[go: up one dir, main page]

KR20070035816A - Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst - Google Patents

Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst Download PDF

Info

Publication number
KR20070035816A
KR20070035816A KR1020050090645A KR20050090645A KR20070035816A KR 20070035816 A KR20070035816 A KR 20070035816A KR 1020050090645 A KR1020050090645 A KR 1020050090645A KR 20050090645 A KR20050090645 A KR 20050090645A KR 20070035816 A KR20070035816 A KR 20070035816A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
carriers
catalyst
wire mesh
catalytic converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
KR1020050090645A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송길홍
이재수
Original Assignee
주식회사 제너럴시스템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 제너럴시스템 filed Critical 주식회사 제너럴시스템
Priority to KR1020050090645A priority Critical patent/KR20070035816A/en
Publication of KR20070035816A publication Critical patent/KR20070035816A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409Nitrogen oxides
    • B01D53/9413Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9427Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrous oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8631Processes characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/10Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102Platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/10Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102Platinum group metals
    • B01D2255/1021Platinum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/10Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102Platinum group metals
    • B01D2255/1023Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/10Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102Platinum group metals
    • B01D2255/1025Rhodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/01Engine exhaust gases
    • B01D2258/012Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기 및 코팅촉매 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 디젤엔진, 린번(Lean-Burn) 가스엔진, 린번 가솔린엔진 및 기타 고정 연소원에서 발생되는 배기가스중의 CO(일산화탄소), HC(하이드로카본)을 효과적으로 저감 제어하는 것과 동시에 입자상 물질(Particulate matters)을 동시에 규제치 이상으로 제어하도록 발명된 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic converter and a coating catalyst manufacturing method for automobile exhaust gas purification. More particularly, the present invention relates to CO in exhaust gases generated from diesel engines, lean-burn gas engines, lean-burn gasoline engines, and other fixed combustion sources. It is invented to effectively control and control (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon) at the same time and to control the particulate matter (Particulate matters) more than the regulation value at the same time.

본 발명의 구성은, 백금을 주성분으로 하는 코팅물질로 코팅되며, 스테인레스 스틸재로 된 와이어 메쉬 담체(10)(20)와;The configuration of the present invention is coated with a coating material containing platinum as a main component, and the wire mesh carriers 10 and 20 made of stainless steel;

이 와이어 메쉬 담체(10)(20)가 서로 이웃하는 다른 담체(10)(20)는 그 밀도가 서로 다른 것을 복수로 배치하여서 구성된다.The other carriers 10 and 20 in which the wire mesh carriers 10 and 20 are adjacent to each other are formed by arranging a plurality of different carriers having different densities.

배기가스, 촉매, 변환, 담체, 밀도 Exhaust gas, catalyst, conversion, carrier, density

Description

자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기 및 코팅촉매 제조방법 {A Catalyst Converter for Purifying an Exhaust Gas of an Automobile and the Method of Manufacturing a Coating Catalyst}A catalyst converter for purifying an exhaust gas of an automobile and the method of manufacturing a coating catalyst

도 1은 본 발명의 담체 직조에 사용되는 와이어의 형상을 도시한 확대 사시도.1 is an enlarged perspective view showing the shape of a wire used for weaving a carrier of the present invention.

도 2는 스틸 와이어로 직조된 상태를 보인 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a state woven from steel wire.

도 3은 원통형으로 직조된 메쉬를 롤러에 의해 압착시키는 상태를 보인 사시도.3 is a perspective view showing a state in which a cylindrical woven mesh is compressed by a roller.

도 4는 본 발명의 담체가 서로 다른 밀도로 연이어 설치되는 상태를 보인 예시도.Figure 4 is an exemplary view showing a state in which the carrier of the present invention are installed successively at different densities.

도 5 밀도가 다른 담체들 사이로 배기가스가 통과되며 굴절과 확산되는 상태를 보인 이해도.5 is an understanding showing the state in which the exhaust gas is passed between the carriers of different densities and refracted and diffused.

도 6은 밀도가 다른 담체들 사이로 배기가스가 통과되며 굴절과 확산 및 와류되는 상태를 보인 이해도.Figure 6 is an understanding showing the state that the exhaust gas is passed between the carriers of different densities, refracted and diffused and vortex.

도 7은 유해 배기가스가 본 발명의 촉매 변환기를 통과하며 화학변화를 보인 이해도.Figure 7 is an understanding of the chemical changes in the harmful exhaust gas passing through the catalytic converter of the present invention.

