DE8901773U1

DE8901773U1 - Katalysator-Formkörper mit Abstandshaltern

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Publication number: DE8901773U1
Application number: DE8901773U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-03-22
Anticipated expiration: 1999-02-16

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Katalysator-Formkörper mit Abstandshaltern 5

Die Erfindung bezieht sich auf einen Katalysctor-Formkörper für ein strömendes, flussiges oder gasformiges Medium, insbesondere für die katalytische Beseitigung von Stickoxid aus einem Abgas mittels Ammoniakgas, mit einer Anzahl parallel zueinander ar.geordneter Katalysator-Platten, die mit öffnungen versehen sind, an denen sich Laschen befinden.

^{Aus der} DE-PS 26 58 539 ist zum Beispiel ein Verfahren zur Entfernung von Stickcxiden aus Abgasen durch selektive Kontaktreduktlon mittels eines mit Stromungskanälen versehenen Katalysators unter Zugabe von Ammoniakgas bekannt. Dieser Katalysator hat eine bienenwabenförmige Struktur, das heißt er ist als zellartig kanalföi-migfef Körper ausgestaltet. Die einzelnen einander parallel liegenden iTtrömungskanäle besitzen einen hexagonalen Querschnitt. Eine Verbindung zwischen diesen Strömungskanälen besteht nicht.

Demgegenüber ist aus der DE-PS 28 53 023 ein Katalysator-Formkörper der eingangs genannten Art mit plattenförmiger Struktur bekannt. Dieser Formkörper besitzt eine Vielzahl von platten-( ) förmig ausgebildeten Katalysatoren, die parallel zum Stickoxid enthaltenden Gasstrom angeordnet sind. Jeder plattenförmige Katalysator besteht aus einer Metallplatte, auf deren beiden Seiten eine katalytisch aktive Substanz aufgebracht ist. Die Metallplatte kann perforiert sein, das heißt mit Durchbrechungen oder Fenstern versehen sein. Bei der Herstellung dieser Durchbrechungen entstehen zungenförmige Erhebungen oder Laschen, die bei der bekannten Konstruktion alle auf ein und derselben Seite der jeweiligen Metallplatte liegen,

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In der Broschüre "NOx Reduction with Plate-Type and Honeycomb-Type Catalytic Converters", Siemens AG, Berlin und München, Bestellnummer A19100-U311-A106-X-7600, April 1988, findet sich eine Beschreibung von industriell hergestellten Platten- und Bienenwaben-Katalysatoren zur Stickoxid-Reduktion. Die keramischen oder metallischen Katalysator-Formkörper werden dabei zu Modulen zusammengefaßt und - je nach Anforderung - gegebenenfalls aufeinandergestapelt. Bei den Platten-Katalysatoren ist vorgesehen, daß diese in Strömungsrichtung verlaufende, durchgehende Sicken besitzen, die zur Ausbildung der einzelnen Strömungskanäle beitragen und gleichzeitig als Abstandshalter ze den benachbarten Platten-Katalysatoren dienen.

^ Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß in einem plattenförmigen Katalysator-Formkörper mit gegeneinander abgeschotteten Strömungskanälen das strömende Medium in vorwiegend laminarer Strömung an den Katalysatorwänden vorbeigleitet und mit den inneren Oberflächen nur ungenügend in Kontakt kommt. Die Erfindung beruht weiter auf der Überlegung, daß die katalytische Nutzung verbessert werden kann, wenn eine gewisse Verwirbelung des strömenden Mediums innerhalb des Katalysator-Formkörpers gewehrleistet ist. Sie stützt sich weiter auf die Beobachtung, daß die Laschen und die öffnungen an den Katalysator-Platten eines Katalysator-Formkörpers der eingangs genannten Art eine 25 gewisse Turbulenz bewirken, daß diese aber noch verbessert werft, ( ) den kann.

