JP2976239B2 - 高温燃焼用複合触媒体 - Google Patents
高温燃焼用複合触媒体Info
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- JP2976239B2 JP2976239B2 JP2290072A JP29007290A JP2976239B2 JP 2976239 B2 JP2976239 B2 JP 2976239B2 JP 2290072 A JP2290072 A JP 2290072A JP 29007290 A JP29007290 A JP 29007290A JP 2976239 B2 JP2976239 B2 JP 2976239B2
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- Catalysts (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスタービン、工業用および家庭用バーナ
などの燃料−空気混合気の高温燃焼装置において使用さ
れる高温燃焼用複合触媒体に関する。
などの燃料−空気混合気の高温燃焼装置において使用さ
れる高温燃焼用複合触媒体に関する。
従来技術とその問題点 天然ガスを燃料とするガスタービンコジェネレーショ
ンシステムおよび発電用の複合ガスタービン発電システ
ムは、大幅な効率改善が可能であるので、省資源および
省エネルギーの達成手段として、注目されている。これ
らの方法に関しては、NOxによる環境汚染防止のため
に、NOx生成量の大幅な抑制が不可欠の条件となってい
る。現在、ガスタービンからの排気中のNOx量を低減さ
せる方法として、アンモニアによる選択触媒還元法（SC
R）が実用化の段階に達している。しかしながら、このN
Ox低減方法には、（イ）危険物であるアンモニアの使用
を必須とする、（ロ）イニシャルコストおよびランニン
グコストが高いなどの問題点があり、これに代る方法と
して、触媒燃焼プロセスが注目されている。
ンシステムおよび発電用の複合ガスタービン発電システ
ムは、大幅な効率改善が可能であるので、省資源および
省エネルギーの達成手段として、注目されている。これ
らの方法に関しては、NOxによる環境汚染防止のため
に、NOx生成量の大幅な抑制が不可欠の条件となってい
る。現在、ガスタービンからの排気中のNOx量を低減さ
せる方法として、アンモニアによる選択触媒還元法（SC
R）が実用化の段階に達している。しかしながら、このN
Ox低減方法には、（イ）危険物であるアンモニアの使用
を必須とする、（ロ）イニシャルコストおよびランニン
グコストが高いなどの問題点があり、これに代る方法と
して、触媒燃焼プロセスが注目されている。
例えば、ガスタービンの効率的な作動が可能である温
度以上で、NOxを著しく低減し得るレベルの稀薄混合気
を触媒の接触酸化作用と熱保持作用とにより、完全燃焼
させる燃焼燃焼手段は、特公昭53−37485号公報に開示
されている。そして、この燃焼手段で使用する触媒は、
例えば、特開昭57−210207号公報、特開昭59−41706号
公報などに開示されている。触媒燃焼システムを実用化
するためには、触媒活性を長期にわたって維持させるこ
とが最も重要である。しかしながら、上記の公知文献に
おいては、長期にわたり触媒活性を維持する点について
の開示乃至教示は、一切存在しない。
度以上で、NOxを著しく低減し得るレベルの稀薄混合気
を触媒の接触酸化作用と熱保持作用とにより、完全燃焼
させる燃焼燃焼手段は、特公昭53−37485号公報に開示
されている。そして、この燃焼手段で使用する触媒は、
例えば、特開昭57−210207号公報、特開昭59−41706号
公報などに開示されている。触媒燃焼システムを実用化
するためには、触媒活性を長期にわたって維持させるこ
とが最も重要である。しかしながら、上記の公知文献に
おいては、長期にわたり触媒活性を維持する点について
の開示乃至教示は、一切存在しない。
その後も、触媒燃焼システムの実用化を目指す研究が
広く行なわれている。その結果、貴金属であるパラジウ
ム或いは白金を主触媒活性成分とする触媒は、1000℃以
上の酸化雰囲気において、揮発性を示して、1000℃以上
では安定性が得られないことが判明している。また、揮
発性の低い卑金属酸化物系の触媒においても、公知の単
一酸化物の複合触媒、ペロブスカイト系触媒などは、10
00℃以上で容易に焼結するとともに、コーティング材で
あるアルミナなどと反応して、活性面積の減少、反応性
低下などを生じるので、やはり1000℃以上では、熱安定
性を発揮できないことが判明している。
広く行なわれている。その結果、貴金属であるパラジウ
ム或いは白金を主触媒活性成分とする触媒は、1000℃以
上の酸化雰囲気において、揮発性を示して、1000℃以上
では安定性が得られないことが判明している。また、揮
発性の低い卑金属酸化物系の触媒においても、公知の単
一酸化物の複合触媒、ペロブスカイト系触媒などは、10
00℃以上で容易に焼結するとともに、コーティング材で
あるアルミナなどと反応して、活性面積の減少、反応性
低下などを生じるので、やはり1000℃以上では、熱安定
性を発揮できないことが判明している。
従って、最近では、特開昭52−84309号公報、特開昭6
0−175925号公報などに開示されている様に、触媒の出
口温度を1000℃以下とする様な燃焼条件下において、後
流に二次燃料を添加して気相燃焼を行なうハイブリッド
触媒燃焼システムに適用するための触媒が多数提案され
ている。しかしながら、ハイブリッド触媒燃焼システム
においては、気相反応による二次燃焼を行なうため、触
媒燃焼のみを行なうシステムに比して、燃焼温度を大幅
に高めざるを得ず、そのため、気相燃焼部分におけるNO
xの生成は、避けられない。その結果、NOx生成量の低減
が困難となるとともに、燃焼器が大型化し、制御システ
ムが複雑となり、実用性に乏しくなるという欠点があ
る。
0−175925号公報などに開示されている様に、触媒の出
口温度を1000℃以下とする様な燃焼条件下において、後
流に二次燃料を添加して気相燃焼を行なうハイブリッド
触媒燃焼システムに適用するための触媒が多数提案され
ている。しかしながら、ハイブリッド触媒燃焼システム
においては、気相反応による二次燃焼を行なうため、触
媒燃焼のみを行なうシステムに比して、燃焼温度を大幅
に高めざるを得ず、そのため、気相燃焼部分におけるNO
xの生成は、避けられない。その結果、NOx生成量の低減
が困難となるとともに、燃焼器が大型化し、制御システ
ムが複雑となり、実用性に乏しくなるという欠点があ
る。
本発明者は、上記の様な従来技術の問題点を改めて詳
細に検討した結果、1000〜1300℃程度の温度で安定な触
媒燃焼を行ない得る触媒システムを見出だせば、応用性
に富む触媒燃焼システムを実用化し得るとの結論に達し
た。より詳細には、従来の触媒が、1000℃以上において
活性を次第に失なう原因の一つに、比表面積が極度に小
さく、構造体としてのみの機能を有するハニカム構造体
に、触媒活性成分（貴金属または卑金属酸化物）を、そ
れらに比表面積を付与するためのアルミナ系の担持物質
とともに、コーティングした形態の担持触媒を使用する
