專利名稱：：催化單元和氣體純化裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于純化氣體的催化單元，更具體地說是采用平板形狀催化劑元件的用于用氨(NH3)有效降低氮氧化物(后面稱作“NOx”)量的催化單元，以及使用該催化單元進行氣體處理的裝置。
背景技術：
：由發(fā)電廠、工廠、汽車等排出的廢氣中所含有的NOx是一種可引起光化學霧和酸雨的物質。在熱電廠中，主要是采用下述的廢氣脫硝方法作為有效的脫硝方法用NH3作為還原劑進行選擇性催化還原。使用含有釩(V)、鉬(Mo)或鎢(W)作為活性成份的二氧化鈦(TiO2)催化劑。尤其是含有釩(V)的催化劑活性較高，很難被廢氣中所含的雜質所損害，即使在低溫下也有效。因此，這種催化劑是目前最常用的脫硝催化劑(JP-ANo.50-128681)。催化劑元件一般為蜂窩狀或平板狀。已發(fā)展了多種制備催化劑元件的方法。一種公知的扁平催化板是通過用催化劑涂覆或包蓋在一種由金屬板條作成薄金屬板并噴涂上鋁而形成，一種紡織品或者無紡織物覆蓋催化劑。這種扁平催化板加工后可得到一種如圖2所示的具有波浪形截面的凸條2和平面部分3交替排列的板狀催化劑元件1。如圖43所示，由許多這種催化劑元件1在殼體4中用凸條2按相同方向伸展分層堆積在一起而構成一種催化單元8(JPA54-79188和，JPO申請?zhí)?3-324676)。由于這種催化單元8具有相對較低的壓力降并且不容易被煙垢和煤灰所阻塞，在熱電生產的鍋爐廢氣的脫硝裝置中被普遍采用。帶有汽輪機或者既帶有汽輪機又帶有廢熱回收鍋爐的發(fā)電裝置的數量近年來逐漸增多，以對付夏天時的高峰用電需求。大多數這種發(fā)電裝置都位于城市的郊區(qū)，由于其地理位置和必須控制污染，其廢氣處理裝置必須具有高效率并很緊湊。在這種情況下，JP-ANo.55-152552提出了一種有效降低廢氣中NOx含量的方法，其采用了一種由圖2所示的催化劑元件1堆積而構成的催化單元8，其中相鄰催化劑元件1的相應凸條2和平行于氣流6方向的催化劑元件1的凸條2交替相間構成催化單元8，如圖44所示。JP-Y2No.52-6673中提出的催化劑元件11(如圖47所示)是通過加工金屬板條或金屬板，得到具有波紋狀截面的、連續(xù)的隆起部分10并且沒有任何圖46中所示的平板部分的波紋板9，通過堆積波紋板9使相鄰波紋板9的相應隆起部分10彼此交叉排列構成負載結構而，將催化劑負載在該負載結構上而完成催化單元11。圖43中的催化單元8需要進一步的改進以構成一種高效、緊密的廢氣處理裝置。圖48描述了由用平行于氣流6的方向延伸的凸條2堆積的催化劑元件1所限定的一些氣體通道。這種類型的催化單元8引起的壓力損失很小，采用這種類型催化單元8的廢氣處理裝置只需要很小的動力進行操作。但是，由于氣體在催化單元8的氣體通道中流動時湍流較小，氣體組分在氣體通道中運動的距離小，使催化反應速率(總反應速率)較小并且催化劑不能充分顯示其活性。當催化單元8是如圖43所示將催化劑元件1堆積使凸條2沿平行于氣流6的方向延伸而構成時，相對于凸條2延伸方向(縱向方向)的催化單元的剛性很大，但相對垂直于縱向方向的剛性則較小。因此在凸條2的縱向方向的氣體通道與垂直于該方向的氣體通道之間在寬度上具有輕微的差別。在圖44所示的催化單元8中，相鄰催化劑元件1的相應的凸條2相互垂直，沿垂直于氣流6的方向延伸的凸條2發(fā)揮了高的氣體擾動效果，促進了氣體組份物質參與催化反應。但是這些凸條2對氣流也起阻礙作用，引起了較大的壓力降。改變氣流(draft)損失和操作的自由度較小是圖44中所示催化單元的一個問題。由于催化單元8是由相同形狀的催化劑元件1交替堆積而構成，催化單元8的開通率不能改變，因此即使改變凸條2的間距(相鄰凸條之間的距離)也不能使氣流損失明顯降低。另外，由于催化劑元件1的長度必須等于催化單元8正面的尺寸，催化劑元件1的長度難以隨意地改變。當然，可以將不同形狀的兩類催化劑元件1(例如凸條2的間距不同)交替堆積，但是這樣兩類催化劑元件1需要復雜的制造工藝，必然會增加其制造成本。在如圖44所示的催化單元8中，凸條2的間距是一個很重要的因素，它會顯著影響催化劑對反應速率和壓力降的效率。雖然凸條2按相同的間距排列，但催化單元8的入口端與第一個凸條2之間的距離以及最后一個凸條2與催化單元8的出口端之間相對于氣流方向的距離并沒有特別的確定。由于圖44所示的催化單元8是由通過切割連續(xù)的具有凸條2的催化板，按給定間距而獲得的給定長度的催化劑元件1堆積而構成，在某些情況下，當催化反應所必須的催化劑量必須增加，亦即催化劑元件1的長度增加時，催化單元8的末端與第一個凸條2之間的距離便要增加。因此，其平面部分彎曲，難以形成均勻的流動通道，而且催化單元的末端部分有可能如圖45那樣彎曲從而阻塞氣體通道，由于氣流阻力和不平衡氣流的增加而使催化單元8的性能降低。圖47所示的催化劑元件11的波紋催化劑元件9沒有任何與圖2所示催化劑元件1的平面部分3相對應的部分。因此，當隆起10的高度基本上等于圖43和44所示的催化劑元件1的凸條2的高度時，相鄰的波紋催化劑元件9的隆起部分10有相當大數量的接觸點相接觸。因此，當氣流6流過立體催化單元11的載面時，隆起部分10的很多的接觸點會引起氣流6的氣流阻力，增加壓力降。據此，本發(fā)明的第一目的是克服現有技術的缺點，提供一種催化單元，其能使在氣體通道中待處理的氣體的湍流增強，從而抑制層狀膜層的形成并進而增強催化活力。本發(fā)明的第二個目的是克服現有技術的缺點，提供一種能使氣體在催化表面上滿意地擴散而不會增加壓力降并能增強催化劑性能的催化單元。本發(fā)明的第三個目的是克服現有技術的缺點，通過使用一種由于進一步調整氣體的流速分布而能使催化劑的性能增強同時不會引起氣流的壓力降的催化單元而使廢氣得到純化。本發(fā)明的公開一般來說，流經一個管子的氣體流與負載在管壁上的催化劑之間的反應可以通過下式來表示1/K＝1/K+1/Kf其中K為總的催化反應速度常數，Kr為單位表面積的反應速度常數，Kf為氣體的質量傳遞膜層系數，它表示氣體在催化表面上擴散的容易程度。從上述表達式可明顯看出，催化劑的催化性能可以通過提高氣體的質量傳遞膜層系數而得到改善。本發(fā)明試圖通過最大程度地改善氣體在催化表面上的擴散而不會增加氣體流過催化單元的壓力降從而使催化劑的性能得到增強。通過參照附圖可以更容易理解本發(fā)明，但是這些附圖僅用于描述本發(fā)明而并不限制本發(fā)明的范圍。首先，將描述本發(fā)明的帶有催化劑元件的催化單元設有凸條，各凸條按照相對于氣流方向的角度為大于0°小于90°的方式排列。下面將描述具有上述傾斜的凸條的催化劑元件的堆積模型。圖6(a)到6(d)表示由帶有以大于0°小于90°的角度傾斜的凸條的按照本發(fā)明的催化劑元件堆積而構成的催化單元。在圖6(a)所示的催化單元中，每個矩形催化劑元件1在平面部分3之間以一定間距平行設置凸條2，以使得凸條2以相對于平的矩形板催化劑元件1的一個特定邊緣1a的角度為θ的方向延伸，角度θ符合不等式0°＜θ＜90°，一個催化單元朝上而緊接著的一個催化單元朝下，如此交替堆積。在圖6(b)所示催化單元中，每個矩形催化劑元件1在平面部分3之間以一定間距平行設置凸條2，以使得凸條2以相對于平的矩形板的一個特定邊緣1a的角度為θ的方向延伸，角度θ符合不等式0°＜θ＜90°，每個矩形催化劑元件1′在平面部分3′之間以一定間距平行設置凸條2′，凸條2′平行于平的矩形板的特定邊緣1a，催化劑元件1和1′交替堆積，催化劑元件1′位于催化劑元件1的下面，它也用于圖6(c)和6(d)的催化單元中。在圖6(c)所示催化單元中，每個矩形催化劑元件1在平面部分3之間以一定間距平行設置凸條2，而凸條2以相對于平的矩形板的一個特定邊緣1b的角度為θ的方向延伸，角度θ符合不等式0°＜θ＜90°，每個矩形催化劑元件1′在平面部分3′之間以一定間距平行設置凸條2′，凸條2′以平行于平的矩形板的一個特定邊緣1b的方向延伸，二者交替堆積。在圖6(d)所示催化單元中，用圖6(d)所示的一對矩形催化劑元件1和1′交替堆積。氣流6是按照垂直于催化單元的平的矩形板的一個邊緣1c的方向流進按照本發(fā)明的如圖6(a)到6(d)所示的由催化劑元件1和1′堆積而成的催化單元中。在圖6(a)到6(d)所示的按照本發(fā)明的催化單元中，兩個相鄰的催化劑元件1的凸條2的隆起部分，以及兩個相鄰的催化劑元件1和1′的凸條2和2′的隆起部分彼此之間進行點接觸，而凸條2和2′的隆起部分彼此之間進行點接觸，而凸條2和2′在接觸點的兩側延伸的部分相對于平矩形板(＝催化劑元件1)的特定邊緣1a或1b按給定的角度θ傾斜。由于凸條2和2′與氣流6的方向為斜角，而且在由催化劑元件1和1′的平面部分3和3′以及相應的相鄰催化劑元件1和1′的凸條2和2′所限定的氣體通道中形成了預定寬度的縫隙通道，盡管氣體的阻塞度較小，但仍產生了一定的壓力降。因此，氣體流過縫隙通道時和在凸條2和2′的相鄰區(qū)域中的不平衡流速應當調整。另外，如圖7所示在圖6(a)所示類型的催化單元的凸條的下游側形成了湍流，促進了廢氣中所含(例如)NOx和NH3與催化劑的接觸。氣流6的擾動減少了催化表面上形成的片狀膜層的厚度，有利于NOx和NH3的擴散，極大地改善了催化活性。受凸條2或凸條2和2′彼此點接觸的部分干擾的氣流6以預定的距離流過縫隙通道。當氣體流過縫隙通道時氣流6的湍流度降低。因此，壓力降不是很大，催化表面上片狀膜層的厚度減小，氣體能充分擴散，大大提高了催化性能。由于被處理的氣體以傾斜于凸條2和2′的方向流進由圖6(a)到6(d)所示的催化劑元件1和1′堆積而構成的催化單元中，與圖50(圖44所示催化單元的平面圖)或圖47所示的催化單元中通道面積的減小相比較，氣體通道的通道面積并不是急劇減少，而是逐漸地連續(xù)或階段式地減小，因此壓力損失相對較小。在圖50所示的現有的催化單元(JP-ANo.55-152552)中，縫隙通道是在具有平行于氣流6的凸條2的催化劑元件1和具有垂直于氣流6的凸條2′的催化劑元件1′之間形成的(圖51表示圖50中的A-A剖面部分)。