用于移除廢氣中的氮氧化物的蜂窩狀催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于移除廢氣中的氮氧化物的蜂窩狀催化劑及其制備方法。所述蜂窩狀催化劑具有多個貫通流動通道并且用于從廢氣或尾氣移除氮氧化物，所述蜂窩狀催化劑包括基底，所述基底包括有溝槽的波紋狀陶瓷紙片材以及平坦的陶瓷紙底襯，所述基底被卷成筒形主體并且包含被承載在其上的催化劑，所述催化劑用于氮氧化物的選擇性催化還原，所述有溝槽的波紋狀陶瓷紙和所述陶瓷紙底襯用E玻璃纖維來增強(qiáng)。
【專利說明】用于移除廢氣中的氮氧化物的蜂窩狀催化劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從廢氣或尾氣中選擇性地還原氮氧化物的蜂窩狀催化劑以及該催化劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]具體地，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的蜂窩狀催化劑，其通過將波紋狀陶瓷紙片材卷成筒形主體上來制備，所述蜂窩狀催化劑包括由波狀物以及在波紋狀紙上的底襯形成的多個平行且貫通流動通道。
[0003]本領(lǐng)域已知的筒形蜂窩狀催化劑是通過卷起波紋狀金屬片來制備的，以便當(dāng)以熱廢氣或尾氣操作時提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。例如參見US2010254864、US7101602、EP0988892、EP0919280 和 US6689328。
[0004]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定的筒形蜂窩狀催化劑可以由陶瓷紙、以E玻璃纖維增強(qiáng)的陶瓷紙板或紙作為原材料來制造，這通過使用具有特定片材厚度的紙并且將該紙形成為具有特定溝槽輪廓的波紋狀片材來實現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明提供了一種用于從廢氣或尾氣中移除氮氧化物的具有多個貫通流動通道的蜂窩狀催化劑，其特征在于，所述蜂窩狀催化劑包括經(jīng)洗涂(water coated)的基底，所述經(jīng)洗涂的基底包括有溝槽的波紋狀陶瓷紙片材以及平坦的陶瓷紙底襯，所述基底被卷成筒形主體并且包含被承載在所述基底上的用于氮氧化物的選擇性催化還原的催化劑，所述有溝槽的波紋狀陶瓷紙和所述陶瓷紙底襯用E玻璃纖維來增強(qiáng)，所述蜂窩狀催化劑的有溝槽的波紋狀陶瓷紙的壁厚在0.28毫米至0.38毫米之間，所述蜂窩狀催化劑的洗涂的陶瓷紙底襯的壁厚在0.37毫米至0.47毫米之間，所述有溝槽的波紋狀陶瓷紙的波長在2.40毫米至3.40毫米之間，并且所述波紋高度在0.65毫米至2.05毫米之間；以及
所述通道的液力直徑在0.6毫米至1.5毫米之間。
[0006]本領(lǐng)域已知且可市售得到的是，通過在紙制造過程期間將無機(jī)原材料與有機(jī)粘結(jié)劑混合來制備陶瓷紙材料。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的蜂窩狀催化劑的上述尺寸涉及到完成后催化劑的經(jīng)洗涂的基底。
[0008]在本發(fā)明的【具體實施方式】中，卷成的所述筒形主體具有并不由所述基底構(gòu)成的一個或兩個筒形孔或者不由所述基底構(gòu)成的不規(guī)則形狀的空隙空間，其占據(jù)所述筒形主體的整個中心達(dá)5 mm2和30 mm2之間的總面積。但是在洗涂期間，這些孔能夠被容易地填充或部分地填充。
[0009]當(dāng)在移除包含在廢棄或尾氣中的氮氧化物的過程中操作蜂窩狀催化劑時，氮氧化物在存在SCR催化劑的情況下借助還原劑(通常是氨)通過下述選擇性催化還原被轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氮氣:
4 NO + 4 NH3 + O2 — 4 N2 + 6 H2O
NO + NO2 + 2 NH3 — 2 N2 + 3 H2O
任何已知SCR催化劑成分將適合用于本發(fā)明。
[0010]典型地，催化活性材料借助如下操作被承載在基底上:在該基底上施加洗涂層；干燥洗涂層；可選地煅燒受控氣氛；以及隨后用催化活性材料或其前體的溶液來浸潰洗涂層。最后，如此催化的主體在升高的溫度下被煅燒。
[0011]由于由陶瓷紙制成的未煅燒的蜂窩狀主體的相對不穩(wěn)定性，因此在最終蜂窩狀催化劑的制備期間對蜂窩狀主體的洗涂和浸潰需要一些防護(hù)措施。
