專利名稱：：凈化廢氣用催化劑元件和催化劑結構物及其生產方法,凈化廢氣設備以及使用這些設備...的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及凈化廢氣用催化劑元件和催化劑結構物；生產該催化劑元件和催化劑結構物的方法；凈化廢氣的設備；以及用這些設備來凈化廢氣的方法。具體地說，本發(fā)明涉及用于凈化廢氣的催化劑元件和催化劑結構物，其中空氣流的損失小，廢氣中的粉塵幾乎不沉積，增加了要處理的氣體與催化劑之間的接觸，從而大幅提高反應速度；生產該催化劑元件和催化劑結構物的方法；廢氣凈化的設備；用這些設備來凈化廢氣的方法。
背景技術：
：從發(fā)電廠、各種裝置、汽車等排放的廢氣中的氮氧化物(NOx)是造成光化學煙霧和酸雨的物質。作為一種有效除去NOx的方法，已廣泛使用一種廢氣脫硝法，它使用氨(NH3)等作為還原劑進行選擇性催化還原。含有釩(V)、鉬(Mo)或鎢(W)作為活性組分的二氧化鈦(TiO2)型催化劑已用作催化劑。具體地說，含有釩作為活性組分之一的催化劑已成為現(xiàn)代脫硝催化劑的主流，因為該催化劑不僅有高活性，而且由于廢氣中所含雜質引起的損害小，同時它可在比較低的溫度下使用(日本專利公開No．昭50-128681等)。例如，這樣一種催化劑結構物是已知的，它按以下步驟用金屬板條生產，將鋁火焰噴霧到金屬板條上，或者用陶瓷纖維的編織物或無紡織物作基質生產將催化劑組分涂覆到基質上；將金屬板條或織物滾壓得到板狀催化劑(催化劑元件)；將它們加工成圖15(a)中所示的波紋型；然后將兩個或兩個以上波紋型催化劑組裝成重疊狀態(tài)，其橫切面圖如圖15(b)中所示(日本專利公開No．昭54-79188和昭59-73053)。另一方面，其他一些催化劑結構物也是已知的，其中一種其他波紋型催化劑或一種其他波紋型催化劑和平板催化劑相結合。例如，具體已知圖16(a)、(b)或(c)中所示橫截面圖的催化劑結構物(日本專利未決公開No．53-136656和64-12627)。但是，通過將傳統(tǒng)的催化劑元件重疊生產的催化劑結構物有高的壓力損失。此外，由傳統(tǒng)的催化劑元件還難以制得有足夠高強度的催化劑結構物，因為傳統(tǒng)的催化劑元件易于變形。另外，傳統(tǒng)的催化劑結構物還有這樣一個問題，即不能得到高的催化活性，因為催化劑元件之間的接觸面積很大，使有效的催化劑面積變小，因為粉塵易于沉積在結構物中。本發(fā)明的第一個目的是提供具有以下優(yōu)點的催化劑元件和催化劑結構物粉塵幾乎不在催化劑元件之間沉積以及催化劑元件和催化劑結構物具有足夠高的強度，甚至當元件的厚度減小時。本發(fā)明的第二個目的是提供能經濟且大量生產催化劑元件和催化劑結構物的方法。本發(fā)明的第三個目的是提供這樣的催化劑結構物，在這些催化劑結構物中，催化劑元件之間的接觸面積小，因此可有效地利用催化劑。本發(fā)明的第四個目的是提供用于凈化廢氣的設備和方法，其中在氣流通道中的氣流被擾動，以提高要處理的氣體與催化劑之間的接觸，從間可提高催化活性。發(fā)明的公開內容本發(fā)明匯集如下(1)一種用于凈化廢氣的催化劑結構物，它由一個或多個催化劑元件的重疊物和放置該重疊物的框架組成，每一催化劑元件用以下方法制成將表面負載有催化劑組分的長方形板或正方形板沿平行于板兩側面的方向以預定的間隔彎曲或階梯形狀，以致在該元件中交替形成平板部分(下文中“平板部分”指如圖所示的階梯中的踏板部分)和標高度變化部分(下文中“標高變化部分”指如圖所示的階梯中的升高部分或類似的部分)，將催化劑元件這樣重疊，以致標高變化部分的位置在鄰連的催化劑元件之間按預定的長度變化，以及在鄰連的催化劑元件之間催化劑元件形成的氣流通道有長方形或菱形截面。(2)在上面節(jié)(1)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中在重疊物中一個催化劑元件在標高變化部分的端部或其附近有三個或三個以上點與鄰連的催化劑元件接觸，以完全彼此支撐。(3)在上面節(jié)(1)或(2)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中在每一催化劑元件中，平板部分的長度和標高變化部分的高度是相同的。(4)在上面節(jié)(1)或(2)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中在催化劑元件中平板部分的長度P和標高變化部分的高度S之間存在P＞S的關系式，而催化劑元件中標高變化部分和平板部分之間形成的角度為90°或更大(如圖2中所示)。(5)上面節(jié)(1)或(2)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中每個催化劑元件的長度為標高變化部分的高度和平板部分的長度總和的整數倍數。(6)上面節(jié)(1)至(5)中任一節(jié)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中每個催化劑元件用以下方法制成將含有至少兩種選自鈦、釩、鉬和鎢的金屬的催化劑組分涂覆到金屬的、陶瓷的或玻璃的網狀基質上，以致催化劑組分將網狀基質的篩孔填滿。(7)用作上面節(jié)(1)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物的以及用以下方法制成的催化劑元件將表面負載有催化劑組分的長方形板或正方形板沿平行于板兩側面的方向以預定的間隔彎曲成階梯形狀，以致在該元件中交替形成平板部分和標高度變化部分。(8)生產用于凈化廢氣的催化劑結構物的方法，該法包括在用于催化劑元件的帶狀基質中交替形成有預定長度的平板部分和預定高度的標高變化部分，以致制成梯形基質；依次將如此制得的階梯狀基質的平板部分沿平行于標高變化部分和平板部分形成的棱邊的方向切割，以致在每一切割的催化劑元件的總長度W和每一元件中鄰連的標高度變化部分之間的距離L之間有如下關系W=nxL+L-d式中，n為每片元件的標高變化部分的數目，d為一個小于L但大于0的常數，以制成兩個或兩個以上催化劑元件，然后將催化劑元件重疊(如圖3所示)。(9)用于生產上面節(jié)(8)所述的凈化廢氣的催化劑結構物的方法，其中在帶狀的基質切割成有預定總長度W的催化劑元件以前或以后，將具有催化活性的催化劑組分負載在帶狀的基質上。(10)一種用于生產凈化廢氣的催化劑結構物的方法，該法包括預先將用于催化劑元件的帶狀的基質按預定長度切割，以致在制成的每一元件中每一催化劑元件的總長度W與鄰連的標高變化部分之間的距離L之間有以下關系W=nxL+L-d式中，n為每片元件的標高變化部分的數目，d為一個小于L但大于0的常數，以便制成兩個或兩個以上單元催化劑元件；在每一催化劑元件中交替形成有預定長度的平板部分和有預定高度的標高變化部分，以致通過鄰連的催化劑元件之間的長度d來改變形成的平板部分和標高變化部分的位置；然后將催化劑元件重疊。(11)一種用于生產上面節(jié)(10)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物的方法，其中在基質切割成具有預定總長度W的催化劑元件以前或以后，將催化劑組分負載在用于催化劑元件的帶狀的基質上。