(57)【要約】【課題】触媒スラリを基材表面に均一にコーティングし、薄板、軽量で、均一厚さの板状触媒を調製することができる排ガス浄化用触媒の製造方法を提供する。【解決手段】板状の触媒基材１を触媒活性成分を含むスラリに浸漬し、触媒成分を付着させたのち引き上げ、所定温度で乾燥し、焼成する排ガス浄化用触媒の製造方法において、触媒基材１をスラリ槽２から引き上げる際、基材表面に、基材の引き上げ方向と対向する方向に空気１２を吹き付けて液切りしたのち、重力と対向する方向に熱風１３を吹き付けて液垂れを防止しつつ乾燥すること。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の触媒基材を触媒活性成分を含むスラリに浸漬し、触媒成分を付着させたのち引き上げ、所定温度で乾燥し、焼成する排ガス浄化用触媒の製造方法において、前記触媒基材をスラリから引き上げる際、基材表面に、該基材の引き上げ方向と対向する方向にエアーを吹き付けて液切りしたのち、重力と対向する方向に熱風を吹き付けて液垂れを防止しつつ乾燥することを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項２】
前記触媒基材を前記スラリから引き上げる速度を１〜４ｃｍ／ｓｅｃとすることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項３】
前記液切りする際のエアーの吹き付け風速を１〜５ｍ／ｓｅｃとすることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項４】
前記板状の触媒基材は、平板状のエキスパンドメタルまたはこれを断面凹凸状、波形、この字状、階段状に成形したものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項５】
板状の触媒基材を触媒成分含有スラリに浸漬して触媒成分をコーティングしたのち乾燥および／または焼成する排ガス浄化用触媒の製造装置であって、前記触媒成分含有スラリの貯槽と、該貯槽中のスラリに触媒基材を浸漬して基材表面に触媒成分を付着させたのち引き上げる触媒基材の上下動手段と、前記触媒基材をスラリ貯槽から引き上げる際、基材表面に、該基材の引き上げ方向と対向する方向にエアーを吹き付けて液切りするエアーノズルと、触媒成分がコーティングされた基材に対し重力と対向する方向に熱風を吹き付けて乾燥させる熱風ノズルとを有することを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス浄化用触媒の製造方法および装置に係り、特に、触媒成分を均一に担持させることにより、薄板、軽量で、均一厚さの板状触媒を効率よく製造することができる排ガス浄化用触媒の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所、各種工場、自動車などから排出される排煙中の窒素酸化物（ＮＯｘ）は、光化学スモッグや酸性雨の原因物質であり、その効果的な除去方法としてアンモニアを還元剤とした選択的接触還元法が広く採用されている。脱硝触媒としては、例えば酸化チタンを担体とし、バナジウム、モリブデンまたはタングステンを活性成分にしたものが好適に使用されており、通常、板状、ハニカム状、粒状等に成形して用いられている。
【０００３】
排ガス浄化用板状触媒の製造法としては、例えば酸化チタンとバナジウム、モリブデン、タングステンなどの触媒成分の塩類を水と共に混練した後、基材に塗布するなどして成形し、焼成する混練法、触媒成分粉末をスラリー化したもの（以下、触媒スラリという）をエキスパンドメタル等の触媒基材にコーティングするコーティング法等があり、コーティング法は、触媒をより薄板化、軽量化できる点で混練法に比べて有用であるとされている。コーティング法で調製された触媒はコーティング触媒と呼ばれ、例えば図５に示したように、平板状のエキスパンドメタルに帯状の突起を多数設けて断面凹凸状に成形し、これを触媒スラリに浸漬して触媒成分をコーティングした後、乾燥および／または焼成することによって調製される。
【特許文献１】特開昭５３−０２６７８８号公報
【特許文献２】特開２００２−３３６７０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、混練法に比べて薄板化、軽量化を図ることができるものの、触媒スラリを基材表面に均一にコーティングすることが困難であり、特に、粘度が変化しやすい触媒スラリを用いる際は、粘度が高くなると触媒担持量が多くなり、逆に粘度が低くなると基材の貫通孔、例えばエキスパンドメタルの目（開孔）に触媒成分が塗布されず、開孔が空いたまま残るという問題があった。また、触媒基材にコーティングされたスラリは時間と共に自重で下方に移動するために、移動先である下方部の触媒厚さが上方部に比べて厚くなるという問題があり、特にスラリが余剰にコートされた場合に大きな問題となっている。
【０００５】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、触媒スラリを基材表面に均一にコーティングし、薄板、軽量で、しかも均一厚さの板状触媒を効率よく調製することができる排ガス浄化用触媒の製造方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者は、スラリに浸漬した触媒基材の引き上げ方法、およびその後の乾燥方法と触媒担持量および触媒厚さ等との関係について鋭意研究した結果、触媒基材をスラリから引き上げる際、引き上げ方向に対向する方向にエアーをブローしながら液切りすることにより触媒担持量を均一にできること、および触媒コーティング基材に対し、重力に対向する方向に熱風を吹き付けながら乾燥することにより液垂れが防止されて均一厚さの板状触媒が得られることを見出し、本発明に到達したものである。