*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 - 와이어 2,3 - 롤러1-wire 2,3-roller

10,11 - 와이어 메쉬 담체 10,11-wire mesh carrier

본 발명은 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기 및 코팅촉매 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 디젤엔진, 린번(Lean-Burn) 가스엔진, 린번 가솔린엔진 및 기타 고정 연소원에서 발생되는 배기가스중의 CO(일산화탄소), HC(하이드로카본)을 효과적으로 저감 제어하는 것과 동시에 입자상 물질(Particulate matters)을 동시에 규제치 이상으로 제어하도록 발명된 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic converter and a coating catalyst manufacturing method for automobile exhaust gas purification. More particularly, the present invention relates to CO in exhaust gases generated from diesel engines, lean-burn gas engines, lean-burn gasoline engines, and other fixed combustion sources. It is invented to effectively control and control (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon) at the same time and to control the particulate matter (Particulate matters) more than the regulation value at the same time.

일반적으로 현재 대부분의 자동차 특히, 디젤을 연로로 사용하는 경유 자동차는 최근까지 촉매변환기를 부착하지 않고 운행하였으나, 2000년대에 들어 환경규제에 따른 DOC 변환기(Diesel Oxidation Catalyst Converter)를 장착하게 되어있다.In general, most automobiles, especially diesel vehicles using diesel fuel, have operated without a catalytic converter until recently, but in the 2000s, DOC converters (Diesel Oxidation Catalyst Converters) according to environmental regulations were to be installed.

이 DOC는 엔진의 배기 메니홀더의 배출구 측에 부착되어 촉매작용을 하는 귀금속 즉 백금(Pt) 또는 백금(Pt) + 로듐(Rh) 또는 백금(Pt) + 로듐(Rh) + 팔라디움(Pd)을 사용한 것으로 배기가스 중의 CO 및 HC을 동시에 저감하는 것이다.This DOC is attached to the exhaust side of the engine exhaust manifold to catalyze precious metals, such as platinum (Pt) or platinum (Pt) + rhodium (Rh) or platinum (Pt) + rhodium (Rh) + palladium (Pd). It is used to reduce CO and HC in exhaust gas simultaneously.

이 DOC 변환기의 정화작용은 엔진을 이론 공연비 부근에서 운전하면 촉매 반 응에 따라 반응이 일어나며 통상적인 반응온도는 300 ~ 500℃ 정도이며 HC 및 CO를 산화시키는 역할을 하고 있다.This DOC converter's purifying action occurs when the engine is operated near the theoretical air-fuel ratio, and the reaction takes place according to the catalytic reaction. The normal reaction temperature is about 300 to 500 ° C, and it is responsible for oxidizing HC and CO.

종래, 촉매의 담체는 벌집형(Ceramic honeycomb type)을 사용하고 있는 실정이다.Conventionally, the carrier of the catalyst is a situation that uses a honeycomb (Ceramic honeycomb type).

세라믹 벌집형 이동원 촉매는 세라믹재로 허니컴 형상의 담체를 구성하므로 온도변화에 취약하다.The ceramic honeycomb moving source catalyst is vulnerable to temperature change because the honeycomb carrier is made of ceramic material.

그리고, 운전초기에 최적의 반응온도까지 소요되는 시간 동안은 촉매로서의 역할을 하지 못하는 것은 물론, 물성이 약해 내구성에서 많은 문제점을 가지고 있어 실제 자동차에 적용하기에는 배기가스규제 등에 대응하지 못하는 등의 문제점이 있다.In addition, it does not play a role as a catalyst during the time required to reach the optimum reaction temperature in the early stage of operation, and also has a lot of problems in durability due to its weak physical properties. have.

본 발명의 목적은 산화작용이 보다 원활하게 이루어져 높은 배기가스 저감율을 갖는 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a catalytic converter for automobile exhaust gas purification which has a high exhaust gas reduction rate due to more smooth oxidation.

본 다른 목적은 코팅된 촉매가 입자상물질 등의 발화온도를 낮추어 배기가스의 자체연소를 촉진시키고 CO와 HC의 높은 저감효율, 초저유황 사용시 입자상 물질을 크게 저감하도록 된 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a catalytic converter for automobile exhaust gas purification, in which the coated catalyst lowers the ignition temperature of particulate matter and the like to promote self-burning of exhaust gas, high CO and HC reduction efficiency, and greatly reduce particulate matter when using ultra low sulfur. It is.