(12)一種用于凈化廢氣的催化劑結構物，它包括兩個或兩個以上催化劑元件的重疊物和放置催化劑元件的框架，通過在催化劑元件中交替制成平板部分和標高變化部分的方法將每一催化劑元件成型成梯形，在每一催化劑元件中，連接催化劑元件中相鄰標高變化部分相應頂點的直線與標高變化部分中的平面之間形成的角小于90°，將催化劑元件重疊，以致鄰連的催化劑元件彼此至少在催化劑元件的頂點處接觸，以及在鄰連的催化劑元件之間，催化劑元件形成的氣流通道有長方形的或菱形的截面。(13)上面節(jié)(12)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中催化劑元件兩端按這一方向放置，在這一方向形成平板部分和標高變化部分與標高變化部分成一線。(14)上面節(jié)(12)或(13)中所述的用于凈化廢氣的催化劑結構物，其中在催化劑元件的兩端標高變化部分的平面和直接連接標高變化部分頂點的直線之間形成的角為90°。(15)上面節(jié)(12)-(14)中任一節(jié)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物，其中催化劑元件用以下方法制成將含有至少兩種選自鈦、釩、鉬和鎢的金屬的催化劑組分涂覆到金屬的、陶瓷的或玻璃的基質上，以致將催化劑組分填滿網狀基質的篩孔。(16)上面節(jié)(12)-(15)中任一節(jié)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物，其中通過將有大量穿孔的金屬的、陶瓷的或玻璃的網狀構件插在催化劑元件之間將催化劑元件重疊。(17)上面節(jié)(16)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物，其中插在催化劑元件之間的網狀構件為金屬絲布或陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物。(18)上面節(jié)(16)或(17)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物，其中在金屬絲布或陶瓷纖維或玻璃纖維的紡織物中沿垂直于氣流方向的金屬絲或纖維的直徑大于沿氣流方向的金屬絲或纖維的直徑。(19)上面節(jié)(16)-(18)中任一節(jié)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物，其中通過用無機粘合材料浸漬陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物的方法使它增強。(20)上面節(jié)(17)或(18)中所述的凈化廢氣的催化劑結構物，其中將含有至少一種選自鈦、釩、鉬和鎢的金屬的催化劑組分負載在金屬絲布或陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物的表面上。(21)一種裝有上面節(jié)(1)-(6)和(12)-(20)中任一節(jié)中所定義的催化劑結構物的凈化廢氣的設備，它放置在廢氣流通道中。(22)一種使用上面節(jié)(21)中所述的凈化廢氣的設備來凈化廢氣的方法。(23)一種凈化廢氣的方法，該法包括使用上面節(jié)(21)規(guī)定的凈化廢氣的設備來分解和除去廢氣中的氮氧化物。附圖簡介圖1(a)為本發(fā)明的催化劑元件的透視圖，圖1(b)為通過兩個或兩個以上催化劑元件重疊制得的催化劑結構物的橫截面圖。圖2為說明本發(fā)明催化劑元件測量的示圖。圖3和4為說明生產本發(fā)明催化劑元件的方法的示圖。圖5為說明用傳統(tǒng)技術生產的催化劑結構物的問題的輔助圖。圖6為說明本發(fā)明特征的示圖。圖7(a)和(b)分別為說明本發(fā)明另一催化劑元件以及用兩個或兩個催化劑元件重疊制得的催化劑結構物的示圖。圖8和9為本發(fā)明其他催化劑元件的部分放大截面圖。圖10(a)和(b)為說明本發(fā)明中催化劑元件的重疊狀況的示圖。圖11為說明本發(fā)明另一催化劑結構物中重疊的催化劑元件一端的狀況的示圖。圖12(a)、(b)和(c)為說明網狀構件插入催化劑元件之間的實施例的示圖。圖13為說明本發(fā)明中一個功能的部分截面圖。圖14為分別說明用于本發(fā)明的編織織物中縱向或橫向排列的纖維直徑與氣流方向關系的示圖。圖15(a)和(b)分別為說明用傳統(tǒng)技術生產的另一催化劑元件及其重疊狀況的示圖。圖16(a)、(b)、(c)為說明用傳統(tǒng)技術生產的催化劑結構物的另一些實施本發(fā)明的最好方式現(xiàn)在，將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明。正如圖1(a)所示，用以下方法來生產本發(fā)明的催化劑元件1用基質將催化劑組分負載到它的表面上；按一定間距交替重復形成平板部分和標高變化部分，得到階梯狀。如圖1(b)所示，將兩個或兩個以上的催化劑元件1在框架2中重疊，形成具有一定空間的催化劑結構物，這一空間成為氣流通道3。正如從圖1(a)看見的，通過按預定的間隔沿平行兩側邊1A的方向向相反方向彎曲長方形基質或正方形基質的方法制成催化劑元件1中的標高變化部分。正如圖2所示，在標高變化部分沿相反方向彎曲的角a和角b是相同的或大致相同的。在這方面，彎角a和彎角b在理論上可為任何數值，但一般情況下它們優(yōu)選為接近90°的鈍角。平板部分的長度P和標高變化部分的高度S可為相同的，但最好選擇長度P的數值大于高度S，因為可得到有較少數目的死角部分的催化劑結構物，因此可防止粉塵的沉積；當催化劑元件重疊時，在鄰連的催化劑元件1相互接觸的位置上形成死角部分。雖然對于標高變化部分的高度s來說，可選擇任何數值，但這一數值決定了催化劑元件之間的重疊空間(間距)。因此，對于用于凈化廢氣的其中角度為90°左右的催化劑元件，通常選擇這一空間小于10毫米、優(yōu)選約6至約3毫米。雖然它取決于標高變化部分的高度和標高變化部分之間的間隔，但催化劑元件重疊時鄰連的催化劑元件相互重疊的長度d通常小于標高變化部分的高度s的1／2，在實際應用中優(yōu)選2-5毫米。在本發(fā)明中，圖1(b)中所示的催化劑結構物可通過這樣排列鄰連的催化劑元件來制得標高變化部分的位置依次按預定的長度d在鄰連的催化劑元件之間變更。雖然有幾種這樣的方法可供使用，但當按以下方法生產催化劑元件1時，可得到標高變化部分的位置在其中規(guī)則變更的催化劑結構物①預先將用于催化劑元件的板狀材料切割成預定長度，并制成催化劑元件，以致平板部分的長度P為標高變化部分的高度S的整數倍數，而標高變化部分的位置每次按標高變化部分的高度S的整數倍數變更。②在用作催化劑元件的平的帶狀基質中連續(xù)形成有預定長度的平板部分和有預定高度的標高變化部分，然后依次這樣切割平板部分，以致在每一切割的催化劑元件的總長度W和在每一元件中相鄰的標高變化部分之間的距離L之間有以下關系，如圖3所示W=nxL+L-d(1)式中，n為每片元件的標高變化部分的數目，d為長度d(常數)，它小于L但大于0。