RU2598030C2 - Подложка для металлического катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер - Google Patents
Подложка для металлического катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598030C2 RU2598030C2 RU2012146834/04A RU2012146834A RU2598030C2 RU 2598030 C2 RU2598030 C2 RU 2598030C2 RU 2012146834/04 A RU2012146834/04 A RU 2012146834/04A RU 2012146834 A RU2012146834 A RU 2012146834A RU 2598030 C2 RU2598030 C2 RU 2598030C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- catalyst substrate
- protrusions
- shell
- shells
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 249
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 159
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 30
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 31
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/50—Silver
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/75—Cobalt
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- 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
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0225—Coating of metal substrates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
- F01N3/2814—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2875—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration by using elastic means, e.g. spring leaves, for retaining catalyst body in the housing
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
- F01N2450/24—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by bolts, screws, rivets or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
- F01N2450/30—Removable or rechangeable blocks or cartridges, e.g. for filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/08—Surface coverings for corrosion prevention
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
- F01N2530/02—Corrosion resistive metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
- F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
-
- 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
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24149—Honeycomb-like
- Y10T428/24157—Filled honeycomb cells [e.g., solid substance in cavities, etc.]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Заявляется подложка металлического катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер, в котором несколько единичных блоков подложки катализатора имеют форму, позволяющую эффективно собирать их для каталитического конвертера, требующегося для обработки большого количества выхлопного газа от больших судов или заводов, использующих много крупномасштабных двигателей внутреннего сгорания, или от больших пищеперерабатывающих устройств, и, таким образом, единичные блоки подложки катализатора легко собираются в крупномасштабную структуру. Металлическая подложка катализатора включает множество единичных катализаторных блоков подложки, собираемых в секции, из которых каждый единичный катализаторный блок включает оболочку, имеющую многоугольное поперечное сечение и длину; ячеистую структуру, размещенную внутри оболочки, имеющую множество полых ячеек, расположенных продольно относительно длины оболочки, и катализатор, нанесенный на поверхности полых ячеек, при этом полые ячейки сформированы свернутыми в рулон гофрированной пластиной и плоской пластиной, и имеет центральную часть с круглым поперечным сечением и угловые части для заполнения углов оболочки; а также множество сборочных элементов, предназначенных для соединения в пару и жесткой фиксации смежных сторон двух оболочек, обеспечивающих взаимный контакт с другими собранными в данную секцию единичными катализаторными блоками. Каталитический конвертер включает металлическую подложку катализатора большой мощности, включающую: несколько единичных блоков подложки катализатора, в которых ячеистые тела образованы из ряда полых ячеек, выровненных в продольном направлении, сложенных и помещенных в многоугольный корпус, причем катализатор покрывает поверхности полых ячеек; и ряд сборочных элементов, каждый для фиксации пары смежных оболочек, которые взаимно связывают сложенные единичные блоки подложки катализатора, тем самым объединяя единичные блоки подложки катализатора; и нагреватель. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 19 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к подложке для металлического катализатора большой мощности и использующему ее каталитическому конвертеру. Точнее, это изобретение касается подложки для металлического катализатора большой мощности и использующего ее каталитического конвертера, где несколько единичных блоков подложки катализатора имеют удобную форму для эффективной сборки, которая применяется в каталитическом конвертере, требующемся для обработки большого количества выхлопного газа такого происхождения, как большие суда или заводы, использующие много крупномасштабных двигателей внутреннего сгорания, или большие пищеперерабатывающие устройства, чтобы, таким образом, легко собирать единичные блоки подложки катализатора в крупномасштабную сборную структуру.
Автомобили и суда вырабатывают энергию, необходимую для их работы, из ископаемого топлива, такого как бензин или дизельное топливо, при этом производя выхлопной газ, такой как окись углерода и оксиды азота, вредные для человеческого организма из-за неполного сгорания топлива. Точнее, автомобили и суда содержат множество устройств в соответствующих узлах и компонентах, которые производят опасный из-за неполного сгорания топлива выхлопной газ - камера сгорания, где происходит сгорание топлива типа бензина или дизельного топлива, система воздухозаборника, где происходит смешение воздуха и топлива, и выхлопная система, которая обезвреживает выхлопной газ, чтобы тем самым максимально уменьшить его количество.
Таким образом, между выхлопной трубой, через которую выходит выхлопной газ, и внешней средой помещается и используется каталитический конвертер для удаления вредных компонентов из выхлопного газа. Каталитический конвертер включает катализатор окисления, чтобы окислять угарный газ (моноксид углерода CO) и углеводороды (УВ) в выхлопном газе до углекислого газа (CO2) и воды (H2O), и катализатор восстановления, который восстанавливает соединения азота (NOx) до азота (N2). Чтобы отвечать таким требованиям, как требуемая для реакции температура и время прохождения выхлопного газа, эффективная область каталитического конвертера становится большой и, кроме того, подложка катализатора на поверхности, к которой присоединены частицы катализатора, монтируется в кожухе.
Кроме того, подложка катализатора имеет сотовидную структуру, состоящую из покрытых катализатором прямоугольных или шестиугольных ячеек, вызывающих реакции окисления и восстановления вредных компонентов выхлопного газа.
Таким образом, выхлопной газ, поступающий внутрь кожуха через входной патрубок, вступает в каталитическую реакцию с участием катализатора, покрывающего подложку, и затем уходит в выхлопной патрубок.
Пример подложки катализатора сотовидной структуры раскрывается в корейской патентной заявке №527970 (фиг. 1 и 2).
Катализаторные подложки 1а и 1b образованы соответственно из ячеек 4а и 4b, имеющих прямоугольную ячеистую структуру (фиг. 1) или шестиугольную ячеистую структуру (фиг. 2). Каждая ячейка 4а или 4b образует сквозное отверстие (3a или 3b соответственно). Слой катализатора, такого как глинозем (например, Al2O3 и т.п.), содержащий драгоценные металлы, наносится между ячейкой 4а и ее стенкой 2а и между ячейкой 4b и ее стенкой 2b. Катализаторные подложки 1а и 1b обеспечивают реакцию окисления-восстановления выхлопного газа катализатором в слое его покрытия, тем самым выполняя функцию удаления вредных компонентов из выхлопного газа.
Каталитическая подложка для автомобилей изготавливается из керамической интегрированной ячеистой структуры с круглой ячеистой формой, чтобы таким образом получить однородное распределение слоя покрытия, и с малой вертикальной высотой между линиями ячеек, тем самым увеличивая плотность ячеистости. Таким образом, гарантируются необходимые условия реакции с достаточным контактом между подложкой катализатора и выхлопным газом, чтобы повысить полную эффективность очистки последнего в каталитическом конвертере.
Однако так как каталитическая подложка для автомобилей производится экструзией, когда керамическое сырье подается в экструдер и выдавливается из формы, преобразуясь в континуум с поперечным сечением сотовидной формы, такую подложку трудно применить там, где необходим каталитический реактор большой мощности - для больших судов или заводов, использующих много больших двигателей.
Кроме того, устройство очистки выхлопного газа дизеля, изготавливаемое экструзией высокотвердого материала (например, карбида кремния SiC), такое как дизельный фильтр сажи для использования в дизельных двигателях, является дорогостоящим, форма вытеснения недолговечна, и нужно иметь много форм в зависимости от типов продуктов массового производства.
Кроме того, подложка катализатора, раскрытая в корейской патентной заявке №527970, имеет цилиндрический внешний корпус независимо от ячеистой структуры. Таким образом, несколько катализаторных подложек не смогут быть легко состыкованы поперечно для объединения их в сборную структуру большой емкости.
Согласно описанной выше обычной практике были предприняты попытки объединения нескольких цилиндрических единичных блоков подложки катализатора из керамической структуры для получения подложки катализатора большой емкости, но, как говорилось выше, изготовить такую подложку было трудно.
Кроме того, когда подложки катализатора металлические, легко изготовить их 30 см или меньше в диаметре, но трудно изготовить подложки катализатора более 30 см в диаметре.
