NL7905722A - Werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor katalysatoren ter beheersing van emissies van koolmonoxide. - Google Patents
Werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor katalysatoren ter beheersing van emissies van koolmonoxide. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7905722A NL7905722A NL7905722A NL7905722A NL7905722A NL 7905722 A NL7905722 A NL 7905722A NL 7905722 A NL7905722 A NL 7905722A NL 7905722 A NL7905722 A NL 7905722A NL 7905722 A NL7905722 A NL 7905722A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- process according
- alumina
- amount
- temperature
- weight
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 229940105329 carboxymethylcellulose Drugs 0.000 claims 2
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- JGDFBJMWFLXCLJ-UHFFFAOYSA-N copper chromite Chemical compound [Cu]=O.[Cu]=O.O=[Cr]O[Cr]=O JGDFBJMWFLXCLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000486661 Ceramica Species 0.000 description 1
- 241000640882 Condea Species 0.000 description 1
- 241001360160 Euthalia khama Species 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 aluminum silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation 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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S502/00—Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
- Y10S502/506—Method of making inorganic composition utilizing organic compound, except formic, acetic, or oxalic acid or salt thereof
- Y10S502/507—Synthetic resin, natural resin, polysaccaride, or polypeptide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
/ * ΙΓ-.Ο. 28.033
Centro Ricerche Fiat S.p.A. te Orbassano (Turijn), Italië.
Werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor katalysatoren ter beheersing van emissies van koolmonoxide.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor een katalysator die in het bijzonder geschikt is voor de beheersing van emissies van koolmonoxide.
Zoals bekend wordt koolmonoxide gevormd indien organische 5 stoffen aan een onvolledige verbranding worden onderworpen. De hoeveelheden koolmonoxide in de verbrandingsgassen kunnen aanzienlijk worden verminderd door de gassen door een gesdikt katalysatorbed te leiden. Het katalysatorsysteem bestaat in het algemeen uit een katalysator zoals platina, palladium, koperchromiet of nikkeloxide, 10 die op het oppervlak van materiaal met een grote oppervlakte zoals < de overgangs-aluminiumtrioxiden is gebracht. Het geschikte materiaal met een grote oppervlakte kan als zodanig worden gebruikt, in het ] algemeen in de vorm van granulaten. In het algemeen bestaat op het gebied van voor katalysatoren geschikte dragers ter beheersing van : 15 emissies van koolmonoxide echter de neiging het geschikte materiaal met een grote oppervlakte op een monoliet met honingraatstructuur te brengen.
In dit verband wordt verwezen naar "Multicellular ceramica as catalyst supports for controlling automotive emissions", E.D. Bagley, 20 R.C.Doman, D.N.Duke and R.M, Me. Hally, Society of Automotive Engineers H.Y., 730274» 1973·
Multicellulaire keramische lichamen hebben in feite verscheidene karakteristica, zoals een geringere grootte, een kleinere tegendruk en een lagere fibratie sli j tage^, waardoor de lichamen ge- 25 schikt zijn als dragers voor katalysatoren ter beheersing van emissies van koolmonoxide. Het multicellulaire substraat wordt in het algemeen gevormd door stapeling van glazen buizen en smelten van de 7905722 -I- » '« 2 s Jf / bundel tot een monoliet of door afwisselend stapelen van vlakke en gegolfde foelies en door extruderen. Het keramische materiaal is in het algemeen een cordieriet of een compositie van^cordieriet en mulliet. Het keramische substraat wordt vervolgens bekleed met het materiaal met een grote oppervlakte door het materiaal met 5 een grote oppervlakte als suspensie op het substraat te brengen of als overtrek over het substraat.
Yolgens de bovengenoemde methode is het echter moeilijk een monolithischesubstraat te verkrijgen dat gelijktijdig goede mechanische eigenschappen, zoals een goede thermische schokvastheid, 10 en goede eigenschappen met betrekking tot het contact van het be-kledingsmiddel met het substraat tijdens het bekledingsproces en een goede hechting tussen de bekleding en het substraat heeft.