ことがあると考えられる。この様な担持触媒にあって
は、1000℃以上の温度において、担持物質であるアルミ
ナの焼結による比表面積の減少と活性点の被覆、触媒活
性成分とアルミナおよびハニカム構造体との反応による
活性低下、触媒コーティング層の剥離などの劣化原因が
発生する。さらに、本質的な触媒活性劣化要因として、
従来の触媒体においては、触媒活性成分自体が揮発性を
有するか、或いは焼結しやすいので、活性面積が保持で
きないという問題点がある。
細に検討した結果、1000〜1300℃程度の温度で安定な触
媒燃焼を行ない得る触媒システムを見出だせば、応用性
に富む触媒燃焼システムを実用化し得るとの結論に達し
た。より詳細には、従来の触媒が、1000℃以上において
活性を次第に失なう原因の一つに、比表面積が極度に小
さく、構造体としてのみの機能を有するハニカム構造体
に、触媒活性成分（貴金属または卑金属酸化物）を、そ
れらに比表面積を付与するためのアルミナ系の担持物質
とともに、コーティングした形態の担持触媒を使用する
ことがあると考えられる。この様な担持触媒にあって
は、1000℃以上の温度において、担持物質であるアルミ
ナの焼結による比表面積の減少と活性点の被覆、触媒活
性成分とアルミナおよびハニカム構造体との反応による
活性低下、触媒コーティング層の剥離などの劣化原因が
発生する。さらに、本質的な触媒活性劣化要因として、
従来の触媒体においては、触媒活性成分自体が揮発性を
有するか、或いは焼結しやすいので、活性面積が保持で
きないという問題点がある。
問題点を解決するための手段 本発明者は、さらに研究を重ねた結果、特定組成のマ
ンガン置換型層状アルミネート組成物を無機バインダー
を使用することなくハニカム形状に成形する場合には、
1000〜1300℃の温度で安定な触媒燃焼を可能とする触媒
体が得られることを見出した。
ンガン置換型層状アルミネート組成物を無機バインダー
を使用することなくハニカム形状に成形する場合には、
1000〜1300℃の温度で安定な触媒燃焼を可能とする触媒
体が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、下記の高温燃焼用複合触媒体を
提供するものである。
提供するものである。
1.燃料ガス−空気混合気を高温燃焼させる装置において
使用する触媒体であって、 （ａ）混合気の流入側に耐熱性ハニカム構造体にパラジ
ウムとランタン酸化物および／またはバリウム酸化物と
を主成分とする触媒成分を担持させた第一の触媒体を備
え、且つその後流部にマンガン置換型層状アルミネート
をハニカム形状に成形した複数個の第二の触媒体を備え
ており、 （ｂ）第一の触媒体が、ハニカム体積当たり、パラジウ
ムを50g/l以上とランタン酸化物含有アルミナおよび／
またはバリウム酸化物含有アルミナ50〜200g/lとを担持
しており、 （ｃ）第二の触媒体を構成するマンガン置換型層状アル
ミネートが、Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−α（ただし、ｘ＝
0.1〜0.4、ｙ＝0.5〜2.0）で表される組成を有し、その
１個の層高が10〜25mmであり、 （ｄ）第二の触媒体の前流側の比表面積が８〜20m2/gで
あり、後流側の比表面積が３〜8m2/gである ことを特徴とする高温燃焼用複合触媒体。
使用する触媒体であって、 （ａ）混合気の流入側に耐熱性ハニカム構造体にパラジ
ウムとランタン酸化物および／またはバリウム酸化物と
を主成分とする触媒成分を担持させた第一の触媒体を備
え、且つその後流部にマンガン置換型層状アルミネート
をハニカム形状に成形した複数個の第二の触媒体を備え
ており、 （ｂ）第一の触媒体が、ハニカム体積当たり、パラジウ
ムを50g/l以上とランタン酸化物含有アルミナおよび／
またはバリウム酸化物含有アルミナ50〜200g/lとを担持
しており、 （ｃ）第二の触媒体を構成するマンガン置換型層状アル
ミネートが、Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−α（ただし、ｘ＝
0.1〜0.4、ｙ＝0.5〜2.0）で表される組成を有し、その
１個の層高が10〜25mmであり、 （ｄ）第二の触媒体の前流側の比表面積が８〜20m2/gで
あり、後流側の比表面積が３〜8m2/gである ことを特徴とする高温燃焼用複合触媒体。
2.第一の触媒体のパラジウム担持量が、ハニカム体積当
たり100g/l以上である上記項１に記載の高温燃焼用複合
触媒体。
たり100g/l以上である上記項１に記載の高温燃焼用複合
触媒体。
3.Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−αで表わされる第二の触媒体
において、ｘ＝0.2である上記項１に記載の高温燃焼用
複合触媒体。
において、ｘ＝0.2である上記項１に記載の高温燃焼用
複合触媒体。
本発明で使用する複合触媒体は、燃料ガス−空気混合
気が流入する入口側に位置する第一の触媒体と、その向
流側に位置する複数個の第二の触媒体とからなってい
る。以下に、それぞれの触媒体について詳細に説明す
る。
気が流入する入口側に位置する第一の触媒体と、その向
流側に位置する複数個の第二の触媒体とからなってい
る。以下に、それぞれの触媒体について詳細に説明す
る。
第一の触媒体は、耐熱性材料からなるハニカム状担体
上に触媒活性成分としてパラジウムとランタン酸化物お
よび／またはバリウム酸化物含有アルミナとを担持して
いる。ハニカム担体としては、1200℃程度までの耐熱性
を有している限り、特に限定されるものではないが、量
産されており、低コストで、熱膨張率が低く、熱衝撃性
に優れたコージェライト製のものが最適である。ハニカ
ム担体としては、開口比率60〜70％程度、１平方インチ
当たりのセル数100〜200程度のものが好適である。第一
の触媒体は、ハニカム容積を基準として、パラジウムを
50g/l以上、より好ましくは100〜200g/l程度担持し、且
つランタン酸化物および／またはバリウム酸化物を含有
するアルミナを50〜200g/l程度、より好ましくは100〜1
50g/l程度担持している。この様なランタン酸化物およ
び／またはバリウム酸化物は、アルミナ成分の焼結防止
に寄与し、触媒体が長期にわたり高い触媒活性を維持し
続けることを可能とする。アルミナに対するランタン酸
化物および／またはバリウム酸化物の配合量は、アルミ
ナ重量の５〜25％程度とする。第一の触媒体には、助触
媒として、NiO,MgO,Ce2O3などを添加することもでき
る。これら助触媒は、ハニカム容積を基準として、20〜
100g/l程度の割合で使用され、800℃以上の温度域にお
いて、パラジウムの活性低下をある程度抑制する効果を
発揮する。
上に触媒活性成分としてパラジウムとランタン酸化物お
よび／またはバリウム酸化物含有アルミナとを担持して
いる。ハニカム担体としては、1200℃程度までの耐熱性
を有している限り、特に限定されるものではないが、量
産されており、低コストで、熱膨張率が低く、熱衝撃性
に優れたコージェライト製のものが最適である。ハニカ
ム担体としては、開口比率60〜70％程度、１平方インチ
当たりのセル数100〜200程度のものが好適である。第一
