JPH02218440A

JPH02218440A - 筒状触媒体とその製造方法

Info

Publication number: JPH02218440A
Application number: JP1040871A
Authority: JP
Inventors: Jiro Suzuki; 次郎鈴木; Atsushi Nishino; 敦西野; Yoshitaka Kawasaki; 良隆川崎; Masato Hosaka; 正人保坂; Yukiyoshi Ono; 之良小野; Hironao Numamoto; 浩直沼本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1990-08-31
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2523855B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は反応装置に用いられる筒状触媒体とその製造方
法に関し、燃焼装置、焼却装置、調理器具、乾燥炉、加
熱炉、灰皿、冷蔵庫、こたつ、暖房器等の産業用、家庭
用機器において脱臭や可燃成分の完全酸化の目的に利用
される。

従来の技術種々の反応装置に用いられる触媒体には、さまざまな形
態が従来よりある。例えば、ハニカム状、ペレット状、
繊維マット状等があり、その用途に応じて適宜選択され
て用いられている。

これら触媒体は、所定の触媒活性化温度に達するまで触
媒として機能しないもので、反応装置の運転の初期、あ
るいは触媒の温度の低下時に触媒の、温度を加熱する補
助加熱手段が必要である。必要に応じ、触媒の加熱用補
助バーナ、電気ヒータ等が使用されている。

発明が解決しようとする課題しかし、従来の触媒体では、特に未燃分が臭気として問
題視される場合、補助加熱手段を使用しても充分に臭気
浄化の問題が解決できないという問題があった。ガス、
石油等を燃料として用いた補助バーナを補助加熱手段と
して使用した場合は、その構造が複雑であるとともに、
この補助バーナ自身が未燃分を出し易く、またガス、石
油等の排気ガス中に含まれる水分が触媒を被毒してその
活性を低下させるため、臭気が充分なくならないもので
あった。

この点、電気等のようなドライな補助加熱手段による加
熱の場合は、触媒が乾燥し、よく未燃成分を吸着反応さ
せるので、臭気等の浄化はし易い。

しかし、このような電気加熱は電気容量が大きくなって
非経済的であり、′あるいは触媒が活性化するまでの時
間がかかりすぎるという欠点が避けられなかった。

この問題の原因は、ハニカム形状の触媒体が、最も幾何
学的表面積が広く望ましい形状である一方、この周囲に
ヒータを設けても触媒体の中央まで加熱するには時間が
かかり過ぎ、あるいは十分加熱できないからである。ま
た、ペレット形状を用いても、ペレット中にヒータを配
して、全体が均一に温度上昇させることは可能であるが
、高温の排気ガスでヒータがすぐに腐食し使用できなく
なるという欠点を持つものであった。

課題を解決するための手段本発明は、従来のこのような問題点を解消するために、
通電によって加熱される抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体
の外周に設けた筒体と、前記筒体の外周に設けた突起部
と、前記突起部に担持した酸化反応触媒とを備えたこと
を特徴とする。

また、前記抵抗発熱体の代わりに、マイクロ波で加熱さ
れるマイクロ波吸収体を設けてもよい。

また、高温流体経路に連通ずる内径部を有する筒体を用
いることもできる。

さらに、可燃性ガスの予混合気経路に連通ずる内径部に
酸化触媒を有する筒体を用いることもできる。

本発明の筒状触媒体の製造方法は、混練されたセラミッ
ク材料と流動材とを筒状に押し出し成形し、この筒状成
形体の内径部に抵抗発熱体を挿入した後、前記成形体の
外周面に突起部を成形加工することを特徴とする。

作　　　用上記構成によれば、通電によって加熱される抵抗発熱体
により筒状触媒体は内径部側から均一に加熱され素早く
触媒の活性化温度に達し、かつヒータは排気ガスに接し
ないのでヒータが腐食することもない。

また、マイクロ波で加熱されるマイクロ波吸収体を前記
抵抗発熱体の代わりに用いると、マイクロ波を外部から
照射することによって触媒体は内径部側から均一に加熱
され素早く活性化温度に達し、かつマイクロ波吸収体は
セラミックで腐食し難く、また直接排気ガスに接触しな
いもので寿命の問題はない。

また、排気ガス等の高温流体経路に連通ずる内径部を有
する筒体を用いても触媒は内部から均一に加熱され素早
く活性化温度に達し、かつヒータはないので腐食するこ
ともない。

さらに、可燃性ガスの予混合気経路に連通ずる内径部に
酸化触媒を有する筒状触媒体を、電力ではなくガスや石
油等の予混合気で発熱させると、急速にかつ高温に触媒
を活性化温度に達することが可能であり、しかもこの予
混合気の排気の水分は外周面の触媒の被毒を起こすこと
がない。