用這一方法，可以很容易制得大量的催化劑元件1。如上所述，圖1(b)所示的催化劑結構物可很容易用以下方法制得選擇總長W和兩個相鄰標高變化部分之間的距離L；重復制成標高變化部分；將基質都切割成預定長度W；然后將切割的基質重疊。③在另一方法中，當預定的平板部分的長度和預定的標高變化部分的高度決定以后，催化劑元件1的總長定為W，催化劑元件可用以下方法生產將用于生產催化劑元件1的基材1’切割成這樣一長度，以致可得到上述預定的長度W；然后用壓模b將切割的基材制成催化劑元件，可如圖4所示，用壓模形成距離L，同時變更預定的長度d。用這些步驟可制得滿足上述方程式(1)的關系的催化劑元件1。通過依次將③所述方法制得的催化劑元件1重疊在框架2中可以很容易制得圖1(b)中所示的催化劑結構物。雖然希望在本發(fā)明的催化劑元件中所有平板部分的長度是相同的以及催化劑元件中所有標高變化部分的高度也是相同的，但使它們有其他尺寸也是可能的，除非有悖于本發(fā)明的目的。用以下方法生產的催化劑元件優(yōu)選用作本發(fā)明的催化劑元件將催化劑組分涂覆陶瓷纖維基材或網狀金屬板的表面，以致催化劑組分填滿篩孔。用以下方法制得本發(fā)明的催化劑元件將帶狀的基材切割成有預定總長的催化劑元件以前或以后，使具有催化活性的催化劑組分負載在用于帶狀的催化劑元件的基材上。同樣，這樣一種凈化廢氣的設備包括在本發(fā)明的范圍內，它有上述的催化劑結構物，并放置在廢氣流通道中，以致重疊的催化劑元件的橫截面變成廢氣的流動通道。在本發(fā)明中，這樣排列鄰連的催化劑元件，以致至少有三點(A、B和C)接觸，如圖6所示，因此催化劑結構物變成這樣一種沿圖中所示的橫向加力很難出現(xiàn)變形的形狀。相反，當施加如圖5所示的橫向力時，傳統(tǒng)的催化劑結構物很容易變形，因此在鄰連的催化劑元件之間形成氣流通道的距離變小。因此，在傳統(tǒng)的催化劑結構物中，不能得到足夠高的強度。在本發(fā)明的催化劑結構物中，通過組合催化劑元件1形成長方形截面的氣流通道3，施加橫向力幾乎不會使它變形，如圖1(b)中所示那樣的基本單元。所以，本發(fā)明的催化劑結構物很堅固，甚至當長期使用時，也不會由于鄰連的催化劑元件之間的壓縮減小而產生空隙，也不會因氣流波動時產生這樣的問題。本發(fā)明的催化劑結構物對波動特別穩(wěn)定。此外，在本發(fā)明的催化劑結構物中，在結構物中催化劑元件之間形成的氣流通道的截面為長方形。因此，通過選擇長方形中的長邊比短邊有足夠大的長度可顯著減少引起粉塵沉積的死角部分的數目。因此，在本發(fā)明的催化劑結構物中，與傳統(tǒng)的蜂窩狀催化劑結構物相比，粉塵很難沉積。所以，本發(fā)明的催化劑結構物在較小間距下使用，甚至在粉塵濃度高的情況下使用，從而得到緊湊的脫硝設備。在本發(fā)明的催化劑結構物中，與圖15(b)中所示的傳統(tǒng)技術中的氣流通道相比，如圖1(b)中所示的催化劑元件1之間的形成的氣體通道是簡單的，因此不出現(xiàn)被氣體吹走。此外，也沒有氣流速度局部變高的情況。因此，本發(fā)明的催化劑結構物不會局部磨損，甚至當含有大量煙塵例如煤廢氣的氣體通過時。此外，當制成催化劑元件1時，不會施加過高的應力，因為在圖1)a)中所示的本發(fā)明的催化劑結構物中，在用于催化劑元件的每一基材中制成的標高變化部分的形狀是簡單的，通過將平基材制成這樣一形狀來生產元件，其中平基材交替彎曲成直角或接近直角的鈍角；沒有試件裂開或強度下降的情況。所以，根據本發(fā)明，可很容易制成很薄的催化劑元件。因為在本發(fā)明中不需要制成復雜的形狀，所以有可能很容易制得鄰連的催化劑元件之間的間距很窄的催化劑結構物。其次，圖7(a)和(b)為說明本發(fā)明第二個實施方案的催化劑元件和催化劑結構物的示圖；圖8和圖9說明催化劑元件的細節(jié)。在本發(fā)明的這一實施方案中，催化劑元件用以下方法生產將其上負載有催化劑組分的長方形或正方形板沿平行兩側邊的1A邊按預定的間隔彎曲成階梯形，以便交替形成平板部分5和標高變化部分4。與圖1所示的催化劑元件的差別是，平板部分5和標高變化部分4之間形成的角a和b設計為相同的銳角。通過這樣的排列，如圖7(b)所示，有可能將許多相同形狀的催化劑元件重疊起來。在本發(fā)明的催化劑元件中，選擇連接相鄰標高變化部分相應頂點的直線5A和標高變化部分4的平面之間形成的角α小于90°、優(yōu)選60°-90°、更優(yōu)選70°-85°，如圖9所示。雖然角α按催化劑間距的高度和催化劑元件之間的間距而變化，但在實際應用中選擇70°、80°或90°。在本發(fā)明的催化劑元件中，如圖7(a)所示，在平板部分5的兩端沿平板部分和標高變化部分成一排排列的方向有標高變化部分4；使兩端的標高變化部分4的平面部分與上述連接相鄰的標高變化部分相應頂點的直線5A之間形成的角α與框架一致，通常為90°。具體地說，本發(fā)明的催化劑元件用以下方法生產使用有加熱設備的沖壓設備將催化劑組分涂覆到金屬基材、陶瓷基材等上制備的板狀催化劑制成如圖7(a)所示的交替有標高變化部分4和平板部分5的整體產品。作為有加熱設備的沖壓設備，例如可提及的是這樣一種機加工工具，例如滾壓機和平壓機。如圖8所示，在普通的用于凈化廢氣的催化劑中，成型的尺寸基本上可為任何大小，厚度為0．5-2毫米；平板部分的長度L為20-100毫米，標高變化部分的高度h為2-10毫米。上述本發(fā)明第二個實施方案的特征之一是用這樣一種方法制成催化劑結構物，這一方法是本發(fā)明第一個實施方案的改進方法(圖1(a)、(b))，在第一個實施方案中使用兩種或兩種以上有不同末端的催化劑元件。具體地說，在第二個實施方案中使用有相同形狀的催化劑元件。圖10(a)為說明這樣一種狀況的示圖，其中將連接相鄰標高變化部分的相應頂點的直線與標高變化部分的平面之間形成的角α大于90°的催化劑元件這樣重疊，以致在本發(fā)明的第一個實施方案中的重疊部分d(參見圖6)變?yōu)?。另一方面，圖10(b)為說明這樣一種狀況的示圖，其中將上述角α小于90°的兩個或兩個以上催化劑元件在本發(fā)明的第二個實施方案中重疊。在圖10(a)的情況下，為了制成穩(wěn)定的催化劑結構物，這樣來重疊催化劑元件是必要的；在頂點部分將上催化劑元件與下催化劑元件重疊某一長度，以致每一個催化劑元件的位置按長度d變更。因此，為了將催化劑元件組裝在預定尺寸的單元中，如圖1(b)所示制備不同形狀的催化劑元件是必要的。但是，在圖7(b)所示的本發(fā)明第二個實施方案中，通過使角α小于90°，有可能在鄰連的催化劑相互接觸的點保持某一重疊部分d，因此催化劑結構物可僅由相同形狀的催化劑元件制成，甚至在大量的催化劑元件在不移動的條件下重疊時。因此，在本發(fā)明的第二個實施方案中，與圖1(a)和(b)所示的第一個實施方案相比，催化劑結構物的生產率大大提高。雖然在本發(fā)明的第二個實施方案中，上述重疊部分d可能是線接觸，但是同樣象在上述的第一個實施方案中那樣，重疊部分d通常小于標高變化部分高度的一半，在實際應用中優(yōu)選為2-5毫米。