В частности, в 1973 г. Международная морская организация (IMO) приняла Международную конвенцию по предотвращению загрязнения моря судами (МАРПОЛ). Соответствующая Программа регулирования оксидов азота в выхлопах морских машин декларирует, что содержание оксидов азота (NOx) в выхлопах должно уменьшиться на 20% по сравнению с их количеством в 1973 г. в Периоде II, начинающемся с 2011 г., и уменьшиться на 80% в Периоде III, начинающемся с 2016 г. Для справки: Международная морская организация (IMO) - одно из специализированных учреждений ООН, которая на международном уровне координирует маршруты судов, правила движения, портовые сооружения и т.д. В результате производители крупных судов с большими двигателями проводили и продолжают проводить активные исследования для создания каталитического конвертера большой мощности для нейтрализации оксидов азота, содержащихся в выхлопном газе.
Поэтому требуется, чтобы каталитический конвертер имел структуру, которая позволяла бы изготавливать его из малых структур, соединяя их в структуру большой мощности, для обработки большого объема выхлопного газа больших судов или заводов, использующих много крупномасштабных двигателей внутреннего сгорания или большие пищеперерабатывающие устройства.
Для решения обозначенных проблем целью данного изобретения является разработка металлической подложки катализатора большой мощности и использующего ее каталитического конвертера, где единичные блоки подложки катализатора спроектированы для эффективной сборки с применением в каталитическом конвертере, требующемся для обработки большого объема выхлопного газа (от больших судов или заводов, использующих много крупных двигателей внутреннего сгорания или большие пищеперерабатывающие устройства), чтобы тем самым легко собирать единичные блоки подложки катализатора в крупномасштабную сборную структуру.
Другая цель данного изобретения - обеспечить металлическую подложку катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер, в котором собираются единичные блоки подложки катализатора, изготовленные из тонких металлических пластин (для легкости производства), чтобы тем самым упростить производственный процесс и удешевить производство.
Чтобы достигнуть поставленной цели, согласно одному аспекту данного изобретения, заявляется подложка катализатора большой мощности, включающая:
Несколько единичных блоков подложки катализатора, в которых ячеистые тела, образованные из ряда полых ячеек, выровнены в продольном направлении, сложены и помещены в многоугольный корпус, причем катализатор покрывает поверхности полых ячеек; и
Несколько сборочных элементов, каждый для фиксации пары смежных сторон, которые взаимно контактируют между сложенными единичными блоками подложки катализатора.
Предпочтительно, но не обязательно, каждый сборочный элемент включает:
верхнюю часть, выполненную в Т-образной форме, на обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара первых выступов, образующая пару первых углублений;
нижнюю часть, выполненную в Т-образной форме, на обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара вторых выступов, образующих пару вторых углублений; и
фиксирующий элемент для фиксации верхней и нижней частей.
Предпочтительно, но не обязательно, каждый сборочный элемент включает:
верхнюю часть, на обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара первых выступов, образующих первое углубление, в которое вставляется одна сторона одной подложки;
нижнюю часть, на обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара вторых выступов, образующая второе углубление, в которое вставляется одна сторона другой подложки; и
ряд штифтов, вставляющихся в углубления для штифтов, проделанные вдоль направления ширины каждой части для фиксации подложки.
Предпочтительно, но не обязательно, каждый сборочный элемент включает
верхнюю часть, в обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара первых выступов, чьи внутренние поверхности скошены и образуют первое косое углубление, в которое вставляется одна сторона одной подложки; и
нижнюю часть, в обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара вторых выступов, чьи внутренние поверхности скошены и образуют второе косое углубление, в которое вставляется одна сторона другой подложки.
Предпочтительно, но не обязательно, каждый сборочный элемент включает
верхнюю часть, в обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара первых выступов, образуя первое углубление, в которое вставляется одна сторона одной подложки; верхняя часть имеет несколько пар первых фиксирующих выступов, которые выступают со внутренних поверхностей первых выступов и сжимают вставленную подложку; и
нижнюю часть, в обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара вторых выступов, образуя второе углубление, в которое вставляется одна сторона другой подложки; нижняя часть имеет несколько пар вторых фиксирующих выступов, которые выступают со внутренних поверхностей вторых выступов и сжимают вставленную другую подложку.
Предпочтительно, но не обязательно, каждый сборочный элемент включает:
верхнюю часть, в обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара первых выступов, где между первыми выступами продольно сформирован первый промежуточный выступ, образуя первое и второе углубления, в которые вставляются подложки; верхняя часть имеет первые сжимающие углубления, вогнуто сформированные на наружных поверхностях первых выступов; и
нижнюю часть, в обеих сторонах одного конца которой продольно сформирована пара вторых выступов, где между вторыми выступами продольно сформирован второй промежуточный выступ, образуя третье и четвертое углубления, в которые вставляются подложки; нижняя часть имеет вторые сжимающие углубления, вогнуто сформированные на наружных поверхностях вторых выступов.
Предпочтительно, но не обязательно, каждый сборочный элемент включает болты с гайками, вставляющиеся в отверстия смежных подложек.
Предпочтительно, но не обязательно, каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора включает:
центральные части, изготовленные намоткой конструкций из гофрированных и плоских пластин в форме круга, где конструкции из гофрированных и плоских пластин получены сборкой плоских пластин и волнообразных пластин, изготовленных гофрированием плоских пластин, и
несколько угловых частей, вставленных между внешней периферической поверхностью наиболее удаленной центральной части и каждой угловой частью многоугольного корпуса.
Предпочтительно, но не обязательно, каждая угловая часть образована формовкой кольцевого намотанного тела, полученного намоткой одной из конструкций из гофрированных и плоских пластин.
Предпочтительно, но не обязательно, каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора получено намоткой одной из конструкций из гофрированных и плоских пластин по форме многоугольного корпуса.
Предпочтительно, но не обязательно, каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора получено складыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин сегментного типа, соответствующих длине одной стороны многоугольного корпуса, и помещением сложенных стопкой конструкций из гофрированных и плоских пластин в многоугольный корпус.
Предпочтительно, но не обязательно, каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора получено поочередным складыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин сегментного типа под наклоном и поочередным помещением складываемых конструкций из гофрированных и плоских пластин в многоугольный корпус.
Предпочтительно, но не обязательно, каждое ячеистое тело и многоугольный корпус имеют форму (любую из) шестиугольников, прямоугольников, треугольников или пятиугольников.
Предпочтительно, но не обязательно, каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора получено нанесением покрытия одним или более металлами, отобранными из группы, состоящей из платины, кобальта, никеля, палладия, меди, марганца и наносеребра как катализаторов, на тонкую пластину из огнеупорного сплава на основе FeCrAl.
Предпочтительно, но не обязательно, каждая из полых ячеек имеет одну форму из группы, состоящей из волнообразной формы, полусферической формы, сотовидных форм, треугольников и прямоугольников.
Согласно другому аспекту данного изобретения, заявляется также каталитический конвертер, включающий:
подложку катализатора большой мощности, включающую:
несколько единичных блоков подложки катализатора, в которых ячеистые тела образованы рядом полых ячеек, выровненных в продольном направлении и помещенных в многоугольный корпус, причем катализатор покрывает поверхности полых ячеек;
несколько сборочных элементов, каждый для фиксации пары смежных подложек, которые соединяют сложенные единичные блоки подложки катализатора; и
нагреватель.
Предпочтительно, но не обязательно, подложка катализатора большой мощности образована помещением нагревателя между подложками каждого единичного блока подложки катализатора и сборкой нагревателя с подложками в целом.
Предпочтительно, но не обязательно, нагреватель имеет поверхностный тип, передние и задние поверхности которого покрыты изолирующим материалом.
Предпочтительно, но не обязательно, нагреватель помещен в газозаборную часть подложки катализатора большой мощности и предварительно подогревается до того, как извне поступит выхлопной газ.
Как указано выше, данное изобретение позволяет изготовить каталитический конвертер из нескольких единичных блоков подложки катализатора, имеющих форму, обеспечивающую их легкую сборку.
Данное изобретение позволяет изготавливать и собирать несколько единичных блоков подложки катализатора, идентичных по форме и размеру, упрощая производственный процесс и удешевляя производство без необходимости увеличивать формующее устройство и устройство тепловой обработки подложек катализатора.
