(57)【要約】一側面において、触媒材料の一以上の勾配を含む構造的触媒体がここに与えられる。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、第１表面及び当該第１表面に対向する第２表面を有する内部区画壁を含み、当該内部区画壁は、当該内部区画壁の幅に沿った触媒材料の勾配を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造的触媒体であって、
第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を含む少なくとも一つの内部区画壁を含み、
前記内部区画壁は、前記第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を有する構造的触媒体。
【請求項２】
前記勾配の第１触媒材料は、前記第１表面の幅の周縁において量が減少する、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項３】
前記勾配の第１触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域において量が増加する、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項４】
前記第１触媒材料の勾配の外形は、前記外形の中点に関して実質対称である、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項５】
前記第１表面の幅の前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である、請求項３に記載の構造的触媒体。
【請求項６】
前記第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも２倍である、請求項３に記載の構造的触媒体。
【請求項７】
前記構造的触媒体は、前記第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項８】
前記勾配の第１触媒材料は、前記第２表面の幅の周縁において量が減少する、請求項７に記載の構造的触媒体。
【請求項９】
前記勾配の第１触媒材料は、前記第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する、請求項７に記載の構造的触媒体。
【請求項１０】
前記第２表面に沿った第１触媒材料の勾配は、前記第１表面に沿った第１触媒材料の勾配と実質対称である、請求項７に記載の構造的触媒体。
【請求項１１】
前記第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項１２】
前記勾配の第２触媒材料は、前記第１表面の幅の周縁において量が減少する、請求項１１に記載の構造的触媒体。
【請求項１３】
前記勾配の第２触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加する、請求項１１に記載の構造的触媒体。
【請求項１４】
前記第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍である、請求項１３に記載の構造的触媒体。
【請求項１５】
前記構造的触媒体は、前記第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む、請求項１１に記載の構造的触媒体。
【請求項１６】
前記勾配の第２触媒材料は、前記第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する、請求項１５に記載の構造的触媒体。
【請求項１７】
前記第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、前記第２表面の幅の周縁箇所における第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍である、請求項１６に記載の構造的触媒体。
【請求項１８】
前記第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配をさらに含み、
前記構造的触媒体の第１端に、前記第１端と対向する前記構造的触媒体の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料が存在する、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項１９】
前記第１端は、前記構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応する、請求項１８に記載の構造的触媒体。
【請求項２０】
前記第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含み、
前記構造的触媒体の第１端に、前記構造的触媒体の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料が存在する、請求項１８に記載の構造的触媒体。
【請求項２１】
前記第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配をさらに含み、
前記構造的触媒体の第１端に、前記構造的触媒体の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料が存在する、請求項１８に記載の構造的触媒体。
【請求項２２】
前記第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含み、
前記構造的触媒体の第１端に、前記構造的触媒体の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料が存在する、請求項２１に記載の構造的触媒体。
【請求項２３】
第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を含む複数の追加内部区画壁をさらに含み、
前記追加内部区画壁は、前記第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を有し、
前記第１触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、
前記中心領域における第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である、請求項１に記載の構造的触媒体。
【請求項２４】
前記構造的触媒体の内部区画壁の５０パーセント超過が、前記第１表面の幅に沿った前記第１触媒材料の勾配を含む、請求項２３に記載の構造的触媒体。
【請求項２５】
前記構造的触媒体の内部区画壁の９０パーセント超過が、前記第１表面の幅に沿った前記第１触媒材料の勾配を含む、請求項２３に記載の構造的触媒体。
【請求項２６】
前記第１触媒材料は、窒素酸化物の選択触媒還元のために動作可能である、請求項２４に記載の構造的触媒体。
【請求項２７】
前記第１触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＯ３、及びＲｕからなる群から選択される、請求項２４に記載の構造的触媒体。
【請求項２８】
第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を含む複数の追加内部区画壁をさらに含み、
前記追加内部区画壁は、前記第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配を有し、
前記第２触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、
前記中心領域における第２触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍である、請求項１１に記載の構造的触媒体。
【請求項２９】
前記第２触媒材料は、窒素酸化物の選択触媒還元のために動作可能である、請求項２８に記載の構造的触媒体。
【請求項３０】
前記第２触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＯ３、及びＲｕからなる群から選択される、請求項２８に記載の構造的触媒体。
【請求項３１】
構造的触媒体であって、
少なくとも一つの内部区画壁を含み、
前記内部区画壁は、前記内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む構造的触媒体。
【請求項３２】
前記勾配のバルク第１触媒材料は、前記内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する、請求項３１に記載の構造的触媒体。
【請求項３３】
前記勾配のバルク第１触媒材料は、前記内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する、請求項３１に記載の構造的触媒体。
【請求項３４】
前記バルク第１触媒材料の勾配の外形は、前記外形の中点に関して実質対称である、請求項３１に記載の構造的触媒体。
【請求項３５】
前記内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、前記第１表面の幅の周縁箇所におけるバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である、請求項３３に記載の構造的触媒体。
【請求項３６】
前記内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、前記第１表面の幅の周縁箇所におけるバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも２倍である、請求項３３に記載の構造的触媒体。
【請求項３７】
前記内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含む、請求項３１に記載の構造的触媒体。
【請求項３８】
前記勾配のバルク第２触媒材料は、前記内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する、請求項３７に記載の構造的触媒体。
【請求項３９】
前記勾配のバルク第２触媒材料は、前記内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する、請求項３７に記載の構造的触媒体。
【請求項４０】
複数の追加内部区画壁をさらに含み、
前記追加内部区画壁は、前記内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含み、
前記バルク第１触媒材料は、前記内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加し、
前記中心領域におけるバルク第１触媒材料の濃度は、前記内部区画壁の幅の周縁箇所におけるバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である、請求項３１に記載の構造的触媒体。
【請求項４１】
前記バルク第１触媒材料は、窒素酸化物の選択触媒還元のために動作可能である、請求項４０に記載の構造的触媒体。
【請求項４２】
前記バルク第１触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＯ３、及びＲｕからなる群から選択される、請求項４０に記載の構造的触媒体。
【請求項４３】
前記内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含み、
前記バルク第２触媒材料は、前記内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加し、
前記中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、前記内部区画壁の幅の周縁箇所におけるバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である、請求項４０に記載の構造的触媒体。
【請求項４４】
前記バルク第２触媒材料は、窒素酸化物の選択触媒還元のために動作可能である、請求項４３に記載の構造的触媒体。
【請求項４５】
前記バルク第２触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＯ３、及びＲｕからなる群から選択される、請求項４３に記載の構造的触媒体。
【請求項４６】
前記構造的触媒体の内部区画壁の５０パーセント超過が、前記バルク第１触媒材料の勾配を含む、請求項４０に記載の構造的触媒体。
【請求項４７】
前記構造的触媒体の内部区画壁の９０パーセント超過が、前記バルク第１触媒材料の勾配を含む、請求項４０に記載の構造的触媒体。
【請求項４８】
構造的触媒体であって、
複数の中心ポストを形成するべく交差する複数の内部区画壁を含み、
前記中心ポストの少なくとも一つは、バルク第１触媒材料の濃度が、前記中心ポストを形成する各内部区画壁のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である構造的触媒体。
【請求項４９】
前記構造的触媒体の中心ポストの５０パーセント超過は、バルク第１触媒材料の濃度が、前記中心ポストを形成する各内部区画壁のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である、請求項４８に記載の構造的触媒体。
【請求項５０】
前記中心ポストの少なくとも一つは、バルク第２触媒材料の濃度が、前記中心ポストを形成する各内部区画壁のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である、請求項４８に記載の構造的触媒体。
【請求項５１】
前記中心ポストの５０パーセント超過は、バルク第２触媒材料の濃度が、前記中心ポストを形成する各内部区画壁のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である、請求項５０に記載の構造的触媒体。
【請求項５２】
触媒モジュールであって、
枠と、
前記枠内に配置された複数の構造的触媒体と
を含み、
前記構造的触媒体は複数の内部区画壁を含み、
前記内部区画壁は、前記内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を含み、
前記第１触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、
前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である触媒モジュール。
【請求項５３】
前記構造的触媒体の内部区画壁の５０％超過が、前記第１触媒材料の勾配を含む、請求項５２に記載の触媒モジュール。
【請求項５４】
前記内部区画壁は、前記第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む、請求項５２に記載の触媒モジュール。
【請求項５５】
前記触媒体間の触媒活性は実質的に均一である、請求項５２に記載の触媒モジュール。
【請求項５６】
前記モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である、請求項５２に記載の触媒モジュール。
【請求項５７】
前記モジュールの触媒体間の二酸化硫黄活性は実質的に均一である、請求項５２に記載の触媒モジュール。
【請求項５８】
前記モジュールの触媒体間の二酸化硫黄活性のばらつきは２０％未満である、請求項５２に記載の触媒モジュール。
【請求項５９】
触媒層であって、
複数の構造的触媒体を含み、
前記構造的触媒体は複数の内部区画壁を含み、
前記内部区画壁は、前記内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を含み、
前記第１触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、
前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である触媒層。
【請求項６０】
前記構造的触媒体の内部区画壁の５０％超過が、前記第１触媒材料の勾配を含む、請求項５９に記載の触媒層。
【請求項６１】
前記内部区画壁は、前記第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む、請求項５９に記載の触媒層。
【請求項６２】
前記触媒体間の触媒活性は実質的に均一である、請求項５９に記載の触媒層。
【請求項６３】
前記層の触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である、請求項５８に記載の触媒層。