이러한 본 발명의 촉매 변환기는, 스테인레스 스틸(Stainless Steel)재로 원 통으로 만든 와이어 매쉬를 필요 형상에 따라 금형에 넣어 프레스로 압착하는 것에 의해 원형기둥 및 삼각기둥, 사각기둥 그리고 타원기둥과 같이 다양한 기둥 형상으로 성형시켜 이동원의 구조에 맞출 수 있도록 설계된다.The catalytic converter of the present invention is a stainless steel (Stainless Steel) material, a wire mesh made of a cylindrical shape by pressing the press into a mold according to the shape required, various column shapes, such as circular column, triangular column, square column and elliptical column It is designed to fit the structure of the moving source by molding.

스테인레스 스틸(Stainless Steel)재로 된 와이어는 처음 가는 원형의 세선형태로 된 것을 압연하여 도 1에서 도시한 바와 같이 두께 0.15-0.25, 폭 0.4-0.6 사이의 크기로 얇은 와이어(1) 형상으로 변형시켜 촉매 담체의 비표면적을 상대적으로 증가시키게 된다.The wire made of stainless steel is rolled into the first thin circular wire shape and deformed into a thin wire 1 shape with a size of 0.15-0.25 thickness and 0.4-0.6 width as shown in FIG. It will relatively increase the specific surface area of the catalyst carrier.

따라서, 촉매역활을 증가시키는 효과를 가져옴과 동시에 와이어 메쉬형이 담체 구조상 적층방법에 따라 담체 내부에 배기가스의 흐름이 와류현상(Turbulence)이 발생한다.Therefore, the effect of increasing the catalyst role and at the same time, the turbulence of the exhaust gas flows inside the carrier according to the lamination method due to the wire mesh type carrier structure.

더불어 유체속의 미립자의 불규칙운동인 브라운 운동(Brownian motion)의 발생, 즉 배기가스의 열 때문에 미세한 작은 입자들이 불규칙 하게 운동하는 현상(분자의 열운동)이 나타나게 된다.In addition, Brownian motion, which is an irregular motion of the particles in the fluid, is generated, that is, a phenomenon in which small particles are irregularly moved due to the heat of the exhaust gas (thermal motion of the molecules) appears.

아울러 작은 미세 입자들간의 끼워넣기(Impaction)와 차단(Interception), 열적 파괴(Thermal Destruction) 등의 촉매 담체 내부에서 상기의 현상들이 복합적으로 이루어져 촉매의 효능을 증가시키면서 미세입자의 환원(Reduction)반응이 일어난다.In addition, the above phenomena are combined in the catalyst carrier such as the insertion, interception, thermal destruction, etc. between the small fine particles, and the reduction reaction of the fine particles is performed while increasing the efficacy of the catalyst. This happens.

도 2는 압연에 의해 납작한 와이어로 직조된 조직을 도시하고, 이와 같이 천과 같이 원통으로 직조된 것을 도 3에서와 같이 상하 롤러(2)(3)들 사이에서 눌러서 납작하게 두겹으로 만드는 과정을 도시하고 있다.FIG. 2 shows a structure woven from a flat wire by rolling, and a process of making a cylindrical woven like a cloth and pressing it between the upper and lower rollers 2 and 3 as shown in FIG. It is shown.

이와 같이 납작하게 두겹으로 중첩된 와이어 메쉬를 원통형으로 말거나 또는 프레스기에 의해 금형에 넣어서 원형, 삼각, 사각, 또는 타원 모양의 기둥형상으로 성형하는 것이다.In this manner, the wire mesh superimposed in two layers is rolled into a cylindrical shape or put into a mold by a press to form a circular, triangular, square, or elliptical columnar shape.

이와 같이 프레스로 다져진 각각의 담체(10)(20)를 3-8 사이의 복수층으로 겹쳐지게 배열하여 그 표면적으로 넓게 하는 것이 중요하다.In this way, it is important to arrange the carriers 10 and 20, which are compacted by the press, in a plurality of layers between 3 and 8 so as to have a large surface area.

이때, 각 담체(10)(20) 층마다의 밀도를 (단위면적당 중량, g/㎤)를 달리하여 와류(Turbulance), 브라운 운동(Brownian motion), 분자 끼워넣기(Impaction), 차단(Interception)의 현상을 더욱 유도할 수 있도록 설계하게 된다.At this time, by varying the density (weight per unit area, g / cm 3) for each layer of the carriers 10 and 20, turbulence, brownian motion, molecular interference, and interception It will be designed to further induce the phenomenon of.