Aan de uitvinding lag het probleem ten grondslag een werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager met goede me- 15 chanische eigenschappenen in het bijzonder met een goede thermische schokvastheid en een goede slijtagevastheid te verschaffen,die gelijktijdig kan dienen als een stijve en gelijktijdig poreuze drager voor een katalysator en als het materiaal met een grote oppervlakte.
He werkwijze volgens de uitvinding voor de vervaardiging van 20 een monolithische drager voor een katalysator die geschikt is ter beheersing van emissies van koolmonoxide is gekenmerkt, doordat men een homogene, semi-vaste massa die kan vloeien bereidt door mengen van een vast mengsel bestaande uit colloidaal J-aluminium- .oxide^a-aluminiumtrioxide-monohydraat en keramische vezels met 25 één of meer middelen die het mengsel vloeiend maken en binden, water en een mineraal zuur, waarbij men het zuur in een hoeveelheid gebruikt, die voldoende is voor de omzetting van het genoemde a-AlgO^-monohydraat ineen gel, doordat men de verkregen massa tot een lichaam met de gewenste vorm en voorzien van doorlopende kanalen 50 vormt, doordat men het verkregen lichaam aan een droogproces onderwerpt ter verwijdering van een belangrijk gedeelte van het toegevoegde water, waarbij men ten minste 10% van het toegevoegde water bij een temperatuur lager dan 50°C gelijkmatig verwijdert, doordat men het aan het droogproces onderworpen lichaam behandelt door ver- 35 hitten op 800-1000°C,·ter bevordering van de sterkte en de poreusheid van het lichaam.
7905722 % 5 s
In het "bijzonder is de werkwijze volgens de uitvinding gebaseerd op het gebruik van een speciaal vast mengsel waaraan geschikte toevoegsels zijn toegevoegd, die de omzetting daarvan in een vloeiende semi-vaste massa mogelijk maken, die tot een lichaam met de gewenste vorm en met de gewenste consistentie kan worden gevormd. 5
Het vaste mengsel bevat als essentiële componenten a-AlgO^.
HgO, colloidaal /-aluminiumoxide en keramische vezelt. Exp rimenteel is vastgesteld dat het gebruik van andere typen aluminiumoxiden, zoals AlgO^.^HgO in plaats van a-Al^O^.H^O, niet de gewenste resultaten oplevert. Aangenomen wordt dat de oorzaak daarvan het uit zond erL ijk 10 grote gehalte aan kristalwater is. Het gebruik van een mengsel van twee soorten aluminiumoxiden is eveneens een essentieel principe van de werkwijze volgens de uitvinding. Indien slechts colloidaal /-aluminiumoxide wordt gebruikt verkrijgt de massa een onvoldoende homogeniteit. Anderzijds wordt bij gebruik van slechts a-AlgO^.HgO 15 een produkt met onbevredigende eigenschappen verkregen. Bevredigende resultaten worden in het algemeen verkregen met een mengsel van aluminiumoxiden die 40-60 gëw.%, bij voorkeur 50 gew.% a-AlgO^.HgO bevatten. De deeltjesgrootte van het α-aluminiumoxide is in het algemeen 1-100^um en bij voorkeur 1-20yum. Het /-aluminiumoxide wordt 20 in het algemeen in de vorm van deeltjes met een grootte van niet meer dan 1^um gebruikt, bij voorkeur niet groter dan 0,l^um; de beste resultaten worden in het algemeen verkregen met een deeltjesgrootte van 0,01-0,1 /urn. De aluminiumoxiden dienen bij voorkeur een oppervlakte van ten minste 50 m /g te hebben, bij voorkeur ten 25 minste 100 m /g.
De keramische vezels worden aan het mengsel van aluminiumoxiden toegevoegd, zodat de drager goede mechanische eigenschapen verkrijgt. Deze vezels kunnen uit verscheidene materialen worden gekozen, die bestand zijn tegen temperaturen van 800-1000°C zonder 50 dat de mechanische eigenschappen belangrijk worden verslechterd.
Yoor dit doeleinde worden in het algemeen aluminiumsilicaten gebruikt, die gemakkelijk zijn te verkrijgen en die goedkoop zijn.