【請求項６４】
前記層の触媒体間の二酸化硫黄活性は実質的に均一である、請求項５９に記載の触媒層。
【請求項６５】
前記触媒層の触媒体間の二酸化硫黄活性のばらつきは２０％未満である、請求項５９に記載の触媒モジュール。
【請求項６６】
構造的触媒体であって、
第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を含む複数の内部区画壁を含み、
前記内部区画壁の少なくとも５０％は、
前記内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配であって、前記第１触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である第１触媒材料の勾配と、
前記内部区画壁の第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配であって、前記第１触媒材料は、前記第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第２表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である第１触媒材料の勾配と
を含む構造的触媒体。
【請求項６７】
前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも２倍である、請求項６６に記載の構造的触媒体。
【請求項６８】
構造的触媒体であって、
第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を含む複数の内部区画壁を含み、
前記内部区画壁の少なくとも５０％は、
前記内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配であって、前記第１触媒材料は、前記第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である第１触媒材料の勾配と、
前記内部区画壁の第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配であって、前記第１触媒材料は、前記第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加し、前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第２表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍である第１触媒材料の勾配と
を含み、
前記内部区画壁は複数の中心ポストを形成するべく交差し、
前記中心ポストの少なくとも一つは、バルク第１触媒材料の濃度が、前記中心ポストを形成する各内部区画壁のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍である構造的触媒体。
【請求項６９】
前記中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、前記第１表面の幅の周縁箇所における第１触媒材料の量の少なくとも２倍である、請求項６８に記載の構造的触媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は触媒組成に関し、詳しくは、工業的又は商業的用途に使用される触媒構造に関する。
【０００２】
関連出願データ
本願は、２０１０年８月９日出願の米国仮特許出願第６１／３７１，９７１号及び２０１０年８月９日出願の米国仮特許出願第６１／３７１，９４８号の利益をここに主張する。これらはいずれも、その全体がここに参照として組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
酸性雨、対流圏オゾン等の環境災害における役割窒素酸化物の形成は、結果的に、当該化学種の放出を制限する厳しい基準を課している。当該基準に合わせるべく一般に、静止又は移動燃焼源からの排ガスに存在する当該酸化物の少なくとも一部を除去する必要がある。
【０００４】
通常、脱窒又は選択触媒還元（selective catalytic reduction（ＳＣＲ））法が、窒素酸化物除去を目的として、燃焼由来の煙道ガスに適用される。脱窒反応は、酸化窒素（ＮＯ）又は二酸化窒素（ＮＯ２）のようなガス中の窒素酸化物種と、アンモニア又は尿素のような窒素含有還元剤とが反応した結果、二原子窒素（Ｎ２）及び水が生成されることを含む。
【０００５】
窒素酸化物に加え、二酸化硫黄（ＳＯ２）も、環境懸念を引き起こす燃焼煙道ガスに存在することが多い化学種である。化石燃料燃焼煙道ガスに存在する二酸化硫黄は、部分的に三酸化硫黄（ＳＯ３）に酸化される。三酸化硫黄は、水と反応して硫酸を形成する。燃焼煙道ガス中の二酸化硫黄が酸化して硫酸が形成されることは、下流機器における腐食問題を増大させることと、酸含有煙道ガスをその露点超過に維持するのに必要な温度上昇に起因する空気予熱器に関連する電力コストを増大させることと、大気に放出される煙道ガスの不透明度の増加を引き起こすこととになり得る。
【０００６】
窒素酸化物を除去する触媒システムは、選択触媒還元に利用される触媒材料が二酸化硫黄の酸化を追加的に達成するので、二酸化硫黄の酸化量を増加させ得る。その結果、窒素酸化物含有量の低減には、燃焼煙道ガス中の増加したＳＯ３形成という望ましくない副作用があり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００８３９６（Ａ１）号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／２９１８３６（Ａ１）号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０７６６９９３（Ａ２）号明細書
【特許文献４】英国特許出願公開第２２７５６２４（Ａ）号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００２／０４２３４４（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００８】
一側面では、いくつかの実施例において、触媒材料の不均一分布を表示する触媒体がここに記載される。いくつかの実施例において、ここに記載される触媒体は、煙道ガスストリームにおける窒素酸化物の選択触媒還元に対して動作可能である。ここに記載される構造的触媒体は、いくつかの実施例において、煙道ガスストリームからの窒素酸化物除去中にＳＯ２の酸化を低減することができる。
【０００９】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁を含む。当該内部区画壁は、第１表面と当該第１表面に対向する第２表面とを有する。当該内部区画壁は、第１表面の幅に沿って第１触媒材料の勾配を有する。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の中心領域において量が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配は、中点に関して対称又は実質対称な外形を有する。
【００１０】
構造的触媒体は、いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第１触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配外形は、第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【００１１】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。
【００１２】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配外形は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【００１３】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は、構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応し、第２端は、当該構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応する。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は、構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応し、第２端は当該構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応する。
【００１４】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該勾配のバルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、中点に関して対称又は実質対称な外形を有する。
【００１５】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第１触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第１触媒材料を含む。ここに記載されるように、いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は、構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応し、第２端は、当該構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応する。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は、構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応し、第２端は、当該構造的触媒体の流体ストリーム入口に対応する。
【００１６】
ここに記載される構造的触媒体は、いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁をさらに含む。当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、内部区画壁のための、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、第１表面及び第２表面と、当該第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配とを含む。いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。
【００１７】
さらに、いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、当該追加内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、当該内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む。
【００１８】
当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、いくつかの実施例において、第１表面及び／又は第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配を含む。
【００１９】
いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は複数の追加内部区画壁を含む。その結果、構造的触媒体の内部区画壁の約５０パーセント超過が、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、構造的触媒体の内部区画壁の約７０パーセント超過又は約９０パーセント超過が、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、構造的触媒体の内部区画壁の約９５パーセント超過が、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む。
【００２０】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の複数の内部区画壁が、一以上の中心ポストを形成するべく交差する。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、中心ポストと、当該中心ポストに接続される少なくとも一つの内部区画壁との間にバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、中心ポストと、当該中心ポストに接続される複数の内部区画壁との間にバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、中心ポストに接続される各内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【００２１】
いくつかの実施例において、複数の内部区画壁は、構造的触媒体を貫通する複数の流れチャネル又はセルを画定する。いくつかの実施例において、複数の内部区画壁は、一の外部周縁壁又は構造によって少なくとも部分的に囲まれる。いくつかの実施例において、外部周縁壁は、例えばいくつかのハニカム状構造的触媒体において、一以上の内部区画壁と連続的又は一体的となる。いくつかの実施例において、外部周縁壁は、内部区画壁が中に配置される格納構造の一部である。例えば、格納構造の中に平板触媒要素又は波形触媒要素が配列される。
【００２２】
いくつかの実施例において、外部周縁壁はバルク第１触媒材料を含み、構造的触媒体の内部区画壁は当該外部周縁壁よりもバルク第１触媒材料を多く含む。さらに、いくつかの実施例において、外部周縁壁の内表面は、内部区画壁のための、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、外部周縁壁の外表面は、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を示さない。いくつかの実施例において、外部周縁壁の内表面は、内部区画壁の外表面よりも第１触媒材料の量が多い。
【００２３】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの内部区画壁の第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００２４】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの内部区画壁の第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００２５】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、当該少なくとも一つの内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００２６】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００２７】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００２８】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００２９】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの追加内部区画壁の第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁の第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００３０】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの追加内部区画壁の第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁の第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００３１】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの追加内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００３２】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの追加内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００３３】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの追加内部区画壁の第１及び／又は第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁の第１及び／又は第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の第１及び／又は第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配に対してここに記載される特性のいずれをも有し得る。