Данное изобретение применимо для больших судов с большими двигателями, в соответствии с Морской программой регулирования оксидов азота в машинных выхлопах Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря (МАРПОЛ), принятой Международной морской организацией (IMO), чтобы тем самым предоставлять услуги очистки выхлопного газа, соответствующие международным стандартам.
Вышеописанные и другие цели и преимущества данного изобретения станут более очевидными при подробном описании его предпочтительных воплощений со ссылкой на сопровождающие рисунки:
Фиг. 1 и 2 - виды в перспективе обычных подложек катализатора;
Фиг. 3 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно первому воплощению данного изобретения;
Фиг. 4 - вид в перспективе подложки катализатора большой мощности, образованной сборкой единичных блоков подложки катализатора (фиг. 3);
Фиг. 5 - вид в перспективе, показывающий сборку двух единичных блоков подложки катализатора при помощи первого сборочного элемента согласно данному изобретению;
Фиг. 6 - увеличенный вид в перспективе первого сборочного элемента (фиг. 5);
Фиг. 7 - вид в перспективе второго сборочного элемента для соединения единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению;
Фиг. 8 - вид в перспективе третьего сборочного элемента для соединения единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению;
Фиг. 9 - вид в перспективе четвертого сборочного элемента для соединения единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению;
Фиг. 10 - вид в перспективе пятого сборочного элемента для соединения единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению;
Фиг. 11 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно второму воплощению данного изобретения;
Фиг. 12 - блок-схема процесса производства единичного блока подложки катализатора (фиг. 11);
Фиг. 13 - вид в перспективе подложки катализатора большой мощности, образованной сборкой единичных блоков подложки катализатора (фиг. 3);
Фиг. 14 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно третьему воплощению данного изобретения;
Фиг. 15 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно четвертому воплощению данного изобретения;
Фиг. 16 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно пятому воплощению данного изобретения;
Фиг. 17 - вид в перспективе подложки катализатора большой мощности, собранной из единичных блоков подложки катализатора согласно воплощениям со второго по пятый данного изобретения;
Фиг. 18 - вид спереди каталитического конвертера согласно другому аспекту данного изобретения;
Фиг. 19 - блок-схема каталитического конвертера согласно другому аспекту данного изобретения.
Выше заявленные и другие цели и преимущества данного изобретения станут более очевидными при подробном описании преимущественных воплощений изобретения с опорой на сопровождающие рисунки. Соответственно, любой специалист в данной области поймет технический дух настоящего изобретения.
Однако подробное описание известных функций и структур при разборе эксплуатационных принципов преимущественных воплощений данного изобретения будет опущено во избежание любого недоразумения по сути последнего.
Далее будут описаны подложка катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер согласно различным воплощениям данного изобретения со ссылкой на сопровождающие рисунки. Цифры обозначают соответствующие элементы.
Согласно данному изобретению, несколько единичных блоков подложки катализатора имеют форму, позволяющую эффективно собирать их для каталитического конвертера для обработки большого объема выхлопного газа (на больших судах или заводах, использующих много крупномасштабных двигателей внутреннего сгорания или большие пищеперерабатывающие устройства), так что единичные блоки подложки катализатора легко собираются в крупномасштабный каталитический конвертер.
В частности, единичные блоки подложки катализатора имеют форму различных многоугольников для облегчения сборки. Здесь будут описаны шестиугольная структура как первое воплощение данного изобретения и прямоугольная структура как второе-пятое воплощения данного изобретения, это - представительные сборочные структуры.
Сначала опишем единичные блоки подложки катализатора шестиугольной структуры согласно первому воплощению данного изобретения.
Фиг. 3 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно первому воплощению данного изобретения, фиг. 4 - вид в перспективе подложки катализатора большой мощности, образованной сборкой единичных блоков подложки катализатора (фиг. 3).
Подложка катализатора большой мощности 20 согласно первому воплощению данного изобретения изготавливается из ряда единичных блоков подложки катализатора 10-10f, которые сложены и собраны, как показано на фиг. 4.
В случае, когда единичные блоки подложки катализатора 10-10f собраны в стопку, желательно, чтобы структура этой стопки минимизировала пространство между блоками, которое не заполняют подложки катализатора, и минимизировала пространство в оболочке 11, которое не заполняют подложки катализатора каждого единичного блока подложки катализатора, чтобы облегчить производственный процесс.
Ниже описаны единичные блоки подложки катализатора 10-10f, использующиеся в подложке катализатора большой мощности 20. Здесь будет проиллюстрирован только один единичный блок подложки катализатора 10 (фиг. 3).
Из фиг. 3 видно, что единичный блок подложки катализатора 10 включает оболочку 11 и сотовидную структуру 17. Каждая сотовидная структура 17 образована намоткой конструкции из гофрированных и плоских пластин 16, где гофрированные пластины 12 и плоские пластины 13 являются смежными друг с другом внутри оболочки 11 и образуют множество полых ячеек 14. В этом случае каталитическим слоем покрыты поверхности гофрированных пластин 12 и плоских пластин 13 для очистки поступающего выхлопного газа или удаления нежелательных запахов.
Гофрированные пластины 12 и плоские пластины 13 в единичном блоке 10 подложки катализатора изготовлены из материала, полученного нанесением слоя одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, кобальта, никеля, палладия, меди, марганца и наносеребра как катализаторов, на тонкую пластину из огнеупорного сплава толщиной 20-100 мкм. В этом случае гофрированные пластины 12, полученные гофрированием плоских пластин 13, и плоские пластины 13 собираются в конструкцию из гофрированных и плоских пластин 16, и затем эти конструкции из гофрированных и плоских пластин 16 наматываются и вставляются в оболочку 11. Здесь описан случай, когда одновременно применяются гофрированные пластины 12 и плоские пластины 13, но можно применять только гофрированные пластины 12.
Кроме того, по требованию пользователя места контактов гофрированных пластин 12 и плоских пластин 13 свариваются во избежание отхода гофрированных пластин 12 от плоских пластин 13, тем самым образуются конструкции из гофрированных и плоских пластин 16; затем эти конструкции из гофрированных и плоских пластин 16 наматываются в форме круга, заполняя оболочку 11. Угловые части могут быть изготовлены отдельно и собраны внутри оболочки 11, чтобы углы оболочки 11 можно было заполнить угловыми частями. Кроме того, угловые части могут быть изготовлены складыванием нескольких конструкций из гофрированных и плоских пластин 16 в форме сегментов с различными длинами.
Ячеистые тела 17, которыми заполнена внутренняя часть оболочки 11, могут быть изготовлены по первому типу, когда ячеистые тела 17 сформированы во внутренней части оболочки 11, как показано на фиг. 3. Кроме того, ячеистые тела 17, которыми заполнена внутренняя часть оболочки 11, могут также быть изготовлены по второму типу, когда ячеистые тела 17 наматываются вкруговую, чтобы затем сформоваться в шестиугольной форме с выходом в наиболее удаленную часть оболочки 11, или в непрерывный намотанный тип, в котором ячеистые тела 17 намотаны в шестиугольной форме. Таким образом, единичные блоки подложки катализатора могут быть изготовлены множеством методов во множестве форм.
Однако желательно, чтобы форма оболочки 11 была многоугольной, в которой единичные блоки 10 подложки катализатора могут быть собраны без пустот. Например, форма оболочки 11 может быть шестиугольной (см. фиг. 3), прямоугольной (см. фиг. 11), треугольной, пятиугольной и т.д. Далее, в случае, когда единичные блоки подложки катализатора сложены и собраны друг с другом, форма оболочки 11 (шестиугольник, прямоугольник или треугольник) может образовать пустые места, в которых подложки катализатора не заполняют внутренние части корпуса каждого единичного блока подложки катализатора, но это может облегчить процесс сборки.
Ячеистые тела 17 в единичном блоке 10 подложки катализатора должны иметь температуру активации катализатора, например, 200-600°C в зависимости от типа металла катализатора. В этом случае единичный блок 10 подложки катализатора должен иметь много полых ячеек 14, сформированных в продольном направлении гофрированными пластинами 12 и плоскими пластинами 13. В центре единичного блока 10 подложки катализатора может быть проделано (или опущено) сквозное отверстие 15, через которое при необходимости вставляется дополнительная часть, например, нагреватель (не показан).
