[发明专利]蜂窝状催化组件及其应用

说明书

在一方面，本发明描述了催化组件。在一些实施方式中，催化组件包括通过粘结材料彼此结合的多个蜂窝状催化剂区段，所述蜂窝状催化剂区段包括外周壁和多个内部分隔壁，所述内部分隔壁限定了纵向通过所述催化剂区段延伸的流动通道，其中，所述外周壁和内部分隔壁各处分散包含50至99.99重量百分数的无机氧化物组分和至少0.1重量百分数的催化活性金属官能团的化学组合物。

相关申请

依据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2012年7月26日提交的美国临时专利申请序列号61/676,165的优先权，通过引用将其整体结合于此。

技术领域

本发明涉及蜂窝状催化剂组件并且，特别地，涉及结合的蜂窝状催化剂组件。

背景技术

氮氧化物的高毒性和它们形成酸雨和对流层臭氧的作用导致推出限制这些化合物物质排放的强制标准。为符合这些标准，通常需要去除存在于来自固定或移动燃烧源的排放气体中的至少部分的这些氧化物。

脱硝或选择性催化还原(SCR)技术通常应用于来自燃烧的气体用于去除氮氧化物。脱硝包括使气体中的氮氧化物，如一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO₂)与含氮还原剂，如氨或尿素反应，从而产生氮气(N₂)和水。

SCR催化反应器通常包括包含液体流动通道(使得烟道气流股和蜂窝状本体的催化活性组分能够接触)的蜂窝状结构催化剂本体(body)。模块化催化反应器的结构通常由一个或多个催化层组成，每个层包含大量模块化的部分(modularized section)。每个模块化部分进一步包括金属支持框架(metal support framework)，其将蜂窝状催化剂本体的组件保持于适当位置，其中，使用催化剂本体之间的非结合的，可压缩的封装材料用于通过催化剂本体的液体流股的适当的流动分布。

蜂窝状SCR催化剂本体通常提供有正方形或矩形横剖面轮廓以有助于组装和封装在正方形或矩形模块化部分中。该横截面几何形状不包括在多种领域中应用蜂窝状SCR催化剂本体。

发明内容

一方面，本发明提供了不同几何形状的催化组件。在一些实施方式中，催化组件可操作以选择性催化还原烟道气或废气(exhaust gas)流股中的氮氧化物。

在一些实施方式中，催化组件包括通过粘结材料彼此结合的多个蜂窝状催化剂区段(segment)，该蜂窝状催化剂区段包括外周壁(outer peripheral wall)和多个内部分隔壁(inner partition wall)，所述内部分隔壁限定了纵向通过催化剂区段延伸的流动通道，其中，外部壁和内部分隔壁各处分散包含50至99.99重量百分数的无机氧化物组分和至少0.1重量百分数的催化活性金属官能团的化学组合物。在一些实施方式中，该催化活性金属官能团可操作以选择性催化还原氮氧化物。此外，在一些实施方式中，粘结材料包括陶瓷粘合剂(ceramic cement)。

另一方面，本发明描述了制造催化组件的方法。在一些实施方式中，制造催化组件的方法包括：提供多个蜂窝状催化剂区段并且用粘结材料将蜂窝状催化剂区段彼此结合，其中，该蜂窝状催化剂区段包括外周壁以及多个内部分隔壁，所述内部分隔壁限定纵向通过催化剂区段延伸的流动通道，其中，该外周壁和内部分隔壁各处分散包含50至99.9重量百分数无机氧化物组分和至少0.1重量百分数催化活性金属官能团的化学组合物。在一些实施方式中，将该蜂窝状催化剂区段的结合结构可机械加工成期望的形状或几何形状。

在一些实施方式中，催化剂区段的催化活性的金属官能团可操作以选择性催化还原氮氧化物。在一些实施方式中，该粘结材料包括陶瓷粘合剂。