また、触媒体の温度検出も、温度検出部を触媒体の内径
部に設けることにより、温度検出部が腐食性の排気ガス
に接触して腐食するということがないので、正確、敏感
に測定できる結果、触媒体の高温劣化を防止することが
できる。

実施例以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す。第１図において、
１は電気で加熱される抵抗発熱体であり、螺旋状に巻回
されている。抵抗発熱体１は、筒状触媒体２の内径部３
に設けられている。この筒状触媒体２の外周面には突起
部４が形成されている。

この突起部４は触媒体２の実効表面積を増加し、反応を
促進するものである。内径部３には温度検出部５が設け
られ、触媒体２の温度を検知し、この信号にしたがって
、通電量あるいは被処理ガス（外径部を流れる）の濃度
、流量を制御し、触媒体２の温度を最適に保つものであ
る。

筒状触媒体２は、次のような方法で各種タイプが形成さ
れる。

１）第２図に示すように、中心が中空の星型（歯車型）
断面に押し出し成形したタイプであり、内径部に発熱体
１がセットされる。この方法は、成形が容易である。

２）第３図に示すように、内部が中空の円柱状に押し出
し成形したのち、成形体の外周面を転造ダイスで突起部
４をフィン形成する。幾何学的表面積が大きく、反応性
がよい。

３）その他自由な種々の形状が、ロストワックス、砂割
り型等で製造可能である。

さらに、第４図に示すように、筒体状に押し出し成形し
、成形体の内径部３に抵抗発熱体１を挿入した後、成形
体の外周面に突起部４を成形加工すると同時に内径を縮
めることにより、この成形体を抵抗発熱体１に密着させ
ることができるので、熱伝導を高めた筒状触媒体２を得
ることができる。

このような筒状触媒体２は、アルミナ、シリカ、マクネ
シア、カルシア、チタニア等およびそれらノ複合体の骨
材をコーンスターチ、メチルセルローズ、セラミックゾ
ル等の結合肋材と混撚し、押し出し成形して焼成した筒
状の担体に白金族金属触媒等を担持したものである。

アルミン酸石灰のような水硬化性を有するセメント系の
素材を含む材料で成形した場合は、突出部４の成形直後
に水中に入れ、浮力によって突出部４の変形を防止した
まま硬化させることが可能である。この場合、水温を高
め硬化時間を早めれば生産性はよく、変形が少ないもの
となる。

また、筒状触媒体２を金属製とし、表面にセラミック、
ホーロ処理を施したものに、触媒層を形成したものでも
良い。この様な金属製の筒状触媒体２は内部の抵抗発熱
体１で均一に高温加熱することが可能であり、これに担
持された酸化触媒は、効果的にタバコの煙等の室内の汚
染物質、臭気を除去することができる。

また、抵抗発熱体１は、直接被処理流体と接触しないた
め、腐食されることはない。ここに担持する触媒は白金
族金属触媒が活性力の点から望ましいものである。

この筒状触媒体２の内径部３に温度検出部５を設けてい
るので、触媒温度を容易に検出できる。

抵抗発熱体１に通電後、触媒が活性化温度に達したこと
が容易に、正確に判断し得るので、装置の運転開始時間
が早まる。

また、ガス濃度を制御し、酸化反応熱のみで筒状触媒体
２を通電なしで触媒の活性化温度を保つことができ、電
力消費量の節約ができる。また、運転中に被処理ガスが
濃い濃度となって触媒体２の温度が酸化反応で急に上昇
した時、抵抗発熱体１の通電を停止、あるいはガス発生
部を制御することによって温度上昇を停止させることが
可能であるので、触媒の寿命を長いものとすることがで
きる。

また第５図に示すように、筒状触媒体２の内径部３に窒
化珪素、炭化珪素、ジルコニア、各種磁性体等のような
マイクロ波吸収体８を設け、かつ、筒状触媒体２をアル
ミナ、シリカ、マクネシア、カルシア、チタニアのよう
なマイクロ波透過体で成形し、これにマイクロ波を外部
のマグネトロン７から照射して発熱させてもよい。この
場合は筒状触媒体２が被処理経路内に内包され、臭気等
が外部に漏洩しにくいものとなる。

また第８図に示すように、筒状触媒体２の内径部３に別
個に設けたガス燃焼部８の燃焼排気ガス等の高温流体を
導入してもよい。送風機９によって送風される空気は被
処理ガスの発生部１０とガス燃焼部８とに分岐し、ガス
燃焼部８において、ガスパイプ１１から供給される燃料
ガスと混合して燃焼する。この場合、電気加熱よりも急
速に筒状触媒体２が加熱され、かつ運転コストも安いも
のとなる。