由于垂直于氣流6的凸條2′按預定間隔排列，氣流6在催化單元中被凸條2′所阻塞，因而與圖6所示催化單元相比壓力降很大。在圖47所示的現有的催化單元11(JP-UNo.52-6673)中，催化劑元件沒有任何與圖6或圖50所示的平面部分3和3′相對應的部分，其隆起部分10彼此進行點接觸的位置與圖6或圖50所示催化單元的凸條2和2′之間接觸的位置相比要多得多。因此，在隆起部分10的高度即溝槽的深度與圖6與圖50所示的凸條的高度相同的情況下，氣體被催化單元11中相互點接觸的隆起部分10的部分所阻礙，其壓力降也比圖6所示催化單元中所產生的壓力降要大得多。在圖6所示按照本發(fā)明的催化單元中，每個催化劑元件的凸條2都與催化劑元件1的特定邊緣1a或1b(邊緣1a或1b平行于氣流6的方向)以θ角度傾斜，θ大于0°小于90°。當確定θ角度的大小使得每個催化劑元件1的最長的凸條2a的兩端分別與邊壁12a和12b在接近氣體通道的入口和出口端的位置相接觸時(如圖14所示)，流過由鄰近于最長凸條2a的平面部分3a所限定的平面通道(縫隙通道)的氣流6必然會流過最長凸條2a而到達出口端，從而使氣體與催化劑接觸的程度增加。另一方面，當確定θ角度的大小使得每一催化劑元件1的最長凸條2a的兩端分別位于氣體通道的入口和出口端時(如圖15所示)，流進由鄰近于最長凸條2a的平面部分3a所限定的縫隙通道中的氣流6不必流過最長凸條2a而能流過縫隙通道到達出口端。在這種情況下，氣體與催化劑接觸的程度比圖14中所描述的情況要小。在圖43所示的現有的催化單元中，所有催化劑元件1的凸條2都與氣流6的方向平行。因此每個催化劑元件1相對于與氣流6平行的方向都有一個大的彎曲度，而相對于與氣流6垂直的方向有一個小的彎曲度。因此，如圖49所示，催化劑元件容易彎曲，而且催化劑元件1之間的空間的寬度不規(guī)則。在按照本發(fā)明的催化單元中，交替的催化劑元件1的凸條2與氣流6的方向以大于0°小于90°的一個角度傾斜，相應于與氣流6的方向垂直的方向的剛性增強，催化劑元件1不會彎曲。因此，氣流通道面積很少不規(guī)則地變化，可以形成具有規(guī)則變化的氣流通道面積的氣體通道。規(guī)則變化氣流通道面積的氣體通道加上凸條2和2’的氣體混合效應，使得形成催化反應效率低的區(qū)域的可能性大大地降低。因此，本發(fā)明不僅可以有效地阻止由于氣體通道的氣流通道面積的不規(guī)則變化而引起的催化性能的下降，還可以效地減小形成具有不規(guī)則變化區(qū)域面積的氣體通道的可能性。雖然凸條2和2’可擾動氣流6從而促進催化反應組份與催化表面之間的接觸并提高活性，但由催化劑元件1和1’所引起的壓力降與由垂直于氣流6方向延伸的凸條2和2’堆積而成的催化單元所引起的壓力降相比要小，這是由于催化劑元件1和1’是如此交替排列的，使得凸條2和2’沿與氣流6的方向成大于0°小于90°的角度延伸。按照本發(fā)明的平板催化劑元件的凸條可以是任何形狀，條件是凸條和平面部分彼此平行地交替排列。凸條的截面可以是如圖3(a)到3(e)所例舉的曲線型、鋸齒形和凹凸形截面中的任何一種。雖然對從平面部分的表面起算的凸條的高度沒有任何特殊的限制，用于脫硝化的催化劑元件的凸條的合適的高度在1.5至14mm的范圍內。高度過小會使壓力降增加，而高度過大會使獲得同樣性能的催化劑的體積增加。平面部分的寬度取決于催化劑元件的彎曲度；較大的寬度更有利，但條件是催化劑元件不彎曲，因為較大的寬度可以更有效地減小壓力降。合適的寬度是從平面部分的表面起算的凸條的高度的5到25倍。通常用于脫硝反應的催化劑元件的平面部分的寬度在大約10-150mm的范圍內。下面將要描述一種按照本發(fā)明的采用由加工的穿孔基板形成的催化劑元件的催化單元。先舉一個采用金屬板條作為穿孔基板的例子。通過加工，例如，一個薄的金屬板得到一個具有按1-5mm間距排列的網眼的金屬板條，在用鋁或類似金屬噴涂糙化其表面以后通過用含有催化劑的漿液直接涂敷金屬板條使網眼不被漿液所堵塞，或者用含有催化劑的漿液將金屬板條完全涂敷再由壓縮空氣吹掃被完全涂敷的金屬板條使其網眼開通而不被漿液堵塞，從而制造出具有負載有催化劑的金屬板條并且相應于穿孔板的孔的網眼開通的催化劑元件。催化劑元件可以是所有網眼都開通，也可以是部分為開通其余為封閉。下面的催化劑元件具有特別優(yōu)越的催化性質。(1)具有被催化劑涂敷而其網眼被催化劑堵塞的平面部分，而其間的隔離段的凸條如圖3所示沿固定方向延伸并具有未被催化劑堵塞的網眼的催化劑元件。(2)具有被催化劑涂敷而其網眼未被催化劑堵塞的平面部分，以及上面所述形狀的具有被催化劑堵塞的網眼的凸條的催化劑元件。(3)具有網眼被催化劑堵塞的平面部分和凸條的催化劑元件。催化劑元件(3)一般與催化劑元件(1)和(2)結合使用。圖16至圖20表示按照本發(fā)明的在形成催化單元的催化劑元件1之間的空間和由加工的金屬板條形成的空間中氣流6的典型路線。圖16到圖19所表示的催化單元是由催化劑元件1堆積而構成，其中每個催化劑元件1的凸條2與位于其下面的催化劑元件的凸條2彼此垂直。在圖16中，所有的催化劑元件1的負載催化劑的金屬板條上的網眼都是開通的；在圖17中，只是形成催化劑元件1的凸條2的負載催化劑的金屬板條上的那部分的網眼是開通的；在圖18中，只是形成平面部分3的負載催化劑金屬板條上的那部分的網眼是開通的；在圖19中，金屬板條的所有網眼被堵塞的催化劑元件1與金屬板條的所有網眼都開通的催化劑元件1′交替地堆積。圖20表示按照本發(fā)明的從催化單元的上面斜視的催化單元的一部分。該催化單元由多個僅在凸條2中具有開通網眼的催化劑元件1堆積而構成，兩個相鄰催化劑元件1的凸條2的隆起部分相互交叉而在該相鄰催化劑元件1之間形成一個氣體通道，使得部分氣體相對于氣流6的方向被連續(xù)或階段式地阻斷。圖20表示在由催化劑元件交替堆積而構成的催化單元中的氣流6，其中凸條2相對于氣流6的方向以一個大于0°小于90°的角度傾斜。如圖16至圖20所示，當沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2或者與氣流6方向成一個角度延伸的凸條2對于氣流6的阻力增加時，氣體通過開通網眼4(圖20)從一個通道流入另一個與之相鄰的通道中，兩個通道之間由催化劑元件1隔開。結果氣流6被攪動(擾動)而增強了催化活性。由凸條2引起的壓力降因氣體流過催化劑元件1的網眼而被減小，因此催化單元的氣流損失較小。由于圖20所示的催化劑元件1的凸條2與氣流6的方向以大于0°小于90°的角度傾斜，從而流入催化單元中的氣體斜著撞擊在凸條2上，與圖16到圖19所示催化單元中氣流通道面積的減小相比，氣體通道的氣流通道面積不是急劇地減小而是逐漸并且連續(xù)或階段式地減小，所以氣流不是被凸條2過分地阻塞。因此，壓力降可以用攪動效應進一步減小從而有效地改善并保持其活性。按照本發(fā)明的采用這種孔板的催化單元具有優(yōu)良的氣體混合和攪動效果，可增強和促進催化性能，并具有優(yōu)良的減少氣流損失的效應。按照本發(fā)明的具有由加工的孔板形成的催化劑元件并且按照其凸條是以一個大于0°小于90°的角度傾斜而堆積的催化單元可以是按照圖6(a)到6(d)所示結構中的任何一種所形成。按照本發(fā)明的由加工的孔板形成的催化劑元件可以用于構成一個具有帶較低高度凸條2′的催化劑元件1′和帶較大高度凸條2的催化劑元件1而且彼此如圖21所示交替排列堆積在一起的催化單元8，也可以用于構成一個具有帶不同高度的兩種類型凸條2和2′的催化劑元件而且按圖27所示相鄰催化劑元件1的相應凸條2和2′的隆起部分彼此垂直的方式堆積在一起的催化單元8。另外一種催化單元(未畫出)可以由具有不同高度的兩類凸條2和2′的催化劑元件1和具有相同高度凸條2的催化劑元件1交替堆積而構成。本發(fā)明包括一種如圖21所示的催化單元8，它由分別具有較大高度凸條2和較低高度凸條2′的催化劑元件1和1′交替堆積而構成，凸條2和2′互相垂直(如圖21)交叉或者以一個小于0°大于90°的角度交叉。在如圖44所示的催化單元8中，相鄰催化劑元件1的相應凸條2的隆起部分互相垂直，凸條2具有相同的高度，而且凸條2必須以較大的間距排列以使催化單元8的氣流阻力限制在較小的值；這就是說，催化單元8的凸條2的數量必須較少以便將氣流阻力限制在較小的值，這必然會使氣體不能滿意地被擾動。催化單元8的氣流阻力是由于由凸條2形成的伸縮通道產生的湍流而引起的氣流動能的損失而引起的。由于該動能的損失主要取決于氣體通道部分的堵塞性能(通道的開通率)，開通率越大(即凸條2越低)，則氣流阻力越小。因此，以較小高度形成催化劑元件1的凸條2以增加廢氣通道的開通率對于減小氣流阻力是很有效的，其中催化劑元件1的具有隆起部分的凸條2垂直于氣流6方向延伸。本發(fā)明的發(fā)明者對氣流的擾動效應對促進質量傳遞的作用進行了如下研究。在一個由具有按固定間隔排列的凸條從而使相鄰催化劑元件的相應凸條的隆起部分互相垂直的催化劑元件堆積而構成的催化單元中，將具有不同高度凸條的兩個相鄰催化劑元件之間的通道的氣流通道面積進行改變以測驗催化劑性能與氣流阻力之間的關系。研究的結果如圖23所示。實驗時采用一種由具有不同高度的相應凸條2和2′的兩類催化劑元件1和1′(如圖22所示)堆積而構成的催化單元，凸條2和2′的隆起部分互相垂直延伸。催化劑元件1的凸條2從平面部分3的表面算起具有h1的高度并且按間距P1排列。催化劑元件1′從平面部分3′的表面算起具有h2的高度并且按間距P2排列。一種催化單元是由具有高度h1＝6mm的凸條2的催化劑元件1和具有高度h2＝4mm的凸條2′的催化劑元件1′交替堆積而構成，催化劑元件1的凸條2垂直于氣流方向而催化劑元件1′的凸條2′平行于氣流方向；另一種催化單元是由具有凸條2的催化劑元件1和具有高度為h2＝4mm的凸條2′的催化劑元件1′交替堆積而構成，催化劑元件1的凸條2的隆起部分平行于氣流方向而催化劑元件1′的凸條2′垂直于氣流方向；將這兩種催化單元進行對比，對比的結果如圖23所示。