3D打印為工業(yè)領(lǐng)域結(jié)構(gòu)催化轉(zhuǎn)換器的制造帶來機遇

來源 ：增材制造技術(shù)前沿

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

3D打印技術(shù)在排放控制方面的應(yīng)用為應(yīng)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(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和分布，增材制造可以優(yōu)化催化轉(zhuǎn)化器的性能，提高轉(zhuǎn)化效率，同時減少催化劑的用量。此外，增材制造還可以實現(xiàn)催化劑的定制化設(shè)計，以適應(yīng)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(zhuǎn)化器和反應(yīng)器。特別是，使用AM技術(shù)可以使連續(xù)流動反應(yīng)更加強烈。在制造處理多相流的非等溫催化轉(zhuǎn)化器和反應(yīng)器時，應(yīng)用AM技術(shù)更具挑戰(zhàn)性，因此被歸類為高科技產(chǎn)品開發(fā)。為了充分實現(xiàn)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(xué)過程領(lǐng)域，特別是化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計和制造方面，正受到越來越多的關(guān)注。設(shè)計自動化和多功能制造步驟的本地化等關(guān)鍵發(fā)展推動了這項技術(shù)的進步，并為催化轉(zhuǎn)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(shù)對于應(yīng)對新興污染物和日益嚴(yán)格的排放限制至關(guān)重要。

為了適應(yīng)這些不斷變化的要求，催化設(shè)備的制造，特別是結(jié)構(gòu)化催化轉(zhuǎn)化器的制造，必須不斷改進以確保設(shè)備的最佳性能。借助增材制造，可以引入更復(fù)雜的形狀以改善流動特性，從而減輕質(zhì)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(rèn)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(jù)金屬粉末在金屬增材制造中的熱性能，開發(fā)的結(jié)構(gòu)化催化轉(zhuǎn)化器可以在廣泛的溫度范圍內(nèi)運行，這是有效排放控制的關(guān)鍵因素。此外，基材內(nèi)的熱傳遞可以定制，為冷啟動應(yīng)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(yīng)甚至最小的設(shè)備，并減輕移動應(yīng)用的重量。通過利用這些參數(shù)定制催化性能，增材制造不僅提高了催化性能，還增強了轉(zhuǎn)化器的可持續(xù)性。

基于這些因素，金屬增材制造在化學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，有望為催化轉(zhuǎn)化器和反應(yīng)器的設(shè)計和制造帶來革命性的變革。隨著技術(shù)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(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。