の触媒体は、ハニカム容積を基準として、パラジウムを
50g/l以上、より好ましくは100〜200g/l程度担持し、且
つランタン酸化物および／またはバリウム酸化物を含有
するアルミナを50〜200g/l程度、より好ましくは100〜1
50g/l程度担持している。この様なランタン酸化物およ
び／またはバリウム酸化物は、アルミナ成分の焼結防止
に寄与し、触媒体が長期にわたり高い触媒活性を維持し
続けることを可能とする。アルミナに対するランタン酸
化物および／またはバリウム酸化物の配合量は、アルミ
ナ重量の５〜25％程度とする。第一の触媒体には、助触
媒として、NiO,MgO,Ce2O3などを添加することもでき
る。これら助触媒は、ハニカム容積を基準として、20〜
100g/l程度の割合で使用され、800℃以上の温度域にお
いて、パラジウムの活性低下をある程度抑制する効果を
発揮する。
パラジウムとランタン酸化物および／またはバリウム
酸化物を含有するアルミナとを担持する第一の触媒体
は、ガスタービンに適用できる高線速度下で500℃以下
の温度から燃焼を開始することができ、低温域で特に優
れた触媒活性を発揮するが、一般に800℃以上の温度で
は、パラジウム自体の特性により、パラジウム表面にお
ける酸素の取込み速度が低下するので、温度の上昇とと
もに著るしい活性低下を生ずる。
酸化物を含有するアルミナとを担持する第一の触媒体
は、ガスタービンに適用できる高線速度下で500℃以下
の温度から燃焼を開始することができ、低温域で特に優
れた触媒活性を発揮するが、一般に800℃以上の温度で
は、パラジウム自体の特性により、パラジウム表面にお
ける酸素の取込み速度が低下するので、温度の上昇とと
もに著るしい活性低下を生ずる。
そこで、本発明では、少なくとも800℃以下、好まし
くは650℃以下の温度から燃焼を開始し、800℃以上の温
度域で触媒活性を発揮する第二の触媒体として、式
（１） Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−α （１） （ただし、ｘ＝0.1〜0.4、より好ましくは0.2〜0.3、ｙ
＝0.5〜2.0） で表されるマンガン置換型層状アルミネートを比表面積
の異なるハニカム形状に成形したものを複数個使用す
る。これら複数個の第二の触媒体の中でも、第一の触媒
体に近い触媒体は、８〜20m2/g程度の比表面積を有して
おり、650〜1200℃程度の温度域で優れた触媒活性を発
揮する（この低温度域側で使用する第二の触媒体を以下
“第二の触媒体A"という）。第二の触媒体Ａの比表面積
が8m2/g未満の場合には、触媒活性が不十分となり、一
方20m2/gを上回る場合には、成形体としての強度が低下
する。この様な第二の触媒体Ａは、上記式（１）に相当
する組成の材料をアルコキシド法により調製し、1000〜
1100℃で焼結した後、得られた粉末を無機質のバインダ
ーを使用することなくハニカム形状に押出し成形し、11
50〜1200℃の温度で焼結することにより、製造すること
ができる。また、その比表面積は、成形圧力、焼結温
度、焼結時間などを適宜調整することにより、所望の値
とすることができる。ハニカム状成形体としては、開口
比率60〜70％程度、１平方インチ当たりのセル数150〜3
00程度のものが好適である。また、第二の触媒体Ａの厚
さは、10〜25mm程度とすることが望ましい。第二の触媒
体Ａを構成する材料は、熱膨張率が高く、熱衝撃破壊抵
抗が低いという性質を有しているので、この厚さが、25
mmを上回る場合には、熱応力が高くなり、破壊されやす
くなる。第二の触媒体Ａの厚さは、小さい程、熱応力は
緩和されるが、10mm未満の場合には、触媒体を軸方向に
移動しないように保持することが困難となる。
くは650℃以下の温度から燃焼を開始し、800℃以上の温
度域で触媒活性を発揮する第二の触媒体として、式
（１） Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−α （１） （ただし、ｘ＝0.1〜0.4、より好ましくは0.2〜0.3、ｙ
＝0.5〜2.0） で表されるマンガン置換型層状アルミネートを比表面積
の異なるハニカム形状に成形したものを複数個使用す
る。これら複数個の第二の触媒体の中でも、第一の触媒
体に近い触媒体は、８〜20m2/g程度の比表面積を有して
おり、650〜1200℃程度の温度域で優れた触媒活性を発
揮する（この低温度域側で使用する第二の触媒体を以下
“第二の触媒体A"という）。第二の触媒体Ａの比表面積
が8m2/g未満の場合には、触媒活性が不十分となり、一
方20m2/gを上回る場合には、成形体としての強度が低下
する。この様な第二の触媒体Ａは、上記式（１）に相当
する組成の材料をアルコキシド法により調製し、1000〜
1100℃で焼結した後、得られた粉末を無機質のバインダ
ーを使用することなくハニカム形状に押出し成形し、11
50〜1200℃の温度で焼結することにより、製造すること
ができる。また、その比表面積は、成形圧力、焼結温
度、焼結時間などを適宜調整することにより、所望の値
とすることができる。ハニカム状成形体としては、開口
比率60〜70％程度、１平方インチ当たりのセル数150〜3
00程度のものが好適である。また、第二の触媒体Ａの厚
さは、10〜25mm程度とすることが望ましい。第二の触媒
体Ａを構成する材料は、熱膨張率が高く、熱衝撃破壊抵
抗が低いという性質を有しているので、この厚さが、25
mmを上回る場合には、熱応力が高くなり、破壊されやす
くなる。第二の触媒体Ａの厚さは、小さい程、熱応力は
緩和されるが、10mm未満の場合には、触媒体を軸方向に
移動しないように保持することが困難となる。
上記第二の触媒体Ａは、比表面積が大きく、気孔率が
高いので、1200℃以上の温度では、収縮しやすく、耐熱
安定性に劣るので、1200℃までの温度域でしか使用でき
ない。しかるに、1200℃以下の温度では、ガスタービン
に適用し得る高線速度下において、燃料ガス−空気混合
気の完全燃焼は、困難である。従って、上記の特性を有
する第二の触媒体Ａに引き続いて、３〜8m2/g程度の比
表面積を有しており、1300℃までの高温度域、高線速度
下で、NOxの発生を著しく抑制しつつ、安定した触媒燃
焼特性を発揮する第二の触媒体（この高温度域側で使用
する第二の触媒体を以下“第二の触媒体B"という）を少
なくとも１個配置する。第二の触媒体Ｂも、上記式
（１）に相当する組成の材料をアルコキシド法により調
製し、1000〜1200℃で焼結した後、得られた粉末を無機
質のバインダーを使用することなくハニカム形状に押出
し成形し、1250〜1300℃の温度で焼結することにより、
製造することができる。また、その比表面積は、成形圧
力、焼結温度、焼結時間などを適宜調整することによ
り、所望の値とすることができる。ハニカム状成形体と
しては、開口比率60〜70％程度、１平方インチ当たりの
セル数150〜300程度のものが好適である。第二の触媒体
Ｂの比表面積が、8m2/gを上回る場合には、高温度燃焼
条件下に熱安定性が低くなり、ハニカム体の強度が低下
するのに対し、3m2/g未満の場合には、触媒活性が低く
なり過ぎて、燃料ガス−空気混合気の完全燃焼が行なわ
れなくなる。
