RU2080179C1 - Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов - Google Patents
Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2080179C1 RU2080179C1 RU94002467A RU94002467A RU2080179C1 RU 2080179 C1 RU2080179 C1 RU 2080179C1 RU 94002467 A RU94002467 A RU 94002467A RU 94002467 A RU94002467 A RU 94002467A RU 2080179 C1 RU2080179 C1 RU 2080179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- catalytic
- carrier
- catalytically active
- outbursts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в машиностроении при проектировании двигателей с целью защиты от вредных выбросов воздушного бассейна, а также в системах газовой очистки экологически вредных производств. Способ основан на получении каталитического слоя, состоящего из модифицированной окиси алюминия на поверхности носителя, и отличается тем, что каталитический слой наносят методом плазменного напыления, а в качестве исходного материала используют каталитически неактивную композицию, содержащую порошок металлического алюминия, гидроокись алюминия и легко разлагаемые соединения металлов V - VIII группы, иттрия и лантаноидов. Каталитически активную композицию на основе аморфной окиси алюминия, алюминия гамма модификации, оксидов металлов V - VIII группы, иттрия и лантанодидов получают непосредственно в плазменной струе при заданных температурно-скоростных параметрах напыления и заданном составе плазмообразующего газа. Полученный носитель гофрируют и формируют сотовую конструкцию каталитического блока.
Description
Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к способам изготовления каталитических блоков для нейтрализации вредных газовых выбросов промышленных предприятий и отходящих газов при работе двигателей.
Известен способ получения каталитического блока для очистки отходящих газов. Согласно этому способу для нанесения покрытий используют жидкий состав, приготовленный из порошка активированного оксида алюминия, церия, порошкообразного оксида церия и циркония. Указанный состав наносят на поверхность монолитной основы носителя, после чего наносят катализатор на основе благородного металла.
Известен также способ получения каталитического блока для очистки отходящих газов. Согласно этому способу готовят суспензию из порошкообразной смеси оксида ванадия и оксида алюминия. Затем из порошкообразной смеси оксида ванадия и оксида алюминия. В затем в суспензию погружают носитель, сушат и прокаливают с целью формирования на носителе оксидного поверхностного слоя, после чего на покрытый носитель осаждают каталитически активный металл
платину, родий и/или палладий.
платину, родий и/или палладий.
Наиболее близким из известных способов изготовления каталитических блоков для нейтрализации вредных газовых выбросов является способ, принятый за прототип.
Согласно указанному способу на внутренние каналы монолитного носителя методом осаждения наносят каталитический состав, содержащий оксид алюминия и оксид церия. Состав получают путем пропитывания не растворимого в воде соединения церия по крайней мере одним представителем из группы, состоящей из растворимых в воде соединений алюминия и гидратов оксидов алюминия, прокаливания продукта пропитки, с последующим нанесением по крайней мере одного драгоценного металла из группы, состоящей из платины, палладия, родия.
К достоинствам известного способа можно отнести то, что он как и способы-аналоги позволяет получить носитель с большой свободной поверхностью (более 100 м2/г), что обеспечивает высокую каталитическую активность таких блоков.
К недостаткам известного способа как и способов-аналогов относится то, что каталитически активный слой осаждается на поверхности носителя неравномерно по толщине и химическому составу. Кроме того, пропитка носителя погружением в суспензию или раствор, сушка, снова погружение и так до 20 30 повторных операций делает способ нетехнологичным, приводит к увеличению трудозатрат, а следовательно, к удорожанию способа.
Существенным недостатком способа-прототипа является слабое сцепление каталитического слоя с металлической (или керамической) основой (носителем)
слабая адгезионная прочность, что приводит к отслаиванию каталитически активного слоя при эксплуатации блока в условиях механических и термических воздействий.
слабая адгезионная прочность, что приводит к отслаиванию каталитически активного слоя при эксплуатации блока в условиях механических и термических воздействий.