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L Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

/L- Katalysator-Formkörper der eingangs genannten Art so auszuge-'3ü stalten, daß die katalytische Wlrk'ing aufgrund verstärkter Turbulenzen erhöht wird, wobei gleichzeitig Abstandshalter auf einfache Art und Weise vorgesehen sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lasehen gegensinnig von der betreffenden Katalysator-Platte weggebogen sind, und daß die Laschen eine solche Länge aufweisen, daß

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sie gleichzeitig als Abstandshalter zu benachbarten Katalysator-Platten dienen.

im Gegensatz zu den bekannten Katalysator-Formkörpern nach der 5 OE-PS 28 53 023 sind also vorliegend an jeder öffnung die beiden Laschen gegensinnig von der Katalysator-Platte weggebogen. Dies hat den Vorteil, daß das flüssige oder gasförmige Medium durch die öffnungen hindurchtreten kann, wodurch eine besonders gute Verwirbelung einsetzt. Das Medium kann sozusagen von einem Strömungskanal in die benachbarten Strömungskanäle übertreten. Somit besteht der Katalysator-Formkörper aus einer Vielzahl langer paralleler Kanäle, die allesamt miteinander querverbun- , den sind. Oadurch wird zwischen den Kanälen der Flüssigkeitsv oder Gasaustausch ermöglicht; gleichzeitig erfolgt eine Verwirbelung. Beides verbessert den Kontakt cres Mediums mit den inneren Katalysatorwänden.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Laschen jeweils als S-förmige Blätter ausgebildet sind. Diese als Abstandshalter wirkenden S-förmigen Blätter haben den Vorzug, daß beim Zusammenbau eines Stapels aus einander parallelen Katalysator-Platten Beschädigungen vermieden werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von neun Figuren näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 bis 4 Aufsichten verschiedener Katalysator-Platten vor

dem Abbiegen von Laschen als Abstandshalter; FIG 5 einen Ausschnitt einer perspektivisch dargestellten Katalysator-Platte vor der Ausbildung von Laschen; FIG 6 die Katalysator-Platte von Figur 5 nach der Ausbildung der Laschen;

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FIG 7 einen Schnitt entlang der Linie VIl-VII von Figur 6} FIG 8 eine Anzahl parallel zueinander angeordneter Katalysator-Platten mit S-förmigen Laschen zur Verdeutlichung des Stapelprinzips j und

FIG 9 einen kubischen Rahmen mit einer Anzahl eingesetzter Katalysator-Platten mit gegensinnig gebogenen Laschen.

Figur 1 zeigt den Aufblick auf eine Katalys&tor-Platte 2 für die katalytische Beseitigung von Stickoxid aus einem Abgas mittels Ammoniakgas im Aufblick. Diese Katalystor-Platte 2 ist quadratisch ausgebildet. Sie besteht aus einer Metallplatte, die beidseitig mit einer katalytisch aktiven Substanz versehen ist. Nach dem Schneiden und Trocknen sind in der Katalysator-Platte. 2 eine Anzahl von Reihen gegeneinander versetzter Einschnitte 4 von I- oder doppel-T-förmiger Gestalt angeordnet. Die einzelnen Reihen haben hier den Abstand a voneinander. Die einschnitte 4 sind dabei auf Lücke gesetzt.

Aus Figur 2 wird deutlich, daß die einzelnen Einschnitte A nicht doppel-T-förmig ausgebildet zu sein brauchen. Wichtig ist lediglich, daß man aus ihnen durch Umbiegen Laschen 6 (vgl.

z. B. Figur 6) erzeugen kann. Die in Figur 2 dargestellten doppei-V-förmigen Einschnitte 4 ermöglichen es, nach vorne

zulaufende Laschen 6 herzustellen.
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In Figur 3 ist gezeigt, daß die einzelnen Einschnitt-Reihen

einen Abstand d ungleich 0 voneinander haben können; d kann beispielsweise d = a gewählt werden.

In Figur 4 ist dargestellt, daß die Einschnitte 4 in Reihen angeordnet sein können, die jeweils einen Bruchteil des Abstandes &rgr; benachbarter Einschnitte 4 gegeneinander versetzt sind. Vorliegend ist die gegenseitige Versetzung zu p/3 gewählt worden.

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' 1 Zu den Ausführungsformen von Figur 1 bis A ist noch zu bemerken, daß weitere Anordnungen der Einschnitte A, Je nach Bedarf, gewählt werden können. Außerdem ist anzumerken, daß eine jede Katalysator-Platte 2 mehr Einschnitte A beinhalten kann als dargestellt.

In Figur 5 ist noch einmal ein Ausschnitt einer Katalysator-Platte 2 gemäß Figur 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt.