도 4는 예로서 단위 와이어 메쉬 담체(10)(20)가 4개층으로 배치되는 실시예를 도시하고 있다.4 shows an example in which the unit wire mesh carriers 10 and 20 are arranged in four layers.

본 발명에서 사용되는 와이어 메쉬 담체(10)(20)의 밀도는 각 메쉬 1개(EA)당 0.20g/㎤ ~ 0.80g/㎤의 밀도를 선택적으로 사용할 수 있도록 설계 하였다.The density of the wire mesh carriers 10 and 20 used in the present invention is designed to selectively use a density of 0.20 g / cm 3 to 0.80 g / cm 3 for each mesh EA.

또한 이 와이어 메쉬 담체(10)(20)의 적층수가 최대 8층으로 겹쳐서 배치될 수 있으며, 이때 전체 와이어 메쉬(10)들의 밀도 또한 0.80g/㎤를 넘지 않도록 설계된다.In addition, the number of stacked layers of the wire mesh carriers 10 and 20 can be overlapped with up to eight layers, and the density of the entire wire meshes 10 is also designed not to exceed 0.80 g / cm 3.

복수층으로 각 와이어 메쉬 담체(10)(20)는 튜브형상의 케이스에 채워진 후 스폿용접 등의 방법으로 튜브 케이스에 삽입 고정된 후 메탈 허니컴 타입(metal Honeycomb type)의 보조 담체를 촉매장치의 배기가스 입구와 출구에 선택적으로 부착하여 처리하기도 한다.The wire mesh carriers 10 and 20 in a plurality of layers are filled in a tube-shaped case, and then inserted into the tube case by spot welding or the like, and then a metal honeycomb type auxiliary carrier is used to exhaust the catalyst gas. It may be selectively attached and treated at the inlet and outlet.

이 보조 담체는 처리하여야 할 배기가스의 흐름을 다양하게 조절하여 촉매반 응의 특성을 극대화하는데 도움을 준다.This auxiliary carrier helps to maximize the characteristics of the catalyst reaction by varying the flow of exhaust gases to be treated.

한편, 와이어 메쉬 담체(10)(20)를 도 4에서와 같이 4개 층으로 배열할 경우 각 와이어 메쉬 담체(10)(20)들의 밀도를 서로 다르게 배치하는 것이 효과적인데, 각 담체(10)(20)들의 밀도크기 순서를 1<2<3<4 또는 1<4<2<3 등으로 조절하여 담체를 설계하는 것이 효과적이다.Meanwhile, when the wire mesh carriers 10 and 20 are arranged in four layers as shown in FIG. 4, it is effective to arrange the density of each wire mesh carrier 10 and 20 differently. It is effective to design the carrier by adjusting the density size order of (20) to 1 <2 <3 <4 or 1 <4 <2 <3 and the like.

즉, 서로 연이어 배치되는 와이어 메쉬 담체(10)(20)들의 경계에서 밀도차이로 인해 보다 큰 와류와 브라운 운동, 분자 끼워넣기, 차단 등의 기능을 발휘할 수 있기 때문이다.That is, due to the difference in density at the boundary between the wire mesh carriers 10 and 20 arranged successively, the larger vortices, brown motion, molecular insertion, blocking, and the like can be exhibited.

그리고, 보조 담체를 배기가스 입구 또는 출구, 또는 입구, 출구, 또는 와이어 메쉬 담체(10)(20)들의 각 단 사이에 삽입하는 방법 등으로 매우 다양하게 설계 제작하여 촉매 특성을 최대화 시킬 수 있도록 설계할 수 있는 것이다.In addition, the auxiliary carrier is designed so as to maximize catalyst characteristics by inserting the auxiliary carrier into the exhaust gas inlet or outlet, or inlet, outlet, or wire mesh carriers 10 and 20 between various stages. You can do it.

와이어 메쉬 담체(10)(20)가 서로 다른 밀도로 배치된 경우, 배기가스의 흐름의 모양은 도 5 및 도 6와 같은 모양을 예측할 수 있으며, 그 적층의 구조에 따라 매우 다양한 브라운 운동(Brownian motion)과 끼워넣기(Impaction Interception), 와류(Turbulance) 현상이 다양화 되면서 열 환원(Thermal Reduction)효과가 극대화 될 수 있는 것이다.When the wire mesh carriers 10 and 20 are arranged at different densities, the shape of the exhaust gas can be predicted as shown in FIGS. 5 and 6, and the Brownian motion varies greatly depending on the structure of the stack. The effects of motion, insertion and turbulence can be diversified to maximize the effect of thermal reduction.

