JPH0375202B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0375202B2 JPH0375202B2 JP57199220A JP19922082A JPH0375202B2 JP H0375202 B2 JPH0375202 B2 JP H0375202B2 JP 57199220 A JP57199220 A JP 57199220A JP 19922082 A JP19922082 A JP 19922082A JP H0375202 B2 JPH0375202 B2 JP H0375202B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- enamel
- supported
- purification device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、排ガス中の有害ガス成分を浄化処理
する装置に関する。 従来例の構成とその問題点 家庭用の各種燃焼機器から排出される排気ガス
の浄化処理が強く求められているが、従来よりこ
れに対処するために、耐熱耐食性金網を触媒とし
て使用する方法、あるいは有機系結着剤を溶解さ
せた液に触媒粉末を分散させた溶液を前述の金網
に付着させて焼成担持したものを使用する方法等
が比較的安価で構成が容易な手段として用いられ
る例がある。しかし、金網自身が徐々に酸化変質
して初期の浄化能が低下したり、あるいは担持し
た触媒が金網との熱膨張の違いで脱落したりする
など、信頼性に乏しいという欠点をもつている。
また前者においては、排ガス中の窒素酸化物
（NOx）などの酸化性ガスと一酸化炭素（CO）、
炭化水素（HC）などの還元性ガスを同時に処理
することが困難であるという問題ももつている。 発明の目的 本発明は、前記問題点に鑑み、排ガス中の酸化
性ガス成分と還元性ガス成分を同時に効率よく処
理できる触媒を用い、信頼性が高くしかも容易に
実施できる排ガス浄化装置を提供しようとするも
のである。 発明の構成 本発明は、一般式La1-X/2Sr1+X/2Co1-xMexO3
（MeはFe、Mn、Cr、Ｖ、Tiから選ぶ一種の元
素、Ｏ＜Ｘ＜１）で表され、酸化性ガスの還元と
還元性ガスの酸化を同時に行なう能力をもつペロ
ブスカイト型複合酸化物を触媒として使用し、こ
れをほうろうによつて金属網などの耐熱性金属多
孔体に担持した排ガス浄化装置である。 本発明で用いる触媒は、組成を前記式のように
定めることによつて触媒活性が最も高く、かつ特
耐安定性に優れたものとすることができ、さらに
これをほうろうで金属多孔体に担持し、触媒動作
時におけるほうろうの緩衝作用を利用することに
よつて触媒の脱落を防止し、かつ金属多孔体の酸
化変質も防止できるために信頼性を高めることが
できる。 実施例の説明 第１図は組成がLa1-xSrxCo1-yFeyO3である酸
化物触媒の活性例を示す。触媒として所定の組成
になるように各成分元素の酸化物もしくは炭酸塩
を混合し、焼成して得た複合酸化物を１ｇ／個の
ペレツトに成型して焼結したものを用いた。ペレ
ツト４個を一定容積の反応容器に入れ、大気圧に
調整したCO100ppm、O25％、残部N2の均一混合
ガスを流入させ、触媒に接触して１分後の反応容
器内のガス圧を測定し、その変化率をもつて触媒
活性とした。温度は300℃とした。 図からｙ＝０でｘ＝0.5、ｙ＝0.3でｘ＝0.65、
ｙ＝0.6でｘ＝0.8、ｙ＝1.0でｘ＝1.0の各元素比
になる場合にそれぞれ活性が最大になることがわ
かる。 第２図は同じ触媒についてのNO2分解活性の
例を示す。前記と同様にして作製したペレツト45
個を内径20mmの石英管に充填し、電気炉に固定し
て温度を300℃に保つた。そしてNO240ppm、残
部N2の均一混合ガスをSV＝10000h-1で触媒層に
流入し、定常状態に達したときの出口側NO2濃
度を測定して流入ガス濃度に対する減少率を求め
たものである。この場合もCO酸化の場合と同様
にｙ＝Ｏでｘ＝0.5、ｙ＝0.3でｘ＝0.65、ｙ＝0.6
でｘ＝0.8、ｙ＝1.0でｘ＝1.0の各元素比になる場
合にNO2減少率がそれぞれ最大になる結果を得
た。 以上において活性のピークを示す酸化物組成は
La0.5Sr0.5CoO3、La0.35Sr0.65Co0.7Fe0.3O3、La0.2
Sr0.8Co0.4Fe0.6O3、SrFeO3となつた。ところで
