涂覆载体的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种使用至少一种涂覆悬浮液来涂覆多孔基体的方法和一种相应设备。具体而言，涂覆悬浮液包括固体和液体介质中的溶质，其量相应于至少一种所需目标量的潮湿状态量。涂覆操作在从一个基体到另一个基体的涂覆过程中，潮湿涂覆量有变化。本发明专利技术方法包括如下步骤：用实际量的涂覆悬浮液涂覆一种基体，考虑到涂覆操作的变化，实际量总是比所需目标量大；测定实际量与所需目标量之间的差；及通过去除仍潮湿的涂覆悬浮液，减小实际量与目标量之间的差。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用涂覆悬浮液涂覆载体的方法。更具体地说，本专利技术涉及一种涂覆催化剂用载体的方法和设备，例如汽车废气催化剂。
技术介绍
通常，汽车废气催化剂的载体为具有两个底面和一个壳体表面的圆柱体，许多内燃机废气用的流通管道以基本上与圆柱体轴平行的方式从第一底面延伸至第二底面。这些载体也被称为蜂窝式载体。这些载体的横截面形状根据机动车辆的安装要求。具有圆形横截面、椭圆形或三角形横截面的载体被广泛应用。这些流通管道主要包括方形横截面，并且在整个载体横截面内，排列成密集型栅格图案。视应用而定，这些流动管道的管道或孔的密度为l(Tl40cm_2。孔密度达到250cm_2的蜂窝式载体正在研发当中。为净化汽车废气，主要使用通过挤压陶瓷体获得的催化剂载体。可选择地，可以使用由波形和缠绕金属箔制成的催化剂载体。为净化客车废气，仍然主要使用孔密度为62cm_2的陶瓷载体。在这种情况下，这些流通管道横截面尺寸为1.27X 1.27mm2。这种载体壁厚度为 0.1 0.2mm。为把汽车废气中所含的污染物(例如一氧化碳，烃和氮氧化物)转化成无害化合物，通常使用极细小的钼族金属，其催化效果可以通过使用非贵金属化合物来改变。这些催化活性组分必须沉积在载体上。然而，通过在载体几何表面上沉积催化活性组分，不可能保证这些组分按需求精细分散。对于非多孔金属和多孔陶瓷载体也如此。可以仅通过将完全分散的(也就是粉末形式)、高表面积材料的支撑层涂在流通管道的内表面上，就可以使催化活性组分的表面足够大。在下文中，上述的操作被称为载体的涂覆。为防止昂贵的催化活性材料损失，不需要并且应该避免涂覆载体的壳体表面。使用完全分散的、高表面积材料在液相(通常是水)中的悬浮液涂覆载体。作为催化活性组分的高表面积支撑材料，通常催化应用中的涂覆悬浮液包括，例如，氧化铝，硅酸铝，沸石，二氧化硅，氧化钛，氧化锆和以氧化铈为基础的储氧组分。这些材料构成涂覆悬浮液的固体成分。此外，促进剂或元素周期表中的钼族催化活性贵金属也可以添加到涂覆悬浮液中。通常的涂覆悬浮液其固体浓度为占悬浮液总重量的2(T65wt.%。它们的密度为1.1 1.8kg/l。从现有技术中，公开了各种使用涂覆悬浮液或浆料把支撑层沉积到载体上的方法。为涂覆载体，它们可以浸溃在涂覆悬浮液中，或通过将涂覆悬浮液倾倒在它们上来进行涂覆。还可以把这种涂覆悬浮液抽吸进载体管道内。在任何情况下，必须通过抽吸或鼓入压缩空气的方法从载体管道中去除多余的涂覆材料。这样也可以疏通可能被涂覆悬浮液阻塞的管道。涂覆之后，干燥载体和支撑层，然后煅烧，以便固化支撑层并将其固定在载体上。随后，主要通过使用催化活性组分的前体化合物的水溶液，将该催化活性组分加入涂层中。作为选择，该催化活性组分自身也可以加入涂覆悬浮液中。在这种情况下，可以省略以后对含有催化活性组分的完成支撑层的浸溃。涂覆方法的基本依据是使用这些方法可以用单一循环取得涂覆或加载浓度。这代表干燥和煅烧之后留在载体上的固体含量。