이와 같이 이루어진 와이어 메쉬 담체 구조에 의하면 상업적으로 이용되는 γ-Al2O3, 또는 δ-Al2O3와 같은 다공성 고표면적의 지지(Support)와 알루미나(Alumina)에 함유된 황(Sulfur)성분이 질소산화물의 생성의 억제와 하이드로카본 (HC), 일산화탄소(CO)의 산화작용을 도와 HC, CO의 제거효율을 증가시키고 있음을 확인하였다.According to the wire mesh carrier structure thus constructed, a commercially available porous high surface area such as γ-Al 2 O 3 or δ-Al 2 O 3, and sulfur component contained in alumina It was confirmed that the inhibition of the formation of nitrogen oxides and the oxidation of hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) help to increase the removal efficiency of HC and CO.

특히, 디젤자동차에서 배출되는 배기가스성분은 입자상물질(PM:Particulate Matter), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 질소산화물(NOx)로 구성되어 있으며 입자상물질은 다시 용해성 유기물질(SOF:Soluble Organic Fraction), 황산염(Sulfate), 매연(Soot)으로 세분화 할 수 있다.In particular, the exhaust gas emitted from diesel vehicles consists of particulate matter (PM), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx). It can be subdivided into fractions, sulfates, and soot.

배기가스중에 산소농도가 높고 온도가 낮기 때문에 유해한 배기가스 성분 제거가 어려우나 본 발명의 촉매 변환기는 배기가스중의 탄화수소, 일산화탄소, 그리고 미연소된 연료 및 윤활유로 구성된 SOF 등을 효과적으로 제거할 수 있는 기능을 갖고 있다.It is difficult to remove harmful exhaust gas components because of high oxygen concentration and low temperature. Have

한편, 본 발명의 와이어 메쉬 담체(10)(20)는 고도로 정제된 알루미나(γ or δ Type) 상에서(으로 0.05중량% S함유) Pt(백금) 또 Pd(팔라디움) Rh(로듐) 또는 Ti, W, Mo, V 등의 각종 첨가제로 구성된 촉매성분이 코팅된다.On the other hand, the wire mesh carrier 10, 20 of the present invention is Pt (platinum) or Pd (paldium) Rh (rhodium) or Ti on highly purified alumina (γ or δ type) (with 0.05 wt% S), A catalyst component composed of various additives such as W, Mo, and V is coated.

코팅된 촉매의 조합된 성분이 HC, CO 및 입자상물질(PM) 중의 SOF(Soluble Organic Fraction)를 산화시켜 높은 저감효율을 보이고 있다.The combined components of the coated catalysts oxidize SOF (Soluble Organic Fraction) in HC, CO and particulate matter (PM), showing high reduction efficiency.

연구에 따른 시험결과, 배기가스중의 황산염(SOx) 성분이 1000ppm이하, 500ppm이하 그리고 초저유황 즉 5ppm이하 경유의 연소에서도 단일 Pt(백금)과 Pt(백금), Pd(팔라디움)의 주촉매 성분조건에서도 질소산화물(NOx)생성의 억제와 HC, CO, SOF의 산화반응이 원활히 반응하여 높은 저감효율을 보이고 있다.According to the test results, the main catalyst component of single Pt (Platinum), Pt (Platinum) and Pd (Palladium) in combustion of Sulfate (SOx) component in exhaust gas is less than 1000ppm, 500ppm and ultra low sulfur or less than 5ppm Even under the conditions, the reduction of NOx production and the oxidation reaction of HC, CO and SOF react smoothly, showing high reduction efficiency.

그리고, 와이어 메쉬 담체(10)(20)의 밀도를 차별화 한 후 그 적층방법, 담 체 밀도조정, 그리고 와이어 메쉬 담체(10)(20)의 전, 후로 배치되는 보조 담체들의 배치 설계에 따라 와류, 끼워넣기, 차단, 브라운 운동 현상에 따른 담체(10)(20) 내부의 운동 영향으로 촉매 반응효과가 상승되어 미세입자의 열파괴(Thermal Destruction)가 단일 구조체인 세라믹 허니컴 보다도 높은 제거효율을 보이고 있다.Then, after differentiating the density of the wire mesh carriers 10 and 20, the vortex according to the lamination method, the carrier density adjustment, and the arrangement design of the auxiliary carriers arranged before and after the wire mesh carriers 10 and 20. , The effect of the reaction inside the carrier (10, 20) due to the insertion, blocking, and Brownian motion phenomenon is increased, the thermal destruction of the microparticles shows higher removal efficiency than the ceramic honeycomb that is a single structure have.