【００３４】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、中心ポストと、当該中心ポストに接続される少なくとも一つの内部区画壁との間にバルク第２触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、中心ポストと、当該中心ポストに接続される複数の内部区画壁との間にバルク第２触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、中心ポストに接続される各内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【００３５】
さらに、いくつかの実施例において、外部周縁壁はバルク第２触媒材料をさらに含み、構造的触媒体の内部区画壁は、当該バルク第２触媒材料の量が当該外部周縁壁よりも多い。いくつかの実施例において、外部周縁壁の内表面は、内部区画壁のための、ここに記載される第２触媒材料の一以上の勾配をさらに含む。
【００３６】
いくつかの実施例において、構造的触媒体は、少なくとも一つの追加触媒材料の勾配をさらに含む。少なくとも一つの追加触媒材料の勾配は、第１触媒材料又は第２触媒材料の勾配のための、ここに記載される構造的触媒体における構成及び／又は配置のいずれをも含み得る。
【００３７】
ここに記載される構造的触媒体は、いくつかの実施例において、未使用構造的触媒体を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、使用済み又は再生構造的触媒体を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、ハニカム状構造的触媒体、平板触媒体、又は波形触媒体を含む。
【００３８】
他側面では、ここに記載される触媒モジュールは、一の枠と、当該枠内に配置される複数の構造的触媒体とを含む。当該構造的触媒体は、ここに記載される少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該モジュールの触媒体の触媒活性は、実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは、いくつかの実施例において約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【００３９】
いくつかの実施例において、当該モジュールの触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【００４０】
さらに、いくつかの実施例において、モジュールの触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に加え、ここに記載される一以上の触媒勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該モジュールの触媒体はまた、ここに記載される少なくとも一つの内部区画の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配も含む。いくつかの実施例において、モジュールの触媒体は、ここに記載される第２触媒材料の一以上の勾配を含む。
【００４１】
他側面では、触媒反応器の少なくとも一つの触媒層がここに記載される。当該触媒層は複数の構造的触媒体を含む。当該構造的触媒体は、ここに記載される少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該触媒層の構造的触媒体の触媒活性は、実質的に均一である。実質的に均一であると、いくつかの実施例において、当該触媒層の触媒体間の触媒活性のばらつきは約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の触媒活性のばらつきは約１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の触媒活性のばらつきは約５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【００４２】
いくつかの実施例において、当該触媒層の触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、実質的に均一である。実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【００４３】
いくつかの実施例において、触媒層の触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に加え、ここに記載される一以上の触媒勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該触媒層の触媒体はまた、ここに記載される少なくとも一つの内部区画の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配も含む。いくつかの実施例において、触媒層の触媒体は、ここに記載される第２触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、触媒層の触媒体は、一以上のモジュールに配列される。
【００４４】
他側面では、煙道ガス又は燃焼ガスストリームのような流体ストリームを処理する方法がここに記載される。いくつかの実施例において、流体ストリームを処理する方法は、第１表面及び当該第１表面に対向する第２表面を含む少なくとも一つの内部区画壁を含む構造的触媒体を与えることであって、当該内部区画壁は当該第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を有することと、当該流体ストリームに当該構造的触媒体を通過させることと、当該流体ストリームにおける少なくとも一つの化学種を触媒反応させることとを含む。いくつかの実施例において、流体ストリームは、構造的触媒体の一以上の流れチャネルを通って流れる。ここに記載される方法のいくつかの実施例において、構造的触媒体は、ここに記載される第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配のいずれをも有し得る。
【００４５】
いくつかの実施例において、流体ストリームにおける少なくとも一つの化学種を触媒反応させることは、流体ストリームにおける窒素酸化物を触媒還元することを含む。いくつかの実施例において、流体ストリームにおける少なくとも一つの化学種を触媒反応させることは、流体ストリームにおけるアンモニア及び／又は水銀を酸化することを含む。
【００４６】
流体ストリームを処理する方法のいくつかの実施例において、当該流体ストリームにおいて二酸化硫黄を三酸化硫黄に酸化することが低減される。一実施例において、例えば、ここに記載される構造的触媒体によって、流体ストリームにおける窒素酸化物の選択触媒還元中における二酸化硫黄の酸化が低減される。
【００４７】
いくつかの実施例において、触媒体は、ここに記載される複数の触媒体を含む一モジュールの一部である。流体ストリームは、当該モジュールの中に入り当該触媒体を通過する。いくつかの実施例において、当該モジュールは、触媒反応器の触媒層の一部である。
【００４８】
他側面では、ここに記載される構造的触媒体を製造する方法が与えられる。いくつかの実施例において、構造的触媒体を製造する方法は、第１表面及び当該第１表面に対向する第２表面を含む少なくとも一つの内部区画壁を含む触媒担体を与えることと、当該少なくとも一つの内部区画壁に、第１触媒材料を含む溶液を含浸させることと、当該少なくとも一つの内部区画壁を、当該第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥させることとを含む。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の中心領域において量が増加する。
【００４９】
いくつかの実施例において、第１触媒材料の勾配はまた、第２表面の幅に沿って確立される。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第１触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配外形は、第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【００５０】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の当該少なくとも一つの内部区画壁は、当該内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、当該勾配のバルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の中心領域において濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称の外形を有する。
【００５１】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の当該少なくとも一つの内部区画壁は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。
【００５２】
いくつかの実施例において、第１触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の長さに沿って確立される。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配外形は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【００５３】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応し、第２端は当該構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応する。代替的に、いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は構造的触媒体の出口側に対応し、第２端は当該流体ストリーム入口側に対応する。
【００５４】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の当該少なくとも一つの内部区画壁は、当該内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿った第１バルク触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第１触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第１触媒材料を含む。
【００５５】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、構造的触媒体は複数の内部区画壁を含む。内部区画壁は、第１触媒材料を含む溶液が含浸され、当該内部区画壁の一以上の表面の幅及び／又は長さに沿った当該第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、内部区画壁は、当該内部区画壁の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。
【００５６】
いくつかの実施例において、ここに記載される方法により製造される構造的触媒体の複数の内部区画壁が、一以上の中心ポストを形成するべく交差する。いくつかの実施例において、少なくとも一つの中心ポストは、第１触媒材料を含む溶液が含浸され、当該中心ポストと当該内部区画壁の少なくとも一つとの間にバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、例えば、少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、中心ポストに接続される各内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【００５７】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、含浸溶液は第２触媒材料をさらに含む。いくつかの実施例において、バルク金属又は金属酸化物第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅に沿って確立される。代替的に、いくつかの実施例において、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む構造的触媒体の少なくとも一つの内部区画壁は、金属又は金属酸化物第２触媒材料を含む溶液がさらに含浸され、内部区画壁の第１表面及び／又は第２表面の幅に沿った金属又は金属酸化物の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、バルク金属又は金属酸化物第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅に沿って確立される。
【００５８】
いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。
【００５９】
いくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の幅に沿って確立される。いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第２触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配外形は、第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【００６０】
いくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第１表面の長さに沿って確立される。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料を含む。
【００６１】
いくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の長さに沿って確立される。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配外形は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【００６２】
いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の幅に沿って確立される。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称の外形を有する。
【００６３】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の当該少なくとも一つの内部区画壁を乾燥させることはまた、当該内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配を確立する。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第２触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第２触媒材料を含む。
【００６４】
さらに、ここに記載される方法のいくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、構造的触媒体の複数内部区画壁の一以上の表面の幅及び／又は長さに沿って確立される。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配はまた、構造的触媒体の複数内部区画壁の幅及び／又は長さに沿って確立される。
【００６５】
