JPH03181336A - 液状又はガス状媒体用触媒素子 - Google Patents

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、互いに間隔を保って並列して配設された媒体
を通さない多数の触媒プレートを有する、流動する液状
又はガス状媒体用の、特にアンモニアガスによる排気ガ
スから窒素酸化物を接触的に除去するための触媒素子に
関する。

〔従来の技術〕

定期刊行物「ヒエミー・テヒニク（Ｃｈｅｍｉｅ−Ｔｅ
ｃｈｎｉｋ）　Ｊ第１５巻（１９８６年）、第２号、第
１７〜２４頁から公知である煙道ガス浄化系では、燃焼
装置から生じた煙道ガスは煙道ガス脱硫装置及びこの後
に接続された触媒を有する脱窒素酸化物（ＤｅＮＯｘ）
装置を介して煙突に導かれる。

ＤｅＮＯｘ装置は有利にはアンモニア（ＮＨｓ　）導入
ノズルを使用するＳＣＲ原理により作動する。

ＤｅＮＯｘ装置内にはハニカム型又はプレート型触媒が
装入されている。プレート型触媒は互いに平行して配置
された成形プレートの束からなる。

これらの束の１つ１つは触媒活性コンパンウド、または
触媒物質を塗布された特殊鋼エキスバンドメタルラス製
の薄い担体プレートからなる。これらの触媒は有利には
、石炭を使用する発電所からの煙道ガス中の窒素酸化物
を還元剤としてのＮ　Ｈｓで接触還元するのに使用され
る。

シーメンス社のパンフレット「プレート型及びハニカム
型触媒変換器によるＮｏ、還元（ＮＯ，Ｒｅｄｕｃｔｉ
ｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｐｌａｔｅ−Ｔｙｐｅ　ａｎｄ　Ｈｏ
ｎｅｙｃｏｍｂ−ＴｙｐｅＣａｔａｌｙｔｉｃ　Ｃｏｎ
ｖｅｒｔｅｒｓ、１　　（請求番号Ａ１９　１００−Ｕ
　　３１１−Ａ１０６−Ｘ−７６００，１９８８年４月
）には工業的に製造された窒素酸化物還元用プレート型
及びハニカム型の触媒が記載されている。この場合セラ
ミック又は金属製触媒素子を型に集め、必要に応じて場
合によっては積み重ねる。プレート型触媒の場合、触媒
プレートは流れ方向に延びる連続する波形を有し、波形
は隣接する各触媒に対して間隔保持材として作用すると
同時に、個々の通流チャネルを形式する働きをする。

ドイツ連邦共和国特許第２８５３０２３号明細書から、
冒頭に記載した形式のプレート状構造を有する触媒素子
は公知である。この素子は、窒素酸化物を含む煙道ガス
流に対し平行して配設されているプレート状に成形され
た多数の触媒を有している。各プレート状触媒は、その
両側面を触媒活性物質を塗布された金属プレートからな
る。この金属プレートは穿孔されていてもよい、すなわ
ち打ち抜き又は窓を有しているか又はエキスバンドメタ
ルラスからなる。

触媒素子の隣接する触媒プレートに互い違いに配置され
た波形を有する装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第
３７０６０８６号明細書から公知である。

最後にドイツ連邦共和国特許出願公告第２６１４６９２
号明細書には、２個の互いにＶ字状に配設された触媒プ
レートからなる触媒体が記載されている。しかし本発明
による触媒プレートとは異なり、それは流動する媒体、
例えば煙道ガスに対して透過性である０本発明において
は不透過性プレートであることが重要である。

〔発明か解決しようとする課題〕

本発明は、プレート状構造を有しまた互いに平行する触
媒プレート及び互いに仕切られた通流チャネルを有する
触媒素子においては流動媒体が主として層流となって触
媒壁に沿って滑流し、内部表面とは不十分に接触するに
すぎないという観察に基づくものである。更に本発明は
、流動媒体が触媒素子の内部である種の乱流を生じるこ
とが保証される場合には、触媒の利用を改善することが
できるという考察に基づく、更に本発明は、冒頭に記載
した形式の触媒成形体の触媒プレートにおいて触媒作用
を改善するためのある種の乱流が通流チャネルの幅を変
えることによって得ることができるという考えに依るも
のである。

