JPH0336574B2 - - Google Patents
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- JPH0336574B2 JPH0336574B2 JP58067189A JP6718983A JPH0336574B2 JP H0336574 B2 JPH0336574 B2 JP H0336574B2 JP 58067189 A JP58067189 A JP 58067189A JP 6718983 A JP6718983 A JP 6718983A JP H0336574 B2 JPH0336574 B2 JP H0336574B2
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- Japan
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- catalyst
- carrier
- fibers
- laminated
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- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
本発明は合成無機繊維のシートからなり、気相
反応触媒用の担体として好適である積層コルゲー
ト状担体に関する。
合成無機繊維のシートからなる触媒用担体は既
に種々のものが知られている。既に本発明者ら
も、合成無機繊維と有機繊維と有機バインダーと
を含有するスラリーを抄造してシート化し、この
シートを積層コルゲートに成形し、次に、この積
層物にコロイド状シリカ又はエチルシリケートを
含浸させた後、これをケイ酸ゲルに変換し、更
に、これを高温で焼成してシート中の有機繊維及
び有機バインダーを燃焼させることにり、上記合
成無機繊維がケイ酸ゲルにより相互に結合されて
いる積層コルゲート状担体を提案している(特開
昭56−136656号公報)。
この積層コルゲート状担体は、図示したよう
に、ケイ酸ゲルにより結合された合成無機繊維シ
ートからなるライナー1と呼ばれる平板と中芯2
と呼ばれる波板とを交互に積層接着してなる積層
構造を有し、上記公報に記載されているように、
軽量であつて取り扱いに便利であると共に、無機
繊維からなるために耐熱性にすぐれ、また、大き
い表面積を有する等の種々の利点を有するが、唯
一の欠点は、繊維シートを構成する合成無機繊維
が一般に座屈強度及び引張強度において劣るた
め、機械的強度が不十分であるということであ
る。特に、かかる積層コルゲート状担体は、触媒
バスケツト中に充填されて気相反応に使用される
ため、圧縮破壊強度にすぐれることが強く要求さ
れる。
しかし、かかる積層コルゲート状担体は、通
常、中芯の片面又は両面にライナーを接着してコ
ルゲートとし、これを更に多段に積層接着して製
造されるが、この際に各中芯の山部を相互に一致
させることは実際上は不可能であり、一般には図
示したように、各コルゲート間において中芯の山
部3は無秩序に配列しているため、かかる積層コ
ルゲート状担体を圧縮するとき、中芯の山部が各
コルゲート間で一致する構造に比べて容易に圧縮
破壊される。勿論、後述するように、かかる積層
コルゲート構造物にコロイド状シリカ等を含浸さ
せ、繰返して硬化処理することにより、ある程度
はその強度を改善することができるが、一方にお
いて、本来、このような積層コルゲート状担体が
有する大きい空隙率を減少させ、その結果、担体
物質や触媒物質を担持させることが困難になり、
担体性能及び触媒性能が劣るようになる問題が生
じる。
本発明は合成無機繊維のシートからなる触媒用
積層コルゲート状担体における上記した問題を解
決するためになされたものであつて、その圧縮強
度が飛躍的に改善された積層コルゲート状担体を
提供することを目的とする。
本発明は、合成無機繊維のシートからなるライ
ナーと中芯とが交互に積層接着されてなる触媒用
積層コルゲート状担体において、中芯のピツチを
a、ライナー間のピツチをb、ライナーの厚みを
c、及び中芯の厚みをdとするとき、
1/30≦c/a≦3/20
1/20≦d/b≦1/5
及び
3/10≦b/a≦10/10
であることを特徴とする。
本発明においては、合成無機繊維として、アル
ミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ・シリカ繊維、
ジルコニア繊維、ガラス繊維等が用いられるが、
特に比較的座屈強度及び引張強度に劣るアルミナ
繊維、シリカ繊維、アルミナ・シリカ繊維及びジ
ルコニア繊維において、その効果が顕著である。
本発明による積層コルゲート状触媒担体は、上
記のような合成無機繊維と有機繊維と有機バイン
ダーとを含有する水スラリーよりシートを抄造
し、このシートをコルゲート加工して片面又は両
面コルゲートを形成し、更にこのコルゲートを所
定の容量を有するように相互に積層接着した後、
この構造物をケイ酸ゲルにて硬化処理し、次い
