JPH04335911A - 炭化水素燃料の触媒燃焼器 - Google Patents
炭化水素燃料の触媒燃焼器Info
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- JPH04335911A JPH04335911A JP13225691A JP13225691A JPH04335911A JP H04335911 A JPH04335911 A JP H04335911A JP 13225691 A JP13225691 A JP 13225691A JP 13225691 A JP13225691 A JP 13225691A JP H04335911 A JPH04335911 A JP H04335911A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メタン、エタンなどの
炭化水素を触媒を用いて低温で燃焼させる触媒燃焼に用
いるための触媒燃焼器に関し、特に前記炭化水素を効率
よく、また完全燃焼させるための触媒燃焼器に関する。
炭化水素を触媒を用いて低温で燃焼させる触媒燃焼に用
いるための触媒燃焼器に関し、特に前記炭化水素を効率
よく、また完全燃焼させるための触媒燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタン、エタンなどの炭化水素を燃焼さ
せた場合には、燃焼における高温によりＮＯｘが発生し
、また不完全燃焼が生起するという問題が起こるので、
これを解決する技術として、触媒を用い、触媒層内で触
媒表面不均一反応と気相のラジカル均一反応により燃焼
を完結させるよう、触媒燃焼の技術が開発され、この技
術は触媒バーナー、石油ストーブ、発電用ガスタービン
などで使用され、またこの考え方は自動車排ガス浄化装
置にも適用されている。それを具体的に行う触媒燃焼器
では、予混合予加熱域で空気流に燃料ガスを導入して混
合した後、例えばハニカム構造の耐火物担体に触媒活性
成分を担持して構成したハニカム触媒からなる触媒層に
通すような構成となっている。
せた場合には、燃焼における高温によりＮＯｘが発生し
、また不完全燃焼が生起するという問題が起こるので、
これを解決する技術として、触媒を用い、触媒層内で触
媒表面不均一反応と気相のラジカル均一反応により燃焼
を完結させるよう、触媒燃焼の技術が開発され、この技
術は触媒バーナー、石油ストーブ、発電用ガスタービン
などで使用され、またこの考え方は自動車排ガス浄化装
置にも適用されている。それを具体的に行う触媒燃焼器
では、予混合予加熱域で空気流に燃料ガスを導入して混
合した後、例えばハニカム構造の耐火物担体に触媒活性
成分を担持して構成したハニカム触媒からなる触媒層に
通すような構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のハニカ
ム構造の耐火物担体のようなモノリス担体に触媒層を一
様にコーティングした触媒を用いる場合には、その触媒
層の入口部分では加熱されていないため触媒の活性が低
く、したがって温度が上昇せず、これに対して触媒層の
後半では反応の進行に伴って温度が上昇するため、触媒
の活性がより大きくなって反応が激しくなり、温度が一
層上昇するという傾向がある。このため、この触媒層で
は入口温度と出口温度の差が激しくなり、場所によって
触媒が働かない、又は熱で劣化してしまうという問題が
あった。
ム構造の耐火物担体のようなモノリス担体に触媒層を一
様にコーティングした触媒を用いる場合には、その触媒
層の入口部分では加熱されていないため触媒の活性が低
く、したがって温度が上昇せず、これに対して触媒層の
後半では反応の進行に伴って温度が上昇するため、触媒
の活性がより大きくなって反応が激しくなり、温度が一
層上昇するという傾向がある。このため、この触媒層で
は入口温度と出口温度の差が激しくなり、場所によって
触媒が働かない、又は熱で劣化してしまうという問題が
あった。
【０００４】この問題について、特に炭化水素が難燃性
のメタンの場合には入口側で反応が起きにくいため、特
開昭５９−４１７０６号公報では、入口側に低い予熱温
度で反応を起こさせうるパラジウムを活性成分として含
有する第１触媒層を設け、そのあとに白金を活性成分と
して含有する第２触媒層を設けた燃料の完全燃焼用触媒
システムが提案されている。
のメタンの場合には入口側で反応が起きにくいため、特
開昭５９−４１７０６号公報では、入口側に低い予熱温
度で反応を起こさせうるパラジウムを活性成分として含
有する第１触媒層を設け、そのあとに白金を活性成分と
して含有する第２触媒層を設けた燃料の完全燃焼用触媒
