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3D打印為工業(yè)領域結構催化轉換器的制造帶來機遇

3D打印動態(tài)
2024
04/01
16:39
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來源 :增材制造技術前沿

隨著環(huán)保意識的增強和法規(guī)的嚴格,催化轉化器的制造和研發(fā)變得尤為重要。這些設備可以有效地降低廢氣中的有害物質含量,改善空氣質量,保護人類健康和生態(tài)環(huán)境。隨著技術的進步和市場需求的變化,催化轉化器的制造技術也在不斷更新迭代,以滿足更嚴格的排放標準和更高效的能源利用要求。

3D打印技術在排放控制方面的應用為應對挑戰(zhàn)性污染物提供了創(chuàng)新的可能性。通過精確控制催化劑或轉換器的結構和分布,增材制造可以優(yōu)化催化轉化器的性能,提高轉化效率,同時減少催化劑的用量。此外,增材制造還可以實現催化劑的定制化設計,以適應不同排放源和污染物的特性,進一步提高排放控制的針對性和有效性。

借助增材制造方法,可以制造幾何形狀優(yōu)化的轉化器和反應器。特別是,使用AM技術可以使連續(xù)流動反應更加強烈。在制造處理多相流的非等溫催化轉化器和反應器時,應用AM技術更具挑戰(zhàn)性,因此被歸類為高科技產品開發(fā)。為了充分實現增材制造在催化研究和工業(yè)中的集成,需要建立一個分類體系。通過這一途徑,可以確定哪些增材制造的對象對特定的催化過程有用。

金屬增材制造在化學過程領域,特別是化學反應器的設計和制造方面,正受到越來越多的關注。設計自動化和多功能制造步驟的本地化等關鍵發(fā)展推動了這項技術的進步,并為催化轉化器的生命周期管理革命提供了引人入勝的可能性。特別是在催化還原和排放去除方面,這些過程高度依賴于稀缺且昂貴的貴金屬,因此,制造催化系統(tǒng)的新技術對于應對新興污染物和日益嚴格的排放限制至關重要。


為了適應這些不斷變化的要求,催化設備的制造,特別是結構化催化轉化器的制造,必須不斷改進以確保設備的最佳性能。借助增材制造,可以引入更復雜的形狀以改善流動特性,從而減輕質量傳輸限制。此外,還有可能使用更廣泛的金屬基材,包括那些在傳統(tǒng)制造方法中通常被認為不兼容或不切實際的金屬基材,這些傳統(tǒng)方法通常依賴于薄金屬箔的釬焊。

根據金屬粉末在金屬增材制造中的熱性能,開發(fā)的結構化催化轉化器可以在廣泛的溫度范圍內運行,這是有效排放控制的關鍵因素。此外,基材內的熱傳遞可以定制,為冷啟動應用開辟了新的可能性。金屬增材制造的另一個顯著優(yōu)勢是,它能夠定制催化劑以適應甚至最小的設備,并減輕移動應用的重量。通過利用這些參數定制催化性能,增材制造不僅提高了催化性能,還增強了轉化器的可持續(xù)性。

基于這些因素,金屬增材制造在化學工程領域的應用潛力巨大,有望為催化轉化器和反應器的設計和制造帶來革命性的變革。隨著技術的不斷進步和成本的降低,金屬增材制造將在未來發(fā)揮更加重要的作用,為化學工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。


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