で、高温に焼成することにより得られる。
ここに、有機繊維としては、親水性で水分散性
がよく、且つ、熱可塑性でないセルロース系繊
維、例えば、レーヨン繊維、木材パルプ等が好適
であるが、熱可塑性であるビニロン繊維、ポリエ
チレン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維等
の各種合成繊維を使用することもできる。これら
繊維は、その水中分散性、得られる繊維シートの
強度やコルゲート加工性、焼成後の空隙率向上等
の点から、維度は3デニール以下、繊維長さは3
〜10mmであることが好ましい。
有機バインダーは、水中における繊維の分散性
を高め、また、繊維を相互に接着し、得られるシ
ートの強度を高めて、コルゲート加工性及び保形
性を高めるために用いられる。繊維状のポリビニ
ルアルコール樹脂が抄造時の歩留りがよいために
好ましく用いられるが、このほかにも、例えば、
アクリル繊維、酢酸ビニル繊維、エチレン−酢酸
ビニル共重合体樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、
カルボキシメチルセルロース、デンプン等を水溶
液、エマルジヨン、粉末、繊維等の任意の形態で
用いることができる。
本発明においては、上記の各成分を水中に溶解
又は分散させて抄造原料とするが、上記各成分の
配合比は、通常、合成無機繊維が80〜96重量%、
有機繊維が2〜10重量%、有機バインダーが2〜
10重量%であり、これらが全体で0.1〜0.3重量%
程度の濃度を有するように常法でスラリー化し、
次いで、長網式又は丸網式等の通常の抄紙機によ
り厚み0.15〜0.50mm、密度0.1〜0.5g/cm3(いず
れも乾燥物についての値)のシートとする。
このようにして得られた合成無機繊維シートを
コルゲートとするために、例えば、片段コルゲー
ト機を用いて、接着剤によりライナーと中芯を接
着加工する。勿論、必要に応じて、両面コルゲー
トとすることもできる。この場合、中芯の保形性
の向上と上記接着剤の乾燥のため、コルゲート機
の温度は120〜190℃程度が好ましい。この温度が
低すぎるときは、合成無機繊維の剛直性のため
に、波板状の中芯への成形が困難であり、また、
余りに高いときは、有機繊維及び有機バインダー
の劣化が起こつて、保形性が悪くなる。このコル
ゲート加工で用いる接着剤は、後述するように、
得られるコルゲートの積層体をこの加工後に高温
で焼成するために、有機系接着剤は使用に適さ
ず、無機系接着剤を用いる必要がある。更に、ア
ルカリ金属イオン等の触媒毒となるおそれのある
成分を含む接着剤も使用することは好ましくな
い。従つて、本発明において好ましく用いること
ができる接着剤の具体例として、次のようなもの
を挙げることができる。
(a) 水に精製ベントナイト又はこれに酸化チタ
ン、シリカ粉末、アルミナゾル等を添加したも
の、
(b) 水にシリカ粉末やアルミナ粉末を添加したも
の、
(c) アルミナ粉末及びカオリンにコロイド状シリ
カを添加したもの、及び
(d) 水にジルコニア粉末及びコロイド状シリカを
添加したもの、
等である。
かかる接着剤は、例えば、FF接着剤(ニチア
ス(株))、スミセラム(住友化学工業(株))、ボンド・
エツクス(日産化学工業(株))等、市販品として入
手することができる。
次いで、このようにコルゲート加工したコルゲ
ートを相互に積層接着して、積層コルゲート状構
造物を得るために、中芯の山部先端に上記接着剤
を塗布し、圧着させる。接着剤の塗布量は3〜10
g/m2(固形分換算)が望ましく、少なすぎると
接着強度が小さく、多すぎるとシートの空隙を閉
塞するので好ましくない。
このような積層加工した後に、担体としての強
度性能をもたせるために、更に硬化処理を行な
う。即ち、上で得られたコルゲート積層構造物に
コロイド状シリカ又はエチルシリケートを含浸さ
せた後、これらをケイ酸ゲルに変換する。コロイ
ド状シリカを含浸させた場合は、150〜170℃で乾
燥すれば硬化が完了する。エチルシリケートを含
浸させた場合は、これを加水分解すればケイ酸ゲ
ルが生成する。このためには、例えば、シートを
高温の蒸気に曝露するか、或いは予めエチルシリ
ケートに塩酸等を触媒として添加しておき、含浸
後、数時間放置する等の方法を採用する。尚、エ
チルシリケートを含浸させる方法は、コロイド状
シリカを含浸させる方法に比べて、シート全体を
より均一に処理することができる。
いずれの方法による場合も、含浸量は、上記積
層コルゲート構造物100重量部当り、シリカとし
て60〜120重量部程度とすることが好ましい。含
浸量が過剰になると、積層物の強度は大きくなる
が、空隙率が低下し、表面積が小さくなるので好
ましくない。
以上のようにして、ケイ酸ゲルを生成されて硬
化処理を施した後、積層物を焼成すると、有機繊
維及び有機バインダーが消失して、合成無機繊維
がケイ酸ゲルにて接着されたシートからなる積層
コルゲート状担体が得られる。このような方法に