システムが提案されている。
【０００５】この触媒システムでは低い予熱温度で反応
が生起しうる条件を触媒の活性成分の種類の選択によっ
てもたらすようにしており、入口側には低温で活性の高
い活性成分としてパラジウムを選択し、またその後の第
２触媒層ではメタンを完全燃焼するに適する白金を活性
成分として使用しているものである。
が生起しうる条件を触媒の活性成分の種類の選択によっ
てもたらすようにしており、入口側には低温で活性の高
い活性成分としてパラジウムを選択し、またその後の第
２触媒層ではメタンを完全燃焼するに適する白金を活性
成分として使用しているものである。
【０００６】しかし、この触媒システムではその目的と
する作用はもっぱら活性成分の種類の選択によっている
のであるため、その効果を十分に得るためには活性成分
として高価であるパラジウムや白金を多量に必要とする
ことになったり、またこれらの活性成分をアルミナ及び
／又はジルコニアによって被覆されたモノリス担体に担
持させるさいにその分布の形成を注意深く行わなければ
ならないなどの問題点がある。
する作用はもっぱら活性成分の種類の選択によっている
のであるため、その効果を十分に得るためには活性成分
として高価であるパラジウムや白金を多量に必要とする
ことになったり、またこれらの活性成分をアルミナ及び
／又はジルコニアによって被覆されたモノリス担体に担
持させるさいにその分布の形成を注意深く行わなければ
ならないなどの問題点がある。
【０００７】本発明は、前記触媒燃焼器において入口側
において低い予熱温度で反応が生起しうるようにし、そ
の後において反応が十分進行して燃焼するようにすると
ともにその高い反応温度に耐えられるようにして、長期
にわたって使用しうるようにした触媒燃焼器を提供する
ことを目的とするものである。
において低い予熱温度で反応が生起しうるようにし、そ
の後において反応が十分進行して燃焼するようにすると
ともにその高い反応温度に耐えられるようにして、長期
にわたって使用しうるようにした触媒燃焼器を提供する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、触媒の作用は
触媒の活性成分だけによって決まるのではなく、活性成
分とそれを担持する担体の成分や組織などとの総合によ
って決まる点に着目して、活性成分だけではなく、それ
を担持する担体の成分などを選択することによって前記
の目的を達成しようとするものである。
触媒の活性成分だけによって決まるのではなく、活性成
分とそれを担持する担体の成分や組織などとの総合によ
って決まる点に着目して、活性成分だけではなく、それ
を担持する担体の成分などを選択することによって前記
の目的を達成しようとするものである。
【０００９】すなわち、本発明はＰｔ及び／又はＰｄを
活性成分とし、これらの活性成分を担持するアルミナ系
多孔質触媒粒子でコーティングされたモノリス担体で構
成された炭化水素燃料の触媒燃焼器において、入口側に
ＳｉをＡｌとＳｉの合計量に対して０．５〜２０モル％
含有するアルミナ−シリカ系多孔質粒子で前記の活性成
分を担持した第１触媒層を設け、その後にアルミナ又は
ＬａをＡｌとＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル
％含有するアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で前記
活性成分を担持した第２触媒層を設けて成ることを特徴
とする炭化水素燃料の触媒燃焼器によって前記の目的を
達成することができる。
活性成分とし、これらの活性成分を担持するアルミナ系
多孔質触媒粒子でコーティングされたモノリス担体で構
成された炭化水素燃料の触媒燃焼器において、入口側に
ＳｉをＡｌとＳｉの合計量に対して０．５〜２０モル％
含有するアルミナ−シリカ系多孔質粒子で前記の活性成
分を担持した第１触媒層を設け、その後にアルミナ又は
ＬａをＡｌとＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル
％含有するアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で前記
活性成分を担持した第２触媒層を設けて成ることを特徴
とする炭化水素燃料の触媒燃焼器によって前記の目的を
達成することができる。
【００１０】金属をアルミナなどの担体に担持した触媒
では、金属が活性成分として作用するだけでなく、その
担体もアルミナなどは触媒活性成分として作用すること
が知られており、しかもその金属の活性成分と担体との