Каждая из полых ячеек 14 может иметь одну из форм: волнообразную, полусферическую, сотовидную, треугольную или прямоугольную. Тонкая пластина, из которой изготавливаются гофрированные пластины 12 и плоские пластины 13, может быть изготовлена, например, из огнеупорного сплава FeCrAl. В качестве материала сплава на основе FeCrAl желательно использовать сплав Fecalloy, синтезирующийся в отношении Fe-15Cr-5Al или Fe-20Cr-5Al-РЗЭ (редкоземельный элемент), с включением ~1% РЗЭ (Y, Hf, Zr).
Предпочтительный пример сборки нескольких единичных блоков 10 подложки катализатора в подложку катализатора большой мощности 20 иллюстрируется на фиг. 4.
На фиг. 4 подложка катализатора большой мощности 20 сформирована сборкой нескольких шестиугольных единичных блоков подложки катализатора 10-10f друг с другом. Соответствующие единичные блоки подложки катализатора 10-10f сложены в форме пучка, в котором боковые стороны шестиугольных единичных блоков подложки катализатора 10-10f плотно контактируют друг с другом. Здесь связь единичных блоков подложки катализатора 10-10f реализуется при помощи сборочных элементов с первого по пятый: 60, 70, 80, 90 и 95, которые показаны на фиг. 5-10 и будут описаны ниже. Подложка катализатора большой мощности 20 собирается из нескольких единичных блоков подложки катализатора 10-10f одинакового размера и формы. Соответственно, подложка катализатора большой мощности 20 может быть использована в мощном конвертере большого размера, и если число единичных блоков подложки катализатора подобрано согласно размеру или пропускной способности конвертера, подложка катализатора большой мощности 20 может быть изготовлена в соответствии с разнообразием размеров конвертеров с желаемыми площадями поперечного сечения и площадями поверхности.
Сборочные элементы с первого по пятый для сборки соответствующих единичных блоков подложки катализатора будут подробно описаны ниже со ссылкой на фиг. 5-10.
В последующем описании показаны только оболочки 11 и 11a из двух единичных блоков подложки катализатора для удобства объяснения.
Фиг. 5 - вид в перспективе, показывающий, как два единичных блока подложки катализатора собраны при помощи первого сборочного элемента согласно данному изобретению, и фиг. 6 - увеличенный вид в перспективе, показывающий первый сборочный элемент (фиг. 5).
На фиг. 5-6 первый сборочный элемент 60 расположен так, что две оболочки 11 и 11a соответствующих единичных блоков подложки катализатора 10-10f собраны на противоположных поверхностях первого сборочного элемента 60.
Первый сборочный элемент 60 включает Т-образные верхнюю и нижнюю части 63а и 63b. Т-образные верхняя и нижняя части 63а и 63b соединены сборочными винтами 62 через ряд отверстий 61, проделанных на одной поверхности каждой из Т-образных верхней и нижней частей 63а и 63b так, чтобы Т-образные верхняя и нижняя части 63а и 63b плотно контактировали друг с другом вертикально, образуя I-образное тело 63. I-образное тело 63 имеет выступы 64 и 64а и пазы 65 и 65а, в которые вставляются оболочки 11 и 11а.
Нижняя часть 63b подогнана к нижней стороне боковой поверхности каждой из оболочек 11 или 11а, и верхняя часть 63а подогнана к верхней стороне боковой поверхности каждой из оболочек 11 или 11a. Далее, в отверстия 61 вставляются сборочные винты 62, плотно свинчивая верхнюю и нижнюю части 63 и 63а друг с другом и соединяя две оболочки 11 и 11a.
Таким же, описанным выше, образом первые сборочные элементы 60 соединяют все остальные боковые поверхности оболочек 11 и 11a, расположенные в соответствующих наиболее удаленных частях единичных блоков подложки катализатора 10-10f, чтобы тем самым получить подложку катализатора большой мощности.
Фиг. 7 - вид в перспективе второго сборочного элемента для соединения единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению.
На фиг. 7 второй сборочный элемент 70 включает пару верхних и нижних реек 70а и 70b, которые соединяют по вершинам и основаниям две смежные оболочки 11 and 11a. Каждая рейка 70а или 70b имеет ряд отверстий для штифтов 71 в обеих боковых поверхностях и соединяется с оболочками 11 и 11а путем вставки штифтов 72. В верхней и нижней рейках 70а и 70b есть траншейные углубления 73 и 73а, образованные выступами 74 и 74а соответственно.
Сначала две оболочки 11 и 11а вставляются в верхнюю рейку 70а и затем фиксируются штифтами 72, вставляемыми в отверстия 71. Нижняя рейка 70b также фиксируется вставкой штифтов в отверстия таким же образом, как и верхняя часть 70а.
Таким же образом, как описано выше, вторые сборочные элементы 70 полностью соединяют остальные части боковых поверхностей оболочек 11 и 11a, расположенные в соответствующих наиболее удаленных частях единичных блоков подложки катализатора 10-10f, тем самым образуя подложку катализатора большой мощности.
Фиг. 8 - вид в перспективе третьего сборочного элемента для сборки единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению.
На фиг. 8 третий сборочный элемент 80 включает пару верхней и нижней реек 80а и 80b, соединяющих по вершинам и основаниям две смежные оболочки 11 и 11а, подобно второму сборочному элементу 70. Внутренние поверхности выступов 81 и 81а скошены внутрь, к пазам 82 и 82а. Оболочки 11 и 11а вставляются в пазы 82 и 82а, сжимаясь и соединяясь более надежно, причем винты 62 или штифты 72 могут быть опущены.
Фиг. 9 - вид в перспективе четвертого сборочного элемента для соединения единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению.
На фиг. 9 у четвертого сборочного элемента 90 на обеих боковых поверхностях пазов 92 (как и у второго сборочного элемента 70) сформирован ряд фиксирующих полусферических выступов 93, он включает рейку 90а, в которой на одной ее стороне имеется пара продольных выступов 91 для фиксации оболочек 11 и 11a. В результате между парой продольных выступов 91 образуется траншейное углубление 92. Кроме того, вдоль внутренних поверхностей продольных выступов 91 в продольном направлении сформирован ряд попарных фиксирующих выступов 93, каждый друг против друга. Таким образом, когда оболочки 11 и 11а вставляются в пазы 92, оболочки 11 и 11а соединяются с пазами 92 посредством сжатия фиксирующими выступами подложки 93.
Фиг. 10 - вид в перспективе пятого сборочного элемента для сборки единичных блоков подложки катализатора согласно данному изобретению.
На фиг. 10 у пятого сборочного элемента 95 на одной стороне рейки 95а продольно сформированы с промежутками три выступа 96, в которые вставляются оболочки 11 и 11a: пара внешних выступов с обеих сторон рейки 95а соответственно, и промежуточный выступ между внешними выступами, образуя первые и вторые углубления 97 и 98, в которые вставляются оболочки 11 и 11a соответственно. На наружных поверхностях внешних продольных выступов вместо ряда выступов фиксации оболочки 93 четвертого сборочного элемента 90 сформированы продольные вогнутые сжимающие углубления 99а. Сжимающие углубления 99а сформированы в продольном направлении на нижних сторонах обеих боковых поверхностей внешних продольных выступов соответственно. Таким образом, после того как оболочки 11 и 11а вставлены в первое и второе углубления 97 и 98 соответственно, сжимающие углубления 99а препятствуют отделению оболочек 11 и 11а от первых и вторых продольных углублений 97 и 98.
Четвертый и пятый сборочные элементы 90 и 95 имеют верхнюю и нижнюю части, соединяющие друг с другом верхние и нижние части оболочек 11 и 11а соответственно. Однако на фиг. 9 и 10 показана (и была описана) только верхняя часть.