て製造することにより、得られる担体の空隙率を
75%以上とすることができる。ここに、空隙率と
は、〔1−(見掛けの密度/真の密度)〕×100(%)
で定義され、一般に紙の多孔性の度合を示す空隙
率と同じ意味である。
本発明による触媒担体は、上記のようにして得
られる積層コルゲート状担体において、前記した
ように、中芯のピツチをa、ライナー間のピツチ
をb、ライナーの厚みをc、及び中芯の厚みをd
とするとき、
1/30≦c/a≦3/20
1/20≦d/b≦1/5
及び
3/10≦b/a≦10/10
とすることにより、その強度を飛躍的に向上させ
ることに成功したものである。尚、中芯間のピツ
チa及びライナー間のピツチbは、コルゲート機
の作業性から自ずから制限され、通常、aは1mm
以上で15mm以下であり、bは0.5mm以上で10mm以
下である。従つて、c及びdも上記の関係から自
ずからその具体的な範囲が定まる。
本発明において、a、b、c及びdの関係を上
記のように規定することによつて、積層物の強度
が向上する理由は必ずしも明らかではないが、
c/aはライナーが上部又は下部の中芯の山部よ
り受けるモーメントとこのモーメントをライナー
部の引張強度により支える力との関係を特定し、
d/bとb/aは成形体が受ける圧縮力とこれを
中芯が支える力との関係を特定すると考えられ、
これら三つの比を特定することにより、空隙率が
75%以上であるにもかかわらず、強度にすぐれた
積層コルゲート状担体を得ることができるのであ
る。
上記各比が小さすぎるときは、積層コルゲート
状担体の強度が十分でなく、また、b/aを大き
くするときも、担体強度が十分でなくなる。一
方、c/a及びd/bを大きくすれば、積層コル
ゲート状担体の強度は増加するが、しかし、同時
にその重量を増加させることとなり、また、強度
も上記比の増大に比例して大きくならないので、
上記範囲を越えて大きくすることは好ましくな
い。更に、c/a及びd/bが大きすぎるとき
は、合成無機繊維シートのコルゲート加工におい
て、中芯がコルゲート機の型付け部によつて引張
強り破壊されたり、或いはライナーと中芯との接
着が不十分となり、この結果、得られる積層体が
却つて強度に劣るので好ましくない。
本発明において、上記比は、好ましくは、
1/20≦c/a≦1/10
1/15≦d/b≦1/6
及び
4/10≦b/a≦9/10
であり、特に好ましくは、
1/15≦c/a≦8/90
1/12≦d/b≦1/7
及び
5/10≦b/a≦8/10
であり、かかる範囲にあるときに、特に強度にす
ぐれた担体を得ることができる。
以上のように、本発明によれば、a、b、c及
びd間の関係を特定することにより、中芯の山の
反応が一致しない場合にも、また、触媒を所定の
バスケツトに充填する場合にも、圧縮破壊を生じ
ない強度の格段に改善された触媒担体を得ること
ができる。
このような触媒担体に所要の触媒物質及び必要
に応じて担体物質を担持させれば、本発明による
積層コルゲート触媒を得ることができる。本発明
による触媒担体は空隙率が75%以上であるため、
触媒物質(及び担体物質)を含有する溶液又はス
ラリーの粘度を常温で1000センチポイズ以下、好
ましくは300センチポイズ以下、特に好ましくは
100センチポイズ以下とすることにより、触媒物
質(及び担体物質)を担体の壁内部まで浸透させ
ることができる。そのため、本発明の触媒担体に
よれば、反応気体中に含まれるダストによる触媒
の摩耗による活性低下が小さいうえに、触媒反応
速度が拡散律速である場合、触媒反応ゾーンの触
媒表面からの深さは反応によつて決まるが、触媒
が反応に最も有効に関与するためには、反応ゾー
ンにおける反応物質に応じた触媒量が存在すれば
よく、従つて、本発明の触媒によれば、空隙率が
75%以上と高く、担体の内部まで触媒を担持させ
ることが可能となり、所要の速度で反応を行なわ
せるために必要な触媒の担持量が少なくてすむ利
点も有する。
本発明の触媒担体及びこれより得られる触媒は
気相反応に好適であり、その反応対象は特に制限
されるものではないが、例えば、ボイラーの排ガ
ス等に含まれる窒素酸化物をアンモニアを還元剤
として還元除去するのに好適に用いることができ
る。本発明の積層コルゲート状触媒をかかる反応
に用いる場合、担体物質としては、例えば、アル
ミナ、酸化チタン、シリカ等が用いられ、また、
触媒物質としては、バナジウム、タングステン、
モリブデン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロ
ム等の酸化物や、白金、パラジウム、ルテニウム
等が用いられる。尚、必要に応じて、先ず、担体
物質のみを担持させ、次いで、触媒物質を担持さ
せてもよく、或いは、これらを同時に担持させて
もよい。更に、必要に応じて、繰返してこれらを
担体に担持させることもできる。これらの触媒物
質(及び担体物質)を担体に担持させるには、前
記したように、これらを含有する溶液又はスラリ
ーに担体を含浸、乾燥させた後、酸化性雰囲気中