Aus Figur 6 und 7 wird deutlich, daß an jedem Einschnitt A

durch gegensinniges Umbiegen zwei Lippen oder Laschen 6 erzeugt wurden. Durch das gegensinnige Wegbiegen der Laschen 6 von der / ^ Katalysator-Platte 2 entsteht zwischen ihnen jeweils eine öffnung 8. Diese öffnungen 8 sind wichtig, denn über diese öffnungen 8 kann der Gasstrom jeweils zwischen zwei benachbarten Katalysator-Platten 2 mit den benachbarten Gasströmen in Austausch treten. Die Anordnung der Laschen 6 an sich bewirkt dabei bereits eine gewisse Verwirbelung. Diese wird aber durch die besagten öffnungen 8 erheblich verstärkt. Infolge der somit im Katalysator-Formkörper erzeugten Turbulenzen ergibt sich eine gute katalytische Ausnutzung der inneren Katalysator-Oberflächen innerhalb des Katalysator-Formkörpers.

In Figur 6 und 7 ist angedeutet, daß die Laschen 6 rund, speziell viertelkreisförmig ausgebildet sind. Ihre Länge und Form ( ) ist so bemessen, daß sie gleichzeitig als Abstandshalter zu benachbarten Katalysator-Platten 2 im Katalysator-Formkörper dienen.

Dieses Abstandshalter-Prinzip wird aus Figur 8 deutlich. Hier ist dis parallele Aneinanderreihung einer Anzahl von Katalysator-Platten 2 im Aufblick, das heißt in Strömungsrichtung, gezeigt. Die einzelnen Laschen 6 sind hier jeweils als S-förmige Blätter ausgebildet. Dies verhindert eine Beschädigung der katalytisch aktiven Oberfläche der benachbarten Platten 2. Aus Figur 8 wird deutlich, daß die Länge und Form der Laschen 6 den

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Abstand der einzelnen Ketialysator-Platten 2 innerhalb des Stapels festlegen. Besondere Abstandshalter sind daher entbehrlich. In Figur 8 sind die Öffnungen 8 benachbarter Platten 2 genau auf Lücke gesetzt. Es wird somit erkennbar, daß über diese öffnungen 8 sämtliche StrömungskanMle 10 miteinander quer verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich ein dreidimensional-siebföimiger Katalysator-Formkörpel, der gute Verwirbelungseigenschaften besitzt und damit eine gute katalytische Ausnutzung gewährleistet.

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In Mgur 9 schließlich ist perspektivisch gezeigt, in welcher Weise die einzelnen Katalysator-Platten 2 in einen kubischen Rahmen 12 der Kantenlänge A zur Bildung eines Katalysator-Formkörpers 14 parallel eingesetzt sind. Entsprechend der Länge der einzelnen Einschnitte 4 verlaufen die Öffnungen 8 jeweils nur über einen Brucnteil der in Strömungsrichtung gemessenen Höhe A des Katalysator-Formkörpers 14. Die einzelnen Katalysator-Platten 2 können ohne große Schwierigkeiten in den Rahmen 12 eingesetzt werden. Bei den im Betrieb auftretenden Temperatur-Differenzen sind keine mechanischen Instabilitäten zu befürchten, denn die einzelnen Laschen 6 wirken gleichzeitig als federnde Elemente. Das den Katalysator-Formkörper durchströmende Medium ist mit M bezeichnet.

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Claims

•i I"' :":·": ·::■:".· 89 63 05 I DE / I · Schutzansprüche

1. Katalysator-Formkörper (14) für ein strömendes flussiges oder gasformiges Medium (M), insbesondere fur die katalytische Beseitigung von Stickoxid aus einem Abgas mittels Ammoniakgas, mit einer Anzahl parallel zueinander angeordneter Katalysator-Platten (2), die mit öffnungen (8) versehen sind, an denen sich Laschen (6) befinden, dadurch gekennzeichnet , daß die Laschen (6) gegensinnig von der betreffenden Katalysator-Platte (2) weggebogen sind, und daß die Laschen (6) eine solche Lange aufweisen, daß sie gleichzeitig als Abstandshalter zu benachbarten Katalysator-Platten (2) dienen.

2. Katalysator-Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Laschen (6) jeweils als S-förmige Blätter ausgebildet sind (Fig. 8 und 9).

3. Katalysator-Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Laschen

(6) jeweils aus einem doppel-T-förmigen Einschnitt (4) in der Katalysator-Platte (2) gebildet sind.

4. Katalysator-Formkörper nach einem det- Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die uff-

C nungen (8) - in Richtung der Strömung gesehen - seitwärts gegeneinander versetzt sind.

5. Katalysator-Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er dreldimeneional-siebförmlg ausgebildet ist.

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