 (10)를 통해 촉매 지지체 (2)를 통한 종방향으로 유동할 수 있도록 방해받지 않는다. 도 1b에서 보다 쉽게 볼 수 있는 바와 같이, 벽 (12)은 가스 유동 통로 (10)가 실질적으로 규칙적인 다각형 형상을 갖도록 치수화되고 구성될 수 있다. 예시적인 실시양태에 도시된 바와 같이, 촉매 조성물은 원하는 경우 다중의 별개의 층에 적용될 수 있다. 예시된 실시양태에서, 촉매 조성물은 담체 부재의 벽 (12)에 부착된 별개의 하부 층 (14) 및 하부 층 (14) 위에 코팅된 제2 별개의 상부 층 (16) 둘 모두로 이루어진다. 본 개시내용은 하나 이상 (예컨대, 1개, 2개, 3개 또는 4개 이상)의 촉매 조성물 층으로 실시될 수 있으며, 도 1b에 예시된 2-층 실시양태로 제한되지 않는다. 추가의 코팅 구성은 하기에 개시된다.
촉매 물품을 생산하기 위해, 위에 개시된 바와 같은 기재 또는 촉매 지지체는 촉매 조성물로 코팅된다. 코팅은 "촉매 코팅 조성물" 또는 "촉매 코팅"이다. 용어 "촉매 조성물" 및 "촉매 코팅 조성물"은 동의어이다. 촉매 코팅은 기재의 적어도 일부에 배치되고 접착되는 하나 이상의 얇은 접착성 코팅 층을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 촉매 물품은 하나 이상의 촉매 층 및 하나 이상의 촉매 층의 조합의 사용을 포함할 수 있다. 촉매 물질은 기재 벽의 입구 측 단독, 출구 측 단독, 입구 측과 출구 측 모두 상에 존재할 수 있거나, 또는 벽 자체가 촉매 물질의 전부 또는 일부로 구성될 수 있다. 촉매 코팅은 기재 벽 표면 상에 및/또는 기재 벽의 기공 내에, 즉 기재 벽 "내에" 및/또는 "상에" 있을 수 있다. 따라서, "기재 상에 배치된 촉매 코팅"이라는 어구는 임의의 표면 상, 예를 들어, 벽 표면 상 및/또는 기공 표면 상을 의미한다. 촉매 코팅 층(들)은 개별 기능적 구성요소, 예컨대, 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 제1 촉매 조성물 및 제2 촉매 조성물을 포함할 수 있다.
촉매 조성물은 전형적으로는 그 위에 촉매 활성 종을 갖는 지지체 재료를 함유하는 워시-코트 형태로 적용될 수 있다. 촉매 조성물은 물과 혼합되어 (건조 형태인 경우) 촉매 기재를 코팅하기 위한 슬러리를 형성할 수 있다. 촉매 입자 이외에도, 슬러리는 바인더로서 알루미나, 회합성(associative) 증점제, 및/또는 계면활성제 (음이온성, 양이온성, 비-이온성 또는 양쪽성 계면활성제를 포함함)를 선택적으로 함유할 수 있다. 일부 실시양태에서, 슬러리의 pH는 예를 들어 약 3 내지 약 5의 산성 pH로 조정될 수 있다. 존재할 때, 알루미나 바인더는 전형적으로 약 0.02 g/in3 내지 약 0.5 g/in3의 양으로 사용된다. 알루미나 바인더는, 예를 들어, 베마이트, 감마-알루미나, 또는 델타/쎄타 알루미나일 수 있다.
슬러리는 입자의 혼합 및 균질 재료의 형성을 향상시키기 위해 밀링될 수 있다. 밀링은 볼밀(ball mill), 연속밀(continuous mill) 또는 다른 유사한 장비에서 수행될 수 있으며, 슬러리의 고체 함량은, 예를 들어 약 20 wt% 내지 60 wt%, 더욱 특히 약 30 wt% 내지 40 wt%일 수 있다. 일부 실시양태에서, 밀링-후 슬러리는 D90 입자 크기가 약 10 미크론 내지 약 50 미크론 (예를 들어, 약 10 미크론 내지 약 20 미크론)인 것을 특징으로 한다. D90은 입자 중 약 90%가 보다 미세한 입자 크기를 갖는 입자 크기로 정의된다. 예시적인 코팅 조성물이 하기에 개시되어 있다.
슬러리는 당업계에 알려진 워시-코트 기술을 사용하여 촉매 기재 상에 코팅될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "워시-코트"는 처리되는 가스 스트림의 통과를 가능하게 하기에 충분히 다공성인 허니컴 유동-관통 모놀리스 기재 또는 벽-유동 필터 기재와 같은 기재에 적용된 재료의 얇은 접착성 코팅이라는 당업계의 통상의 의미를 갖는다. 본원에 사용되고 문헌[Heck, Ronald and Robert Farrauto, Catalytic Air Pollution Control, New York: Wiley-Interscience, 2002, pp. 18-19]에 개시된 바와 같이, 워시-코트 층은 모놀리식 기재 또는 하부 워시-코트 층의 표면 상에 배치된 구성적으로 별개인 재료의 층을 포함한다. 기재는 하나 이상의 워시-코트 층을 함유할 수 있으며, 각각의 워시-코트 층은 고유한 화학 촉매 기능을 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 기재는 슬러리에 1회 이상 딥핑되거나 달리 슬러리로 코팅된다. 이후, 코팅된 기재는 승온 (예를 들어, 100 내지 150℃에서 소정의 기간 (예를 들어, 1시간 내지 3시간) 동안 건조되고, 이후, 예를 들어 400 내지 600℃에서, 전형적으로는 약 10분 내지 약 3시간 동안 가열함으로써 하소된다. 건조 및 하소 후, 최종 워시-코트 코팅 층은 본질적으로 용매가 없는 것으로 볼 수 있다.
하소 후, 촉매 로딩은 기재의 코팅된 중량과 코팅되지 않은 중량의 차이를 계산하여 결정될 수 있다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 촉매 로딩은 슬러리 레올로지를 변경함으로써 조정될 수 있다. 또한, 코팅/건조/하소 공정은 코팅을 목적하는 로딩 수준 또는 두께로 구축하기 위해 필요에 따라 반복될 수 있다.
촉매 조성물은 단일 층 또는 다중 층으로 적용될 수 있다. 로딩 수준을 높이기 위해 동일한 촉매 재료를 반복적으로 워시-코팅하여 생성된 촉매 층은 전형적으로 단일 촉매 층으로 간주된다. 일부 실시양태에서, 촉매 조성물은 각각의 층이 상이한 조성을 갖는 다중 층으로 적용된다. 일부 실시양태에서, 촉매 조성물은 구역-코팅될 수 있으며, 이는 후술하는 바와 같이 단일 기재가 가스 유출물 유동 경로를 따라 상이한 영역에서 상이한 촉매 조성물로 코팅될 수 있음을 의미한다.
워시-코트(들)는 상이한 코팅 층이 기재와 직접 접촉될 수 있도록 적용될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 "언더코트(undercoat)"가 존재하여, 촉매 또는 흡착제 코팅 층 또는 코팅 층들의 적어도 일부는 기재와 직접 접촉하지 않을 수 있다 (오히려, 언더코트와 접촉된다). 하나 이상의 "오버코트(overcoat)"가 또한 존재하여, 코팅 층 또는 코팅 층들의 적어도 일부는 가스 스트림 또는 대기에 직접 노출되지 않을 수 있다(오히려, 오버코트와 접촉된다).
상이한 코팅 층들은 "중간의" 중첩 구역없이 서로 직접 접촉될 수 있다. 대안적으로, 상이한 코팅 층들은 두 구역 사이의 "갭"으로 직접 접촉되지 않을 수 있다. "언더코트" 또는 "오버코트"의 경우, 상이한 층들 사이의 갭은 "중간 층"이라고 한다. 언더코트는 코팅 층의 "아래" 층이고, 오버코트는 코팅 층의 "위" 층이며, 중간 층은 두 코팅 층들 "사이" 층이다. 중간층(들), 언더코트(들), 및 오버코트(들)는 하나 이상의 기능적 조성물을 함유할 수 있거나, 기능적 조성물이 없을 수 있다.
촉매 코팅은 하나 초과의 얇은 접착성 층을 포함할 수 있으며, 층은 서로 접착되어 있고 코팅은 기재에 접착되어 있다. 전체 코팅은 개별 "코팅 층"을 포함한다. 촉매 코팅은 유리하게는 "구역화"되어 구역화된 촉매 층을 포함할 수 있다. 촉매 코팅은 유리하게는 "구역화"되어 구역화된 촉매 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층은 입구 말단에서 출구 말단을 향해 기재 길이의 약 10%, 약 20%, 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 또는 약 90% 연장될 수 있다. 다른 층은 출구 단부에서 입구 단부를 향해 기재 길이의 약 10%, 약 20%, 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 또는 약 90% 연장될 수 있다. 상이한 코팅 층들은 서로 인접할 수 있고 서로 중첩되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상이한 층들은 서로의 일부와 중첩되어 제3의 "중간" 구역을 제공할 수 있다. 예를 들어, 중간 구역은 기재 길이의 약 5% 내지 약 80%, 예를 들어, 기재 길이의 약 5%, 약 10%, 약 20%, 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60% 또는 약 70%를 연장할 수 있다. 상이한 층은 각각 기재의 전체 길이를 연장할 수 있거나, 각각 기재의 길이의 일부를 연장할 수 있으며, 부분적으로 또는 전체적으로 서로 오버레이되거나 언더레이될 수 있다. 상이한 층 각각은 유입구 단부 또는 유출구 단부로부터 연장될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "방사상-구역화된 산화 영역"이라는 문구는 2개 이상의 산화 영역이 각각 상이한 수준의 산화 활성을 제공하도록 촉매 물품의 기재의 2개 이상의 상이한 영역에 상이한 촉매 조성물을 적용하는 것을 지칭한다. 위에 기재된 바와 같이, 기재는 유입구 측 및 유출구 측, 및 유입구 측으로부터 유출구 측으로 연장하는 복수의 통로를 포함할 수 있다. 제1 영역은 복수의 통로의 제1 서브세트를 포함할 수 있는 반면, 제2 영역은 복수의 통로의 제2 서브세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원통형 촉매 지지체를 가스 유입구 측에서 볼 때, 하나의 영역은 본체 길이의 적어도 일부를 따라 면으로부터 축방향으로 연장되는 방사상 면의 외부 링 부분일 수 있는 반면, 제2 영역은 본체의 일부 길이가 또한 연장되는 방사상 면의 내부 원형 영역일 수 있다. 본 개시내용의 실시양태는 2개의 영역으로 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 촉매 지지체는 3, 4 또는 그 초과의 영역을 포함할 수 있으며, 각각의 영역은 기재의 복수의 통로의 서브세트를 포함한다 (예를 들어, 도 10 참고). 그러나, 논의의 편의를 위해, 도면 및 하기 예시적인 실시양태의 설명에서는 단지 2개의 영역만이 예시되고 언급된다.