さらに、第７図に示すように、筒状触媒体２の内径部３
に触媒を担持し、ガスパイプ１１から供給される燃料ガ
スと、送風機９から供給され加湿手段１２で加湿された
空気とを混合してこの内径部３に供給し、前記触媒にて
発熱させ、筒状触媒体２を加熱してその外周で排気等の
被処理流体を浄化してもよい。

また第８図に示すように、筒状触媒体２の内径部３に送
風機９の加圧空気を導入することによって、万−生じた
筒状触媒体２のひびを通って外部から侵入する排気ガス
を押し戻し、内径部３の抵抗発熱体１あるいはマイクロ
波吸収体４の損傷を防止し、あるいは装置外への排気漏
れの防止を行なってもよい。

発明の効果本発明の筒状触媒体によると、以上のように触媒体を内
径部から均一に加熱でき、素早く活性化温度に達して確
実に脱臭浄化できる。さらに電気、排気、燃焼熱のよう
な熱源を用いても触媒が水分被毒しにくり、ドライに保
たれるため、触媒が未燃成分を効果的に吸着反応させ、
臭気等の浄化がし易い。

また、触媒加熱熱源として電気を用いた場合は電気使用
量が小となって経済的であり、かつ触媒が活性化する時
間が短いので、装置を短時間の内に運転開始させること
ができる。

また、触媒体全体が均一に温度上昇し、従来の触媒体に
みられた局部的温度バラツキによる臭気の発生がなく、
かつ直接発熱体は高温の排気ガスに接触しないため腐食
が生じない。

また、触媒体の温度検出も、検出部が腐食性の排気ガス
に接触しないので、検出部の排気ガスによる腐食はなく
、かつ温度も正確、敏感に測定できるため、触媒が高温
劣化しにくい。

また、ガスを用いて筒状触媒体を加熱した場合、更に運
転コストを低下させることができ、かつ直接被処理ガス
が接触する外径面が水分被毒しにくく、触媒の活性を保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における筒状触媒体の要部縦
断面図、第２図、第３図は同実施例の突起部の形状例を
示す外観図、第４図は本発明の他の実施例における筒状
触媒体の要部縦断面図、第６図〜第８図は各々本発明の
その他の実施例における筒状触媒体の断面図である。ｌ・・・抵抗発熱体、２・・・筒状触媒体、３・・・内
径部、４・・・突起部、５・・・温度検出器、ｅ・・・
マイクロ波吸収体、７・・・マグネトロン、８・・・ガ
ス燃焼部、９・・・送風機、１１・・・ガスパイプ、１
２・・・加湿手段。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ｌ・・−お
し狽ト腎−伴、？・−・冑１大角気謀体３・−門＆部４〜　突起部６−マイクロ仮吸収体嬉図９−乏風機

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通電によって加熱される抵抗発熱体と、前記抵抗
発熱体の外周に設けた筒体と、前記筒体の外周面に設け
た突起部と、前記突起部に担持した酸化反応触媒とを備
えたことを特徴とする筒状触媒体。
（２）マイクロ波で加熱されるマイクロ波吸収体と、前
記マイクロ波吸収体の外周に設けたセラミック筒体と、
前記セラミック筒体の外周面に設けた突起部と、前記突
起部に担持した酸化反応触媒とを備えたことを特徴とす
る筒状触媒体体。
（３）高温流体経路に連通する内径部を有する筒体と、
前記筒体の外周面に設けた突起部と、前記突起部に坦持
した酸化反応触媒とを備えたことを特徴とする筒状触媒
体。
（４）可燃性ガスの予混合気経路に連通する内径部に酸
化触媒を有する筒体と、前記筒体の外周面に設けた突起
部と、前記突起部に坦持した酸化反応触媒とを備えたこ
とを特徴とする筒状触媒体。
（５）突起部がフィン状である請求項１、２、３または
４記載の筒状触媒体。
（６）突起部が星型断面である請求項１、２、３または
４記載の筒状触媒体。
（７）内径部を加圧する空気経路を設けた請求項１、２
または３記載の筒状触媒体。
（８）内径部に温度検知手段を設けた請求項１、２、３
または４記載の筒状触媒体。
（９）混練されたセラミック材料と流動材とを筒状に押
し出し成形し、この筒状成形体の内径部に抵抗発熱体を
挿入した後、前記筒状成形体の外周面に突起部を成形加
工することを特徴とする筒状触媒体の製造方法。