따라서, 본 발명의 촉매 변환기에 의하면 열충격 내성(thermal shock tolerant)이 약 2000℃의 아주 높은 온도에서도 유지되었다.Thus, according to the catalytic converter of the present invention, the thermal shock tolerant was maintained even at a very high temperature of about 2000 ° C.

또, 촉매 담체(10)(20)의 각 축(axis)에 받는 충격도 모든 축 방향에서 매우 높은 강도를 유지하고 있어 내구성에서도 기존 촉매보다 탁월한 성능을 유지하고 있다.In addition, the impact received on each axis of the catalyst carriers 10 and 20 also maintains very high strength in all the axial directions, and thus maintains superior performance in comparison with existing catalysts even in durability.

그리고, 스테인레스 스틸(Stainless Steel)재로 와이어 메쉬 담체(10)(20)가 제조되므로 열전도가 높아 짧은 시간내에서도 촉매반응온도에 도달하여 촉매반응이 시작된다. In addition, since the wire mesh carriers 10 and 20 are made of stainless steel, the thermal conductivity is high and the catalytic reaction temperature is reached even in a short time to start the catalytic reaction.

이는, 예열온도(light off temperature)가 매우 낮음을 알 수 있으며 아울러 예열온도 지속(Sustainability of light off temperature) 성능 또한 높음을 확인할 수 있음을 나타낸다.This indicates that the light off temperature is very low, and that the sustainability of light off temperature performance is also high.

한편, 와이어 메쉬 담체(10)(20)에 코팅되는 촉매는 고도로 정제된 알루미나(γ or δ type)상에서 단일 백금(Pt) 과 팔라디움(Pd)이 5:1 비율로 혼합된 코팅촉매에서 최대 1000ppm의 황성분하에서도 산화반응이 잘 일어나고 있음을 확인하였으며, 배압(Back pressure)도 매우 낮으며 필요에 따라 다양한 배압에 맞출 수 있 음도 확인되었다.On the other hand, the catalyst coated on the wire mesh carriers 10 and 20 is a maximum of 1000 ppm in a coating catalyst in which a single platinum (Pt) and palladium (Pd) are mixed at a 5: 1 ratio on highly purified alumina (γ or δ type). It was confirmed that the oxidation reaction occurred well under the sulfur component of, and the back pressure was also very low, and it was also confirmed that it could be adapted to various back pressures as needed.

이러한 코팅 총매의 제조 방법은 다음과 같다.The manufacturing method of such a coating sheet is as follows.

정제된 γ-Al2O3, 또는 δ-Al2O3와 뵘석(Alumina Mono hydrate) 및 Ti, W, Mo, V, Ce 등과 조합된 Pt 성분 및 Pd 성분을 활성물질로 하여 함침 방법을 이용하여 만들어진다.Pt component and Pd component combined with purified γ-Al 2 O 3 or δ-Al 2 O 3 and alumina monohydrate and Ti, W, Mo, V, Ce, etc. Is made.

즉, 와이어 메쉬 담체(10)(20)를 Pt와 Pd의 비율을 5:1로 하여 담지시키게 되는데, 정제된 Al2O3와 뵘석(Alumina Monohydrate) 또는 이들 물질의 조합산화물을 Pt와 Pd 혼합용액에 용해 후 100 ~ 120℃에서 건조하고 산소 또는 공기 분위기하에서 100 ~ 650℃의 프로그램 가능한 온도의 과정에 따라 단계적으로 소성하여 얻는다. In other words, the wire mesh carriers 10 and 20 are loaded with a ratio of Pt and Pd of 5: 1. Pt and Pd are mixed with purified Al 2 O 3 and alumina monohydrate or a combination oxide of these materials. After dissolving in solution, it is dried by drying at 100-120 ° C. and calcined step by step under a programmable temperature of 100-650 ° C. under an oxygen or air atmosphere.

이때 뵘석은 소성단계에서 Al2O3로 전환되어 큰 비표면적을 가지게 된다.At this time, the boehmite is converted to Al 2 O 3 in the sintering step to have a large specific surface area.

