TW262517B - Improved substrate configuration for catalytic combustion system - Google Patents

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TW262517B
TW262517B TW083102117A TW83102117A TW262517B TW 262517 B TW262517 B TW 262517B TW 083102117 A TW083102117 A TW 083102117A TW 83102117 A TW83102117 A TW 83102117A TW 262517 B TW262517 B TW 262517B
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burner
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TW083102117A
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Robert J Farrauto
Jennifer S Feeley
Dianne O Simone
Yiu Kwan Lui
Teresa Kennelly
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Engelhard Corp
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Description

262517 A6 B6 五、發明説明(1 ) 發明背長 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) 發明範園 本發明係關於氣相的含碳物質(包括天然氣和甲烷) 於載體上進行催化性燃燒作用所用的設備和方法。更特定 言之,本發明係關於使用經負載的氣化鈀觸媒而使天然氣 或甲烷於載體上進行催化性燃燒作用所用的設備和方法。 相關技藝之播拙: 於載酱上進行催化性燃燒的方法,巳描述於先前的技 藝中,可參考,如:Pfefferle 的 U.S.Patent 3»928,961 及 U.S.Patent 4 » 0 6 5 , 9 1 7 和4,0 1 9,3 1 6。在此技藝中曾有人提出使天然氣 或甲烷進行催化性燃燒作用,所用的方法是使用鈀觸媒來 促進燃燒氧化反應。參考Cohn的U.S. Pa tent 3,0 5 6 ,6 4 6 ,它提到使用鈀觸媒來促進甲烷的氧 化反應,其操作溫度範園介於2 7 1°C至9 0 0 eC (參考 第2欄1 一 2 5行)。 經濟部中央標準局貝Η消费合作杜印製
Kendall等人於1 9 7 9年5月1 5日提出的U.S. Patent 4 ,1 5 4 ,尽6 8提出一個觸媒床設計,包含 了用於空氣/燃料混合物液流的多個整镰繞結的載酱,其 中,整嫌燒結物中的毎個通道的尺寸隨著與下游位置之間 距離的縮短而逐次降低,以便能達到在觸媒床內幾乎完全 燃燒的目的(參考第一欄4 7_5 9行)。 本紙張尺度適用中围國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)_ 3 _ 262517 A6 B6 五、發明説明(2 發明概述 本發明提出 徑先後通過燃燒 器中的觸 之間有一個均勻反應區) 燒作用得以提高的燃燒器 、包含了第一個 的觸媒體。此第 並由通道壁(第 範園的第•個載 的下游處,它由 觸媒組成物位於 組成。此第一個載酱包含主要是 剛玉所組 髗包含了 組成包含 碳化矽基 第 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 中可含有 %的M g S i Ο 2 量%是晶 以載嫌重 3 5重置 陶姿 成的氧 內含有 了氧化 質中。 個載體 約2 0 Ο和約 、M g 狀材料 置計之 %的剛 纖維基 個以催化性的方式使得流經流徑(此流 媒BE域和下游區域,在下游區域 之输入的燃燒氣髗混合物之熱燃 。此燃燒器包含了位於觸媒區域 觸媒構件和第二個觸媒構件中的一者以上 —個觸媒構件包含了有多個通道通過其中 —個觸媒組成物位於此通道壁上)定出其 镰。第二個觸媒構件位於第一個觸媒構件 有多個通道通過其中並由通道壁(第二個 此通道壁上)定出其範圍的第二個載«所 由董靑石、《鋁紅柱石和 氧化鋁材料,而第二個載 陶瓷嫌維的陶瓷織維基材。此繊維的陶瓷 鋁、氧化硼和氧化矽且此陶瓷織維固定於 中所含有的氧化矽一氧化鎂一氧化鋁材料 至40重量%的Si〇2 、約3至6重置 5 4至7 7重;1%的Al2〇3,其中,賅 0和A 1 2〇3毎一者中的約5 0至9 0重 ,餘者是非晶狀材料◊此晶狀材料可包含 約1 5至4 0重量%董靑石、約1 5p 玉和約1 0至3 0重董%的富鋁紅柱石。 材,中的陶瓷嫌維可含有,如:約6 2重董 化矽一氧化鎂一 本紙張尺度適用中國困家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)-4 - {請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) ^62517 A6 B6 五、發明説明(3 ) %的氧化鋁、1 4重量%的氧化硼和2 4重董%的氧化矽 〇 {請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的特徵之一是提出觸媒構件,此觸媒構件中的 各個物«完全分立,其位e相近或彼此相毗鄰。 根據本發明的另一個特撤,此第一個觸媒組成物可包 含分佈於第一個耐火性金屬氧化物載體上的氧化鈀。 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 第一個耐火性金屬氧化物載髗可選自包括未經浸潤的 氧化鋁、以稀土金属氧化物浸潤過的氧化鋁、未經浸潤的 氧化鉻、以稀土金屬氧化物浸潤過的氧化锆、氧化矽、氧 化鈦及一起形成的稀土金屬氧化物一氧化鉻中的一或多者 。類似地,第二個觸媒組成物可包含分散於第二個耐火性 金靥氧化物載《上的氧化鈀,此第二個耐火性金靥氧化物 載谶可與第一個耐火性金屬氧化物載藿相同或相$。舉例 來說,此第一個耐火性金Λ氧化物載《可包含未經浸潤的 氣化鋁,而第二個耐火性金屬氧化物載體可包含以稀土金 屬氧化物浸潤過的氧化鋁。此稀土金屬氣化物包可選自包 括氧化鑭、氧化铈、氧化錨和它們的混合物。視情況地, 此第一和第二個耐火性金屬氧化物載酱可同時含有以稀土 金屬氧化物浸潤過的氧化鋁。 