いくつかの実施例において、構造的触媒体の少なくとも一つの中心ポストは、第２触媒材料をさらに含む当該溶液が含浸され、当該構造的触媒体を乾燥させることはまた、当該中心ポストと当該中心ポストを形成する内部区画壁の少なくとも一つとの間にバルク第２触媒材料の勾配を確立する。いくつかの実施例において、例えば、少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、中心ポストを形成する各内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【００６６】
加えて、いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の外部周縁壁は、第２触媒材料が含浸される。いくつかの実施例において、外部周縁壁はバルク第２触媒材料を含み、構造的触媒体の内部区画壁は、当該バルク第２触媒材料の濃度が当該外部周縁壁よりも高い。
【００６７】
いくつかの実施例において、ここに記載される方法により製造される構造的触媒体の勾配の第１及び／又は第２触媒材料は、一以上の遷移金属を含む。いくつかの実施例において、第１及び／又は第２触媒材料の遷移金属は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の勾配の第１及び／又は第２触媒材料は、ＳＣＲ用途及びプロセスに適する。いくつかの実施例において、例えば、第１及び／又は第２触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、若しくはＭｏＯ３、又はこれらの混合物を含む。いくつかの実施例において、第１及び／又は第２触媒材料は、ＳＣＲ用途に適する触媒材料を形成する一以上の前駆体を含む。いくつかの実施例において、例えば、第１及び／又は第２触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、若しくはＭｏＯ３、又はこれらの混合物を形成する一以上の前駆体を含む。
【００６８】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストを乾燥させることは、当該内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に、ここに記載される第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を確立するのに十分な速度及び／又は温度においてガスを流すことを含む。ここに記載される第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を確立するべく内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上にガスを流すことは、本発明の目的に矛盾しない任意の態様で施すことができる。いくつかの実施例において、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストのすべて又は実質すべての上に、均等又は実質均等な態様でガスが流される。
【００６９】
加えて、いくつかの実施例において、ここに記載される方法の含浸溶液は、少なくとも一つの追加触媒材料をさらに含む。当該実施例において、構造的触媒体を乾燥させることにより、追加触媒材料の一以上の勾配を与えることができる。当該追加触媒材料は、ここに記載される第１及び／又は第２触媒材料の勾配のいずれにも合致する構造的触媒体上の構成及び／又は配置を有する。
【００７０】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体は未使用である。未使用の構造的触媒担体は、いくつかの実施例において、流体ストリームにおける触媒反応を行う触媒反応器で使用され又はこの中に前もって設置されたことがない。
【００７１】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体は使用済みである。使用済みの構造的触媒担体は、いくつかの実施例において、流体ストリームにおける触媒反応を行う触媒反応器の中に前もって設置されたことがある。いくつかの実施例において、使用済み触媒担体は、再生を必要とする構造的触媒体の一部である。
【００７２】
いくつかの実施例において、未使用又は使用済みの構造的触媒担体は、ハニカム状構造的担体、平板構造的担体、又は波形構造的担体を含む。
【００７３】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、複数内部区画壁を含む構造的触媒担体は、一触媒モジュールの枠内に配列される。当該実施例において、当該構造的触媒担体を含む触媒モジュールは、当該構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストに触媒材料を含浸させるべく、触媒材料の溶液に浸漬され得る。
【００７４】
いくつかの実施例において、第１触媒材料の溶液が含浸された構造的触媒担体は、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を確立するべく、当該触媒モジュールの枠内に残っている間に乾燥される。いくつかの実施例において、含浸溶液は第２触媒材料をさらに含み、当該触媒モジュールの枠内に残っている間に当該構造的触媒担体を乾燥させることにより、ここに記載される第２触媒材料の一以上の勾配も確立される。いくつかの実施例において、例えば、当該モジュールを通って、かつ、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に、ここに記載される第１及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を確立するのに十分な速度及び／又は温度においてガスが流される。いくつかの実施例において、ガスは、当該モジュールの枠内に配列される構造的触媒担体を通って均等又は実質均等に流れる。その結果、得られた構造的触媒体の触媒活性は当該モジュールにわたって実質的に均一となる。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは、いくつかの実施例において約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【００７５】
いくつかの実施例において、当該モジュールの触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、当該モジュールにわたって実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【００７６】
いくつかの実施例において、上記方法により製造される第１及び／又は第２触媒材料の勾配は、当該第１及び／又は第２触媒材料のための、ここに記載される構造上及び／又は組成上の特性のいずれをも含み得る。
【００７７】
本発明に係るこれらの及び他の実施例が以下の詳細な説明においてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】ここに記載される一実施例に係る構造的触媒体の内部区画壁の表面の幅に沿った第１及び第２触媒材料の勾配外形を例示する。
【図２】ここに記載される一実施例に係る構造的触媒体を例示する。
【図３】ここに記載される一実施例に係る構造的触媒体の一部の断面図を例示する。
【図４】ここに記載される一実施例に係る構造的触媒体の触媒活性試験を従来の構造的触媒体と比較して例示する。
【図５】ここに記載されるいくつかの実施例に係る様々な勾配組成を有する構造的触媒体の詳細を示す表である。
【図６】ここに記載される一実施例に係る波形構造的触媒体の一部の断面図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
本発明は、以下の詳細な説明及び図面並びにこれらの上記及び下記の説明を参照することにより容易に理解することができる。しかしながら、本発明に係る要素、装置、及び方法は、詳細な説明及び図面に提示される固有実施例に限られない。理解すべきことだが、これらの実施例は本発明の原理の例示にすぎない。当業者には、本発明の要旨及び範囲を逸脱することのない多数の修正及び適応が容易にわかる。
【００８０】
さらに、ここに開示されるすべての範囲は、それに含まれる任意の及びすべての部分的範囲をも包含すると理解される。例えば、「１から１０」と記載される範囲は、最小値１と最大値１０との間の（及びこれらを含む）任意の及びすべての部分的範囲、すなわち、例えば１から６．１までの最小値１以上から始まり、例えば５．５から１０までの最大値１０以下で終わるすべての部分的範囲、を含むとみなされる。加えて、「ここに組み込まれる」として言及される任意の言及は、その全体に組み込まれるとして理解される。
【００８１】
さらに注目されるのは、本明細書において使用されるように、単数形「一つ」、「一」、及び「当該」は、明示的かつ明確的に一つの指示対象に限られない限り、複数の指示対象を含む。
【００８２】
一側面では、いくつかの実施例において触媒材料の不均一分布を示す触媒体がここに記載される。いくつかの実施例において、ここに記載される触媒体は、煙道ガスストリームにおける窒素酸化物の選択触媒還元のために動作をし得る。
【００８３】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、第１表面及び当該第１表面に対向する第２表面を含む少なくとも一つの内部区画壁を含む。内部区画壁は、第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を有する。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。
【００８４】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の内部区画壁の表面は、内部区画壁の一部を深さ約１００μｍまで含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の表面は、当該内部区画壁の一部を深さ約５０μｍまで又は約２５μｍまで含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の表面は、当該内部区画壁の一部を深さ約１０μｍまで又は約５μｍまで含む。
【００８５】
いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における第１触媒材料の量を超える。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量より多い。
【００８６】
いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも３倍又は３．５倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも４倍又は４．５倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における複数箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一以上の箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【００８７】
いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における複数箇所の第１触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一以上の箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【００８８】
内部区画壁の一セクションのいくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１表面の幅の中心領域における第１触媒材料の平均量は、当該内部区画壁セクションの第１表面の幅の周縁における第１触媒材料の平均量の少なくとも１．５倍である。
【００８９】
いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域は、当該第１表面の幅の中点まわりを中心に、当該第１表面の全幅の約２０パーセントまでを含む。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域は、当該第１表面の幅の中点まわりを中心に、当該第１表面の全幅の約４０パーセントまでを含む。
【００９０】
いくつかの実施例において、第１表面の幅の周縁は、当該第１表面の幅の端から始まり当該中心領域に向かう方向に延びて、当該第１表面の全幅の約１５パーセントまでを含む。
【００９１】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配の外形は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称である。
【００９２】
ここに記載される構造的触媒体は、いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第１触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の中心領域に沿って量が増加する。
【００９３】
いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における複数箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一以上の箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【００９４】
いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における複数箇所の第１触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一以上の箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【００９５】
内部区画壁の一セクションのいくつかの実施例において、当該内部区画壁の第２表面の幅の中心領域における第１触媒材料の平均量は、当該内部区画壁セクションの第２表面の幅の周縁における第１触媒材料の平均量の少なくとも１．５倍である。
【００９６】
いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域は、当該第２表面の幅の中点まわりを中心に、当該第１表面の全幅の約２０パーセントまでを含む。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域は、当該第２表面の幅の中点まわりを中心に、当該第１表面の全幅の約４０パーセントまでを含む。
【００９７】
いくつかの実施例において、第２表面の幅の周縁は、当該第２表面の幅の端から始まり当該中心領域に向かう方向に延びて、当該第２表面の全幅の約１５パーセントまでを含む。
【００９８】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配の外形は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称である。
【００９９】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、当該少なくとも一つの内部区画壁の第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。
【０１００】
いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における第２触媒材料の量を超える。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量より多い。
【０１０１】
いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における複数箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一以上の箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【０１０２】
いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、第１表面の幅の中心領域における複数箇所の第２触媒材料の量は、当該第１表面の幅の周縁における一以上の箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【０１０３】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配の外形は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称である。