此外，在圖7(b)的催化劑元件中，在兩端標高變化部分的平面4A和連接相鄰標高變化部分的相應頂點的直線5A之間形成的角α為90°?；谶@一排列，在催化劑元件兩端的標高變化部分的平面4A起到防止催化劑元件與鄰連的元件在兩端接觸的墊片作用，以及上述標高變化部分的4A作為一個面支撐催化劑本身的重量。根據本發(fā)明，在上述催化劑元件的兩端催化劑元件之間距離的不規(guī)則以及催化劑元件兩端和催化劑框架的接觸為線接觸引起的強度不夠都得到解決，因此可防止催化劑元件的損壞。如上所述，本發(fā)明的第二個實施方案改進了上述第一個實施方案，并有這樣的效果因為在催化劑結構物中氣流通道的截面與第一個實施方案中的一樣接近長方形，因此壓力損失和粉塵的沉積都很小；因為催化劑元件之間的接觸點數目和變得無效的催化劑面積都很小以及氣流速度的差異幾乎不出現(xiàn)；因此催化劑的性能顯著提高。本發(fā)明的催化劑結構物可通過將上述的本發(fā)明第一個實施方案或第二個實施方案有平板部分和標高變化部分的催化劑元件通過平網狀產品組裝來制成。在本發(fā)明中，用以下方法生產催化劑元件將含有作為主要組分的氧化鈦和一種或多種像釩、鉬和鎢這樣的氧化物的脫硝活性組分的催化劑糊狀物涂覆到基質上，以致它的篩孔被糊狀物填滿；壓制該基質，然后制成上述特定的形狀。在催化劑糊狀物中，可加入無機纖維和粘合劑。作為催化劑基質，可使用有孔的金屬基質例如金屬絲布和金屬板條、無機纖維紗例如陶瓷纖維紗和玻璃纖維紗編織成網狀結構物制得的編織物或用無機粘合劑浸漬或涂覆編織織物從而使織編織物產生剛性而制得的產品。這樣的催化劑基質得到更好的結果，因為在催化劑元件重疊時催化劑基質的強度允許的范圍內，基質中的開孔尺寸更大。在這一說明書中，術語“金屬板條”指用以下方法制成網狀產品的金屬板在金屬板中按預定的間隔制成預定長度的Z字型切口；用預定的力沿垂直切口的方向拉伸金屬板，通過切口的變形形成許多穿孔(小孔)。作為上述網狀產品，可使用以下方法制備的材料將催化劑組分這樣負載或涂覆到金屬纖維或無機纖維的網狀產品的表面上，以致于篩孔不堵塞。圖12(a)、(b)和(c)為說明本發(fā)明使用的催化劑元件1通過網狀產品23重疊生產的催化劑結構物的示圖。在圖12(c)中，示出催化劑結構物24，它由交替重疊并放置在框架2中的大量有平板部分7和標高變化部分8的催化劑元件1以及網狀產品23組成。根據上述的催化劑結構物，網狀產品引起的氣體擾動作用增加，因此催化反應的效率提高。一般來說，在氣流通道與氣流方向平行的催化劑結構物中，在通道中流動的氣體形成層流，在流動通道的中心部分的目標組分擴散到催化劑表面的速度顯著變慢。與這樣的結構物不同，因為網狀產品排列在所述的本發(fā)明催化劑結構物中，以致網狀產品穿過氣體擴散速度變慢的氣流通道的中心部分，網狀產品表面的突出部分的凹陷部分以及網狀產品本身產生的Karman’s渦流使中心部分的氣流擾動。因此，目標組分向催化劑表面的擴散大大提高。因此，在本發(fā)明中，甚至使用相同數量的催化劑也可得到極高的催化劑性能。圖13為說明圖12(c)中平行氣流方向的催化劑結構物部分截面的示圖。在該圖中，在催化劑元件1之間形成氣流通道3。在氣流通道3的中心部分，放置有網狀產品23，由網狀產品23形成廢氣的Karman’s渦流。當陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物或金屬絲布用作本發(fā)明的網狀產品時，優(yōu)選使用這樣的陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物或金屬絲布，其中垂直于氣流方向，也就是氣流方向29的纖維或金屬絲27的直徑(下文簡稱纖維直徑)大于沿氣流方向的纖維直徑28。借助這一排列，氣流被擾動，從而促進了催化反應，以及因為催化劑結構物的強度增加，由于氣流通道改形引起的壓力損失減小，供氣費用可降低。在本發(fā)明中，當催化劑元件重疊時，隨著放置在催化劑元件之間的編織織物或金屬絲布中垂直于氣流方向放置的纖維或金屬絲的尺寸變化，可在催化劑結構物的強度和催化劑的性能方面得到更好的結果，除非用于擾動氣流的編織織物或金屬絲布中的開孔在織物或布的附近被堵塞。另一方面，隨著放置在平行于氣流方向的纖維或金屬絲的尺寸變小，可得到更好的結果，條件是它應在催化劑元件重疊時能夠確保催化劑元件強度在這一范圍內。在本發(fā)明中，放在催化劑元件之間的編織織物通過無機纖維例如陶瓷纖維和玻璃纖維的捻紗編織成網狀產品來制備。編織的方法不受特別地限制，但通常采用平紋編織、飛穿平紋編織或紗羅編織，在強度方面紗羅編織得到優(yōu)選的結果。優(yōu)選使用包括氧化硅和氧化鈦在內的無機粘合劑來增強編織織物，以提供剛性。在本發(fā)明中，優(yōu)選將催化劑組分負載或涂覆在放置在催化劑元件之間的編織織物或金屬絲布的表面，達到編織織物或金屬絲布的篩孔中存在的穿孔不被堵塞的程度。催化劑組分例如含有氧化鈦和一種或多種釩、鉬或鎢的氧化物。在重疊時催化劑元件的強度允許的范圍內，隨著編織織物或金屬絲布中的開孔尺寸變大，它們得到更好的結果。下面參考具體的實施例更詳細地描述本發(fā)明。另一方面，在分開的步驟中，將25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和30公斤草酸加到比表面積為270米2／克的氧化鈦中，進一步加入20％(重量)的硅溶膠，SiO2的數量為8％(重量)，然后將混合物捏合，同時加水，制成糊狀物。將30公斤高嶺土型無機纖維(由IsoliteInsulatingProductsCo．，Ltd．生產；商品名Kaowool)加到糊狀物中，進一步捏合，制得水含量為30．5％的糊狀物。將如此制得的糊狀物放在用上述步驟制備的500毫米寬的兩片基質之間，用一對壓輥壓制它們，使它們涂覆在網狀產品的表面和它的篩孔中；將基質切割成480毫米長，得到1．1毫米厚的板狀催化劑元件。此后，將每一催化劑元件插入對應有圖2所示的標高變化部分的模6(圖4)中，用模壓制，同時加熱干燥，從而制成標高變化部分。在這一情況下，制成的催化劑元件的形狀如下平板部分的長度P為44毫米，標高變化部分的高度S為4毫米，平板部分和標高變化部分之間形成的角度為90°(圖2)，而每一催化劑元件形成標高變化部分的位置變更4毫米的距離。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得圖1(b)所示的催化劑結構物。實施例2將2．4公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)和1．28公斤的偏釩酸銨(NH4VO3)加到67公斤偏鈦酸的漿液中(TiO2含量30％(重量)，SO4含量8％(重量))，用加熱捏合機進行捏合，同時蒸發(fā)水分，得到含有約36％水的糊狀物。此后，將這一糊狀物擠條成3φ的棒狀材料、造粒、在流化干燥器中干燥，然后在大氣環(huán)境中在250℃下焙燒2小時。用錘磨機將如此制得的小粒破碎成平均直徑為5微米的粉末，得到第一種組分。