В основу изобретения положена задача создания способа изготовления каталитического блока, обеспечивающего высокую адгезионную прочность и каталитическую активность наносимого слоя при сравнительно недорогом производстве такого блока.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов формируют внутреннюю поверхность блока, выполняемого в виде носителя, на внутреннюю поверхность которого нанесен каталитически активный слой, состоящий в основе из модифицированного оксида алюминия, согласно изобретению каталитически активный слой наносят методом плазменного напыления на металлический плоский ленточный носитель, в качестве исходного материала для плазменного напыления используют смесь порошков при следующем соотношении компонентов: алюминий - 3-10% карбонаты металлов V VIII группы, иттрия и лантаноидов в сумме 5 - 7% гидроокись алюминия остальное, а в качестве плазмообразующего газа используют воздух, затем формируют внутреннюю поверхность блока в виде продольных каналов путем гофрирования металлического плоского ленточного носителя с напыленным слоем и последующего его сворачивания.
Плазменное напыление каталитически активного слоя позволяет обеспечить взаимную диффузию материала носителя с оксидом алюминия (получаемого при разложении гидроокиси алюминия и окислении алюминия в плазменной струе) в неравновесных условиях, вследствие чего повышается адгезионная прочность полученного слоя на плоский ленточный носитель обеспечивается получение равномерного по химическому составу и толщине покрытия. Получение каталитически активной композиции на основе термодинамически неравновесного оксида алюминия γ -модификации из каталитически неактивных веществ непосредственно в плазменной струе позволяет увеличить активность каталитического слоя за счет того, что активная композиция образуется в неравновесных условиях в непосредственной близости от носителя. В отличие от традиционных технологий нанесения каталитических покрытий (осаждением из суспензий), предъявляющих особые требования к металлическим подложкам (использование высоколегированных нетехнологичных и дорогих сталей), предлагаемый способ может быть реализован напылением практически на любую металлическую подложку.
Кроме того, предлагаемый способ не требует проведения сложных технологических операций, связанных с введением в состав наносимого слоя нерастворимых каталитических компонентов. В настоящем способе эти компоненты могут быть легко введены в виде термически разлагаемых соединений, например карбонатов в каталитически неактивную композицию. Под воздействием плазменной струи в окислительной атмосфере (кислород плазмообразующего газа воздуха) Карбонаты металлов V VIII группы разлагаются до оксидов, проявляющих каталитические способности, которые значительно усиливаются при комплексном введении указанных карбонатов.
Формирование структуры каталитического блока, содержащего множество продольных каналов, позволяет увеличить свободную поверхность блока, что приводит к увеличению его каталитической активности. Предлагаемый способ позволяет гофрировать ленту с покрытием с весьма малым радиусом кривизны, что также позволяет увеличить каталитическую активность, тогда как способы нанесения каталитического слоя осаждением не позволяют нанести слой без риска закупорки продольных каналов, если они малы в поперечном сечении. Гофрирование ленты с нанесенным каталитическим покрытием и формирование затем продольных каналов блока путем ее сворачивания позволяет в случае закупорки (загрязнения) продольных каналов продуктами сгорания при эксплуатации блока (например, частицами сажи) развернуть обратно всю поверхность и механически удалить загрязнение, что резко увеличивает срок службы каталитического блока, изготовленного по предлагаемому способу. Подобная операция очистки в принципе невозможна в случаях, когда первой операцией изготовления блока является формирование его внутренней поверхности (формирование каналов), а последующей нанесение на нее каталитического покрытия методом пропитки или осаждения.
Таким образом, заявляемая совокупность признаков (новая последовательность операций, способ нанесения покрытия, состав исходной композиции, технологические приемы формирования поверхности и т.д.) позволяет изготавливать каталитические блоки с высокой адгезионной прочностью каталитического слоя при обеспечении наиболее полного протекания химических процессов нейтрализации вредных газов выбросов в процессе эксплуатации блока. Каталитическое покрытие получается равномерным по составу и толщине. Способ является технологическим и недорогим, т. к. обладает высокой производительностью и не требует использования дорогих материалов.
Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом.
Проводилось плазменное напыление каталитического покрытия для изготовления каталитических блоков, предназначенных для нейтрализации отработанных газов автомобиля.