從圖23可以明顯看出，由具有高度h1＝6mm的凸條2的催化劑元件1和具有高度h2＝4mm的凸條2′的催化劑元件1′交替堆積而構成并且催化劑元件1的凸條2垂直于氣流方向而催化劑元件1′的凸條2′平行于氣流方向的催化單元，與由具有高度h1＝6mm的凸條2的催化劑元件1和具有高度h2＝4mm的凸條2′的催化劑元件1′交替堆積而構成并且催化劑元件1的隆起部分的凸條2平行于氣流方向而催化劑元件1′的凸條2′垂直于氣流方向的催化單元相比較，二者脫硝能力基本相同，而具有垂直于氣流方向的高度h2＝4mm的凸條2′的催化單元的氣流損失只有具有垂直于氣流方向的高度h1＝6mm的凸條2′的催化單元氣流損失的60％。同樣，由具有高度h3＝3mm且垂直于氣流方向的凸條2′的催化劑元件1′和具有高度h1＝7mm的凸條2的催化劑元件1的結合使用的催化單元可以進一步減小氣流阻力。已經知道氣流阻力的減小對于質量傳遞速率減小的影響較小。因此，更可取的是不必要有具有較大高度的可促進擾動的凸條的催化單元；高度較低的凸條對于減小氣流阻力是更可取的，條件是凸條能夠有效地擾動氣體(能夠減小催化表面上形成的片狀膜層的厚度)。在圖44所示的現有的催化單元中，凸條2之間的間隔(平面部分3的寬度)必須減小以便當凸條2的高度減小時能獲得滿意的性能。凸條之間間隔的減小使得凸條2的數量增加至超過了其必要的數量并且增大了氣流阻力。因此，本發(fā)明包括一由具有多個交替排列的直線型凸條和多個平行于凸條的平面部分的催化劑元件交替堆積而構成的催化單元，如圖22(a)和22(b)所示，其中具有不同高度的相應凸條2和2′的兩種類型催化劑元件1的1’交替堆積，使得凸條2和2′互相垂直。雖然對這兩種類型催化劑元件的凸條的高度沒有特別的限制，但用于脫硝反應的催化劑元件的凸條的高度(如圖22(a)和22(b)所示)希望是在下列范圍內高度h1(較高的凸條2)3-14mm，更優(yōu)選的是3-10mm凸條2的隆起部分平行于氣流方向。高度h2(較低的凸條2′)2-6mm凸條2′的隆起部分垂直于氣流方向。如果凸條2′的高度h2與凸條2和高度h1相比太大，則催化單元的氣流阻力與圖44所示的現有的催化單元的氣流阻力一樣大。如果凸條2′的高度h2與凸條2的高度h1相比太小，則盡管氣流阻力較小，但催化劑元件1′的凸條2′的氣體擾動效果不理想，需要增加催化體積才能獲得相同的能力。因此，當將具有不同高度的凸條2和2′的催化劑元件1和1’結合用于構造一個催化單元時，比較合適的較高凸條2的高度與較低凸條2′的高度的比例為3/2到7/3的范圍。雖然將以較小間距P2以垂直于氣流方向設置凸條2′的隆起部分而形成催化劑元件1′的凸條2對減小氣流阻力是有利的，但通常間距P2在大約30到200mm范圍內時可獲得大體滿意的質量傳遞促進效果。對具有隆起的且平行于氣流方向的較高凸條2的催化劑元件1的凸條2的間距P1沒有特別的限制。凸條2可按任何合適的間距排列，只要該間距可使催化劑元件1具有合適的強度并使催化單元可獲得氣體通道。在圖21所示的催化單元中，具有較高凸條2的催化劑元件1，凸條2可以設有平行于氣流6方向的隆起部分，具有較低凸條2′的催化劑元件1′可以與氣流6方向以一個大于0°小于90°，例如30°到小于90°，更優(yōu)選的是40°到80°的角度在凸條2′上傾斜設置隆起部分。催化劑元件1和1′的這種排列可以擾動氣流6而不會引起氣流阻力的明顯增加。如果催化劑元件1′的凸條2′的隆起部分相對于氣流6方向的傾斜角度太小，則氣流6不能被有效地擾動。具有兩種不同高度凸條的一種催化劑元件或者相應具有不同高度的兩種催化劑元件可以通過加工孔板而形成，由此可制造圖16到圖20的催化劑元件。本發(fā)明包括一個由多個催化劑元件1堆積而成的催化單元，每個催化劑元件1具有如圖26所示的交替排列的較高凸條2和較低凸條2′的凸條組和平面部分3，相鄰催化劑元件1的相應凸條2和2′的隆起部分相互垂直延伸。圖27中所示的催化單元可以由具有不同高度的兩類凸條2和2′的催化劑元件1和具有相同高度凸條的催化劑元件1交替堆積而構成，催化劑元件1的凸條的隆起部分和催化劑元件1′的凸條的隆起部分相互垂直延伸。按照本發(fā)明，催化劑元件1的凸條2和2′可以是任何形狀，條件是凸條組2和2′與平面部分3交替形成并且相互平行。例如凸條2和2′的截面可以是圖28(a)到圖28(e)所示的截面中的任何一種。雖然對催化劑元件1的具有如圖29所示一些形狀的兩類凸條2和2′的高度沒有特別的限制，但用于脫硝反應的催化單元的凸條2和2′的高度希望是在下列范圍內高度h1(較高凸條2)3-14mm，更優(yōu)選的是3-10mm凸條2的隆起部分平行于氣流的方向。高度h2(較低凸條2′)2-6mm。如果較低凸條2′的高度h2與較高凸條2的高度h1相比太大，則催化單元的氣流阻力增加。如果較低凸條2′的高度h2與較高凸條2的高度h1相比太小，盡管氣流阻力較小，但較低凸條2′的氣體擾動效果不理想，需要增加催化劑體積才能獲得相同的能力。雖然以較大間距P1形成較高凸條2對減小氣流阻力是有利的，但通常間距P1在大約70-250mm的范圍內時可獲得大體滿意的質量傳遞促進效果。在圖44所示的催化單元8中，相鄰催化劑元件1的相應凸條2的隆起部分相互垂直，凸條2具有相同的高度，而且凸條2必須以比較大的間距排列以使催化單元8的氣流阻力限制在較小的值；這就是說為了將氣流阻力限制在較小的值，圖44所示的催化單元8的凸條2的數目必須較少，結果氣體就不能滿意地被擾動。因為由催化單元8的凸條2形成的通道的伸縮產生的湍流而引起的氣體流動的能量損失主要取決于氣體通道部分的堵塞性質(通道的開通率)，開通率越大即凸條2越低，則上述氣流阻力就越小。因此，采用如圖27所示的由各具有圖26所示不同高度的兩種類型凸條2和2′的催化劑元件1交替堆積而構成的催化單元8對于減小氣流阻力很有效。圖30表示氣流6在由各帶有兩種類型不同高度凸條2和2′的催化劑元件1所限定的通道中的典型流動模型。從圖23所示的由本發(fā)明的發(fā)明者進行的氣體湍流質量傳遞增強效果的研究結果可以看出，具有較大高度凸條(即湍流促進設備)的催化單元不是優(yōu)選的，而具有較低高度凸條的催化單元對于減小氣流阻力是合乎需要的，催化表面上形成的片狀膜層的厚度可以被減小。在采用如圖26所示的催化劑元件1的催化單元中也表現出這些事實。例如，雖然在圖27所示催化單元中催化劑元件1的凸條2和2′沿垂直于氣流6方向延伸設有隆起部分，但催化劑元件1的凸條2和2′也可以相對于氣流6方向以一個大于0°小于90°，例如一個從30°到小于90°范圍的角度，更優(yōu)選的是一個從40°到小于80°的角度傾斜設置隆起部分。催化劑元件1的這種布置可以擾動氣流6而不會使氣流阻力帶來明顯的增加。本發(fā)明包括一個由具有如圖32所示截面和兩種類型的高度不同且具有如圖32所示截面形狀的凸條2和2′的催化劑元件1堆積而構成的催化單元，相鄰催化劑元件1的相應凸條2和2′的隆起部分互相垂直，而且交替的催化劑元件1的不同高度的兩類凸條2和2′以垂直于氣流6的方向延伸(圖27)，其中，設有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2和2′催化劑元件1的兩個端點，相對于氣流方向，到同一催化單元相應端點的第一個凸條2a的距離L1和L2是相鄰催化劑元件1之間間距T(圖27)的八倍或者更低。當相鄰催化劑元件1之間的間隔T為6mm時，從催化劑元件1的兩端到其相應端點的第一個凸條2a的距離L1和L2為50mm或更短，合適的范圍是5-30mm，而催化劑元件的凸條之間的間距L3為60mm。催化單元可以由圖31所示的具有以給定間距L3排列的凸條2的催化劑元件1堆積而構成，L3的值可以通過等分催化劑元件的1兩端分別與第一個凸條2a之間的距離[(L-(L1+L2)](其中L為兩個端點之間的距離)使得間距L3為催化劑元件1之間間隔T(圖27)的10到23倍而得到。當從催化單元相對于氣流方向的入口端和出口端到與入口端和出口端相應的第一個凸條2a的距離L1和L2這樣確定時，催化劑元件1的邊緣部分不會像圖45那樣彎曲，在催化單元8的入口端和出口端中可以獲得預定的氣體通道。當多根凸條2以間距為L3的相等間隔排列從而使催化劑元件1兩個相對端點與第一個凸條2a之間的壓力降較小時，可以阻止氣流阻力的增加。因此，在由平板催化劑元件1堆積而構成的催化單元中，壓力降可以被減小，催化能力的降低可以被阻止，所述的催化單元中，相鄰催化劑元件1的凸條2和2′的隆起部分互相垂直延伸。上述催化劑元件根據本發(fā)明通過合適的結合而用于構造催化單元。本發(fā)明的催化單元可用于處理氣體的各種催化反應裝置中，例如催化去臭裝置、催化燃燒器和燃料重整爐中。本發(fā)明的催化單元在廢氣脫硝裝置中的應用是本發(fā)明的最典型的用途，可用于在氨存在下減少廢氣中所含NOx而使廢氣脫硝。例如，一個具有至少一個本發(fā)明的催化單元的脫硝裝置(圖12)能夠以高的NOx脫去效率使廢氣脫硝而廢氣的壓力降卻較低，該催化單元設在含NOx的廢氣的通道中，所述的催化劑元件涂敷有脫硝催化劑。壓力降可以限制在系統(tǒng)(如工廠)可允許的范圍內，其中所用的脫硝裝置采用了本發(fā)明的一種含有前面所述有脫硝催化劑涂敷的催化單元的催化單元，并如圖13所示結合了一個含有平行于氣流方向延伸設置的凸條的催化劑元件的普通的低壓降脫硝裝置(一種具有蜂窩型截面結構的蜂窩狀脫硝裝置，或者一種如圖43所示的具有由多個有一定間隔的平板堆積而構成的結構的平板型脫硝裝置)。因為某些系統(tǒng)，例如工廠，對催化單元的壓力降有限制，而且在某些情況下，當只采用本發(fā)明的催化單元時所引起的壓力降很高，此時通?？梢詫⒈景l(fā)明的催化單元與一種可引起低壓力降的普通催化單元結合使用而將壓力降限制在可允許的范圍內。本發(fā)明的催化劑元件對在催化單元中氣體的混合具有高的效率。