本發明的另一個實施例中,第一個觸媒組成物包含了 分佈於耐火性金屬氧化物載酱上的氧化鈀,第二個觸媒組 成物包含了( i )氧化鈀和金屬氧化物(選自包括氧化杉 、氣化鑭和氣化鐯中的一或多者)之反應產物與(ii)耐 火性金屬氧化物黏,合劑之混合物。 本紙張尺度適用中國a家樣準(CNS)甲4規格(210x297公釐)· 5 · A6 B6 262517 五、發明說明(4 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的另一個特徵是提出燃燒器,此燃燒器包含了 位於觸媒E內、介於第一個觸媒構件和第二個觸媒構件之 間的中間觸媒構件。此中間觸媒構件包含了內含有氧化矽 一氧化鎂一氧化鋁材料、有多個通道通過其中並由通道壁 (位於中間的觸媒組成物位於此通道壁上)定出其範園的 載«。此中間觸媒組成物可包含分佈於位於中間的耐火性 金屬氧化物載«上的氣化鈀。位於中間的耐火性金屬氧化 物載«可包含氧化鋁,此氧化鋁可視情況所須地浸以稀土 金屬氧化物,如:氧化鑭、氧化鈽、氧化鐯或它們的混合 物。 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 根據本發明的另一個特徽,此燃燒器可包含位於觸媒 區中第二個觸媒組件下游處的第三個觸媒構件,並可包含 內含有纖維基材、有多個通道通過其中並由通道璧(第三 個載髗材料位於此通道壁上)定出其範的載體。此第三 個觸媒材料可選自包括(a )分佈於前面所定義之耐火性 金屬氣化物載體上的氧化鈀和(b)(i)氧化鈀和金属 氧化物(選自包括氧化釤、氧化鑭和氧化鎌中的一或多者 )之反應產物與(ii)耐火性金屬氧化物黏合劑之混合物 。此黏合劑可選自包括氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化銷 或浸以稀土金屬氧化物的氧化鋁中的一或多者或它們的浪 合物。 在此專利說明睿中,所謂的上游'和'^下游'是指 在根據本發明中,燃料混合物流向觸媒設備中的流動方向 上之各個組件的相對位置。 本紙張尺度適用中國國家搮準(CNS)甲4規格(210x297公發)~- 6 - A6 B6 ^62517 五、發明説明(5 ) (請先聞讀背面之注意事項再填其本页) 附圖之簡述 圖1是使用本發明特徵之一的催化性熱燃器的氣體渦 輪設備單元之表示圚; 圖2是圖1所示之催化性熱燃器的縱向截面圖,此圖 顯示位於其中的四個筒形觸媒構件的位置: 圖2A是延著圖2的線A — A所得的觀察圇,顯示圖 2的觸媒構件1之截面; 圖2 B是圓2 A的放大圖,顯示觸媒構件1中之氣流 通道的截面: 圖3 A與圓2類似,是根據本發明之包含有間隔構件 的觸媒床; 圖4 A和4 B分別是實例1中之新製得的構件和經過 老化處理的構件A 3之截面的掃描式電子顯微(~SEM ^ )照片(新製的構件3 (4A)和經過6 0回老化處理 的構件(4 B )): 經濟部中央標準局工消费合作杜印製 圓5 A和5 B分別是實例1中之新製得的構件和經過 老化處理的構件B 3之載面的SEM照片(新製的構件3 (5A)和經過6 0回老化處理的構件(5B)); 圓6A和6 B分別是由實例2中之新製得的構件和經 過老化處理的構件B 3之截面的SEM照片(新製的構件 3 (6A)和經過63回老化處理的構件(6B)); 圖6 C和6 D分別是由實例2之經過6 3回老化處理 的觸媒構件C 4之难氣口端和出氣口端之截面所取得的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)~· 7 - 262517 A6 __B6 五、發明説明(6 ) S E Μ照片; 圖7 Α和7 Β分別是由實例2之經過老化處理的觸媒 構件E 3和E 4之截面所取得的SEM照片;而 圖8 A和8 B分別是由實例2之經過老化處理的觸媒 構件F 3之進氣口端和出氣口端之截面所取得的S EM照 片。 本發明之詳述及其特定的實施例 含碳的燃料會形成空氣污染物,在道些污染物中,最 棘手的是氮氧化物(NOx )。只要在開放式的火燄溫度 下於空氣中燃燒,就會形成氮氧化物。一個消除氮氧化物 的方法包含了進行催化性的後處理而將NOx還原成氮氣 。一個比較經濟的方法是使燃燒以催化性的方式於比開放 式火燄溫度要來得低的溫度下進行燃燒程序。 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 很久以前就知道在道樣的系統中所形成的NOx量很 少,或者完全不會形成NOx 。基本上,天然氣或甲烷進 行道樣的催化性燃燒時是使用預燃器或熱燃器,使用道樣 的設備所進行的火燄燃燒作用會將空氣燃料預熱至3 5 0 °C或更高的溫度。一旦觸媒的溫度足以維持催化反應的進 行,就切断此預熱器並將所有的燃料和空氣都導至觸媒上 。因爲NOx是於高溫下進行火燄燃燒才會形成的產物, 所以,如果道樣的催化性燃燒器在低於約1 3 0 0 °C至 1 5 0 0 °C的溫度下操作,將能夠避免NOx的形成或至 少能夠將NOx的煨成量控制在能夠被接受的範園內。然 本紙張尺度適用中國困家標芈(CNS)甲4規格(210x297公釐)~- 8 _ 262517 A6 B6 五、發明説明(7 ) {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 而,道樣的催化性燃燒必須要在空間速度高的時候才有效 ,因此通常不能被商業上所接受。不能爲商業上所接受的 其他原因包括無法使甲烷(天然氣的主要組份)的燃燒符 合經濟上的需求和所用的觸媒組成物鈍化及不穩定(特別 是觸媒床在達到所欲的高溫終點時所發生的鈍化及不穩定 情況)。因爲搛心觸媒會有熱鈍化的情況發生,所以,許 多催化性燃燒器的設計都會限制在胲燃燒器中所用的燃料 的類型和用量,以避免因爲高溫而造成損害。 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 一般來說,燃燒器包含觸媒區(在此域中以催化性 的方式引發燃料混合物之非均勻燃燒作用)和下游tt(在 此证域中藉由非均勻燃燒作用之助而進行均勻燃燒作用) 。觸媒«被置於觸媒區中,觸媒镫內的觸媒構件數目在一 個以上且此觸媒構件中包含了覆以觸媒材料的載《。通常 ,此觸媒材料包含了具有催化活性的金屬氣化物載髏材料 。如下文中所述者,此觸媒區可含有其他的觸媒構件,道 些觸媒構件所含有的觸媒材料可與第一個觸媒材料相同或 相異。在道樣的情況下,在本文中,有時會將這些觸媒構 件通稱爲觸媒床。此觸媒構件在觸媒茁中以催化性經負載 的方式(即,非均式的方式)被活化,燃燒作用在其表面 上發生,並維持下游tt域中所發生的均匀燃燒作用,以道 樣的方式來避免觸媒組成物暴於鈍化溫度下並用以限制氮 氣化物的形成。 