Напыление проводилось на воздухе с использованием воздушного (плазмообразующий газ воздух) плазмотрона. В качестве металлического носителя использовалась фольга (ширина 90 мм, толщина 40 мкм) из жаростойкой хромоалюминиевой стали. Отрезок ленты длиной около 5 м навивался по спирали на стальной барабан диаметром 300 мм, затем проводили плазменное напыление при одновременном вращении барабана со скоростью 60 об/мин и перемещении каретки с закрепленным на ней плазмотроном вдоль оси барабана со скоростью 180 мм/мин.
В качестве исходного материала для напыления использовались следующие порошки: алюминий 8% гидроокись алюминия: гиббсит 33% бемит 52% карбонат ванадия 2% карбонат хрома 2% карбонат никеля 1% карбонат кобальта 0,5% карбонат церия 0,5% карбонат лантана 0,5% карбонат иттрия 0,5%
Режим напыления: напряжение 220 В, ток 160А, скорость подачи плазмообразующего газа (воздуха) 3 м/с. Подача порошков осуществлялась двумя дозаторами в различные зоны плазменной струи.
Режим напыления: напряжение 220 В, ток 160А, скорость подачи плазмообразующего газа (воздуха) 3 м/с. Подача порошков осуществлялась двумя дозаторами в различные зоны плазменной струи.
В результате было получено каталитическое покрытие толщиной 20 мкм следующего химического состава:
оксид алюминия g модификации 92%
сумма оксидов ванадия, хрома, никеля, кобальта, церия, иттрия и лантана
около 8%
После напыления металлическую ленту с каталитическим покрытием гофрировали радиусом загиба 1,2 мм, а затем сворачивали таким образом, что формировались продольные каналы с нанесением на их внутреннюю поверхность каталитическим слоем.
оксид алюминия g модификации 92%
сумма оксидов ванадия, хрома, никеля, кобальта, церия, иттрия и лантана
около 8%
После напыления металлическую ленту с каталитическим покрытием гофрировали радиусом загиба 1,2 мм, а затем сворачивали таким образом, что формировались продольные каналы с нанесением на их внутреннюю поверхность каталитическим слоем.
Claims (1)
- Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов, имеющего сотовую структуру, с нанесенным на внутреннюю поверхность каталитически активным слоем на основе модифицированного оксида алюминия, включающий формование сотовой структуры и нанесение на носитель каталитически активного слоя, отличающийся тем, что сначала на носитель, представляющий собой плоскую металлическую ленту, наносят каталитически активный слой плазменным напылением, используя в качестве исходного материала для плазменного напыления смесь порошков, содержащую алюминий, карбонаты металлов V VIII групп, иттрия и лантаноидов, и гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Алюминий 3 10
Карбонаты металлов V VIII групп, иттрия и лантаноидов 5 7
Гидроксид алюминия До 100
затем формируют сотовую структуру в виде продольных каналов гофрированием ленточного носителя с нанесенным каталитически активным слоем и последующим сворачиванием.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94002467A RU2080179C1 (ru) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов |
US08/676,259 US5737918A (en) | 1994-01-17 | 1994-12-28 | Apparatus for cleaning exhaust gases of solid particles, design of a unit for neutralizing harmful gaseous emissions and a method for the manufacture of this unit |
PCT/RU1994/000302 WO1995019494A1 (fr) | 1994-01-17 | 1994-12-28 | Dispositif d'elimination des particules solides des gaz d'echappement, conception d'une unite neutralisant les gaz residuels nocifs et son procede de production |
EP95907900A EP0741236A4 (en) | 1994-01-17 | 1994-12-28 | DEVICE FOR REMOVING SOLID PARTICLES FROM EXHAUST GASES, DESIGN OF A UNIT FOR NEUTRALIZING HARMFUL RESIDUAL GASES AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
JP7518970A JPH10501860A (ja) | 1994-01-17 | 1994-12-28 | 固体粒子を含む排気ガス浄化装置、放出有毒ガスの中和のための装置設計およびこの装置の製作方法 |