일부 실시양태에서, 본 개시내용에 따른 코팅 시스템은 촉매 지지체를 유지하기 위한 클램핑 기구, 촉매 슬러리를 함유하는 저장소, 및 촉매 지지체의 외부 표면 및 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위한 밀봉 배열을 포함할 수 있다. 이러한 시스템의 일 예가 US 특허 공개공보 번호 2012/0114853에 개시되어 있으며, 이의 전체 개시 내용은 본원에 참조로 원용된다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 예시적인 코팅 스테이션을 도시한다. 코팅 스테이션은 촉매 지지체 (310)를 유지하는 로딩 플랫폼 (320)을 포함한다. 밀봉 요소 (330)는 리프팅 기구 (336)에 연결된 밀봉 홀더 (332)에 의해 지지된다. 일부 실시양태에서, 밀봉 홀더 (332)는 퀵-릴리스 패스너를 통해 리프팅 기구 (336)와 연결될 수 있다. 일부 실시양태에서, 리프팅 기구는 스핀들 로드를 포함하는 액추에이터 섹션 (336a)을 포함한다. 도 3의 예시적인 코팅 스테이션은 오버런 (346)을 통해 잔류 슬러리를 수용할 수 있는 수용 팬 (344)이 그 아래에 위치할 수 있는 팬 (340)을 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 로딩 플랫폼 (320)으로부터 그리고 로딩 플랫폼 (320) 상으로 리프팅/하강될 수 있는 이동식 후드 (350)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 후드는 이동가능하며, 지지대 (322)에 의해 유지되는 리프팅 기구 (354)에 연결된다. 일부 실시양태에서, 코팅 스테이션은 로딩 플랫폼 (320) 및 팬 (340)의 종축에 대해 편심적으로 후드를 피보팅시키기 위한 리프팅 기구 (354)를 통해 후드 (350)에 연결될 수 있는 회전 장치 (356)를 포함한다.
도 3에 도시된 예시적인 코팅 스테이션은 팬 (340)을 리프팅 및 하강시키기 위한 추가 리프팅 기구를 포함한다. 도시된 바와 같이, 일부 실시양태에서, 팬 리프팅 기구 (348) 및 밀봉 요소 리프팅 기구 (336)는 동일한 지지대에 연결될 수 있다. 따라서, 일부 실시양태에서, 도 3의 예시적인 코팅 스테이션은 다음의 3개의 리프팅 기구를 포함한다: 밀봉 요소가 연결된 밀봉 홀더를 리프팅 및 하강시키기 위한 제1 리프팅 기구 (336a, 336); 팬 (340)을 리프팅 및 하강시키기 위한 제2 리프팅 기구 (348); 및 후드 (350)를 리프팅 및 하강시키기 위한 제3 리프팅 기구 (354). 일부 실시양태에서, 밀봉 요소를 이동시키기 위한 제1 리프팅 기구 (336)뿐만 아니라 팬을 이동시키기 위한 제2 리프팅 기구 (348)는 개별적으로 제어가능한 액추에이터를 통해 동일한 지지체에 부착된다. 일부 실시양태에서, 후드 (350)를 리프팅 및 하강시키는 제3 리프팅 기구를 유지하기 위해 다른 개별 지지대가 사용된다. 일부 실시양태에서, 제3 리프팅 기구 (354)는 진공 후드, 팬, 로딩 플랫폼 및 밀봉 요소의 종축에 편심적으로 제공된 회전축으로 후드 (350)를 피보팅시키도록 배열된 피보팅 장치 (356)와 조합된다. 일부 실시양태에서, 제3 리프팅 기구 (354)는 지지대 (322)에 연결된다.
일부 실시양태에서, 후드 (350)는 후드 (350)의 내부에 양압 또는 음압 (즉, 진공) 압력을 가하기 위한 개구부 (350a)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 개구부 (350a)는 펌프 (미도시)에 연결되도록 조정된다.
일부 실시양태에서, 리프팅 기구는 예를 들어, 공압 또는 유압 피스톤 또는 전자기 액추에이터와 같은 액추에이터 요소뿐만 아니라 가이드 로드를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 후드 리프팅 기구를 위한 지지대는 로딩 플랫폼 (322) 및 밀봉 홀더 (336)를 위한 리프팅 장치를 위한 지지대에 연결된다. 일부 실시양태에서, 전기 서보-드라이브는 리프팅 기구를 구동하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 각각의 리프팅 기구는 연관된 개별 서보-드라이브에 의해 구동된다. 일부 실시양태에서, 기어 기구는 예를 들어, 웜 기어 또는 스핀들 기어 어셈블리와 같은 각자의 서보-드라이브와 리프팅 기구를 연결하는 데 사용될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 로딩 플랫폼 (120) 내에 유지되는 예시적인 촉매 지지체 (110)를 도시한다. 예시적인 지지체는 도 4a 내지 도 4d에 묘사된 2개의 단부면을 갖는 원통형 형상을 수평선으로 갖는다. 로딩 플랫폼 (120)은 양단부 사이에서 연장되는 외부 표면에서 지지체를 유지한다. 도 4a 내지 도 4d에서, 로딩 플랫폼 (120)의 접촉 요소만이 상징적인 방식으로 도시된다. 도 4a 내지 도 4d에 도시된 예시적인 실시양태는 촉매 지지체 (110)의 개방된 입력 단부 (110a) 아래에 밀봉 요소 (130)를 추가로 포함한다. 또한, 팬 (140)은 지지체 (110) 및 밀봉 요소 (130) 아래에 위치되며, 여기서 슬러리 (142)는 팬 (140) 내에 위치된다.
도 4a에 도시된 예시적인 실시양태의 제1 단계에서, 지지체 (110)는 밀봉 요소 (130) 위쪽 및 슬러리 (142) 위쪽에서 로딩 플랫폼 (120)에 의해 유지된다. 그 다음, 밀봉 요소 (130)는 도 4b에 도시된 바와 같은 위치에 도달하도록 리프팅된다. 이 위치에서, 밀봉 요소는 입력 단부 (110a)의 전체 둘레를 덮는다. 이는 밀봉 요소를 리프팅하거나 밀봉 요소를 유지하는 밀봉 홀더를 리프팅하여 달성될 수 있다. 도 4a 내지 도 4d에서, 밀봉 요소 (130)만이 상징적인 방식으로 도시되어 있고, 밀봉 홀더를 포함하는 커버 기구의 다른 부분이 도 5 내지 도 9에 예시된 예시적인 실시예와 관련하여 설명된다.
도 4b에 도시된 바와 같이 밀봉 요소 (130)에 의해 입력 단부 (110a)의 둘레를 덮은 후, 슬러리 (142)를 포함하는 팬 (140)은 슬러리에 의해 제공된 표면뿐만 아니라 슬러리 자체가 입력 단부 (110a)(및 밀봉 요소 (130)의 일부)와 접촉하도록 지지체 (110) 쪽으로 리프팅된다. 도 4c에서 알 수 있는 바와 같이, 촉매 지지체 (110)를 둘레로 둘러싸는 외부 표면은 슬러리 (142)와 접촉하지 않고, 특히 입력 단부 (110a)의 둘레 위 섹션은 슬러리 (142)와 접촉하지 않는다. 그러나, 동시에 지지체 (110)의 전체 입력 단부 (110a)는 슬러리에 침지된다. 도 4d에 도시된 후속 단계에서, 입력 단부 (110a)에 대향하는 지지체 (110)의 개방된 단부 (110b)에 진공이 인가된다. 입력 단부 (110a)에 대향하는 지지체 (110)의 단부 (110b)는 개방되고, 지지체 (110)의 내부 채널을 통해 개방된 입력 단부 (110a)에 연결된다. 이동식 후드 (150)가 촉매 지지체 (110) 상으로 하강되어, 지지체 (110)를 부분적으로 둘러싸고 출력 단부 (110b)를 짧게 둘러싼다. 후드 (150)는 출력 단부 (110b) 위의 체적이 후드 (150)에 의해 둘러싸이도록 로딩 플랫폼 (120)과 접촉된다. 후드 (150) 및 로딩 플랫폼 (120) 사이의 밀봉 연결, 및 로딩 플랫폼 (120) 및 지지체 (110)의 둘레 외부 표면 사이의 밀봉 연결은 진공 펌프 (152)에 연결된 후드 (150)를 통해 출력 단부 (110b)에 진공이 인가될 수 있게 한다. 압력 균형에 의해 그리고 지지체 (110)의 내부 채널을 통한 연결로 인해, 슬러리 (142)는 개방된 입력 단부 (110a)를 통해 지지체 (110)로 흡인된다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 슬러리 (142)는 링-형상 밀봉 요소 (130)의 내부 개구부를 통해 뿐만 아니라 촉매 지지체의 입력 단부 (110a)의 완전한 단면을 통해 흡인된다. 이러한 방식으로, 팬 (140)에 위치하는 상당량의 슬러리 (142)가 지지체로 흡인되어 촉매 지지체 (110)의 내부 표면 (예를 들어, 내부 채널)을 코팅한다. 그러나, 상당량의 슬러리 (142)를 촉매 지지체 (110)의 내부로 향하게 하는 이 단계 동안, 밀봉 요소 (130)가 입력 단부 (110a)의 둘레에서 슬러리 (142)를 차단하기 때문에 지지체 (110)의 둘레 외부 표면으로 슬러리가 전달되지 않는다. 이와 같이, 촉매 지지체 (110)의 둘레 외부 표면을 오염시키지 않으면서 상당량의 슬러리가 촉매 지지체 내부로 향한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 심지어 팬 (140) 내의 슬러리의 표면 아래에 위치된 지지체 (110)의 둘레 외부 표면의 섹션, 즉, 슬러리 내에 침지되는 촉매 지지체 (110)의 하부 섹션도, 밀봉 요소 (130)가 입력 단부 (110a)를 슬러리에 침지시키는 동안 둘레 외부 표면에 대한 커버 보호를 제공하기 때문에 슬러리와 접촉하지 않는다.
