JPH0268145A - 窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法に係り、
特に排ガスの流動抵抗が少ない窒素酸化物除去用板状触
媒の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近時、公害防止の点から各種燃焼設備から発生する排ガ
スを清浄にすることが望まれている。特に排ガス中の窒
素酸化物の除去のため、種々の方法、手段が採用されて
いる。その一つとして排ガス中に還元剤（例えばアンモ
ニア）を混合したのち、この排ガスを触媒が充填しであ
る脱硝装置に導き、触媒と接触させて排ガス中の窒素酸
化物を選択的に還元する方法が行なわれている。

上記した従来技術における脱硝装置としては、粒状触媒
の触媒層を所定厚さ設け、排ガスをこの触媒層を通過さ
せるものがあるが、排ガス中に煤じんや石炭灰等を多量
に含む場合等は、煤じんや石炭灰等が触媒層に堆積して
圧力損失の増加、脱硝機能低下等の問題を生じていた。

そのため排ガスの流れに対して平行な反応面を有するハ
ニカム状触媒や板状触媒が考えられ現在主流となってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ハニカム状触媒は材料を金型を通して押
出し成型して作るため、大型のものを作る場合、その製
造技術上多くの問題があり、またハニカム状触媒そのも
のも機械的な強度が弱く問題がある。また板状触媒は強
度を持たせるため強度部材として金属基板を使用しその
基板上に触媒成分を塗布して製造する方法が採用されて
いるが、触媒成分と基板との付着力が弱いため、触媒成
分が剥離したり、脱落しやすいという問題がある。

これは単に付着力のみならず、塗布した触媒成分層と基
板とが排ガスの温度変化により膨張、収縮を繰り返して
触媒成分層に亀裂を発生し、触媒成分層の剥離、脱落を
助長するためである。また上記現象は触媒を実機に使用
時のみならず、触媒製造中においても発生し、製造工程
中、触媒成分を金属基板に塗布後必ず焼成を行なうが焼
成温度は実機使用時の温度より高い温度履歴を与える必
要があるため膨張、収縮は実機使用時よりも大きくなり
、このため焼成時、強度の低下、触媒成分層の金属基板
からの脱落という問題があった。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記した従来技術にかかる窒素酸化物除去用板
状触媒の製造方法の課題を除去することを目的とするも
ので、金属基板に酸性触媒成分を塗布したのち、乾燥工
程を４０℃以下の雰囲気で、風速３〜７　ｍ　／　ｓの
空気を送風して行なうことによって達成される。

すなわち、本発明は、金属製薄板に触媒成分を塗布して
なる排ガス中の窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法に
おいて、金属薄板にアルミニウムを溶射して基板を作る
工程と、この基板に酸性触媒成分を塗布する工程と、塗
布後所定形状に成形する工程と、４０℃以下の雰囲気で
３〜７　ｍ　／　ｓの空気を２時間以上送風する乾燥工
程と、その後所定温度で焼成する工程とからなることを
特徴とする窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法に関す
る。

（作用） 触媒活性成分を金属薄板に塗布したものを所定形状に成
形したのち、所定寸法に切断し、直ちに８０〜１２０℃
の温風による強制乾燥を行ない、続いて４００〜６００
℃にて焼成を行ない触媒に活性を与えるという従来技術
になる板状触媒の製造方法では、焼成時に触媒成分が金
属基板からはがれ落ちるという現象が発生した。

上記現象についての発明者らの検討の結果、触媒を所定
寸法に切断後ただちに温風で乾燥を行なうと、触媒成分
中の水分のみが放出されてしまうため、触媒原料中に含
有されていた酸性分（硫酸分）によって金属基板に溶射
された金属アルミニウム成分が腐食されることが少なく
、触媒成分とアルミニウム成分との腐食による結合が十
分行なわれることなく剥離が発生し易くなるものと考え
られる。

これに対し、室温で強制通風乾燥（例えば送風機などに
よる乾燥）を２時間以上行なう本発明の乾燥工程を適用
すると上記現象が解消される。これは室温強制乾燥させ
ると触媒成分中の水分のみの放出はなく、金属基板上に
溶射されたアルミニウム成分が硫酸水により腐食し、基
板と触媒成分の密着力が増して剥離し難くなることが分
った。

〔実施例〕

厚さ０．３〜１．０鰭程度の鉄、ステンレス鋼などの薄
板上に細い所定長さのスリット状切れ目を千鳥配置に入
れ、その後スリットの方向と直角方向に引張り力を加え
て網目状の開口を多数有するエキスバンドメタルを形成
する。このエキスバンドメタル上に酸化雰囲気下で金属
アルミニウムを溶射・塗布して触媒基板とする。

この基板上に窒素酸化物除去用触媒活性成分を塗布する
が、触媒活性成分としては酸化物および硫酸塩の形のチ
タン、鉄、バナジウム、酸化物の形のモリブデン、タン
グステンのいずれかが使用される。この際触媒活性成分
中には酸性成分（硫酸成分）が含有されていることが必
須条件となる。

すなわち、触媒中にはチタン、鉄、バナジウムのうちの
１種以上が含有される。この硫酸成分は焼成後の触媒の
機械的強度を増すとともに後述するように触媒活性成分
の金属基板上への付着力を強化し、焼成時および使用時
に基板からの触媒成分の剥離脱落を防止するのに顕著に
貢献する。