で例えば、300〜800℃程度の温度で焼成すればよ
い。
以下に本発明の実施例及び比較例を挙げて本発
明を説明する。
実施例 1
アルミナ・シリカ繊維(ニチアス(株)製フアイン
フレツクス、直径1.5〜3.0μm、長さ5〜30mm)
85重量部、レーヨン繊維(1.5デニール、5mm)
5重量部、叩解した木材パルプ2重量部、及びア
クリル樹脂8重量部を340重量倍の水に分散させ
た後、丸網式抄造機で常法により抄造し、平均厚
みがそれぞれ0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5
mm、0.65mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm及び1.2mmのシー
トを得た。
このようにして得られたシートをそれぞれ片段
でコルゲート加工機に供給し、160〜170℃で中芯
ピツチ及びライナー間ピツチがそれぞれ7.5mm及
び3.6mm、8.5mm及び5.0mm、10.9mm及び6.6mmである
片面段ボールを得た。次に、これら片面段ボール
を縦横各150mmに裁断し、その山部にローラにて
FF接着剤を塗布し、高さが約150mmになるように
多段に積層した。
次に、コロイド状シリカ(シリカ固形分30%)
を含浸させ、150℃で乾燥後、800℃の酸化性雰囲
気で焼成して、積層コルゲート中の有機成分を除
去して、種々のc/a、d/b及びb/a比を有
する積層コルゲート状担体を得た。但し、参考例
2は、焼成後の担体をコロイド状シリカ(シリカ
固形分20%)で処理し、更にウオツシユコートを
3回行なつた。
五酸化バナジウム3重量部、平均粒子径1μm、
比表面積75m2/gの酸化チタン30重量部、シリカ
ゾル(シリカ固形分20%)18重量部及び水58重量
部からなる常温での粘度12センチポイズのスラリ
ーを調製し、上で得た各担体をこのスラリーに2
回ウオツシユコートし、120℃で乾燥した後400℃
で3時間焼成し、触媒を調製した。
以上のようにして得られた各担体及び触媒の寸
法、重量及び圧縮破壊強度を第1表に示す。本発
明の担体及び触媒によれば、その圧縮破壊強度が
飛躍的に向上していることが明らかである。尚、
比較例4は、前記比が本発明で規定する範囲外に
あるとき、本発明とほぼ同じ強度をもたせるため
には、非常に多量の触媒を担持させる必要がある
ことを示すものである。
実施例 2
本実施例は、本発明による触媒が触媒活性の低
下が少なく、また、高活性であることを示すもの
である。
市販の重量2490gのコージエライト質ハニ
The present invention relates to a laminated corrugated carrier made of a sheet of synthetic inorganic fibers and suitable as a carrier for a gas phase reaction catalyst. Various types of catalyst carriers made of sheets of synthetic inorganic fibers are already known. The present inventors have already made a sheet out of a slurry containing synthetic inorganic fibers, organic fibers, and an organic binder, formed this sheet into a laminated corrugate, and then added colloidal silica or ethyl silicate to this laminate. After impregnating the sheet, this is converted into silicic acid gel, which is then fired at a high temperature to burn the organic fibers and organic binder in the sheet, so that the synthetic inorganic fibers are mutually bonded by the silicic acid gel. proposed a laminated corrugate-like carrier that is bonded (Japanese Unexamined Patent Publication No. 136656/1983). As shown in the figure, this laminated corrugated carrier consists of a flat plate called a liner 1 made of synthetic inorganic fiber sheets bonded by silicic acid gel, and a core 2.