일부 실시양태에서, 상당량의 슬러리 (142)를 지지체 (110)로 향하게 하는 단계를 완료한 후, 펌프 (152)에 의해 제공되는 진공이 종결되고, 도 4c의 묘사와 유사하게 로딩 플랫폼 (120)으로부터 후드를 리프팅하여 후드 (150)가 해제된다. 그러면, 도 4b에 도시된 바와 같이 팬 (140)이 하강된다. 후속적으로, 밀봉 요소 (130)를 하강시켜 입력 단부 (110a)의 둘레로부터 밀봉 요소 (130)를 제거한다. 도 4a 내지 도 4d로부터 알 수 있듯이, 일부 실시양태에서, 팬 (140)은 밀봉 요소 (130)가 리프팅 및 하강되는 거리보다 더 먼 거리만큼 리프팅 및 하강된다. 이는 밀봉 요소 (130)가 필요한 경우에만, 즉, 도 4d에 도시된 바와 같이 입력 단부 (110a)가 슬러리 (142)에 침지되는 경우에만 슬러리와 접촉하는 것을 보장한다. 또한, 이는 밀봉 요소 (130)를 하강시키는 것이 밀봉 요소 (130) 및 슬러리 (142) 사이의 접촉으로 이어지지 않도록 한다. 밀봉 요소 (130)의 병진 운동 (하강 및 리프팅)은 입력 단부 (110a)가 슬러리에만 접촉하고 밀봉 요소 (130)가 입력 단부 (110a)의 둘레를 덮는 경우 팬 (140)의 이동 (하강 또는 리프팅) 중에 중첩적으로 또는 수행될 수 있다.
일부 실시양태에서, 팬 (140)은 고정적으로 위치될 수 있고 로딩 플랫폼 (120)은 도 4a 내지 4d에 도시된 바와 같이 지지체 (110)를 하강 및 리프팅시킨다. 이러한 실시양태에서, 밀봉 요소 (130)의 리프팅 기구는 능동 또는 수동일 수 있다.
예를 들어, 일부 실시양태에서, 밀봉 요소를 이동시키는 리프팅 기구는 밀봉 요소 (130)를 지지체 (110) 쪽으로 추진시키는 스프링을 포함하는 수동 기구일 수 있다. 일부 실시양태에서, 지지체는 팬 (140)을 향해 하강되고 밀봉 요소 (130)와 접촉한다. 밀봉 요소 (130)와 접촉한 후, 입력 단부 (110a)의 둘레, 즉, 지지체의 입력 단부의 둘레 가장자리는 밀봉 요소를 지지체 (110) 쪽으로 추진시키는 힘이 밀봉 요소 (130) 및 입력 단부 (110a)의 둘레 사이의 접촉을 유지하면서 밀봉 요소 (130)와 접촉을 유지한다. 하강 과정이 계속되면, 밀봉 요소 (130)는 입력 단부 (110a)와 함께 슬러리 (142)에 침지되는 반면, 밀봉 요소 (130)에 가해진 스프링력은 밀봉 요소가 완전한 침지 과정 동안 지지체의 입력 단부의 둘레를 덮도록 보장한다.
도 5a 내지 도 5d는 방사상 코팅을 가능하게 하도록 구성된 커버 및 밀봉 메커니즘 (커버 어셈블리)(460)을 사용하여 방사상 코팅을 위한 예시적인 제조 장치 (400)를 묘사한다. 도시된 예시적인 배열은 지지체 (410)의 상호-코팅 (예를 들어, 지지체 (410)의 길이를 따라 축방향으로 연장되는 원과 같은 방사상 면의 내부 부분의 코팅)을 위해 구성된다. 예시적인 장치 (400)는 커버 (462) 및 복수의 스프링-로딩된 로드 (464)(스프링 (464a), 로드 (464b))를 포함한다. 일부 실시양태에서, 2개의 스프링-로딩된 로드 (464)가 제공되며; 그러나, 로드 (464)의 수 및 배치는 특정 적용에 적합하도록 변할 수 있다. 커버 (462)는 슬러리 (442) 및 촉매 지지체 (410)의 일부, 예컨대, 외부 표면 (410c) 및 지지체 (410)의 반사상 면의 외부 링 (410d) 사이의 접촉을 방지하도록 구성된 밀봉 표면 (466)을 포함한다. 스프링-로딩된 로드 (464)는 커버 (462) 및 슬러리 팬 (440)에 연결된다. 일부 실시양태에서, 스프링-로딩된 로드 (464)는 팬 (440) 또는 인접한 지지 구조 또는 플랫폼에 해제가능하게 커플링되어 다양한 커버 어셈블리를 코팅 스테이션에 교환가능하게 커플링한다. 스프링 (464a)은 지지체 (410)에 대한 표면을 밀봉하기 위해 밀봉 표면 (466)에 힘을 제공한다.
도 5a는 종래의 코팅 기계 (예를 들어, MCC4-타입 코터) 상의 슬러리 팬 (440)에 장착된 예시적인 장치 (400)를 묘사하며; 그러나, 이 배열은 본원에 개시된 바와 같이 신규 코팅 스테이션에 통합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 로드 (464b)의 하나의 단부는 (예를 들어, 나사식 맞물림 또는 다른 기계적 패스너를 통해) 슬러리 팬 (440)에 부착되고, 다른 단부는 스프링 (464a)이 사이에 끼워진 상태로 커버 (462)에 부착된다. 로드 (464b)는 특정 적용에 적합하도록 커버 (462)에 해제가능하게 또는 영구적으로 부착될 수 있다. 일부 실시양태에서, 로드는 커버 사이에서 이동할 수 있도록 커버에 활주 가능하게 커플링된다. 도시된 커버 (462)는 중앙에 위치된 개구부를 정의하는 오목부를 갖고 지지체 (410)를 위한 밀봉 표면 (466)을 제공한다. 도시된 예시적인 실시양태에서, 오목부 및 밀봉 표면 (466)은 지지체 (410)의 둘레 및 이의 면 (410a)의 일부를 밀봉하도록 구성된다. 그러나, 커버, 오목부 및 밀봉 표면의 정확한 크기 및 형상은 특정 용도 (예를 들어, 지지체의 단면 형상, 코팅할 본체의 부분 등)에 적합하도록 다양할 것이다.
일부 실시양태에서, 밀봉 표면 (466)은 절두체의 형태일 수 있는 제1 부분 (예를 들어, 립 섹션)을 포함하며, 이는 절두체, 예를 들어, 잘린 원뿔의 테이퍼링 방향에 상응하는 방향을 따라 감소하는 벽 두께를 갖는 잘린 원뿔 또는 유사한 테이퍼형 구조일 수 있다. 일부 실시양태에서, 밀봉 표면 (466)은 잘린 원뿔이 발생하고 촉매 지지체의 반사상 면의 일부에 상응하는 평면을 따라 연장되는 외부면을 포함하는 제2 부분을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 부분은 촉매 지지체의 입력 단부의 둘레, 즉, 둘레 가장자리를 수용하도록 조정되고, 제2 부분은 커버 (462)에 부착되고, 촉매 지지체의 방사상 면의 특이적 부분 (예를 들어, 이의 외부 링)과 접촉하도록 조정된다.
도 5b는 홀딩 클램프 (또는 다른 유형의 로딩 플랫폼) (470)를 통해 장치로 이송되고 커버 어셈블리 (460)에 삽입되고 밀봉 표면 (466)과 접촉하게 되는 촉매 지지체 (410)를 묘사한다. 일부 실시양태에서, 클램프/플랫폼 (470)은 3-차원 (x, y, z)으로 이동할 수 있어, 지지체 (410)를 코팅 스테이션에 도입하고, 슬러리에 대해 본체를 하강 및 상승시키고, 본체를 다른 스테이션으로 제거할 수 있다. 일부 실시양태에서, 로딩 플랫폼 (470)은 지지체 (410)를 가로질러 차압을 인가할 수 있도록 지지체 (410)의 하나의 단부를 밀봉하도록 구성될 수 있는 후드 (450)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 후드 (450)는 플랫폼 (470), 지지체 (410), 및/또는 커버 어셈블리 (460)와 접촉하게 되는 별도의 구성요소일 수 있다.
도 5c는 커버 어셈블리 (460)의 밀봉 표면 (466)에 대해 본체 (410)를 압축하기 위해 후드 (450)의 이동을 통해 아래로 밀리는 촉매 지지체 (410)를 묘사한다. 대안적으로, 일부 실시양태에서, 슬러리 팬 (440)은 슬러리가 본체 (410) 또는 이들의 조합과 접촉하도록 상승될 수 있다. 촉매 지지체 (410) 및 밀봉 표면 (466) 사이의 압력으로부터의 물리적 커버리지 및 밀봉은 슬러리 (442) 및 촉매 지지체 (410)의 지정된 부분 (예를 들어, 외부 표면 (410c)) 사이의 임의의 접촉을 방지한다. 일단 밀봉되면, 슬러리 (442)는 예를 들어 진공 (453)을 후드 (450)에 적용함으로써 촉매 지지체 (410)의 원하는 부분에 충전될 수 있고, 확장하여 지지체 (410)의 내부 영역에 충전될 수 있다.
도 5d는 슬러리-함유 촉매 지지체 (410)가 약 180° 뒤집힌 다음, 다른 코팅 스테이션으로 옮겨지는 것을 묘사하며, 여기서 잉여 슬러리 (442)는 다른 팬 (480)으로 밀려 들어갈 수 있다. 도시된 바와 같이, 유입구 면 (410a)은 이제 상부에 위치되고, 유출구 면 (410b)은 이제 하부에 위치된다. 일부 실시양태에서, 그 다음, 양압 (455)(예를 들어, 공기 분사)이 촉매 지지체 (410)를 따라 슬러리 (452)를 밀어내기 위해 후드에 인가될 수 있다. 일부 실시양태에서, 주어진 구역 길이 또는 전체 길이를 갖는 방사상 코팅은 예를 들어 촉매 슬러리의 조성 및/또는 밀봉 표면 (466)의 구성과 같은 다양한 코팅 매개변수의 제어에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로, 밀봉 표면 (466)이 실수로 슬러리 (452)로 오염되는 경우 촉매 기능에 거의 영향을 미치지 않는데, 이는 이것이 전체 채널 길이의 제1 밀리미터 정도에만 영향을 미칠 것이기 때문이다. 이는 전체 촉매 기능에 영향을 미치는 미미한 양의 재료를 나타낸다.
도시된 예시적인 실시양태에서, 클램프 또는 로딩 플랫폼 (470)은 지지체 (410)를 약 180도 회전시키기 위해 임의의 필요한 커플링, 베어링, 기어 등과 함께, 예를 들어, 전기 모터 또는 공압으로 제어되는 액추에이터와 같은 회전 기구 (472)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 후드는 회전 전에 제거된 다음, 공기 분사 (453)의 도입을 허용하도록 재부착된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 코팅 스테이션은 그 전체 개시내용이 본원에 참조로 원용되는 미국 특허 제9,186,662호에 기재된 처리 스테이션에 따라 또는 이와 조합하여 제공될 수 있다. 일부 실시양태에서, 로딩 플랫폼 (470)은 지지체 (및 선택적으로, 로딩 플랫폼)를 거꾸로 뒤집기 위한 회전식 또는 피보팅 기구 (472)에 의해 지지된다. 일부 실시양태에서, 이 기구 (472)는 후드 (450)를 피보팅시키기 위한 다른 피보팅 메커니즘과 동시통합화될 수 있다. 이러한 방식으로, 후드는 지지체가 거꾸로 되어 있고 후드가 지지체로부터 완전히 해제되지 않았을 때 피보팅 운동을 따를 수 있다. 이러한 기구의 예는 US 특허 번호 9,186,662에 기재되어 있다.