其上載有觸媒組成物的載雅基本上是有許多小的氣流 通道通過其中而形成蜂窩結構之整《燒結的載慷。在蜂® 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)~- Q - 262517 A6 B6 艘濟部中央標準局興工消费合作社印製 五、發明説明(8 ) 結構中的道些氣流通道(有時將它們稱爲 '槽# )幾乎是 平行的並且由薄壁定出其範困,它們可具有所欲的任何截 面,如:正方形、長方形、三角形或六角形。其表面上每 平方英吋內的通道數目(即,每平方英时的截面上)(cpsi )可視特定的應用上所使用的觸媒床而有所改變。市面上 可購得cpsi由9至6 0 0的蜂窩型載値。整體燒結的基 質或載髏以多孔者爲佳,且可以是(但不一定要是)對於 燃燒作用之催化性質比本發明所用的活化層要來得差者。 此載«本身必須要具有耐火性,換苜之,它必須要能 夠忍受燃燒器啓動和關閉時溫度的劇升或劇降所造成的熱 衝擊。此載髖同時要具有不錯的热强度,如此,在燃燒的 操作溫度(即,高至1 5 0 0 °C的溫度)下才不會使結構 產生變化。因爲惯用之整髗燒結的董靑石載體(如:處理 汽車內燃引擎之廢氣時用以負載三路載雔者),會於燃燒 器的搡作溫度下熔解或者會有其他的不利因素存在,所以 ,它們通常不適用於本發明之燃燒器中。逋當的載懺可包 含堇靑石和他種氧化物材料之混合物,如:氧化鋁、富銘 紅柱石和董靑石之混合物。道些載«的物性比惯用的陶瓷 基材(處理汽車廢氣時常用以負載觸媒者)更能符合燃燒 器的要求,換首之,它們具有較佳的熱强度和耐熱衝擊性 ,可由市面上購得,如:杜邦公司以PRD—6 6的名稱 售於市面上者。由杜邦公司提供之關於此材料的元素分析 結果指出此材料中含有7 0. 4重董%的A 12〇3、 2 4. 9重置%的3i〇2和4. 2重;1%的MgO。但 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾. •打. •線. 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS)甲4規格(210父297公釐)-1〇 - 262517 A6 B6 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 五、發明説明(9 ) 另一個分析結果指出其中含有約6 2. 7 — 6 3. 4重量 %的八12〇3、31· 2-31. 3 重量% 的 Si〇2* 5. 4 — 5. 7 重董 %的]^8〇。八12〇3、3 1〇2和 MgO每一者中,約5 0至9 0重;:%是晶狀材料,餘者 則是非晶狀材料。基本上,以載髄之重量計,此晶狀材料 含有1 5至4 0重量%的董青石、1 5至3 5重量%的剛 玉和1 0至3 0重*%的富鋁紅柱石。關於此材料之更詳 細的說明可參考U.S.Patent 5,0 7 9,0 6 4,該文 中所揭示者併於本文中以資參考。在本文中,有時將含有 道些材料的載髏稱爲第I類載體。 本申請人在觸媒構件處於燃燒器操作狀況下以後以物 理方式檢驗觸媒構件,藉由這樣的方式,發現到此觸媒構 件發生問題的原因。特別地,它們發現到在經過長時間的 使用之後,某些觸媒材料會與用以負載此觸媒的載酱發生 反應。在包含了氧化鋁的觸媒材料和第I類載髗之間曾観 察到有道樣的反應(在此有時將它稱爲交互作用)發生, 咸信此反應是因觸媒構件暴於高溫下而引起的,其反應機 構包含了存在於燃燒氣酱內的水蒸汽。道些觸媒構件除了 前面所提到的缺點以外,它還有其他的缺點存在,如:引 燃的催化活性明顯降低、觸媒材料/載«之間的交互作用 有時會使得觸媒構件的整谶結構明顯變差,觸媒材料中之 具有催化活性的金屬置顯著降低。因爲燃燒作用係隨著燃 料混合物由下游流經燃燒器而進行,道會逐渐在下游位置 建立升溫梯度,所以,在將觸媒梅件置於觸媒压內比較下 (請先閱讀背面之注意事項再填3«本頁) .裝. .打· •線. 本紙張尺度適用中國國家楳準(CNS)甲4規格(210x297公釐)-11 - ^625ΐγ A6 B6 «濟部中喪律準局R工消t合作杜印« 五、發明明() 游的位置時,道些缺點將更爲顯著。 本申請人發現:整體燒結的載體與含有氧化鋁的觸媒 材料之間的交互作用比第I類載慷要小得多。這樣的整體 燒結物的市售品之一是 Minnesota Mining and Manufacturing Co. ( 3 M )以 '的註冊商品 名售於市面上者,據其製造商所述,此物是由多個經過梭 嫌的氧化鋁-氧化硼-氧化矽無機纖維層所形成。然後, 所形成的整體燒結物在蒸汽過梭織的氧化鋁一氧化硼一氧 化矽無機嫌維層所形成。然後,所形成的整嫌燒結物在蒸 汽分解程序中被覆以碳化矽,相信此蒸汽分解程序可使織 維被包封在碳化矽基質中。咸信在將整«燒結加以鍛燒時 ,可在碳化矽基質的表面上形成氧化矽覆餍。3 Μ公司提 供SicGiiex整«燒結物的分析結果,述及此整《燒結物 中含有約7 0重量%的碳化矽和約3 0重置%的NEXTELTM 3 1 2陶瓷嫌維。此NEXTELtm 3 1 2陶瓷纖維是一個氣 化鋁一氧化硼一氧化矽材料,其中含有6 2重置%的 A 1 2〇3、1 4重置%的62〇3和2 4重置%的S i 〇2 。如下文中所述者,Siconex類型的載髖因爲與置於其上 之含有氧化鋁的載髗材料之間的交互作用比較小,所以比 較不易損壞。在此文中將道樣的載«稱爲第II類載髏,以 與比較常用的之前面所哮到的第I個載酱有所tt別。 本發明之燃燒器的一般特徵在於至少有一個觸媒構件 含有置於第II類載酱上的觸媒。因爲在燃燒器內的操作溫 度隨著越往下游處而遞增,所以,在觸媒BE內的觸媒構件 (請先«i面之注意事項再塡寫本買) _裝· 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) V 4規格(210 X 297公货) 12 82. 9. 6,000 262517 A6 _B6_ 五、發明城明() (請先閱讀背面之注意事項再項窵本頁) 的排列方式最好是能將熱穩定性比較高者置於比較下游處 。據此,將第II類觸媒《於觸媒床之比較下游的位置上較 爲有利。在比較接近上游的位置可使用抗熱性比較沒有那 麽好的載髏,事實上,如果它們具有儍良的催化性質(如 :下面的實例1中所示者),那就更好了。 値得注意的是:本發明之燃燒器不僅可用以燃燒甲烷 或天然氣,它也可用以燃燒他種氣《,如:2號燃料油、 喷射燃料油、一般的液態烴類燃料、醉類(如:甲醉、氧 化的烴類)甚至於是可與一氧化碳進行反應的氫氣。 除了根據整髖燒結的載«的熱穩定性和催化活性來定 出它們在觸媒床中的位置之外,也必須選擇覆於其上的觸 媒材料。