또, 위와는 다른 코팅용 용액은 Pt(Pt과 Pt화합물)과 Ti, W, Mo, V 및 Ce과 성분을 함유하는 수용액에 용해한 것을 사용할 수도 있다.In addition, the coating solution different from the above can also be dissolved in Pt (Pt and Pt compounds) and an aqueous solution containing Ti, W, Mo, V and Ce and components.

즉, 정제된 Al2O3, 뵘석 또는 이들 물질의 조합산화물이 녹아 있는 수용액에 W, Mo. V, Ce 성분을 함유하는 암모늄염(Ammonium Soft)을 용해하고 디아질산염과 제올라이트 분말 용액을 용해한 후 위와 같은 조건에서 건조와 소성단계를 거치거나, 각각의 물질을 함유하는 용액에 순차적으로 용해한 후 건조와 소성단계를 거치게 된다.That is, in the aqueous solution in which purified Al 2 O 3 , boehmite or a combination oxide of these substances is dissolved, W, Mo. After dissolving ammonium salt containing V and Ce components (Ammonium Soft) and dissolving dinitrate and zeolite powder solution, go through drying and firing steps under the above conditions, or sequentially dissolving in solution containing each substance and drying and It goes through the firing step.

주 촉매인 Pt와 Pd은 Al2O3상에 담지되어 소성단계를 거치면서 스테인레스 스틸재인 와이어 메쉬 담체(10)(20)의 표면에 고루 퍼지게 되는데, 평균입경이 20 ~ 100mm 정도이면 적절하나 30 ~ 60mm 이면 Hc, CO, SOF의 산화작용이 원활하게 이루어져 높은 저감효율을 보이며 아울러 미세입자의 저감율도 상승하게 된다.Pt and Pd, which are the main catalysts, are supported on Al 2 O 3 and spread evenly on the surface of the stainless steel wire mesh carriers 10 and 20 during the sintering step. If the thickness of ~ 60mm, the oxidation of Hc, CO, SOF is smooth, showing high reduction efficiency and increasing the reduction rate of fine particles.

즉, 와이어 메쉬 담체(10)(20)에 코팅된 촉매가 미세입자(PM) 등의 발화온도를 낮추어 배기가스의 자체연소를 촉진시키고 CO와 HC의 높은 저감효율, 초저유황 사용시 입자상 물질 25% 이상 저감하는 것이다.That is, the catalyst coated on the wire mesh carriers 10 and 20 lowers the ignition temperature of the fine particles (PM) to promote self-burning of the exhaust gas, high CO and HC reduction efficiency, and 25% particulate matter when using ultra low sulfur. This is to reduce the abnormality.

이때 반응되는 반응식은 다음과 같다.The reaction scheme reacted at this time is as follows.

<표 1>은 디젤 연료를 사용하는 여러 차종으로 시험하여 CO, HC, PM (SOF 포함)값을 측정한 데이타이다.<Table 1> shows the data of CO, HC, and PM (including SOF) values measured by various vehicles using diesel fuel.

Figure 112005054766535-PAT00001
Figure 112005054766535-PAT00001

이 표에서와 같이 평균 저감율이 매우 높은 측정값을 얻을 수 있었다.As shown in this table, the measured value with very high average reduction rate was obtained.

본 발명에 따른 촉매는, 디젤엔진 Lean-Burn(린-번) gas 엔진, 린번-가솔린 엔진 등의 이동연소원에서 발생되는 배기가스 중의 HC (하이드로카본)과 일산화탄소(CO) 및 미세입자(PM)를 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.The catalyst according to the present invention includes HC (hydrocarbon), carbon monoxide (CO) and fine particles (PM) in exhaust gas generated from a mobile combustion source such as a diesel engine Lean-Burn (Lean-Burn) gas engine, or a Lean-Ban gasoline engine. You can effectively control.

따라서, 여러 종류의 디젤 엔진 및 연소장치로부터 발생되는 질소산화물을 제거하는데 매우 유용한 발명인 것이다.Therefore, it is a very useful invention for removing nitrogen oxides generated from various types of diesel engines and combustion apparatuses.