도 6a 내지 도 6d는 커버 어셈블리 (560)가 촉매 지지체 본체의 반사상 면의 외부-링이 코팅 (즉, 외부-코팅)될 수 있도록 구성되는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 예시적인 장치 (500)를 묘사한다. 일반적으로, 도 6a 내지 도 6c의 예시적인 장치 (500)의 사용은 도 5a 내지 도 5d와 관련하여 설명된 예시적인 장치 (400)의 것과 유사할 것이다. 도 6a에서 볼 수 있는 바와 같이, 커버 (462)는 상이한 구성을 가지며, 여기서 밀봉 표면 (566)의 일부는 도 5a의 중앙에 위치한 개구부가 있던 곳에 위치되고, 밀봉 표면 (466)의 다른 일부는 지지체 (510)와 맞물리도록 오목부 (568)의 외주에 위치된다.
볼 수 있는 바와 같이, 클램프/플랫폼 (570)은 지지체 (510)를 커버 어셈블리 (560)에 도입하고 (도 6b), 본체 (510)를 밀봉 표면 (566)에 대해 그리고 이를 충전할 수 있는 슬러리 (542)로 밀어 넣는다 (도 6c). 그 다음, 지지체 (510)는 180도 뒤집혀서 과잉 슬러리가 회수될 수 있는 다른 코팅 스테이션으로 이송될 수 있다 (도 6d). 일부 실시양태에서, 예시적인 장치 (400, 500)는 지지체 (410, 510)의 상이한 방사상 구역을 코팅하기 위해 동일한 팬 (442)(동일하거나 상이한 슬러리 조성물을 가짐)에 상호교환가능하게 커플링될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 다른 예시적인 장치 (600)를 묘사한다. 이 예시적인 실시양태에서, 커버 (662)가 2개의 부분, 즉 슬러리 팬 (642)에 부착하기 위한 베이스 (662a) 및 밀봉 표면 (666)을 제공하는 스프링-장착되고 슬라이딩가능하게 맞물린 캐리어 (662b)를 포함하도록 커버 어셈블리가 재구성된다. 로드 (664b)는 커버 (662)를 팬 (642)에 커플링하는 반면, 스프링 (664a)은 이제 커버 (662b)의 캐리어 부분 주위에 위치되고 지지체 (610)가 일단 장치 (600)에 도입되면 밀봉력을 제공한다. 도시된 커버 (662)는 코팅-간 공정을 위한 것이며; 그러나, 커버 (662)는 외부-코팅 공정을 가능하게 하도록 재구성될 수 있다. 나머지 작업은 위에 기재한 것과 실질적으로 유사하다.
도 8a-8d (인터-코팅) 및 9a-9d (외부-코팅)는 장치 (400, 500)의 다른 예시적인 실시양태를 묘사하며, 여기서 커버 어셈블리 (760, 860)는 슬러리 팬 (740, 840)에 대향하여 로드 플랫폼 (770, 870)에 부착되도록 구성되어 있다. 일반적으로, 장치 (700, 800)의 사용은 위에 설명된 다른 장치의 사용과 유사할 것이다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 커버 어셈블리 (760)는 이제 예를 들어 플랫폼 (770)과 나사식으로 맞물릴 수 있는 스프링 장착된 로드 (764)를 통해 로딩 플랫폼 (770)에 커플링된다. 일부 실시양태에서, 슬러리 팬 (740)은 로드 (764b)와 정렬하기 위해 그 상부 표면에 배치된 간극 구멍을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스프링 (764a)은 스프링-장착된 로드 어셈블리 (764)의 무결성을 유지하기 위해 로드 또는 플랫폼에 커플링될 수 있다.
도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 커버 어셈블리 (860)는 도 7a 내지 도 7d와 관련하여 설명된 것과 유사하며, 이제 로드 (864b)를 통해 로딩 플랫폼 (870)에 커플링된다. 일부 실시양태에서, 커버 베이스 (862a)는 플랫폼 (870)에 고정 커플링된 로드 (864b)에 활주가능하게 커플링되고, 커버 캐리어 (862b)는 도 7a 내지 도 7d와 관련하여 설명된 바와 같이 커버 베이스 (862a)에 활주가능하게 커플링된다.
예시적인 장치 (400, 500, 600, 700 및 800)의 상이한 구성요소에 대해 선택된 재료는 특정 응용에 적합하도록 다양할 것이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 커버는 스테인리스강, 알루미늄, 또는 금속성 또는 중합체성인 기타 슬러리 양립성 재료로 만들어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 밀봉은 고무 또는 기타 슬러리 상용성 탄성중합체 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시양태에서, 밀봉 또는 밀봉 표면은 접착제, 기계적 패스너, 또는 간섭 또는 유사한 끼워맞춤을 통해 커버에 커플링될 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따르면, 촉매 지지체는 자동차 촉매를 제조하기 위해 전형적으로 사용되는 임의의 재료로 구성될 수 있고, 예를 들어, 금속 또는 세라믹 허니컴 구조를 포함할 수 있다. 기재는 전형적으로는, 그 위에 워시-코트 조성물이 적용되어 부착되고, 그에 의해 촉매 조성물에 대한 기재로서 작용하는 복수의 벽 표면을 제공한다.
세라믹 촉매 지지체는 임의의 적합한 내화성 재료, 예를 들어, 코디어라이트, 코디어라이트-α-알루미나, 알루미늄 티타네이트, 규소 티타네이트, 규소 카르바이드, 규소 니트라이드, 지르콘 멀라이트, 스포듀민, 알루미나-실리카-마그네시아, 지르콘 실리케이트, 실리마나이트, 마그네슘 실리케이트, 지르콘, 페탈라이트, α-알루미나, 및 알루미노실리케이트 등으로 제조될 수 있다.
금속성 촉매 지지체는 하나 이상의 금속 또는 금속 합금으로 만들 수 있다. 금속성 촉매 지지체는 임의의 금속성 기재, 예컨대, 채널 벽 내에 개구부 또는 "펀치-아웃(punch-out)"을 갖는 것들을 포함할 수 있다. 금속성 기재 재료의 예는 내열성, 비금속(base-metal) 합금, 예컨대, 철이 실질적이거나 주요 구성요소인 것들을 포함한다. 이러한 합금은 니켈, 크롬 및 알루미늄 중 하나 이상을 함유할 수 있으며, 이들 재료 전체는 각각의 경우에 기재의 중량을 기준으로, 약 15 wt% (중량 퍼센트) 이상의 합금, 예를 들어, 약 10 내지 약 25 wt%의 크롬, 약 1 내지 약 8 wt%의 알루미늄, 및 0 내지 약 20 wt%의 니켈을 포함할 수 있다. 금속성 촉매 지지체의 예는 직선 채널을 갖는 것들; 가스 유동을 방해하고 채널들 사이의 가스 유동의 연통을 개방하기 위해 축방향 채널을 따라 돌출된 블레이드를 갖는 것들; 및 블레이드 및 또한 채널들 사이의 가스 수송을 향상시켜 모놀리스 전체에 걸쳐 방사상 가스 수송을 가능하게 하는 구멍을 갖는 것들을 포함한다. 금속성 촉매 지지체는 예를 들어, 본체의 빠른 가열 및 그에 상응하게 그 안에 코팅된 촉매 조성물의 빠른 가열을 허용하는 특정 실시양태에서, 예컨대, 근접-커플링된 위치에서 유리하게 사용된다.
워시-코트 또는 촉매 금속 구성요소 또는 조성물의 다른 구성요소의 양을 기재할 때, 촉매 기재의 유닛 부피당 구성요소의 중량 유닛을 사용하는 것이 편리하다. 따라서, 유닛, 입방 인치당 그램 ("g/in3") 및 입방 피트당 그램 ("g/ft3")은 기재의 공극 공간의 부피를 포함하여 기재의 부피당 구성요소의 중량을 의미하기 위해 본원에서 사용된다. g/L과 같은 부피 당 다른 중량 유닛이 또한 때때로 사용된다. 일부 실시양태에서, 모놀리식 유동-관통 기재와 같은 촉매 기재 상에 (촉매 금속 및 지지 재료를 포함하는) 촉매 조성물의 총 로딩은 약 0.5 내지 약 6 g/in3, 예를 들어, 약 1 내지 약 5 g/in3의 범위이다. 일부 실시양태에서, 지지체 재료없이 PGM 또는 비금속 구성요소의 총 로딩은 약 0.5 내지 약 200 g/ft3 (예를 들어, 약 10 내지 약 100 g/ft3)의 범위에 있다. 유닛 부피당 이들 중량은 전형적으로 촉매 워시-코트 조성물로 처리 전 및 후에 촉매 기재를 칭량함으로써 계산되며, 처리 공정은 촉매 기재를 고온에서 건조 및 하소시키는 단계를 포함하기 때문에, 이들 중량은 워시-코트 슬러리의 모든 물이 본질적으로 제거되었기 때문에 본질적으로 용매-없는 촉매 코팅을 나타낸다.
본원에 기재된 촉매 및/또는 흡착제 조성물은, 기능적 활성 종을 포함하는 내화성 무기 고체 산화물 다공성 분말과 같은 하나 이상의 지지체 또는 "담체"를 포함할 수 있다.
촉매 및/또는 흡착제 조성물은 바인더, 예를 들어, 지르코닐 아세테이트와 같은 적합한 전구체 또는 지르코닐 니트레이트와 같은 임의의 다른 적합한 지르코늄 전구체로부터 유래되는 ZrO2 바인더를 사용하여 제조될 수 있다. 지르코닐 아세테이트 바인더는, 예를 들어, 촉매가 약 600℃ 이상, 예를 들어 약 800℃ 이상의 고온 및 약 5% 이상의 높은 수증기 환경에 노출되는 경우, 열 노화 후에도 균일하고 온전한 상태를 유지하는 코팅을 제공한다. 다른 적합한 바인더는 알루미나 및 실리카를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 알루미나 바인더는 알루미늄 산화물, 알루미늄 수산화물 및 알루미늄 옥시수산화물을 포함한다. 알루미늄 염 및 콜로이드 형태의 알루미나도 또한 많이 사용된다. 실리카 바인더는 실리케이트 및 콜로이드성 실리카를 포함한 다양한 형태의 SiO2를 포함한다. 바인더 조성물은 지르코니아, 알루미나 및 실리카의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 바인더는 보헤마이트, 감마-알루미나, 또는 델타/세타 알루미나, 및 실리카 졸을 포함한다. 존재하는 경우, 바인더는 전형적으로 총 워시-코트 로딩의 약 1 내지 5 wt%의 양으로 사용된다. 대안적으로, 바인더는 지르코니아계 또는 실리카계, 예를 들어 지르코늄 아세테이트, 지르코니아 졸 또는 실리카 졸일 수 있다. 존재하는 경우, 알루미나 바인더는 전형적으로는 약 0.05 g/in3 내지 약 1 g/in3의 양으로 사용된다.