組合せによって、その金属活性成分だけの場合よりも大
きな触媒としての効果が得られるのであって、触媒燃焼
器の入口側では温度が低く、反応が起きにくいが、本発
明ではＳｉをＡｌとＳｉとの合計量に対して０．５〜２
０モル％含有するアルミナ−シリカ系多孔質粒子でＰｔ
及び／又はＰｄの活性成分を担持したものは低温でも燃
焼反応を容易に起こすことを発見し、それを用いて第１
触媒層を形成している。
では、金属が活性成分として作用するだけでなく、その
担体もアルミナなどは触媒活性成分として作用すること
が知られており、しかもその金属の活性成分と担体との
組合せによって、その金属活性成分だけの場合よりも大
きな触媒としての効果が得られるのであって、触媒燃焼
器の入口側では温度が低く、反応が起きにくいが、本発
明ではＳｉをＡｌとＳｉとの合計量に対して０．５〜２
０モル％含有するアルミナ−シリカ系多孔質粒子でＰｔ
及び／又はＰｄの活性成分を担持したものは低温でも燃
焼反応を容易に起こすことを発見し、それを用いて第１
触媒層を形成している。
【００１１】このＳｉをＡｌとＳｉとの合計量に対して
０．５〜２０モル％含有するアルミナ−シリカ多孔質系
粒子はどのような方法で製造したものでもよく、アルミ
ニウム塩−ケイ酸ソーダなどから製造したものでよいが
、これらあるいはケイ素アルコキシド−アルミニウムア
ルコキシドから製造したシリカ−アルミナ湿潤ゲルをそ
の気孔内に有機系溶媒で満たすようにし、それを該有機
系溶媒自身又は該有機系溶媒−ＣＯ２ 混合系の超臨界
条件を経由して乾燥されたゲルを加熱処理して得たもの
を用いるのが好ましい。ＡｌとＳｉとの合計量に対する
Ｓｉの含有割合が０．５モル％未満であるとき、又は２
０モル％を超えるときには、その反応に対する活性が小
さくて適しない。このアルミナ−シリカ系多孔質粒子は
必要によりマグネシア、ジルコニアなどの他の成分を含
有することができる。
０．５〜２０モル％含有するアルミナ−シリカ多孔質系
粒子はどのような方法で製造したものでもよく、アルミ
ニウム塩−ケイ酸ソーダなどから製造したものでよいが
、これらあるいはケイ素アルコキシド−アルミニウムア
ルコキシドから製造したシリカ−アルミナ湿潤ゲルをそ
の気孔内に有機系溶媒で満たすようにし、それを該有機
系溶媒自身又は該有機系溶媒−ＣＯ２ 混合系の超臨界
条件を経由して乾燥されたゲルを加熱処理して得たもの
を用いるのが好ましい。ＡｌとＳｉとの合計量に対する
Ｓｉの含有割合が０．５モル％未満であるとき、又は２
０モル％を超えるときには、その反応に対する活性が小
さくて適しない。このアルミナ−シリカ系多孔質粒子は
必要によりマグネシア、ジルコニアなどの他の成分を含
有することができる。
【００１２】このアルミナ−シリカ系多孔質粒子に白金
酸塩のような白金塩及び／又は硝酸パラジウムのような
パラジウム塩の溶液を含浸させるなどした後、活性化さ
せることにより、Ｐｔ及び／又はＰｄを担持させる。ま
た、事前にアルミナ−シリカゾルに前記塩溶液を含浸さ
せることにより担持させてもよい。前記多孔質粒子にＰ
ｔ及び／又はＰｄを担持させたものをモノリス担体にコ
ーティングすることにより触媒燃焼器の入口側に第１触
媒層を形成する。
酸塩のような白金塩及び／又は硝酸パラジウムのような
パラジウム塩の溶液を含浸させるなどした後、活性化さ
せることにより、Ｐｔ及び／又はＰｄを担持させる。ま
た、事前にアルミナ−シリカゾルに前記塩溶液を含浸さ
せることにより担持させてもよい。前記多孔質粒子にＰ
ｔ及び／又はＰｄを担持させたものをモノリス担体にコ
ーティングすることにより触媒燃焼器の入口側に第１触
媒層を形成する。
【００１３】また、本発明ではアルミナ又はＬａをＡｌ
とＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル％含有する
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で前記活性成分を
担持したもので第２触媒層を形成しているため、耐火性
に富み、気相燃焼反応における高温に耐え、長時間その
触媒活性を失うことがない。触媒燃焼器の下流側では平
均温度が上昇し、最大反応速度を示し、そこでは通常の
触媒反応プロセスに比べるとはるかに高い温度であるた
め、高い触媒活性を有することは必要がなく、その触媒
燃焼器での最高温度は触媒材料の最高使用可能温度で決
まるので、ここでは多孔質粒子としてアルミナ又はＬａ
をＡｌとＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル％含
有するアルミナ−酸化ランタン系からなるものを使用し
てその最高温度を高めうるようにしている。アルミナは