Как указано выше, подложку катализатора, согласно данному изобретению, можно легко нарастить путем сборки ряда единичных блоков подложки катализатора с помощью любого сборочного элемента с первого по пятый: 60, 70, 80, 90 и 95. Таким образом, когда подложка катализатора, согласно данному изобретению, используется для удаления нежелательных запахов в крупномасштабной пищеперерабатывающей установке, эта подложка может быть скомбинирована с нагревателем с образованием каталитического конвертера большой мощности. Кроме того, подложка катализатора может использоваться для очистки выхлопного газа на большом судне или заводе, одна или в сочетании с нагревателем.
Далее описаны воплощения со второго по пятый данного изобретения.
Фиг. 11 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно второму воплощению данного изобретения, фиг. 12 - блок-схема процесса изготовления единичного блока подложки катализатора (фиг. 11), а фиг. 13 - вид в перспективе подложки катализатора большой мощности после сборки единичных блоков подложки катализатора (фиг. 3).
Единичный блок подложки катализатора 100 имеет в целом прямоугольную структуру и включает ряд ячеистых тел 117. Каждое из ячеистых тел 117 образовано гофрированной пластиной 112 и плоской пластиной 113 и включает множество полых ячеек 114, имеющих волнообразную или полукруглую форму. Так как ячеистые тела 117 сформированы аналогично показанным на фиг. 3, их описание опущено.
Как показано на фиг. 13, подложка катализатора большой мощности 120 согласно второму воплощению данного изобретения содержит ряд прямоугольных единичных блоков подложки катализатора 100-100h, сложенных и соединенных друг с другом. Единичные блоки подложки катализатора 100-100h, использующиеся для подложки катализатора большой мощности 120, описываются ниже. Однако будет описан только единичный блок подложки катализатора 100 как представительный пример со ссылкой на фиг. 11.
На фиг. 11 единичный блок 100 подложки катализатора включает прямоугольный корпус 111 и прямоугольные ячеистые тела 117. Каждое ячеистое тело 117 получено наматыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин 116, где гофрированные пластины 112 и плоские пластины 113 смежны друг с другом в корпусе 111 и образуют ряд полых ячеек 114.
В этом случае слой катализатора покрывает поверхности гофрированных пластин 112 и плоских пластин 113 для очистки выхлопного газа или удаления нежелательных запахов. Здесь ячеистые тела 117 единичного блока 100 подложки катализатора включают: центральные части А, образованные намоткой конструкций из гофрированных и плоских пластин 116 в форме круга, где конструкции из гофрированных и плоских пластин 116 изготовлены сборкой плоских пластин 113 и гофрированных пластин 112, полученных гофрированием плоских пластин 113 соответственно, и которые касаются четырех сторон корпуса 111 спиралеобразно; и несколько угловых частей В1-В4, которые поочередно вставляются между внешней периферической поверхностью наиболее удаленной центральной части и каждой из угловых частей корпуса 111, то есть в четыре угла корпуса 111, в которых находятся частичные конструкции из гофрированных и плоских пластин, сформированные сборкой частичной плоской пластины с частичными гофрированными пластинами, полученными гофрированием частичных плоских пластин 113.
Центральные части А могут быть изготовлены намоткой конструкций из гофрированных и плоских пластин 116 в форме круга, как показано на фиг. 11. Кроме того, центральные части могут быть получены намоткой конструкций из гофрированных и плоских пластин сначала в форме многоугольника и дальнейшей намоткой конструкций из гофрированных и плоских пластин в форме круга, чтобы лучше заполнить корпус 111. Здесь центральные части А сварены в местах, где гофрированные пластины 112 и плоские пластины 113 контактируют друг с другом, чтобы предотвратить расхождение гофрированных пластин 112 и плоских пластин 113. Соответственно, конструкции из гофрированных и плоских пластин 116 могут быть намотаны в форме круга. Кроме того, угловые части В1-В4 получены вставкой ряда частичных конструкций из гофрированных и плоских пластин, полученных сборкой частичной плоской пластины с частичными гофрированными пластинами в форме сегментов различных длин соответственно, в углы прямоугольного корпуса 111.
Конструкции из гофрированных и плоских пластин 116, образующие ячеистые тела 117, изготовлены из того же самого материала и с той же формой ячейки, как и в первом воплощении данного изобретения.
Единичный блок 100 подложки катализатора может функционировать, например, при 200-600°C в зависимости от типа металла катализатора (температура активации катализатора). В этом случае единичный блок 100 подложки катализатора включает множество полых ячеек 114, образованных в продольном направлении гофрированными пластинами 112 и плоскими пластинами 113. Кроме того, в центральной части единичного блока 100 подложки катализатора может быть проделано (или опущено) сквозное отверстие 115, через которое вставляется дополнительная часть, например нагреватель (не показан). Нагреватель необходим для подогрева до температуры активации металла катализатора в случае, когда температура выхлопного газа поначалу низка. Случай, когда единичный блок 100 подложки катализатора применен в каталитическом конвертере большой мощности с нагревателем, будет описан ниже со ссылкой на фиг. 18 и 19.
Кроме того, угловые части В1-В4 могут быть получены из частей угловой формы, изготовленных посредством специально разработанного процесса (фиг. 12), и вставлены в четыре угла корпуса 111, вместо вставки частичных конструкций из гофрированных и плоских пластин в форме сегмента в четыре угла корпуса 111.
На фиг. 12, на этапах (а) и (b) тело кольцевой намотки 131, полученное намоткой конструкций из гофрированных и плоских пластин 116, вытягивается силами растяжения в трех направлениях, чтобы преобразовать тело кольцевой намотки 131 в треугольный модуль 132,имеющий форму, подобную каждому углу корпуса 111. При этом желательно сформировать треугольный модуль 132 как прямоугольный треугольник, который легко вставляется в каждый угол корпуса 111. Далее, на этапах (с) и (d) треугольный модуль 132 помещают между зажимами 134а и 134b, чтобы преобразовать наклонную сторону напротив прямого угла треугольного модуля 132 согласно искривлению центральных частей А и таким образом получить угловую часть В. Здесь для удобства объяснения угловые части В1-В4 коллективно обознаются как угловая часть В. На шаге (е) формируется центральная часть А и затем вставляется в корпус 111. На шаге (f) угловые части В1-В4 вставляются в четыре угла корпуса 111 соответственно, тем самым образуя прямоугольный единичный блок 100 подложки катализатора.
Предпочтительный пример сборки единичного блока 100 подложки катализатора для изготовления подложки катализатора большой мощности 120 проиллюстрирован на фиг. 13. На фиг. 13 подложка катализатора большой мощности 120 получена сборкой нескольких единичных блоков подложки катализатора 100-100h. Соответствующие единичные блоки подложки катализатора 100-100h сложены друг с другом так, чтобы их боковые поверхности находились в тесном контакте друг с другом. Здесь соответствующие единичные блоки подложки катализатора 100-100h собраны, как показано на фиг. 17 (описывается ниже). Подробное описание этого будет дано ниже со ссылкой на фиг. 17. Соответствующие единичные блоки подложки катализатора 100-100h могут быть собраны при помощи любого из сборочных элементов с первого по пятый: 60, 70, 80, 90 и 95, которые были описаны на фиг. 6-10. Поскольку сборка единичных блоков подложки катализатора 100-100h легко понятна специалисту соответствующего профиля, ее подробное описание будет опущено.
Фиг. 14 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно третьему воплощению данного изобретения, фиг. 15 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно четвертому воплощению данного изобретения, и фиг. 16 - вид спереди единичного блока подложки катализатора согласно пятому воплощению данного изобретения.
Как показано на фиг. 14-16, соответствующие ячеистые тела 217, 317 и 417 соответствующих единичных блоков 200, 300 и 400 подложки катализатора, согласно воплощениям данного изобретения с третьего по пятое, образованы введением конструкций из гофрированных и плоских пластин 216, 316, и 416 в соответствующие прямоугольные корпуса 211, 311, и 411 разнообразными способами. В этом случае ряд полых ячеек 214, 314 и 414 образуются, когда гофрированные пластины 212, 312 и 412 входят в контакт с плоскими пластинами 213, 313 и 413.