此時粉末中每組分V／Mo／Ti的比率為4／5／9(原子比)。用捏合機將20公斤如此制得的粉末、3公斤Al2O3·SiO2型無機纖維和10公斤水捏合1小時，將它們制成糊狀物。用滾壓機將這一催化劑糊狀物涂覆在寬490毫米和厚0．2毫米的SUS304金屬板條基質的表面上和它的篩孔中，得到0．9毫米厚的板狀催化劑。再用對應有長度P為64毫米的平板部分和7個對應有高度S為6毫米的標高變化部分的壓模6制成催化劑元件的平板基質。在這一情況下，將基質制成這樣的催化劑元件對于每一基質形成標高變化部分的位置變更6毫米。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，得到圖1(b)所示的催化劑結構物。對比例1制成有實施例1的催化劑元件大致相同尺寸的波型催化劑元件后，用實施例1中相同的方式制得催化劑結構物，不同的是，將上述波型催化劑元件重疊，而它的上下邊的方向如圖15(b)所示交替變化。對比例2制成有實施例2的催化劑元件大致相同尺寸的波型催化劑元件后，用實施例2中相同的方式制得催化劑結構物，不同的是，將上述波型催化劑元件重疊，而它們上下邊的方向如圖15(b)所示交替變化。在表1所示的條件下，對實施例1、實施例2、對比例1和對比例2的每種催化劑結構物測定壓力損失和脫硝率。得到的結果列入表2。表1表2從這些結果可以認識到，與傳統(tǒng)的催化劑結構物相比，本發(fā)明的催化劑結構物有較小的壓力損失和較高的脫硝率。在對比例的催化劑結構物中，氣流通道的有效截面積降低使壓力損失增加，同時在波紋部分頂點附近氣流速率增加，因為復雜的波型結構物用作墊片，從而僅得到低的脫硝率。與此不同，本發(fā)明的催化劑結構物可得到高的脫硝率，因為在該結構物中氣流通道的形狀接近長方形。此外，與對比例的相比，本發(fā)明的催化劑結構物甚至在強度方面也是極好的。特別是當使用陶瓷基質的實施例1的催化劑和對比例1的催化劑比較時，可以看出本發(fā)明的催化劑結構物有這樣的結果壓縮引起的結構變形以及氣流通道形狀的破壞是小的。實施例3用含有40氧化鈦、20％硅溶膠和1％聚乙烯醇的漿液浸漬由纖維直徑為9微米的1000E玻璃纖維的捻紗紗羅編織制備的網狀產品，密度為10紗／25．4毫米然后在150℃下干燥得到有剛性的催化劑基質。另一方面，在分開的步驟中，將25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和30公斤草酸加到120公斤比表面積約為270米2／克的氧化鈦中，進一步加入20％(重量)的硅溶膠，SiO2的數量為8％(重量)，然后將混合物捏合，同時加水，制成糊狀物。將30公斤高嶺土型無機纖維(商品名Kaowool)加到糊狀物中，進一步捏合，制得水含量為30．5％的糊狀物。將如此制得的糊狀物放在用上述步驟制備的兩片500毫米寬的基質之間，并用一對壓輥壓制它們，使它們涂覆到網狀產品的表面上和其篩孔中，制得0．6毫米厚的帶型催化劑。通過一對如圖2所示的階梯形加熱壓輥壓制如此制得的帶型催化劑，其中P為35毫米，S為3毫米和a為100°，連續(xù)在其中形成標高變化部分。此后，將如此制得的帶型產品切成487毫米長。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得圖1(b)所示的催化劑結構物。對比例3盡管用有類似對比例1中催化劑元件的形狀和高度為3毫米的催化劑元件制備的催化劑結構物進行了實驗，但由于陶瓷篩網的切割和制成后元件的低強度，不能得到具有高強度的催化劑結構物。如上所述，根據本發(fā)明，可用板狀催化劑元件制得具有高強度長方形氣流通道的催化劑結構物。本發(fā)明的催化劑結構物使制得有較小壓力損失和極好脫硝性能的廢氣凈化設備成為可能。此外，甚至當催化劑元件的厚度和催化劑元件之間的距離很小時，本發(fā)明仍可制得有高強度的催化劑結構物，因為本發(fā)明的催化劑結構物有簡單的形狀。在這些事實的基礎上，根據本發(fā)明可得到緊湊且可高速凈化廢氣的設備。此外，根據本發(fā)明，催化劑結構物中的氣流通道不會被粉塵堵塞，因為廢氣中的煙塵易于在催化劑結構物中沉積的死角數目很少。因此，使用本發(fā)明催化劑結構物的凈化廢氣的設備可作為從燒重油或煤的鍋爐廢氣脫硝的設備長時間穩(wěn)定操作。實施例4用以下方法制得有剛性的催化劑基質用含有40％氧化鈦、20％硅溶膠和1％聚乙烯醇的漿液浸漬用纖維直為9微米的1400E玻璃纖維的捻紗平紋編織制備的網狀產品，密度為10紗／25．4毫米然后在150℃下干燥制得得有剛性的催化劑基質。一方面，在分開的步驟中，將0．25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、0．23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和0．3公斤草酸加到1．2公斤比表面積為270米2／克的氧化鈦中，再加入20％(重量)硅溶膠，SiO2數量為8％(重量)，然后將混合物捏合，同時加水，制成糊狀物。將高嶺土型無機纖維(商品名Kaowool)加到糊狀物中，進一步捏合，制得水含量為30．5％的糊狀物。將如此制得的糊狀物放在用上述步驟制備的500毫米寬的兩片基質之間，并用一對壓輥擠壓它們，使它們涂覆在網狀產品的表面上和篩孔中后，將基質切成480毫米長，制得催化劑元件用的板狀催化劑基質，厚度為0．7毫米。此后，將每一基質插在制成圖7(a)中所示的有標高變化部分的催化劑元件的模中，一邊壓制一邊加熱干燥，形成標高變化部分。在這種情況下，制成的催化劑元件的形狀如下平板部分的長度P為44毫米，標高變化部分的高度S為4毫米，在兩端的標高變化部分中的平面部分4A與連接相鄰標高變化部分的相應頂點的直線之間形成的角α為90°，在除棱邊位置以外的位置上標高變化部分的平面部分與連接頂點的直線之間形成的角α為70°(圖9)。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得圖7(b)所示的催化劑結構物。實施例5將2．4公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)和1．28公斤偏釩酸銨(NH4VO3)加到67公斤偏鈦酸漿液中(TiO2含量30％(重量)、SO4含量8％(重量))，然后用加熱捏合機捏合，同時使水蒸發(fā)，制得含36％水的糊狀物。此后，將這一糊狀物擠條成3φ的棒狀物，造粒，在流化干燥器中干燥，然后在大氣中在250℃下焙燒2小時。將如此制得的小粒用錘磨機粉碎成平均直徑為5微米的粉杰，制得第一組分。此時粉末中每組分的V／Mo／Ti為4／5／9(原子比)。用捏合機將20公斤如此制得的粉末、3公斤Al2O3·SiO2型無機纖維和10公斤水一起捏合1小時，將它們制成糊狀物。將這一催化劑糊狀物涂覆到寬490毫米和厚0．2毫米的SUS304金屬板條基質的表面上，用滾壓機將它們壓入篩孔中，制得0．9毫米厚的板狀催化劑基質，再用壓模將基質制成催化劑元件，制成平板部分的長度L為64毫米、標高變化部分的高度h為6毫米的催化劑元件(圖8)，兩端標高變化部分中的平面部分4A與連接相鄰標高變化部分的相應頂點的直線之間形成的角α為90°以及除棱邊部分以外的標高變化部分中的平面部分與連接相應頂點的直線之間形成的角α為80°(圖9)。