LaCoO3においてはCoは＋３価であるが、Ａサイ
トのLaをSr2+で置換するとCo4+が生じる。さら
にＢサイトのCoを置換するFeが＋４価で入ると
すると、前記４つの酸化物では電気的中性条件か
らCo3+とCo4+が等量存在することになる。つま
りCo3+とCo4+が等量存在するようにＡサイトと
Ｂサイトの置換量を決定することで高活性を付与
できると考えられる。即ちＢサイト置換元素Me
の量をｘとすると、高活性触媒組成をLa1-X/2
Sr1+X/2Co1-xMexO3と表すことができる。 次に浄化装置の実施例を説明する。 実施例としてｘ＝0.3とした場合、即ちLa0.35
Sr0.65Co0.7Me0.3O3（Me＝Fe、Mn、Cr、Ｖ、Ti）
と表せる酸化物触媒をステンレス鋼SUH21のエ
キスパンドメタル製金網に高融点ほうろうで担持
したものをとりあげる。直径120mmのステンレス
鋼SUH21の金網に融点約900℃の高融点ほうろう
をスプレーによつて塗布し、さらにこの上に、前
述と同様にして合成した複合酸化物を約300メツ
シユの大きさの粉末にしたものをスプレーで均一
に付着させた。これを所定温度で熱処理して触媒
粉末が均一に強固に担持された網を得た。 第３図は触媒を担持した金属網の要部の断面を
示す。触媒粒子１はほうろう２によつて完全にお
おわれることなく、図のように表面が露出するよ
うに金網３に担持され、触媒としての機能を発揮
する。 第４図はこの網４を市販のポータブル・ガスス
トーブの燃焼筒の上部に取り付けたところを示す
概略断面図である。燃焼部５で発生した排ガスは
流路６を通つて排ガス浄化装置４に達し、浄化さ
れて排出される。 このガスストーブを燃焼させたときの、浄化装
置通過後の排ガス中のCOおよびNO2濃度の変化
を以下の表に示す。なお浄化装置通過前のCO濃
度は37ppm、NO2濃度は6ppmである。データは
１回目の燃焼時の濃度と30分燃焼、30分消火のサ
イクルを5000回くりかえした後の濃度とをあわせ
て記してある。燃焼時の浄化装置上流側の排ガス
温度は約700℃である。比較例としてステンレス
鋼SUH21の金属網そのものと、メチルセルロー
スの10重量％水溶液に同様の触媒粉末を均一に分
散させ、これをステンレス鋼SUH21の金属網に
均一に塗布し、焼成して担持させたものを反応に
供した。触媒担持量は実施例、比較例共に約１ｇ
であつた。また表の触媒組成は、La0.35Sr0.65
Co0.7Me0.3O3におけるMeで示している。
する装置に関する。 従来例の構成とその問題点 家庭用の各種燃焼機器から排出される排気ガス
の浄化処理が強く求められているが、従来よりこ
れに対処するために、耐熱耐食性金網を触媒とし
て使用する方法、あるいは有機系結着剤を溶解さ
せた液に触媒粉末を分散させた溶液を前述の金網
に付着させて焼成担持したものを使用する方法等
が比較的安価で構成が容易な手段として用いられ
る例がある。しかし、金網自身が徐々に酸化変質
して初期の浄化能が低下したり、あるいは担持し
た触媒が金網との熱膨張の違いで脱落したりする
など、信頼性に乏しいという欠点をもつている。
また前者においては、排ガス中の窒素酸化物
（NOx）などの酸化性ガスと一酸化炭素（CO）、
炭化水素（HC）などの還元性ガスを同時に処理
することが困難であるという問題ももつている。 発明の目的 本発明は、前記問題点に鑑み、排ガス中の酸化
性ガス成分と還元性ガス成分を同時に効率よく処
理できる触媒を用い、信頼性が高くしかも容易に
実施できる排ガス浄化装置を提供しようとするも
のである。 発明の構成 本発明は、一般式La1-X/2Sr1+X/2Co1-xMexO3
（MeはFe、Mn、Cr、Ｖ、Tiから選ぶ一種の元
素、Ｏ＜Ｘ＜１）で表され、酸化性ガスの還元と
還元性ガスの酸化を同時に行なう能力をもつペロ
ブスカイト型複合酸化物を触媒として使用し、こ
れをほうろうによつて金属網などの耐熱性金属多
孔体に担持した排ガス浄化装置である。 本発明で用いる触媒は、組成を前記式のように
定めることによつて触媒活性が最も高く、かつ特
耐安定性に優れたものとすることができ、さらに
これをほうろうで金属多孔体に担持し、触媒動作
時におけるほうろうの緩衝作用を利用することに
よつて触媒の脱落を防止し、かつ金属多孔体の酸
化変質も防止できるために信頼性を高めることが
できる。 実施例の説明 第１図は組成がLa1-xSrxCo1-yFeyO3である酸