因此，與那些產生更少壓力降的催化脫硝裝置的出口相比，即使催化脫硝裝置的入口端的氨濃度存在局部不均勻，催化脫硝裝置出口端的氨濃度的不均勻度很低，使得安裝在催化脫硝裝置下游側的催化裝置可以有效地操作。附圖有簡要說明圖1為一個按照本發(fā)明的實施方案中的一種催化單元的局部透視圖；圖2為一個按照本發(fā)明的實施方案中的一種催化單元的局部透視圖；圖3(a)、3(b)、3(c)、3(d)和3(e)為本發(fā)明中采用的具有凸條的催化劑元件的截面圖；圖4為本發(fā)明的一種實施方案中所采用的一種催化劑元件的截面圖；圖5為按照本發(fā)明的一種實施方案中的催化劑元件的透視圖；圖6(a)、6(b)、6(c)和6(d)為用于幫助解釋按照本發(fā)明的一個實施方案中使用的催化劑元件的堆積模型的平面示意圖；圖7為用于幫助解釋本發(fā)明的效果的描述催化單元中的氣流的示意圖；圖8(a)和8(b)為按照本發(fā)明的一個實施方案中的一種催化單元的局部透視圖；圖9為按照本發(fā)明的一個實施方案中的一種催化單元的局部透視圖；圖10為表示被對比例1的脫硝能力歸一化的本發(fā)明的實施例1的脫硝能力的簡圖；圖11為表示被對比例1引起的壓力降歸一化的本發(fā)明的實施例1引起的壓力降的簡圖；圖12為包括兩個按照本發(fā)明的一個實施方案的順序排列在廢氣通道中的催化單元的廢氣純化裝置的方框簡圖；圖13為包括本發(fā)明的一個實施方案的催化單元和一個安裝在該催化單元的下游側的氣體通道中的可引起低壓力降的脫硝裝置的廢氣純化裝置的方框簡圖；圖14為安裝在氣體通道中的本發(fā)明的一個實施方案的催化單元的平面示意圖；圖15為本發(fā)明的一個實施方案的催化單元的平面示意圖；圖16為本發(fā)明的實施例8中的催化單元中氣流的側示草圖；圖17為本發(fā)明的實施例9中的催化單元中氣流的側示草圖；圖18為本發(fā)明的實施例10中的催化單元中氣流的側示草圖；圖19為本發(fā)明的實施例11中的催化單元中氣流的側示草圖；圖20為表示在本發(fā)明的實施例12中的催化單元中氣流的透視圖；圖21為本發(fā)明的實施例14和15中催化單元的透視圖；圖22(a)和22(b)分別為本發(fā)明的實施例14和15使用的催化劑元件的透視圖；圖23為表示設有不同高度凸條的催化單元的催化劑元件的特性的簡圖24為本發(fā)明的實施例14和對比例7和8中催化單元的催化能力的流速特性的曲線圖；圖25為本發(fā)明的實施例14和對比例7和8中催化單元產生的壓力降的流速特性的曲線圖；圖26為本發(fā)明的實施例16中采用的催化劑元件的透視圖；圖27為實施例16中采用的催化單元的透視圖；圖28(a)、28(b)、28(c)、28(d)和28(e)為可用于本發(fā)明的實施例16中的催化劑元件的凸條的例子的側視圖；圖29為可用于本發(fā)明的實施例16的催化劑元件的局部截面圖；圖30為表示實施例16所用催化單元中的氣流的截面圖；圖31為本發(fā)明的實施例17-1到18-3中所用催化劑元件的側視圖；圖32為本發(fā)明的實施例17-1到18-3類似等中所用催化劑元件的側視圖；圖33為實施例17-1和18-1以及現有技術的催化劑活性的對比曲線圖；圖34為實施例17-2和18-2以及現有技術的催化活性的對比曲線圖；圖35為實施例17-3和18-3以及現有技術的催化活性的對比曲線圖；圖36為表示催化劑元件的凸條間距與壓力降之間關系的曲線圖；圖37為表示催化劑元件的凸條間距與壓力降之間關系的曲線圖；圖38為表示催化劑元件的凸條間距與壓力降之間關系的曲線圖；圖39為本發(fā)明的實施例1和8、對比例2的催化單元和圖47所示催化單元11的總反應速率與氣體流速之間關系的曲線圖；圖40為本發(fā)明的實施例1和8、對比例2的催化單元和圖47所示催化單元11的壓力降與氣體流速之間關系的曲線圖；圖41為本發(fā)明的實施例1和8、對比例2的催化單元和圖47所示的催化劑元件11在相同脫硝能力基準下所產生的壓力降數據的對比簡圖；圖42為按照本發(fā)明的包括兩個低壓力降催化脫硝裝置的廢氣純化裝置的方框簡圖；圖43為一種現有的催化單元的側面透視圖；圖44為一種現有催化單元的透視圖；圖45為幫助解釋圖44的催化單元中存在問題的視圖；圖46為一種現有的催化單元的平面圖；圖47為按照類似于圖46所示的方式將催化劑元件堆積而構成的催化單元的透視圖；圖48為幫助解釋現有技術中的存在問題的催化單元的局部透視圖；圖49為幫助解釋現有技術中的存在問題的催化單元的局部透視圖50為幫助解釋現有催化劑元件堆積模型的視圖；圖51為表示將催化劑元件按圖50所示模型堆積而構成的催化單元中氣體流動的典型視圖。實施本發(fā)明的最佳方式下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。首先描述本發(fā)明的包括有以相對于氣流方向以大于0°小于90°角度傾斜設置有凸條的催化劑元件的催化單元。實施例1將67kg偏鈦酸漿液(30％(重量)TiO2，8％(重量)SO4)、2.4kg仲鉬酸銨((NH4)6MO7O24H2O)和1.28kg偏釩酸銨(NH4VO3)揉和混合并通過加熱揉合機蒸發(fā)其中所含水份，制成含水量大約為36％的膏狀物。將該膏狀物擠成3mm直徑的圓線，將該圓線造粒而得到的顆粒在流化床干燥器中干燥，然后將該干燥的顆粒在250℃的空氣中烘烤24小時得到小顆粒。將該小顆粒在錘磨機中碾碎，得到平均粒度為5μm的粉末，作為第一組份。該第一組份的組成為V/Mo/Ti＝4/5/91(原子比)。將20kg由此得到的粉末、3kg無機Al2O3.SiO2纖維和10kg水混合物在揉合機中揉和1小時，得到粘土狀催化膏狀物。通過用該催化膏狀物噴霧涂敷在經SUS-304表面處理的、被鋁粗糙化的、形成了500mm寬0.2mm厚金屬板條網眼的部分，得到厚度約為0.9mm，長度為500mm的平催化板。加工該平催化板，得到具有波浪型截面并如圖2所示在平面部分3之間以一定間距排列的凸條2的催化單元，然后，將該加工過的催化板空氣干燥以后在空氣中于550℃焙燒2小時得到催化劑元件1。在如圖4所示催化劑元件1中，從平面部分3的表面起算的凸條2的高度h為2.5mm，平面部分3的寬度P為80mm。將由此得到的催化劑元件1切割成矩形形狀，使得凸條2與每個催化劑元件1的一個邊緣成45°角傾斜而完成如圖5所示的矩形催化劑元件1。將催化劑元件1和那些上側朝下翻轉的催化單元在一個具有2mm厚度的壁(未畫出)的外殼中如圖1所示交替堆積，構成一個如圖6(a)所示的150mm×150mm×500mm(長)的層狀型催化單元。將該催化單元安裝在氣體通道中，使催化劑元件1的凸條2如圖1所示與氣流6方向或45°傾斜。由于催化劑元件1具有相同的形狀，而且催化單元可以通過將催化劑元件1和那些上側向下翻轉的元件交替堆積而簡單地構造，因此該催化單元可以以較低制造成本大量生產。實施例2通過交替堆積催化劑元件1(實施例1的催化單元切成矩形形狀使得凸條2與邊緣1a成45°角傾斜)和催化劑元件1′(催化單元切成矩形使得凸條2與特定邊緣1a平行)而構成具有如圖6(b)或6(c)(圖8(a)或8(b))所示結構的催化單元。將該催化單元按照使催化劑元件1的凸條2與氣流6方向成45°角傾斜的方式安裝在氣體通道中。實施例3將由在實施例2中使用的催化劑元件1和催化劑元件1′按圖6(b)所示疊加而形成的催化板組與由催化劑元件1和1′按圖6(c)所示疊加而形成的催化板組如圖6(d)所示交替堆積，得到如圖9所示的一種催化單元。將該催化單元按照催化劑元件1的凸條2與氣流6方向成45°角傾斜的方式安裝在一個氣體通道中。對比例1通過加工平面催化板(由此得到實施例1的催化劑元件1)得到如圖2所示的具有從平面部分3的表面起算的高度為5mm的凸條2的催化劑元件1，然后將由此得到的催化劑元件1切割成矩形形狀使得其凸條2平行于每個催化劑元件1的一個特定邊緣1a，從而完成矩形催化劑元件1。將該催化劑元件1在一個外殼4中如圖43所示堆積而構成一個150mm×150mm×500mm(深度)的催化單元8。將該催化單元8按照催化劑1的凸條2沿平行于氣流6的方向延伸的方式安裝在一個廢氣通道中。將實施例1到3和對比例1中每個催化單元安裝在一個形成廢氣通道的反應器中，將一種LPG燃燒廢氣通過反應器，在表1所列條件下測試實施例1-3和對比例1中的催化單元的脫硝能力。測定了催化單元的廢氣出口端的NOx濃度分布并檢測廢氣流的均勻性。測定結果列于表2中。表1<>表2<tables>從表2結果可以明顯看出，實施例1、2和3中的催化單元廢氣出口端的NOx濃度分布范圍很窄，而且在相應的催化單元的整個截面上，廢氣在實施例1、2和3的催化單元中的流動是均勻的。實施例1、2和3的催化單元的平均脫硝效率遠遠高于對比例1。圖7所示催化單元的凸條2的阻塞效應加上均勻的通道形狀使得實施例1、2和3中的催化單元具有高的脫硝能力。實施例4將與實施例1中使用的相同的催化劑元件1切成一種矩形形狀使得其凸條2與一個特定邊緣1a以30°傾斜，得到如圖5所示的矩形催化劑元件1。將催化劑元件1和那些上側向下翻轉的催化劑元件在一個具有2mm厚外壁的外殼(未畫出)中按圖1所示交替堆積，構成一個如圖6(a)所示的150mm×150mm×500mm(長)的層狀催化單元。如圖1所示，將這種催化單元按照催化劑元件1的凸條2與氣流6方向以30°傾斜的方式安裝在一個廢氣通道中。實施例5通過用實施例1中制造催化劑元件1的相同方法構造成如圖4所示形狀的催化劑元件1，切割該催化劑元件1以得到如圖5所示的具有與一個邊緣1a以一個60°的角度θ傾斜的凸條2的矩形催化劑元件1。將催化劑元件1和那些上側向下翻轉的催化劑元件在一個具有2mm厚外壁的外殼(未畫出)中按圖1所示交替堆積，構成如圖6(a)所示的150mm×150mm×500mm(長)的層狀催化單元。如圖1所示，將這種催化單元按照催化劑元件1的凸條2與氣流6方向以60°傾斜的方式安裝在一個廢氣通道中。對比例2將催化劑元件1(圖2)(由其制造出實施例1中采用的矩形催化劑元件1)堆積使得相鄰催化劑元件1的相應凸條如圖44所示相互垂直延伸得到一種催化單元。