Catalizador sobre soporte metálico con perforaciones para la purificación de gases de escape.

Un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape,

que comprende una carcasa exterior metálica que tiene insertada en ella una estructura metálica de celdillas en forma de panal que consiste en una lámina metálica plana y una lámina metálica corrugada, en el que se proporcionan perforaciones con una proporción de agujeros de 30 a 60% en una o ambas de dicha lámina plana y dicha lámina corrugada, y en el que se proporcionan perforaciones en las regiones aguas arriba y aguas abajo en la dirección de flujo del gas de escape, pero no se proporcionan en la región media en la dirección de flujo del gas de escape; en el que cuando el soporte tiene una longitud en la dirección axial de alrededor de 100 mm, la región media ocupa de 5 a 15% alrededor del centro de la longitud en la dirección axial; y en el que cuando el soporte tiene una longitud en la dirección axial por encima de 100 mm, la región media ocupa de 5 a 20 mm alrededor del centro de la longitud en la dirección axial

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2009/051818.

Solicitante: CATALER CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 7800, Chihama Kakegawa-shi Shizuoka 437-1492 JAPON.

Inventor/es: SHIRAHATA,JUNYA, MURAWAKI,KEISUKE, KATOU,YASUO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D53/86 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Procedimientos catalíticos.
  • B01J23/46 B01 […] › B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 23/00 Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos metálicos no previstos en el grupo B01J 21/00 (B01J 21/16 tiene prioridad). › Rutenio, rodio, osmio o iridio.
  • B01J32/00 B01J […] › Soportes de catalizadores, en general.
  • B01J35/04 B01J […] › B01J 35/00 Catalizadores en general, caracterizados por su forma o propiedades físicas. › Estructuras incompletas, p. ej. tamices, parrillas, nidos de abejas.
  • F01N3/24 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › caracterizados por los aspectos constructivos de los aparatos de conversión (filtración combinada con reactores catalíticos F01N 3/035).
  • F01N3/28 F01N 3/00 […] › Estructura de reactores catalíticos.

PDF original: ES-2534548_T3.pdf

 

Catalizador sobre soporte metálico con perforaciones para la purificación de gases de escape.
Catalizador sobre soporte metálico con perforaciones para la purificación de gases de escape.
Catalizador sobre soporte metálico con perforaciones para la purificación de gases de escape.

Fragmento de la descripción:

Catalizador sobre soporte metálico con perforaciones para la purificación de gases de escape Campo técnico

La presente invención se refiere a un catalizador sobre soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape emitido por motores de combustión interna y un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape, que se puede usar apropiadamente para el catalizador.

Antecedentes de la técnica

Las normas sobre gases de escape se intensifican año tras año en los respectivos países y con la reciente y creciente preocupación por la conservación del medio ambiente, se espera que tales normas se vuelvan más estrictas en el futuro. Convencionalmente, para proporcionar un catalizador de alto rendimiento que tenga un excelente poder de limpieza del gas de escape, se realiza generalmente no solo la mejora del rendimiento del catalizador cambiando la combinación o similares de los componentes catalíticos activos, esto es, metales nobles, sino también la alta carga de un metal noble sobre un soporte del catalizador.

Sin embargo, la formulación de alto rendimiento de un catalizador causa un incremento de la cantidad de un metal noble usado o un crecimiento del tamaño del catalizador, que conduce a un incremento del peso del catalizador y adicionalmente provoca un problema de elevación de costes.

Además, el precio de un metal noble tiende a elevarse cada año. Por consiguiente, el desarrollo de un soporte o catalizador capaz de mejorar el poder de limpieza de gas de escape sin incrementar la cantidad de metal noble cargado se está efectuando agresivamente en los últimos años. Por ejemplo, Kokai (publicación de patente japonesa sin examinar) No. 5-195763 describe un tándem soporte catalizador metálico en el que dos cuerpos con estructura de celdillas en forma de panal se disponen en tándem con espaciado en una carcasa exterior y el sitio de acoplamiento del soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal en el lado aguas abajo de la carcasa exterior viene a pararal extremo de entrada del soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal en el lado aguas abajo, mejorando por ello el poder de limpieza del gas de escape sin Incrementar la cantidad de metal noble cargado.

El documento EP 75962 A1 describe un conversor catalítico de cuerpo con estructura de celdillas en forma de panal que llega a la temperatura de activación rápidamente, comprendiendo el cuerpo con estructura de celdillas en forma de panal un lámina metálica plana, una lámina metálica corrugada superpuesta sobre la lámina plana para proporcionar pasajes de gas axiales a lo largo de los que puede fluir el gas de escape. El documento WO 24/22937 describe un cuerpo metálico con estructura de celdillas en forma de panal a través del que puede fluir gas de escape a través de una pluralidad de aberturas en las capas de lámina metálica.

Descripción de la invención

Con respecto al catalizador metálico (estructura de celdillas en forma de panal) convencional, como se describe en Kokai No. 5-195763, se describen varios catalizadores centrados en una turbulencia generada en un soporte. Sin embargo, los catalizadores de metal (estructura de celdillas en forma de panal) convencionales fallan en hacer uso totalmente de la turbulencia generada en un soporte y en la mejora de la capacidad de limpieza del gas de escape, se considera que aún hay espacio para la mejora. Además, en el catalizador metálico (estructura de celdillas en forma de panal) descrito en la publicación de patente mencionada anteriormente, se deben disponer dos cuerpos con estructura de celdillas en forma de panal en una carcasa exterior y esto es incómodo desde el punto de vista de la producción.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un catalizador metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape, que es más excelente en el poder de limpieza del gas de escape que nunca, y un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal apropiadamente utilizable para el catalizador metálico con estructura de celdillas en forma de panal.