高いので、1200℃以上の温度では、収縮しやすく、耐熱
安定性に劣るので、1200℃までの温度域でしか使用でき
ない。しかるに、1200℃以下の温度では、ガスタービン
に適用し得る高線速度下において、燃料ガス−空気混合
気の完全燃焼は、困難である。従って、上記の特性を有
する第二の触媒体Ａに引き続いて、３〜8m2/g程度の比
表面積を有しており、1300℃までの高温度域、高線速度
下で、NOxの発生を著しく抑制しつつ、安定した触媒燃
焼特性を発揮する第二の触媒体（この高温度域側で使用
する第二の触媒体を以下“第二の触媒体B"という）を少
なくとも１個配置する。第二の触媒体Ｂも、上記式
（１）に相当する組成の材料をアルコキシド法により調
製し、1000〜1200℃で焼結した後、得られた粉末を無機
質のバインダーを使用することなくハニカム形状に押出
し成形し、1250〜1300℃の温度で焼結することにより、
製造することができる。また、その比表面積は、成形圧
力、焼結温度、焼結時間などを適宜調整することによ
り、所望の値とすることができる。ハニカム状成形体と
しては、開口比率60〜70％程度、１平方インチ当たりの
セル数150〜300程度のものが好適である。第二の触媒体
Ｂの比表面積が、8m2/gを上回る場合には、高温度燃焼
条件下に熱安定性が低くなり、ハニカム体の強度が低下
するのに対し、3m2/g未満の場合には、触媒活性が低く
なり過ぎて、燃料ガス−空気混合気の完全燃焼が行なわ
れなくなる。
本発明による複合触媒体においては、複数個の触媒の
設置間隔は、５〜10mm程度とする。
設置間隔は、５〜10mm程度とする。
以下、図面に示す本発明複合触媒体の実施態様を参照
しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。
しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。
第１図は、大気圧下での本発明高温燃焼用複合触媒体
の性能試験を行うための装置の概要を示す。本発明によ
る高温燃焼用複合触媒体は、（７）および（9a）乃至
（9f）により示されている。第１図において、ライン
（１）からの燃料ガスとライン（３）からの空気とは、
アルミナボールを充填した混合ゾーン（５）に供給され
て、均一に混合される。燃料ガスとしては、天然ガス、
都市ガス、LPG、微粒化乃至気化灯油などが使用され
る。また、空気は、あらかじめ予熱装置（13）により間
接的に加熱される。
の性能試験を行うための装置の概要を示す。本発明によ
る高温燃焼用複合触媒体は、（７）および（9a）乃至
（9f）により示されている。第１図において、ライン
（１）からの燃料ガスとライン（３）からの空気とは、
アルミナボールを充填した混合ゾーン（５）に供給され
て、均一に混合される。燃料ガスとしては、天然ガス、
都市ガス、LPG、微粒化乃至気化灯油などが使用され
る。また、空気は、あらかじめ予熱装置（13）により間
接的に加熱される。
次いで、燃料ガス−空気混合気は、耐熱性材料からな
るハニカム担体上に触媒活性成分としてパラジウムとラ
ンタン酸化物および／またはバリウム酸化物含有アルミ
ナとを担持する第一の触媒体（７）と接触する。
るハニカム担体上に触媒活性成分としてパラジウムとラ
ンタン酸化物および／またはバリウム酸化物含有アルミ
ナとを担持する第一の触媒体（７）と接触する。
第１図に示す装置においては、マンガン置換型層状ア
ルミネートのハニカム形状成形体からなる第二の触媒体
を６個（9a乃至9f）配置してある。これらの内少なくと
も第一の触媒体（７）に近い第二の触媒体Ａ（9a）〜
（9d）は、前述の様に、８〜20m2/g程度の比表面積を有
しており、500〜1200℃程度の温度域で優れた触媒活性
を発揮する。なお、第１図に示す装置では、第二の触媒
体Ａを４個使用しているが、第二の触媒体Ａは、少なく
とも１個使用すれば良いことは、いうまでもない。
ルミネートのハニカム形状成形体からなる第二の触媒体
を６個（9a乃至9f）配置してある。これらの内少なくと
も第一の触媒体（７）に近い第二の触媒体Ａ（9a）〜
（9d）は、前述の様に、８〜20m2/g程度の比表面積を有
しており、500〜1200℃程度の温度域で優れた触媒活性
を発揮する。なお、第１図に示す装置では、第二の触媒
体Ａを４個使用しているが、第二の触媒体Ａは、少なく
とも１個使用すれば良いことは、いうまでもない。
前述の様に、上記第二の触媒体Ａは、1200℃までの温
度域でしか使用できない。従って、複数個の第二の触媒
体Ａ（9a）〜（9d）に引き続いて、２〜8m2/g程度の比
表面積を有しており、1300℃までの高温度域、高線速度
下で、NOxの発生を著しく抑制しつつ、安定した触媒燃
焼特性を発揮する第二の触媒体Ｂを少なくとも１個配置
する（第１図に示す例では、２個）。
度域でしか使用できない。従って、複数個の第二の触媒
体Ａ（9a）〜（9d）に引き続いて、２〜8m2/g程度の比
表面積を有しており、1300℃までの高温度域、高線速度
下で、NOxの発生を著しく抑制しつつ、安定した触媒燃
焼特性を発揮する第二の触媒体Ｂを少なくとも１個配置
する（第１図に示す例では、２個）。
第１図に示す高温燃焼用複合触媒体の実験装置におい
て、最下流側に位置する第二の触媒体Ｂ（9f）を通過し
た燃焼ガスは、排気ガスライン（11）から装置外に排出
される。排気ガスライン（11）には、公知のガス測定装
置を接続し、排気ガスをサンプリングし、ガス中の各成
分量を連続的に測定する。例えば、炭化水素はFID式炭
化水素測定装置により、COおよびCO2は非分散型赤外線
吸収式測定装置により、NOxは化学発光式NOx測定装置に
いより、酸素は磁気式酸素測定装置により、それぞれ測
定することができる。
て、最下流側に位置する第二の触媒体Ｂ（9f）を通過し
た燃焼ガスは、排気ガスライン（11）から装置外に排出
される。排気ガスライン（11）には、公知のガス測定装
置を接続し、排気ガスをサンプリングし、ガス中の各成
分量を連続的に測定する。例えば、炭化水素はFID式炭
化水素測定装置により、COおよびCO2は非分散型赤外線
吸収式測定装置により、NOxは化学発光式NOx測定装置に
いより、酸素は磁気式酸素測定装置により、それぞれ測
定することができる。
さらに、第１図に示す実験装置では、（Ｔ−１）乃至
（Ｔ−５）で示される位置にそれぞれ熱電対を設置して
おり、複合触媒体内の各位置の温度を測定する。
（Ｔ−５）で示される位置にそれぞれ熱電対を設置して
おり、複合触媒体内の各位置の温度を測定する。
発明の効果 本発明によれば、下記の様な顕著な効果が達成され
る。
る。
（１）本発明装置においては、後流側に高温耐熱性を有
するマンガン置換型層状アルミネートをハニカム状に成
形した触媒体を配置しているので、従来の担持触媒を使
用する場合に認められる活性低下要因および基体の容積
による空間損失がなく、極めて長期にわたり高度の高度
の触媒活性が維持される。
するマンガン置換型層状アルミネートをハニカム状に成
形した触媒体を配置しているので、従来の担持触媒を使
用する場合に認められる活性低下要因および基体の容積
による空間損失がなく、極めて長期にわたり高度の高度
の触媒活性が維持される。