【０００７】
すなわち、本願で特許請求する発明は、以下のとおりである。
（１）板状の触媒基材を触媒活性成分を含むスラリに浸漬し触媒成分を付着させたのち引き上げ、所定温度で乾燥し、焼成する排ガス浄化用触媒の製造方法において、前記触媒基材をスラリから引き上げる際、基材表面に、該基材の引き上げ方向と対向する方向にエアーを吹き付けて液切りしたのち、重力と対向する方向に熱風を吹き付けて液垂れを防止しつつ乾燥することを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
【０００８】
（２）前記触媒基材を前記スラリから引き上げる速度を１〜４ｃｍ／ｓｅｃとすることを特徴とする上記（１）に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。
（３）前記液切りする際のエアーの吹き付け風速を１〜５ｍ／ｓｅｃとすることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。
（４）前記板状の触媒基材は、平板状のエキスパンドメタルまたはこれを断面凹凸状、波形、この字状、階段状に成形したものであることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れかに記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。
【０００９】
（５）板状の触媒基材を触媒成分含有スラリに浸漬して触媒成分をコーティングしたのち乾燥および／または焼成する排ガス浄化用触媒の製造装置であって、前記触媒成分含有スラリの貯槽と、該貯槽中のスラリに触媒基材を浸漬して基材表面に触媒成分を付着させたのち引き上げる触媒基材の上下動手段と、前記触媒基材をスラリ貯槽から引き上げる際、基材表面に、該基材の引き上げ方向と対向する方向にエアーを吹き付けて液切りするエアーノズルと、触媒成分がコーティングされた基材に対し重力と対向する方向に熱風を吹き付けて乾燥させる熱風ノズルとを有することを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す触媒製造装置の正面図、図２は、図１の平面図である。図において、この装置は、触媒成分含有スラリの貯槽２と、該スラリ槽２に触媒基材としてのエキスパンドメタル１を浸漬して基材表面に触媒成分を付着させたのち引き上げる触媒基材の上下動手段としての上下シリンダ３と、前記エキスパンドメタル１をスラリ槽２から引き上げる際、引き上げ方向と対向する方向にその表面に空気１２を吹き付けて液切りするエアーノズル４と、触媒コーティング基材に対し、重力とは対向する方向に熱風１３を吹き付けて乾燥させる熱風ノズル５とから主として構成されている。１４は、上下シリンダ３の下端に設けられた基材把持手段としての網かご、６は、上下シリンダ３の移動手段としての台車、９は、台車６のガイドレール、１０は、ガイドレール９の脚である。
【００１１】
このような構成において、開始位置１５で、エキスパンドメタル１が網かご１４に保持され、台車６の移動により浸漬位置１６まで水平移動し、ここで、上下シリンダ３が作動し、エキスパンドメタル１を網かご１４ごと下降させてスラリ槽２内に浸漬し、一定時間経過後、網かご１４ごと引き上げて触媒成分がコーティングされる。このとき、図３に示したように、エアノズル４から引き上げ方向と対向する向きに吹き付け空気１２が噴射され、これによってエキスパンドメタル１の上昇と共に該エキスパンドメタル１に付着した余剰のスラリが下方へと移動し、下端部を経て液切りされ、これによって触媒スラリが均一に担持した触媒コーティング基材が得られる。
【００１２】
得られた触媒コーティング基材は、台車６の移動によって乾燥位置１７に到り、ここで、図４に示したように、熱風ノズル５からエキスパンドメタル１の下方より上方に向かって、すなわち重力に対向する方向に熱風１３が吹き付けられ、基材に付着したスラリの下方への移動を防止しつつ乾燥され、スラリはコーティングされたままの状態で固化する。
【００１３】
このようにして乾燥された触媒コーティング基材は、台車６の移動によってガイドレール９上を矢印８に沿って水平方向に移動し、取出位置１８で網かご１４から取り出され、必要に応じて図示省略した焼成装置で焼成されて排ガス浄化用触媒となる。以下、上記と同様の操作が順次繰り返され、触媒成分が均一にコアティングされた、薄板、軽量で均一厚さの板状触媒が安定、かつ連続的に製造される。
【００１４】
本実施例によれば、エキスパンドメタル１をスラリ槽２から引き上げる際、エアーノズル４から引き上げ方向とは対向する方向に空気１２が吹き付けられるので、余剰に付着したスラリが液切りされ、これによってエキスパンドメタル１に触媒成分を均一にコーティングすることができる。
【００１５】