於_提出申請、目前交付審査中的申腈專 利說明書_指出不同的觸媒材料和它們在觸媒床中 之較佳的相對位置,賅申請専利脫明香所述者併於本文中 以資參考。簡言之,該申請專利說明害中釀吾等知道:觸 媒材料之上游一下游的相對位置應賅要至少能夠達到降低 觸媒活性、增加熱穩定性(即,提高分解溫度)或提高並 最好是使再生溫度範園相重叠等各項目的中的一項以上。 鳗濟部中夹樣率局具工消费合作杜印κ 基本上,用以引發含碳燃料混合物在空氣中之燃燒作 用的觸媒材料包含了情性相當大之耐火的無機氣化物,如 :氧化鋁(如:r 一氣化鋁),此氧化鋁可視情況所須地 浸以穩定劑(如:氧化鋁、氧化硼、氧化鑭、氧化鈽..等 )、促進劑或添加物。也可以使用他種載«材料,如:氧 化矽、氧化鈦、未經浸潤的氧化鉻、浸以稀土金屬氧化物 本紙張又度適用中困國家標準(CNS) Τ 4規_格(210 X 297公» ) -13 - 82. 9. 6,000 A6 ^62517 B6_ 五、發明设明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的氧化锆、氧化鈽、一併形成的稀土金羼氧化物一氧化锆 、沸石和他們的混合物。氧化鈀以憤用的方式分佈於載髗 材料表面上,所用的方式如:利用潤濕法,將載鳢材料顆 粒浸以可溶性鈀化合物溶液,如:浸於
Pd (Ν〇3)2·Η2〇 的溶液中,然後藉由常用的還原 反應(如:使用聯苯溶液)使P d固定於載髏上。然後, 乾燥此還原的載髏(如:於1 2 0°C乾燥一夜)並加以鍛 燒(如:於5 0 0 °C下鍛燒2小時)。載體材料不會因受 熱而分解(如:浸以穩定物種),以使得觸媒材料更逋用 於觸媒區的較下游位置上。也可使用他種活性組份,如: 鈀和稀土金屬的二元氧化物,此氣化物可由氣化鈀和稀土 金屬氧化物(如:氧化釤、氧化鑭、氧化钕和/或氧化銪 )之間的固態反應而形成。這樣的二元氧化物基本上是與 耐火性金屬氧化物(如:氧化鋁)併用而將此材料黏合於 載髗上◊道些催化性材料述於1 9 9 1年4月1 2日提出 申請、現交付審査中的U.S.Patent Application Serial No.0 7/6 8 4/4 0 9及1 9 9 1年4月 1 2 日提出申請的 U . S . P a t e n t A p p 1 i c a t i ο n S e r i a 1 N 〇 . 經濟鏵中夹螵準房Α工消費含作社印轚 0 7/6 8 4/6 3 1、現爲 U.S.Patent 5,1 0 2,6 3 9中。前述專利申請窨中所揭示者併於 本文中以資參考。觸媒材料在觸媒床中的特定順序不欲對 本發明造成限制。 在觸媒BE (有觸媒镰置於其中)和下游面(高溫均勻 燃燒作用發生於此Μ域中)之間加熱緩街或分離《,將能 本紙張尺及適《中ΗΒ家標竿(CNS) Τ 4现格(210 X 297公釐) _ 14 · 82. 9. 6,000 262517 A6 B6 經濟部中央標準局工消费合作杜印製 五、發明説明(13) 夠減少此觸媒的缺點。關於分離體的詳細描述可參考 1 9 9 3年_提出、現正交付審査中的U.S.Patent Application No. _,該文中所揭示者併於本文中 以資參考。簡言之,此分離體中以含有其構形與載«(有 觸媒材料澱稹於其上而形成觸媒構件)類似的整髖燒結物 爲佳,換言之,其形式可以是有多個平行的氣體通道通過 其中之蜂窩狀的整體燒結形式。此分離雔由可以忍受在燃 燒器下游區域內的均勻燃燒作用所產生的高溫的材料所製 成。因爲它位於觸媒區和發生均勻燃燒作用的下游區域之 間,此分離«有如絕熱體,使觸媒谶與均勻反應所釋出的 熱能夠部分隔離。此分離體中以不含有具有催化活性的材 料爲佳。因爲觸媒床藉著分離體而得以與道樣的溫度有所 區隔,因此,即使燃燒床的下游段暴於能使催化性材料鈍 化的溫度下,也不會有損於燃燒效率。在某些實施例中, 此分離髏可被置於與觸媒構件較接近處,即,可將它置於 觸媒«旁或置於夠近的位置上,使得通過觸媒髖之通道中 的氣流幾乎都會流經分離酱中的氣流通道。 此第一個觸媒構件,每一個視情況需要而使用的觸媒 構件和分離懷在燃燒器內最好都是分立的物體。舉例言之 ,第一個觸媒構件以有第一個觸媒組成物分佈於第一個載 髖上者爲較佳,同樣地,第二個觸媒構件中最好也含有載 於第二個分離的載髏上的第孑個觸媒組份。而且,此第一 個觸媒構件和第二個觸媒構件在燃燒器內位於鄰近的位置 上,視情況地相毗鄰,彼此之間的位鬣有上游/下游的關 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)—.15 _ (請先聞讀背面之注意事項再瑱寫本页) •裝· .打. •綠·
ABI 262517 五、發明説明(14) {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 係存在。道些大約以道樣的關係配置的觸媒構件最好是以 使其各個氣流通道互相排列成行的方式配置。因此,通過 第一個觸媒構件的燃燒氣流會進入第二個觸媒構件。如果 兩個觸媒構件不相毗鄰,它們也要在互相接近的位置上, 因此而使得通道中的氣流維持在它們之間。或者,在整镰 燒結物的一端覆以第一個觸媒組成物,並在整«燒結物的 另一端上覆以第二個觸媒組成物,以道樣的方式而於一個 整體燒結物上形成第一個觸媒構件。此分離體亦可含有有 多個氣流通道通過其中的耐火底質,它也可以是帶有第二 個或大部分下游觸媒構件的單一整髗燒結物的一部分,在 道樣的情況中,觸媒材料僅載於單一燒結物的一端上而形 成觸媒構件,另一端則作爲分離髏。 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 現在參考圖1,圖1是氣«渦輪10的設備圓示,此 氣《渦輪10中包含了滅發動機軸14連接在空壓機16 上的啓動引擎1 2,空壓機1 6用以經由空氣输入管(以 箭頭a表示)提供输入的空氣,所输入的空氣以壓縮機 1 6加以壓縮經由管線a **進入燃燒氣進氣口管c,進氣 口管c亦經由以箭頭f表示的氣酱输入管線而供應加壓的 氣體燃料,如:天然氣或甲烷。空氣和燃料合併而形成燃 燒作用混合物,此混合物經由管線c被引至多個催化性熱 燃器18內,可使用逋當數目的熱燃器,圓1中僅以兩個 來表示。華例來說,可使用八個其输出氣口約與渦輪的進 氣口位置相同的熱燃器1 8。毎個催化性熱燃器1 8都備 有與渦輪2 2相通的氣流相連接的排氣管2 0,渦輪2 2 -16 · 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) A6 B6 262517 五、發明説明(15) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) 可包含娴於此技藝之人士習知之多階段的渦輪。