（２）入口温度500℃以下、断熱理論温度1000〜1300
℃、空筒基準の線速度５〜15m/s（500℃換算）、圧力１
〜20ataのガスタービンに応用できる条件下において、
燃料ガス−空気の混合気の燃焼が可能であり、排気ガス
中のNOxが著しく低減される。
℃、空筒基準の線速度５〜15m/s（500℃換算）、圧力１
〜20ataのガスタービンに応用できる条件下において、
燃料ガス−空気の混合気の燃焼が可能であり、排気ガス
中のNOxが著しく低減される。
（３）ハイブリッド触媒燃焼によらないので、コンパク
トな装置とすることができ、実用性に優れている。
トな装置とすることができ、実用性に優れている。
（４）複合触媒体の前段に触媒活性の最も高いパラジウ
ム担持触媒を配置しているので、燃料として、触媒酸化
が容易なLPG、灯油のみならず、触媒酸化が最も困難で
あるとされているメタンを主成分とする天然ガス、都市
ガスなどの燃焼にも適している。
ム担持触媒を配置しているので、燃料として、触媒酸化
が容易なLPG、灯油のみならず、触媒酸化が最も困難で
あるとされているメタンを主成分とする天然ガス、都市
ガスなどの燃焼にも適している。
（５）ガスタービンの一層の高温化に対処するために
は、本発明装置の後流側にさらに二次燃料を加えて、ハ
イブリッド触媒燃焼を行なうことも、もちろん可能であ
る。この場合には、本発明装置からの排気ガスは、すで
に1000〜1300℃程度の高温にまで昇温されているので、
少ない二次燃料でも、気相燃焼の安定化が容易となり、
NOx発生量の少ないハイブリッド触媒燃焼システムが構
築される。
は、本発明装置の後流側にさらに二次燃料を加えて、ハ
イブリッド触媒燃焼を行なうことも、もちろん可能であ
る。この場合には、本発明装置からの排気ガスは、すで
に1000〜1300℃程度の高温にまで昇温されているので、
少ない二次燃料でも、気相燃焼の安定化が容易となり、
NOx発生量の少ないハイブリッド触媒燃焼システムが構
築される。
実 施 例 以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とす
るところをより一層明確にする。
るところをより一層明確にする。
実施例１〜７ ＜触媒の調製＞ ［実施例１］ １平方インチ当たりのセル数200、開口比率69％、厚
さ20mmのコージェライト製ハニカム担体に、平均粒径１
μｍのパラジウム粉末および酸化ランタンを8.3重量％
含有するアルミナ粉末を含む混合ゾルをコーティングし
た後、900℃で３時間熱処理して、パラジウム担持ハニ
カム触媒体（第一の触媒体）を調製した。パラジウムお
よび酸化ランタン−アルミナの担持量は、ハニカムの見
掛け体積当たり、それぞれ130g/lおよび109g/lであっ
た。
さ20mmのコージェライト製ハニカム担体に、平均粒径１
μｍのパラジウム粉末および酸化ランタンを8.3重量％
含有するアルミナ粉末を含む混合ゾルをコーティングし
た後、900℃で３時間熱処理して、パラジウム担持ハニ
カム触媒体（第一の触媒体）を調製した。パラジウムお
よび酸化ランタン−アルミナの担持量は、ハニカムの見
掛け体積当たり、それぞれ130g/lおよび109g/lであっ
た。
窒素雰囲気下にアルミニウムイソプロポキシドと金属
ストロンチウムとをイソプロピルアルコール中に80℃で
５時間かけて溶解させた後、得られた溶液に酢酸ランタ
ンと酢酸マンガンを含む混合水溶液を滴下して、加水分
解を行なった。12時間の熟成を行なった後、得られた懸
濁液を80℃で減圧乾燥し、500℃で仮焼し、1100℃で５
時間焼成することにより、下記の式 Sr0.8La0.2MnAl11O19−α で表わされるマンガン置換ヘキサアルミネートの結晶粉
末を得た。次いで、得られた結晶粉末に水および有機系
焼結助材を添加し、充分に混練した後、ハニカム状に押
出し成形した。得られた成形体を乾燥した後、得られた
成形体を1200℃で５時間或いは1300℃で５時間焼結し
て、第二の触媒体Ａおよび第二の触媒体Ｂをそれぞれ調
製した。これらの触媒体は、開口割合65％、１平方イン
チ当たりのセル数300、直径50mmおよび厚さ20mmであっ
た。
ストロンチウムとをイソプロピルアルコール中に80℃で
５時間かけて溶解させた後、得られた溶液に酢酸ランタ
ンと酢酸マンガンを含む混合水溶液を滴下して、加水分
解を行なった。12時間の熟成を行なった後、得られた懸
濁液を80℃で減圧乾燥し、500℃で仮焼し、1100℃で５
時間焼成することにより、下記の式 Sr0.8La0.2MnAl11O19−α で表わされるマンガン置換ヘキサアルミネートの結晶粉
末を得た。次いで、得られた結晶粉末に水および有機系
焼結助材を添加し、充分に混練した後、ハニカム状に押
出し成形した。得られた成形体を乾燥した後、得られた
成形体を1200℃で５時間或いは1300℃で５時間焼結し
て、第二の触媒体Ａおよび第二の触媒体Ｂをそれぞれ調
製した。これらの触媒体は、開口割合65％、１平方イン
チ当たりのセル数300、直径50mmおよび厚さ20mmであっ
た。
また、第二の触媒体ＡのBET比表面積は、12.2m2/gで
あり、第二の触媒体ＢのBET比表面積は、7.8m2/gであっ
た。
あり、第二の触媒体ＢのBET比表面積は、7.8m2/gであっ
た。
以上のようにして得られた各触媒体を下記のように組
合わせて、本発明装置で使用する燃焼用触媒とした。
合わせて、本発明装置で使用する燃焼用触媒とした。
第一の触媒体…１段 第二の触媒体Ａ…４段 第二の触媒体Ｂ…２段 ［実施例２］ コージェライト製ハニカム担体に対するパラジウムお
よび酸化ランタン−アルミナの担持量を、ハニカム担体
の見掛け体積当たり、それぞれ60g/lおよび60g/lとする
以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
よび酸化ランタン−アルミナの担持量を、ハニカム担体
の見掛け体積当たり、それぞれ60g/lおよび60g/lとする
以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
［実施例３］ コージェライト製ハニカム担体に対するパラジウムお
よび酸化バリウム−アルミナ（BaO含有量20重量％）の
担持量を、ハニカム担体の見掛け体積当たり、それぞれ
60g/lおよび60g/lとする以外は実施例１と同様にして燃
焼用触媒を作成した。
よび酸化バリウム−アルミナ（BaO含有量20重量％）の
担持量を、ハニカム担体の見掛け体積当たり、それぞれ
60g/lおよび60g/lとする以外は実施例１と同様にして燃
焼用触媒を作成した。
［実施例４］ マンガン置換型ヘキサアルミネートの組成を下記のよ
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積10.4m2/g）お
よび第二の触媒体Ｂ（BET比表面積5.2m2/g）を使用する
以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積10.4m2/g）お
よび第二の触媒体Ｂ（BET比表面積5.2m2/g）を使用する
以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
