JPH04210242A - 排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒およびその製造方法 - Google Patents

排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒およびその製造方法

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JPH04210242A
JPH04210242A JP2400563A JP40056390A JPH04210242A JP H04210242 A JPH04210242 A JP H04210242A JP 2400563 A JP2400563 A JP 2400563A JP 40056390 A JP40056390 A JP 40056390A JP H04210242 A JPH04210242 A JP H04210242A
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zeolite
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Yasuyoshi Kato
泰良 加藤
Kunihiko Konishi
邦彦 小西
Toshiaki Matsuda
松田 敏昭
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Babcock Hitachi KK
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    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

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  • Catalysts (AREA)

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】
[00011
【産業上の利用分野]本発明は排ガス中の亜酸化窒素除
去用触媒およびその製造方法に係り、特に低温で高活性
の排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒およびその製造方法
に関する。 [0002] 【従来の技術】近年、大気中の二酸化炭素(CO2)の
増加に伴う地球の温暖化現象、窒素酸化物(NOx)や
イオウ酸化物(SOx)による酸性雨に基づく森林の被
害など、地球レベルでの環境破壊が顕在化し、その対策
が人類の緊急課題になりつつある。これら、地球レベル
での環境破壊の一つとして、オゾン層の破壊があり、フ
ロン、メタンなどの他に亜酸化窒素(N2 o)がその
原因物質の一つに挙げられている。特に近年は、各種燃
焼器から排出される酸性雨の原因物質であるNOxを低
レベルで抑えるため低温燃焼が行なわれることが多くな
っており、その場合にN2Oの排出量が増加することが
知られるようになってきた。 [00031N2Oの除去方法としては高温下で触媒を
用いて熱分解する方法が一般に知られており、亜鉛をは
じめとする各種元素の酸化物を触媒にしたものが研究さ
れている。 [0004]これとは別に本発明者らは、Feまたは水
素置換型ゼオライトを用いてNH3によりNz Oを還
元する触媒とそのプロセスを発明して特許出願している
(特開昭60−22922号公報)。 [000bl
【発明が解決しようとする課題]上記N2Oの除去に関
する従来技術のうち、熱分解法は反応温度が高いことと
、使用する触媒が排ガス中のSOxにより劣化するとい
う問題を有していた。また、Fe置換ゼオライトを使用
してNHlにより還元する方法は、熱分解法に比べ、よ
り低温で運用できるという利点はあるものの排ガス中の
SOxとゼオライトとの反応による劣化を無視できない
点では熱分解法と同様であった。 [00061本発明の目的は、上記従来技術の欠点であ
る排ガス中のSOxと触媒との反応による劣化を防止し
、より低温度から高いN2O除去活性を示す排ガス中の
亜酸化窒素除去用触媒およびその製造方法を提供するに
ある。 [0007] 【課題を解決するための手段】上記目的は、排ガス中の
亜酸化窒素(N2O)の熱分解用触媒において、示性式
(S i 02 ) 55で示されるケイ素(Si)と
酸素(O)とよりなるゼオライトに銅(Cu)を担持し
たことを特徴とする排ガス中の亜酸化窒素の熱分解によ
る除去用触媒、排ガス中の亜酸化窒素(N2O)のアン
モニア還元による除去用触媒において、示性式(SiO
□)5.で示されるケイ素(Si)と酸素(O)とより
なるゼオライトに鋼(Cu)を担持したことを特徴とす
る排ガス中の亜酸化窒素のアンモニア還元による除去用
触媒、および排ガス中の亜酸化窒素(N2 o)の熱分
解またはアンモニア還元による除去用触媒の製造方法に
おいて、示性式(S ioz ) 5sで示される実質
的にケイ素(Si)と酸素(O)のみよりなるゼオライ
トと可溶性銅塩の水または有機溶媒溶液とを混合後乾燥
し、500℃以上900℃以下で焼成することを特徴と
する排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒の製造方法により
達成される。 [0008]
【作用】本発明者らの研究によれば、前述した従来触媒
のSOxによる劣化は、触媒活性成分である金属酸化物
の触媒作用により排ガス中のSOxの主成分であるSO
2がSO3に酸化され、このSO3が活性成分を支持し
ているアルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライトなどの
担体物質と反応し、表面積の低下や細孔の閉塞を引き起
こすためであることが判明した。 [00091本発明の触媒は、示性式(S i02 )
 55で表されるようにSO3と反応し難いSiO2の
みからなるゼオライトを担体に用いているため、SOx
により劣化することがほとんどない。 [00101さらに、本発明の触媒は次のN2Oの熱分
解反応((1)式)およびNH3還元反応((2)式)
の両反応に対し、350℃以上、望ましくは400℃以
上において活性を示すため、SOx含有排ガス中のN2
Oを低温度で除去することができる。 [00111
【数1] [0012] 【数2】 [0013]本発明になる触媒は、示性式(SiO2)
55で表されるゼオライト粉と硝酸鋼、酢酸銅などの可
溶性銅塩の水または有機溶媒溶液とを加熱しながら蒸発
乾固後、乾燥、つづいて500℃以上900℃以下の温
度で焼成することによって得られる。得られた触媒は、