Более подробно: ячеистые тела 217 единичного блока 200 подложки катализатора согласно третьему воплощению, полученные сгибанием конструкций из гофрированных и плоских пластин 216 под прямым углом и затем намотанные в спиральной форме, вставляются в прямоугольный корпус 211 (см. фиг. 14). Согласно четвертому воплощению, ячеистые тела 317 единичного блока 300 подложки катализатора, сформированные последовательным складыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин 316, каждая из которых соответствует одной стороне прямоугольного корпуса 311, вставляются в прямоугольный корпус 311 (см. фиг. 15). Согласно пятому воплощению, ячеистые тела 417 единичного блока 400 подложки катализатора, сформированные последовательным складыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин 416 с определенным наклоном, вставляются в прямоугольный корпус 411.
Соответствующие единичные блоки 200, 300 и 400 подложки катализатора, согласно воплощениям данного изобретения с третьего по пятое, собраны друг с другом, образуя подложку катализатора большой мощности, таким же образом, как и единичный блок 100 подложки катализатора согласно второму воплощению (см. фиг. 13). Так как единичные блоки 200-400 подложки катализатора могут быть собраны методом, проиллюстрированным на фиг. 17 (описывается ниже), подробное описание этого будет дано ниже со ссылкой на фиг. 17 таким же образом, как и сборка единичных блоков 100-100h подложки катализатора согласно второму воплощению данного изобретения.
Фиг. 17 - вид в перспективе подложки катализатора большой мощности, собранной из единичных блоков подложки катализатора согласно воплощениям данного изобретения со второго по пятый. Здесь, для удобства объяснения, единичные блоки 100-400 подложки катализатора, согласно воплощениям данного изобретения со второго по пятый, обозначаются коллективно, как единичный блок 500 подложки катализатора, корпуса 111-411 единичных блоков 100-400 подложки катализатора согласно воплощениям данного изобретения со второго по пятый коллективно называются как корпус 511а, и ячеистые тела 117, 217, 317 и 417, вставляющиеся в корпуса 111-411 единичных блоков 100, 200, 300 и 400 подложки катализатора, согласно воплощениям данного изобретения со второго по пятый, коллективно называются как ячеистое тело 511b.
Корпус 511а сконфигурирован в прямоугольной форме, его верхние и нижние части открыты. В верхних и нижних краях каждой поверхности корпуса 511а проделано множество отверстий под болты 512. В этом случае высота h2 корпуса 511а превышает высоту h1 ячеистого тела 511b. Таким образом, хотя корпус 511а вмешает ячеистое тело 511b, смежные корпуса можно собрать болтами 513 через отверстия 512. Например, корпус 511а имеет размеры 324 мм (ширина)×324 мм (длина)×380 мм (высота h2), и ячеистое тело 511b имеет размеры 320 мм (ширина)×320 мм (длина)×280 мм (высота h1).
Подложка катализатора большой мощности 520 изготавливается сборкой ряда единичных блоков подложки катализатора 500-500h друг с другом, где соответствующие прямоугольные поверхности единичных блоков подложки катализатора 500-500h находятся в тесном контакте друг с другом, их затем соединяют друг с другом болтами через отверстия 512. Кроме того, подложка катализатора большой мощности 520 запаяна в корпусе 530 вдоль его наиболее удаленных краев верхних и нижних частей, что повышает долговечность и удобство сборки.
Так как подложка катализатора большой мощности 520 образована сборкой ряда единичных блоков подложки катализатора 500-500h друг с другом, где соответствующие прямоугольные поверхности единичных блоков подложки катализатора 500-500h находятся в тесном контакте друг с другом и затем соединяются друг с другом болтами через отверстия 512, возможно максимизировать фактор заполнения ячеистыми телами 511b и минимизировать полную деформацию ячеистого тела 511b. Кроме того, поскольку нагрузка подложки катализатора большой мощности 520 передается вниз через соответствующие прямоугольные поверхности единичных блоков подложки катализатора 500-500h, подложка катализатора большой мощности 520 устойчиво сохраняет форму. Кроме того, когда подложка катализатора большой мощности 520 смонтирована, единичные блоки подложки катализатора 500-500h могут быть распределены оптимально в силу прямоугольной формы.
Болтовая сборочная структура корпусов 111-411 относительно единичных блоков 500-500h подложки катализатора, согласно показанным на фиг. 17 воплощениям со второго по пятый, может быть применена и для сборки корпусов 11-11а согласно первому воплощению данного изобретения.
Напротив, сборочные элементы с первого по пятый: 60, 70, 80, 90 и 95, согласно первому воплощению данного изобретения, могут быть также применены к корпусам 111-411 в части единичных блоков подложки катализатора 500-500h согласно воплощениям данного изобретения со второго по пятый.
Фиг. 18 - вид спереди каталитического конвертера согласно другому аспекту данного изобретения.
Единичный блок 10 подложки катализатора, согласно первому воплощению данного изобретения, соответствует единичным блокам подложки катализатора 600а на фиг. 18, и единичные блоки 100-400 подложки катализатора, согласно воплощениям данного изобретения со второго по пятый, соответствуют единичным блокам подложки катализатора 600b на фиг. 18. Единичные блоки подложки катализатора 600b на фиг. 18 соответствуют единичным блокам 300 подложки катализатора согласно четвертому воплощению данного изобретения, но не ограничиваются ими, что легко понятно специалисту в данной области.
Как описано выше, единичные блоки 600а и 600b подложки катализатора во время формирования подложек катализатора большой мощности 610 и 620 комбинируются с нагревателем 612, составляя каталитический конвертер.
Каталитический конвертер, согласно данному изобретению (фиг. 18), получается помещением нагревателя 612 на корпус 611 соответствующих единичных блоков 600а и 600b подложки катализатора во время изготовления подложек катализатора большой мощности. То есть каталитический конвертер, согласно данному изобретению, образует выбранный подогреваемый каталитический конвертер, в котором корпус 611 объединен с нагревателем 612. Нагреватель 612 имеет нитевидный или поверхностный тип. Передние и задние поверхности нагревателя 612 покрыты и защищены изоляторами 613. На передних и задних поверхностях изоляторов 613 могут быть выборочно применены верхние и нижние покрытия 614 соответственно.
Фиг. 19 - блок-схема каталитического конвертера согласно другому аспекту данного изобретения.
Как описано выше, единичные блоки 10, 100, 200, 300 и 400 подложки катализатора, согласно воплощениям данного изобретения с первого по пятый, собраны друг с другом, составляя подложку катализатора большой мощности 700 (фиг. 19). Здесь подложка катализатора большой мощности 700 (фиг. 19) связана с нагревателем 710, располагающимся с промежутком от входного патрубка 711. Выхлопной газ, подающийся через входное отверстие 711, нагревается нагревателем 711 и затем очищается, проходя через подложку катализатора большой мощности 700, затем выходя через патрубок 712.
Как показано на фиг. 18 и 19, нагреватели 612 и 710 расположены относительно каталитических конвертеров выборочно. Таким образом, когда температура выхлопного газа ниже температуры активации катализатора, подложки катализатора большой мощности 610, 620 и 700 предварительно подогреваются для инициирования реакции, нуждающейся в дополнительном источнике тепла, при осуществлении реакции на подложках катализатора большой мощности 610, 620 и 700, тем самым формируя окружающую реакционную среду подложки катализатора большой мощности 610, 620 и 700 соответственно.
Данное изобретение описано выше на примерах особо преимущественных воплощений. Однако данное изобретение не ограничено вышеупомянутыми воплощениями, и специалист в данной области может произвести различные модификации и изменения, не отклоняясь от духа данного изобретения. Таким образом, защитная область данного изобретения определяется не подробным описанием всего этого, а определяется пунктами, перечисленными ниже, и техническим духом самого изобретения.
Настоящее изобретение может быть применено к подложкам катализаторов каталитических конвертеров большой мощности, использующихся на больших судах, заводах или предприятиях пищевой промышленности большой мощности.
Claims (18)
1. Металлическая подложка катализатора большой мощности для очистки выхлопных газов, включающая множество единичных катализаторных блоков подложки, собираемых в секции, из которых каждый единичный катализаторный блок включает оболочку, имеющую многоугольное поперечное сечение и длину; ячеистую структуру, размещенную внутри оболочки, имеющую множество полых ячеек, расположенных продольно относительно длины оболочки, и катализатор, нанесенный на поверхности полых ячеек, при этом полые ячейки сформированы свернутыми в рулон гофрированной пластиной и плоской пластиной, и имеет центральную часть с круглым поперечным сечением и угловые части для заполнения углов оболочки; а также множество сборочных элементов, предназначенных для соединения в пару и жесткой фиксации смежных сторон двух оболочек, обеспечивающих взаимный контакт с другими собранными в данную секцию единичными катализаторными блоками.