化物触媒の活性例を示す。触媒として所定の組成
になるように各成分元素の酸化物もしくは炭酸塩
を混合し、焼成して得た複合酸化物を１ｇ／個の
ペレツトに成型して焼結したものを用いた。ペレ
ツト４個を一定容積の反応容器に入れ、大気圧に
調整したCO100ppm、O25％、残部N2の均一混合
ガスを流入させ、触媒に接触して１分後の反応容
器内のガス圧を測定し、その変化率をもつて触媒
活性とした。温度は300℃とした。 図からｙ＝０でｘ＝0.5、ｙ＝0.3でｘ＝0.65、
ｙ＝0.6でｘ＝0.8、ｙ＝1.0でｘ＝1.0の各元素比
になる場合にそれぞれ活性が最大になることがわ
かる。 第２図は同じ触媒についてのNO2分解活性の
例を示す。前記と同様にして作製したペレツト45
個を内径20mmの石英管に充填し、電気炉に固定し
て温度を300℃に保つた。そしてNO240ppm、残
部N2の均一混合ガスをSV＝10000h-1で触媒層に
流入し、定常状態に達したときの出口側NO2濃
度を測定して流入ガス濃度に対する減少率を求め
たものである。この場合もCO酸化の場合と同様
にｙ＝Ｏでｘ＝0.5、ｙ＝0.3でｘ＝0.65、ｙ＝0.6
でｘ＝0.8、ｙ＝1.0でｘ＝1.0の各元素比になる場
合にNO2減少率がそれぞれ最大になる結果を得
た。 以上において活性のピークを示す酸化物組成は
La0.5Sr0.5CoO3、La0.35Sr0.65Co0.7Fe0.3O3、La0.2
Sr0.8Co0.4Fe0.6O3、SrFeO3となつた。ところで
LaCoO3においてはCoは＋３価であるが、Ａサイ
トのLaをSr2+で置換するとCo4+が生じる。さら
にＢサイトのCoを置換するFeが＋４価で入ると
すると、前記４つの酸化物では電気的中性条件か
らCo3+とCo4+が等量存在することになる。つま
りCo3+とCo4+が等量存在するようにＡサイトと
Ｂサイトの置換量を決定することで高活性を付与
できると考えられる。即ちＢサイト置換元素Me
の量をｘとすると、高活性触媒組成をLa1-X/2
Sr1+X/2Co1-xMexO3と表すことができる。 次に浄化装置の実施例を説明する。 実施例としてｘ＝0.3とした場合、即ちLa0.35
Sr0.65Co0.7Me0.3O3（Me＝Fe、Mn、Cr、Ｖ、Ti）
と表せる酸化物触媒をステンレス鋼SUH21のエ
キスパンドメタル製金網に高融点ほうろうで担持
したものをとりあげる。直径120mmのステンレス
鋼SUH21の金網に融点約900℃の高融点ほうろう
をスプレーによつて塗布し、さらにこの上に、前
述と同様にして合成した複合酸化物を約300メツ
シユの大きさの粉末にしたものをスプレーで均一
に付着させた。これを所定温度で熱処理して触媒
粉末が均一に強固に担持された網を得た。 第３図は触媒を担持した金属網の要部の断面を
示す。触媒粒子１はほうろう２によつて完全にお
おわれることなく、図のように表面が露出するよ
うに金網３に担持され、触媒としての機能を発揮
する。 第４図はこの網４を市販のポータブル・ガスス
トーブの燃焼筒の上部に取り付けたところを示す
概略断面図である。燃焼部５で発生した排ガスは
流路６を通つて排ガス浄化装置４に達し、浄化さ
れて排出される。 このガスストーブを燃焼させたときの、浄化装
置通過後の排ガス中のCOおよびNO2濃度の変化
を以下の表に示す。なお浄化装置通過前のCO濃
度は37ppm、NO2濃度は6ppmである。データは
１回目の燃焼時の濃度と30分燃焼、30分消火のサ
イクルを5000回くりかえした後の濃度とをあわせ
て記してある。燃焼時の浄化装置上流側の排ガス
温度は約700℃である。比較例としてステンレス
鋼SUH21の金属網そのものと、メチルセルロー
スの10重量％水溶液に同様の触媒粉末を均一に分
散させ、これをステンレス鋼SUH21の金属網に
均一に塗布し、焼成して担持させたものを反応に
供した。触媒担持量は実施例、比較例共に約１ｇ
であつた。また表の触媒組成は、La0.35Sr0.65
Co0.7Me0.3O3におけるMeで示している。
【表】
5000サイクルの燃焼試験後の触媒担持量は、従
来の担持法によるものが約0.4〜0.6ｇであるのに
比べ、本発明によるものは初期担持量に対する変
化が殆んど認められなかつた。触媒酸化物と金属
網の熱膨張にわずかながら差が存在し、直接担持
すると徐々に触媒の脱落が生じるのに対し、ほう
ろうで担持したものは触媒動作時にはほうろうが
わずかに軟化し、緩衝作用を生じて触媒粒子の脱
落を防止する効果が表れるものと考えられる。さ