【０１０４】
内部区画壁の一セクションのいくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１表面の幅の中心領域における第２触媒材料の平均量は、当該内部区画壁セクションの第１表面の幅の周縁における第２触媒材料の平均量の少なくとも１．５倍である。
【０１０５】
ここに記載される構造的触媒体は、いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第２触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の中心領域に沿って量が増加する。
【０１０６】
いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における複数箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一以上の箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【０１０７】
いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における一箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域における複数箇所の第２触媒材料の量は、当該第２表面の幅の周縁における一以上の箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【０１０８】
内部区画壁の一セクションのいくつかの実施例において、当該内部区画壁の第２表面の幅の中心領域における第２触媒材料の平均量は、当該内部区画壁セクションの第２表面の幅の周縁における第２触媒材料の平均量の少なくとも１．５倍である。
【０１０９】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配の外形は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称である。
【０１１０】
図１は、ここに記載される一実施例に係る構造的触媒体の内部区画壁の表面の幅に沿った第１及び第２触媒材料の勾配外形を例示する。図１に例示されるように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の第１触媒材料及び酸化タングステン（ＷＯ３）の第２触媒材料は、内部区画壁表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。さらに、Ｖ２Ｏ５第１触媒材料及びＷＯ３第２触媒材料は、内部区画壁表面の幅の周縁において量が減少する。Ｖ２Ｏ５第１触媒材料及びＷＯ３第２触媒材料の外形はまた、当該外形の中点に関して実質対称である。
【０１１１】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該勾配のバルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、中点に関して対称又は実質対称な外形を有する。
【０１１２】
いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における複数箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一以上の箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【０１１３】
いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における複数箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一以上の箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における複数箇所のバルク第１触媒材料の一濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一以上の箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【０１１４】
いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域は、当該内部区画壁の幅の中点まわりを中心に、当該内部区画壁の全幅の約２０パーセントまでを含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域は、当該内部区画壁の幅の中点まわりを中心に、当該内部区画壁の全幅の約４０パーセントまでを含む。
【０１１５】
いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の周縁は、当該内部区画壁の幅の端から始まり当該中心領域に向かう方向に延びて、当該内部区画壁の全幅の約１５パーセントまでを含む。
【０１１６】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、バルク第１触媒材料の勾配を含む当該少なくとも一つの内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配をさらに含む。
【０１１７】
いくつかの実施例において、当該勾配のバルク第２触媒材料は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料は、内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称の外形を有する。
【０１１８】
いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における複数箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一以上の箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【０１１９】
いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅の中心領域における複数箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の幅の周縁における一以上の箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【０１２０】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における第１表面上の一箇所の第１触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第１表面上の一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における第１表面上の一箇所の第１触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第１表面上の一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１０倍である。
【０１２１】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における第１表面上の一箇所の第２触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第１表面上の一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における第１表面上の一箇所の第２触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第１表面上の一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１０倍である。
【０１２２】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配をさらに含む。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における第２表面上の一箇所の第１触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第２表面上の一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２端における第２表面上の一箇所の第１触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第２表面上の一箇所の第１触媒材料の量の少なくとも１０倍である。
【０１２３】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配と対称又は実質対称である。
【０１２４】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応し、第２端は当該構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応する。
【０１２５】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配をさらに含む。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における第２表面上の一箇所の第２触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第２表面上の一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２端における第２表面上の一箇所の第２触媒材料の量は、当該内部区画壁の第２端における第２表面上の一箇所の第２触媒材料の量の少なくとも１０倍である。
【０１２６】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配と対称又は実質対称である。
【０１２７】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第１触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第１触媒材料を含む。ここに記載されるように、いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は、構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応し、第２端は、当該構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応する。
【０１２８】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の第２端における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の第２端における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１０倍である。
【０１２９】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の長さに沿ったバルク第２第１触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第２触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第２触媒材料を含む。
【０１３０】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の第２端における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、当該内部区画壁の第２端における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１０倍である。
【０１３１】
ここに記載される構造的触媒体は、いくつかの実施例において、少なくとも一つの追加内部区画壁をさらに含む。当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、内部区画壁のための、ここに記載される第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、第１表面及び第２表面と、当該第１表面の幅に沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配とを含む。いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、第２表面の幅に沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配をさらに含む。当該少なくとも一つの追加内部区画壁の第１表面及び／又は第２表面の幅に沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、内部区画壁のために上述した同じものと合致する一以上の特性を有する。
【０１３２】
さらに、いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、当該追加内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料及び／又はバルク第２触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、当該内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配を含む。
【０１３３】
当該少なくとも一つの追加内部区画壁は、いくつかの実施例において、第１表面及び／又は第２表面の長さに沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配を含む。当該少なくとも一つの追加内部区画壁の第１表面及び／又は第２表面の長さに沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、内部区画壁のために上述した同じものと合致する一以上の特性を有する。
【０１３４】
いくつかの実施例において、当該少なくとも一つの追加内部区画壁は複数の追加内部区画壁を含む。その結果、構造的触媒体の内部区画壁の約５０パーセント超過又は約７０パーセント超過が、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、構造的触媒体の内部区画壁の約９０パーセント超過が、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を含む。いくつかの実施例において、構造的触媒体の内部区画壁の約９５パーセント超過が、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を含む。
【０１３５】
図２は、ここに記載される一実施例に係るハニカム状構造的触媒体を例示する。図２の構造的触媒体は、外部周縁壁（１０）及び複数の内部区画壁（１１）を含む。内部区画壁（１１）の一以上は、ここに記載される第１及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を有する。内部区画壁（１１）は、複数の流れチャネル又はセル（１２）を画定する。当該流れチャネル又はセル（１２）は、ハニカム状構造的触媒体を長手方向に貫通する。
【０１３６】
図３は、ここに記載される一実施例に係るハニカム状構造的触媒体の一部の断面図を例示する。構造的触媒体の流れチャネル（１２）は内部区画壁（１１）によって画定される。複数の内部区画壁（１１）及びこれらの外部周縁壁（１０）との連結箇所が、隣接する流れチャネル（１２）の境界として機能する。内部区画壁（１１）は、第１表面（１４）、第２表面（１５）、及び第１表面（１４）と第２表面（１５）とをつなぐ断面領域（１６）を含む。第１表面（１４）及び／又は第２表面（１５）は、ここに記載される第１表面及び／又は第２表面の幅に沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配を有する。図３の実施例における内部区画壁表面の幅は、（１８）として例示される。図３に例示されるハニカム状構造的触媒体の流れチャネル（１２）の断面外形は正方形であるから、内部区画壁（１１）は等しい又は実質的に等しい幅（１８）を有する。
【０１３７】