2. Подложка катализатора по п. 1, где каждый сборочный элемент представляет собой I-образное тело, образованное верхней и нижней Т-образными частями, плотно соединенными между собой фиксирующим элементом, при этом выступы Т-образных частей формируют пазы для размещения сторон смежных оболочек.
3. Подложка катализатора по п. 1, где каждый сборочный элемент включает пару реек, которые имеют траншейные углубления для размещения соответственно двух смежных оболочек, при этом каждая рейка имеет ряд отверстий в обеих боковых поверхностях для соединения с оболочками при помощи штифтов.
4. Подложка катализатора по п. 1, где каждый сборочный элемент включает пару реек, которые имеют продольные пазы для размещения соответственно двух смежных оболочек, при этом внутренние поверхности боковых стенок паза скошены внутрь, обеспечивая фиксацию вставленных оболочек.
5. Подложка катализатора по п. 1, где каждый сборочный элемент включает верхнюю часть, в обеих сторонах одной грани которой продольно сформирована пара первых выступов, образуя первое углубление, в которое вставляется одна сторона одной оболочки, где верхняя часть имеет ряд пар первых выступов фиксации оболочки, выступающих с внутренних поверхностей первых выступов и сжимающих одну оболочку; и нижнюю часть, в обеих сторонах одной грани которой продольно сформирована пара вторых выступов, образуя второе углубление, в которое вставляется одна сторона другой оболочки, где нижняя часть имеет несколько пар вторых выступов фиксации оболочки, выступающих с внутренних поверхностей вторых выступов и сжимающих другую оболочку.
6. Подложка катализатора по п. 1, где каждый сборочный элемент включает верхнюю часть, в обеих сторонах одной грани которой продольно сформирована пара первых выступов, где продольно сформирован первый промежуточный выступ фиксации оболочки, между первыми выступами, образуя первое и второе углубления, в которые вставляются оболочки, где верхняя часть имеет первые сжимающие углубления, которые проделаны вогнуто на наружных поверхностях первых выступов; и нижнюю часть, в обеих сторонах одной грани которой продольно сформирована пара вторых выступов, где продольно сформирован второй промежуточный выступ фиксации оболочки между вторыми выступами, образуя третье и четвертое углубления, в которые вставляются оболочки, где нижняя часть имеет вторые сжимающие углубления, которые проделаны вогнуто на наружных поверхностях вторых выступов.
7. Подложка катализатора по п. 1, где каждый сборочный элемент включает болты с гайками, вставляющиеся в отверстия смежных оболочек.
8. Подложка катализатора по п. 1, где каждая угловая часть изготовлена формовкой тела кольцевой намотки, полученного намоткой одной из конструкций из гофрированных и плоских пластин.
9. Подложка катализатора по п. 1, где каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора изготовлено намоткой одной из конструкций из гофрированных и плоских пластин в форме многоугольника.
10. Подложка катализатора по п. 1, где каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора получено складыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин сегментного типа, соответствующих длине одной стороны многоугольного корпуса, и помещением сложенных стопкой конструкций из гофрированных и плоских пластин в многоугольный корпус.
11. Подложка катализатора по п. 1, где каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора сформировано поочередным складыванием конструкций из гофрированных и плоских пластин сегментного типа с наклоном, и помещением поочередно складываемых конструкций из гофрированных и плоских пластин в многоугольный корпус.
12. Подложка катализатора по п. 1, где каждое ячеистое тело и многоугольный корпус имеют форму шестиугольников, или прямоугольников, или треугольников, или пятиугольников.
13. Подложка катализатора по п. 1, где каждое ячеистое тело каждого единичного блока подложки катализатора получено нанесением покрытия одним или более металлами, отобранными из группы, состоящей из платины, кобальта, никеля, палладия, меди, марганца и наносеребра как катализаторов, на тонкую пластину огнеупорного сплава на основе FeCrAl.
14. Подложка катализатора по п. 1, где каждая из полых ячеек имеет одну из форм: волнообразную, полусферическую, сотовидную, треугольную или прямоугольную.
15. Каталитический конвертер для очистки выхлопных газов, включающий металлическую подложку катализатора большой мощности, включающую: несколько единичных блоков подложки катализатора, в которых ячеистые тела образованы из ряда полых ячеек, выровненных в продольном направлении, сложенных и помещенных в многоугольный корпус, причем катализатор покрывает поверхности полых ячеек; и ряд сборочных элементов, каждый для фиксации пары смежных оболочек, которые взаимно связывают сложенные единичные блоки подложки катализатора, тем самым объединяя единичные блоки подложки катализатора; и нагреватель.
16. Каталитический конвертер по п. 15, где подложка катализатора большой мощности образована расположением нагревателя между подложками каждого единичного блока подложки катализатора и сборкой нагревателя с подложками в целом.
17. Каталитический конвертер по п. 16, где нагреватель - нагреватель поверхностного типа, чьи передние и задние поверхности покрыты изолирующим материалом.
18. Каталитический конвертер по п. 17, где нагреватель помещен в газозаборную часть подложки катализатора большой мощности и предварительно разогревается до того, как поступит извне выхлопной газ.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2010-0030959 | 2010-04-05 | ||
| KR1020100030959A KR101112662B1 (ko) | 2010-04-05 | 2010-04-05 | 대용량 금속 촉매 담체 및 이를 이용한 촉매 컨버터 |
| PCT/KR2011/002346 WO2011126256A2 (ko) | 2010-04-05 | 2011-04-05 | 대용량 금속 촉매 담체 및 이를 이용한 촉매 컨버터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012146834A RU2012146834A (ru) | 2015-05-27 |
| RU2598030C2 true RU2598030C2 (ru) | 2016-09-20 |
Family
ID=44763380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012146834/04A RU2598030C2 (ru) | 2010-04-05 | 2011-04-05 | Подложка для металлического катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9062585B2 (ru) |
| EP (1) | EP2556886B1 (ru) |
| JP (1) | JP5610323B2 (ru) |
| KR (1) | KR101112662B1 (ru) |
| CN (1) | CN102821854B (ru) |
| BR (1) | BR112012025288B1 (ru) |
| DK (1) | DK2556886T3 (ru) |
| RU (1) | RU2598030C2 (ru) |
| WO (1) | WO2011126256A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805108C2 (ru) * | 2018-09-11 | 2023-10-11 | Джеммтек Лимитед | Подложка катализатора |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8565081B1 (en) | 2011-02-23 | 2013-10-22 | Google Inc. | Rate adaptation in a communication system |
| JP6245441B2 (ja) * | 2014-02-10 | 2017-12-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 金属ハニカム触媒装置の製造方法 |
| KR101582964B1 (ko) * | 2014-03-14 | 2016-01-06 | 현대머티리얼 주식회사 | 대용량 촉매담체 반응기의 담체 마운팅 장치 |
| EP3350859B1 (en) * | 2015-09-19 | 2020-10-28 | Daimler AG | Shutdown and storage method for fuel cell system at below freezing temperatures |
| WO2017135714A1 (ko) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 주식회사 아모그린텍 | 대용량 촉매 반응기용 촉매 담체 모듈 |
| EP3825002B1 (en) * | 2016-10-20 | 2024-05-15 | Amogreentech Co., Ltd. | A metal catalyst support manufacturing apparatus |
