JPS629941Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガス処理用触媒体に係り、特に加熱も
しくは冷却処理を必要とするガスの触媒反応を熱
交換と共に効果的に実施する一体型触媒−熱交換
体に関する。

触媒反応を用いるガス処理は、石油化学工業や
石炭化学工業をはじめ、燃焼排ガスを対象とした
いわゆる公害防止関連の分野等で幅広く実施され
ている。触媒反応において、目的とする反応を進
行させるためには、触媒組成、ガス組成、温度、
圧力、接触時間等の条件を選ぶ必要があるが、こ
のうち大きなエネルギ消費を伴う要因は温度条件
である。特に、上流側のガス温度が触媒反応の適
温領域より低い場合は顕著となる。また、適温領
域より高いときにおいても冷却操作が必要である
が、良好な熱源である場合には熱回収されるもの
の、多くの場合においては外気もしくは冷却水に
熱放散させている。

これに対し、本考案者等は、基板に例えば金属
板の如き良熱伝達性材料を用いて、これに触媒成
分を塗布して得られる板状触媒体を伝熱体の外面
にフイン状に取付けた触媒構造体により、熱交換
器と触媒反応器とを一体化して装置を小型化する
ことに成功した。上記した触媒構造体によると、
触媒部の温度が伝熱体および基板の温度に近くな
るため、処理ガスの加熱もしくは冷却する熱量を
少なくして有効に触媒反応を進行しうるわけで、
これにより触媒反応に適した温度条件を得るため
の熱回収しないガス冷却や100℃前後というわず
かなガス昇温操作を必要とする場合において、熱
交換器と触媒反応器の一体化が可能となる。

しかしながら、本触媒構造体において、板状触
媒体の基板に伝熱作用の良好な単なる金属平板を
使用した場合、触媒の保持性はきわめて悪いもの
となり、また、触媒の保持性を良くするためエキ
スパンドメタルの金網のような基板を用いると、
熱伝達性が著しく低下するというような問題があ
つた。

本考案の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、触媒保持性と熱伝達性とに優れた板状触媒
体を提供するにある。

本考案は、平板部１と穿孔又は突起成形の機械
加工を施した基板加工部２とからなる良熱伝達性
材料の基板４の少なくとも基板加工部２に触媒層
６を付着させた触媒体を前記平板部１を介して伝
熱体３の表面にフイン状に取り付けたことを特徴
とする一体型触媒−熱交換体である。

要するに本考案は、板状触媒体の基板として金
属板を用い、伝熱体との接合部を含む部分を平板
とし、他の部分に溝切加工、穿孔加工、突起物形
成加工等の機械加工を施し、さらに必要に応じて
これらの機械加工後に溶射処理のような表面処理
を施すことにより、伝熱性を維持させながら触媒
保持性を高めるようにしたものである。

本考案者等は、これまでに発明して製品化して
きた、金属基板を有する板状触媒体の熱伝達性に
着目し、本考案を見出すに到つた。以下実施例に
より本考案を説明する。

第１図は、本考案になる板状触媒フインの基板
を方形の例により示したものである。フインの形
状は円形、長円形、扇形等どのようなものであつ
ても良いが、第１図に示したように、基板は平板
部１と加工部２とから成り、平板部の一部が伝熱
体３と接合される。加工部２は、例示したよう
に、溝切り切削加工（第１図ａ）、エキスパンド
メタル加工（第１図ｂ）、ローレツト加工（第１
図ｃ）等を実施することができる。それぞれの加
工部の断面は第２図のようになる。

第３図は、伝熱体と基板との接合状態を溝切り
加工板の例により示したものである。本例では、
伝熱体３に溝切り加工を施して基板４の平板部１
を接合させている。基板４の接合は、伝熱体に溝
切り加工を施さずに直接伝熱体に溶接等により接
合させてもよい。

第４図は触媒を塗布した断面を示すもので、伝
熱体３に基板４を接合させ、これに溶射処理を施
し、その溶射層５に触媒を塗布して触媒層６を形
成させたものである。溶射材は金属、非金属いず
れであつても良いが、伝熱性を保つためには金属
溶射材が適する。

第５図は、棒状伝熱体３に方形板状触媒フイン
７を取付けた触媒構造体の例で、ａは周方向の断
面をｂは長手方向の断面を示す。本考案に採用さ
れる伝熱体は、内部に熱媒体を通しうる管構造で
あつてもよく、形状は方形、多角形、長円形等い
ずれであつてもよい。また、板状触媒フインの形
状は、上述したように円形、長円形等であつても
よく、さらに伝熱管への取付けが長手方向に直角
であつてもよい。

次に、基板および伝熱体の材質であるが、これ
らは通常の金属材料、すなわち、軟鋼、低合金
鋼、ステンレス鋼、耐熱合金、アルミニウムおよ
びその合金、銅およびその合金、チタンおよびそ
の合金等が使用できる。場合によつては、アルミ
ナやシリカ等の一般セラミツクス材料が使用でき
る。

塗布する触媒は、目的とする反応により成分が
異なるものであるが、一般には遷移金属元素の酸
化物や白金族元素が使用され、必要に応じて助剤
や添加物を加えて混練し、混練物を塗布や圧着す
ることにより触媒層を形成することができる。

また、触媒層６として、燃焼触媒を用いれば板
状触媒が配置された領域で適当な燃料を触媒によ
り燃焼させ、その燃焼熱を伝熱体３に伝えること
ができる。

以上に述べた形状や使用材料の他に、寸法も重
要因子といえるが、この要因は装置仕様に強く影
響される。しかしながら、一般には、基板の厚さ
は１ないし３mmが、触媒層は１mm前後が、板状触
媒フインの伝熱体からの高さは50ないし100mmが
それぞれ適する。さらに伝熱体の長さは１ないし
５mmが適する。

次に、本考案による触媒構造体の使用方法であ
るが、多数本組合せて使用するのが好ましい。板
状触媒フインはガス流に平行に設置するのが好ま
しく、ガス中に含まれるダストの堆積を回避する
ような場合においては、第５図に示した長手方向
取付けのものを採用するのが好ましい。

触媒構造体の配列は、反応器構造に合せた規則
あるいは不規則いずれの配列であつてもよい。

本考案により、次の効果が得られる。

(1) 板状触媒体の基板と触媒との接合性を向上で
きる。

(2) 伝熱性を維持し、かつ触媒保持性の優れた板
状触媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は方形例による板状触媒フイン基板の正
面図、第２図は同じく断面図、第３図は伝熱体と
基板との接合状態を示す断面図、第４図は触媒塗
布後の断面図、第５図は伝熱体に板状触媒フイン
を取付けた触媒構造体の断面図である。 １……基板平板部、２……基板加工部、３……
伝熱体、４……基板、５……溶射層、６……触媒
層、７……板状触媒フイン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 平板部１と穿孔又は突起成形の機械加工を施
   した基板加工部２とからなる良熱伝達性材料の
   基板４の少なくとも基板加工部２に触媒層６を
   付着させた触媒体を前記平板部１を介して伝熱
   体３の表面にフイン状に取り付けたことを特徴
   とする一体型触媒−熱交換体。 ２ 基板４が、前記機械加工の後、表面処理さ
   れ、その表面加工面に触媒層６が付着されてな
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の一体型
   触媒−熱交換体。 ３ 前記表面処理が、溶射処理である実用新案登
   録請求の範囲第２項記載の一体型触媒−熱交換
   体。