いくつかの実施例において、流れチャネルの断面外形は、名目上、三角形、正方形、矩形、又は六角形のような多角形であり得る。いくつかの実施例において、流れチャネルの断面外形は、円形若しくは楕円形又は多角形との組み合わせ、及び環状扇形のような湾曲形状であり得る。さらに、いくつかの実施例において、触媒体の外部周縁壁の外周の断面外形は、正方形、矩形、円形、楕円形、パイスライス若しくは四分円のような円扇形、又は所定用途に便宜な他の任意の一若しくは複数の幾何学的形状であり得る。
【０１３８】
図６は、ここに記載される一実施例に係る波形構造的触媒体の一部の断面図を例示する。構造的触媒体（６０）の流れチャネル（６１）は、内部区画壁（６２、６３）によって画定される。複数の内部区画壁（６２、６３）及びこれら相互の連結又は交差が、隣接する流れチャネル（６１）の境界として機能する。図６に例示されるように、波形触媒体（６０）は、ＡＣ間の距離によって画定される幅を有する平坦内部区画壁（６３）を含む。当該波形触媒体はまた、ＡＢ間の距離によって画定される幅を有する湾曲内部区画壁（６２）も有する。内部区画壁（６２、６３）は第１表面（６４）及び第２表面（６５）を含む。第１表面（６４）及び／又は第２表面（６５）は、ここに記載される第１表面及び／又は第２表面の幅に沿った第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配を有する。さらに、例えば箇所Ａ、Ｂ、及びＣにおける内部区画壁（６２）相互の交差は、中心ポスト構造（６６）を与える。
【０１３９】
いくつかの実施例において、外部周縁壁はバルク第１触媒材料を含み、構造的触媒体の内部区画壁は当該外部周縁壁よりもバルク第１触媒材料を多く含む。いくつかの実施例において、例えば、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料は、外部周縁壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の約１．１から約１０倍である。
【０１４０】
いくつかの実施例において、外部周縁壁はバルク第２触媒材料をさらに含み、構造的触媒体の内部区画壁は当該外部周縁壁よりもバルク第２触媒材料を多く含む。いくつかの実施例において、例えば、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料は、外部周縁壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の約１．１から約１０倍である。
【０１４１】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は格納構造を含む。当該格納構造には、内部区画壁が、例えば当該格納構造の中にある平板触媒要素又は波形触媒要素の配列で配置される。
【０１４２】
図３に例示されるように、ハニカムの内部区画壁（１１）の交差が、中心ポスト構造（１７）を形成する。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の平板触媒要素のスペーサ構造及び／又は壁の交差が、中心ポスト構造を形成する。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の波形触媒要素の交差壁が、中心ポスト構造を形成する。
【０１４３】
構造的触媒体は、いくつかの実施例において、中心ポストと当該中心ポストに接続される少なくとも一つの内部区画壁との間に、バルク第１触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、例えば、当該少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、中心ポストと、当該中心ポストに接続される複数の内部区画壁との間にバルク第１触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、中心ポストに接続される各内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【０１４４】
いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における複数箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一以上の箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【０１４５】
いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における複数箇所のバルク第１触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一以上の箇所のバルク第１触媒材料の濃度の少なくとも１．３倍から１０倍である。
【０１４６】
構造的触媒体は、いくつかの実施例において、中心ポストと当該中心ポストに接続される少なくとも一つの内部区画壁との間に、バルク第２触媒材料の勾配をさらに含む。いくつかの実施例において、例えば、当該少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、中心ポストと当該中心ポストに接続される複数の内部区画壁との間にバルク第２触媒材料の勾配を含む。いくつかの実施例において、中心ポストに接続される各内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【０１４７】
いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．５倍又は少なくとも２倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも３倍又は少なくとも３．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも４倍又は少なくとも４．５倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも５倍又は少なくとも１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における複数箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一以上の箇所のバルク第２触媒材料の濃度の少なくとも１．１倍又は１．３倍である。
【０１４８】
いくつかの実施例において、内部区画壁における一箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一箇所のバルク第２触媒材料の濃度の１．３倍から１０倍である。いくつかの実施例において、内部区画壁における複数箇所のバルク第２触媒材料の濃度は、中心ポストにおける一以上の箇所のバルク第２触媒材料の濃度の１．３倍から１０倍である。
【０１４９】
ここに記載される実施例は、構造的触媒体は、第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の上記勾配の任意の組み合わせを有する構造的触媒体を想定している。いくつかの実施例において、例えば、ここに記載される構造的触媒は、図５の表Ｉに与えられる第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配の任意の組み合わせを有し得る。
【０１５０】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の外部周縁壁及び内部区画壁は、耐熱性金属酸化物組成を含む無機酸化物組成のような担体材料から形成される。無機酸化物組成は、いくつかの実施例において、チタニア（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、ケイ酸塩、又はこれらの混合物を含む。いくつかの実施例において、当該化学組成は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、若しくはＳｉＯ２という無機酸化物、又はこれらの混合物を、約７０重量パーセントから１００重量パーセントの範囲にある量で含む。いくつかの実施例において、当該無機酸化物組成は、当該構造的触媒体の機械的完全性を増加させるべく焼結されるか又は他の加熱処理がされる。
【０１５１】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の外部周縁壁及び内部区画壁は、触媒材料を含む組成から形成される。いくつかの実施例において、構造的触媒体の外部周縁壁及び内部区画壁は、５０−９９．９９重量％の無機酸化物組成及び少なくとも０．０１重量％の触媒的に活性な金属官能基を含む化学組成から形成される。いくつかの実施例において、触媒的に活性な金属官能基は、ここに記載される触媒材料のいずれをも含み得る。いくつかの実施例において、触媒材料を含む組成から形成される外部周縁壁及び内部区画壁を含む構造的触媒体は、米国特許第７，８０７，１１０号、第７，７７６，７８６号、及び第７，６５８，８９８号明細書に記載されている。これらは、その全体がここに参照として組み入れられる。いくつかの実施例において、触媒的に活性な金属官能基は、当該化学組成全体に分散される。いくつかの実施例において、触媒的に活性な金属官能基は、当該化学組成全体に均一又は実質均一に分散される。
【０１５２】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、未使用の構造的触媒体を含む。未使用お構造的触媒体は、いくつかの実施例において、流体ストリームにおける触媒反応を行う触媒反応器で使用され又はこの中に前もって設置されたことがない。
【０１５３】
いくつかの実施例において、記載される構造的触媒体は使用済み又は再生済みである。使用済みの構造的触媒体は、いくつかの実施例において、流体ストリームにおける触媒反応を行う触媒反応器の中に前もって設置されたことがある。
【０１５４】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の勾配の触媒材料は、一以上の遷移金属を含む。いくつかの実施例において、触媒材料の遷移金属は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はこれらの合金若しくは酸化物を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の勾配の一以上の触媒材料は、ＳＣＲ用途及びプロセスに適する。いくつかの実施例において、例えば、触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、若しくはＭｏＯ３、又はこれらの混合物を含む。
【０１５５】
いくつかの実施例において、ここに記載される第１触媒材料は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物からなる群から選択される遷移金属を含む。いくつかの実施例において、例えば、第１触媒材料はＶ２Ｏ５、ＷＯ３、又はＭｏＯ３である。さらに、いくつかの実施例において、ここに記載される第２触媒材料は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物からなる群から選択される遷移金属を含む。いくつかの実施例において、例えば、第２触媒材料はＶ２Ｏ５、ＷＯ３、又はＭｏＯ３である。いくつかの実施例において、ここに記載される当該少なくとも一つの追加触媒材料は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物からなる群から選択される遷移金属を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該少なくとも一つの追加触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、又はＭｏＯ３である。
【０１５６】
ここに記載される構造的触媒体は、本発明の目的に矛盾しない任意の寸法及び機械的特性を有し得る。いくつかの実施例において、構造的触媒体は、ＳＣＲ用途及びプロセスでの使用に適する寸法及び機械的特性を有する。いくつかの実施例において、例えば、構造的触媒体は、米国特許第７，８０７，１１０号、第７，７７６，７８６号、及び第７，６５８，８９８号明細書に記載されている構造的触媒体に合致する一以上の特性を有し得る。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、複数の平板触媒体又は波形触媒体を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、一以上の平板触媒要素又は波形触媒要素を含み得る。
【０１５７】
他側面では、ここに記載される触媒モジュールは、一の枠と、当該枠内に配置される複数の構造的触媒体とを含む。当該構造的触媒体は、ここに記載される少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を含む。当該モジュールの触媒体の触媒活性は実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは、いくつかの実施例において約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【０１５８】
いくつかの実施例において、当該モジュールの触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【０１５９】
さらに、いくつかの実施例において、モジュールの触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に加え、ここに記載される一以上の触媒勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該モジュールの触媒体はまた、ここに記載される少なくとも一つの内部区画の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配も含む。いくつかの実施例において、モジュールの触媒体は図５の表Ｉに与えられる勾配の任意の組み合わせを有し得る。
【０１６０】
他側面では、ここに記載される触媒反応器の少なくとも一つの触媒層は、複数の構造的触媒体を含む。当該構造的触媒体は、ここに記載される少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を含む。当該触媒層の構造的触媒体の触媒活性は実質的に均一である。実質的に均一であると、いくつかの実施例において、当該触媒層の触媒体間の触媒活性のばらつきは約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の触媒活性のばらつきは約１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の触媒活性のばらつきは約５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【０１６１】
いくつかの実施例において、当該触媒層の触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、実質的に均一である。実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該触媒層の触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【０１６２】
いくつかの実施例において、触媒層の触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に加え、ここに記載される一以上の触媒勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該触媒層の触媒体はまた、ここに記載される少なくとも一つの内部区画の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配も含む。いくつかの実施例において、触媒層の触媒体は図５の表Ｉに与えられる勾配の任意の組み合わせを有し得る。
【０１６３】
いくつかの実施例において、触媒層の触媒体は、一以上のモジュールに配列される。
【０１６４】
他側面では、ここに記載される構造的触媒体を製造する方法が与えられる。いくつかの実施例において、構造的触媒体を製造する方法は、第１表面及び当該第１表面に対向する第２表面を含む少なくとも一つの内部区画壁を含む触媒担体を与えることと、当該少なくとも一つの内部区画壁に、第１触媒材料を含む溶液を含浸させることと、当該少なくとも一つの内部区画壁を、当該第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥させることとを含む。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。