*
Om te bereiken dat de drager voldoende mechanische eigenschappen heeft worden de vezels in het.algemeen in een hoeveelheid van 55 ten minste 1 gew.% gebruikt, bij voorkeur ongeveer 3 gew.%, betrokken op het mengsel van aluminiumoxiden. Indiên anderzijds de vezels in een hoeveelheid groter dan 8-10 gew.%, betrokken op het 7905722 • - 4 ' f mengsel van aluminiumoxiden worden gebruikt is het in het algemeen moeilijk een homogene dispersie van de genoemde vezels in de massa te verkrijgen.
Tolgens de werkwijze van de uitvinding wordt het vaste mengsel met geschikte vloeiend makende en bindende middelen, water en 5 een mineraal zuur gemengd ter verkrijging van de gewenste plastische massa. In het bijzonder kunnen de vloeiend makende eh bindende middelen worden gekozen uit de verscheidene produkten die gewoonlijk op het gebied van keramische materialen worden gebruikt en die met water bij voorkeur een oplossing of een dispersie kunnen vormen. 10
Deze middelen dienen daarnaast bij voorkeur stabiel te zijn onder de omstandigheden van de droging van de werkwijze volgens de uit-, vinding en dienen slechts te ontleden onder de omstandigheden van de vérhittingsbehandeling. Voorbeelden van geschikte vloeiend makende en bindende middelen zijn carboxymethylcellulose, methyl- 15 cellulose, alginaten polyvinylalcohol en glycolen; de beste resultaten worden in het algemeen met carboxymethylcellulose bereikt..
De genoemde middelen worden in het algemeen in een hoeveelheid gebruikt, die niet groter is dan 5-10 gew.%, bij voorkeur 0,5-3 gew.%, betrokken op het vaste mengsel. Het water wordt in een hoeveelheid 20 toegevoegd, die voldoende is ter verkrijging van een honogene massa met de gewenste vloeieigenschappen; in het algemeen in een hoeveelheid, die het 1- tot 1,5-voudige, bij voorkeur het 1,1-voudige, van de gewichtshoeveelheid van het vaste mengsel uitmaakt.
Een mineraal zuur, bij voorkeur chloorwaterstofzuur wordt 25 eveneais toegevoegd ter omzetting van het a-aluminiumoxide in een gel. In de praktijk dient de hoeveelheid toegevoegd zuur zodanig te zijn, dat de pH ongeveer 2-5 is. zodat de gewenste gelvorming wordt bereikt. Bijvoorbeeld is, indien een in de handel gebrachte HCl-oplossing in water (57-gew.procents) wordt gebruikt, de hoeveel- 50 heid HCl-oplossing in het algemeen 0,2-0,4 gew.%, betrokken op het vaste mengsel.
In de praktijk kan de semi-vaste massa worden bereid door mengen van de vloeiend makende middelen met het water, toevoegen aan het verkregen vloeibare mengsel van het a-AlgO^.HgO, vervolgens 3.5 toevoegen van het zuur voor de gewenste gelvorming, en toevoegen van de andere componenten van het vaste mengsel, hoewel het even- 7905722 5 eensmogelijk is de totale hoeveelheid van het vaste mengsel in een enkele procestrap aan het vloeibare mengsel toe t# voegen. Vervolgd ns wordt het verkregen mengsel in een kneedinrichting goed ge-homogeniseerd.
Vervolgens wordt de semi-vaste massa die kan vloeien gevormd 5 tot een lichaam met de gewenste vorm voorzien van doorlopende kanalen die door het hele lichaam in de gewenste richting lopen die mogelijk maken, dat gassen kunnen passeren tijdens het gebruik van het uiteindelijke gerede voorwerp. De'kanalen kunnen bijvoor-beeyd bestaan uit een aantal parallel lopende buisvormige kanalen 10 met bijvoorbeeld een gemidfelde diameter van 1-5 mm. Indien gewenst kunnen de kanalen echter ok een andere vorm hebben en anders zijn α geplaatst. De massa kan volgens gebruikelijke methoden tot het ge- ' wenste lichaam worden gevormd, in het algemeen verdient extruderen de voorkeur. 15
Vervolgens wordt het gevormde lichaam volgens een droogproces in twee trappen gedroogd ter hoofdzakelijke verwijdering van het toegevoegde water. In het bijzonder wordt de eerste trap van het dr ogproces bij een temperatuur lager dan 50°C uitgevoerd ter verwijdering van ten minste 10% van het toegevoegde water. Experimen- 20 teel is vastgesteld dat een droging bij hogere temperaturen, bij-voorbeeld 100 C, zonder vooraf verwijderen van een voldoende hoeveelheid water bij lage temperaturen een merkbare verslechtering van de mechanische eigenschappen van de drager veroorzaakt. In de praktijk wordt de eerste droging bij kamertemperatuur en in een tijd 25 die voldoende is ter verwijdering van 15-30% van het toegevoegde water, bij voorkeur 20-25% uitgevoerd. De bovengrens van de hoeveelheid water die in de eerste trap van de droging wordt verwijderd is niet kritisch en kan 50% en zelfs 70% bereiken, echter is in een dergelijk geval een lange droogtijd vereist. 50
De verwijdering van het water in de eerste trap van de droging dient zo gelijkmatig mogelijk te worden uitgevoerd, zodat de mechanische eigenschappen van de drager niet worden beinvloëd.