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架內，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得圖7(b)所示的催化劑結構物。對比例4按上述實施例4中相同的方式制備對比例4的催化劑結構物，不同的是在用作催化劑元件的基質制成具有實施例4催化劑相同尺寸的波型后將催化劑元件重疊的同時，按圖15(b)所示交替變化上下邊的方向。對比例5按上述實施例5中相同的方式來制備對比例5的催化劑結構物，不同的是，在將用于催化劑元件的催化劑基質制成有實施例催化劑相同尺寸的波型以后，將催化劑元件重疊，同時按圖15(b)所示交替變化上下側的方向。在表3所示的條件下，測定實施例4和5以及對比例4和5的催化劑結構物的壓力損失和脫硝率。如此得到的結果列入表4。表3<tablesid="table3"num="003"><table>項目數值廢氣溫度(℃)350廢氣流速(米／小時)7AV(催化劑面速)(米／小時)34廢氣類型NOx濃度(ppm)NH3濃度(ppm)液化石油氣燃燒廢氣8096</table></tables>表4<tablesid="table4"num="004"><table>催化劑壓力損失(毫米水柱／米)脫硝率(％)實施例44496實施例51794對比例45889對比例52186</table></tables>從表4可以認識到，與對比例相比，實施例4和5的催化劑結構物有較小的壓力損失和較高的脫硝率。也就是說，本發(fā)明實施例的催化劑結構物有高的機械強度，因為氣流通道的截面形狀接近長方形，而且這些實施例的催化劑結構物有更大的有效表面積。因此，本發(fā)明的催化劑結構物可使壓力損失減小。此外，本發(fā)明的催化劑結構物可達到廢氣流速均勻的分布和高的脫硝率，因為催化劑元件沒有對比例中那樣的復雜形狀。此外，本發(fā)明的催化劑結構物與對比例的相比，有極好的強度。特別是當使用陶瓷的實施例4與對比例4比較時，可以看出，實施例4的催化劑結構物由于壓縮產生的結構變形和氣流通道形狀的變化是小的。也就是說，實施例4和5的催化劑元件甚至當使用陶瓷基質時也可避免損壞，因為它的形狀簡單。此外，根據本發(fā)明，甚至當催化劑元件的厚度和催化劑元件之間的間距很小時，也可制得高強度的催化劑結構物。因此，本發(fā)明的催化劑結構物可足以滿足結構緊湊和高流速下處理廢氣的需求。實施例6-1用以下步驟制得催化劑結構物用含有40％氧化鈦、20％硅溶膠和1％聚乙烯醇的漿液浸漬纖維直徑為9微米的1000E玻璃纖維的捻紗經紗羅編織制得的網狀產品，密度為10紗／25．4毫米，然后在150℃下干燥，得到剛性。其次，將實施例4中制得的含水30．5％的糊狀物放在用上述步驟制備的500毫米寬的兩片基質之間，然后用一對壓輥擠壓它們，使它們涂覆在網狀產器的表面上和篩孔中，制得0．6毫米厚的帶狀催化劑基質。將如此制得的基質切成480毫米長，然后用一對有這樣尺寸和角度的階梯形加熱模壓機壓制，它們對應于這樣的催化劑元件平板部分5的長度為35毫米，標高變化部分4的高度為3毫米(圖8)，兩端標高變化部分中的平面部分4A與連接相鄰標高變化部分的頂點的直線之間形成的角α為90°以及除兩端以外的標高變化部分中的平面部分與連接頂點的直線之間形成的角α為85°(圖9)，制成催化劑元件。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得圖7(b)所示的催化劑結構物。實施例6-2按實施例6-1中相同的方式制備類似實施例6-1的催化劑元件，不同的是，包括元件兩端在內的標高變化部分中的所有平面部分與連接相鄰標高變化部分相應頂點的直線之間形成的角α都為97°。將如此制得的催化劑元件組裝在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得圖1(b)所示的催化劑結構物。將實施例6-1和實施例6-2中制得的催化劑結構物分別放在卡車的貨板上，如圖11所示，元件以豎直方向放置。將卡車在普通公路上行駛2小時，觀察催化劑元件的移動和損壞程度。在實施例6-1的催化劑結構物中，試驗后催化劑元件的移動或損壞不明顯，因為催化劑元件的兩端被標高變化部分的平面支承，兩端的標高變化部分還起墊片的作用。相反，在實施例6-2的催化劑結構物中，在行駛時兩端部分受沖擊造成損壞，并觀測到兩端元件之間的距離變得不均勻的現(xiàn)象。從這些事實可清楚得到，本發(fā)明的第二個實施方案是第一個實施方案的改進，第二個實施方案的催化劑結構物是有足夠高強度的極好的催化劑結構物。實施例7用以下步驟制得催化劑結構物用含有40％氧化鈦、20％硅溶膠和1％聚乙烯醇的漿液浸漬纖維直徑為9微米的1400E玻璃纖維的捻紗經平紋編織制備的網狀產品，密度為10紗／25．4毫米，然后在150℃下干燥，產生剛性。另一方面，在分開的步驟中，將0．25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、0．23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和0．3公斤草酸加到比表面積為270米2／克的1．2公斤的氧化鈦中，再將20％(重量)的硅溶膠加入，SiO2的數量為8％(重量)，然后將混合物捏合，同時加水，制成糊狀物。將15％(重量)數量的高嶺土型無機纖維(商品名Kaowool)加到糊狀物中們進一步捏合，制得含水量為30．5％的糊狀物。將如此制得的糊狀物放在用上述步驟制備的500毫米寬的兩片催化劑基質之間，并用一對壓輥擠壓它們，將它們涂覆到網狀產品的表面上的篩孔中以后，將基質切成480毫米長，制得0．7毫米厚的板狀催化劑基質。此后，將每一基質插在模中，并擠壓，同時加熱干燥，制成有許多長度L為44毫米的平板部分和高度h為1．8毫米的標高變化部分的催化劑元件。將如此制得的催化劑元件通過網狀產品重疊，放入金屬框架中，然后在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得催化劑結構物；通過切割E玻璃纖維的編織織物，使它具有上述的剛性并用作每邊480毫米的正方形催化劑基質來制備所述的網狀產品。實施例8將3．8公斤偏鎢酸銨((NH4)6·H2W12O40·23H2O)、1．28公斤偏釩酸銨(NH4VO3)加到67公斤偏鈦酸漿液中(TiO2含量30％(重量)，SO4含量8％(重量))，用加熱捏合機進行捏合，同時蒸發(fā)水分，制得含有大約36％水的糊狀物。此后，將這一糊狀物擠壓成3φ的棒狀物，這樣，在流化干燥器中干燥，然后在大氣中在250℃下焙燒2小時。用錘磨機將如此制得的小粒破碎成平均直徑為5微米的粉末。用捏合機將20公斤如此制得的粉末、3公斤Al2O3·SiO2型無機纖維和10公斤水一起捏合1小時，將它們制成糊狀物。用輥壓機將這一催化劑糊狀物涂覆到寬490毫米和厚0．2毫米的SUS304金屬板條基質的表面上和篩孔中，制得0．