Sr0.9La0.1MnAl11O19−α ［実施例５］ マンガン置換型ヘキサアルミネートの組成を下記のよ
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積＝10.7m2/g）
および第二の触媒体Ｂ（BET比表面積＝5.6m2/g）を使用
する以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成し
た。
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積＝10.7m2/g）
および第二の触媒体Ｂ（BET比表面積＝5.6m2/g）を使用
する以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成し
た。
Sr0.6La0.4MnAl11O19−α ［実施例６］ マンガン置換型ヘキサアルミネートの組成を下記のよ
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積＝18.5m2/g）
および第二の触媒体Ｂ（BET比表面積＝12.0m2/g）を使
用する以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成し
た。
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積＝18.5m2/g）
および第二の触媒体Ｂ（BET比表面積＝12.0m2/g）を使
用する以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成し
た。
Sr0.8La0.2Mn0.5Al11.5Ｏ19−α ［実施例７］ マンガン置換型ヘキサアルミネートの組成を下記のよ
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積8.0m2/g）およ
び第二の触媒体Ｂ（BET比表面積3.1m2/g）を使用する以
外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
うに変えた第二の触媒体Ａ（BET比表面積8.0m2/g）およ
び第二の触媒体Ｂ（BET比表面積3.1m2/g）を使用する以
外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
Sr0.8La0.2Mn2.0Al10O19−α ＜燃焼試験装置＞ 大気圧下における燃焼試験装置としては、前述の第１
図に示す形式のものを使用した。
図に示す形式のものを使用した。
また、実用機により近い加圧下における燃焼試験装置
としては、第２図に示す形式のものを使用した。この第
２図に示す装置においては、ライン（101）からの燃料
ガスが、ライン（103）からの空気および電気ヒータ（1
07）により予熱されたライン（105）からの空気と混合
され、拡散燃焼方式のバーナを備えた予熱焼部（Ｉ）に
おいて、空気は、触媒入口温度まで昇温される。次い
で、予混合部（II）において、この予熱空気にライン
（109）からの燃料ガスが混合された後、触媒燃焼部（I
II）に送られ、第１図に示す装置におけると同様にし
て、触媒燃焼が行なわれる。排気ガスは、ライン（11
1）から冷却器および圧力調整弁（図示せず）を経て系
外に取り出される。（113）で示されるものは、のぞき
窓である。排気ガスのサンプリングとその分析は、第１
図に示す装置の場合と同様にして行なわれる。また、
（Ｔ−１）乃至（Ｔ−５）で示される熱電対により、高
温燃焼用触媒装置内の各位置の温度を測定することも、
第１図に示す装置の場合と同様である。
としては、第２図に示す形式のものを使用した。この第
２図に示す装置においては、ライン（101）からの燃料
ガスが、ライン（103）からの空気および電気ヒータ（1
07）により予熱されたライン（105）からの空気と混合
され、拡散燃焼方式のバーナを備えた予熱焼部（Ｉ）に
おいて、空気は、触媒入口温度まで昇温される。次い
で、予混合部（II）において、この予熱空気にライン
（109）からの燃料ガスが混合された後、触媒燃焼部（I
II）に送られ、第１図に示す装置におけると同様にし
て、触媒燃焼が行なわれる。排気ガスは、ライン（11
1）から冷却器および圧力調整弁（図示せず）を経て系
外に取り出される。（113）で示されるものは、のぞき
窓である。排気ガスのサンプリングとその分析は、第１
図に示す装置の場合と同様にして行なわれる。また、
（Ｔ−１）乃至（Ｔ−５）で示される熱電対により、高
温燃焼用触媒装置内の各位置の温度を測定することも、
第１図に示す装置の場合と同様である。
＜燃焼試験＞ 市中供給天然ガス（硫黄含有量7mg/Nm）を燃料とし、
ほぼ大気圧下に、触媒入口温度500℃、理論断熱燃焼温
度1260〜1090℃で燃焼を行なった。
ほぼ大気圧下に、触媒入口温度500℃、理論断熱燃焼温
度1260〜1090℃で燃焼を行なった。
結果は、第３図に示す。実施例１〜７のいずれの場合
にも、第３図に示す様に、ガスタービンに適用し得る10
m/秒程度の線速度（空塔基準）において、99％以上の完
全燃焼を示した。
にも、第３図に示す様に、ガスタービンに適用し得る10
m/秒程度の線速度（空塔基準）において、99％以上の完
全燃焼を示した。
また、10m/秒の線速度における触媒層の温度分布を第
４図に示す。パラジウム担持触媒層の出口温度（Ｔ−
２）は、750℃以下であり、その後流のマンガン置換型
ヘキサアルミネートからなる触媒層（Ｔ−３）の出口で
は、引続き昇温していることから、マンガン置換型ヘキ
サアルミネート触媒が、パラジウム触媒の活性低下が予
測される800℃以下の温度から活性を発揮していること
が明らかである。
４図に示す。パラジウム担持触媒層の出口温度（Ｔ−
２）は、750℃以下であり、その後流のマンガン置換型
ヘキサアルミネートからなる触媒層（Ｔ−３）の出口で
は、引続き昇温していることから、マンガン置換型ヘキ
サアルミネート触媒が、パラジウム触媒の活性低下が予
測される800℃以下の温度から活性を発揮していること
が明らかである。
第５図は、理論断熱燃焼温度を1260℃とし、入口温度
を500℃、450℃および400℃と変えた場合の燃焼性能を
示している。いずれの入口温度においても、タービンに
必要な線速度10m/秒以上において、ほぼ100％の燃焼効
率が達成されている。
を500℃、450℃および400℃と変えた場合の燃焼性能を
示している。いずれの入口温度においても、タービンに
必要な線速度10m/秒以上において、ほぼ100％の燃焼効
率が達成されている。
また、第１表は、実施例１の触媒を使用して、1000時
間まで燃焼を継続させた場合の各触媒のBET比表面積の
変化を示したものである。
間まで燃焼を継続させた場合の各触媒のBET比表面積の
変化を示したものである。
パラジウム触媒（第一の触媒体）の比表面積はやや低
下しているものの、なお高い比表面積を保持している。
一方、マンガン置換ヘキサアルミネート触媒（第二の触
媒体ＡおよびＢ）では、比表面積の低下は、極めて少な
い。
下しているものの、なお高い比表面積を保持している。
一方、マンガン置換ヘキサアルミネート触媒（第二の触
媒体ＡおよびＢ）では、比表面積の低下は、極めて少な
い。
