蜂窝结构体以及废气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供蜂窝结构体以及废气净化装置，所述蜂窝结构体能够可靠地净化所捕获的颗粒、且具有高再生率，本发明专利技术的蜂窝结构体有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，该蜂窝结构体的特征在于，在上述孔壁的至少一部分上担载有氧化物催化剂，上述蜂窝结构体的表观密度为小于等于０．７ｇ／ｃｍ↑［３］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于捕获并除去从柴油发动机等内燃机排出的废气中的颗粒等的蜂窝结构体以及废气净化装置。
技术介绍
从柴油发动机等内燃机排出的废气中含有的黑烟等颗粒会对环境和人体造成危害，这已成为近来的问题。因此，作为捕获废气中的颗粒以净化废气的过滤器，已提出了各种使用了蜂窝结构体的过滤器，该蜂窝结构体由以碳化硅或堇青石等作为材料的多孔质陶瓷构成。并且，需要连续或断续地燃烧除去被捕获到蜂窝结构体中的颗粒，使蜂窝结构体再生(下面，简称为“再生”)，在这样的处理中，例如有如下方式与后喷射(post injection)组合进行的燃料添加材料方式，使用了贵金属催化剂的方式，使用了氧化物催化剂的方式，等等。并且，也可以使用加热器等加热单元来燃烧除去颗粒。例如，在专利文献1中公开了担载有氧化物催化剂的废气过滤器。该文献中记载了通过在废气过滤器上担载氧化物催化剂，能够降低颗粒的燃烧温度，能够高效地使颗粒燃烧。并且，在专利文献1中记载了能够与氧化物催化剂一起担载贵金属催化剂。专利文献1日本特开2001-98925号公报但是，在专利文献1中公开的担载有氧化物催化剂的废气过滤器中，虽能够降低颗粒的燃烧温度，但在降低用于燃烧除去(再生)颗粒的能量方面，还有改善的余地。并且，如专利文献1所述，与氧化物催化剂一起担载贵金属催化剂的情况下，虽能够将废气中的CO和烃(HC)等有害气体成分净化(氧化)，但在颗粒燃烧这一方面，据认为贵金属催化剂并没有充分发挥作用。其理由是，在废气过滤器中担载贵金属催化剂的情况下，通常，担载量为5g/l左右，并且，贵金属催化剂是借助于Al2O3等进行高度分散的，因此，颗粒与贵金属催化剂几乎不接触。
技术实现思路
本申请的专利技术者们从降低用于燃烧除去颗粒的能量的观点出发进行了潜心研究，结果发现，即使担载氧化物催化剂也不能够可靠地进行再生处理的理由是由于过滤器的温度没能充分上升，并为了解决这样的问题而完成了本专利技术。即，本专利技术的蜂窝结构体，其有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，其特征在于，在上述孔壁的至少一部分上担载有氧化物催化剂，上述蜂窝结构体的表观密度为小于等于0.7g/cm3。在上述蜂窝结构体中，优选上述氧化物催化剂至少包含CeO2。并且，上述氧化物催化剂是CeO2、ZrO2、FeO2、Fe2O3、CuO、CuO2、Mn2O3、MnO以及组成式AnB1-nCO3(式中，A是La、Nd、Sm、Eu、Gd或Y，B是碱金属或碱土金属，C是Mn、Co、Fe或Ni)表示的复合氧化物中的至少一种物质。并且，优选上述蜂窝结构体的耐热温度大于等于1200℃。并且，优选上述氧化物催化剂相对于上述蜂窝结构体的表观体积的担载量为10g/l～50g/l。并且，优选上述蜂窝结构体是将多个层叠部件按照使孔重合的方式在上述长度方向上层叠而构成的，或者优选上述蜂窝结构体主要由碳化硅构成，其含有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置的多孔质陶瓷部件。本专利技术的废气净化装置的特征在于，在废气流路上设置有本专利技术的蜂窝结构体，在上述蜂窝结构体的上游侧设置有担载了贵金属催化剂的催化剂载体。在本专利技术的蜂窝结构体中，由于担载了氧化物催化剂，所以催化剂与颗粒的接触变容易，能够降低颗粒的燃烧温度，并且，由于蜂窝结构体的热容量(表观密度)小，所以再生处理时温度容易上升，能够可靠地使颗粒燃烧。其结果是，能够提高蜂窝结构体的再生效率，或能够减少用于燃烧的能量。并且，本专利技术的蜂窝结构体，不像现有的蜂窝过滤器那样，担载高价格且属于贵重资源的Pt等贵金属催化剂，所以能够较大地降低成本。