Después de una cuidadosa consideración, los presentes inventores han encontrado que cuando se usa un cuerpo con estructura de celdillas en forma de panal compuesto de una lámina metálica que tiene perforaciones abiertas con una proporción de agujeros específica, se puede asegurar un excelente poder de limpieza con el mismo volumen de estructura de celdillas en forma de panal y la misma cantidad de metal noble que los catalizadores convencionales manteniendo la durabilidad como catalizador. Este hallazgo condujo a la presente Invención.

Además, los presentes Inventores han realizado estudios del flujo que pasa a través del cuerpo con estructura de celdillas en forma de panal, como resultado, se ha hecho evidente que el flujo de gas de escape es probable que se vuelva turbulento en la vecindad de los lados aguas arriba y aguas abajo del cuerpo con estructura de celdillas en forma de panal en lugar de en la región media. En vista de este resultado, se obtuvo un catalizador de limpieza de gas de escape más mejorado en la resistencia y poder de limpieza del gas de escape que el catalizador anterior

concentrando la parte de perforaciones en las regiones aguas arriba y aguas abajo sin proporcionar perforaciones en la región media.

Esto es, la presente invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Efectos de la invención

Según la presente invención, se puede proporcionar un catalizador metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape, que es más excelente en el poder de limpieza de gas de escape que nunca, y un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal apropiadamente utilizable para el catalizador metálico con estructura de celdillas en forma de panal.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 ilustra un ejemplo de una lámina plana en la que se proporcionan perforaciones con un dibujo de agujeros redondos escalonados 6°.

La Fig. 2 ilustra la vista de un corte transversal de un soporte metálico perforado.

La Fig. 3 ilustra los resultados de una comparación del porcentaje de conversión de HC (%) entre catalizadores de los Ejemplos 1 a 7 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4.

La Fig. 4 ilustra los resultados de una comparación del porcentaje de conversión de CO (%) entre catalizadores de los Ejemplos 1 a 7 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4.

La Fig. 5 ¡lustra los resultados de una comparación del porcentaje de conversión de NOx (%) entre catalizadores de los Ejemplos 1 a 7 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4.

La Fig. 6 ¡lustra los resultados de un ensayo de resistencia de evaluar los catalizadores de los Ejemplos 3, 6 y 7 y los catalizadores de los Ejemplos Comparativos 1 y 4 usando un medidor de Amsler.

Mejor modo para llevar a cabo la invención

Soporte metálico perforado:

Se proporciona un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape que comprende una carcasa exterior metálica que tiene insertada en ella una estructura metálica de celdillas en forma de panal que consiste en una lámina plana metálica y una lámina corrugada metálica, en el que se proporcionan perforaciones con una proporción de abertura de 3 a 6% en una o en ambas de la lámina metálica y la lámina corrugada. En el contexto de la presente invención, en pro de diferenciarlo del soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal normal sin perforaciones, el soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal que tiene perforaciones se denomina a veces "soporte metálico perforado".

Comparado con tal soporte metálico perforado, un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal convencional en el que no se forman perforaciones en una lámina corrugada o una lámina plana de una estructura metálica de celdillas en forma de panal tiene el siguiente problema. Esto es, en el soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal convencional, se puede generar un fuerte flujo turbulento en la vecindad de la región de entrada de gas de escape y/o en la región de salida, pero tal flujo turbulento se debilita gradualmente en el curso de colisión con las porciones de lámina corrugada y/o lámina plana en la estructura metálica de celdillas en forma de panal, dando como resultado el paso de un gas de escape sin producir totalmente el poder de limpieza del catalizador metálico soportado en toda la estructura de panal.

Sin estar vinculados a ninguna teoría en particular, en el soporte metálico perforado se proporcionan... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape, que comprende una carcasa exterior metálica que tiene insertada en ella una estructura metálica de celdillas en forma de

panal que consiste en una lámina metálica plana y una lámina metálica corrugada, en el que se proporcionan perforaciones con una proporción de agujeros de 3 a 6% en una o ambas de dicha lámina plana y dicha lámina corrugada, y en el que se proporcionan perforaciones en las regiones aguas arriba y aguas abajo en la dirección de flujo del gas de escape, pero no se proporcionan en la reglón media en la dirección de flujo del gas de escape; en el que cuando el soporte tiene una longitud en la dirección axial de alrededor de 1 mm, la reglón media ocupa de 5 a 1 15% alrededor del centro de la longitud en la dirección axial; y en el que cuando el soporte tiene una longitud en la

dirección axial por encima de 1 mm, la región media ocupa de 5 a 2 mm alrededor del centro de la longitud en la dirección axial.

2. Un catalizador metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape, que usa el soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape según la

reivindicación 1.

3. El soporte metálico con estructura de celdillas en forma de panal para limpiar un gas de escape según la reivindicación 1, en el que las perforaciones son redondas y están escalonadas en una disposición para formar un ángulo de 6° entre las líneas que conectan los centros de las perforaciones.


 

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