It has a laminated structure formed by alternately laminating and bonding corrugated plates called ``corrugated sheets'', and as described in the above publication,
It has various advantages such as being lightweight and easy to handle, and since it is made of inorganic fibers, it has excellent heat resistance and a large surface area. However, the only drawback is that the synthetic inorganic fibers that make up the fiber sheet is generally inferior in buckling strength and tensile strength, which means that the mechanical strength is insufficient. In particular, such a laminated corrugated carrier is strongly required to have excellent compressive rupture strength, since it is filled in a catalyst basket and used in a gas phase reaction. However, such laminated corrugated carriers are usually produced by bonding a liner to one or both sides of a core to form a corrugate, and then laminating and bonding this in multiple stages. At this time, the peaks of each core are It is actually impossible to match each other, and generally, as shown in the figure, the peaks 3 of the center core are arranged randomly between each corrugate, so when compressing such a laminated corrugate-like carrier, Compression failure occurs more easily than in a structure in which the peaks of the center core coincide between each corrugate. Of course, as will be described later, the strength can be improved to some extent by impregnating such a laminated corrugated structure with colloidal silica or the like and repeatedly curing it. The large porosity of the corrugated carrier is reduced, and as a result, it becomes difficult to support carrier materials and catalyst materials,
A problem arises in which the carrier performance and catalyst performance become poor. The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems in a laminated corrugated carrier for catalysts made of a sheet of synthetic inorganic fibers, and an object of the present invention is to provide a laminated corrugated carrier whose compressive strength is dramatically improved. With the goal. The present invention relates to a laminated corrugate-like carrier for catalysts in which liners made of synthetic inorganic fiber sheets and cores are alternately laminated and bonded.The pitch of the core is a, the pitch between the liners is b, and the thickness of the liners is When c and the thickness of the core are d, 1/30≦c/a≦3/20, 1/20≦d/b≦1/5 and 3/10≦b/a≦10/10. It is characterized by In the present invention, the synthetic inorganic fibers include alumina fiber, silica fiber, alumina-silica fiber,
Zirconia fibers, glass fibers, etc. are used, but
This effect is particularly noticeable in alumina fibers, silica fibers, alumina-silica fibers, and zirconia fibers that have relatively poor buckling strength and tensile strength. The laminated corrugated catalyst carrier according to the present invention is produced by forming a sheet from an aqueous slurry containing synthetic inorganic fibers, organic fibers, and an organic binder as described above, and corrugating this sheet to form a single-sided or double-sided corrugated structure. Furthermore, after laminating and bonding these corrugates together to have a predetermined capacity,
This structure is obtained by hardening the structure with silicic acid gel and then firing it at a high temperature. Here, the organic fibers are preferably hydrophilic, water-dispersible, and non-thermoplastic cellulose fibers such as rayon fibers and wood pulp, but thermoplastic vinylon fibers, polyethylene fibers, Various synthetic fibers such as acrylic fibers and polyester fibers can also be used. These fibers have a fiber strength of 3 deniers or less and a fiber length of 3 denier from the viewpoints of dispersibility in water, strength and corrugation processability of the resulting fiber sheet, and improved porosity after firing.
~10 mm is preferred. The organic binder is used to improve the dispersibility of fibers in water, bond the fibers to each other, increase the strength of the resulting sheet, and improve corrugating processability and shape retention. Fibrous polyvinyl alcohol resin is preferably used because it has a good yield during papermaking, but other resins include, for example,
Acrylic fiber, vinyl acetate fiber, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, urea resin, melamine resin,
Carboxymethylcellulose, starch, etc. can be used in any form such as an aqueous solution, emulsion, powder, or fiber. In the present invention, each of the above-mentioned components is dissolved or dispersed in water to obtain a papermaking raw material, and the blending ratio of each of the above-mentioned components is usually 80 to 96% by weight of synthetic inorganic fibers,
Organic fiber: 2-10% by weight, organic binder: 2-10% by weight
10% by weight, and these make up a total of 0.1 to 0.3% by weight.
slurry by a conventional method to have a certain concentration,
Next, a sheet having a thickness of 0.15 to 0.50 mm and a density of 0.1 to 0.5 g/cm 3 (all values for dry material) is produced using a conventional paper machine such as a Fourdrinier type or a circular wire type. In order to corrugate the synthetic inorganic fiber sheet obtained in this manner, the liner and the core are bonded together with an adhesive using, for example, a single-stage corrugating machine. Of course, a double-sided corrugated structure can be used as required. In this case, the temperature of the corrugating machine is preferably about 120 to 190°C in order to improve the shape retention of the core and dry the adhesive. When this temperature is too low, it is difficult to form the synthetic inorganic fiber into a corrugated core due to its rigidity;
If it is too high, the organic fibers and organic binder will deteriorate, resulting in poor shape retention. The adhesive used in this corrugating process is as described below.