일부 실시양태에서, 본원에 기재된 촉매 물품은 제1 산화 촉매 조성물 및 제2 산화 촉매 조성물을 포함한다. 일반적으로, 산화 촉매 조성물 (본원에서 "디젤 산화 촉매 (DOC) 조성물"로서 또한 지칭됨)은 내화성 금속 지지체와 같은 지지체 상에 분산된 백금족 금속 (PGM) 구성요소를 포함한다. 산화 촉매 조성물은 탄화수소 (HC) 및 일산화탄소 (CO) 기체 오염물질의 산화를 이산화탄소 및 물로 촉매하여 이들 오염물질을 모두 전환시키기 위해 디젤 엔진의 배기가스를 처리하는 데 유용하다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 촉매 활성 PGM 구성요소 및 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 이들의 조합으로부터 선택된 금속을 포함한다. 개시된 DOC 조성물에 유용한 PGM 구성요소는 PGM을 포함하는 임의의 구성요소를 포함한다. 일부 실시양태에서, PGM 구성요소는 백금, 팔라듐, 루테늄, 로듐, 오스뮴, 이리듐, 금 및 이들의 조합 (즉, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir, Au, 및 이들의 조합)으로부터 선택된 하나 이상의 백금족 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, PGM은 원자가가 0인 금속 형태일 수 있거나, PGM은 산화물 형태일 수 있다. PGM 구성요소는 임의의 원자가 상태에 있는 하나 이상의 PGM을 포함할 수 있다. 따라서, 용어 "백금 (Pt) 구성요소", "로듐 (Rh) 구성요소", "팔라듐 (Pd) 구성요소", "이리듐 (Ir) 구성요소", 및 "루테늄 (Ru) 구성요소" 등은 하소 또는 촉매의 사용시 분해되거나 그렇지 않으면 예를 들어 금속 또는 금속 산화물과 같은 촉매 활성 형태로 전환되는 각자의 백금족 금속 화합물 또는 착물 등을 지칭한다. 일부 실시양태에서, PGM 구성요소는 금속 또는 이의 산화물 (예를 들어, 백금 또는 이의 산화물을 포함하지만, 이에 제한되지 않음)이다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 산화 촉매 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.1 wt% (중량 퍼센트), 약 0.5 wt%, 약 1.0 wt%, 약 1.5 wt% 또는 약 2 wt% 내지 약 3 wt%, 약 5 wt%, 약 7 wt%, 약 9 wt%, 약 10 wt%, 약 12 wt%, 약 15 wt%, 약 16 wt%, 약 17 wt%, 약 18 wt%, 약 19 wt% 또는 약 20 wt%의 범위의 양으로 PGM 구성요소를 포함한다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 이들의 조합으로부터 선택된 금속 구성요소를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 리튬, 소듐, 포타슘, 루비듐 또는 세슘 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 알칼리 토금속은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 또는 바륨 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 리튬, 소듐, 포타슘, 루비듐, 세슘, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 소듐이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 리튬이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 포타슘이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 루비듐이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 세슘이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 금속은 소듐, 및 리튬, 칼륨, 루비듐 또는 세슘 중 하나 이상의 조합이다.
일부 실시양태에서, 알칼리 토금속은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 알칼리 토금속은 마그네슘이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 토금속은 칼슘이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 토금속은 스트론튬이다. 일부 실시양태에서, 알칼리 토금속은 바륨이다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 이들의 조합으로부터 선택된 금속 구성요소를 산화 촉매 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.1 wt%, 약 0.3 wt%, 약 0.5 wt% 또는 약 1.0 wt% 내지 약 1.5 wt%, 약 2.0 wt%, 약 2.5 wt%, 약 3.0 wt%, 3.5 wt% 또는 약 4.0 wt%의 양으로 포함한다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 구리, 철, 크롬, 망간, 코발트, 니켈 및 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상의 추가적인 촉매 활성 금속을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 추가적인 촉매 활성 금속은 망간이다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물의 PGM 구성요소는 지지체 재료 상에 지지된다. PGM 구성요소는 예를 들어 내화성 금속 산화물 및/또는 분자체 상에 지지될 수 있다.
일부 실시양태에서, 촉매 활성 PGM 구성요소가 지지되는 지지체 재료는 내화성 금속 산화물을 포함하며, 이는 가솔린 또는 디젤 엔진 배기가스와 연관된 온도와 같은 고온에서 화학적 및 물리적 안정성을 나타낸다. 예시적인 내화성 금속 산화물은 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 세리아, 프라세오디미아, 및 산화 주석 등을 포함할뿐만 아니라 원자적으로-도핑된 조합 및 활성 알루미나와 같은 고 표면적 또는 활성화된 화합물을 포함한 이들의 물리적 혼합물 또는 화학적 조합을 포함한다.
PGM 구성요소를 지지하는 데 사용하기에 적합할 수 있는 고 표면적 내화성 금속 산화물은 알루미나, 티타니아, 및 지르코니아; 알루미나와 하나 이상의 티타니아, 지르코니아 및 세리아의 혼합물; 및 알루미나 상에 코팅된 세리아 또는 알루미나 상에 코팅된 티타니아를 포함한다. 내화성 금속 산화물은 산화물 또는 혼합된 산화물, 예컨대, 실리카-알루미나, 비정질 또는 결정성일 수 있는 알루미노실리케이트, 알루미나-지르코니아, 알루미나-크로미아 및 알루미나-세리아 등을 함유할 수 있다. 일부 실시양태에서, 내화성 금속 산화물은 감마 알루미나, 실리카-알루미나, 알루미나 상에 코팅된 세리아, 알루미나 상에 코팅된 티타니아, 알루미나 상에 코팅된 지르코니아, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 금속 산화물의 조합, 예컨대, 실리카-알루미나, 세리아-지르코니아, 프라세오디미아-세리아, 알루미나-지르코니아, 알루미나-세리아-지르코니아, 란타나-알루미나, 란타나-지르코니아-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-란타나-알루미나, 바리아-란타나-네오디미아 알루미나 및 알루미나-세리아가 포함된다. 예시적인 알루미나는 대 기공 베마이트, 감마-알루미나, 및 델타/세타 알루미나를 포함한다. 예시적인 공정에서 출발 재료로서 사용되는 유용한 상업용 알루미나는 높은 벌크 밀도 감마-알루미나, 낮은 또는 중간 벌크 밀도 큰 기공 감마-알루미나 및 낮은 벌크 밀도 큰 기공 베마이트 및 감마-알루미나와 같은 활성 알루미나를 포함한다.
"감마 알루미나" 또는 "활성 알루미나"로서 또한 지칭되는 알루미나 지지체 재료와 같은 고 표면적 금속 산화물 지지체는 전형적으로 60 m2/g 초과, 보통은 최대 200 m2/g 또는 그 초과의 BET 표면적을 나타낸다. 예시적인 내화성 금속 산화물은 약 50 내지 약 300 m2/g의 비표면적을 갖는 높은 표면적 γ-알루미나를 포함한다. 이러한 활성화된 알루미나는 통상적으로 알루미나의 감마 상 및 델타 상의 혼합물이지만, 또한 상당한 양의 에타, 카파 및 세타 알루미나 상을 함유할 수 있다. "BET 표면적"은 N2 흡착 측정으로 표면적을 결정하는 브루나우어-에메트-텔러(Brunauer-Emmett-Teller) 방법을 참조하는 일반적인 의미를 갖는다. 달리 언급되지 않는 한, "표면적"은 BET 표면적을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 활성화된 알루미나는 약 60 내지 약 350 m2/g, 예를 들어, 약 90 내지 약 250 m2/g의 비표면적을 갖는다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 산화 촉매 조성물에 유용한 내화성 금속 산화물 지지체는 도핑된 알루미나 재료, 예를 들어 Si-도핑된 알루미나 재료 (1 내지 10 wt.%의 SiO2-도핑된 Al2O3를 포함하지만 이에 제한되지 않음), 도핑된 티타니아 재료, 예를 들어 Si-도핑된 티타니아 재료 (1 내지 10 wt.%의 SiO2-도핑된 TiO2를 포함하지만 이에 제한되지 않음) 또는 도핑된 지르코니아 재료, 예를 들어 Si-도핑된 ZrO2 (5 내지 30 wt.%의 SiO2-도핑된 ZrO2를 포함하지만 이에 제한되지 않음)이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 금속 산화물 지지체는 1 wt.%의 SiO2-도핑된 Al2O3 또는 8 내지 14 wt.%의 SiO2-도핑된 TiO2이다.
일부 실시양태에서, 내화성 금속 산화물 지지체는 란탄, 바륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘, 니오븀, 하프늄, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 에르븀, 이테르븀, 주석, 아연 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 추가적인 염기성 금속 산화물 재료로 도핑될 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속 산화물 도펀트는 란탄 산화물, 바륨 산화물, 스트론튬 산화물, 칼슘 산화물, 마그네슘 산화물 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속 산화물 도펀트는 산화 촉매 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 1 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다. 이론에 얽매이기를 바라지는 않지만, 도펀트 산화물 재료는 내화성 금속 산화물 지지체의 고온 안정성을 개선하는 역할을 하거나 NO2, SO2 및/또는 SO3와 같은 산성 가스에 대한 흡착제로서의 기능을 할 수 있다.
도펀트 금속 산화물은 예를 들어, 초기 습식 함침 기법을 사용하거나 콜로이드 혼합 산화물 입자를 사용하여 도입될 수 있다. 일부 실시양태에서, 도펀트 금속 산화물은 콜로이드성 바리아-알루미나, 바리아-지르코니아, 바리아-티타니아, 지르코니아-알루미나, 바리아-지르코니아-알루미나, 란타나-지르코니아, 및 이들의 혼합물 등으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물 중 내화성 금속 산화물 또는 내화성 혼합 금속 산화물은 알루미나, 지르코니아, 실리카, 티타니아, 세리아, 및 이들의 혼합물, 예를 들어 벌크 세리아, 망간 산화물, 지르코니아-알루미나, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 란타나-알루미나, 바리아-알루미나, 실리카, 실리카-알루미나 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 이러한 내화성 금속 산화물은 바리아-알루미나, 바리아-지르코니아, 바리아-티타니아, 지르코니아-알루미나, 바리아-지르코니아-알루미나, 및 란타나-지르코니아 등과 같은 비금속 산화물로 추가로 도핑될 수 있다. 일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 세리아, 알루미나 및 지르코니아 또는 이들의 도핑된 조성물을 포함할 수 있다.