| JP7088931B2 (ja) * | 2017-01-04 | 2022-06-21 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト | 煙道ガス洗浄用のカセット一体型触媒 |
| USD894361S1 (en) * | 2018-02-20 | 2020-08-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst carrier for exhaust gas purification |
| WO2019203969A1 (en) | 2018-04-16 | 2019-10-24 | Ec Power, Llc | Systems and methods of battery charging assisted by heating |
| KR102247171B1 (ko) * | 2018-10-12 | 2021-04-30 | 희성촉매 주식회사 | 다공성 촉매지지체의 코팅방법 및 이를 위한 장치 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9013655U1 (ru) * | 1990-09-28 | 1990-12-06 | L. & C. Steinmueller Gmbh, 5270 Gummersbach, De | |
| RU2032463C1 (ru) * | 1992-04-16 | 1995-04-10 | Малое предприятие "Технология" | Носитель для катализатора очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и способ его приготовления |
| RU2177363C2 (ru) * | 2000-03-17 | 2001-12-27 | Рахманов Геннадий Жанович | Каталитический нейтрализатор |
| JP2002239345A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ハニカム触媒充填パレットを有する排ガス処理装置 |
| DE10243971A1 (de) * | 2002-09-20 | 2004-04-01 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Gewichtsreduzierter Katalysator-Trägerkörper und entsprechendes Gehäuse |
| US7037567B2 (en) * | 2001-06-29 | 2006-05-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| WO2006063754A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Haldor Topsøe A/S | Reactor for a catalytic conversion reaction |
| JP2007203256A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒コンバータ |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2718460A (en) * | 1952-09-10 | 1955-09-20 | Oxy Catalyst Inc | Catalytic assembly |
| DE7540749U (de) * | 1975-12-20 | 1977-06-08 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Katalysatorkoerper |
| JPS5580028U (ru) * | 1978-11-29 | 1980-06-02 | ||
| JPS61135539A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-23 | Glyco Kyodo Nyugyo Kk | 炭酸ガスを含有する醗酵乳の製造法 |
| JPS61135539U (ru) * | 1985-02-12 | 1986-08-23 | ||
| US4849185A (en) * | 1986-10-24 | 1989-07-18 | Johnson-Matthey, Inc. | Catalytic converter with multiple removable catalyst panels |
| WO1993020339A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-14 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Konischer wabenkörper |
| JP2000237601A (ja) * | 1999-02-16 | 2000-09-05 | Babcock Hitachi Kk | 触媒ユニットおよび触媒ブロック構造体 |
| CA2396191C (en) * | 2000-01-11 | 2009-07-28 | Accentus Plc | Catalytic reactor |
| US6315963B1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-11-13 | Samuel E. Speer | Method and apparatus for the enhanced treatment of fluids via photolytic and photocatalytic reactions |
| KR100527970B1 (ko) | 2003-02-17 | 2005-11-09 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 세라믹 촉매담체의 일체형 원형셀구조 |
| JP2005240583A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
| DE202006007876U1 (de) * | 2006-05-15 | 2007-09-20 | Bauer Technologies Gmbh | Optimierung von zellulären Strukturen, insbesondere für die Abgasreinigung von Verbrennungsaggregaten und andere Anwendungsbereiche |
| CN201161190Y (zh) * | 2008-03-05 | 2008-12-10 | 山东大学 | 一种新型催化剂模块结构 |
-
2010
- 2010-04-05 KR KR1020100030959A patent/KR101112662B1/ko active IP Right Grant
-
2011
- 2011-04-05 EP EP11766107.4A patent/EP2556886B1/en active Active
- 2011-04-05 US US13/639,583 patent/US9062585B2/en active Active
- 2011-04-05 RU RU2012146834/04A patent/RU2598030C2/ru active
- 2011-04-05 JP JP2013503665A patent/JP5610323B2/ja active Active
- 2011-04-05 BR BR112012025288-7A patent/BR112012025288B1/pt active IP Right Grant
- 2011-04-05 CN CN201180017394.6A patent/CN102821854B/zh active Active
- 2011-04-05 WO PCT/KR2011/002346 patent/WO2011126256A2/ko active Application Filing
- 2011-04-05 DK DK11766107.4T patent/DK2556886T3/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9013655U1 (ru) * | 1990-09-28 | 1990-12-06 | L. & C. Steinmueller Gmbh, 5270 Gummersbach, De | |
| RU2032463C1 (ru) * | 1992-04-16 | 1995-04-10 | Малое предприятие "Технология" | Носитель для катализатора очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и способ его приготовления |
| RU2177363C2 (ru) * | 2000-03-17 | 2001-12-27 | Рахманов Геннадий Жанович | Каталитический нейтрализатор |
| JP2002239345A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ハニカム触媒充填パレットを有する排ガス処理装置 |
| US7037567B2 (en) * | 2001-06-29 | 2006-05-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| DE10243971A1 (de) * | 2002-09-20 | 2004-04-01 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Gewichtsreduzierter Katalysator-Trägerkörper und entsprechendes Gehäuse |
| WO2006063754A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Haldor Topsøe A/S | Reactor for a catalytic conversion reaction |
| JP2007203256A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒コンバータ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805108C2 (ru) * | 2018-09-11 | 2023-10-11 | Джеммтек Лимитед | Подложка катализатора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2556886B1 (en) | 2015-05-27 |
| CN102821854B (zh) | 2016-11-16 |
| WO2011126256A2 (ko) | 2011-10-13 |
| JP2013523443A (ja) | 2013-06-17 |
| DK2556886T3 (en) | 2015-08-31 |
| WO2011126256A3 (ko) | 2012-01-26 |
| JP5610323B2 (ja) | 2014-10-22 |
| BR112012025288A2 (pt) | 2016-06-21 |
| BR112012025288B1 (pt) | 2018-11-06 |
| RU2012146834A (ru) | 2015-05-27 |
| KR101112662B1 (ko) | 2012-02-15 |
| EP2556886A4 (en) | 2014-05-21 |
| KR20110111733A (ko) | 2011-10-12 |
| US20130028808A1 (en) | 2013-01-31 |
| CN102821854A (zh) | 2012-12-12 |
| US9062585B2 (en) | 2015-06-23 |
| EP2556886A2 (en) | 2013-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2598030C2 (ru) | Подложка для металлического катализатора большой мощности и использующий ее каталитический конвертер | |
| KR101200078B1 (ko) | 단위 촉매 담체 블록과 이를 이용한 대용량 촉매 담체 및 촉매 컨버터 | |
| JP3784718B2 (ja) | 波壁ハニカム構造体及びその製造方法 | |
| US4364761A (en) | Ceramic filters for diesel exhaust particulates and methods for making | |
| RU2187003C2 (ru) | Жаростойкий и регенерируемый фильтрующий элемент с заданными путями прохождения потока | |
| US8057746B2 (en) | Carrier for exhaust-gas purification and exhaust-gas purifier having the carrier | |
| US4942020A (en) | Converter for removing pollutants from a gas stream | |
| US5149508A (en) | Parallel path catalytic converter | |
| JP2007506893A (ja) | 逆流ハウジングを有する排気ガス後処理ユニットおよび排気ガス後処理のための対応するプロセス | |
| PL183015B1 (pl) | Jednostka katalityczna | |
| JPH05212293A (ja) | 電気加熱可能な触媒的変換器用コア | |
| JP2004533312A (ja) | ガス状媒体のプラズマ利用処理のための反応器 | |
| JPH0812460A (ja) | ハニカム状セラミック構造体 | |
| US7247185B2 (en) | Device for treatment of a gas flow | |
| KR20000048541A (ko) | 배기가스 촉매장치의 열절연부를 갖춘 벌집몸체 | |
| RU93042477A (ru) | Фильтр для очистки отработавших газов дизельных двигателей | |
| US5300133A (en) | Soot particle exhaust-gas filter | |
| US20080113209A1 (en) | Metal reactor cell and manufacturing method thereof | |
| US6029440A (en) | Turbulent flow precipitator for combustion in diesel or gasoline engine exhausts | |
| KR101244366B1 (ko) | 단위 촉매담체 블록과 대용량 촉매담체의 제조방법 | |
| JPH02180642A (ja) | 触媒用ハニカム構造体 | |
| KR101244365B1 (ko) | 단위 촉매 담체 블록과 이를 이용한 대용량 촉매 담체 및 촉매 컨버터 | |
| JP6894442B2 (ja) | 大容量触媒反応器用触媒担体モジュール | |
| KR101939203B1 (ko) | 대용량 촉매 반응기용 촉매 담체 모듈 | |
| JPH02277916A (ja) | 並列パス触媒コンバーター |