用于催化处理废气的催化剂介质、催化剂以及制造该催化剂介质的方法技术

用于催化处理废气的催化剂介质具有至少一个带有由交替相继的第一和第二板件（３，４）组成的板垛的催化剂主体（１）。每个第一板件（３）具有一个主要部分（１３ａ），该主要部分带有一定数量的增高，例如波纹（３ｂ）。第二板件（４）具有一个贴靠至少一个相邻第一板件（３）的波峰的主要部分（４ａ）。在限制废气的总通道（４７）的主要部分（３ａ，４ａ）上载带有氧化铝层和催化活性材料的涂层。第一个板件（３，４）在至少一个固定部分（３ｅ，４ｅ，３ｆ，４ｆ）固定地与一个固定介体的构件（５）相连接和／或通过该部分以另一板件（３，４）的一个固定部分（３ｅ，３ｆ，４ｅ，４ｆ）的间距固定。还能使板件（３，４）稳定而持久地相互连接，而不会通过过度压力和／或运动使其受到损害。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于催化处理废气的催化剂介质。安装在催化剂壳体中的这样预定的催化剂介质还常常被称为催化剂的基质。催化剂介质具有废气通道并以特殊的方式设计，以使由汽油内燃机或可能是其它内燃机产生的废气在流过通道时通过催化处理来净化和/或去毒，即通过化学反应来转化并清除其中的有害物质。内燃机可以是例如汽车或其它机动车辆的内燃机或用于稳定运行－例如驱动备用电源发电机的-内燃机。已知催化剂介质或基质具有部分相互毗连并限制总通道的板件的板垛。它们设有氧化铝的涂层。其上载带有由至少一种贵金组成的催化活性材料。用固定介体将板件固住。例如由EP-A-514326已知具有圆盘形的板件的另一种催化剂介质。相继彼此重叠的板件有相互交叉的波纹，在平坦的尾件之间也设置有波纹，并通过它们和通过穿过它们的螺栓固住板件，其中尾件由壳壁形成。当在汽车中装入催化剂时，在使用汽车时在催化剂介质上产生振动、加速和激烈突然的阵流影响。因此，在运行时催化剂介质被废气加热并此后又被冷却，由此产生局部温差和不同部分的尺寸随局部温度而变化。在已知所述类型的催化剂介质情况下，振动、加速、阵流和热引起的尺寸变化导致的结量是板件沿螺栓移动和在板间和尾件相互产生的压力随时间及位置而改变。因此可能出现部分消失很大和部分突然改变的压力，结果使氧化铝和催化活性物质碎裂。为使每面积单位获得大量的通道和较轻的重量，用尽可能薄的板件制造催化剂介质以争取达到热容量和材料成本。然而，在使用催化剂时，在板件的螺栓穿过的孔的边缘产生对螺栓横向的损害边缘的力，尤其在较薄的板件情况下该力可能会损害所述边缘。为此可能发生对螺栓横向的板件运动，该运动可能会擦掉催化活性材料。由FR-A-2617903已知的一种催化剂具有一壳件，它含有带有环形板件板垛的催化剂介质，板件具有带催化活性材料的涂层。板件一般是锥形的，然而其中每对相邻板件的至少一个板件被设计成具有波纹或隆起形状。在外壳中设置板件，该外壳在板垛的一端有环形接合法兰，另一端有一块板，还有几个与该板和环形接合法兰相连并且围绕板垛分布的杆。根据引证的后一篇文献，板件也可以通过点焊相互间或与环形接合法或板来连接。由于板件只有在线形波纹的波峰处或点形隆起的顶点处至少部分地接触并具有涂层，因此，所有板件相互成对地焊接是很难很昂贵的。因此，尽管是这样点式连接和在轴向上实际上必然处于点焊连接，但板件还可能产生相当严重的变形和相互运动。由于在催化剂使用时板件经受振动、另外的加速、温度变化和温度梯度，因此在这种催化剂情况下将产生很大危险，板件和首要的是其涂层将受到损坏。此外，由WO-A93/21431已知具有圆柱形卷筒和轴向平行通道的催化剂介质。由两对相互毗邻的带条形成该卷筒，其中具有轴向波纹的带条和无波纹的原本平坦的带条交替连接。带条开始由铝膜构成，然后通过阳极的氧化转化成氧化铝以及用催化活性材料涂覆。催化剂介质具有两个条形电加热的加热元件，它们各位于两相邻带条之间。两个加热元件位于通道一端的一个卷筒或卷筒侧面附近。加热元件优选设计成具有氧化铝和催化剂活性材料涂层。加热元件用于在内燃机开始向催化剂介质供废气时加热流入催化剂介质通道中的废气和催化剂介质。因为加热元件对波纹和通道成直角伸展，在很小的、或多或少的波纹顶点的线形部分处加热元件与内部相邻的具有波纹的带条以最高程度接触，并且与带条几乎是固定的相连接。由于制成催化剂介质的带条主要由氧化铝构成并且由于加热元件优选具有氧化铝的涂层，因此在实践中特别不可能的是，卷筒的带条和条形加热元件通过焊接或硬钎焊相互连接。此外，由于只有在卷筒侧面有加热元件，因此加热元件几乎不与卷筒的带条固定和相互连接。后引证的文献也没有公开用于卷筒固住的其它粘合剂。由此可以看出，当在使用时产生振动、另外的加速、温度梯度和温度变化时，卷筒的带条相互运动并可能相互损害。因此本专利技术的任务是制造催化剂介质，它克服了已知催化剂介质的缺点。尤其是这类板件相互坚固地连接，在使用时不会通过过分的压力和/或运动损坏板件。此外，还可以生产具有每面积单位大量通道和低成本的催化剂介质。