渦輪2 2 以動力的方式接在爐料聯結軸2 4上,使渦輪出氣口接在 逋當的設備(如:發電機)上。消耗掉的燃燒產物依箭頭 e所示的方向經由排料用的排氣器2 6而排放到大氣中, 或作進一步的使用或加工。 ♦打· 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 •線· 圖2是一個典型的催化性熱燃器18之截面圓,此熱 燃器中包含了帶有進氣口部分2 8的熱燃組件1 9、一個 包含了觸媒體(包含觸媒構件1、2和3 )的觸媒區3 0 及包含了分離髗4的分離區3 1及下游區3 2。道三個觸 媒構件1、2和3和分離體4相毗鄰。換言之,觸媒構件 1和2面對面地相接觸,觸媒構件2和3也是面對面地相 接觸。觸媒構件3與分離髏4也相接觸。通常,觸媒構件 1、2和3包含了耐火性載髗基質,有時將道些基質稱爲 整體燒結或蜂窩狀基質或載《。此載《是一個简狀物(參 考圖2 A),它有多個一般是平形的氣流小通道。圖2 A 用以顯示觸媒橋件1的_媒構件端1 a,圚中顯示出多個 細小且平行的氣流通道縱向地通過觸媒構件1而使得氣流 能夠通過觸媒構件1。此構造是觸媒梅件1至3的基本椎 造。此氣流通道由壁定出其範園,而壁上有逋合用來催化 氣體燃料(如:天然氣或甲烷)之氣化反應的活性材料的 塗屠(通常稱爲壁層)存在。 圔2 B是圚2 A的放大圖,圖中顧示觸媒構件中典型 的氣流通道3 4的截面,氣流通道3 4是由四個氣流通道 壁3 4 a定出其範園,而氣流通道壁3 4 a上覆有催化性 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)~~ A6 B6 ^62517 五、發明説明(16 ) {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 材料壁層3 6。圖2B所示之氣流通道3 4的截面圃是正 方形的,然而氣流通道之適當的截面可以是矩形、多角形 (如:三角形)或圓形。此外,如嫻於此技藝之人士習知 者,改變適當的耐火性材料所製得的平板層或波板層,能 夠使氣流通道有不同的構造。 分離體4的大小和形狀以至少能使氣流通道與觸媒構 件3 (即,其上置有分離體者)的通道相對應者爲佳。此 使得通道內的氣流持績地由觸媒構件通過分離體。 根據本發明的另一個特徴,在觸媒構件3和分離《4 之間有一個間隔構件(圖3A)存在,用以改善燃料混合 物在通過觸媒構件之間的燃料和空氣的混合情況。 觸媒(有氣化鈀分佈於氧化鋁上者)之可依照如U.S. Patent 4,8 9 3,4 6 5中所述的程序而製得,該文 中所揭示者併於本文中以資參考。根據賅程序,r 一氧化 鋁於9 5 0 °C鍛燒2小時,然後篩成顆粒大小介於5 0和 1 5 0微米之間的顆粒,以道樣的方式形成老化過的氧化 鋁,此氧化鋁可被用來作爲觸媒載«。下列實例中之載於 氧化鋁載酱上的氧化鈀係以前述的技術製得。 經濟部中央搮準局貝工消费合作社印裝 宜盤丄· 製得兩個分別被稱爲床A (使用5 8回)和床B (使 用6 0回)之分別含有四個觸媒構件1_4的兩個觸媒床 ,觸媒構件1一4的配置方式與圖3A中的热燃組件19 中的觸媒部分3 0所使用的三觸媒構件之配置方式類似° 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公發)-18 - A6 B6 ^62517 五、發明説明(17 ) {請先W讀背面之注意事項再填寫本页) 每個觸媒床的道四個構件分別以A 1、A 2、A 3和A 4 ,B1、B2、B3和B4表示。在道兩個例子中,觸媒 構件1 (A 1和B 1 )皆位於第一或最上游的位B上,而 觸媒構件4 (A4和B 4 )則都位於最後或最下游的位置 上,觸媒構件2 (A2和B2)和觸媒構件3 (A3和 B 3 )之順序與圖2所示者相同。在床A中,觸媒構件 A1至A4中的載體基質是毎平方英吋有6 4個槽的第I 類基質。觸媒構件A 1中的基質被覆以觸媒組成物(包含 了覆有氧化鈀的氧化鋁,將氧化鋁浸於硝酸鈀溶液中,將 浸潤過的氧化鋁加以鍛燒可製得此物),此壁層中含有以 壁層之重量計爲4 %的鈀(此鈀以氣化鈀的形式存在)。 觸媒構件A 2包含了使氧化鋁與硝酸鈽和硝酸鈀之溶液一 起浸潤,然後將浸潤過的氧化鋁加以鍛燒而製得的觸媒材 料,此觸媒材料中含有以觸媒材料重量計爲8重童%的钯 (此鈀以氧化鈀的形式存在)和以觸媒材料重量計爲1〇 重置%的氧化鈽。 經濟部中央搮準局貝工消費合作杜印製 觸媒構件3 A和4 A中都包含了活性層,此活性層內 含有由氧化鋁與比例爲2:1的氧化鑭和氧化鈀之固態反 應產物(即,L a4P d 〇7)所形成的物理混合物所製得 的觸媒組成物。使氧化鑭與氧化鈀混合而製得的此二元氧 化物具有所選定的重置比。此混合物以機械硏磨成直徑約 5 0至1 0 0微米的顆粒。硏磨之後於空氣中鍛燒(如: 於約1 1 0 0°(:下鍛燒約6 6小時),形成含有鈀和鑭之 二元氧化物的反應混合物。此氧化鑭和氧化鈀起始物最好 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)- 26如7 A6 B6 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 五' 發明説明(18) 是以符合化學計置的比例混合而製成所欲的化合物。因此 ,在反應混合物中,氣化鑭與氧化鈀之間的莫耳比可以是 2 : 1 : 1 : 1或1 : 2。雖然所用的起始物不一定是要 具有所欲莫耳比的二元氧化物產物,但是,如U.S. Pa tent Application Serial No.O 7 / 6 8 4 / 4 Ο 8 中所述者 ,使用化學計量如此者比較有利。此二元氧化物中含有7 重量%的催化性材料,餘者包含了氧化鋁。觸媒構件A 1 、A 2和A 3彼此相毗鄰。觸媒構件A 1和A 3的長度爲 1. 5英时,觸媒構件A2長1英吋。觸媒構件A4以長 爲1英吋的間隔構件與觸媒構件A 3相隔。此間隔構件是 一個環狀物,它位於觸媒構件A 3和A 4的周圈,使得介 於道兩個觸媒構件之間的氣流不會受到阻礙。 使用相同的活性層載於觸媒構件上,觸媒構件以與床 A所述之相同的順序排列,但載於觸媒構件B 1上的鈀董 爲8 %並非觸媒構件A 1中的4 %,以道樣的方式製得觸 媒床B。此外,在觸媒床B中,所有之整镰燒結的載谶是 毎平方英吋有6 4個槽的第II類基質。觸媒構件b 4以與 觸媒構件A 3和A 4相同的方式而與觸媒梅件B 3分離。 床A和B的構造列於表I A。 (請先W讀背面之注意事項再填寫本页) .¾.. .訂. .