本発明は、冒頭に記載した形式の触媒素子を、触媒作用
が強化された乱流によって高められるように構成するこ
とを課題とする。その際有利には同時に簡単な構成の間
隔保持材を備えるべきである。

〔課題を解決するための手段〕

このｔ￥題は本発明によれば、２個の隣接する触媒プレ
ートが互いに傾斜して配設され、それにより両プレート
間に媒体用の通流チャネルが先細又は末広がり状に形式
されることによって解決される。この場合媒体を強制的
に加速又は遅滞させることによって、各触媒プレートと
の境界層は影響を受ける。

特に有利な実施態様は、２枚の触媒プレート間の通流チ
ャネルを先細又は末広がり状に構成するために、これら
の触媒プレート内に相応して底形された波形を設けるこ
とによって達成される。これらの波形は間隔保持材の機
能を有し、媒体の流れ方向に見てそれぞれの通流チャネ
ルの先細化及び／又は拡張化を確実なものとする。

波形又は溝状のくぼみは有利には触媒プレート内に直線
状に上昇又は減少する高さを有する。

本発明の他の有利な実施Ｈ様は請求項２以下に示されて
いる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき以下に詳述する。

第１図は流動する液状又はガス状媒体４用の、特にアン
モニアガスを用いて排気ガス、例えば煙道ガスから窒素
酸化物を接触除去するための触媒素子２を断面図で示す
ものである。同様に構成されているもう１つの触媒素子
６を最初の触媒素子２の下に配設される。この場合本実
施例においては同じ大きさの排出口並びに導入口が重な
り合うように配置される。しかし大きさの異なる排出口
並びに導入口を使用すること及び／又は導入口並びに排
出口を直接重ね合わせせずに、ずらして重ね合わせする
ことも考えられる。

触媒素子２は並列して配設された流動媒体４を透過しな
い触媒プレート８及び１０を多数含んでいる。これらは
互いに、詳細には図示されていない枠内に間隔をおいて
保持されている。ｌｉｊ！Ｉり合う触媒プレート８．１
０を互いに傾斜して配設し、それによりその都度各プレ
ート間に、流れ方向に見て末広がり状又は先細にたる流
動媒体４用の通流チャネル１２又は１４を構成すること
が重要である。この拡張化又は先細化は第１図では誇張
して表されている０通常通流チャネル１２又は１４の解
放角は５°より小さい。

触媒プレート８及び１０は、後に第２図から見てとれる
ように、はぼ長方形に構成されている。

触媒プレートは有利には、その両側面に触媒活性物質を
施された金属プレートからなる。この場合通流チャネル
１２．１４の先細化及び拡張化は、触媒層への、すなわ
ち触媒プレート８．１０の表面への物質搬送に明らかに
有利な影響及ぼす、狭窄化は流動速度の加速をまた拡大
化はその減速を意味する。その結果表面の境界層に乱流
が生し、それにより触媒作用は改善される。特に触媒素
子２の出口にも、すなわち同様に後方に接続された触媒
素子６の入口にも渦流が生しる。従って次の、この場合
触媒プレート８ａ及び１０ａの下方位置への入口部にお
いて改善された混合が生じる。

第１図から明らかなように、触媒プレート８．１０は媒
体４の流動方向に対して、互いに反対方向に傾斜してい
る０個々の触媒プレート８．１０の隔離保持は原理的に
は任意の手段によって確保することができる。本方法に
おいては流動方向に高さが変化する波形を使用するのが
有利である。

このような間隔保持材は簡単に製造可能であり、確実な
保持を保証する。言い換えればそれぞれの通流チャネル
１２．１４を先細化又は拡張化するために相応して底形
された波形がすべての触媒プレート８、ｌＯ内に施され
る。この場合波形とは重の長手溝を意味する。波形の構
造は第２図ないし第４図に基づき以下に明らかにする。

第２図には縁範囲にそれぞれ１個の波形１６を含む触媒
プレート１０が示されている。その際両方の長手溝は１
６ｍ及び１６ｎで示す、この図から明らかなように長手
溝１６ｍの山は、プレートの上縁から長手方向に直線的
に減少し、一方長手溝１６ｎの山はその長平方向で直線
的に増大している。これは特に第３図からも明らかであ
る。言い換えれば波形１６の山は触媒プレート１０内で
その一方の側面ではその長平方向に減少し、もう一方の
側面では長手方向に増大している。