涂覆浓度表示为克每升(载体体积)(g/1)。在实践中，汽车废气催化剂需要涂覆浓度达到300g/l。如果使用的方法不能采用单一循环达到这种量，那么涂覆操作、接下来的干燥以及载体的煅烧(如果需要)必须重复进行，直到获得所需的加载。通常，需要使用不同成分的涂覆悬浮液进行两种或两种以上的涂覆操作。其结果是，得到的催化剂包含相互堆叠的几层，这几层具有不同的催化作用。DE4040150C2公开了一种方法，其中蜂窝形状的催化剂载体可以在其全长上分别用支撑层和催化活性层均匀涂覆。在下文中，催化剂载体也将称为蜂窝式载体。根据DE4040150C2描述的方法，为进行涂覆，蜂窝式载体的圆柱体轴垂直放置。然后，通过蜂窝式载体的下表面将涂覆悬浮液抽吸进入管道，直到出现在上表面上。此后，再向下抽吸涂覆悬浮液，并且为防止管道阻塞，从管道中吹出或吸出多余的涂覆悬浮液。这种方法产生的支撑层在整个蜂窝式载体的长度上显示出良好的均匀性。上述涂覆方法中，从一种载体到另一种载体的涂覆量发生变化。这种变化根据涂覆悬浮液的性质和待涂覆的蜂窝式载体的特性，例如它们的孔隙度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用涂覆悬浮液涂覆载体，特别是催化剂用载体的改进方法和改进设备，该方法和设备可以使涂覆量的变化减少。此目的由权利要求的特征来实现。在具体描述本专利技术之前，先解释下面的术语。在下文中，术语“基体(bodies) ”指催化活性材料涂层用的惰性载体。在下文中，潮湿吸收量或潮湿涂层量指在涂覆之后和可能的干燥操作之前，留在载体上的涂覆悬浮液残量。这可以通过称量载体在涂覆前后的重量来确定。相比而言，干燥吸收量是在干燥和煅烧之后在载体上的涂覆材料量。在下文中，目标量是指为获得所需的催化活性绝对必要的潮湿吸收量，并且涂覆的载体必须充分。本专利技术涉及一种使用至少一种涂覆悬浮液来涂覆多孔基体的方法和一种相应设备。涂覆悬浮液包括固体和液体介质中的溶质。涂覆操作使用相应于至少一种所需目标量的潮湿状态量。涂覆操作在从一个基体到另一个基体的涂覆过程中，潮湿涂覆量有变化。本专利技术方法包括如下步骤:a)用实际量的涂覆悬浮液涂覆一种基体，考虑到涂覆操作的变化，实际量总是比所需目标量大，b)测定实际量与所需目标量之间的差，及c)通过去除仍潮湿的涂覆悬浮液，减小实际量与目标量之间的差。这种方法适合涂覆由金属或陶瓷制成的载体。该载体可以是所谓的蜂窝式载体的形状，在两侧具有平行的流通管道开口，或者可以包括一种多孔的泡沫材料或纤维结构。然而，该方法还可以用于涂覆所谓的壁流型(wall flow)过滤器。本专利技术下面的说明是基于具有平行流通管道的载体，它们多数用作净化内燃机废气用的催化剂载体。涂覆载体在所谓的涂覆工作台上进行。从现有技术中可以了解到各种实例。本说明书基于一种涂覆工作台实施例，例如在出版物DE4040150A1、EP0941763A1、EP1136462A1和EP1273344A1中所述的工作台。为进行涂覆，将载体置于涂覆工作台上，并通过泵从下面或从加压的储存器中充入涂覆悬浮液。此后，多余的涂覆悬浮液既可以用泵从载体中抽出，也可以减压吸出。涂覆悬浮液可能阻塞流通管道，可以使用例如压缩空气吹气使其通畅。得到的载体涂层，在下文称作粗涂层。粗涂层的涂覆量取决于涂覆悬浮液的固体浓度、其粘性以及涂覆条件，尤其是从载体流通管道除去多余的涂覆悬浮液时的条件。本领域所属技术人员熟知这些关系，并且可以考虑到涂覆过程的变化来确定实际涂覆量的平均值，从而没有载体缺少目标量。现有涂覆过程的变化取决于涂覆悬浮液的类型，或涂覆过程的其他参数。通常，这种变化是5°/ri0%。