粒状、板状、ハニカム状、各種支持体表面にコーティン
グされた状態など任意の形状で使用することができる。 [00141本発明の触媒の利用形態の第1は、図1に
示したものであり、燃焼器1から排出されたN2Oを含
有する各種燃焼排ガスの流路に設けられた反応器5中に
本発明のN2O除去用触媒2が充填され、温度350℃
以上、望ましくは400℃以上の温度域でN2Oの熱分
解に利用するものである。第2の利用形態は、図2に示
すように燃焼器1からのN2O含有排ガス流路の350
℃以上、望ましくは400℃以上の温度域に設けられた
反応器5中に本発明の触媒2が設置され、その上流で排
ガス中に注入されたNH36によるN2Oの還元促進用
触媒として使用されるものである。 [0015]第1の方法は、NH3が不要であることと
、排ガス中にNH3を注入することが困難になる高温域
でも使用できるという利点がある。他方筒2の方法では
、NH3を還元剤に使用するため、より低温域でより高
い活性を有すること、および触媒がNoとNH3との反
応にも活性であるため排ガス中のN2OとNoとを同時
に除去できるという利点がある。 [0016]
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。 [0017]実施例1 示性式(s iO:: ) 5sで示されるゼオライト
(ユニオン昭和製シリカライ1へ)50gを酢酸鋼(C
u (CH3C00)=  ・Hr O)4.7gを含
む水溶液100m1中に投入後、砂浴上150℃で攪拌
しながら蒸発乾固した。 得られたCu担持ゼオライトを、電気炉中600℃で2
hr焼成した。得られた粉末を油圧プレスを用い1.5
to口、/Cm2でペレット状に成形し、さらにこれを
破砕して10〜2Oメツシユの触媒を得た。 実施例2 実施例1の酢酸鋼を硝酸銅(Cu (NO3) 2・3
H2O)  5. 7gに変更して、他は同様にして触
媒を調製した。 実施例3〜5 実施例1における酢酸銅4.7gを0.16g、1.6
gおよび7.8gに変えて他は同様の方法で触媒を調製
した。 比較例1 実施例1のゼオライトをSi/AIの原子比が約23の
モルデナイトに変えて触媒を調製した。 比較例2.3 実施例1の酢酸鋼を等モルの硝酸鉄(Fe (No:l
 ) 3・9H2O)および硝酸ニッケル(N i  
(NO3) 26H2O)に替えて触媒を調製した。 [0018]実施例1〜5および比較例1〜3の触媒に
吋し、表1の条件でN2Oの熱分解活性およびN2Oの
NH3による還元率を測定した。 [0019]
【表1】 図3は、得られた結果のうち、実施例1および比較例1
〜3の触媒の500℃におけるN2Oの熱分解率とNN
3 による還元率を示したものである。本図から明らか
なように、実施例触媒はN2Oの熱分解活性およびN2
OのNH3還元活性に特異的に優れている。 [002O3図4は、実施例1触媒のN2Oの熱分解率
とN H:+による還元率の温度依存性を示したもので
ある。本発明になる触媒は約400℃という比較的低温
から活性を示し低温活性にも優れたものであることがわ
かる。 [00211また、表2に実施例1〜5の触媒に対する
500℃におけるN2O熱分解率とNH3による還元率
をまとめた。木表より、本発明になる触媒は銅原料の種
類が変わっても同様に高活性であること、および銅の担
持量は0. 1w1%以上、望ましくは、1wt%以上
必要である二とがわかる。 [0022]
【表2】 実施例1の触媒を用い表1に示した組成のガス中にS0
2  を2O0ppmになるように添加し、500℃で
30時間の耐久テストを行なった。得られた結果は表3
のごとくであり、502含有ガス中での性能変化はほと
んど認められず、本発明になる触媒は耐SOxに優れた
ものであることがわかる。 [0023]
【表3】 [0024]
【発明の効果】本発明の触媒によりオゾン層の破壊物質
であるN2Oの除去を通常燃焼排ガス温度である400
〜500℃において行なうことが可能である。また、本
触媒は耐SOx性にも優れ、石炭燃焼をはじめとするS
Ox含有排ガスのN2O除去が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる触媒を用いたN2Oの除去プロセ
スを示すブロック図。
【図2】本発明になる触媒を用いたNzOの除去プロセ
スを示すブロック図。
【図3】実施例触媒と比較例触媒の触媒性能を示す図。
【図4】本発明になる触媒のN2Oの熱分解活性および
アンモニアによる還元活性の温度依存性を示す図。
【符号の説明】
1・・・燃焼器、2・・・N2O除去触媒、3・・・熱
交換器、4・・・煙突、5・・・反応器、6・・・アン
モニア。
【図1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排ガス中の亜酸化窒素(N_2O)の熱分
    解による除去用触媒において、示性式(SiO_2)_
    5_5で示されるケイ素(Si)と酸素(O)とよりな
    るゼオライトに銅(Cu)を担持したことを特徴とする
    排ガス中の亜酸化窒素の熱分解による除去用触媒。
  2. 【請求項2】排ガス中の亜酸化窒素(N_2O)のアン
    モニア還元による除去用触媒において、示性式(SiO
    _2)_5_5で示されるケイ素(Si)と酸素(O)
    とよりなるゼオライトに銅(Cu)を担持したことを特
    徴とする排ガス中の亜酸化窒素のアンモニア還元による
    除去用触媒。
  3. 【請求項3】排ガス中の亜酸化窒素(N_2O)の熱分
    解またはアンモニア還元による除去用触媒の製造方法に
    おいて、示性式(SiO_2)_5_5で示される実質
    的にケイ素(Si)と酸素(O)のみよりなるゼオライ
    トと可溶性銅塩の水または有機溶媒溶液とを混合後乾燥
    し、500℃以上900℃以下で焼成することを特徴と
    する排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04363143A (ja) * 1991-06-07 1992-12-16 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解用触媒および亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法
JP2021164904A (ja) * 2020-04-07 2021-10-14 セントラル硝子株式会社 N2oの処理方法及びn2oの除害装置

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