該催化單元沿平行于氣流6方向在交替的催化劑元件1中設置凸條。將實施例1、4和5以及對比例2中的各個催化單元安裝在一個反應器中，將一LPG燃燒廢氣通過該反應器，在表1所列條件下測定實施例1、4和5以及對比例2中催化單元的脫硝能力以及這些催化單元產生的壓力降。圖10表示被對比例1的脫硝能力歸一化的脫硝能力，圖11表示被對比例1的壓力降歸一化的壓力降。脫硝能力試驗的條件是溫度為350℃，NH3/NO摩爾比為1∶2，氣體流速為8m/秒。從圖10和圖11可以明顯看出，雖然對比例2具有高的脫硝能力，但其產生的壓力降較大。實施例1、4和5所產生的壓力降幾乎不同于對比例1所產生的壓力降，在對比例1中凸條2平行于氣流的方向延伸。雖然脫硝能力略低于對比例2，但實施例1、4和5仍具有令人滿意的較高的脫硝能力。從圖10和圖11可以明顯看出，當催化單元的凸條相對于氣流方向的傾斜角度大于30°小于60°時，催化單元可以有效地表現其脫硝能力而不會明顯引起氣流的壓力降。實施例6將通過堆積涂覆有脫硝催化劑的催化劑元件而構成的150mm×150m×250mm(深度)的(除了長度(深度)為250mm以外其余都與實施例1所用的相同)兩個催化單元如圖12所示沿氣流方向串聯(lián)排列，在表1所列條件下將一種氣體通過該催化單元并測定壓力降和脫硝效率。將通過堆積涂敷有脫硝催化膏狀物的催化單元而構成的150mm×150m×250mm(深度)的(除了長度(深度)為250mm以外其余都與實施例1所用的相同)一個催化單元與一個引起小壓力降的采用如圖43所示平板型催化單元的脫硝裝置(150mm×150mm×150mm)如圖13所示串聯(lián)排列在一個廢氣通道中，其中含氮氧化物的廢氣沿圖13所示氣流方向流動。平板型催化單元的催化劑元件1用實施例1所用的脫硝催化膏狀物涂敷。催化單元安裝在脫硝裝置的上游側。一種氣體在表1所列條件下通過該催化單元和該脫硝裝置以實施例7以測定壓力降和脫硝效率。對比例3將兩個可以引起較小壓力降的與實施例7中所用催化單元類似的催化單元沿如圖42所示氣流方向串聯(lián)排列。將一種氣體在表1所列條件下通過該催化元件以測定壓力降和脫硝效率。實施例6、7和對比例3中的催化單元的脫硝能力和壓力降是通過在表1所列條件下將一種LPG燃燒氣通過這些催化單元而測定的。測定結果列于表3中。表3從表3可以明顯看出，雖然對比例3即采用可引起較低壓力降的催化單元的催化裝置所引起的壓力降相對較小，但對比例3的脫硝效率較低；雖然實施例6即采用本發(fā)明的催化單元的催化裝置的脫硝效率很高，但實施例6引起的壓力降大于對比例3引起的壓力降；雖然實施例7，即采用本發(fā)明的催化單元和安裝在此單元下游側的引起相對較低壓力降的催化單元的催化裝置的脫硝效率低于實施例6的脫硝效率，但實施例7引起的壓力降低于實施例6引起的壓力降。在實施例7中，安裝在可引起較小壓力降的催化單元的上游側的本發(fā)明的催化單元具有氣體擾動效應。這種擾動效應減少了本發(fā)明催化單元口端的氨濃度分布的不規(guī)則性，從而使安裝在下游側的催化單元能有效地工作。以下將描述從孔板構造催化單元的實施例。實施例8將一0.2mm厚，500mm寬的SUS304帶加工成一個具有寬度為2.1mm、以2.1mm的間距排列網眼的金屬板條，在該板條表面上通過鋁噴涂工藝以100g/m2的量沉積上鋁使該金屬板條表面變粗糙，將該金屬板條加工成一個厚度為0.9mm并帶有高度為h＝4.0mm的凸條和寬度為P＝80mm的平面部分的如圖4所示的催化劑負載板條，然后將該催化劑負載板條切割成480mm×480mm的催化劑負載板條。通*p將0.4146X過g實施例1中所用的催化粉末分散在20kg水中制備成催化漿液，將上述催化劑負載板條浸在該催化漿液中，使催化劑負載板條涂敷上500μm厚的催化漿液，用壓縮空氣吹掃該涂敷有催化漿液的催化劑負載板條以除去堵塞網眼的催化漿液，然后將此涂敷有催化漿液的催化劑負載板條在大氣中于550℃焙烘2小時，得到催化劑元件1。將以預定尺寸成型好的催化劑元件1在一個具有2mm厚外壁的箱體(未畫出)中按如圖44所示堆積，使得相鄰催化劑元件1的凸條互相垂直延伸，構造成150mm×150mm×480mm(深)的催化單元8。實施例8中催化單元8具有如圖16所示的典型截面。實施例9和10在實施例8中使用的并涂敷有催化漿液的催化劑負載板條上，壓縮空氣僅吹掃其凸條2的部分，因而只除去堵塞在凸條2的網眼中的催化漿液，從而得到只有凸條2具有開通網眼的催化劑元件1。將該催化劑元件1堆積而構成實施例9的具有如圖17所示典型截面的催化單元。在實施例8中使用的并涂敷有催化漿液的催化劑負載基板上，壓縮空氣僅吹掃其平面部分3，因而只除去堵塞在平面部分3的網眼中的催化漿液，從而得到只有平面部分3具有開通網眼的催化劑元件1。將該催化劑元件1堆積而構成實施例10的具有圖18所示典型截面的催化單元。對比例4將由20kg實施例8中所用的催化粉末、3kgAl2O3.SiO2無機纖維和10kg水所組成的混合物在一個揉合機中揉和1小時，制備成一種催化膏狀物。將該催化膏狀物用一個滾輪施用到0.2mm厚的SUS304金屬板條上(該板條的表面已通過鋁噴涂而粗糙化)，得到大約0.9mm厚480mm長的催化劑負載板條。將該金屬板條加工成一種厚度為0.9mm并帶有高度為h＝4.0mm的凸條和寬度為P＝80mm的平面部分的如圖4所示的催化劑負載板條，然后將該催化劑負載板條在大氣中于550℃焙烘2小時，切割焙烘后的催化劑負載板條得到預定尺寸的催化劑元件1，將該催化劑元件1在一個具有2mm厚外壁的的箱體中堆積使催化單元的凸條2平行于氣流方向構成一種如圖43所示的150mm×150mm×480mm的催化單元。實施例11將在實施例8中采用并且在所有區(qū)域都具有開通網眼的催化劑元件1與在對比例4中采用并且所有區(qū)域的網眼都被催化膏狀物所堵塞的催化劑元件1交替堆積，使前者催化劑元件1的凸條2垂直于氣流方向延伸，而后者催化劑元件1的凸條2平行于氣流方向延伸，構造成一種具有如圖19所示典型截面的150mm×150mm×480mm(深)的催化單元。實施例12將實施例8的催化劑元件1所使用的、并且在所有區(qū)域都具有通網眼的催化劑負載板切割成一個矩形形狀，使得其凸條2相對一個特定邊緣1a以45℃角傾斜(如圖6)，從而得到催化劑元件1。將該催化劑元件1與那些上側向下翻轉的催化單元在一個具有2mm厚外壁的箱體中交替堆積，構造成一種150mm×150mm×480mm(深)的催化單元。實施例13將實施例8的催化劑元件1所采用的并且僅僅在凸條2的區(qū)域具有開通網眼的催化劑負載板切割成一個矩形形狀，使其凸條2與一個特定邊緣1a(圖6)以45℃角傾斜，從而得到催化劑元件1。將該催化劑元件1與那些上側向下翻轉的催化劑元件在一個具有2mm外壁的箱體中交替堆積，構成一種150mm×150mm×480mm的催化單元，其局部典型透視圖見圖20。對比例5將對比例4中所用催化單元在一箱體中堆積使交替的催化劑元件1的凸條2垂直于氣流方向，構成一種150mm×150mm×480mm(深，如圖44所示)的催化單元。對比例6將除了凸條2的高度為8mm以外其余都與實施例8中所用的同的催化劑單元1在一個具有2mm厚外壁的箱體中堆積并且所有的凸條2都平行于氣流方向，構造成一種如圖43所示的150mm×150mm×480mm(深)的催化元件。將實施例8～13和對比例4～6中的催化結構分別安裝在一個反應器中，將一種LPG燃燒氣在表1所示條件下通過催化單元以測定它們的脫硝能力和由這些催化單元引起的氣流損失(壓力降)。測定結果列于表4中。表4從表4可以明顯看出，雖然對比例4和對比例6引起的氣流損失較小，但其脫硝效率低，而且其反應速率只有實施例8～13的反應速率的0.5～0.7。結構與實施例8～13相同但其中的催化單元中所有網眼都堵塞的對比例5雖然其脫硝效率高，但它產生了大的氣流損失。實施例8～10的相應脫硝效率和反應速率的效果基本上為同一水平，而由實施例8～10引起的氣流損失只有對比例5所引起的氣流損失的大約一半。因此，本發(fā)明的包括具有開通網眼的催化劑元件的催化單元具有優(yōu)良的脫硝能力，而相應引起的氣流損失則較低。下面將描述采用具有不同高度凸條2和2’的相應的兩類催化劑元件1和1’，并且其凸條2和2’的隆起部分互相垂直延伸，進行堆積的實施例。實施例14將由20kg實施例1中所用的催化粉末，3kgAl2O3.SiO2無機纖維和10kg水所組成的混合物在一個揉合機中揉和1小時，制備成一種催化膏狀物。將該催化膏狀物用一個滾輪施用到0.2mm厚的SUS304金屬板條上(該板條的表面已通過鋁噴涂而粗糙化)，得到大約0.9mm厚500mm長的催化劑負載板條。將該金屬板條壓制加工成一種厚度為0.9mm并帶有高度為h1＝6mm的波浪型凸條2和寬度為P1＝120mm的平面部分3的如圖22(a)所示的催化劑負載板條，和一種厚度為0.9mm并帶有高度為h2＝4mm的波浪型凸條2’和寬度P2＝60mm的平面部分3’的如圖22(b)所示的催化劑負載板條，然后將空氣干燥后的這兩種催化劑負載板條在在大氣中于550℃焙烘2小時，得到催化劑元件1和1’(h1/h2＝4/6)。將催化劑元件1和1’交替堆積使得其相應的凸條2和2’相互垂直，構造成一個150mm×150mm×500mm(深)的如圖21所示的催化單元8。該催化單元中催化劑元件1’的較低的凸條2’按垂直于氣流方向設置。實施例15將加工實施例14的催化單元所用的金屬板條的同樣方法制得的金屬板條加工成一種具有高度為h1＝7mm的波浪型凸條2和寬度為P1＝120mm的平面部分3的如圖22(a)所示的催化劑負載板條和一種具有高度為h2＝3mm的波浪型凸條2’和寬度為P2＝60mm的平面部分3’的如圖22(b)所示的催化劑負載板條，然后將經過空氣干燥的這兩種催化劑負載板條在大氣中于550℃焙烘2小時，得到催化劑元件1和1’(h1/h2＝3/7)。將催化劑元件1和1’交替堆積使得其相應的凸條2和2’相互垂直，構造成一個150mm150mm×500mm(深)的如圖21所示的催化單元。