Since the obtained corrugated laminate is fired at a high temperature after this processing, organic adhesives are not suitable for use, and it is necessary to use inorganic adhesives. Furthermore, it is not preferable to use adhesives that contain components that may poison the catalyst, such as alkali metal ions. Therefore, specific examples of adhesives that can be preferably used in the present invention include the following. (a) Purified bentonite or water with titanium oxide, silica powder, alumina sol, etc. added to it; (b) Water with silica powder or alumina powder added; (c) Colloidal silica added to alumina powder and kaolin. and (d) water with zirconia powder and colloidal silica added. Such adhesives include, for example, FF adhesive (Nichias Co., Ltd.), Sumiceram (Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Bond.
It can be obtained as a commercial product such as X (Nissan Chemical Industries, Ltd.). Next, in order to obtain a laminated corrugate-like structure by laminating and bonding the corrugates processed in this way, the adhesive is applied to the tips of the ridges of the core and pressed together. The amount of adhesive applied is 3 to 10
g/m 2 (solid content equivalent) is desirable; if it is too small, the adhesive strength will be low, and if it is too large, it will block the voids in the sheet, which is not preferable. After such lamination processing, a curing treatment is further performed in order to provide strength performance as a carrier. That is, the corrugated laminated structure obtained above is impregnated with colloidal silica or ethyl silicate, and then converted into a silicic acid gel. When impregnated with colloidal silica, curing is completed by drying at 150-170°C. When impregnated with ethyl silicate, silicic acid gel is produced by hydrolyzing it. For this purpose, for example, the sheet may be exposed to high-temperature steam, or a method such as adding hydrochloric acid or the like as a catalyst to ethyl silicate in advance and leaving it for several hours after impregnation is adopted. Note that the method of impregnating the sheet with ethyl silicate can process the entire sheet more uniformly than the method of impregnating it with colloidal silica. In either method, the amount of impregnation is preferably about 60 to 120 parts by weight of silica per 100 parts by weight of the laminated corrugate structure. If the amount of impregnation is excessive, the strength of the laminate will increase, but the porosity will decrease and the surface area will decrease, which is not preferable. After the silicic acid gel is generated and subjected to a curing treatment as described above, when the laminate is fired, the organic fibers and organic binder disappear, and the synthetic inorganic fibers are removed from the sheet bonded with the silicic acid gel. A laminated corrugated carrier is obtained. By manufacturing using this method, the porosity of the resulting carrier can be reduced.
It can be 75% or more. Here, the porosity is [1-(apparent density/true density)]×100(%)
It has the same meaning as porosity, which generally indicates the degree of porosity of paper. The catalyst carrier according to the present invention is a laminated corrugated carrier obtained as described above, in which the pitch of the core is a, the pitch between the liners is b, the thickness of the liner is c, and the thickness of the core is as described above. d
When 1/30≦c/a≦3/20, 1/20≦d/b≦1/5 and 3/10≦b/a≦10/10, the strength can be dramatically improved. I was successful in doing so. Note that the pitch a between the cores and the pitch b between the liners are naturally limited due to the workability of the corrugating machine, and normally a is 1 mm.
or more and 15 mm or less, and b is 0.5 mm or more and 10 mm or less. Therefore, the specific ranges of c and d are also determined from the above relationship. In the present invention, it is not necessarily clear why the strength of the laminate is improved by defining the relationships among a, b, c, and d as described above, but
c/a specifies the relationship between the moment that the liner receives from the peak of the upper or lower center core and the force that supports this moment by the tensile strength of the liner,
d/b and b/a are considered to specify the relationship between the compressive force that the molded body receives and the force that the core supports,
By specifying these three ratios, the porosity can be
Even though it is 75% or more, it is possible to obtain a laminated corrugate-like carrier with excellent strength. If each of the above ratios is too small, the strength of the laminated corrugated carrier will not be sufficient, and even when b/a is increased, the strength of the carrier will not be sufficient. On the other hand, if c/a and d/b are increased, the strength of the laminated corrugated carrier increases, but at the same time the weight increases, and the strength does not increase in proportion to the increase in the above ratio. So,