触媒成分を塗布された基板は、その表面をポリエチレン
の薄いフィルムで覆い、所定ピッチ間隔で山形の凹凸を
形成した型を有する成形機でプレスし触媒成形体を製造
する。この成形体を所定長さに切断し板状触媒とする。

なお、これまでの記載のうち、触媒成分を除く各工程の
説明は本出願人が既に行なった特願昭５６−３３１７４
号、特願昭５６−３３１７５号、特願昭６２−１１７９
６２号に詳細に記載されている。第１図に示すごとく上
記板状触媒１を成形の山が井桁状になるように積層し、
矢印２、矢印３の方向から送風する。

この積層方法では矢印２、矢印３またはその中間、どの
方向から送風しても積層方向であれば同様の良好な結果
を得た。この状態で２時間以上連続送風することにより
基板と触媒成分は熟成固着（硫酸水による腐食固着）さ
れ、以後焼成（４００〜６５０℃）すると初期の目的を
達成した強固な板状触媒を得る。なお積層枚数は限定さ
れないが、形伏から約３０枚程度が扱い易い。送風時間
と性能、強度との関係を第２図、第３図に示す。送風時
間は２時間以上で所期の目的を達成するが、好ましくは
１２時間以上送風する方が付着強度が安定している。こ
れは、均一に風を当てることが不可能であり、Ｊ１″良
く当る個所とよく当らない個所が生ずる訳であるが時間
を置くことにより熟成固着が完全になるものと思われる
。また、工程の都合で数日間、保管することもあるが、
送風は２４時間を超えることは試験結果から意味が無い
ことを確認している。

なお、触媒乾燥温度についての実験結果を第５図に示す
が、０〜４０℃が好適である。乾燥温度が高いと急激に
乾燥し、触媒表面にクランクが入り、基板から触媒成分
の落下剥離が生じる。

乾燥用空気の風速については、３　ｍ　／　ｓ以上の風
速が必要である。ただし、７ｍ／ｓをこえると風力によ
り触媒エレメントが吹きとばされため風乾条件としては
３〜７　ｍ　／　ｓが好適であり、より好ましくは３〜
５　ｍ　／　ｓである（第４図参照）。

なお、上記条件を決定したのは、次の理由による。触媒
中の水分が１５％以下になると基板上のアルミニウムの
腐食が生じにくくなり触媒成分と基板のアルミニウムを
介しての結合が弱い。また、基板上のアルミニウムの腐
食が進みすぎると触媒成分の活性が低下し脱硝率が落ち
ることが分かっており、触媒とアルミニウムの腐食結合
は短時間で行なう必要がある。

乾燥用空気の流速がｌ　ｍ　／　ｓ以下では触媒の水分
が１５％以下にするのに２Ｑｈｒ以上必要であり、この
間にアルミニウムの腐食が進行しすぎて、脱硝率が低下
する。

なお、この強制流動空気乾燥後、工程の都合により保管
が必要な場合は２０〜３０枚づつぴったり重ね合わせる
方が良いことがわかった。この状態で一週間程度の保管
では性能劣化などの不具合は認められなかった。なお摩
耗強度は触媒を縦横約１００鶴に切断した試験片に５０
０龍の高さより平均粒？ｉ　０．７　ｍｍのグリッド粒
を８　ｋｇ落下させて触媒面を摩耗させ、前後の試験片
の重量を測定することにより判定する方法を採用してい
る。また、落下強度は板状触媒を１０　ＱｍｅｉＸ　２
５０ｍｍに切断して試験片とし、１ｍの高さからこの試
験片を１０回自由落下させて、前後の試験片の重量を測
定して試験前後における重量差の大小で強度を判定する
方法を採用している。

第６図にスペーサ部分をずらせて平行に板状触媒を積み
重ねたものを示す。この方法で積層した場合送風方向は
矢印３の方向もしくはこの反対側の方向に国定されるが
、前記実施例と同様３時間以上強制乾燥させることによ
り基板と触媒成分の固着力を得、この後、焼成を行ない
強度の強い板状触媒を得る。第７図および第８図に触媒
焼成時の温度経過を示す。いずれかの方法により焼成す
る。

〔発明の効果〕

本発明を適用することにより、焼成時および使用時に、
触媒成分が金属基板から剥離脱落するのを著しく低減す
ることができ、脱硝率が高く長寿命の脱硝触媒を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の触媒製造方法における触媒乾燥要領図
、第２図は送風乾燥時間と脱硝率の関係図、第３図は送
風乾燥時間と触媒の剥離量および摩耗量の関係図、第４
図乾燥空気の流速と触媒の水分低下量の関係図、第５図
は乾燥温度と触媒の剥離量および脱硝率の関係図、第６
図は触媒乾燥の他の要領図である。第７図〜第８図は触
媒焼成時の温度経過図である。 １・・・板状触媒。 出願人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　川　北　武　長 第 図 迭 鳳 特 問 近 風 吟　閉 第 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製薄板に触媒成分を塗布してなる排ガス中の
   窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法において、金属薄
   板にアルミニウムを溶射して基板を作る工程と、この基
   板に酸性触媒成分を塗布する工程と、塗布後所定形状に
   成形する工程と、４０℃以下の雰囲気で３〜７ｍ／ｓの
   空気を２時間以上送風する乾燥工程と、その後所定温度
   で焼成する工程とからなることを特徴とする窒素酸化物
   除去用板状触媒の製造方法。