該催化單元中催化劑元件1’的較低的凸條2’按垂直于氣流6方向設置。對比例7將除了凸條2的高度h＝5mm以外其余都與實施例14中所用的催化劑元件1相同的催化劑元件按照所有凸條2都彼此平行的方式在一個箱體中堆積，構造成一種150mm×150mm×500mm(深)的如圖43所示的催化單元。該催化單元中催化劑元件1的凸條2按與氣流6方向平行的方式設置。對比例8將對比例7中所用的催化劑元件1堆積，使得相鄰催化劑元件的相應凸條2的隆起部分相互垂直，構造成一種150mm×150mm×500mm(深)的如圖44所示的催化單元8。對比例9將除了凸條2的高度h1為10mm以外其余都與實施例14中所用的催化劑元件1相同的催化劑元件1堆積在一起，構造成一種150mm×150mm×500mm(深)的如圖43所示的催化單元。將實施例14、15和對比例7～9中的催化單元8分別安裝在一個反應器中，并在表1所列條件下將一種LPG燃燒氣通過這些催化結構8以測定這些催化單元8的脫硝能力和氣流阻力。測定結果列于表5中。表5從表5可以明顯看出，本發(fā)明的實施14和15中的催化單元8的氣流阻力小于對比例8，而其脫硝能力與對比例8相當。與對比例9的催化單元8相比，本發(fā)明的實施例14和15中的催化單元8在整個反應速率方方面的高效率增強了其脫硝能力。在實施例14中，由于具有高度h1＝6mm的凸條2的催化劑元件1(圖22(a))和具有高度h2＝4mm凸條2的催化劑元件1’(圖22(b))交替堆積，并且凸條2和2’的一個隆起部分擱在另一個隆起部分之上，相鄰催化劑元件1和1’之間的間隔為10mm，該間隔等于對比例8和9的催化單元8中相鄰催化劑元件1之間的間隔。從表5所列測定結果可以看出，由于在相同的表面速度下實施例14脫硝效率高于對比例9，因此如表6所示在80％脫硝效率的情況下實施例14所需的催化劑量小于對比例9，并且實施例14的催化單元與對比例9相比可以以更緊密的結構來形成。表6圖24顯示了實施例14和對比例7與8的催化活性隨氣體流速的變化；圖25顯示了實施例14和對比例7與8的壓力降隨氣體流速的變化。從圖24可以看出，與具有平行于氣流方向的氣體通道的對比例7的催化單元相比，實施例14和對比例8中的催化單元的催化活性隨氣流速度的增加而急劇增加。當氣流速度降低至接近2m/秒時，實施例14中的催化單元的催化活性降低至接近對比例7中的催化單元的催化活性，這可以解釋為當氣流速度高時垂直于氣流方向延伸的催化劑元件1的凸條2’具有高的氣體擾動效果，而當氣流速度較低時具有相同的氣體停滯效應。因此，氣流速度優(yōu)選的是在大于等于2m/秒至小于10m/秒的范圍內，更優(yōu)選的是在大于等于4m/秒至小于8m/秒的范圍內，在該范圍內使用本發(fā)明的催化單元8時壓力降不是特別明顯。如果氣流速度太低則凸條2’不能擾動氣流6，而如果氣流速度太高則壓力降太大。下面將描述由具有兩類平行的具有不同高度的凸條2和2’的催化劑元件1并且相鄰催化劑元件1的相應凸條2和2’的隆起部分互相垂直延伸進行堆積而構成的催化單元的實施例。實施例16將由20kg實施例1中所用的催化粉末、3kgAl2O3.SiO2無機纖維和10kg水所組成的混合物在一個揉合機中揉和1小時，制備一種催化膏狀物。將該催化膏狀物用一個滾輪施用到0.2mm厚的SUS304金屬板條上(該板條的表面已通過鋁噴涂而粗糙化)，得到大約0.9mm厚500mm長的催化劑負載板條。將該金屬板條壓制加工成一種厚度為0.9mm并具有高度為h1＝3mm的波浪型的較高凸條2和高度為h2＝2.5mm的較低凸條2’以及寬度為P1＝100mm的平面部分3的如圖29所示的催化劑負載板條，然后將空氣干燥后的這些催化劑負載板條在大氣中于550℃焙烘2小時，得到催化劑元件1。將具有相同高度的凸條2和2’的催化劑元件1和1’在箱體中如圖27所示交替堆積使得催化劑元件1和1’的相對凸條相互垂直延伸，從而構成一種150mm×150mm×500mm(深)的催化單元8。該催化單元8的或者是催化劑元件1或者是催化劑元件1’的凸條2的平行于氣流6方向設有隆起部分。對比例10構造出除了凸條2和2’從平面部分3的表面起算具有相等的6mm的高度以外，其余都與實施例16相同的催化單元。堆積這些催化單元使得凸條2和2’在箱體中平行于氣流方向延伸，從而構造出一種150mm×150mm×500mm的如圖43所示的催化單元。對比例11將對比例10中所用的具有相同高度凸條的催化單元進行堆積，使得相鄰催化單元的相應凸條2在箱體(未畫出)中如圖44所示相互垂直，從而構造出一種150mm×150mm×500mm(深)的催化單元。將實施例16以及對比例10和11中的催化單元分別安裝在一個反應器中，在表1所列條件下將一種LPG燃燒氣通過這些催化單元以測定他們的脫硝能力和氣流阻力測定結果列于表7中。表從表7可以明顯看出，與對比例11的催化單元相比，實施例16的催化單元的氣流阻力較小而其脫硝能力基本相等。與對比例10的催化單元相比，實施例16的催化單元由于其增加的總反應速率的效力而具有高的脫硝能力。下面將要描述的各催化單元都是由畋31所示的催化單元2堆積而構成，相鄰催化劑元件的相應凸條2相互垂直并且安裝在一個氣體通道中使得交替的催化劑元件1的凸條2垂直于氣流6方向延伸(圖27)，其中從具有垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1的兩端到催化劑元件1的一個端點的第一個凸條2a和同一催化劑元件1的另一個端點的第一個凸條2a的距離L1和L2為相鄰催化劑元件1之間間距T(圖27)的8倍或更短。實施例17-1將由20kg實施例1中所用的催化粉末、3kgAl2O3.SiO2無機纖維和10kg水所組成的混合物在一個揉合機中蕊和1小時，制備一種催化膏狀物。將該催化膏狀物用一個滾輪施用到0.2mm厚的SUS304金屬板條上(該板條的表面已通過鋁噴涂而粗糙化)，得到大約0.9mm厚和Lmm長的催化劑負載板條。將該金屬板條壓制加工成一種帶有高度h1＝3mm的波浪型凸條2并以L3＝60mm的間距排列的、截面圖如圖31所示的催化劑元件1、然后將空氣干燥后的該催化劑負載板條在大氣中于550℃焙烘2小時得到催化劑元件1。然后將22塊該催化劑元件1以間隔T進行堆積而構造成一種如圖44所示的催化單元8。從沿垂直于氣流6方向延伸設置的凸條2的每個催化劑元件1的兩端到一個端點的第一個凸條2a和另一個端點的第一個凸條2a的距離L1和L2為30mm，為間隔T的5倍。實施例18-1在實施例18-1中的催化單元8與實施例17-1類似，也是用22塊與實施例17-1中所用相同的帶有高度h1＝3mm的以間距L3＝60mm排列的凸條2并且間隔T為6mm的催化劑元件1堆積而構成。但是在實施例18-1中的催化單元8中，距離L1和L2都為50mm，為間隔T的8倍。對比例12-1在對比例12-1中的催化單元8與實施例17-1類似，也是用22塊與實施例17-1中所用相同的帶有高度h1＝3mm的以間距L3＝60mm排列的凸條2并且間隔T為6mm的催化劑元件1堆積而構成。但是在對比例12-1的催化單元8中，距離L1和L2都為50mm，為間隔T的10倍。實施例17-2實施例17-2中的催化單元8的結構與實施例17-1類似，不同的是在實施例17-2的催化單元8中，平行于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝3mm的高度并以間距L3＝60mm排列，而垂直于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝5mm的高度并以間距L3＝60mm排列，催化劑元件1的數目為18，相鄰催化劑元件1之間的間隔T為8mm，從具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點的第一個凸條2的距離L1和L2都為40mm，為間隔T的5倍。實施例18-2實施例18-2中的催化單元8的結構與實施例17-1為類似，不同的是在實施例18-2的催化單元8中，平行于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝3mm的高度并以間距L3＝60mm排列，而垂直于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝5mm的高度并以間距L3＝60mm排列，催化劑元件1的數目為18，相鄰催化劑元件1之間的間隔T為8mm，從具有其垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點的第一個凸條2的距離L1和L2都為64mm，為間隔T的8倍。對比例12-2對比例12-2中的催化單元8的結構與實施例17-1類似，不同的是在對比例12-2的催化單元8中，平行于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝3mm的高度并以間距L3＝60mm排列，而垂直于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝5mm高度并以間距L3＝60mm排列，催化劑元件1的數目為18，相鄰催化劑元件1之間的間隔T為8mm，從具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點的第一個凸條2的距離L1和L2都為80mm，為間隔T的10倍。實施例17-3實施例17-3中的催化單元8的結構與實施例17-1類似，不同的是在實施例17-3的催化單元8中，平行于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝3mm的高度并以間距L3＝60mm排列，而垂直于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝7mm的高度并以間距L3＝60mm排列，催化劑元件1的數目為15，相鄰催化劑元件1之間的間隔T為10mm，從具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點的第一個凸條2的距離L1和L2都為50mm，為間隔T的5倍。