산화 촉매 조성물은 위에 명명된 내화성 금속 산화물 중 임의의 것을 임의의 양으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 내화성 금속 산화물은 산화 촉매 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 약 15 wt%, 약 20 wt%, 약 25 wt%, 약 30 wt% 또는 약 35 wt% 내지 약 50 wt%, 약 55 wt%, 약 60 wt%, 약 65 wt% 또는 약 70 wt%의 범위의 양으로 산화 촉매 조성물에 존재할 수 있다. 산화 촉매 조성물은 예를 들어 약 10 내지 약 99 wt%의 알루미나, 약 15 내지 약 95 wt%의 알루미나 또는 약 20 내지 약 85 wt%의 알루미나를 포함할 수 있다.
PGM 구성요소는 예를 들어 그 위에 가용성 전구체 (예를 들어, 팔라듐 니트레이트)를 분산시킴으로써 내화성 금속 산화물 지지체 상에 분산될 수 있다. 대안적으로, PGM 구성요소는 지지체 상에 분산되는 것과 대조적으로, 1 내지 15 나노미터 이하의 직경만큼 작은 미세 입자의 형태와 같은 미립자 형태로 조성물에 제공될 수 있다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물은 탄화수소의 흡착을 위한 하나 이상의 탄화수소 (HC) 저장 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 임의의 알려진 HC 저장 재료, 예를 들어 제올라이트 또는 제올라이트-유사 재료와 같은 미세-다공성 재료가 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 탄화수소 저장 재료는 제올라이트이다. 제올라이트는 파우자사이트, 캐버자이트, 클리놉틸로라이트, 모데나이트, 실리카라이트, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 초안정성 제올라이트 Y, ZSM-5 제올라이트, 오프레타이트, 베타 제올라이트 또는 이들의 혼합물과 같은 천연 또는 합성 제올라이트일 수 있다. 일부 실시양태에서, 제올라이트 흡착제 재료는 예를 들어 약 25:1 이상 또는 약 50:1 이상의 실리카 대 알루미나 몰비와 같은 높은 실리카 대 알루미나 비를 갖는다. 일부 실시양태에서, 실리카 대 알루미나 몰비는 약 25:1 내지 약 1000:1, 약 50:1 내지 약 500:1, 또는 약 25:1 내지 약 300:1의 범위이다. 바람직한 제올라이트는 ZSM-5, Y 및 베타 제올라이트를 포함한다. 특히 바람직한 흡착제는 그의 전문이 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제6,171,556호에 개시되어 있는 유형의 베타 제올라이트를 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 제올라이트 또는 다른 HC 저장 구성요소는 전형적으로는 약 0.05 g/in3 내지 약 1 g/in3의 양으로 사용된다.
일부 실시양태에서, 본원에 기재된 촉매 물품은 기재의 제1 산화 영역의 각각의 통로의 적어도 일부를 코팅하는 제1 산화 촉매 조성물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 산화 촉매 조성물은 비교적 높은 산화 활성을 제공하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 제1 촉매 조성물은 하나 이상의 백금족 금속 (PGM) 구성요소, 및 하나 이상의 PGM 구성요소가 지지되는 제1 지지체 재료를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 산화 촉매 조성물은 백금을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 촉매 조성물은 백금 및 팔라듐을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 산화 촉매 조성물 중 Pt:Pd의 중량비는 약 1:0 내지 약 1:1, 예를 들어, 약 4:1 내지 약 2:1의 범위이다. 일부 실시양태에서, 제1 산화 촉매 조성물 중 PGM의 총량은 약 0.5 내지 약 200 g/ft3, 예를 들어, 약 5 내지 150 g/ft3, 또는 약 10 내지 100 g/ft3의 범위이다.
일부 실시양태에서, 본원에 기재된 촉매 물품은 기재의 제2 산화 영역의 각각의 통로의 적어도 일부를 코팅하는 제2 산화 촉매 조성물을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 제2 산화 촉매 조성물은 기재의 제2 산화 영역이 기재의 제1 산화 영역보다 더 낮은 산화 활성을 제공하도록 제1 촉매 조성물보다 더 낮은 산화 활성을 제공하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 조성물은 하나 이상의 백금족 금속 (PGM) 구성요소, 및 하나 이상의 PGM 구성요소가 지지되는 제2 지지체 재료를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제2 산화 촉매 조성물은 백금 및 팔라듐을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제2 산화 촉매 조성물에는 백금이 실질적으로 없다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 조성물 중 Pt:Pd의 중량비는 약 0:1 내지 약 4:1, 예를 들어, 약 0:1 내지 약 1:1, 또는 약 0:1 내지 약 1:4의 범위이다. 일부 실시양태에서, 제2 산화 촉매 조성물 중 PGM의 총량은 약 0.5 내지 약 200 g/ft3, 예를 들어 약 5 내지 150 g/ft3, 또는 약 10 내지 60 g/ft3의 범위이다. 일부 실시양태에서, 제1 촉매 조성물에서 g/ft3로 측정된 백금의 양은 제2 촉매 조성물에서의 백금의 양보다 더 많다. 일부 실시양태에서, 제1 산화 촉매 조성물에서의 Pt:Pd의 중량비는 제2 산화 촉매 조성물에서의 Pt:Pd의 중량비보다 더 크다.
일부 실시양태에서, 산화 촉매 조성물을 제조하는 단계는 다공성 지지체 (예를 들어, 미립자 형태의 내화성 산화물 지지체 재료, 예를 들어, 미립자 알루미나)를 PGM 또는 비금속 용액으로 함침시키는 것을 포함한다. 다중 금속 구성요소 (예를 들어, 백금 및 팔라듐)은 동시에 또는 별도로 함침시킬 수 있으며, 초기 습식 기법을 사용하여 동일한 지지체 입자 또는 별도의 지지체 입자 상에 함침시킬 수 있다. 지지 입자를 전형적으로는 모든 용액을 실질적으로 흡수하기에 충분할 정도로 건조하여 습윤 고체를 형성한다. 팔라듐 또는 백금 니트레이트, 테트라-암민 팔라듐 또는 백금 니트레이트, 테트라-암민 팔라듐 또는 백금 아세테이트, 구리 (II) 니트레이트, 망간 (II) 니트레이트 및 세릭 암모늄 니트레이트와 같은 금속 구성요소의 수용성 화합물 또는 착물의 수용액이 전형적으로 사용된다. 특정 실시양태에서, 콜로이드성 백금이 본원에 기재된 촉매 조성물의 실시양태에서 사용될 수 있다. 금속 용액으로 지지체 입자의 처리 후, 입자를 예를 들어 일정 기간(예를 들어, 1 내지 3시간) 동안 상승된 온도 (예를 들어, 100 내지 150℃에서 열처리함에 의해 입자를 건조시키고, 그 다음 금속 구성요소를 보다 촉매적 활성 형태로 전환시키기 위해 하소시켰다. 예시적인 하소 공정은 공기 중 약 400 내지 550℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 열처리하는 것을 포함한다. 상기 공정은 목적하는 수준의 함침에 도달하기 위해 필요에 따라 반복될 수 있다. 생성된 재료는 건조 분말 또는 슬러리 형태로 저장될 수 있다.
도 10은 본원에 기재된 방법에 따라 코팅된 예시적인 촉매 지지체 (910)를 묘사한다. 본체 (910)는 임의의 형상 또는 크기일 수 있는 다중 산화 영역 또는 구역을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 산화 영역은 원형 중심 영역을 포함하고 제2 영역은 제1 영역에 동심인 환형 외부 영역을 포함하나; 영역은 도 10에 일반적으로 도시된 바와 같이 원형 또는 동심원의 제1 중심 영역 및 외부 환형 제2 영역으로 제한되지 않는다. 추가적으로, 일부 실시양태에서, 본체 (910)는 예를 들어 전방 반사상 구역 (902), 전방 주변 구역 (904), 및 후방 구역 (906)과 같은 전방 및 후방 구역을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시양태에서, 하나의 영역은 그에 따라 설계된 커버 어셈블리에 의해 수용되는 파이 쐐기 형상 또는 다른 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 다양한 영역을 정의하는 통로의 서브세트의 형상 또는 구성은 또한 제한되는 것을 의미하지 않는다. 예를 들어, 영역은 현, 반원, 또는 당업계에 알려진 다른 형상으로 구성될 수 있다. 주어진 영역의 산화 활성 수준 및 제2 영역과 비교한 제1 영역 내의 통로의 수는 촉매 물품의 전체 산화 활성에 영향을 미치는 인자이다.
일부 실시양태에서, 제1 영역은 기재에서의 복수의 통로의 약 10 내지 70, 또는 약 30 내지 60, 또는 약 25 내지 40%를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 영역은 기재에서의 복수의 통로의 약 30 내지 90, 또는 약 40 내지 70, 또는 약 60 내지 75%를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 영역의 통로 수 대 제2 영역의 통로 수의 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 또는 약 20:80 내지 약 80:20, 또는 약 30:70 내지 약 70:30의 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 영역에서 촉매 조성물(들)에 의해 코팅된 촉매 지지체의 표면적 대 제2 영역에서 촉매 조성물(들)에 의해 코팅된 기재의 표면적의 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 또는 약 20:80 내지 약 80:20, 또는 약 30:70 내지 약 70:30의 범위일 수 있다. 상이한 산화 영역 각각에 의해 정의된 기재의 비율은 촉매 물품을 떠나는 가스의 NO2/NOx 비율에 영향을 미칠 수 있다.
각각의 영역을 정의하는 통로의 서브세트의 각각의 통로의 적어도 일부는 촉매 조성물로 코팅될 수 있다. 상이한 촉매 조성물을 사용하여 촉매 지지체의 각각의 영역을 코팅할 수 있다. 일부 실시양태에서, 동일한 촉매 조성물이 촉매 코팅층으로서 촉매 지지체의 하나 초과의 영역에 적용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 각각의 통로의 전체 축방향 길이, 즉, 촉매 지지체의 유입구 단부로부터 유출구 단부까지의 길이는 촉매 조성물로 코팅될 수 있다. 일부 실시양태에서, 각각의 통로의 축방향 길이의 일부만이 촉매 조성물로 코팅될 수 있다. 일부 실시양태에서, 각각의 통로의 축방향 길이는 2개 이상의 촉매 조성물로 측방향 구역-코팅될 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 영역에는 촉매 코팅이 없고/없거나 PGM계 촉매 코팅이 없을 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시양태에서, 제1 산화 촉매 조성물은 기재의 제1 영역의 각각의 통로의 적어도 일부를 코팅한다. 일부 실시양태에서, 제1 촉매 조성물은 고 산화 촉매 조성물이며, 이는 제1 촉매 조성물과 접촉하는 배기 가스가 유입구 가스 스트림에 존재하는 탄화수소 및 일산화탄소의 높은 수준의 산화를 겪는다는 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, 제1 촉매 조성물은 제1 산화 영역을 정의하는 통로의 제1 서브세트 또는 이의 구역화된 부분의 통로 각각에서 단독 PGM-함유 촉매 층으로서 위치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 촉매 조성물은 제1 산화 영역을 정의하는 통로의 제1 서브세트 또는 이의 구역화된 부분의 통로 각각에서 상부, 하부 또는 중간 PGM-함유 촉매 층으로서 위치될 수 있다. 제1 촉매 조성물은 제1 산화 영역에서 기재의 유입구 측으로 유동하는 배기 가스가 제1 촉매 조성물과 접촉하도록 위치된다.