KR1019960703827A KR970700814A (ko) | 1994-01-17 | 1996-07-16 | 배기가스에서 고체입자 제거장치, 유해가스 중화장치 및 이의 제조방법(Appartus for cleaning exhaust gases of solid particles, design of a unit for neutralizing harmful gaseous emissions and a method for the manufacture of this unit) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94002467A RU2080179C1 (ru) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94002467A RU94002467A (ru) | 1995-08-27 |
RU2080179C1 true RU2080179C1 (ru) | 1997-05-27 |
Family
ID=20151710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94002467A RU2080179C1 (ru) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2080179C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014054932A2 (ru) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Уаб "Екологиёс Технологию Тиримо Ир Дегимо Институтас" | Способ изготовления каталитического сотового элемента с равномерно распределенным по объему плазменным разрядом |
-
1994
- 1994-01-17 RU RU94002467A patent/RU2080179C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент ФРГ N 2166763, кл. В 01J 37/34, 1980. 2. Авторское свидетельство СССР N 733717, кл. В 01J 37/34, 1981. 3. Патент Великобритании N 1436558, кл. В 01J 37/34, 1980. 4. Заявка ЕПВ N 262962, кл. В 01D 53/36, 1988. 5. Заявка ЕПВ N 313434, кл. В 01D 53/36, 1988. 6. Заявка ЕПВ N 326845, кл. В 01D 53/36, 1989. 7. Патент США N 4299734, кл. В 01J 23/84, 1981. 8. Патент США N 4485191, кл. В 01J 23/84, 1984. 9. Заявка ФРГ N 3435991, кл. В 01J 23/84, 1986. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014054932A2 (ru) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Уаб "Екологиёс Технологию Тиримо Ир Дегимо Институтас" | Способ изготовления каталитического сотового элемента с равномерно распределенным по объему плазменным разрядом |
WO2014054932A3 (ru) * | 2012-10-04 | 2015-01-22 | Уаб "Екологиёс Технологию Тиримо Ир Дегимо Институтас" | Способ изготовления каталитического сотового элемента с равномерно распределенным по объему плазменным разрядом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4279782A (en) | Application of an alumina coating to oxide whisker-covered surface on Al-containing stainless steel foil | |
EP0746411B1 (en) | Improved layered catalyst composition | |
US4849274A (en) | Honeycomb fluid conduit | |
US4910180A (en) | Catalyst and process for its preparation | |
JPH03224631A (ja) | 粒子を放出せずまた周期的に浄化中断することなく、デイーゼル機関の排気ガスを酸化浄化する連続作動触媒 | |
JP2002004841A (ja) | 内燃機関の希薄排ガス流中に含有されている窒素酸化物を選択的に還元するための構造化された触媒 | |
EP1775022A1 (en) | Process of producing a catalytic coating and catalyst filters | |
SE9502434L (sv) | Nätbaserad förbränningskatalysator och framställning av densamma | |
EP0430435B1 (en) | Three-way catalyst for automotive emission control | |
US5737918A (en) | Apparatus for cleaning exhaust gases of solid particles, design of a unit for neutralizing harmful gaseous emissions and a method for the manufacture of this unit | |
RU2515727C2 (ru) | Способ получения наноструктурных каталитических покрытий на керамических носителях для нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания | |
RU2080179C1 (ru) | Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации вредных газовых выбросов | |
EP1775021A1 (en) | Process of producing a catalytic coating and catalyst filters | |
JP3247956B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
RU2126717C1 (ru) | Способ изготовления каталитического блока для нейтрализации газовых выбросов | |
US6924249B2 (en) | Direct application of catalysts to substrates via a thermal spray process for treatment of the atmosphere | |
US6753293B1 (en) | Process for coating substrates with catalytic materials | |
JPH08299809A (ja) | ハニカム状触媒の調製方法 | |
WO2006084899A1 (en) | Method for 'in situ' deposition of micro- and nanostructured oxides on a porous support | |
JP5023460B2 (ja) | 排ガス浄化用メタルフィルタの製造方法および排ガス浄化用メタルフィルタ | |
JPH10280950A (ja) | ディーゼル排ガス浄化用触媒 | |
EP2184107B1 (en) | Process for producing a catalyst for exhaust gas purification and catalyst for exhaust gas purification | |
JPH08150335A (ja) | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
JPS62254845A (ja) | 排ガス浄化用モノリス触媒担体の製造方法 | |
CN114222627A (zh) | 废气净化催化剂的制造方法 |