その融点が高いものであるため耐火性に富むことはよく
知られているが、ＬａをＡｌとＬａとの合計量に対して
０．１〜２０モル％含有するアルミナ−酸化ランタン系
のものは安定した耐火性を有し、両者とも比較的低い温
度で炭化水素燃料を完全に燃焼させることができる。
とＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル％含有する
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で前記活性成分を
担持したもので第２触媒層を形成しているため、耐火性
に富み、気相燃焼反応における高温に耐え、長時間その
触媒活性を失うことがない。触媒燃焼器の下流側では平
均温度が上昇し、最大反応速度を示し、そこでは通常の
触媒反応プロセスに比べるとはるかに高い温度であるた
め、高い触媒活性を有することは必要がなく、その触媒
燃焼器での最高温度は触媒材料の最高使用可能温度で決
まるので、ここでは多孔質粒子としてアルミナ又はＬａ
をＡｌとＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル％含
有するアルミナ−酸化ランタン系からなるものを使用し
てその最高温度を高めうるようにしている。アルミナは
その融点が高いものであるため耐火性に富むことはよく
知られているが、ＬａをＡｌとＬａとの合計量に対して
０．１〜２０モル％含有するアルミナ−酸化ランタン系
のものは安定した耐火性を有し、両者とも比較的低い温
度で炭化水素燃料を完全に燃焼させることができる。
【００１４】ここで使用するアルミナ及び前記アルミナ
−酸化ランタン系多孔質粒子はどのような方法で製造し
たものでもよいが、アルミナ−シリカ系多孔質粒子の場
合と同様に、アルミナ湿潤ゲル又はアルミナ−酸化ラン
タン湿潤ゲルをその気孔内に有機系溶媒で満たすように
し、それらを該有機系溶媒自身又は該有機系溶媒−ＣＯ
２ 混合系の超臨界条件を経由して乾燥されたゲルを加
熱処理して得たものを用いることが好ましい。アルミナ
及びアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子はその性質を
さらに改善するため他の成分を含有することもできる。 この第２触媒層に担持させる活性成分の濃度は第１触媒
層に担持させる活性成分の濃度より低くすることができ
る。本発明では、アルミナ−シリカ系、アルミナ、及び
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子を「アルミナ系多
孔質粒子」と総称する。
−酸化ランタン系多孔質粒子はどのような方法で製造し
たものでもよいが、アルミナ−シリカ系多孔質粒子の場
合と同様に、アルミナ湿潤ゲル又はアルミナ−酸化ラン
タン湿潤ゲルをその気孔内に有機系溶媒で満たすように
し、それらを該有機系溶媒自身又は該有機系溶媒−ＣＯ
２ 混合系の超臨界条件を経由して乾燥されたゲルを加
熱処理して得たものを用いることが好ましい。アルミナ
及びアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子はその性質を
さらに改善するため他の成分を含有することもできる。 この第２触媒層に担持させる活性成分の濃度は第１触媒
層に担持させる活性成分の濃度より低くすることができ
る。本発明では、アルミナ−シリカ系、アルミナ、及び
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子を「アルミナ系多
孔質粒子」と総称する。
【００１５】本発明の触媒燃焼器を製造するには、一つ
のモノリス担体上に両触媒層を形成する方式のときには
、モノリス担体の入口側の部分にアルミナ−シリカ系多
孔質粒子をコーティングし、残りの部分にアルミナ又は
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子をコーティングし
、その全体にＰｔ及び／又はＰｄの塩溶液を含浸して活
性成分を担持させるようにしてもよいが、予め活性成分
を担持した多孔質粒子をコーティングするのがよい。 また、そのさい各コーティング層での活性成分濃度を異
なるようにするのであれば、各コーティング層を別々の
塩濃度をもつＰｔ及び／又はＰｄの塩溶液により含浸し
てもよい。また、第１触媒層を形成したモノリス担体と
第２触媒層を形成した別のモノリス担体を結合して触媒
燃焼器を形成するようにしてもよい。この触媒燃焼器に
おける第１触媒層と第２触媒層の流れ方向の長さの割合
は適切な値を実験によって定めればよいが、例えば、第