線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)-2〇 - 262517 A6 B6 五、發明説明U9) 陆媒床 陆娛構件 基酋類型.長度 A1 I, 1.5英吋 Λ2 I,〗英吋 A3 I, 1.5英吋 A4 I. 1.5英时 B1 II, 1.5英吋 B2 II. 1英时 B3 II, 1.5英时 B4 II, 1.5英吋 陆魄庆 壁靥 4重虽% Pd載於氣化鋁上 8重量5K Pd ; 10%氣化铈/氣化鋁 7 重量X 2 Laa〇3 · PdO/93X 氣化鋁 7 重量S; 2 Laa〇3 · Pd0/93X 氣化鋁 壁靥 8重置X Pd載於氣化鋁上 8重量3S Pd ; 10SK氣化铈/氣化鋁 7 重量X 2 La3〇3 · PdO/93S!氣化鋁 7 重量5; 2 La*〇3 · PdO/935;氣化鋁 (請先閱讀背面之注意事項再填宵本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 爲了比較觸媒床在點燃燃燒物上的效果,將它們置於 燃燒器中,然後將含有甲烷的空氣/燃料混合物以表I B 中所列之固定的速度引至燃燒器內。進氣口氣流的溫度提 髙至燃料完全燃燒爲止,將使此溫度稱爲點燃溫度。燃燒 作用所持績的時間示於表I B,然後將進氣口溫度降低至 可以燃燒作用中止的溫度,記錄熄滅溫度。在某些例子中 ,燃料混合物中的燃料含置也會減少。其結果列於下面的 表I B 〇 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)-21 - 262517 A6 B6 五、發明説明(20) ,H3sisT)ss Γ55·ε)96·«· sco寸 s m •<W I 1
L〇 LO t〇 C\J >w>g| •Λ Ο Ο O ΙΛ 05 03 卜
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I {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .装· 忿χ^^οε 命\^欺沄 念\盔谉οε 念\δ:^οεijss
4i S 忿\盔冰os^ 忿\髮浓 oeS寸.Co '#\¥d冰 οε ^ *訂· 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 •線· 回回回回 @回回回 丨城诚槭城 3铖铖滅 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)-22 ~ A6 B6 262517 五、發明説明(21) a) 甲烷在空氣中的髏稹百分比。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) b) 燃燒氣體進入觸媒床時的直線速率(英呎/秒)。 ° >點燃溫度(°C )。 d >燃燒作用的持績時間(小時)。 β>熄滅時的燃燒溫度(°C)。 根據表1 B中所列的數據,由觸媒床A的點燃溫度常 比較低、觸媒床B比較不容易引燃可以知道觸媒床a的催 化活性比觸媒床B要來得大。在知道構件B 1中的氣化把 含董比在構件A 1中要來得多時,對道樣的結果更感到訝 異。 1 .轄髄分析結果 分析在觸媒構件A 4和B 4上的觸媒材料中之鈀和鑭 含置,各項分析結果分別與新製的樣品之分析結果比較。 位於觸媒構件A 4 (包含第I類基質)上的觸媒材料中, 觸媒覆屠中損失了85. 5%的鈀,但鑭量並未減少。在 觸媒構件B 4 (包含第II類基質)上的觸媒材料未損失任 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 何一種催化性金屬。 2. SEM檄探頭/作圖結果 以掃描式顯微鏡檢視使用過的觸媒構件A 3和B 3部 分和新製得之相同的觸媒構件以便於比較。以肉眼檢視所 得到的顯微圖(即,*SEM顯微圍’)以得知基質或觸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) T 4規格(210X 297公釐)~- 23 - A6 B6 262517 ^五、發明説明(22) 媒的受損程度。觸媒構件A 3 (含有第I類基質)的 {請先《讀背面之注意事項再填寫本页) S EM顯微圖示於圔4 B,圖4 A則是載於第I類基質上 之新製的觸媒之顯微圖。由圖4 B可清楚地看出:在活性 測試期,第I類基質間的構成織維有受損之虞。此外,它 顯示觸媒壁層與基質之間有交互作用發生,此可由壁餍/ 基質表面明顯地延著基質結構的中心方向移動的情況可得 知。最後,使用微探頭來測定在新製和使用過的樣品中是 否有鈀存在。在使用過的樣品中未測到有鈀的存在。 由新製和使用過的觸媒構件B 3 (內含有第II類基質 )取得的SEM相片(圖5A和5B),得知在活性測試 期間不會有基質損耗的情況發生:在兩個樣品中都測到鈀 且在觸媒材料和第Π類基質之間並未發現到有明顯之負面 的交互作用發生。 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印31 前述的數據顯示載於觸媒床的下游段(圖2中的觸媒 構件3和4 )之第II類基質上的觸媒材料對於載髗所造成 的損害較小,且對於壁層中之活性材料所造成的損害也比 較小。但是,含有第II類基質的觸媒床(如:觸媒床B ) 的初始總催化活性不像僅含有第I類基質者(觸媒床A) 那麽高。 窗例2 爲了要測定是否能同時擁有位於第I類基質上的觸媒 之催化活性和帶有第Π類基質的觸媒構件之抗熱分解性, 製得另四個觸媒床(分別稱爲床C、床D、床E和床F ) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)~~- 24 - 嫩517 A6 - B6 五、發明説明(23),每個觸媒媒構件和一 床中含有如實例I之方法所製得的2或3個觸 個分離體。表Π A列出道四個觸媒床的構造。 陆媒構件 C1 C2 C3 C4 陆娛庆C (卜卜·較用) 基置Μ型,畏度· I, 1.5英时 ΙΛ1英时 I, Ϊ.5英吋 I, 1.5英时 里魇_ 8重景丨Pd載於氣化鋁上 8重量3: Pd; 10¾氣化铈/氣化鋁 7 重量S; 2 Laa〇3 · PdO/93% 氣化鋁 氣化鋁 陆蜞床H (th較用) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 陆媒谦件 D1 D2 D3 D4 基質類型.畏度 與C1相同 與C2相同 I, 1.5英吋 I, 1.5英吋 同同 相相鋁鋁 C1C2化化 E 與與氣氧床 媒 傾 •裝. 瞄歧纔件 E1 E2 E3 E4 基質類型,長度 與C1相同 與C2相同 II, 1.5英吋 II, 1.5英吋 囘同 ' I相相鋁鋁 C1C2化化卩 I與與氣氣床 媒 描 層 •打· F1 F2 F3 F4 基質類型,長度 與C1相同 與C2相同 II, 1.5英吋 II, 1.5英吋 _壁靥 與C1相同 與C2相同 7 重量SS 2 Laa〇3 氣化鋁