另外，蜂窝结构体的再生率表示由于颗粒堆积而增大的蜂窝结构体的重量通过再生处理后与初期重量的接近程度，通过再生处理，蜂窝结构体的重量越接近初期蜂窝结构体的重量，再生率越高。并且，在本专利技术的废气净化装置中，在蜂窝结构体的上游设置有担载了贵金属催化剂的催化剂载体，因此，能够在颗粒燃烧中利用该催化剂载体对废气进行净化时产生的热，在上述废气净化装置中，能够高效地净化废气，并且能够进行蜂窝结构体的再生。附图说明图1(a)是示意性地示出本专利技术的蜂窝结构体的一例的立体图，图1(b)是其A-A线剖面图。图2(a)是示意性地示出构成本专利技术的蜂窝结构体的层叠部件的立体图，图2(b)是示出层叠图2(a)所示的层叠部件来制造蜂窝结构体的状态的立体图。图3是示意性地示出本专利技术的蜂窝结构体的一例的立体图。图4(a)是示意性地示出构成本专利技术的蜂窝结构体的多孔质陶瓷部件的立体图，图4(b)是其B-B线剖面图。图5(a)是示意性地示出本专利技术的蜂窝结构体的一例的剖面图，图5(b)是其C-C线剖面图。图6是示意性地示出本专利技术的废气净化装置的一例的剖面图。图7是实施例中组装的废气净化装置的说明图。符号说明10、20、40、60蜂窝结构体；45、65陶瓷块；50多孔质陶瓷部件；11、51、61孔；52、62密封材料；13、53、63孔壁；200、270废气净化装置；80、201催化剂载体；23、271金属套管。具体实施例方式本专利技术的蜂窝结构体，其有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，其特征在于，在上述孔壁的至少一部分上担载有氧化物催化剂，上述蜂窝结构体的表观密度为小于等于0.7g/cm3。在本专利技术的蜂窝结构体中，在上述孔壁的至少一部分上担载有氧化物催化剂。作为上述氧化物催化剂，只要能够降低颗粒的燃烧温度，不特别限定，可以举出例如CeO2、ZrO2、FeO2、Fe2O3、CuO、CuO2、Mn2O3、MnO以及组成式AnB1-nCO3(式中，A是La、Nd、Sm、Eu、Gd或Y，B是碱金属或碱土金属，C是Mn、Co、Fe或Ni)表示的复合氧化物等。这些可以单独使用，也可以至少2种并用，但优选至少包含CeO2。通过担载这种氧化物催化剂，能够降低颗粒的燃烧温度。上述氧化物催化剂相对于上述蜂窝结构体的表观体积的担载量优选为10g/l～50g/l。这是因为，上述担载量小于10g/l时，相对于蜂窝催化剂的壁面，没有担载氧化物催化剂的部分增多，所以产生颗粒与氧化物催化剂不接触的部分，有时不能够充分降低颗粒的燃烧温度，另一方面，即使大于50g/l，颗粒与催化剂的接触也不再提高。并且，上述蜂窝结构体的表观密度为小于等于0.7g/cm3。若上述表观密度大于0.7g/cm3，则蜂窝结构体的热容量过大，蜂窝结构体难以达到催化剂活性温度，因此，蜂窝结构体的再生率下降，相对于此，若小于等于0.7g/cm3，则能够充分进行蜂窝结构体的再生处理。并且，上述表观密度的优选的下限为0.05g/cm3。若表观密度约大于等于0.05g/cm3，则强度易于充分，难以被破坏。另外，本说明书中，表观密度是指样品的质量(g)除以样品的表观容积(cm3)的值，表观容积是指包括样品的闭气孔和开气孔的容积(包括闭气孔的气孔容积和全开气孔的气孔容积的容积，该全开气孔包含样品表面的开气孔)。并且，优选上述蜂窝结构体的耐热温度大于等于1200℃。这是因为，若上述耐热温度小于1200℃，则进行再生处理时，尤其是进行一次燃烧大量颗粒(例如，大于等于5g/l)的再生处理时，有时会在蜂窝结构体上产生熔损(erosion)等破损。因此，蜂窝结构体的耐热温度低的情况下(耐热温度小于1200℃的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝结构体，其有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，该蜂窝结构体的特征在于，在上述孔壁的至少一部分上担载有氧化物催化剂，上述蜂窝结构体的表观密度为小于等于０．７ｇ／ｃｍ↑［３］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野一茂，大矢智一，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]