有利地，变化可以降低到±2%。为降低现有涂覆过程的变化，本专利技术提供从载体一端再抽吸仍是潮湿的涂覆悬浮液的操作，从而使实际涂覆量与所需目标量匹配。这里，根据确定的差量或多余量来调节再抽吸的强度和/或持续时间。也可用吹压缩空气来代替再抽吸，从而调节载体上的残余涂覆量。例如，可以通过选择在预备实验中针对测得的实际量确立的数值表中的值来调节再抽吸的强度和/或持续时间。可选择地，可以根据之前涂覆在基体上的实际量值、再抽吸强度和/或持续时间，并使实际量和目标量之间的差值降低来控制再抽吸的强度和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用至少一种涂覆悬浮液来涂覆多孔基体的方法，所述涂覆悬浮液包括固体和液体介质中的溶质，其潮湿状态的量对应于至少一所需目标量，其中，涂覆操作在从一个基体到另一个基体的涂覆过程中，潮湿涂覆量有变化，所述方法包括如下步骤：a)用实际量的涂覆悬浮液涂覆一基体，考虑到涂覆操作的变化，实际量总是比所需目标量大，在此传统涂覆操作中所述基体放置在涂覆工作台上，并通过泵从下面或从加压的储存器中充入涂覆悬浮液，此后，多余的涂覆悬浮液既可以用泵抽出，也可以减压吸出，可能被涂覆悬浮液阻塞的流通管道能使用压缩空气吹气使其通畅从而实现粗涂层；b)测定实际量与所需目标量之间的差；及c)通过去除仍潮湿的涂覆悬浮液，减小实际量与目标量之间的差。

【技术特征摘要】
2003.04.17 DE 10317885.61.一种使用至少一种涂覆悬浮液来涂覆多孔基体的方法，所述涂覆悬浮液包括固体和液体介质中的溶质，其潮湿状态的量对应于至少一所需目标量，其中，涂覆操作在从一个基体到另一个基体的涂覆过程中，潮湿涂覆量有变化，所述方法包括如下步骤: a)用实际量的涂覆悬浮液涂覆一基体，考虑到涂覆操作的变化，实际量总是比所需目标量大，在此传统涂覆操作中所述基体放置在涂覆工作台上，并通过泵从下面或从加压的储存器中充入涂覆悬浮液，此后，多余的涂覆悬浮液既可以用泵抽出，也可以减压吸出，可能被涂覆悬浮液阻塞的流通管道能使用压缩空气吹气使其通畅从而实现粗涂层； b)测定实际量与所需目标量之间的差'及 c)通过去除仍潮湿的涂覆悬浮液，减小实际量与目标量之间的差。2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过称重涂覆之前和之后的每一种载体，并比较结果，来确定涂覆悬浮液的实际量。3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，通过称重涂覆之前和之后的每一种载体，并比较结果，来确定涂覆悬浮液的实际量，以及 其中，只有所述的差值超过预定阈值时，才在步骤(C)中降低实际量和目标量间的差值。4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(ar(c)之后，干燥和煅烧所涂覆的涂覆悬浮液。5.按权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括:使用与差值量相匹配的强度和/或持续时间，通过从基体一端的再抽吸来降低实际量和目标量之间的差。6.按权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，再抽吸强度和/或持续时...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃多·哈里斯，迪特尔·德特贝克，埃格伯特·卢克斯，托马斯·克里伊策，
申请(专利权)人：乌米科雷股份两合公司，
类型：发明
国别省市：