第４図は触媒素子２を上から見た平面図である。

個々の触媒プレート８及び１０を結合又は積み重ねて保
持する装置は図示されていない０重要なのは隣接する触
媒プレート１０　（又は８）の波形１６（又は１日）が
それぞれ互いに接触するように配列することである。よ
り正確に表現すれば、長手溝１６ｍ、１６ｎ又は１８ｍ
、１３Ｈの母線は平坦な範囲で隣接する触媒プレート８
又は１０と接触している。その際安定性の観点から、平
坦な箇所での、例えば触媒プレート１０の平坦な箇所に
おける触媒プレート８の長手溝１８ｍ、１８ｎの接触線
は、第４図に明示されているように、互いに近接するよ
うに処置することができる。その際正確な構造又は型は
、できる限りその製造に際して双方の傾斜位置に関して
唯一のプレート型のみが作られるように選択することが
できる。

更に第４図から、隣接する触媒プレート１０又は８の波
形１６．１８が幅方向に互いに位置をずらして配設され
ているのが見て取れる。このことは上記の安定性に寄与
する。

触媒成形体２が多数の先細化された導入口と多数の拡張
化された導入口を有することは第４図から明らかである
。同様のことは排出口についてもいえる０個々の触媒成
形体２．６の重ね合わせはｍ１図の実施例に基づき、実
質的に同じ大きさの排出口がもう１つの成形体６の同じ
大きさの導入口に接続されるようにして実施される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２個の積み重ねられた触媒素子の
断面図、第２図は高さの減少する長手溝と高さの増大す
る長手溝とからなる２個の波形を有する触媒プレートの
斜視図、第３図は第２図の■−■線に沿った触媒プレー
トの断面図、第４図は個々の通流チャネルの拡張及び減
少された流動導入口を明示する触媒素子の平面図である
。 ２．６・・・触媒素子 ４・・・流動媒体 ８．１０・・・触媒プレート １２．１４・・・通流チャネル １６．１８・・・波形

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）互いに間隔を保って並列して配設された媒体を通さ
   ない多数の触媒プレート（８、１０）を有する、流動す
   る液状又はガス状媒体（４）用の触媒素子（２）におい
   て、少なくとも２個の隣接する触媒プレート（８、１０
   ）が互いに傾斜して配設され、両プレート間に媒体（４
   ）用の通流チャネル（１２、１４）が先細又は末広がり
   状に形成されていることを特徴とする液状又はガス状媒
   体用触媒素子。 ２）触媒プレート（８、１０）が流れに対して横方向に
   見てそれぞれ反対の方向に傾斜していることを特徴とす
   る請求項１記載の触媒素子。 ３）通流チャネル（１２、１４）を先細又は末広がり状
   に構成するため、触媒プレート（８、１０）内に相応し
   て成形された波形を形成することを特徴とする請求項１
   又は２記載の触媒素子。 ４）触媒プレート（８、１０）中の波形（１６）の山が
   その長手方向に直線的に小さくなるか大きくなっている
   ことを特徴とする請求項３記載の触媒素子。 ５）１枚の触媒プレート（８、１０）中の波形（１６）
   の山がその一方の側では長手方向に大きくなり、他方の
   側では長手方向に小さくなっていることを特徴とする請
   求項３又は４記載の触媒素子。 ６）隣接する触媒プレート（１０、８）の波形（１６、
   １８）が互いに接触していることを特徴とする請求項３
   ないし５の１つに記載の触媒素子。 ７）隣接する触媒プレート（１０、８）の波形（１６、
   １８）が互い違いに配置されていることを特徴とする請
   求項３ないし６の１つに記載の触媒素子。 ８）通流チャネル（１２、１４）の解放角が５°より小
   さいことを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の
   触媒素子。 ９）先細の通流チャネル及び末広がり状の通流チャネル
   （１２ａ、１４ａ）を有するもう１つの素子（６）がそ
   の上方又は下方に配設されていることを特徴とする請求
   項１ないし８の１つに記載の触媒素子。 １０）先細の排出口がもう１つの素子（６）の先細の導
   入口に接続されていることを特徴とする請求項９記載の
   触媒素子。