일부 실시양태에서, 제2 산화 촉매 조성물은 기재의 제2 영역의 각각의 통로의 적어도 일부를 코팅한다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 조성물은 산화 활성의 관점에서 제1 산화 촉매 조성물과 비교하여 낮은 산화 촉매 조성물이다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 조성물은 제2 산화 영역을 정의하는 통로의 제2 서브세트 또는 이의 구역화된 부분의 통로 각각에서 단독 PGM-함유 촉매 층으로서 제2 산화 영역에 위치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 촉매 조성물은 제2 산화 영역을 정의하는 통로의 제2 서브세트 또는 이의 구역화된 부분의 통로 각각에서 상부, 하부 또는 중간 PGM-함유 촉매 층으로서 위치될 수 있다. 제2 촉매 조성물은 제2 산화 영역에서 기재의 유입구 측으로 유동하는 배기 가스가 제2 촉매 조성물과 접촉하게 되도록 위치된다.
본 개시내용의 일부 실시양태에서, 제1 산화 영역 (즉, 높은 산화 영역)에서 Pt:Pd의 총 중량비는 약 1:0 내지 약 1:1, 예를 들어 약 4:1 내지 약 2:1의 범위이다. 제1 산화 영역에서 PGM의 총량은 약 0.5 내지 약 200 g/ft3, 약 5 내지 150 g/ft3, 또는 약 10 내지 100 g/ft3일 수 있다. 제2 산화 영역 (즉, 낮은 산화 영역)에서 Pt:Pd의 총 중량비는 약 0:1 내지 약 1:0, 또는 약 0:1 내지 약 4:1일 수 있다. 제2 산화 영역에서 PGM의 총량은 약 0.5 내지 약 200 g/ft3, 약 5 내지 150 g/ft3, 또는 약 10 내지 100 g/ft3일 수 있다. 총 중량비 및 총량은 단독 촉매 조성물 또는 다중 촉매 조성물이 각각의 영역의 통로에 적용되는지 여부에 관계없이 각각의 영역에서 PGM의 총 건조 중량을 기준으로 한다.
도 2는 방사상-구역화된 산화 영역이 있거나 없는 DOC의 엔진 테스트로부터 DOC 배출구에서의 NO2:NOX 비율을 도시한다. 방사상-코팅이 없는 기존 DOC 설계 ("엔진에 대한 참조")의 경우, NO2:NOX 비율은 200℃ 내지 300℃ 사이의 온도 범위에서 빠르게 라이트-오프되고, 300℃ 내지 400℃ 사이의 온도 범위에서 열역학적 한계에 도달한다. 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른 방사상 코팅된 설계 ("엔진 상의 HGA2")의 경우, NO2:NOX 비는 급격한 라이트-오프 곡선 없이 200℃ 내지 300℃ 사이의 온도 범위에서 점진적으로 증가하며, 300℃ 내지 400℃ 사이의 온도 범위에서 안정화된다.
일부 실시양태에서, 본 개시내용에 따라 제조된 촉매 물품은 예를 들어 디젤 엔진으로부터의 배기 가스 스트림을 처리하기 위한 배기 가스 처리 시스템과 같은 배기 가스 처리 시스템에 제공될 수 있다. 일부 실시양태에서, 배기 가스 처리 시스템은 선택적 촉매 환원 (SCR) 촉매 (예를 들어, 제올라이트-기반 SCR 촉매), 그을음 필터, 암모니아 산화 (AMOx) 촉매, 희박-NOX 트랩 (LNT), 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 추가적인 촉매 물품을 추가로 포함할 수 있다.
예시적인 실시양태:
본 개시내용에 따른 일부 실시양태는 제한 없이 다음을 포함한다:
실시양태 1. 촉매 지지체를 코팅하는 방법으로서,
다음을 포함하는 팬을 통해 촉매 슬러리를 제공하는 단계:
슬러리를 수용하도록 구성된 저장소;
촉매 지지체를 수용하도록 구성된 밀봉 커버; 및
커버를 팬에 커플링되도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드;
촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계;
촉매 지지체의 개방 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계;
입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 2. 촉매 지지체를 코팅하는 방법으로서,
슬러리 팬을 통해 촉매 슬러리를 제공하는 단계;
복수의 스프링-로딩된 로드를 통해 슬러리 팬에 밀봉 커버를 커플링하는 단계이되, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 수용하고 이의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되는, 단계;
촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계;
촉매 지지체의 개방 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계;
입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 3. 촉매 지지체를 코팅하는 방법으로서,
촉매 지지체와 인터페이스하도록 구성된 클램핑 기구에 밀봉 커버를 커플링하는 단계이되, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 수용하고 이의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되고, 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 단계;
촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계;
촉매 지지체의 개방 입력 단부를 슬러리 팬 내의 촉매 슬러리에 도입하는 단계;
입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 4. 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 촉매 지지체가 팬에 대해 약 180도 회전되는 것인, 방법.
실시양태 5. 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 커버가 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레 가장자리 중 하나 이상에 대해 밀봉하도록 구성된 불투과성 밀봉 표면을 포함하는 것인, 방법.
실시양태 6. 실시양태 5에 있어서, 커버가 면의 방사상 부분을 통한 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 추가로 구성되는 것인, 방법.
실시양태 7. 실시양태 6에 있어서, 커버가 면의 외부 링 영역을 통한 촉매 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성되는 것인, 방법.
실시양태 8. 실시양태 5에 있어서, 커버의 배향이 팬에 대해 조정가능한 것인, 방법.
실시양태 9. 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 촉매 지지체를 커버에 도입하는 단계가 촉매 지지체를 커버로 눌러 그 사이에 밀봉을 생성하도록 구성된 클램핑 기구를 통해 촉매 지지체를 수송하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 10. 실시양태 1 내지 실시양태 9 중 어느 하나에 있어서, 촉매 지지체의 개방 입력 단부를 촉매 슬러리로 도입하는 단계가 촉매 지지체에 대해 밀봉력을 제공하기 위해 스프링-로딩된 로드를 압축하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 11. 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 향하게 하는 단계가 촉매 지지체의 입력 단부 및 촉매 지지체의 출력 단부 사이에 압력차를 적용하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 12. 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계가 커버로부터 촉매 지지체를 분리하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 13. 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 촉매 지지체를 회전시키는 단계가 회전 기구를 통해 촉매 지지체에 고정된 클램핑 기구를 통해 수행되는 것인, 방법.
실시양태 14. 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계가 공기의 유동을 개방 입력 단부로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 15. 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,
촉매 지지체의 상이한 부분을 밀봉하도록 구성된 제2 밀봉 커버에 촉매 지지체를 도입하는 단계;
촉매 지지체의 개방 출력 단부 또는 개방 입력 단부를 제2 촉매 슬러리에 도입하는 단계
일정 양의 제2 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 제2 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
제2 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시양태 16. 슬러리 팬 및 클램핑 기구를 포함하는 코팅 스테이션으로 촉매 지지체의 방사상 코팅을 가능하게 하는 장치로서,
촉매 지지체를 해제가능하게 유지하고, 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레에 대해 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및
밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 장치.
실시양태 17. 슬러리 팬 및 클램핑 기구를 포함하는 코팅 스테이션으로 촉매 지지체의 방사상 코팅을 가능하게 하는 장치로서,
촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레를 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및
슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드이되, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 해제가능하게 유지하도록 구성된 클램핑 기구에 커플링되도록 구성되는, 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 장치.
실시양태 18. 실시양태 16 또는 17에 있어서, 밀봉 커버가 촉매 지지체의 면의 방사상 부분을 통한 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성되는, 장치.
실시양태 19. 실시양태 18에 있어서, 밀봉 커버가 면의 외부 링 영역을 통한 촉매 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성되는, 장치.
실시양태 20. 실시양태 16 또는 17에 있어서, 클램핑 기구에 커플링되고 촉매 지지체를 180도 회전시키도록 구성된 회전 기구를 추가로 포함하는, 장치.
실시양태 21. 실시양태 20에 있어서, 회전 기구에 커플링되고 촉매 지지체의 회전을 구동하도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 장치.
실시양태 22. 촉매 지지체의 내부 표면적의 적어도 일부에 촉매 조성물을 적용하기 위한 코팅 스테이션으로서,
촉매 슬러리가 위치할 수 있는 슬러리 팬을 포함하는 플랫폼;
촉매 지지체를 해제가능하게 잡고 슬러리 팬에 대한 상대 운동을 제공하도록 구성된 클램핑 기구;
촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레를 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및
슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 코팅 스테이션.
실시양태 23. 실시양태 22에 있어서, 밀봉 커버가 면의 일부 및 그로부터 연장되는 임의의 축방향 통로와의 접촉을 방지하도록 추가로 구성되는, 코팅 스테이션.
실시양태 24. 실시양태 22에 있어서, 밀봉 커버가 클램핑 기구에 해제가능하게 커플링되도록 구성되는, 코팅 스테이션.
실시양태 25. 실시양태 22에 있어서, 클램핑 기구에 해제가능하게 커플링되도록 또한 구성된 제2 밀봉 커버를 추가로 포함하고, 밀봉 커버가 촉매 지지체의 면에 상이한 밀봉 구성을 제공하도록 상호교환가능한, 코팅 스테이션.
실시양태 26. 실시양태 22에 있어서, 복수의 스프링-로딩된 로드가 밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하도록 구성되는, 코팅 스테이션.
실시양태 27. 실시양태 22에 있어서, 클램핑 기구가 촉매 지지체의 개방 단부를 슬러리 팬에 침지하고 또한 그로부터 이를 제거하기 위해 촉매 지지체에 수직 이동을 제공하도록 추가로 구성되는, 코팅 스테이션.
실시양태 28. 실시양태 22에 있어서, 클램핑 기구에 커플링되고 촉매 지지체를 180도 회전시키도록 구성된 회전 기구를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
실시양태 29. 실시양태 28에 있어서, 회전 기구에 커플링되고 촉매 지지체의 회전을 구동하도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
실시양태 30. 실시양태 22에 있어서, 촉매 지지체의 상부 개방된 단부, 클램핑 기구의 상부 표면 또는 플랫폼의 상부 표면 중 하나 이상과 밀봉 접촉하여 후드에 의해 둘러싸인 체적에 압력을 가하도록 구성된 이동식 후드를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
실시양태 31. 실시양태 22에 있어서,
제2 촉매 슬러리가 위치할 수 있는 제2 슬러리 팬을 포함하는 제2 플랫폼;
제2 촉매 슬러리, 및 촉매 지지체의 외부 표면 및 면의 일부 및 그로부터 연장되는 임의의 축방향 통로 둘 모두 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면의 상이한 부분에 대해 밀봉하도록 구성된 제2 밀봉 커버를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
실시양태 32. 실시양태 16 또는 17에 있어서, 코팅 스테이션이 종래의 코팅 스테이션인, 장치.