根据本专利技术，通过用于催化处理废气的催化剂介质来完成该任务，该介质具有限制总通道的板件的至少一个板垛并具有固住这些板件的固定介体，其中催化剂介质的特征在于，在板件间安置的固定介体包括间隔件，每个间隔件不是置于该板件更确切地说形成板垛的板件的一端，所述板件具有至少一紧靠在间隔件上的平面部分和一被该间隔件避开的紧靠在另一板件或附在另一间隔件上的平面部分，并且板件和间隔件相互固定连接。本专利技术还涉及一种带有所述类型催化剂介质的催化剂，其中催化剂介质安置在壳体中，壳体具有废气的一个进口和一个出口。本专利技术还涉及用于催化处理废气的催化剂介质的制造方法，该介质具有限制总通道的板件的至少一个板垛和具有固住这些板件的固定介体，其中该方法的特征在于，属于固定介体的间隔件如此安置在板件之间，每个间隔件不是置于该板件更确切地说形成板垛的板件的一端，所述板件具有至少一紧靠在间隔件的平面部分和一被该间隔件避开的紧靠在另一板件或另一间隔件上的平面部分，并且，板件和间隔件相互固定连接。从附属的权利要求看出该催化剂介质和该方法的有益布置。根据本专利技术，催化剂介质具有至少一个板件的板垛。例如可存在一板垛，它是封闭和无限的，并围住一空腔及一个轴。然而，代之可通过具有两端的一垛形成该垛更确切地说每个垛。然后，属于板件的该垛或一垛的间隔板可至少形成一列，该列和板件的垛一样是封闭的和环状的或具有两端。有益的是存在两列或还可多列的间隔件，其中不同的列延板件的平面相互存在一定距离。可以成对或单个地在一列间隔件的两间隔件之间设置不位于该板垛或一个板垛端部的板件。这里还将说明下面使用的概念“固定部分”和“主要部分”。由另一板件和/或固定介体固定的板件的一部分是板件的固定部分，该固定部分至少不在板垛一端的板件处靠在一间隔件上。位于板件的板垛一端的板件同样具有至少一处被固定的固定部分，但是，该固定部分可以不紧靠在间隔件上，而仅紧靠在另一板件的固定部分上，该固定部分还可直接或至少经另一板件的固定部分与间隔件相连接。板件的主要部分理解为板件的一部分，该部分至少与一通道邻接，并且它既不紧靠在间隔件上又不紧靠在另一板件的固定部分上。例如通过焊接和/或硬钎焊和/或夹紧连接将固定部分单独或成对地与固定介体的间隔件如同直接或经间隔件固定的以及刚性的相互连接。如果通过硬钎焊使板件和间隔件相互连接，那么为形成硬钎焊连接可使用钎焊，至少最高在使用存在的催化剂介质时废气和催化剂介质的最高温度下该钎焊是保持固态的。所用的钎焊可以例如在不高于至少1000℃的温度保持固态。在本专利技术的催化剂介质情况下，间隔件至少单独或与一相邻板件的固定部分一起以与另一板件的固定部分一定的距离来固定每一板件的固定部分。此外，间隔件的列与归入该列的板件的固定部分一起形成一通过板件的整个板垛延伸的坚固的催化剂介质的分体。因此，固定介体相互稳定地连接板件并保证在使用在催化剂中的催化剂介质时限制总通道的板件的主要部分不发生过分的相互挤压，和没有或最高很小的-即在其确定变形性的限定内-移动。板件的主要部分具有例如金属材料即钢的内区域或核区域，该钢含有除铁外大约20%(重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于催化处理废气的催化剂介质，带有至少一个限定总通道（７，１７，６７，８７，１５７，２１７，３０７，４４７，４７７）的板件（３，４，１３，１４，６３，６４，１３３，１３４，１４３，１５３，１５４，２１３，２１４，３０３，３０４，４４３，４７３，４７４）的板垛和带有其固定的固定介体，其特征在于，安装在板件（３，４，１３，１４，６３，６４，１３３，１３４，１４３，１５３，１５４，２１３，２１４，３０３，３０４，４４３，４７３，４７４）之间的固定介体具有间隔件（５，１５，６５，１３５，１４５，１５５，１５６，２１５，３０５，４４５，４７５），每个不形成该或一个板垛一端的板件（３，４，１３，１４，６３，６４，１３３，１３４，１４３，１５３，１５４，２１３，２１４，３０３，３０４，４４３，４７３，４７４）用至少一个面部分贴靠在一间隔件（５，１５，６５，１３５，１４５，１５５，１５６，２１５，３０５，４４５，４７５）上和用至少一个背离该部分的面部分贴靠在另一板件（３，４，１３，１４，６３，６４，１３３，１３４，１４３，１５３，１５４，２１３，２１４，３０３，３０４，４４３，４７３，４７４）上或贴靠在另一间隔件（５，１５，６５，１３５，１４５，１５５，１５６，２１５，３０５，４４５，４７５）上和板件（３，４，１３，１４，６３，６４，１３３，１３４，１４３，１５３，１５４，２１３，２１４，３０３，３０４，４４３，４７３，４７４）与间隔件（５，１５，６５，１３５，１４５，１５５，１５６，２１５，３０５，４４５，４７５）固定地相互连接。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：PD施廷内克斯，JW阿列克斯纳特，
申请(专利权)人：施坎比亚工业发展公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：LI[列支敦士登]