１触媒層の長さは全触媒層全体の長さの１０〜６０％と
することができる。なお、第２触媒層の後に例えばアル
ミナ−シリカ系多孔質粒子からなる第３触媒層などを設
けて触媒層全体を構成することができるし、また触媒層
の数を増やすことができる。
のモノリス担体上に両触媒層を形成する方式のときには
、モノリス担体の入口側の部分にアルミナ−シリカ系多
孔質粒子をコーティングし、残りの部分にアルミナ又は
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子をコーティングし
、その全体にＰｔ及び／又はＰｄの塩溶液を含浸して活
性成分を担持させるようにしてもよいが、予め活性成分
を担持した多孔質粒子をコーティングするのがよい。 また、そのさい各コーティング層での活性成分濃度を異
なるようにするのであれば、各コーティング層を別々の
塩濃度をもつＰｔ及び／又はＰｄの塩溶液により含浸し
てもよい。また、第１触媒層を形成したモノリス担体と
第２触媒層を形成した別のモノリス担体を結合して触媒
燃焼器を形成するようにしてもよい。この触媒燃焼器に
おける第１触媒層と第２触媒層の流れ方向の長さの割合
は適切な値を実験によって定めればよいが、例えば、第
１触媒層の長さは全触媒層全体の長さの１０〜６０％と
することができる。なお、第２触媒層の後に例えばアル
ミナ−シリカ系多孔質粒子からなる第３触媒層などを設
けて触媒層全体を構成することができるし、また触媒層
の数を増やすことができる。
【００１６】
【作用】本発明は、活性成分を担持するアルミナ系多孔
質粒子の組成を変えることにより触媒燃焼器においてメ
タンなどの燃料を効率良く、かつ完全に燃焼させること
ができる。すなわち、入口側にＳｉをＡｌとＳｉとの合
計量に対して０．５〜２０モル％含有するアルミナ−シ
リカ系多孔質粒子で活性成分を担持した第１触媒層を設
けたので、そこでより低い温度で反応を生起させること
ができる。さらに、その後の第２触媒層でアルミナ又は
ＬａをＡｌとＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル
％含有するアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で活性
成分を担持しているため、耐火性が大きく、反応が十分
に進行するとともに長時間使用することができ、かつ高
温で反応を行わせることができるので、燃料を完全に燃
焼させることができる。
質粒子の組成を変えることにより触媒燃焼器においてメ
タンなどの燃料を効率良く、かつ完全に燃焼させること
ができる。すなわち、入口側にＳｉをＡｌとＳｉとの合
計量に対して０．５〜２０モル％含有するアルミナ−シ
リカ系多孔質粒子で活性成分を担持した第１触媒層を設
けたので、そこでより低い温度で反応を生起させること
ができる。さらに、その後の第２触媒層でアルミナ又は
ＬａをＡｌとＬａとの合計量に対して０．１〜２０モル
％含有するアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で活性
成分を担持しているため、耐火性が大きく、反応が十分
に進行するとともに長時間使用することができ、かつ高
温で反応を行わせることができるので、燃料を完全に燃
焼させることができる。
【００１７】特に、ゾル−ゲル法及び超臨界乾燥を使っ
てつくられる多孔質粒子を活性成分を担持する担体とし
て用いた場合には、前記した作用が一層大きくなる。
てつくられる多孔質粒子を活性成分を担持する担体とし
て用いた場合には、前記した作用が一層大きくなる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではない。 実施例１ 本発明の触媒燃焼器の効果を確認するために次の実験を
行った。 （１） 粒径が１〜３ｍｍの、Ｐｄをそれぞれ１ｗｔ％
担持したアルミナ多孔質粒子（エアロゲル）及びアルミ
ナ−シリカ１０ｍｏｌ％多孔質粒子（エアロゲル）を１
２００℃の温度で１００時間空気中で加熱処理した後、
これらをそれぞれ触媒層として形成し、メタン流通系で
触媒燃焼活性を調べた。
る。ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではない。 実施例１ 本発明の触媒燃焼器の効果を確認するために次の実験を
行った。 （１） 粒径が１〜３ｍｍの、Ｐｄをそれぞれ１ｗｔ％
担持したアルミナ多孔質粒子（エアロゲル）及びアルミ
ナ−シリカ１０ｍｏｌ％多孔質粒子（エアロゲル）を１
２００℃の温度で１００時間空気中で加熱処理した後、
これらをそれぞれ触媒層として形成し、メタン流通系で
触媒燃焼活性を調べた。