이제 본 발명의 일부 예시적인 실시양태를 설명하였으며, 전술한 것은 단지 예시적일 뿐이고 제한적이지 않으며, 단지 예시적인 방법에 의해 제시되었음이 당업자에게 명백해야 한다. 수많은 변형 및 다른 실시양태가 당업자의 범주 내에 있고 본 개시내용의 범주 내에 속하는 것으로서 고려된다. 특히, 본원에 제시된 많은 실시예가 방법 동작 또는 시스템 요소의 구체적인 조합을 포함하지만, 이들 동작 및 이들 요소는 동일한 목적을 달성하기 위해 다른 방식으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다.
더욱이, 당업자는 본원에 기재된 매개변수 및 구성이 예시적이며 실제 매개변수 및/또는 구성이 본 발명의 시스템 및 기술이 사용되는 구체적인 애플리케이션에 의존할 것임을 인식해야 한다. 당업자는 또한 일상적인 실험만을 사용하여 본 발명의 구체적인 실시양태와 등가물을 인식하거나 확인할 수 있어야 한다. 따라서, 본원에 기재된 실시양태는 단지 예로서 제시되며, 첨부된 청구범위 및 그에 등가물의 범주 내에서; 본 발명은 구체적으로 기재된 것과는 다르게 실시될 수 있다.
본원에 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한하는 것으로서 간주되어서는 안 된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "복수"는 2개 이상의 항목 또는 구성요소를 지칭한다. "포함하는", "베롯한", "운반하는", "가지는", "함유하는" 및 "포함하는(involving)"이라는 용어는 서면 설명 또는 청구범위 등에서와 상관없이 개방형 용어이며, 즉, " 포함하나, 이에 제한되지 않는"을 의미한다. 따라서, 이러한 용어의 사용은 이후에 열거된 항목 및 이의 등가물뿐만 아니라 추가적인 항목을 포괄하는 것을 의미한다. "이로 이루어지는" 및 "본질적으로 이로 이루어지는"이라는 이행 어구만이 임의의 청구범위와 관련하여 각자 폐쇄형 또는 반-폐쇄형 이행 어구이다. 청구범위 요소를 변형하기 위한 클레임에서의 "제1", "제2", 및 "제3" 등과 같은 서수 용어의 사용은 그 자체로 다른 청구범위 요소에 대한 하나의 청구범위 요소의 임의의 우선순위, 선행 또는 순서, 또한 방법의 동작이 수행되는 시간적 순서를 암시하지 않지만, 특정 명칭을 갖는 하나의 청구범위 요소를 동일한 명칭을 갖는 (그러나 서수 용어를 사용하는 경우) 다른 요소와 구별하여 청구범위 요소를 구별하기 위한 레이블로서만 사용된다.

Claims (31)

  1. 촉매 지지체를 코팅하는 방법으로서,
    다음을 포함하는 팬을 통해 촉매 슬러리를 제공하는 단계:
    슬러리를 수용하도록 구성된 저장소;
    상기 촉매 지지체를 수용하도록 구성된 밀봉 커버; 및
    상기 커버를 팬에 커플링되도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드;
    상기 촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계;
    상기 촉매 지지체의 개방 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계;
    상기 입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
    상기 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
    상기 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  2. 촉매 지지체를 코팅하는 방법으로서,
    슬러리 팬을 통해 촉매 슬러리를 제공하는 단계;
    복수의 스프링-로딩된 로드를 통해 상기 슬러리 팬에 밀봉 커버를 커플링하는 단계이되, 여기서 상기 밀봉 커버는 촉매 지지체를 수용하고 이의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되는, 단계;
    상기 촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계;
    상기 촉매 지지체의 개방 입력 단부를 촉매 슬러리에 도입하는 단계;
    상기 입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
    상기 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
    상기 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  3. 촉매 지지체를 코팅하는 방법으로서,
    상기 촉매 지지체와 인터페이스하도록 구성된 클램핑 기구에 밀봉 커버를 커플링하는 단계이되, 여기서 상기 밀봉 커버는 촉매 지지체를 수용하고 이의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되고, 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 단계;
    상기 촉매 지지체를 밀봉 커버에 도입하는 단계;
    상기 촉매 지지체의 개방 입력 단부를 슬러리 팬 내의 촉매 슬러리에 도입하는 단계;
    상기 입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
    상기 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
    상기 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 지지체가 팬에 대해 약 180도 회전되는 것인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버가 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레 가장자리 중 하나 이상에 대해 밀봉하도록 구성된 불투과성 밀봉 표면을 포함하는 것인, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 커버가 면의 방사상 부분을 통한 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 추가로 구성되는 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 커버가 면의 외부 링 영역을 통한 촉매 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성되는 것인, 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 커버의 배향이 팬에 대해 조정가능한 것인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 지지체를 커버에 도입하는 단계가 촉매 지지체를 커버로 눌러 그 사이에 밀봉을 생성하도록 구성된 클램핑 기구를 통해 촉매 지지체를 수송하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 지지체의 개방 입력 단부를 촉매 슬러리로 도입하는 단계가 촉매 지지체에 대해 밀봉력을 제공하기 위해 스프링-로딩된 로드를 압축하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 단부를 통해 일정 양의 촉매 슬러리를 향하게 하는 단계가 촉매 지지체의 입력 단부 및 촉매 지지체의 출력 단부 사이에 압력차를 적용하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계가 커버로부터 촉매 지지체를 분리하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 지지체를 회전시키는 단계가 회전 기구를 통해 촉매 지지체에 고정된 클램핑 기구를 통해 수행되는 것인, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 출력 단부 쪽으로 향하게 하는 단계가 공기의 유동을 개방 입력 단부로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 지지체의 상이한 부분을 밀봉하도록 구성된 제2 밀봉 커버에 촉매 지지체를 도입하는 단계;
    상기 촉매 지지체의 개방 출력 단부 또는 개방 입력 단부를 제2 촉매 슬러리에 도입하는 단계
    일정 양의 제2 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 제2 내부 부분으로 향하게 하는 단계;
    상기 제2 촉매 슬러리로부터 촉매 지지체를 제거하는 단계;
    상기 팬에 대해 촉매 지지체를 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매 지지체 내의 촉매 슬러리를 촉매 지지체의 개방 단부 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  16. 슬러리 팬 및 클램핑 기구를 포함하는 코팅 스테이션으로 촉매 지지체의 방사상 코팅을 가능하게 하는 장치로서,
    상기 촉매 지지체를 해제가능하게 유지하고, 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레에 대해 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및
    상기 밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 장치.
  17. 슬러리 팬 및 클램핑 기구를 포함하는 코팅 스테이션으로 촉매 지지체의 방사상 코팅을 가능하게 하는 장치로서,
    상기 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레를 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및
    상기 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드이되, 여기서 밀봉 커버는 촉매 지지체를 해제가능하게 유지하도록 구성된 클램핑 기구에 커플링되도록 구성되는, 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 밀봉 커버가 촉매 지지체의 면의 방사상 부분을 통한 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성되는, 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 밀봉 커버가 면의 외부 링 영역을 통한 촉매 슬러리의 축방향 유동을 방지하도록 구성되는, 장치.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 클램핑 기구에 커플링되고 촉매 지지체를 180도 회전시키도록 구성된 회전 기구를 추가로 포함하는, 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 회전 기구에 커플링되고 촉매 지지체의 회전을 구동하도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 장치.
  22. 촉매 지지체의 내부 표면적의 적어도 일부에 촉매 조성물을 적용하기 위한 코팅 스테이션으로서,
    촉매 슬러리가 위치할 수 있는 슬러리 팬을 포함하는 플랫폼;
    촉매 지지체를 해제가능하게 잡고 슬러리 팬에 대한 상대 운동을 제공하도록 구성된 클램핑 기구;
    상기 촉매 지지체의 외부 표면 및 촉매 슬러리 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면 또는 둘레를 밀봉하도록 구성된 밀봉 커버; 및
    상기 슬러리 팬과 인터페이스하도록 구성된 복수의 스프링-로딩된 로드를 포함하는, 코팅 스테이션.
  23. 제22항에 있어서, 상기 밀봉 커버가 면의 일부 및 그로부터 연장되는 임의의 축방향 통로와의 접촉을 방지하도록 추가로 구성되는, 코팅 스테이션.
  24. 제22항에 있어서, 상기 밀봉 커버가 클램핑 기구에 해제가능하게 커플링되도록 구성되는, 코팅 스테이션.
  25. 제22항에 있어서, 상기 클램핑 기구에 해제가능하게 커플링되도록 또한 구성된 제2 밀봉 커버를 추가로 포함하고, 상기 밀봉 커버가 촉매 지지체의 면에 상이한 밀봉 구성을 제공하도록 상호교환가능한, 코팅 스테이션.
  26. 제22항에 있어서, 상기 복수의 스프링-로딩된 로드가 밀봉 커버를 슬러리 팬에 커플링하도록 구성되는, 코팅 스테이션.
  27. 제22항에 있어서, 상기 클램핑 기구가 촉매 지지체의 개방 단부를 슬러리 팬에 침지하고 또한 그로부터 이를 제거하기 위해 촉매 지지체에 수직 이동을 제공하도록 추가로 구성되는, 코팅 스테이션.
  28. 제22항에 있어서, 상기 클램핑 기구에 커플링되고 촉매 지지체를 180도 회전시키도록 구성된 회전 기구를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
  29. 제28항에 있어서, 상기 회전 기구에 커플링되고 촉매 지지체의 회전을 구동하도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
  30. 제22항에 있어서, 상기 촉매 지지체의 상부 개방된 단부, 클램핑 기구의 상부 표면 또는 플랫폼의 상부 표면 중 하나 이상과 밀봉 접촉하여 후드에 의해 둘러싸인 체적에 압력을 가하도록 구성된 이동식 후드를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
  31. 제22항에 있어서,
    제2 촉매 슬러리가 위치할 수 있는 제2 슬러리 팬을 포함하는 제2 플랫폼;
    상기 제2 촉매 슬러리, 및 촉매 지지체의 외부 표면 및 면의 일부 및 그로부터 연장되는 임의의 축방향 통로 둘 모두 사이의 접촉을 방지하기 위해 촉매 지지체의 입력 단부의 면의 상이한 부분에 대해 밀봉하도록 구성된 제2 밀봉 커버를 추가로 포함하는, 코팅 스테이션.
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