【０１６５】
いくつかの実施例において、第１触媒材料の勾配はまた、第２表面の幅に沿って確立される。いくつかの実施例において、当該勾配の第１触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第１触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配外形は、第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【０１６６】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の当該少なくとも一つの内部区画壁は、当該内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、当該勾配のバルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第１触媒材料は、内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、中点に関して対称又は実質対称な外形を有する。
【０１６７】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の当該少なくとも一つの内部区画壁は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。
【０１６８】
いくつかの実施例において、第１触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の長さに沿って確立される。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第１触媒材料の量と比較して大きな量の第１触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配外形は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第１触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【０１６９】
いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は構造的触媒体の流体ストリーム入口側に対応し、第２端は当該構造的触媒体の流体ストリーム出口側に対応する。代替的に、いくつかの実施例において、内部区画壁の第１端は構造的触媒体の出口側に対応し、第２端は当該流体ストリーム入口側に対応する。
【０１７０】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の当該少なくとも一つの内部区画壁は、当該内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第１触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第１触媒材料を含む。
【０１７１】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、構造的触媒体は複数の内部区画壁を含む。内部区画壁は、第１触媒材料を含む溶液が含浸され、当該内部区画壁の一以上の表面の幅及び／又は長さに沿った当該第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、内部区画壁は、当該内部区画壁の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。
【０１７２】
いくつかの実施例において、ここに記載される方法により製造される構造的触媒体の複数の内部区画壁が、一以上の中心ポストを形成するべく交差する。いくつかの実施例において、少なくとも一つの中心ポストは、第１触媒材料を含む溶液が含浸され、当該中心ポストと当該内部区画壁の少なくとも一つとの間にバルク第１触媒材料の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、例えば、少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、中心ポストに接続される各内部区画壁は、バルク第１触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【０１７３】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、含浸溶液は第２触媒材料をさらに含む。いくつかの実施例において、バルク金属又は金属酸化物第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅に沿って確立される。代替的に、いくつかの実施例において、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を含む構造的触媒体の少なくとも一つの内部区画壁は、金属又は金属酸化物第２触媒材料を含む溶液がさらに含浸され、内部区画壁の第１表面及び／又は第２表面の幅に沿った金属又は金属酸化物の勾配が確立される態様で乾燥される。いくつかの実施例において、バルク金属又は金属酸化物第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅に沿って確立される。
【０１７４】
いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第１表面の幅の周縁において量が減少する。いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第１表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。
【０１７５】
いくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の幅に沿って確立される。いくつかの実施例において、当該勾配の第２触媒材料は、第２表面の幅の周縁において量が減少する。当該勾配の第２触媒材料は、いくつかの実施例において、第２表面の幅の中心領域に沿って量が増加する。いくつかの実施例において、第２表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配外形は、第１表面の幅に沿った第２触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【０１７６】
いくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第１表面の長さに沿って確立される。内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料を含む。
【０１７７】
いくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の長さに沿って確立される。内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配は、いくつかの実施例において、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端における第２触媒材料の量と比較して大きな量の第２触媒材料を含む。いくつかの実施例において、内部区画壁の第２表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配外形は、当該内部区画壁の第１表面の長さに沿った第２触媒材料の勾配外形と対称又は実質対称である。
【０１７８】
いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配はまた、内部区画壁の第２表面の幅に沿って確立される。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配は、内部区画壁の幅の周縁において濃度が減少する。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料は、内部区画壁の幅の中心領域に沿って濃度が増加する。いくつかの実施例において、内部区画壁の幅に沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、当該外形の中点に関して対称又は実質対称の外形を有する。
【０１７９】
いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の当該少なくとも一つの内部区画壁を乾燥させることはまた、当該内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配を確立する。いくつかの実施例において、内部区画壁の長さに沿ったバルク第２触媒材料の勾配は、当該内部区画壁の第１端に、当該第１端と対向する当該内部区画壁の第２端におけるバルク第２触媒材料の濃度と比較して高い濃度のバルク第２触媒材料を含む。
【０１８０】
さらに、ここに記載される方法のいくつかの実施例において、第２触媒材料の勾配はまた、構造的触媒体の複数内部区画壁の一以上の表面の幅及び／又は長さに沿って確立される。いくつかの実施例において、バルク第２触媒材料の勾配はまた、構造的触媒体の複数内部区画壁の幅及び／又は長さに沿って確立される。
【０１８１】
いくつかの実施例において、構造的触媒体の少なくとも一つの中心ポストは、第２触媒材料をさらに含む当該溶液が含浸され、当該構造的触媒体を乾燥させることはまた、当該中心ポストと当該中心ポストを形成する内部区画壁の少なくとも一つとの間にバルク第２触媒材料の勾配を確立する。いくつかの実施例において、例えば、少なくとも一つの内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が中心ポストよりも高い。いくつかの実施例において、中心ポストを形成する各内部区画壁は、バルク第２触媒材料の濃度が当該中心ポストよりも高い。
【０１８２】
加えて、いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の外部周縁壁は、第２触媒材料が含浸される。いくつかの実施例において、外部周縁壁はバルク第２触媒材料を含み、構造的触媒体の内部区画壁は、当該バルク第２触媒材料の濃度が当該外部周縁壁よりも高い。
【０１８３】
いくつかの実施例において、ここに記載される方法により製造される構造的触媒体の勾配の第１及び／又は第２触媒材料は、一以上の遷移金属を含む。いくつかの実施例において、第１及び／又は第２触媒材料の遷移金属は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の勾配の第１及び／又は第２触媒材料は、ＳＣＲ用途及びプロセスに適する。いくつかの実施例において、例えば、第１及び／又は第２触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、若しくはＭｏＯ３、又はこれらの混合物を含む。いくつかの実施例において、第１及び／又は第２触媒材料は、ＳＣＲ用途に適する触媒材料を形成する一以上の前駆体を含む。いくつかの実施例において、例えば、第１及び／又は第２触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、若しくはＭｏＯ３、又はこれらの混合物を形成する一以上の前駆体を含む。
【０１８４】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストを乾燥させることは、当該内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に、ここに記載される第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を確立するのに十分な速度及び／又は温度においてガスを流すことを含む。ここに記載される第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を確立するべく内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上にガスを流すことは、本発明の目的に矛盾しない任意の態様で施すことができる。いくつかの実施例において、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストのすべて又は実質すべての上に、均等又は実質均等な態様でガスが流される。
【０１８５】
加えて、いくつかの実施例において、ここに記載される方法の含浸溶液は、少なくとも一つの追加触媒材料をさらに含む。当該実施例において、構造的触媒体を乾燥させることにより、追加触媒材料の一以上の勾配を与えることができる。当該追加触媒材料は、ここに記載される第１及び／又は第２触媒材料の勾配のいずれにも合致する構造的触媒体上の構成及び／又は配置を有する。
【０１８６】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体は未使用である。未使用の構造的触媒担体は、いくつかの実施例において、流体ストリームにおける触媒反応を行う触媒反応器で使用され又はこの中に前もって設置されたことがない。
【０１８７】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体は使用済みである。使用済みの構造的触媒担体は、いくつかの実施例において、流体ストリームにおける触媒反応を行う触媒反応器の中に前もって設置されたことがある。いくつかの実施例において、使用済み触媒担体は、再生を必要とする構造的触媒体の一部である。
【０１８８】
いくつかの実施例において、未使用又は使用済みの構造的触媒担体は、ハニカム状構造的担体、平板構造的担体、又は波形構造的担体を含む。
【０１８９】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、複数内部区画壁を含む構造的触媒担体は、一触媒モジュールの枠内に配列される。当該実施例において、当該構造的触媒担体を含む触媒モジュールは、当該構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストに触媒材料を含浸させるべく、触媒材料の溶液に浸漬され得る。
【０１９０】
いくつかの実施例において、第１触媒材料の溶液が含浸された構造的触媒担体は、ここに記載される第１触媒材料の一以上の勾配を確立するべく、当該触媒モジュールの枠内に残っている間に乾燥される。いくつかの実施例において、含浸溶液は第２触媒材料をさらに含み、当該触媒モジュールの枠内に残っている間に当該構造的触媒担体を乾燥させることにより、ここに記載される第２触媒材料の一以上の勾配も確立される。いくつかの実施例において、例えば、当該モジュールを通って、かつ、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に、ここに記載される第１及び／又は第２触媒材料の一以上の勾配を確立するのに十分な速度及び／又は温度においてガスが流される。いくつかの実施例において、ガスは、当該モジュールの枠内に配列される構造的触媒担体を通って均等又は実質均等に流れる。その結果、得られた構造的触媒体の触媒活性は当該モジュールにわたって実質的に均一となる。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは、いくつかの実施例において約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【０１９１】
いくつかの実施例において、当該モジュールの触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、当該モジュールにわたって実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【０１９２】
いくつかの実施例において、上記方法により製造される第１及び／又は第２触媒材料の勾配は、当該第１及び／又は第２触媒材料のための、ここに記載される構造上及び／又は組成上の特性のいずれをも含み得る。いくつかの実施例において、例えば、ここに記載される一以上の方法により製造される構造的触媒は、図５の表Ｉに与えられる第１触媒材料及び／又は第２触媒材料の勾配の任意の組み合わせを有し得る。
【０１９３】
ここに記載される方法のいくつかの実施例において、構造的触媒担体が触媒材料溶液の中に浸漬又はディップされ、当該触媒材料溶液が、当該内部区画壁及び／又は中心ポストに含浸される。いくつかの実施例において、当該溶液の触媒材料は、一以上の遷移金属を含む。いくつかの実施例において、遷移金属は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はこれらの合金若しくは酸化物を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体の勾配の一以上の触媒材料は、ＳＣＲ用途及びプロセスに適する。いくつかの実施例において、例えば、触媒材料は、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、若しくはＭｏＯ３、又はこれらの混合物を含む。