PdO/93Si氣化鋁 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 •線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐).25 -
A B 五、發明説明(24) 在觸媒床C、D、E和F中所有的第I類基質都是每 平方英吋具有6 4個槽者,所有的第Π類基質都是毎平方 英时具有6 0個槽者。在觸媒床C、D、E和F之觸媒構 件上的壁層i都是1. 5克/立方英时。 將觸媒床C、D、E和F®於燃燒器中以測定它們在 引發含有4 %甲烷的空氣燃料混合物之燃燒作用的效果。 對觸媒床C和E進行兩項評估。對觸媒床D和F則進行三 項評估。所得的結果列於下面的表Π B。
SJLIB 馱燃狀況 陆媒床 進氣口溫度 η” 鲇燃時的流速 (荽呎/秒鐘) 燃料遢度 (腊蒱W 熄滅時的溫度ΓΟ)/燃料!1; C 480-500 50 4.0 462-480/4.0 420 30 4.0 D 487-550 50 4.1-3.75 530 60 4.0 496 /4.0 485-495 30 4.0 465-485/4.0 E 512 ' .. 60 4.0 506 /4.0 550-578 ·.. 50 4.0 515-520/4.0 F 475 · 、 60 4.0 452 /4.0 504-545 * 50 4.0 487-515/4.0 472-477 30 4.0 440 /4.0 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 表II B中之數據顯示根據本發明之較佳實施例的觸媒 床E和F之催化活性比下游觸媒構件中不含有第Π類基質 (即,所含有者皆爲第I類基質)的觸媒床C和D要來得 好。在知道第I類觸媒構件的催化活性比第Π類觸媒構件 要來得好(如前面所示者)時,對上述的測試結果更感到 -26 - (請先閱讀背面之注意本項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 262517 A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作杜印》 五、發明説明(25) 意外。 將前述的觸媒床C、D、E和F®於燃燒器中,並使 含有空氣中含有4 %甲烷的燃燒混合物以3 0至6 0英呎 /秒的進氣口速度通過燃燒器以引發爲時4至2 0小時的 燃燒作用。以道樣的方式而使觸媒床C、D、E和F老化 。由肉眼可看出C 3、C 4、D 3和D 4段有明顯的結果 遭破壞的痕跡,但E3、E4、F3和F4段則未發生這 樣的情況。然後,以掃描式電子顯微鏡檢視使用過的觸媒 構件,並與新製的(未經老化處理的)樣品比較其受損程 度。在某些情況中,樣品由特定的觸媒構件之進氣口端和 出氣口端取得。 圖6 A和6 B分別是由使用過的觸媒構件C 3之進氣 口端和出氣口端之截面所取得的S EM照片,可以清楚地 反映出觸媒構件C 3的出氣口端所受的損害比進氣口端要 來得大。圖6 C是由使用過的觸媒構件C 4之截面所取得 的S EM照片,此照片顯示壁層一基質與其中所含有的第 I類基質之間的交互作用所造成的負面影響。圖6 D的拍 攝角度與圖6 C類似,但拍攝的對象是新製(即,未經使 用)之組成相同的觸媒構件。能量分佈光譜('EDS4* )顯示觸媒構件C 3的觸媒材料中損耗掉一些鈀。圖6 A - 6 D因此證實了位於觸媒床下游位置的第I類基黉會在 操作狀況下與其上的活化層發生交互作用,其間的作用力 會隨著越接近下游而越大。 圖7 A和7 B分別是由觸媒構件E 3和E 4之截面所 {請先聞讀背面之注意聿項再填寫本页) •裝· •打· •線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)-27 - _517 A6 _________ B6 霉五、發明說明(26) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 取得的S EM照片,此照片顯示觸媒構件輕微受損,觸媒 材料-基質之間的作用不大。圖8 A和8 B分別是由觸媒 構件F 3之進氣口端和出氣口端之截面所取得的SEM照 片,此圖顯示在道兩端都沒有鈀損耗的情況發生。因此, 圖7A、7B、8A和8B證寅了 :在第I類基質會分解 的情況下,第II類基質能夠避免其與位於其上的活化層之 間所產生的負面影響。 雖然相信載於構件C 3和F 3上的觸媒材料在它們的 燃燒過程中分別會有分解的情況發生,且因此會變得不具 有催化活性,但是,由實例1中所得到的整髏分析結果可 明顯地看出構件F 3所留下的鈀量比構件C 3要來得多。 因此,上游觸媒檐件無法適用,而觸媒床在充份地冷卻之 後足以使得位於觸媒構件C 3和F 3上的觸媒材料再生, 再生之後的觸媒床F因爲在構件F 3中有比較大量的鈀殘 存,所以其效果比觸媒床C要來得好。 已經以特別的實施例來描述本發明,應骸能夠瞭解到 :在不超出所附的申請專利範圍所提到的範園內,所描述 的實施例仍可有多種不同的變化。 經濟部中央標準局Η工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS)f 4規格(210x297公釐)-28 -

Claims (1)

  1. 262517 A7 C7 D7 — 六、申請專利範圍 1 ·—個以催化的方式促進經由氣流 燒氣《I混合物之熱燃反應的燃燒器,其中 物先後通過燃燒器的觸媒區、下游區域和 間的均勻反應區,此燃燒器之特徵爲其中 κ內的觸媒體,此觸媒體包含了第一個觸 鳗濟部中央嫌攀局典工消費合作钍印轚 觸媒構件的一者以上,第一個觸 ,此第一個載雔內有多個氣流通 載有第一個觸媒組成物的通道壁 媒構件位於第一個觸媒構件的下 此第二個載體內有多個氣流通道 有第二個觸媒組成物的通道壁定 其中的第一個載體包含了主 和跚玉所組成的氧化矽一氧化鎂 第二個載體包含了內含有陶瓷嫌 成包含了氧化鋁、氧化硼和氧化 矽基質中。 2.如申請專利範園第1項 —氧化鎂-氧化鋁材料含有約2 Si〇2 、約3至6重量%的\1 %的八12〇3,其中,該5 10 一者中的約5 0至9 0重置%是 材料。 3 .如申請專利範園第2項 料含有以載饅重量計之約15至 良紙张尺度適用中®B家攆準(CNS>甲4規·格(210 X 297公釐) 媒構件中 道通過其 定出其範 游,它含 通過其中 出其範圍 要由蕙靑 一氣化銘 維的陶瓷 矽,此織 通道而 ,燃燒 介於下 包含: 媒構件 含有第 中,氣 圈,而 有第二 ,氣流 石、富 材料, 颯維基 維被固 输入的燃 氣體混合 游區域之 位於觸媒 和第二個 —個載體 流通道由 Ajfir —/m Mai 第一個觸 個載體, 通道由載 鋁紅柱石 而其中的 材,其組 定在碳化 之燃燒器,其中,氧化矽 0至4 〇重董%的 SO和約5 4至7 7重童 2 、M g 〇 和 a 1 2〇 3每 晶狀材料,餘者是非晶狀 之燃燒器,其中,晶狀材 '"重*%的董育石、約 裝------.玎------線 (請先閲讀背面之注意事項再項寫本頁) -29 -