In de praktijk kan de verdampingssnelheid van het water worden bestuurd door de eerste trap van het droogproces in de atmosfeer 35 van een gas met een grote hygrometrische gg^ad uit it? voeren, bijvoorbeeld door gebruik van een gesloten vat of eén ondoordringbare 7905722 f · 6 bedekking. De voor de eerste trap van de droging vereiste tijd is in het algemeen 10-100 uren, in het bijzonder 30-50 uren.
Vervolgens wordt de droging voltooid bij een temperatuur van ten minste 50°C en in het algemeen niet hoger dan 200°C, waarbij in het algemeen een temperatuur van ongevaa: 100°C de voorkeur ver- 5 dient. De voor de tweede trap van de droging vereiste tijd is in het bijzonder ongeveer 8-10 uren.
Het gedroogde lichaam wordt vervolgens aan een uiteindelijke behandeling door verhitting op 800-1000°C, bij voorkeur 900°C, onderworpen ter omzetting van het a-aluminiumoxide in een geacti- 10 veerd overgangs-aluminiumoxide en voor het bereiken van voldoende sterkteeigenschappen en een voldoende poreusheid van het lichaam. Het lichaam wordt bij voorkeur geleidelijk met een temperatuurtoename van kleiner dan 300°C per uur op de temperatuur van de verhitting gebracht . Indien het lichaam op een temperatuur hoger 15 dan 1000°C wordt verhit is het materiaal van het lichaam in het algemeen ongeschikt als katalysatordrager. Ancferzijds zijn temperaturen lager dan 80Ö°C in het algemeen onvoldoende ter verkrijging van een drager met doelmatige mechanische eigenschappen. De verhitting kan in lucht en in een tijd van 0,5-5 uren worden uitge- 20 voerd, in het algemeen is een tijd van ongeveer één uur voldoende.
r
De op deze wijze verkregen monolithische drager heeft in het bijzonder een oppervlakte van 90-130 m /g en een totale poreusheid van 0,4 - 0,6 cm^/g, waarbij .ongeveer 50% van de poriën een diameter tussen 75 2 en 75*000 2 hebben. Zo maakt de drager een goede 25 dispersie van de katalysator mogelijk, terwijl het vermogen van de drager de katalysator vast te houden uitstekend is en het aantal activiteitsplaatsen bijzonder groot is, waardoor de katalysator optimaal kan worden benut.
De drager heeft eveneens uitstekende mechanische eigenschappen 30 en in het bijzonder een bijzonder goede thermische schokvastheid.
De katalysator kan 0$ op de monolithische drager na de thermische behandeling worden gebracht, of kan worden toegevoegd tijdens de bereiding van de semi-vaste massa. Bijvoorbeeld kunnen palladium en platina volgens de eerstgenoemde methode worden toegevoegd en 35 koperchromiet en nikkel oxide volgens de tweede methode.
7905722 \ 7 *
Voorbeeld.
Ben semi —vaste massa werd bereid door uit te gaan van de volgende componenten: 50 gew.dln a-AlgO^.HgO, 50 gew.dln colloidaal J-AlgO^, 3 gew.dln aluminiumsilicaat-vezels, 0,3 gew.dl in de handel gebracht HC1 (37-gew.procents), 2 gew.dln carboxymethylcellulose 5 en 110 gew.dln water.