實施例18-3實施例18-3中的催化單元8的結構與實施例17-1類似，不同的是在實施例18-3的催化單元8中，平行于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝3mm的高度并以間距L3＝60mm排列，而垂直于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝7mm的高度并以間距L3＝60mm排列，催化劑元件1的數目為15，相鄰催化劑元件1之間的間隔T為10mm，從具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1和兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點第一個凸條2的距離L1和L2都對80mm，為間隔T的8倍。對比例12-3對比例12-3中的催化單元8的結構與實施例17-1類似，不同的是在對比例12-3的催化單元8中，平行于氣流方向延伸的凸條2具有h1＝3mm的高度并以間距L3＝60mm排列，而垂直于氣流6方向延伸的凸條2具有h1＝7mm的高度并以間距L3＝60mm排列，催化劑元件1的數目為15，相鄰催化劑元件1之間的間隔T為10mm，從用其垂直于氣流6方向延伸的凸條2安裝的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點的第一個凸條2的距離L1和L2都為100mm，為間隔T的10倍。將實施例17-1到17-3和18-3以及對比例12-1到12-3中的各催化單元8分別安裝在一個反應器中，將一種LPG燃燒氣通過催化劑元件8以測定催化單元8的脫硝能力以及由催化單元8引起的壓力降，測定條件同表1所列條件相同，但其表面速度在20-80m/小時的范圍內，而且比較地評估了催化劑元件1的凸條2的高度h1以及催化劑元件1之間的間隔T的效應。圖33、34和35是表示測定的流速與脫硝能力和壓力降之間關系的曲線圖。實施施17-1到17-3和18-1到18-3的催化單元8的催化活性明顯高于對比例12-1到12-3的催化單元8的催化活性，在實施例17-1到17-3和18-1到18-3中，相應的凸條2的高度h1和催化層1之間的間隔T相同。實施例17-1到17-3的催化單元8的催化劑活性高于實施例18-1到18-3的相應催化單元8的催化劑活性，這說明當從具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2安裝的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條2和另一個端點的第一個凸條2的距離L1和L2為相鄰催化劑元件1之間的間隔T的8倍或更小時，催化單元8能夠表現出高性能，而當距離L1和L2為間隔T的5倍或更小時能表現出更高的性能。當距離L1和L2大于間隔T的8倍時，會使催化劑元件1的端部彎曲從而明顯降低催化單元8的性能。下面將描述對實施例中的采用催化劑元件1的催化單元所進行的幾個實驗，其中催化劑元件1的凸條2按給定間距L3排列，間距L3為將催化劑元件1的相應兩端的第一個凸條2a之間的距離[L(L1+L2)]進行等分使得間距L3為相鄰催化劑元件1之間的間隔T(圖27)的10到23倍而確定。用具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2的催化劑元件1的凸條之間的距離L3(圖31)對于壓力降的影響進行了驗證。實驗1通過將22個具有高度h1＝3mm的凸條2的催化劑元件1按T＝6mm的相等間隔堆積而構成與實施例17-1相類似的催化單元8，其中從具有沿垂直于氣流6方向延伸的凸條2的每個催化劑元件1的兩端分別到一個端點的第一個凸條和同一催化劑元件1的另一個端點的第一個凸條的距離L1和L2為10mm，大約為相鄰催化劑元件1之間間隔T的1.7倍。在該催化單元8中，凸條的間距3相應為20、40、60、80、120、140和160mm，即間距L3分別為相鄰催化劑元件1之間間隔T的大約3-27倍。通過用一種LPG燃燒廢氣在表1所列條件下進行實驗測定了由這些催化單元8引起的壓力降。每個催化單元8的入口端的氣體流速為6m/秒。凸條的間距L3為60mm的催化單元8的催化單元的長度L為500mm。凸條間距L3不是60mm的其他催化單元8的催化單元的長度是通過使這些催化單元8的催化活性與凸條間距L3為60mm的催化單元8的催化活性相等而確定的。圖36表示用凸條間距L3為60mm的催化單元8所產生的壓力降進行歸一的、催化單元8所產生的壓力降。實驗2類似于實驗1而進行的實驗。將18個包括那些帶有沿平行于氣流6方向延伸的高度h1＝3mm的凸條2的催化劑元件1和帶有沿垂直于氣流6方向延伸的高度h1＝5mm的凸條2的催化劑元件1以T＝8mm的相等間隔進行堆積構成催化單元8。在這些催化單元8中，凸條間距L3分別為40、60、80、120、180和200mm，即間距L3分別為鄰催化劑元件1之間的間隔T的大約5-25倍。圖37表示與實驗1中相類似的實驗結果。實驗3類似于實驗1而進行的實驗。將15個包括那些帶有沿平行于氣流6方向延伸的高度h1＝3mm的凸條2的催化劑元件1和帶有沿垂直于氣流6方向延伸的高等H1＝7mm的凸條2的催化劑元件1以T＝10mm的相等間隔進行堆積構成催化單元8。在這些催化單元8中，凸條間距L3分別為60、80、100、130、160、200、230和250mm，即間距L3分別為相鄰催化劑元件1之間的間隔T的大約6-25倍。圖38表示與實驗1中相類似的實驗結果。在圖36、37和38中所有的曲線都是向下的凸面。在實驗1中當凸條間距L3在60-140mm范圍時壓力降處在最低水平，在實驗2中該范圍為80-180mm，而在實驗3中該范圍為100-230mm?？梢园l(fā)現當催化劑(催化單元的長度等于深度)的量等價于相同的催化活性時，當凸條2的間距L3為相鄰催化劑元件1之間的間隔T的10-23范圍內時可以使壓力降減小到最低可能的程度。從實施例17-1到17-3和18-1到18-3以及實驗1到3的結果可以發(fā)現下述事實。例如，在實施例17-1的催化單元中，當沿垂直于氣流6的方向延伸的凸條2的催化劑元件1的凸條2的高度發(fā)生變化，也就是說一如圖27所示的一種催化單元8(平行于氣流6方向的催化劑元件1′的凸條2的高度等于催化劑元件1的凸條2的高度)是由帶有兩類凸條2和2′，即較高凸條2和較低凸條2′，的催化劑元件1交替排列而構成，從每個催化單元的兩端到凸條的距離L1和L2為相鄰催化劑元件1之間的間隔T(圖27)的8倍或更大，而且如圖32所示凸條2的間距L4和L5為催化劑元件1之間的間隔T的10-23倍范圍內時，催化單元的催化單元的端部不會彎曲，因此壓力降可以控制在一個低水平上。將進行下列實驗以比較本發(fā)明的催化單元與現有技術催化單元的催化性能。(1)通過將帶有80mm寬的平面部分3和2.5mm高的凸條2(從平面部分3的表面起算)的催化劑元件1進行堆積使得催化劑元件1的凸條2與氣流6的方向以45°傾斜，從而構造成一種與圖6(a)所示堆積系統(tǒng)的實施例1中的催化單元相類似的催化單元(1)。(2)通過將帶有80mm寬的平面部分、4mm高的凸條2(從平面部分3的表面起算)和開通網眼的催化劑元件1進行堆積使得催化劑元件1的凸條2相對氣流6方向的傾斜角θ為90°，從而構造成一種與圖44所示堆積系統(tǒng)的實施例8中的催化單元相類似的催化單元(II)。(3)通過將帶有80mm寬的平面部分、4mm高的凸條2(從平面部分3的表面起算)和堵塞網眼的催化劑元件1進行堆積使得催化劑元件1的凸條2相對氣流6方向的傾斜角θ為90°，從而構造一種與圖44所示堆積系統(tǒng)的對比例2中的催化單元相類似的催化單元(III)。(4)通過將帶有5mm高度的隆起部分9并且用與(1)到(3)中所用的相同的催化涂料涂敷和如圖47所示波浪型催化劑元件10進行堆積使得相鄰催化劑元件10的相應隆起部分9互相垂直交叉并且與氣流6方向以45°傾斜，從而構造成一種催化單元(IV)。將一種LPG燃燒氣通過催化單元(I)、(II)、(III)和(IV)以考查總反應速度常數與氣體流速之間的關系以及壓力降與氣體流速之間的關系。考查結果如圖39和40所示。圖41表示相應于相同脫硝能力的分別由催化劑元件(I)、(II)、(III)和(IV)所引起的歸一的壓力降。從圖39、40和41可以明顯看出，在相同脫硝能力的情況下，與如圖47所示催化單元(IV)相比，按照本發(fā)明的催化單元所產生的壓力降非常小。實施例1的催化單元(催化單元I)與圖47所示催化單元(催化劑元件IV)在相同脫硝能力時壓力降的差距(大約為130mmH2O)對于7300KW的年發(fā)電量相當于24萬美元的能耗差距。工業(yè)應用性按照本發(fā)明的催化單元可產生較低的氣流阻力，可擾動氣流以改善催化能力，并且具有緊密的結構。按照本發(fā)明的催化單元可用于各種催化氣體處理裝置，例如脫臭裝置、催化燃燒器和燃料重整爐中。本發(fā)明的催化單元在以氨還還原劑存在下減少廢氣中所含NOx含量從而使廢氣脫硝的廢氣脫硝裝置中的應用是本發(fā)明的最典型的用途。權利要求1.一種催化單元，包括堆積的多個板狀催化劑元件，每個催化劑元件在其表面上都負載有具有催化活性的催化材料并且?guī)в幸砸欢ㄩg距形成的凸條以及在這些凸條之間延伸的平面部分；其特征在于催化劑元件的凸條的延伸可使得相對于氣流方向連續(xù)或者階段性地阻塞部分氣流。2.按照權利要求1的催化單元，其中帶有與氣流方向以一個大于0°小于90°的角度傾斜的凸條的板狀催化劑元件與那些上側向下翻轉的催化劑元件交替地堆積在一起。3.按照權利要求1的催化單元，其中板狀催化劑元件分為第一板狀催化劑元件和第二板狀催化劑元件，第一板狀催化劑元件沿平行于氣流方向延伸設置有凸條，第二板狀催化劑元件沿與氣流方向以一個大于0°小于90°的角度傾斜設置有凸條，并且第一和第二板狀催化劑元件交替地堆積在一起。4.按照權利要求1的摧化單元，其中當交替地堆積帶有與氣流方向以一個大于0°小于90°的角度傾斜的凸條的第一板狀催化劑元件和與第一板狀催化劑元件相同的上側向下翻轉的第二板狀催化劑元件從而得到多個由一個第一板狀催化劑元件和一個第二板狀催化劑元件所組成的組時，一個帶有平行于氣流方向的凸條并且插入到板狀催化劑元件與第二板狀催化劑元件之間的第一板狀催化劑元件以及一個與第一板狀催化劑元件相同并且放置在第一或者第二板狀催化劑單元的表面之上的第二板狀催化劑元件連續(xù)地進行堆積。5.按照權利要求2、3和4中任一項的催化單元，其中板狀催化劑元件的凸條相對于氣流方向的傾斜角度在一個大于30°小于60°的范圍內。6.按照權利要求1-5中任一項的催化單元，其中每一個板狀催化劑元件帶有兩種不同高度的凸條。7.按照權利要求1-5中任一項的催化單元，其中多個板狀催化劑元件分為第一板狀催化劑元件和第二板狀催化劑元件，第一板狀催化劑元件帶有兩類不同高度的凸條，第二板狀催化劑元件帶有高度相同的凸條，第一和第二板狀催化劑元件交替地堆積在一起。8.按照權利要求1-5中任一項的催化單元，其中多個板狀催化劑元件分為第一板狀催化劑元件和第二板狀催化劑元件，第一板狀催化劑元件帶有高度較大的凸條，第二板狀催化劑元件帶有高度較小的凸條，第一和第二板狀催化劑元件交替地堆積在一起。9.按照權利要求1-8中任一項的催化單元，其中板狀催化劑元件的凸條具有S曲線形、鋸齒形、凸凹形的截面。10.一種氣體純化裝置，在其氣體通道中設有如權利要求1-9中任一項所述的催化單元。11.一種氣體純化裝置，在其含有氮氧化物的廢氣的廢氣通道中設有至少一種權利要求1-9.中任一項所述的催化單元。12.一種氣體純化裝置，在其含有氮氧化物的廢氣的廢氣通道中設有一個催化單元，該催化單元包括具有交替排列的凸條和平板部分并涂敷有一種脫硝催化材料以及沿平行于氣流方向延伸設置有凸條的板狀催化劑元件，以及結合設置的如權利要求1-9中任一項所述的催化單元，該催化單元包括用一種脫硝催化劑材料涂敷的催化劑元件。13.一種氣體純化裝置，在其氣體通道中設有如權利要求1-9中任一項所述的催化單元，其中確定板狀催化劑元件的凸條相對于氣流方向的傾斜角度為大于0°小于90°，使得每個催化劑元件的最長凸條的兩端與限定氣體通道側壁在接近相應氣體通道的入口端和出口端的位置相接觸。14.一種催化單元，包括堆積的多個板狀催化劑元件，每個板狀催化劑元件都通過用具有催化活性的催化材料涂敷在一種孔板上而形成并帶有以一定間距形成的凸條和在這些凸條之間延伸的平面部分；其特征在于用該催化材料涂敷每個孔板以使得該孔板的一些孔或全部孔不被該催化材料所堵塞。15.按照權利要求14的催化單元，其中每個催化劑元件的平面部分的孔被催化材料堵塞，而同一催化劑元件的凸條部分的孔不被催化材料堵塞。16.按照權利要求14的催化單元，其中每個催化劑元件的平面部分的孔不被催化材料堵塞，而同一催化劑元件的凸條部分的孔被催化材料堵塞。17.按照權利要求14-16中任一項的催化單元，其中堆積催化劑元件使得相鄰催化劑元件的相應凸條互相垂直。18.按照權利要求17的催化單元，其中堆積催化劑元件使得交替的催化劑元件的凸條垂直于氣流方向。19.按照權利要求14-17中任一項的催化單元，其中催化單元的凸條如此延伸使得其可以相對于氣流方向連續(xù)地或階段式地阻塞氣流。20.按照權利要求19的催化單元，其中帶有傾斜角度大于0°小于90°的凸條的催化劑元件和那些上側向下翻轉的催化劑元件交替地堆積在一起。21.一種催化單元，包括堆積的多個催化劑元件，每個催化劑元件通過用具有催化活性的催化材料涂敷一種孔板而形成，并帶有以一定間距形成的凸條和在這些凸條之間延伸的平面部分，而且以一定間隔堆積；其特征在于催化劑元件分為第一催化劑元件和第二催化劑元件，第一催化劑元件通過涂敷一種孔板使得該孔板的一些孔或全部孔不被催化材料堵塞而形成，第二催化劑元件通過涂敷一種孔板使得該孔板的所有孔都被催化材料堵塞而形成，并且第一和第二催化劑元件交替地堆積在一起。22.按照權利要求21的催化單元，其中相應于每個第一催化劑元件的平面部分的孔板部分的孔被催化材料堵塞，而相應于該第一催化劑單元的凸條部分的孔板部分的孔不被催化材料堵塞。23.按照權利要求21的催化單元，其中相應于每個第一個催化劑元件的平面部分的孔板部分的孔不被催化材料的堵塞，而相應于該第一催化劑元件的凸條的孔板部分的孔被催化材料堵塞。24.按照權利要求21-23中任一項的催化單元，其中第一和第二催化劑元件交替地堆積在一起使得第一催化劑元件的凸條的隆起部分和與第一催化劑單元相鄰的第二催化劑元件的凸條的隆起部分相互垂直。25.按照權利要求24的催化單元，其中第一或者第二催化劑元件的凸條的隆起部分垂直于氣流方向。26.按照權利要求18或25的催化單元，其中從沿垂直于氣流方向延伸設置凸條的每個催化劑元件的兩端相對于氣流方向到相應該兩端的第一個凸條的距離為堆積的催化劑元件之間的間隔的8倍或者更小。27.按照權利要求21-23中任一項的催化單元，其中第一和第二催化劑元件的相應凸條如此延伸使得可以連續(xù)或階段性地相對于氣流方向阻塞部分氣流。28.按照權利要求27的催化單元，其中第一和第二催化劑元件的相應凸條相對于氣流方向以一個大于0°小于90°的角度傾斜設置。29.按照權利要求28的催化單元，其中交替的第一催化劑元件和交替的第二催化劑元件的上部是向下翻轉的。30.按照權利要求17-31中任一項的催化單元，其中每個板式催化劑元件帶有高度不同的兩類凸條。31.按照權利要求17-31中任一項的催化單元，其中多個催化劑元件分為第一催化劑元件和第二催化劑元件，每個第一催化劑元件帶有兩類不同高度的凸條，第二催化劑元件帶有相同高度的凸條，而且第一和第二催化劑元件交替地堆積在一起。32.按照權利要求17-31中任一項的催化單元，其中多個催化劑元件分為第一催化劑元件和第二催化劑元件，每個第一催化劑元件帶有較大高度的凸條，每個第二催化劑元件帶有較小高度的凸條，并且第一和第二催化劑元件交替地堆積在一起。33.按照權利要求14～33中任一項的催化單元，其中的凸條具有S-曲線形、鋸齒形、凸凹形的截面。34.按照權利要求14～33中任一項的催化單元，其中的孔板為金屬板條，并且孔板的孔相應于金屬板條的網眼。35.一種氣體純化裝置，在其廢氣通道中設有如權利要求14～34中任一項所述的催化單元。36.一種氣體純化裝置，在其含有氮氧化物的廢氣的廢氣通道中設有至少一個如權利要求14～34所述的催化單元。37.一種催化單元，包括堆積的多個板狀催化劑元件，每個板狀催化劑元件都通過用具有催化活性的催化材料涂敷在一塊板上而形成并帶有以一定間距形成的凸條和在這些凸條之間延伸的平面部分；其特征在于該催化劑元件堆積在一起使得相鄰催化劑元件的相應凸條的隆起部分互相垂直，交替的催化劑元件的凸條垂直于氣流方向，并且從沿垂直于氣流方向延伸設置凸條的每個催化劑元件的兩端相對于氣流方向到該相應兩端的第一個凸條之間的距離為堆積的催化劑元件之間的間隔的8倍或更小。38.一種催化單元，包括堆積的多個板狀催化劑元件，每個板狀催化劑元件都是通過將具有催化活性的催化材料涂敷在一塊板上而形成并帶有以一定間距形成的凸條和在這些凸條之間延伸的平面部分；其特征在于該催化劑元件堆積在一起使得相鄰催化劑元件的相應凸條的隆起部分互相垂直，交替的催化劑元件的凸條垂直于氣流方向，從沿垂直于氣流方向延伸設置凸條的每個催化單元的兩端相對于氣流方向到該相應兩端的第一個凸條之間的距離為堆積的催化劑元件之間的間隔的8倍或更小，并且各催化劑元件的凸條按照由等分催化劑元件兩端的相應第一個凸條之間的空間而確定的間距進行排列，該間距為堆積的催化劑元件之間的間隔的10～23倍。39.按照權利要求37～39中任一項的催化單元，其中的板狀催化劑元件帶有兩類不同高度的凸條。40.按照權利要求37～39中任一項的催化單元，其中多個板狀催化劑單元分為第一板狀催化劑元件和第二板狀催化劑元件，每個第一板狀催化劑元件帶有兩類不同高度的凸條，每個第二板狀催化劑元件帶有相同高度的凸條，并且第一和第二催化劑元件交替地堆積在一起。41.按照權利要求37～39中任一項的催化單元，其中多個板狀催化劑元件分為第一板狀催化劑元件和第二板狀催化劑元件，每個第一板狀催化劑元件帶有較大高度的凸條，每個第二板狀催化劑元件帶有較小高度的凸條，并且第一第二板狀催化劑元件交替地堆積在一起。42.按照權利要求37～41中任一項的催化單元，其中板狀催化劑元件的凸條具有S-曲線形、鋸齒形、凸凹形的截面。43.一種氣體純化裝置，在其氣體通道中設有如權利要求37～41中任一項所述的催化單元。44.一種氣體純化裝置，在其含有氮氧化物廢氣的氣體通道中設有至少一種如權利要求37～42中所述的催化單元。全文摘要一種催化單元，通過由切割涂敷有一種催化材料的催化劑負載板條而形成并帶有與其一個特定邊緣以45°傾斜的凸條(2)的矩形催化劑元件(1)和那些上部向下翻轉的催化單元在一個箱體中交替堆積而構成，并且該催化單元設置于一個氣體通道中，其催化劑元件(1)沿與氣流(6)方向以一個大于0°小于90°的角度傾斜設置凸條(2)。當包括有用脫硝催化劑涂敷的催化劑元件(1)的催化單元放置在氣體通道中時，催化劑元件(1)的凸條(2)阻塞氣流(6)并在其下游側產生揣流從而促進了氨和廢氣中所含NOx與催化劑的接觸。當氣流(6)被擾動時，覆蓋在催化劑元件(1)表面的片狀膜層的厚度減小，從而可使氨和NOx容易擴散并增強催化活性。該催化劑元件可有效地表現其催化能力而不會在氣流中產生明顯的壓力降。文檔編號B01J35/02GK1138301SQ9519115公開日1996年12月18日申請日期1995年11月14日優(yōu)先權日1994年11月15日發(fā)明者加藤泰良,石川富久,永井良憲,森田勇人,向井正人,山田晃廣,道本孝司,森井政治,黑田博申請人:巴布考克-日立株式會社