【００１９】反応条件
混合ガス組成 メタン １
ｖｏｌ％空 気 ９９ ｖｏｌ％混合
ガス流量 １
リットル／ｍｉｎ 触媒充填量
１ ｇ触媒層での空間速度
約３５，０００ ｈ−１これらの触媒層における
温度を変えてメタンの転換率を測定したところ、図２に
示す結果が得られた。多孔質粒子がアルミナの場合には
、６００℃より少し上の温度でメタンを完全に燃焼させ
ることができるが、温度が低くなって３５０℃位になる
とほとんど反応しない。またアルミナ−シリカの場合に
は３００℃以下の低温でも反応が開始する利点はあるが
、６００〜７００℃程度ではメタンが完全に燃焼せず、
完全に燃焼させるためには、８００℃以上の高温を要し
、そのような高温ではアルミナ−シリカの組織が変化し
て触媒としての活性が早く失われることが懸念される。 （２） 次に、前記触媒層の入口側に前記の加熱処理し
たアルミナ−シリカ多孔質粒子（エアロゲル）を０．５
ｇ充填し、その後に前記の加熱処理したアルミナ多孔質
粒子（エアロゲル）を０．５ｇ充填し、（１） と同じ
条件で反応を行い、メタンの変換率を測定したところ、
図１に示す結果が得られた。図１によれば３００℃程度
の低温において活性があり、かつ６００℃より少し上の
温度でメタンを完全に燃焼させることができる。図１に
おいて実線の曲線ａは上の本発明に基く測定結果を示す
ものであり、点線の曲線ｂ及びｃは、図２における曲線
ｂ及びｃを比較のために併記したものである。図１によ
れば、本発明における改善の度合が明らかである。
ｖｏｌ％空 気 ９９ ｖｏｌ％混合
ガス流量 １
リットル／ｍｉｎ 触媒充填量
１ ｇ触媒層での空間速度
約３５，０００ ｈ−１これらの触媒層における
温度を変えてメタンの転換率を測定したところ、図２に
示す結果が得られた。多孔質粒子がアルミナの場合には
、６００℃より少し上の温度でメタンを完全に燃焼させ
ることができるが、温度が低くなって３５０℃位になる
とほとんど反応しない。またアルミナ−シリカの場合に
は３００℃以下の低温でも反応が開始する利点はあるが
、６００〜７００℃程度ではメタンが完全に燃焼せず、
完全に燃焼させるためには、８００℃以上の高温を要し
、そのような高温ではアルミナ−シリカの組織が変化し
て触媒としての活性が早く失われることが懸念される。 （２） 次に、前記触媒層の入口側に前記の加熱処理し
たアルミナ−シリカ多孔質粒子（エアロゲル）を０．５
ｇ充填し、その後に前記の加熱処理したアルミナ多孔質
粒子（エアロゲル）を０．５ｇ充填し、（１） と同じ
条件で反応を行い、メタンの変換率を測定したところ、
図１に示す結果が得られた。図１によれば３００℃程度
の低温において活性があり、かつ６００℃より少し上の
温度でメタンを完全に燃焼させることができる。図１に
おいて実線の曲線ａは上の本発明に基く測定結果を示す
ものであり、点線の曲線ｂ及びｃは、図２における曲線
ｂ及びｃを比較のために併記したものである。図１によ
れば、本発明における改善の度合が明らかである。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、入口側に特定のアルミ
ナ−シリカ系多孔質粒子で活性成分を担持した第１触媒
層を設けたので、低い温度で反応を開始させることがで
きるので、容易に反応を開始することができ、それによ
り触媒層全体の温度を上げることができ、しかも第１触
媒層の後にアルミナ又は特定のアルミナ−酸化ランタン
系多孔質粒子で活性成分を担持した第２触媒層を設けた
ので、あまり高くない温度でメタン等の燃料を完全に燃
焼することができ、かつ耐火性が大きいので長時間使用
することができる。
ナ−シリカ系多孔質粒子で活性成分を担持した第１触媒
層を設けたので、低い温度で反応を開始させることがで
きるので、容易に反応を開始することができ、それによ
り触媒層全体の温度を上げることができ、しかも第１触
媒層の後にアルミナ又は特定のアルミナ−酸化ランタン
系多孔質粒子で活性成分を担持した第２触媒層を設けた
ので、あまり高くない温度でメタン等の燃料を完全に燃
焼することができ、かつ耐火性が大きいので長時間使用
することができる。
【図１】図１は、実施例１における本発明に従う触媒層
でのメタン変換率を示す。
でのメタン変換率を示す。
【図２】図２は、実施例１における従来技術に従う触媒
層でのメタン変換率を示す。
層でのメタン変換率を示す。
ａ 本発明に従う触媒層でのメタン変換率の曲線。
ｂ Ｐｄ担持アルミナ多孔質粒子触媒層でのメタン変
換率の曲線。 ｃ Ｐｄ担持アルミナ−シリカ多孔質粒子触媒層での
メタン変換率の曲線。
換率の曲線。 ｃ Ｐｄ担持アルミナ−シリカ多孔質粒子触媒層での