    262517 六、申請專利範圓 1 5至3 5重置%的剛玉和約1 0至3 0重量%的富鋁紅 柱石。 4. 如申請專利範圍第1、2或3項之燃燒器,其中 ,陶瓷繅維基材中的織維包含約6 2重置%的氧化鋁、 1 4重量%的氧化硼和2 4重量%的氧化矽。 5. 如申請專利範園第1項之燃燒器,其中,第一個 觸媒構件和第二個觸媒構件是位置相近之分立的物體。 6. 如申請專利範園第1項之燃燒器,其中,第一個 觸媒構件和第二個觸媒構件是位置相毗鄰之分立的物健。 7. 如申請專利範園第1項之燃燒器,其中,第一個 觸媒組成物包含了分佈於第一個耐火性金羼氣化物載酱上 的氧化鈀。 8. 如申腈專利範園第7項之燃燒器,其中,第一個 耐火性金靥氧化物載«選自包括未經浸潤的氧化鋁、以稀 土金屬氧化物浸潤過的氧化鋁、未經浸潤的氧化錐、以稀 土金屬氧化物浸潤過的氧化鉻、氧化矽、氧化鈦及一起形 成的稀土金属氧化物一氧化錐中的一或多者。 9. 如申請專利範園第1項之燃燒器,其中,第一個 觸媒組成物包含了分佈於第一個耐火性金屬氧化物上的氧 化鈀,第二個觸媒組成物包含了分佈於第二個耐火性金屬 氧化物上的氧化鈀。 10. 如申請專利範圍第9項之燃燒器,其中,第一 個耐火性金屬氧化物載雅包含了未經浸潤的氧化鋁,第二 個耐火性金属氧化物載體包含了以稀土金屬氧化物浸潤過 本纸ft又度i4用中B國家標準(CNS>甲4規格(210 X 297公釐) ------------------------裝------.玎------線 (請先閏讀背面之注意事^再項寫本頁) -30 - A7 tt濟部中夫揉準屬具工消費合作社印V —ίΓ· Β7262517 07 _ _D7__ 六、申請專利範園 的氧化鋁。 1 1.如申請專利範園第9項之燃燒器,其中,第一 個和第二個耐火性金靥氧化物載髋包含了以稀土金属氧化 物浸潤過的氧化鋁。 12. 如申請專利範圍第1項之燃燒器,其中,第一 個觸媒組成物包含了分佈於耐火性金雇氧化物載體上的氧 化鈀,第二個觸媒組成物包含了( i )氧化鈀和金屬氧化 物(選自包括氧化釤、氧化鑭和氧化鐯中的一或多者)之 反應產物與(ii)耐火性金屬氧化物黏合劑之混合物。 13. 如申請專利範園第1項之燃燒器,其中,另包 含了位於觸媒區內、介於第一個觸媒構件和第二個觸媒構 件之間的中間觸媒構件,此位於中間的觸媒構件包含了內 含有氧化矽一氧化鎂-氧化鋁材料、有多個通道通過其中 並由通道壁(有內部的觸媒組成物位於此通道壁上)定出 其範園的載髏。 1 4.如申請專利範園第1 3項之燃燒器,其中,第 一個觸媒組成物和中間觸媒組成物都有氧化鈀分別分佈於 第一個和中間的耐火性金靥氧化物載镫上,且其中的第二 個觸媒組成物選自包括(a )分佈於耐火性金屬氧化物載 镰上的氣化鈀和(b) (i)氧化鈀和金屬氧化物(選自 包括氧化釤、氧化鑭和氧化鐯中的一或多者)之反應產物 與(ii)耐火性金屬氧化物黏合劑之混合物。 1 5 ·如申請專利範園第1 4項之燃燒器,其中,第 二個觸媒組成物包含了( b )混合物且其中的(π)中的 (請先《讀背面之注意事項再塡寫本頁) -裝_ 訂· 線. 本紙張ΧΛ適閉中國B家律準(CNS>甲4規格(2丨Ο X 297公釐) -31 - 7 7 7 17 A B c D 262517 六、申請專利範園 耐火性金屬氧化物黏合劑選自包括氧化矽、氧化鋁、以稀 土金羼氧化物浸潤的氧化鋁、氧化鈦和氧化锆中的一或多 者或它們的混合物。 16.如申請專利範圍第14或15項之燃燒器,其 中,第一個耐火性金屬氧化物載髖和位於中間的耐火性金 屬氧化物載體中的至少一者包含了以稀土金屬氧化物浸潤 的氧化鋁。 1 7.如申請專利範圍第1 6項之燃燒器,其中,第 —個耐火性金屬氧化物載嫌包含未經浸潤的氣化鋁。 1 8.如申請專利範園第1 6項之燃燒器,其中,第 一個耐火性金雇氧化物載體和位於中間的耐火性金屬氧化 物載镰都包含了以稀土金屬氧化物浸潤的氧化鋁。 1 9.如申請專利範圍第1 6項之燃燒器,其中,第 一個耐火性金屬氧化物載镰和/或第二個耐火性金屬氧化 物載體中的稀土金臈氧化物選自包括氧化鑭、氧化铈、氧 化鎌和它們的混合物。 2 0.如申請專利範圍第1或1 3項之燃燒器,其中 ,它另含有位於觸媒區內之第二個觸媒構件下游處的第三 個觸媒構件,此第三個觸媒構件中包含了內含有掏瓷織維 基材並有多個通道通過其中且由通道壁(第三個觸媒組成 物位於此通道壁上)定出通道範園的載雔。 2 1 .如申請專利範園第2 0項之燃燒器,其中,第 一個觸媒組成物中包含了分佈於耐火性金靥氣化物載體上 的氧化鈀,且其中的第二個觸媒組成物和第三個觸媒組成 本紙度過用中國a家樣準(CNS)甲4规格(210 X 297公釐) ------------------------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再項寫本頁) 嬡濟部中央樣準局R工消費合作社印V -32 - A7 B7 C7 D7 念62517 六、申請專利範園 物分別選自包括(a )分佈於耐火性金屬氧化物上的氧化 细和(b )(丨)氧化鈀和金膺氧化物(選自包括氧化釤 、氧化鑭和氧化鐯中的一或多者)之反應產物與(耐 火性金靥氧化物黏合劑之渴合物。 2 2.如申請專利範園第2 1項之燃燒器,其中,( ii)中的耐火性金羼氧化物黏合劑選自包括氧化矽、氧化 鋁、以稀土金屬氧化物浸潤的氧化鋁、氧化鈦、氧化锆和 它們的混合物。 2 3.如申請專利範園第1 〇或1 1項之燃燒器,其 中,稀土金属氧化物選自包括氧化鑭、氧化铈、氧化鍩和 它們的混合物。 (請先《讀背面之注意事項再項寫本頁) —裝. 訂· tt濟部中央揉準局肖工消費合作U印繁 本纸張尺及通用中國國家櫺準(CNS)甲4规格(210 X 297公货) -33 -
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