9毫米厚的板狀催化劑基質。用壓模將平的催化劑基質制成這樣的催化劑元件，以致催化劑元件中平板部分的長度L為60毫米，而標高變化部分的高度為5毫米。將如比制得的催化劑元件通過網狀產品重疊，放在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得催化劑結構物；通過切割上述的SUS304金屬板條基質，并用作每邊480毫米的正方形催化劑元件的基質來制備所述的網狀產品。實施例9和10將0．25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、0．23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和0．3公斤草酸加到1．2公斤比表面積為270米2／克的氧化鈦中，將混合物捏合，同時加水，制成粘土狀物，然后擠壓成3φ的棒狀物，然后用擠壓機和造粒機造粒。將如此制得的小粒干燥，在250℃下焙燒2小時，用粉碎機研磨，得到60％以上的粒度小于1微米的催化劑粉末。將水加到如此制得的粉末中，制得固含量為40％的催化劑漿液。用催化劑漿液分別浸漬實施例7和8中使用的網狀產品，從漿液中取出，吹空氣，除去網狀產品的篩孔中存在的過量漿液，然后進一步干燥，制得催化劑組分涂覆在其表面上的網狀產品。用實施例7和8中相同的方式得到的網狀產品制得實施例9和10的催化劑結構物，不同的是實施例9和10中的網狀產品用來代替實施例7和8的。就實施例7-10的催化劑結構物來說，研究了催化劑結構物兩端的氣流通道形狀的變形，并在表5所列的條件下測定了脫硝性能。如此得到的結果列入表6。表5表6正如從表6中可看出的那樣，在實施例7和8中，未觀察到在催化劑結構物兩端的氣流通道形狀的變形，并與不用網狀產品的情況相比，由于放在催化劑元件之間的網狀產品引起的氣流擾動(攪拌)作用，脫硝率提高。從這些事實可認識到，本發(fā)明的催化劑結構物有高強度、均勻的氣流通道和高的脫硝率。其次，當實施例7和8與實施例9和10比較時，可以看出，與實施例7和8相比，由于使用催化劑組分涂覆的網狀產品，因此催化劑處于有最大氣流擾動作用的氣流通道中，在實施例9和10中催化劑的性能提高。如上所述，根據本發(fā)明，不僅可以制得幾乎不會引起撞擊和氣流通道變形以及有高強度的催化劑結構物，而且催化劑的性能顯著提高。實施例11用以下步驟制得催化劑基質用含有40％氧化鈦、20％硅溶膠和1％聚乙烯醇的漿液浸漬纖維直徑為9微米的8000E玻璃纖維作為經紗的捻紗和2000玻璃纖維作為緯紗的捻紗平紋編織制得的網狀產品，密度為10紗／25．4毫米，然后在150℃下干燥得到剛性。另一方面，在分開的步驟中，將0．25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、0．23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和0．3公斤草酸加到1．2公斤比表面積為270米2／克的氧化鈦中，再加入20％(重量)的硅溶膠，SiO2的數量為8％(重量)，然后將混合物捏合，同時加水，制成糊狀物。將15％(重量)數量的高嶺土型無機纖維(商品名Kaowool)加到糊狀物中，進一步捏合，制得水含量為30．5％的糊狀物。將如此制得的糊狀物放在用上述步驟制備的500毫米寬的兩片基質之間，用一對壓輥擠壓它們，將它們涂覆到網狀產品的表面上和篩孔中，將基質切成480毫米長，制得0．7毫米厚的板狀催化劑基質。此后，將每一催化劑基質插在模中，并一邊壓制一邊加熱干燥，制成如圖12(a)所示有標高變化部分的催化劑元件1。將催化劑元件1和編織織物23按圖12(c)所示交替重疊，編織織物通過切割預先有剛性的，上述每邊為480毫米正方形的和用于制備催化劑結構物的催化劑基質來制備。此時，這樣排列織物，以致經紗的方向平行于氣流的方向。將如此制得的重疊元件放在金屬框架2中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得催化劑結構物。實施例12分別稱重氧化鈦(TiO2)粉末、偏鎢酸銨(CNH4)6·H2W12O40·23H2O)和偏釩酸銨(NH4VO3)，使Ti／W／V的摩爾比為89／5／6。按上述氧化鈦的數量為基準，將30％(重量)數量的水加到混合物中，然后捏合30分鐘；按氧化鈦的數量為基準，再將25％(重量)數量的高嶺土型無機纖維(商品名Kaowool)加入，然后捏合30分鐘制得催化劑糊狀物。將催化劑糊狀物涂覆到寬500毫米和厚0．34毫米的陶瓷纖維編織織物的基質上，制得0．7毫米厚的平板狀催化劑基質。將催化劑基質切成每邊480毫米的正方形，用加熱模成型得到標高變化部分平行于一側邊的催化劑元件。另一方面，纖維直徑為9微米的800E玻璃纖維分別作為經紗和緯紗的捻紗經紗羅編織制備的編織織物被切割成每邊480毫米的正方形，并用作編織織物以制得催化劑結構物。有篩孔的編織織物的密度為9．8紗／25毫米。將如此制得的催化劑元件和編織織物按經紗方向與氣流方向平行的方向交替重疊，放在金屬框架中，在500℃下焙燒2小時，同時通氣，制得催化劑結構物。實施例13將0．25公斤仲鉬酸銨((NH4)6·Mo7O24·4H2O)、0．23公斤偏釩酸銨(NH4VO3)和0．3公斤草酸加到1．2公斤比表面積為270米2／克的氧化鈦中，將混合物捏合，同時加水，制成粘土狀物，擠壓成3φ的棒狀物，然后用擠壓機和造粒機造粒。將如此制得的小粒干燥，在550℃下焙燒2小時，用粉碎機破碎，得到60％以上粒度小于1微米的催化劑粉末。將水加到如此制得的粉末中，制得固含量為40％的催化劑漿液。用催化劑漿液浸漬用于實施例11的網狀產物，從漿液中取出，吹空氣，除去網狀產品的篩孔中存在的過量漿液，然后干燥，得到催化劑組分涂覆在表面上的編織織物。按實施例11中相同的方式制得類似的催化劑結構物，不同的是制得的編織織物用作放在催化劑元件之間的編織織物。實施例14按實施例11中相同的方式制得催化劑結構物，不同的是實施例11中的編織織物的密度和緯紗分別變成9紗／25．4毫米和2220E玻璃纖維的捻紗。實施例15按實施例11中相同的方式制得催化劑結構物，不同的是實施例11中的編織織物的密度和緯紗分別變成8紗／25．4毫米和2500E玻璃纖維的捻紗。(對比例6遺漏)。對比例7按實施例11中相同的方式制得催化劑結構物，不同的是在實施例11中的經紗和緯紗的兩捻紗中的E玻璃纖維數變成1400。對比例8按實施例11中相同的方式制得催化劑結構物，不同是在實施例11中的經紗和緯紗的兩捻紗中E玻璃纖維數變成2000。就實施例11、14和15以及對比例7和8來說，觀察了編織織物的形狀，并在表7所列的條件下測定了脫硝率。如此得到的結果列入表8。表7表8從表8可認識到，當比較實施例11和對比例7之間的脫硝率時，有較大直徑的紗按垂直于氣流方向的方向排列的實施例11中的脫硝率高于在豎直和水平的兩個方向有相同紗直徑的對比例7。此外，從對比例7和對比例8之間的比較可以看出，當在豎直和水平兩個方向中紗的直徑變大時脫硝率下降。據認為這是基于這樣的事實在這種情況下，在編織織物中的開孔率下降，以及氣流的擾動也下降。