In het bijzonder was het oc-AlgO^ een bohemiet (dispergeerbaar aluminiumoxide van de firma Condea Company) met een oppervlakte van 230 m /g, een korrelgrootte van ongeveer 5ju®· (ongeveer 5 m^um na gelering), een schijnbare dichtheid van 650-750 g/l en een vocht- 10 gehalte mn 7-9 gew.%.
Het /-aluminiumoxide was colloidaal aluminiumoxi de van het type C ( een produkt van de firma Degussa) met een oppervlakte p van 100 m /g, een korrelgrootte van 5~30 myum, een vochtgehalte van 5 gew.%, een schijnbare dichtheid van 50-60 g/l en een soorte- «le lijk gewicht van 3>40 g/cm^.
Het carboxymethylcellulose was het in de handel gebrachte produkt Culminal C 32, een produkt van de firma Henkel, en de aluminiumsilicaat-vezels een produkt van Kaowool Company.
De massa werd bereid door uit te gaan van een 2-gew.procents 20 oplossing van Culminal in water, door daaraan toevoegen van het a-aluminiumoxide en de HCl-oplossing onder roeren totdat het mengsel was gegeleerd, vervolgens toevoegen van het /-aluminiumoxide en de vezels eveneens onder roeren en toevoegen van de overige hoeveelheid water. Vervolgens werd de massa in een kneedinrichting 25 gehomogeniseerd. De homogene massa werd vervolgens met een extru-deerinrichting met zuiger geëxtrudeerd ter verkrijging van een ex-trudaat met een rechthoekige dwarsdoorsnede (2,5 x 5 cm) met 125 inwendige kanalen met elk een diameter van ongeveer 1 mm. Het extru-daat werd in stukken met een lengte van ongeveer 2,5 cm gesneden. 30
Berst werden de op deze wijze verkregen lichamen ongeveer 50 uren bij kamertemperatuur gedroogd, ter verwijdering van ongeveer 20% van het toegevoegde water, waarbij de verdampingssnelheid werd geregeld door gebruik van een kunststofbecfekking voor het handhaven van een grote hygroscopische graad in de atmosfeer die de lichamen 35 omgaf. De verwijdering van het water werd voltooid door 10 uren drogen by 100°C. Vervolgens werden delichamen één uür op 900°C verhit, 7905722 8 waarbij de temperatuur met een toename van mind.er dan 300° C per uur werd verhoogd.
2
Het verkregen materiaal had een oppervlak van 100 m /g en een,-totale poreusheid van ongeveer 50%, waarbij 50% van de poriën een diameter groter dan 75 & hadden·* Het materiaal had voorts een 5 goede thermische schokvastheid. In het bijzonder werden geen barsten waargenomen bij het verhitten van het materiaal op 800°C en vervolgens snel afkoelen tot kamertemperatuur door middel van een stroom gecomprimeerde lucht.
(conclusies) 10 7905722
Claims (25)
1. Werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor een katalysator ter beheersing van emissies van koolmonoxide, met het kenmerk, dat men een homogene, vloeiende, semi-vaste massa bereidt door mengen van een vast mengsel 5 bestaande uit colloidaal J-aluminiumoxide, a-aluminiumoxide-mono-hydraat en keramische vezels met één of meer middelen die het mengsel vloeiend maken en binden, water en een mineraal zuur, waarbij men het zuur in een hoeveelheid gebruikt die voldoende is ter omzetting van het a-llgO^-monohydraat in een gel, 10 dat men de verkregen massa tot een lichaam met de gewenste vorm, voorzien van doorlopende kanalen vormt, dat men het verkregen lichaam droogt ter hoofdzakelijke verwijdering van het toegevoegde water, waarbij men ten minste 10% van het toegevoegde water geleidelijk verwijdert bij een temperatuur 15 lager dan 50°C en dat men het gedroogde lichaam onderwerpt aan een verhitting op een temperatuur van 800-1000°C ter vergroting van de sterkte en de poreusheid van het lichaam.