メタン変換率の曲線。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｐｔ及び／又はＰｄを活性成分とし、
これらの活性成分を担持するアルミナ系多孔質触媒粒子
でコーティングされたモノリス担体で構成された炭化水
素燃料の触媒器において入口側にＳｉをＡｌとＳｉとの
合計量に対して０．５〜２０モル％含有するアルミナ−
シリカ系多孔質粒子で前記の活性成分を担持した第１触
媒層を設け、その後にアルミナ又はＬａをＡｌとＬａと
の合計量に対して０．１〜２０モル％含有するアルミナ
−酸化ランタン系多孔質粒子で前記活性成分を担持した
第２触媒層を設けて成ることを特徴とする炭化水素燃料
の触媒燃焼器。 - 【請求項２】 前記アルミナ系多孔質粒子として、そ
の気孔内を有機系溶媒で満たされたアルミナ系湿潤ゲル
を該有機系溶媒自身又は該有機系溶媒−ＣＯ２混合系の
超臨界条件を経由して乾燥されたゲルを加熱処理して得
たアルミナ系多孔質粒子を用いることを特徴とする請求
項１記載の炭化水素燃料の触媒燃焼器。 - 【請求項３】 前記活性成分を担持したアルミナ系多
孔質粒子として、その気孔内を有機系溶媒で満たされた
アルミナ−貴金属系湿潤ゲルを該有機系溶媒自身又は該
有機系溶媒−ＣＯ２ 混合系の超臨界条件を経由して乾
燥されたゲルを加熱処理して得た前記活性成分を担持し
たアルミナ系多孔質粒子を用いることを特徴とする請求
項１記載の炭化水素燃料の触媒燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13225691A JPH0765734B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 炭化水素燃料の触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13225691A JPH0765734B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 炭化水素燃料の触媒燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335911A true JPH04335911A (ja) | 1992-11-24 |
| JPH0765734B2 JPH0765734B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=15077025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13225691A Expired - Lifetime JPH0765734B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 炭化水素燃料の触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765734B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994019647A1 (en) * | 1993-02-25 | 1994-09-01 | Engelhard Corporation | Improved catalyst configuration for catalytic combustion systems |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP13225691A patent/JPH0765734B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5474441A (en) * | 1989-08-22 | 1995-12-12 | Engelhard Corporation | Catalyst configuration for catalytic combustion systems |
| WO1994019647A1 (en) * | 1993-02-25 | 1994-09-01 | Engelhard Corporation | Improved catalyst configuration for catalytic combustion systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0765734B2 (ja) | 1995-07-19 |
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