[0012]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在洗涂(washcoating)、煅燒、浸潰和最終煅燒期間通過將卷成的筒形催化劑主體插入到其直徑比所述筒形催化劑主體稍小的筒形容器中來穩(wěn)定卷成的所述筒形催化劑主體時，避免或顯著減少了有缺陷的制造。
[0013]因此，本發(fā)明還提供了一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩狀催化劑的方法，所述制備方法包括以下相繼步驟:
(a)將基底卷成筒形主體，所述基底包括有溝槽的波紋狀陶瓷紙片材和平坦的陶瓷紙底襯；
(b)將卷起的基底插入到筒形容器中，所述筒形容器與卷成的所述筒形主體相比具有更小的直徑；
之后，當(dāng)被設(shè)置在圓形容器中時:
(C)洗涂所述筒形主體；
(d)可選地煅燒經(jīng)洗涂的所述筒形主體；
Ce)用催化活性成分或其前體的溶液來浸潰所述經(jīng)洗涂的所述筒形主體；
(f)干燥并煅燒設(shè)置在所述筒形容器中的步驟(e)的所述筒形主體；以及
(g)從所述筒形容器移除經(jīng)煅燒的所述筒形主體，并且獲得所述蜂窩狀催化劑。
[0014]從筒形容器移除經(jīng)煅燒的筒形主體將在如此制備的蜂窩狀催化劑的筒形主體的表面上留有一些不規(guī)則條紋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖中的圖1僅是根據(jù)本發(fā)明的蜂窩狀催化劑的截面圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的蜂窩狀催化劑的洗涂基底I包括底襯2以及波紋狀片材3?；譏在洗涂之前被卷成筒狀主體。
[0017]權(quán)利要求書中要求保護(hù)的最終洗涂的催化劑中的底襯2的壁厚在其中底襯2接觸波紋狀片材3的區(qū)域之外的點(如用附圖標(biāo)記4表示的)處被確定/測量。權(quán)利要求書中要求保護(hù)的最終洗涂的催化劑中的波紋狀片材3的壁厚在波狀部6的切向區(qū)域中的點5處被確定/測量。權(quán)利要求書中要求保護(hù)的最終洗涂的催化劑中的波長在點7和8的兩個波谷之間被確定/測量。權(quán)利要求書中要求保護(hù)的最終洗涂的催化劑中的波紋高度H在底襯2的內(nèi)表面9與波狀部6的內(nèi)表面10之間被確定/測量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于從廢氣或尾氣中移除氮氧化物的具有多個貫通流動通道的蜂窩狀催化劑，其特征在于，所述蜂窩狀催化劑包括基底，所述基底包括經(jīng)洗涂的有溝槽的波紋狀陶瓷紙片材以及經(jīng)洗涂的平坦的陶瓷紙底襯，所述基底被卷成筒形主體并且包含被承載在所述基底上的催化劑，所述催化劑用于氮氧化物的選擇性催化還原，所述有溝槽的波紋狀陶瓷紙和所述陶瓷紙底襯用E玻璃纖維來增強(qiáng)，所述蜂窩狀催化劑的經(jīng)洗涂的有溝槽的波紋狀陶瓷紙的壁厚在0.28毫米至0.38毫米之間，所述蜂窩狀催化劑的經(jīng)洗涂的陶瓷紙底襯的壁厚在0.37毫米至0.47毫米之間，所述有溝槽的波紋狀陶瓷片材的波長在2.40毫米至3.40毫米之間，并且波紋高度在0.65毫米至2.05毫米之間；并且 所述通道的液力直徑在0.6毫米至1.5毫米之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩狀催化劑，其特征在于，卷成的所述筒形主體具有并不由所述基底構(gòu)成的一個或兩個筒形孔或者不由所述基底構(gòu)成的不規(guī)則形狀的間隙空間，其占據(jù)了所述筒形主體的整個中心達(dá)5 mm2和30 mm2之間的總面積。
3.一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩狀催化劑的方法，所述方法包括以下相繼步驟: a)將基底卷成筒形主體，所述基底包括有溝槽的波紋狀陶瓷紙片材和平坦的陶瓷紙底襯； b)將卷起的所述基底插入到筒形容器中，所述筒形容器與卷成的所述筒形主體相比具有更小的直徑； 之后，當(dāng)被設(shè)置在圓形容器中時: c )洗涂所述筒形主體； d)可選地煅燒經(jīng)洗涂的所述筒形主體； e)用催化活性成分或其前體的溶液來浸潰經(jīng)洗涂的所述筒形主體； f)干燥并煅燒設(shè)置在所述筒形容器中的步驟e)的所述筒形主體；以及 g)從所述筒形容器中移除經(jīng)煅燒的所述筒形主體，并且獲得所述蜂窩狀催化劑。
【文檔編號】B01J35/04GK104226373SQ201310374718
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】喬漢森 K., W. 霍 J., L. T. 加里伊斯森 P. 申請人:赫多特普索化工設(shè)備公司