2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk, 20 dat men als mineraal zuur chloorwaterstofzuur gebruikt.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 en/of 2,met het ken merk, dat men het a-Al^O^-monohydraat gebruikt in een hoeveelheid van 40-60 géw.%, betrokken op de totale hoeveelheid van het α-aluminiumoxide en het ^-aluminiumoxide. 25
4. Werkwijze volgens conclusies 1-3,met het kenmerk, dat men /-aluminiumoxide met een karelgrootte van niet groter dan 1yum gebruikt.
5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men /-aluminiumoxide met een korrelgrootte van niet 50 groter dan 0,1yum gebruikt.
6. Werkwijze volgens conclusies 1-5,met het kenmerk, dat men het α-aluminiumoxide mfet een korrelgrootte van 1-100^um gebruikt.
7. Werkwijze volgens conclusies 1-6,methetken- 35 merk, dat men het α-aluminiumoxide met een korrelgrootte van 7905722 It 1-20yum gebruikt.
8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het k e n- e r k, dat men het α-aluminiumoxide en het J-aluminiumoxide met 2 een oppervlakte van ten minste 50 m /g gebruikt.
9. Werkwijze volge s conclusies 1-8, m e t het ken—, 5 merk, dat men als vezels aluminiumsilicaatvezels gebruikt.
10. Werkwijze volgens conclusies 1-9, met het ken merk, dat men de vezels in een hoeveelheid van 1-10 gew.$ gebruikt, betrokken op de hoeveelheid van het α-aluminiumoxide en J-aluminiumoxide. 10
11. Werkwijze volgens conclusies 1-10, met het kenmerk, dat men als vloeiend makend en bindend middel carboxy-methylcélulose, methyleellulose, polyvinylaleohol, glyco’len en/of alginaten gebruikt.
12. Werkwijze volgens conclusies 1-11, met het ken- 15 merk, dat men carboxymethylcellulose als vloeiend makend en bindend middel gebruikt.
15· Werkwijze volge s conclusies 1-12,met het kenmerk, dat men het vloeiend makende en bindende middel in een hoeveelheid van 0,5 - 10 gew.% gebruikt, betrokken op het vaste 20 mengsel.
14· Werkwijze volgens conclusies 1-13, met het kenmerk, dat .men het vloeiend makende en bindende middel in een hoe-veelheid van 0,5-3 gew.% gebruikt, betrokken op het vaste mengsel. 25
15· Werkwijze volgens conclusies 1-14» met het ken- 1 , merk, dat men het water ineen hoeveelheid van 100-130 gew.% toevoegt betrokken op het vaste mengsel.
16. Werkwijze volgens conclusies 1-15, met het kenmerk, dat men de massa door extruderen tot lichamen vormt. 30
17· Werkwijze volgens de conclusies 1-16, met het kenmerk, dat men het toegevoagde water verwijdert door drogen in twee trappen, waarbij men de eerste trap uitvoert bij een temperatuur lager dan 50°C ter verwijdering van ten minste van het water en de tweede trap bij een temperatuur van 50-200°C. 35
18. Werkwijze volgens conclusie 17, me thet kenmerk, dat men de eerste trap bij kamertemperatuur uitvoert. 7905722 11 '
19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat men in de eerste trap 15~30% van het toegevoegde water verwijdert.
20. Werkwijze volgens conclusies 17-19» met het kenmerk, dat men de eerste trap uitvoert in een tijd van 10-100 uren. 5
21. Werkwijze volgens conclusies 17-20, met het kenmerk, dat men de tweede trap uitvoert bij een temperatuur van ongeveer 100°C.
22. Werkwijze volgens conclusies 1-21, met het kenmerk, dat men de verhittingsbehandeling bij een temperatuur van 10 ongeveer 900°C uitvoert.
25. Werkwijze volgens conclusies 1-22, met h.et kenmerk, dat men bij de verhitiingsbehandeling de temperatuur met een toename van kleiner dan 300?C per uur verhoogt.
24· Werkwijze volgens conclusies 1-23, methetken- 15 m e rk, dat men de verhittingsbehandeling uitvoert in een tijd van 0,5-5 uren.