らに、燃焼サイクル試験後の担持状態をみても、
触媒粒子の表面がほうろうでおおわれることもな
く初期の状態を保つており、特性の維持安定化に
大きく寄与していることがわかる。使用する金属
網はステンレス鋼SUH21以外の耐熱耐食鋼でも
よく、ほうろうも低融点のものを使用するなど、
使用条件により適宜選択して構成することができ
る。 発明の効果 以上のように本発明の排ガス浄化装置は、酸化
性ガスと還元性ガスを同時に効率よく処理でき、
しかも特性安定性に優れ信頼性の高いものであ
る。さらに比較的安価で構成も容易であるなどの
特徴をもつている。
来の担持法によるものが約0.4〜0.6ｇであるのに
比べ、本発明によるものは初期担持量に対する変
化が殆んど認められなかつた。触媒酸化物と金属
網の熱膨張にわずかながら差が存在し、直接担持
すると徐々に触媒の脱落が生じるのに対し、ほう
ろうで担持したものは触媒動作時にはほうろうが
わずかに軟化し、緩衝作用を生じて触媒粒子の脱
落を防止する効果が表れるものと考えられる。さ
らに、燃焼サイクル試験後の担持状態をみても、
触媒粒子の表面がほうろうでおおわれることもな
く初期の状態を保つており、特性の維持安定化に
大きく寄与していることがわかる。使用する金属
網はステンレス鋼SUH21以外の耐熱耐食鋼でも
よく、ほうろうも低融点のものを使用するなど、
使用条件により適宜選択して構成することができ
る。 発明の効果 以上のように本発明の排ガス浄化装置は、酸化
性ガスと還元性ガスを同時に効率よく処理でき、
しかも特性安定性に優れ信頼性の高いものであ
る。さらに比較的安価で構成も容易であるなどの
特徴をもつている。
第１図はLa1-xSrxCo1-yFeyO3のCO酸化活性を
示す図、第２図は同じくNO2分解活性を示す図、
第３図は触媒担持金属網の要部断面図、第４図は
触媒浄化装置付きガスストーブの燃焼部の概略断
面図である。 １……触媒粒子、２……ほうろう層、３……金
属部分。
示す図、第２図は同じくNO2分解活性を示す図、
第３図は触媒担持金属網の要部断面図、第４図は
触媒浄化装置付きガスストーブの燃焼部の概略断
面図である。 １……触媒粒子、２……ほうろう層、３……金
属部分。
Claims (1)
- １ 一般式La1-X/2Sr1+X/2Co1-xMexO3（MeはFe、
Mn、Cr、Ｖ、Tiから選ぶ一種の元素、Ｏ＜Ｘ＜
１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物触媒
をほうろうによつて金属多孔体に担持させた排ガ
ス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199220A JPS5990620A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199220A JPS5990620A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990620A JPS5990620A (ja) | 1984-05-25 |
| JPH0375202B2 true JPH0375202B2 (ja) | 1991-11-29 |
Family
ID=16404133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57199220A Granted JPS5990620A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5990620A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57159528A (en) * | 1981-03-27 | 1982-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Combustion apparatus |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP57199220A patent/JPS5990620A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5990620A (ja) | 1984-05-25 |
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