Claims (4)

백금을 주성분으로 하는 코팅물질로 코팅되며, 스테인레스 스틸재로 된 와이어 메쉬 담체(10)(20)들과;Wire mesh carriers 10 and 20 coated with a platinum-based coating material and made of stainless steel; 이 와이어 메쉬 담체(10)(20)가 서로 이웃하는 다른 담체(10)(20)는 그 밀도가 서로 다른 것을 복수로 배치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기.A catalytic converter for automobile exhaust gas purification, characterized in that a plurality of different carriers (10) (20) in which the wire mesh carriers (10) (20) are adjacent to each other are arranged in plural ones having different densities. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅물질은 정제된 알루미나(γ or δ type)상에서 단일 백금(Pt) 과 팔라디움(Pd)이 5:1 비율로 혼합된 코팅촉매로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기.The method according to claim 1, wherein the coating material is on the purified alumina (γ or δ type) for purification of automobile exhaust gas, characterized in that consisting of a coating catalyst mixed with a single platinum (Pt) and palladium (Pd) in a 5: 1 ratio. Catalytic converter. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅물질은 정제된 Al2O3, 뵘석 또는 이들 물질의 조합산화물이 녹아 있는 수용액에 Pt(Pt과 Pt화합물)과 Ti, W, Mo, V 및 Ce 성분을 함유한 코팅촉매로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화용 촉매 변환기.The method of claim 1, wherein the coating material is a coating containing Pt (Pt and Pt compounds) and Ti, W, Mo, V and Ce components in an aqueous solution in which purified Al 2 O 3 , boehmite or combination oxides of these materials are dissolved. Catalytic converter for automobile exhaust gas purification, characterized in that made of a catalyst. 정제된 Al2O3와 뵘석(Alumina Monohydrate) 또는 이들 물질의 조합산화물을 Pt와 Pd이 5:1로 혼합용액에 용해 후 100 ~ 120℃에서 건조하고 공기 분위기하에서 100 ~ 650℃의 온도에서 소성하는 것을 특징으로 하는 코팅촉매 제조방법.Purified Al 2 O 3 and alumina monohydrate or combination oxides of these materials were dissolved in a mixed solution of Pt and Pd 5: 1, dried at 100 to 120 ℃ and calcined at 100 to 650 ℃ under an air atmosphere. Coating catalyst manufacturing method, characterized in that.
KR1020050090645A 2005-09-28 2005-09-28 Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst Abandoned KR20070035816A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050090645A KR20070035816A (en) 2005-09-28 2005-09-28 Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050090645A KR20070035816A (en) 2005-09-28 2005-09-28 Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070035816A true KR20070035816A (en) 2007-04-02

Family

ID=38158279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050090645A Abandoned KR20070035816A (en) 2005-09-28 2005-09-28 Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070035816A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101706398B1 (en) Partial filter substrates containing scr catalysts and emission treatment systems and methods of treating engine exhaust
KR101830995B1 (en) Improved catalyzed soot filter
CN113260454B (en) Layered three-way conversion (TWC) catalyst and method of making the same
EP3004578B1 (en) Catalyzed filter for treating exhaust gas
RU2392456C2 (en) Method and device for cleaning of exhaust gas
EP2501464B1 (en) Zoned catalyzed soot filter
RU2675363C2 (en) Ammonia slip catalyst
EP1985353B1 (en) Exhaust gas purification catalyst for automobile, exhaust gas purification catalyst system and purifying process of exhaust gas
EP3004579B1 (en) Catalyzed filter for treating exhaust gas
JP7446991B2 (en) Phosphorous resistant three-way catalyst
US8506892B2 (en) Exhaust gas purifying device for diesel engine
KR20100101143A (en) Emissions treatment system
CN102597447A (en) Four-way diesel catalysts and methods of use
KR20080087832A (en) Exhaust Systems for Diesel Engines
KR20190058658A (en) Low-temperature NOx reduction using H₂-SCR for diesel vehicles
JP2016531736A (en) Tungsten / titania oxidation catalyst
KR102484742B1 (en) On-vehicle hydrogen generation and use in exhaust streams
JP2017510439A (en) Improved catalyzed soot filter
WO2017112618A1 (en) A reactor for reducing nitrogen oxides
KR20070035816A (en) Catalytic converter for automobile exhaust gas and manufacturing method of coating catalyst
JP2004351236A (en) Catalyst for oxidizing and removing methane in exhaust gas and method for purifying exhaust gas
JP3433885B2 (en) Diesel exhaust gas purification catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20050928

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20060928

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20070730

Patent event code: PE09021S01D

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20080625

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20081127

NORF Unpaid initial registration fee
PC1904 Unpaid initial registration fee