また、取り出した触媒のいずれにも、亀裂などの破壊
の徴候は、認められなかった。
の徴候は、認められなかった。
これらの結果から、本発明による触媒システムが実用
に足りる十分な耐久性を備えていることが明らかであ
る。
に足りる十分な耐久性を備えていることが明らかであ
る。
また、実施例１〜７の触媒それぞれについて、入口温
度500℃、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度12m/秒の条
件下に240時間連続燃焼を行なったところ、その間活性
変化および触媒層の温度変化は、全く認められなかっ
た。さらに、連続燃焼終了後の触媒にも、亀裂の発生は
なく、破壊の徴候も認められなかった。これらの試験に
おけるNOx発生濃度は、0.1ppm以下であった。さらに、
第２表は、第２図に示す装置および実施例１の触媒を使
用して、導入空気温度300℃、触媒入口温度500℃、理論
断熱燃焼温度1160℃、線速度（入口基準）10m/秒の一定
条件下に圧力を２〜4ataの範囲で変化させた場合の燃焼
性能を示している。
度500℃、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度12m/秒の条
件下に240時間連続燃焼を行なったところ、その間活性
変化および触媒層の温度変化は、全く認められなかっ
た。さらに、連続燃焼終了後の触媒にも、亀裂の発生は
なく、破壊の徴候も認められなかった。これらの試験に
おけるNOx発生濃度は、0.1ppm以下であった。さらに、
第２表は、第２図に示す装置および実施例１の触媒を使
用して、導入空気温度300℃、触媒入口温度500℃、理論
断熱燃焼温度1160℃、線速度（入口基準）10m/秒の一定
条件下に圧力を２〜4ataの範囲で変化させた場合の燃焼
性能を示している。
第２表に示す結果から、圧力の増大に対応して、燃焼
量は増加しているが、燃焼性能が良く追随していること
が明らかである。なお、本試験においては、導入空気温
度300℃から触媒入口温度500℃にまで調整するために、
気相燃焼バーナを使用しているので、その部分におい
て、NOxが発生するが、酸素零％換算で35ppmが達成され
ている。
量は増加しているが、燃焼性能が良く追随していること
が明らかである。なお、本試験においては、導入空気温
度300℃から触媒入口温度500℃にまで調整するために、
気相燃焼バーナを使用しているので、その部分におい
て、NOxが発生するが、酸素零％換算で35ppmが達成され
ている。
比較例１〜４ ＜触媒の調製＞ ［比較例１］ コージェライト製ハニカム担体に対するパラジウムお
よび酸化バリウム−アルミナの担持量を、ハニカム担体
の見掛け体積当たり、それぞれ40g/lおよび40g/lとする
以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
よび酸化バリウム−アルミナの担持量を、ハニカム担体
の見掛け体積当たり、それぞれ40g/lおよび40g/lとする
以外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
［比較例２］ 実施例１で使用した第二の触媒体Ｂを６段使用する以
外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
外は実施例１と同様にして燃焼用触媒を作成した。
［比較例３］ 実施例１で使用した第二の触媒体ＡおよびＢの厚さお
よび使用段数を以下のように変えた以外は実施例１と同
様にして燃焼用触媒を作成した。
よび使用段数を以下のように変えた以外は実施例１と同
様にして燃焼用触媒を作成した。
第一の触媒体…厚さ20mm、１段 第二の触媒体Ａ…厚さ30mm、２段 第二の触媒体Ｂ…厚さ40mm、１段 ［比較例４］ ランタン化合物を使用することなく以下の式で示され
るマンガン置換型ヘキサアルミネート組成物から触媒体
（比表面積2.8m2/g）を調製し、これを第２の触媒体Ｂ
に代えて使用する以外は実施例１と同様にして燃焼用触
媒を作成した。
るマンガン置換型ヘキサアルミネート組成物から触媒体
（比表面積2.8m2/g）を調製し、これを第２の触媒体Ｂ
に代えて使用する以外は実施例１と同様にして燃焼用触
媒を作成した。
SrMn3Al9O19−α ＜燃焼試験＞ 実施例１と同様にして行なった燃焼試験の結果は、そ
れぞれ以下の通りである。
れぞれ以下の通りである。
［比較例１］ 初期性能は、実施例１の場合と変わりなかった。しか
しながら、入口温度500℃、理論断熱燃焼温度1260℃、
線速度10m/秒で連続燃焼したところ、100時間後にパラ
ジウム触媒の出口温度が徐々に低下し始め、同時にマン
ガン置換型ヘキサアルミネート触媒の温度も低下し、24
0時間後には、燃焼効率が90％まで低下した。
しながら、入口温度500℃、理論断熱燃焼温度1260℃、
線速度10m/秒で連続燃焼したところ、100時間後にパラ
ジウム触媒の出口温度が徐々に低下し始め、同時にマン
ガン置換型ヘキサアルミネート触媒の温度も低下し、24
0時間後には、燃焼効率が90％まで低下した。
［比較例２］ 実施例１と同様にして燃焼試験を行ったところ、この
触媒の場合には、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度10m/
秒でも、燃焼効率は90％にとどまった。
触媒の場合には、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度10m/
秒でも、燃焼効率は90％にとどまった。
［比較例３］ 初期性能は、実施例１の場合と変わりなかった。ま
た、入口温度500℃、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度1
2m/秒で240時間連続燃焼したところ、燃焼性能に変化は
認められなかった。
た、入口温度500℃、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度1
2m/秒で240時間連続燃焼したところ、燃焼性能に変化は
認められなかった。
しかしながら、燃焼終了後のマンガン置換型ヘキサア
ルミネート触媒は、いずれも円周方向に亀裂が発生して
おり、強度の低下が著しく、実用に供し得ないことが判
明した。
ルミネート触媒は、いずれも円周方向に亀裂が発生して
おり、強度の低下が著しく、実用に供し得ないことが判
明した。
［比較例４］ 実施例１と同様にして燃焼試験を行ったところ、この
触媒の場合には、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度10m/
秒でも、燃焼効率は90％にとどまった。
触媒の場合には、理論断熱燃焼温度1300℃、線速度10m/
秒でも、燃焼効率は90％にとどまった。
第１図は、本願実施例で使用する高温燃焼用複合触媒体
の大気圧下での性能を測定するための装置の一例の大要
を示す断面図である。 第２図は、本願実施例で使用する高温燃焼用複合触媒体
の加圧下での性能を測定するための装置の一例の大要を
示す断面図である。 第３図は、本願実施例における燃焼試験の結果（線速度
と燃焼効率との関係）を示すグラフである。 第４図は、本願実施例における燃焼試験の結果（触媒位