【０１９４】
いくつかの実施例において、ここに記載される溶液の第１触媒材料は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物からなる群から選択される遷移金属を含む。さらに、いくつかの実施例において、ここに記載される溶液の第２触媒材料は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物からなる群から選択される遷移金属を含む。いくつかの実施例において、ここに記載される溶液の当該少なくとも一つの追加触媒材料は、バナジウム、タングステン、モリブデン、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、鉄、金、銀、銅、若しくはニッケル、又はその合金若しくは酸化物からなる群から選択される遷移金属を含む。
【０１９５】
いくつかの実施例において、例えば、水溶液が、シュウ酸バナジル、硫酸バナジル、若しくはメタバナジン酸アンモニウム、又はこれらの混合物を含むバナジル塩のような、バナジウム塩の第１触媒材料を含む。いくつかの実施例において、当該水溶液は、メタタングステン酸アンモニウムを含むタングステン酸塩のような、タングステン塩の第２触媒材料をさらに含む。いくつかの実施例において、当該水溶液は、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、又はこれらの混合物のような、モリブデン塩の少なくとも一つの追加触媒材料をさらに含む。
【０１９６】
触媒材料は、当該触媒担体が含浸される溶液に、本発明の目的に矛盾しない任意の量で存在し得る。
【０１９７】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体が、第１、第２、及び／又は追加触媒材料の溶液に、本発明の目的に矛盾しない任意の所望時間量の間浸漬される。いくつかの実施例において、構造的触媒担体は、触媒材料溶液に約５秒の時間浸漬される。いくつかの実施例において、構造的触媒担体は、触媒材料溶液に少なくとも約１０秒又は少なくとも約３０秒の時間浸漬される。いくつかの実施例において、構造的触媒担体は、触媒材料溶液に少なくとも約１分の時間浸漬される。いくつかの実施例において、構造的触媒担体は、触媒材料溶液に少なくとも約５分又は少なくとも約１０分の時間浸漬される。構造的触媒担体は、いくつかの実施例において、触媒材料溶液に約１分から約１５分の範囲の時間浸漬される。
【０１９８】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体の細孔表面及び／又は他の表面は、当該触媒材料溶液の内部区画壁及び／又は中心ポストへの含浸を禁止又は促進する能力を有する阻止流体又は他の作用剤によって、当該触媒材料溶液に当該構造的触媒体を浸漬する前に又はした後に処理されることがない。
【０１９９】
いくつかの実施例において、構造的触媒担体は、当該触媒材料溶液に完全に浸漬される。いくつかの実施例において、触媒担体は、当該触媒材料溶液に一部のみが浸漬される。
【０２００】
さらに、ここに記載される方法のいくつかの実施例において、複数の内部区画壁を含む構造的触媒担体は、触媒モジュールの枠内に配列される。当該実施例において、構造的触媒担体を含む触媒モジュールは、第１、第２、及び／又は追加触媒材料の溶液に浸漬され、当該構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストに当該触媒材料が含浸される。
【０２０１】
構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストは、ここに記載される第１、第２、及び／又は追加触媒材料の一以上の勾配を確立するべく乾燥される。いくつかの実施例において、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストを乾燥させることは、当該内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に、ここに記載される触媒材料の勾配の一以上を確立するのに十分な速度及び／又は温度においてガスを流すことを含む。
【０２０２】
構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に乾燥プロセス中に流されるガスは、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立することに合致する任意の所望流速を有し得る。いくつかの実施例において、ガスは、表Ｉに記載される範囲のいずれかに係る流速を有する。
【表１】
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【０２０３】
さらに、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に乾燥プロセス中に流されるガスは、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立することに合致する任意の所望温度を有し得る。ガスは、いくつかの実施例において、少なくとも約１４０℃の温度まで加熱される。いくつかの実施例において、ガスは、少なくとも約１６０℃の温度まで加熱される。いくつかの実施例において、ガスは約１００℃から約３５０℃の範囲の温度まで加熱される。いくつかの実施例において、ガスは３５０℃より高い温度まで加熱される。
【０２０４】
いくつかの実施例において、ガスの流速及びガスの温度は、構造的触媒担体の内部区画壁の幅に沿って度合いが異なる触媒材料の勾配をもたらすべく、構造的触媒体の製造中に相互に又は独立して調整することができる。
【０２０５】
一以上の内部区画壁の表面上を流れるのに適するガスは、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立することに矛盾しない任意のガスを含み得る。いくつかの実施例において、ガスは空気を含む。いくつかの実施例において、ガスは窒素又はアルゴンを含む。いくつかの実施例において、ガスは燃焼煙道ガスを含む。いくつかの実施例において、ここに記載される構造的触媒体は、触媒材料の一以上の勾配を確立した後に焼成される。
【０２０６】
構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストは、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立することに合致する任意の所望時間、当該流れるガスにさらされ得る。いくつかの実施例において、内部区画壁及び／又は中心ポストは、約１分から約１．５時間の範囲の時間、当該流れるガスにさらされる。いくつかの実施例において、内部区画壁及び／又は中心ポストは、約５分から約４５分の範囲の時間、当該流れるガスにさらされる。いくつかの実施例において、内部区画壁及び／又は中心ポストは、約１０分から約３０分の範囲の時間、当該流れるガスにさらされる。
【０２０７】
ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立するべく内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上にガスを流すことは、本発明の目的に矛盾しない任意の態様で施すことができる。いくつかの実施例において、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストのすべて又は実質すべての上に、均等又は実質均等な態様でガスが流される。いくつかの実施例において、例えば、当該触媒担体の開放面にコンジットが結合され、当該コンジットを通って及び当該構造的触媒担体の流れチャネルを通ってガスが流れる。これにより、ガスは、内部区画壁及び／又は中心ポスト上を均等又は実質均等に流れる。いくつかの実施例において、コンジットは、構造的触媒担体の外表面に沿った空気流を排除若しくは禁止するべく構造的触媒担体の開放面にシールされる。
【０２０８】
いくつかの実施例において、触媒担体の開放面の前にディフューザが配置され、乾燥プロセス中に当該構造的触媒体を通る均等又は実質均等なガス流を与える補助となる。いくつかの実施例において、ディフューザは穿孔平板を含み得る。加えて、いくつかの実施例において、ディフューザは単独で又はコンジットと組み合わせて使用し得る。
【０２０９】
いくつかの実施例において、第１、第２、及び／又は追加触媒材料の溶液が含浸された構造的触媒担体は、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立するべく、触媒モジュールの枠に残されたまま乾燥される。いくつかの実施例において、例えば、当該モジュールを通って、かつ、構造的触媒担体の内部区画壁及び／又は中心ポストの表面上に、ここに記載される触媒材料の一以上の勾配を確立するのに十分な速度及び／又は温度においてガスが流される。
【０２１０】
いくつかの実施例において、ガスは、当該モジュールの枠内に配列される構造的触媒担体を通って均等又は実質均等に流れる。その結果、得られた構造的触媒体の触媒活性は当該モジュールにわたって実質的に均一となる。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは、いくつかの実施例において約２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは１０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の触媒活性のばらつきは５％未満である。いくつかの実施例において、触媒活性は、窒素酸化物の選択触媒還元、水銀の酸化、若しくはアンモニアの酸化、又はこれらの組み合わせを含む。
【０２１１】
いくつかの実施例において、当該モジュールの触媒体の二酸化硫黄酸化活性は、当該モジュールにわたって実質的に均一である。実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは、いくつかの実施例において４０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは２０％未満である。いくつかの実施例において、実質的に均一であると、当該モジュールの触媒体間の二酸化硫黄酸化活性のばらつきは１０％未満である。
【０２１２】
いくつかの実施例において、当該モジュールの開放面にコンジットが結合され、当該コンジットを通って及び当該モジュールの構造的触媒担体を通ってガスが流れる。いくつかの実施例において、コンジットは、当該モジュールの外表面に沿った空気流を排除又は禁止するべく当該モジュールの開放面にシールされる。
【０２１３】
いくつかの実施例において、触媒モジュールの開放面の前にディフューザが配置され、乾燥プロセス中に当該構造的触媒体を通る均等又は実質均等なガス流を与える補助となる。いくつかの実施例において、ディフューザは穿孔平板を含み得る。加えて、いくつかの実施例において、ディフューザは単独で又はコンジットと組み合わせて使用し得る。
【０２１４】
他側面では、煙道ガス又は燃焼ガスストリームのような流体ストリームを処理する方法がここに記載される。いくつかの実施例において、流体ストリームを処理する方法は、第１表面及び当該第１表面に対向する第２表面を含む少なくとも一つの内部区画壁を含む構造的触媒体を与えることであって、当該内部区画壁は当該第１表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配を有することと、当該流体ストリームに当該構造的触媒体を通過させることと、当該流体ストリームにおける少なくとも一つの化学種を触媒反応させることとを含む。いくつかの実施例において、流体ストリームは、構造的触媒体の一以上の流れチャネルを通って流れる。
【０２１５】
いくつかの実施例において、流体ストリームにおける少なくとも一つの化学種を触媒反応させることは、流体ストリームにおける窒素酸化物を触媒還元することを含む。いくつかの実施例において、流体ストリームにおける少なくとも一つの化学種を触媒反応させることは、流体ストリームにおけるアンモニア及び／又は水銀を酸化することを含む。
【０２１６】
流体ストリームを処理する方法のいくつかの実施例において、当該流体ストリームにおいて二酸化硫黄を三酸化硫黄に酸化することが低減される。一実施例において、例えば、ここに記載される構造的触媒体によって、流体ストリームにおける窒素酸化物の選択触媒還元中における二酸化硫黄の酸化が低減される。
【０２１７】
いくつかの実施例において、流体ストリームを処理する方法の触媒体は、少なくとも一つの内部区画壁の表面の幅に沿った第１触媒材料の勾配に加え、ここに記載される一以上の触媒勾配を含む。いくつかの実施例において、例えば、当該触媒層の触媒体はまた、ここに記載される少なくとも一つの内部区画の幅及び／又は長さに沿ったバルク第１触媒材料の勾配も含む。いくつかの実施例において、ここに記載される方法の触媒体は、図５の表Ｉに与えられる勾配の任意の組み合わせを有し得る。
【０２１８】
いくつかの実施例において、触媒体は、ここに記載される複数の触媒体を含む一モジュールの一部である。流体ストリームは、当該モジュールの中に入り当該触媒体を通過する。いくつかの実施例において、当該モジュールは、触媒反応器の触媒層の一部である。
【０２１９】
構造的触媒体のこれら及び他の実施例が、以下の非限定的実施例によってさらに例示される。
【実施例１】
【０２２０】
構造的触媒体
ＴｉＯ２粉末をフィラ、バインダ、押出補助剤、及び潤滑剤と混合することにより押出組成が与えられた。押出組成は、バナジウムを実質的に含有しなかった（＜０．１０％Ｖ２Ｏ５）。押出組成は、タングステン含有量が≦１．８０％ＷＯ３だった。押出組成が押し出されて、外部周縁壁及び複数の内部区画壁を含む構造的触媒担体が与えられた。内部区画壁は、構造的触媒担体の複数の流れチャネルを画定した。当該流れチャネルは、正方形断面外形を有した。押し出された触媒担体が乾燥及び焼成された。水吸収試験によって構造的触媒担体の多孔度が決定された。
【０２２１】
シュウ酸バナジル及びメタタングステン酸アンモニウム粉末を脱イオン水の容器に加えることによって、バナジウム第１触媒材料及びタングステン第２触媒材料の溶液が与えられた。当業者にはわかるように、加えられたシュウ酸バナジル及びメタタングステン酸アンモニウムの量は、構造的触媒担体の所望のバルク化学及び多孔度に応じて決定された。触媒材料の溶液濃度は、ｘ線蛍光（ＸＲＦ）によって確認された。構造的触媒体が、触媒材料溶液に３分間浸漬され、その後除去された。
【０２２２】
バナジウム第１触媒材料及びタングステン第２触媒材料が含浸した構造的触媒担体が、熱空気ブロワによって乾燥された。構造的触媒体は、当該ブロワから受ける加熱空気が、実質的に均等な態様で流れチャネルを通って及び内部区画壁上を流れるようにラップかつシールされた。ここに記載されるように、加熱空気を送達するべく構造的触媒体の当該面にコンジットがシールされ得る。当該ブロワからの空気は、当該構造的触媒体を乾燥するべく、２０℃／分の速度で設定点温度１６０℃まで加熱され及び３０分間保持された。当該空気の温度はその後、２０℃／分の速度で３５０℃まで増加され、構造的触媒体の１５分の焼成が施された。得られた構造的触媒体は、図１に例示されたものに合致する第１（Ｖ２Ｏ５）及び第２（ＷＯ３）触媒材料の勾配を実証した。
【０２２３】
さらに、本実施例により製造された構造的触媒体の、窒素酸化物及び二酸化硫黄酸化の選択触媒還元のための触媒活性が測定された。構造的触媒体の触媒活性は、内部区画壁の幅に沿った第１及び第２触媒材料の勾配を欠く従来型構造的触媒体と比較された。図４は、触媒活性試験の結果を例示する。図４に例示されるように、本例（Ａ）の構造的触媒体は、二酸化硫黄酸化の単位当たりの窒素酸化物選択還元速度が、従来型触媒体（Ｂ）と比較して著しく高いことを実証した。
【０２２４】
本発明の様々な実施例が、本発明の様々な目的を達成するように記載されてきた。理解すべきことだが、これらの実施例は本発明の原理の例示にすぎない。本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、これらの多数の修正例及び適応例が当業者にとって容易にわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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