25. Monolithische drager, vervaardigd volgens één of meer van de werkwijzen van conclusies 1-25· * 1 7905722
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT7868778A IT1108693B (it) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Procedimento per la realizzazione di supporti monolitici per catalizzatori |
| IT6877878 | 1978-07-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL7905722A true NL7905722A (nl) | 1980-01-29 |
Family
ID=11310555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL7905722A NL7905722A (nl) | 1978-07-26 | 1979-07-24 | Werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor katalysatoren ter beheersing van emissies van koolmonoxide. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4277376A (nl) |
| JP (1) | JPS5520699A (nl) |
| BE (1) | BE877851A (nl) |
| DE (1) | DE2930000A1 (nl) |
| DK (1) | DK313079A (nl) |
| FR (1) | FR2433367A1 (nl) |
| GB (1) | GB2026467B (nl) |
| IT (1) | IT1108693B (nl) |
| NL (1) | NL7905722A (nl) |
| NO (1) | NO792455L (nl) |
| SE (1) | SE7906363L (nl) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56108532A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-28 | Hitachi Ltd | Iodine adsorbing material and preparation thereof |
| US4558031A (en) * | 1983-01-24 | 1985-12-10 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Energy, Mines And Resources Of Canada | High porosity catalyst |
| US5194243A (en) * | 1983-09-22 | 1993-03-16 | Aluminum Company Of America | Production of aluminum compound |
| US4631267A (en) * | 1985-03-18 | 1986-12-23 | Corning Glass Works | Method of producing high-strength high surface area catalyst supports |
| US4637995A (en) * | 1985-03-18 | 1987-01-20 | Corning Glass Works | Preparation of monolithic catalyst supports having an integrated high surface area phase |
| US4657880A (en) * | 1985-03-18 | 1987-04-14 | Corning Glass Works | Preparation of high surface area agglomerates for catalyst support and preparation of monolithic support structures containing them |
| US4631268A (en) * | 1985-03-18 | 1986-12-23 | Corning Glass Works | Preparation of monolithic catalyst support structures having an integrated high surface area phase |
| US4579728A (en) * | 1985-04-24 | 1986-04-01 | Shell Oil Company | Wide pore alumina supports |
| DE3521766A1 (de) * | 1985-06-19 | 1987-01-02 | Basf Ag | Wabenfoermiger katalysator, seiner herstellung und seine verwendung |
| US5057482A (en) * | 1988-12-15 | 1991-10-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Catalytic composite for purifying exhaust gases and a method for preparing the same |
| IT1252647B (it) * | 1991-12-06 | 1995-06-20 | Eniricerche Spa | Catalizzatore estruso a base di gel di silice ed allumina e procedimento per la sua preparazione |
| DE4444707A1 (de) | 1994-12-15 | 1996-06-20 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung im wesentlichen SiO¶2¶-freier Wabenkörper |
| US6139814A (en) * | 1997-11-10 | 2000-10-31 | Ford Global Technologies, Inc. | Thermally stable, high-surface-area metal oxides made by organic templating |
| US20020032123A1 (en) * | 2000-02-23 | 2002-03-14 | Ford Global Technologies, Inc. | Exhaust gas catalyst and method of manufacturing same |
| AU2003220810A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Cell structural body, method of manufacturing cell structural body, and catalyst structural body |
| US6903051B2 (en) * | 2002-04-12 | 2005-06-07 | Corning Incorporated | In situ theta alumina coated monolithic catalyst supports |
| US9789633B2 (en) | 2014-06-04 | 2017-10-17 | Corning Incorporated | Method and system for crack-free drying of high strength skin on a porous ceramic body |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3554929A (en) * | 1967-06-08 | 1971-01-12 | Du Pont | High surface area alumina coatings on catalyst supports |