It is not preferable to increase it beyond the above range. Furthermore, if c/a and d/b are too large, during corrugation processing of synthetic inorganic fiber sheets, the core may be tensilely broken by the molding section of the corrugating machine, or the liner and core may become bonded to each other. is insufficient, and as a result, the strength of the obtained laminate is rather poor, which is not preferable. In the present invention, the above ratios are preferably 1/20≦c/a≦1/10, 1/15≦d/b≦1/6 and 4/10≦b/a≦9/10, particularly preferably are 1/15≦c/a≦8/90, 1/12≦d/b≦1/7 and 5/10≦b/a≦8/10, and when within these ranges, it has particularly excellent strength. A carrier can be obtained. As described above, according to the present invention, by specifying the relationships among a, b, c, and d, even when the reactions of the peaks in the core do not match, the catalyst can be filled into a predetermined basket. In this case, it is possible to obtain a catalyst carrier with significantly improved strength that does not cause compression failure. A laminated corrugate catalyst according to the present invention can be obtained by supporting a required catalyst material and, if necessary, a carrier material on such a catalyst carrier. Since the catalyst carrier according to the present invention has a porosity of 75% or more,
The viscosity of the solution or slurry containing the catalyst material (and support material) at room temperature is 1000 centipoise or less, preferably 300 centipoise or less, particularly preferably
By setting the pressure to 100 centipoise or less, the catalyst material (and carrier material) can penetrate into the inside of the wall of the carrier. Therefore, according to the catalyst carrier of the present invention, the decrease in activity due to abrasion of the catalyst due to dust contained in the reaction gas is small, and when the catalyst reaction rate is diffusion-limited, the depth from the catalyst surface of the catalytic reaction zone is determined by the reaction, but in order for the catalyst to participate most effectively in the reaction, the amount of catalyst needs to be present in accordance with the reactant in the reaction zone. Therefore, according to the catalyst of the present invention, the porosity but
It has the advantage of being as high as 75% or more, making it possible to support the catalyst deep inside the carrier, and requiring only a small amount of catalyst to carry out the reaction at the required rate. The catalyst carrier of the present invention and the catalyst obtained therefrom are suitable for gas phase reactions, and the reaction targets are not particularly limited, but for example, nitrogen oxides contained in boiler exhaust gas, etc., and ammonia are used as reducing agents. It can be suitably used for reduction and removal as When the laminated corrugated catalyst of the present invention is used for such a reaction, examples of the carrier material include alumina, titanium oxide, silica, etc.
Catalyst materials include vanadium, tungsten,
Oxides of molybdenum, copper, iron, manganese, cobalt, chromium, etc., platinum, palladium, ruthenium, etc. are used. Note that, if necessary, only the carrier material may be supported first, and then the catalyst material may be supported, or these may be supported simultaneously. Furthermore, if necessary, these can be repeatedly supported on the carrier. In order to support these catalyst materials (and support materials) on a carrier, as described above, the carrier is impregnated with a solution or slurry containing them, dried, and then heated at a temperature of, for example, 300 to 800°C in an oxidizing atmosphere. It should be fired at a certain temperature. The present invention will be explained below by giving examples and comparative examples of the present invention. Example 1 Alumina-silica fiber (Fine Flex manufactured by Nichias Co., Ltd., diameter 1.5-3.0 μm, length 5-30 mm)
85 parts by weight, rayon fiber (1.5 denier, 5 mm)
After dispersing 5 parts by weight of beaten wood pulp, 2 parts by weight of beaten wood pulp, and 8 parts by weight of acrylic resin in 340 times the weight of water, paper was made by a conventional method using a circular mesh paper making machine, and the average thickness was 0.2 mm and 0.25 mm, respectively. mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5
Sheets of mm, 0.65 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 1.0 mm and 1.2 mm were obtained. The sheets thus obtained were each fed in one stage to a corrugating machine, and the center pitch and liner pitch were 7.5 mm and 3.6 mm, 8.5 mm and 5.0 mm, 10.9 mm and 6.6 mm at 160 to 170°C, respectively. A single-sided cardboard was obtained. Next, cut these single-sided cardboard to 150 mm length and width, and use a roller to
FF adhesive was applied and stacked in multiple layers to a height of approximately 150mm. Next, colloidal silica (30% silica solids)
After drying at 150°C, the organic components in the laminated corrugate are removed by baking in an oxidizing atmosphere at 800°C to produce laminated corrugates with various c/a, d/b and b/a ratios. A carrier was obtained. However, in Reference Example 2, the carrier after firing was treated with colloidal silica (silica solid content: 20%) and was further subjected to wash coating three times. 3 parts by weight of vanadium pentoxide, average particle size 1 μm,
A slurry with a viscosity of 12 centipoise at room temperature consisting of 30 parts by weight of titanium oxide with a specific surface area of 75 m 2 /g, 18 parts by weight of silica sol (silica solid content 20%) and 58 parts by weight of water was prepared, and each of the carriers obtained above was mixed. 2 to this slurry
Wash coat twice and dry at 120℃ and then 400℃
The mixture was calcined for 3 hours to prepare a catalyst. Table 1 shows the dimensions, weights, and compressive rupture strengths of each of the carriers and catalysts obtained as described above. It is clear that the carrier and catalyst of the present invention have dramatically improved compressive fracture strength. still,
Comparative Example 4 shows that when the ratio is outside the range specified by the present invention, it is necessary to support a very large amount of catalyst in order to have almost the same strength as the present invention. Example 2 This example shows that the catalyst according to the present invention exhibits little decrease in catalytic activity and is highly active. Commercially available cordierite honey weighing 2490g
【表】【table】
【表】
カム(貫通孔相当直径3.6mm、空隙率36%)を実
施例1と同じ担体物質及び触媒物質を含有するス
ラリーに浸漬し、過剰のスラリーを除いた後、乾
燥し、この操作を3回繰返して触媒を調製した。
この触媒の重量は3435gであつた。
次に、実施例1の本発明品触媒4(担体の空隙
率78%)及び上で得られた比較例としての触媒を
それぞれA重油を燃焼させる実ガス試験機に充填
し、触媒性能を調べた。ガス組成は窒素酸化物
180ppm、酸素120ppmであり、ダスト含有量80
mg/Nm3であり、ガス中の窒素酸化物と等モルの
アンモニアをガスに添加し、温度350℃、空間速
度10000/hr(NTP)にて、各触媒の窒素酸化物
除去率の経時変化を調べた。結果を第2表に示
す。[Table] A cam (through hole equivalent diameter 3.6 mm, porosity 36%) was immersed in a slurry containing the same carrier material and catalyst material as in Example 1, and after removing excess slurry, it was dried and this operation was carried out. The catalyst was prepared in three replicates.
The weight of this catalyst was 3435g. Next, the present invention catalyst 4 of Example 1 (porosity of carrier 78%) and the catalyst obtained as a comparative example obtained above were each charged into an actual gas tester that burns heavy oil A, and the catalyst performance was investigated. Ta. Gas composition is nitrogen oxide
180ppm, oxygen 120ppm, dust content 80
mg/Nm 3 and equimolar ammonia to the nitrogen oxides in the gas was added to the gas, and the nitrogen oxide removal rate of each catalyst was changed over time at a temperature of 350°C and a space velocity of 10,000/hr (NTP). I looked into it. The results are shown in Table 2.
【表】
本発明による触媒は比較例触媒とほぼ同量の触
媒物質及び担体物質を担持しているが、本発明に
よる触媒の方が長時間にわたつて高い触媒性能を
維持することが明らかである。[Table] Although the catalyst according to the present invention supports almost the same amount of catalyst material and carrier material as the comparative example catalyst, it is clear that the catalyst according to the present invention maintains higher catalytic performance over a longer period of time. be.
図面は積層コルゲート状触媒担体の要部を示す
正面図である。
1……ライナー、2……中芯、3……山部。
The drawing is a front view showing the main parts of a laminated corrugated catalyst carrier. 1...Liner, 2...Center core, 3...Mountain part.
Claims (1)
芯とが交互に積層接着されてなる触媒用積層コル
ゲート状担体において、中芯のピツチをa、ライ
ナー間のピツチをb、ライナーの厚みをc、及び
中芯の厚みをdとするとき、 1/30≦c/a≦3/20 1/20≦d/b≦1/5 及び 3/10≦b/a≦10/10 であることを特徴とする触媒用積層コルゲート状
担体。[Scope of Claims] 1. A laminated corrugate-like carrier for a catalyst in which liners made of synthetic inorganic fiber sheets and cores are alternately laminated and bonded, wherein the pitch of the core is a, the pitch between the liners is b, and the liner is When the thickness of the core is c and the thickness of the core is d, 1/30≦c/a≦3/20 1/20≦d/b≦1/5 and 3/10≦b/a≦10/10 A laminated corrugated carrier for a catalyst, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58067189A JPS59193139A (en) | 1983-04-16 | 1983-04-16 | Laminated and corrugated carrier for catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58067189A JPS59193139A (en) | 1983-04-16 | 1983-04-16 | Laminated and corrugated carrier for catalyst |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59193139A JPS59193139A (en) | 1984-11-01 |
| JPH0336574B2 true JPH0336574B2 (en) | 1991-05-31 |
Family
ID=13337699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58067189A Granted JPS59193139A (en) | 1983-04-16 | 1983-04-16 | Laminated and corrugated carrier for catalyst |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59193139A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000067084A (en) * | 1999-04-23 | 2000-11-15 | 정명화 | Reactor of monolith type and module thereof |
-
1983
- 1983-04-16 JP JP58067189A patent/JPS59193139A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59193139A (en) | 1984-11-01 |
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