また、本実施例によれば、熱風ノズル５からエキスパンドメタル１の下方より上方に向かって重力に対向する方向に熱風１３を吹き付けながら乾燥することにより、付着スラリが下方へ移動することなく、すなわち液垂れすることなくエアブローされたときのままの均一の状態で、固化するので、触媒成分が均一に付着した均一厚さの板状触媒が得られる。
本実施例において、触媒成分としては、例えばバナジウム、モリブデンおよびタングステンのうち少なくとも１種を触媒活性成分として含む酸化チタン触媒が好適に使用される。
【００１６】
本発明においては、触媒基材を触媒成分含有スラリに浸漬させたのち引き上げる際、引き上げ方向とは逆方向にエアーを吹き付けて余剰に付着したスラリの液切りを行う。すなわち、触媒基材を触媒成分含有スラリに浸漬するコーティング法においては、基材をスラリに浸漬したのち引き上げる際、付着スラリは自重によって下方へ移動する。従って、通常板状触媒の板厚は上部よりも下部が厚くなるが、本発明においては、基材を触媒スラリから引き上げる際、基材の両面に引き上げ方向とは逆方向、すなわち、上方から下方に向かってエアブローして強制的にスラリを下方へ移動させ、下端から液切りさせることにより、スラリ担持量を均一化することができる。スラリが自重により下部に移動する速度はスラリ粘度により異なる。従ってスラリ粘度に応じて、基材の引き上げ速度、エアーブロー時のエアー流速、エアブロー角度等を調整することにより、スラリがより均一に担持した板状触媒が得られる。
【００１７】
また、本発明においては、触媒コーティング基材に対し、重力と対向する方向に熱風を吹き付けてスラリの下方への移動を防止しつつ乾燥する。これによって液垂れを防止して均一厚さの触媒体が得られる。すなわち、触媒スラリを液切りし、基材表面に均一に担持させた場合であっても、乾燥時に、付着スラリが時間の経過と共に自重によって下方へ移動し、下部の板厚が上部の板厚よりも厚くなる場合がある。また、板状基材に設けられた表裏に貫通する貫通孔、例えばエキスパンドメタルの網目を塞ぐようにコーティングされた膜状のスラリが切れて孔空きが発生することがあるが、本発明においては、液切り後、基材の両面下方より上方に向かって熱風を吹き付けながら乾燥させることにより、自重によるスラリの下方への移動を防止し、スラリをコーティング時のままの状態で固定させることができる。
【００１８】
本発明において、基材引き上げ時にエアーを吹き付ける、基材の引き上げ方向と対向する方向とは、重力方向であるが、斜め重力方向を含む、総じて引き上げ方向と対向する方向をいう。また、乾燥時に熱風を吹き付ける、重力と対向する方向とは上方向であるが、斜め上方向を含む、総じて重力と対向する方向をいう。
【００１９】
本発明において、触媒基材をスラリから引き上げる速度は、１〜４ｍ／ｓｅｃであることが好ましく、より好ましくは、２〜３ｍ／ｓｅｃである。引き上げ速度が大きすぎると、触媒付着量が不足し、小さすぎると板厚が厚くなり、かつ液垂れ現象を防止するのが困難となる。
また、本発明において、液切りする際のエアーの吹き付け風速は、１〜５ｍ／ｓｅｃであることが好ましく、より好ましくは、２〜４ｍ／ｓｅｃである。風速が、高すぎると網目にコーティンングされたスラリが切れて孔空きが発生しやすくなり、低すぎると、液切り効果が十分に得られなくなる。
【００２０】
本発明において、触媒基材に触媒成分ををコーティングした後、すなわちエアブローによって余剰のスラリを液切りしたのち、できるだけ速やかに重力と対向する方向に熱風を吹き付けて乾燥することが好ましい。これによってより厚さが均一で品質が安定した板状触媒を製造することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載の発明によれば、触媒成分が均一に付着した薄板、軽量で、しかも均一厚さの排ガス浄化用触媒を製造することができる。
本願の請求項２に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、触媒成分をより均一に付着させることができる。
【００２２】
本願の請求項３に記載の発明によれば、上記発明と同様、触媒成分をより均一に付着させることができる。
本願の請求項４に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、触媒表面積が大きい高活性の排ガス浄化用触媒が得られる。
本願の請求項５に記載の発明によれば、触媒成分が均一に付着した薄板、軽量で、しかも均一厚さの排ガス浄化用触媒を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である触媒製造装置の正面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】浸漬およびエアブロー工程を示す説明図。
【図４】熱風乾燥工程を示す説明図。
【図５】エキスパンドメタルを成形した板状の触媒基材を示す斜視図。
【符号の説明】
１…エキスパンドメタル、２…スラリ槽、３…上下シリンダ、４…エアノズル、５…熱風ノズル、６…台車、７…上下移動方向を示す矢印、８…水平移動方向を示す矢印、９…ガイドレール、１０…ガイドレール脚、１１…スラリ、１２…吹き付け空気、１３…熱風、１４…網かご、１５…開始位置、６…浸漬位置、１７…乾燥位置、１８…取出位置。
【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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