| US3856708A (en) * | 1972-04-10 | 1974-12-24 | Reynolds Metals Co | Alumina catalyst support |
| JPS517475B2 (nl) * | 1972-05-04 | 1976-03-08 | ||
| US3850849A (en) * | 1972-05-24 | 1974-11-26 | Norton Co | Formed alumina bodies for catalytic uses |
| US3944658A (en) * | 1972-08-17 | 1976-03-16 | Owens-Illinois, Inc. | Transparent activated nonparticulate alumina and method of preparing same |
| JPS551818B2 (nl) * | 1972-10-26 | 1980-01-17 | ||
| BE832072A (fr) * | 1974-08-12 | 1975-12-01 | Compositions ameliorees pour catalyse et leur procede de preparation | |
| GB1548006A (en) * | 1975-07-09 | 1979-07-04 | Chiyoda Chem Eng Construct Co | Hydrodemetallization processes |
-
1978
- 1978-07-26 IT IT7868778A patent/IT1108693B/it active
-
1979
- 1979-07-16 US US06/057,856 patent/US4277376A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-07-18 GB GB7924965A patent/GB2026467B/en not_active Expired
- 1979-07-23 BE BE0/196423A patent/BE877851A/xx not_active IP Right Cessation
- 1979-07-24 DE DE19792930000 patent/DE2930000A1/de not_active Withdrawn
- 1979-07-24 NL NL7905722A patent/NL7905722A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-07-25 SE SE7906363A patent/SE7906363L/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-07-25 DK DK313079A patent/DK313079A/da not_active Application Discontinuation
- 1979-07-25 NO NO79792455A patent/NO792455L/no unknown
- 1979-07-25 JP JP9484879A patent/JPS5520699A/ja active Pending
- 1979-07-25 FR FR7919203A patent/FR2433367A1/fr active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO792455L (no) | 1980-01-29 |
| IT7868778A0 (it) | 1978-07-26 |
| SE7906363L (sv) | 1980-01-27 |
| GB2026467B (en) | 1982-08-11 |
| BE877851A (fr) | 1979-11-16 |
| FR2433367A1 (fr) | 1980-03-14 |
| GB2026467A (en) | 1980-02-06 |
| IT1108693B (it) | 1985-12-09 |
| US4277376A (en) | 1981-07-07 |
| DK313079A (da) | 1980-01-27 |
| JPS5520699A (en) | 1980-02-14 |
| DE2930000A1 (de) | 1980-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL7905722A (nl) | Werkwijze voor de vervaardiging van een monolithische drager voor katalysatoren ter beheersing van emissies van koolmonoxide. | |
| CN109414689A (zh) | 蜂窝结构体和该蜂窝结构体的制造方法 | |
| KR100736303B1 (ko) | 벌집형 구조체 | |
| JP6934007B2 (ja) | ハニカム構造体及び該ハニカム構造体の製造方法 | |
| JP6998871B2 (ja) | ハニカム構造体及び該ハニカム構造体の製造方法 | |
| US4280845A (en) | Cordierite ceramic | |
| JP5161458B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
| KR101931401B1 (ko) | 시멘트가 적용되고 외피를 갖는 세라믹 허니콤 구조체의 제조 방법 | |
| US20080176028A1 (en) | Method for manufacturing honeycomb structure, and honeycomb structure | |
| KR101679883B1 (ko) | 다공성 바늘형 뮬라이트체의 제조 방법 | |
| KR20010089731A (ko) | 고강도/고표면적 알루미나 세라믹 | |
| CN101795856A (zh) | 多孔性、经底层接合的纤维基材 | |
| JP2002535229A5 (nl) | ||
| RU2377224C1 (ru) | Способ изготовления высокопористых ячеистых керамических изделий | |
| JPH11333293A (ja) | ハニカム構造体及びその製造方法 | |
| JP2008169104A (ja) | ハニカム構造体の製造方法、及び、ハニカム構造体 | |
| JP6949019B2 (ja) | ハニカム構造体及び該ハニカム構造体の製造方法 | |
| RU2475464C2 (ru) | Способ изготовления высокопористых ячеистых керамических изделий | |
| RU2294317C2 (ru) | Способ изготовления высокопористых ячеистых керамических изделий | |
| JP2008169105A (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
| JPH0729059B2 (ja) | コージェライトハニカム構造体 | |
| CN112437763A (zh) | 具有高强度表皮的陶瓷蜂窝体及其制造方法 | |
| JPH0640955B2 (ja) | 高表面積触媒担体物質としてアルミナとシリカの混合物を混入する改良されたモノリシツク触媒担体 | |
| JPH1192215A (ja) | コーディエライト質セラミックス焼結体、そのための組成物および製造方法 | |
| KR100779893B1 (ko) | 허니컴 구조체, 허니컴 구조체 집합체 및 허니컴 촉매 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |