JPS6017576B2 - ガス浄化用触媒体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二酸化マンガンなどの金属酸化物触媒と、ケ
ィ砂などの耐熱性骨材およびアルミン酸石灰を主成分と
するガス浄化用触媒体の製造法に関する。

この種の触媒体は、一酸化炭素や炭素水素など有害ガス
を酸化浄化する能力に優れ、しかもアルミン酸石灰を結
合剤としているので、任意の形状に成形できる安価な触
媒体として、各種燃焼機器の排ガス浄化や産業廃ガスの
浄化に用いられている。

そして、これらの用途においては、圧力損失が少なく、
設置の容易な多数の通気孔を有するハニカム状のものが
よく用いられる。セメントであるアルミン酸石灰を結合
剤とした原材料をハニカム状に成形する方法として、従
釆は水を加えた混練物をペースト状にして耐熱性のゴム
型に流し込み、そのまま固化させた後、型より外しセメ
ントの固化に十分な水分を加えて養生し、硬化させる方
法を探っていた。

このような注型法によると、セメントが固化するまで隣
型できないため、量産性に欠け、高価となる欠点があっ
た。本発明者らは、触媒体の原材料に成形助材としてセ
ルロース系増粘剤を加え、適量の水とともに緑糠し、こ
の混練物を、後述のような外周金型、多数の透孔を有す
る上下のハニカム金型および前記透孔に貫通するピンを
有する金型を用いてハニカム状に成形することに成功し
た。

この方法によれば、前記従来の方法に比べて生産性に優
れており、安価な触媒体を提供しうるもので‐ある。こ
のような金型を用いて成形する場合、成形しようとする
混練物中の水分は、セメントの硬化に十分な量とすれば
、泥状となって成形できないので、成形後に十分な水分
を添加して硬化させる方法を採らなければならない。従
って、成形直後においては、成形体が形崩れしない程度
に固化させ、その後十分な水分を添加する必要がある。
本発明は、特に成形直後の成形体を形崩れしない程度に
固化させる工程の改良に関するもので、十分な強度を有
し、しかも通気孔の内壁面が多孔質で、ガス浄化能の優
れた触媒体を得る方法を提供するものである。以下、本
発明を実施例により詳細に説明する。

触媒体の原料としては、二酸化マンガンなどの金属酸化
物触媒４０〜６の重量％、ケィ砂などの耐熱性骨材１０
〜３匹重量％、結合剤としてのアルミン酸石灰２０〜４
の重量％の範囲の組成のものが適当である。この他助触
媒としての酸化鋼、あるいは後の熱処理により酸化鋼に
転化される塩基性炭酸鋼、硬化後に白金族金属触媒など
を添加する場合はその担体として優れている酸化チタン
、補強材としての無機繊維などを加えるのは任意である
が、０．１〜１．０重量％のメチルセルロース、メチル
エチルセルロースなどのセルロース系増粘剤を加えるこ
とが必要である。この増粘剤は、成形時に流動性を得る
ため、およびアルミン酸石灰が固化するまでの間成形体
の形状を保持するのに役立つ。上記の混合物に加える水
分は、混合物１０の重量部に対して２０〜３の重量部が
適当であり、これより多すぎると流動性が大きくなって
成形できず、また少ないと所定の形状を維持しない。水
を加えた混練物は、まず、板状に予備成形し、これを成
形金型に導入してハニカム状に成形する。

第１図は成形金型の全体構成を示すもので、１は固定さ
れた円筒状の外周金型である。

２，３はそれぞれ外周金型１の筒部に上下から鉄合する
上ハニカム金型、下ハニカム金型であり、成形体に対応
して多数の透孔４，５を有する。

６は透孔４，５に接合する多数のピン７を有するピン金
型である。

８は下ハニカム金型３上に供Ｖ給される樹脂薄膜のシー
トである。

なお、金型２，３，６は油圧等により上下に移動するこ
とができ、シート８は成形１サイクル毎に一方向に移動
される。次に上記の金型を簡略化して示した第２〜５図
により成形工程を説明する。第２図は下ハニカム金型３
を、上面にシート８を張った状態で外周金型１の下部に
セットし、前記の予備成形した材料９を投入した状態を
示す。

第３図はピン７が材料９およびシート８を突き通し、下
ハニカム金型３内に入り、上ハニカム金型２、下ハニカ
ム金型３で加圧し成形した状態を示す。第４図はピン７
を引き抜き、上ハニカム金型２、下ハニカム金型３、シ
ート８を成形体９′から離した状態を示す。また第５図
は成形体が、成形金型から完全に離れ、搬送拾臭１０の
上に取り出された状態を示す。上記のようにして多数の
通気孔を有するハニカム状の成形体は、次に固化工程に
移される。

成形体をのせる数板としての搬送拾具１０は、多数の透
孔を有するもので、成形体の個々の通気孔の少なくとも
一部が拾具１０の透孔に合うようなものが好ましい。こ
のように、治具上に載せられた成形体はその状態で、温
度５０〜９０ｑｏ、相対湿度８０％以上に設定された雰
囲気中にすみやかに導入して固化させる。アルミン酸石
灰の固化は、５び○を境として、それ以上の温度では、
発熱を伴うため自己昇溢し、ますます固化が速まる。

このような自己昇温を起こした成形体は、内部より水分
を蒸発させるとともに表面を多孔質構造に変化させ触媒
性能を向上させる。このとき、触媒性能として非常に大
きな役割を果たす通気孔内部の壁面は、治具１０として
平板を使用した場合、成形体内部からの蒸発水で表面を
覆われ、アルミン酸石灰の石灰分が壁面に流出してくる
ため多孔構造とならず、また表面が石灰分で覆われるた
め有効な性能を示さない。一方、この固化を進行させる
ときの温度が５ぴ○以下では、アルミン酸石灰の固化が
徐々に進行するため、表面が繊密な構造となり、所定の
の触媒性能が得られない。第６図はこの固化雰囲気の温
度と完成された触媒体の一酸化炭素浄化率との関係を示
す。

なお、固化雰囲気の相対湿度は９０％以上と一定にし、
触媒体の成形材料の配合割合は次表のとおりであり、触
媒体の形状は、厚さＩＱ腕、直径１１仇奴の円板状で、
直径約４肋の通気孔を約５０％の閥孔率で設けたもので
ある。また、一酸化炭素浄イＧ率‘ま空間速度１０００
皿ｒ‐１、触媒温度２５０℃、一酸化炭素濃度１０咳ｐ
ｍのもとで測定した。次に固化雰囲気が９０ｑｏ以上の
温度、もしくは湿度が８０％を下がると、成形体表面の
水分が急激に蒸発するため、表面付近のアルミン酸石灰
が固化に十分な水分がないため、所定の強度が得られな
い。極端な場合はクラック等の発生を生じる。固化の時
間は温度によって大きく変化するが、５０ｑｏの場合約
６０分、９０００の場合約２雌ごで固化が完了する。固
化が完了したならすみやかに養生工程に移る。

これは、金型成形可能な範囲に水分の添加量をおさえて
いるため、未反応のアルミン酸石灰が触媒体の中に残る
ことを防ぐためで、固化から養生までの時間が長くなる
と、養生中に触媒体表面に石灰分が遊離し、性能を低下
させる。次にこれを乾燥し、必要に応じて熱処理を施す
。以上のように、本発明は、金属酸化物触媒と耐熱性骨
村およびアルミン酸石灰を主成分とし、成形助剤として
セルロース系増粘剤を含む混合物をアルミン酸石灰を完
全硬化させるには不十分な量の水とともに漉練する工程
、この泥練物を金型によりハニカム状に成形する工程、
成形品を金型より離型した後多孔性敷坂上において温度
５０〜９０℃、相対湿度８０％以上の雰囲気下で固化す
る工程、次に水分を添加して養生する工程および乾燥す
る工程によって、十分な強度を有し、ガス浄化館の優れ
た触媒体を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた成形金型の斜視図、第
２〜５図は成形工程を示す図、第６図は固化雰囲気の温
度と触媒体の一酸化炭素浄化率との関係を示す。 第１図 第６図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属酸化物触媒と耐熱性骨材およびアルミン酸石灰
   を主成分とし、成形助剤としてセルロース系増粘剤を含
   む混合物をアルミン酸石灰を完全硬化させるには不十分
   な量の水とともに混練する工程、前記混練物を金型によ
   り多数の通気孔を有するハニカム状に成形する工程、成
   形品を金型から離型した後多孔性敷板上において温度５
   ０〜９０℃、相対湿度８０％以上の雰囲気下で固化する
   工程、次に水分を添加して養生する工程、および乾燥す
   る工程を有することを特徴とするガス浄化用触媒体の製
   造法。