此外，當比較實施例11、14和15時，可以認識到，當開孔率相同時，在垂直于氣流方向的方向上紗直徑越大，因此在編織織物中開孔尺寸越大，編織織物中的篩孔尺寸越大，脫硝率越高。權利要求1．一種用于凈化廢氣的催化劑結構物，它包括兩個或兩個以上催化劑元件的重疊物以及放置該重疊物的框架，用以下方法制成每一催化劑元件將表面上負載有催化劑組分的長方形板或正方形板沿平行于板兩側面的方向，以預定的間距，彎曲成梯形，以致在該元件中交替形成平板部分和標高變化部分，將催化劑元件重疊，以致在鄰連的催化劑元件之間標高變化部分的位置變化某一預定的長度，以及在鄰連的催化劑元件之間由催化劑元件形成有長方形或菱形截面的氣流通道。2．根據權利要求1的凈化廢氣的催化劑結構物，其中重疊物中的催化劑元件在標高變化部分的端部和其附近有3點或3點以上與鄰連的催化劑元件接觸，以致完全相互支撐。3．根據權利要求1或2的凈化廢氣的催化劑結構物，其中在每一催化劑元件中平板部分的長度和標高變化部分的高度相同。4．根據權利要求1或2的凈化廢氣的催化劑結構物，其中在催化劑元件中，平板部分的長度P和標高變化部分的高度S之間存在P＞S的關系，以及在催化劑元件中，標高變化部分和平板部分之間形成的角為90°或更大。5．根據權利要求1或2的凈化廢氣的催化劑結構物，其中每一催化劑元件的長度是標高變化部分的高度和平板部分的長度總和的整數倍數。6．根據權利要求1-5中任一項的凈化廢氣的催化劑結構物，其中每一催化劑元件用以下方法制成將含有至少兩種選自鈦、釩、鉬和鎢的金屬的催化劑組分涂覆到金屬的、陶瓷的或玻璃的網狀基質上，以致催化劑組分填滿網狀產品的篩孔。7．一種用于權利要求1定義的和用以下方法制成的凈化廢氣的催化劑結構物的催化劑元件將表面上負載有催化劑組分的長方形板或正方形板沿平行于板兩側面的方向，按預定的間距彎曲成梯形，以致在元件中交替形成平板部分和標高變化部分。8．一種生產凈化廢氣的催化劑結構物的方法，該法包括在用于催化劑元件的帶狀基質中交替形成有預定長度的平板部分和有預定高度的標高變化部分，以致制成梯形基質；用沿平行于標高變化部分和平板部分形成的棱邊的方向依次切割如此制得的梯形基質的平板部分，以致在每一元件中，每一切割過的催化劑元件的總長度W和相鄰標高變化部分之間的距離L之間有以下關系W=nxL+L-d式中，n為每片元件的標高變化部分的數目，d為一常數，它小于L但大于0，制成兩個或兩個以上催化劑元件；以及然后將催化劑元件重疊。9．根據權利要求8的生產凈化廢氣的催化劑結構物的方法，其中在將帶狀基質切割成預定總長度為W的催化劑元件以前或以后，將具有催化活性的催化劑組分負載在帶狀基質上。10．一種生產凈化廢氣的催化劑結構物的方法，該法包括預先將用于催化劑元件的帶狀基質切割成這樣的預定長度，以致在制成的每一催化劑元件中每一催化劑元件的總長度W和相鄰標高變化部分之間的距離L之間有以下關系W=nxL+L-d式中，n為每片元件的標高變化部分的數目，d為一常數，它小于L但大于0，制得兩個或兩個以上催化劑元件；在每一催化劑元件中交替形成預定長度的平板部分和預定標高變化部分，以致制成的平板部分和標高變化部分的位置在鄰連的催化劑元件之間都變化一定長度d；然后將催化劑元件重疊。11．根據權利要求10的生產凈化廢氣的催化劑結構物的方法，其中在將基質切割成具有預定總長度W的催化劑元件以前或以后，將催化劑組分負載在用于催化劑元件的帶狀基質上。12．一種凈化廢氣的催化劑結構物，該催化劑結構物包括兩個或兩個以上催化劑元件的重疊物和放置催化劑元件的框架，每一催化劑元件通過在其中交替形成平板部分和標高變化部分成型為梯形，在每一催化劑元件中，連接催化劑元件中相鄰標高變化部分的相應頂點的直線和標高變化部分的平面之間形成的角小于90°，將催化劑元件這樣重疊，以致鄰連的催化劑元件至少在催化劑元件的頂點處相互接觸，以及在鄰連的催化劑元件之間由催化劑元件形成的氣流通道有長方形或正方形的截面。13．根據權利要求12的凈化廢氣的催化劑結構物，其中催化劑元件兩端按這一方向放置，在這一方向形成平板部分和標高變化部分與標高變化部分成一線。14．根據權利要求12或13的凈化廢氣的催化劑結構物，其中在催化劑元件的兩端標高變化部分的平面與連接標高變化部分的相應頂點的直線之間形成的角為90°。15．根據權利要求12-14中任一項的凈化廢氣的催化劑結構物，其中用以下方法制成催化劑元件將含有至少兩種選自鈦、釩、鉬和鎢的金屬的催化劑組分涂覆到金屬的、陶瓷的或玻璃的網狀基質上，以致催化劑組分填滿網狀基質的篩孔。16．根據權利要求12-15中任一項的凈化廢氣的催化劑結構物，其中通過將有大量穿孔的金屬的、陶瓷的或玻璃的網狀構件插在催化劑元件之間將催化劑元件重疊。17．根據權利要求16的凈化廢氣的催化劑結構物，其中插在催化劑元件之間的網狀構件為金屬絲布或陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物。18．根據權利要求16或17的凈化廢氣的催化劑結構物，其中在金屬絲布或陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物中與氣流方向垂直方向的金屬絲或纖維的直徑大于沿氣流方向的金屬絲或纖維的直徑。19．根據權利要求16-18中任一項的凈化廢氣的催化劑結構物，其中通過用無機粘合材料浸漬使陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物增強。20．根據權利要求17或18的凈化廢氣的催化劑結構物，其中將含有至少兩種選自鈦、釩、鉬和鎢的金屬的催化劑組分負載在金屬絲布或陶瓷纖維或玻璃纖維的編織織物的表面上。21．一種用于廢氣凈化的設備，它有放在廢氣流通道中的權利要求1-6和12-20中任一項定義的催化劑結構物。22．一種使用權利要求21中定義的凈化廢氣的設備來凈化廢氣的方法。23．一種使用權利要求21中定義的凈化廢氣的設備來凈化廢氣的方法，該法包括分解和除去廢氣中的氮氧化物。全文摘要本發(fā)明用于凈化廢氣的催化劑結構物對于通過擾動氣流通道中的廢氣流來提高要處理的廢氣與催化劑的接觸是優(yōu)選的,從而得到高效且緊湊的處理廢氣的設備。用以下步驟來生產這樣的催化劑結構物:制成兩個或兩個以上催化劑元件,每一催化劑元件在其表面上負載有催化劑組分,在元件中交替形成平板部分和標高變化部分,而平板部分與標高變化部分之間形成的角在特定的范圍內;然后將催化劑元件中重疊在框架中。還通過將金屬的、陶瓷的或玻璃的網狀構件插在催化劑元件之間將大量上述的催化劑元件重疊來制得催化劑結構物,每一網狀構件有大量穿孔。本催化劑結構物有這樣一些優(yōu)點:粉塵幾乎不沉積在催化劑元件之間;甚至當催化劑元件的厚度減薄時也可得到足夠高的強度;以及催化劑結構物可放置在廢氣煙道中,用作廢氣處理設備。當使用該廢氣處理設備時,在不損壞催化劑元件的條件下可有效地進行廢氣處理,同時壓力損失減小。文檔編號F01N3/28GK1282275SQ9881243公開日2001年1月31日申請日期1998年11月12日優(yōu)先權日1997年11月12日發(fā)明者加藤泰良,橫山公一,吉田直美,宮本英治,藤澤雅敏,永井良憲,道本孝司申請人:巴布考克日立株式會社