置と触媒温度との関係）を示すグラフである。 第５図は、本願実施例において、理論断熱燃焼温度＝12
60℃とし、入口温度を500℃、450℃および400℃と変え
た場合の燃焼性能を示すグラフである。 （１）……燃料ガス供給ライン （３）……空気供給ライン （７）……第一の触媒体 （9a）乃至（9b）……第二の触媒体Ａ （9c）乃至（9f）……第二の触媒体Ｂ （101）……燃料ガス供給ライン （103）、（105）……空気供給ライン （109）……燃料ガス供給ライン （113）……のぞき窓 （Ｉ）……予燃焼部 （II）……予混合部 （III）……触媒燃焼部
の大気圧下での性能を測定するための装置の一例の大要
を示す断面図である。 第２図は、本願実施例で使用する高温燃焼用複合触媒体
の加圧下での性能を測定するための装置の一例の大要を
示す断面図である。 第３図は、本願実施例における燃焼試験の結果（線速度
と燃焼効率との関係）を示すグラフである。 第４図は、本願実施例における燃焼試験の結果（触媒位
置と触媒温度との関係）を示すグラフである。 第５図は、本願実施例において、理論断熱燃焼温度＝12
60℃とし、入口温度を500℃、450℃および400℃と変え
た場合の燃焼性能を示すグラフである。 （１）……燃料ガス供給ライン （３）……空気供給ライン （７）……第一の触媒体 （9a）乃至（9b）……第二の触媒体Ａ （9c）乃至（9f）……第二の触媒体Ｂ （101）……燃料ガス供給ライン （103）、（105）……空気供給ライン （109）……燃料ガス供給ライン （113）……のぞき窓 （Ｉ）……予燃焼部 （II）……予混合部 （III）……触媒燃焼部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 伸一 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 井上 孝幸 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 松久 敏雄 山口県下関市彦島迫町４丁目８番23号 (72)発明者 青木 守 兵庫県神戸市須磨区横尾２丁目26―16 (72)発明者 戸田 文和 神奈川県鎌倉市手広731―１ (56)参考文献 特開 平１−139911（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210031（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74
Claims (3)
- 【請求項１】燃料ガス−空気混合気を高温燃焼させる装
置において使用する触媒体であって、 （ａ）混合気の流入側に耐熱性ハニカム構造体にパラジ
ウムとランタン酸化物および／またはバリウム酸化物と
を主成分とする触媒成分を担持させた第一の触媒体を備
え、且つその後流部にマンガン置換型層状アルミネート
をハニカム形状に成形した複数個の第二の触媒体を備え
ており、 （ｂ）第一の触媒体が、ハニカム体積当たり、パラジウ
ムを50g/l以上とランタン酸化物含有アルミナおよび／
またはバリウム酸化物含有アルミナ50〜200g/lとを担持
しており、 （ｃ）第二の触媒体を構成するマンガン置換型層状アル
ミネートが、Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−α（ただし、ｘ＝
0.1〜0.4、ｙ＝0.5〜2.0）で表される組成を有し、その
１個の層高が10〜25mmであり、 （ｄ）第二の触媒体の前流側の比表面積が８〜20m2/gで
あり、後流側の比表面積が３〜8m2/gである ことを特徴とする高温燃焼用複合触媒体。 - 【請求項２】第一の触媒体のパラジウム担持量が、ハニ
カム体積当たり100g/l以上である請求項１に記載の高温
燃焼用複合触媒体。 - 【請求項３】Sr1-xLaxMnyAl12-yO19−αで表わされる第
二の触媒体において、ｘ＝0.2である請求項１に記載の
高温燃焼用複合触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290072A JP2976239B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 高温燃焼用複合触媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290072A JP2976239B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 高温燃焼用複合触媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161253A JPH04161253A (ja) | 1992-06-04 |
| JP2976239B2 true JP2976239B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17751430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2290072A Expired - Lifetime JP2976239B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 高温燃焼用複合触媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976239B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3377676B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2003-02-17 | ダイハツ工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
| KR100667051B1 (ko) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | 한국에너지기술연구원 | 2단 촉매연소 장치, 복합발전 시스템 및 그 방법 |
| JP2011038405A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0820054B2 (ja) * | 1987-11-27 | 1996-03-04 | 三菱重工業株式会社 | 可燃性ガスの触媒燃焼法 |
| JPH01210031A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-23 | Toyo C C I Kk | 耐熱性触媒並びにその製造法 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2290072A patent/JP2976239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161253A (ja) | 1992-06-04 |
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