JPH0483516A - 窒素酸化物の除去方法 - Google Patents
窒素酸化物の除去方法Info
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は窒素酸化物の除去方法に関し、詳しくは自動車
などの内燃機関、例えばガソリンエンジンおよびディー
ゼルエンジン、さらにボイラー工業用プラントなどから
排出される排ガス中の窒素酸化物を効率よく除去する方
法に関する。
などの内燃機関、例えばガソリンエンジンおよびディー
ゼルエンジン、さらにボイラー工業用プラントなどから
排出される排ガス中の窒素酸化物を効率よく除去する方
法に関する。
(従来の技術)
近年、自動車などの内燃機関、ボイラー、工業プラント
から排出される排ガス中には、窒素酸化物(以下、NO
xという場合もある)の有害成分が含まれ、大気汚染の
原因となっている。このため、この排ガス中のNOxの
除去が種々の方面から検討されている。
から排出される排ガス中には、窒素酸化物(以下、NO
xという場合もある)の有害成分が含まれ、大気汚染の
原因となっている。このため、この排ガス中のNOxの
除去が種々の方面から検討されている。
従来、例えば自動車の排ガスの場合、三元触媒を用いて
排ガスを処理し炭化水素(以下、排ガス中の炭化水素を
rHcJで表す)および−酸化炭素(CO)とともにN
Oxを除去する方法が用いられている。この方法は、燃
料が完全燃焼できる量だけの空気を導入する条件下で行
われる。しかし、燃料に対する空気の割合(空燃比=空
気/燃料)が大きくなると、排ガス中のHC,COなと
の未燃焼成分を完全燃焼させるのに必要な量より過剰な
wi業が存在することになり、このような酸化雰囲気下
においては、三元触媒によってNOxを還元除去するこ
とはできない。
排ガスを処理し炭化水素(以下、排ガス中の炭化水素を
rHcJで表す)および−酸化炭素(CO)とともにN
Oxを除去する方法が用いられている。この方法は、燃
料が完全燃焼できる量だけの空気を導入する条件下で行
われる。しかし、燃料に対する空気の割合(空燃比=空
気/燃料)が大きくなると、排ガス中のHC,COなと
の未燃焼成分を完全燃焼させるのに必要な量より過剰な
wi業が存在することになり、このような酸化雰囲気下
においては、三元触媒によってNOxを還元除去するこ
とはできない。
また、内燃機間のうちのディーゼルエンジンやボイラー
の場合、アンモニア、水嚢または一酸化炭素の還元剤を
用いてNOxを除去する方法が用いられている。しかし
、この方法においては、未反応の還元剤の回収、処理の
ため特別な装置が必要という問題がある。
の場合、アンモニア、水嚢または一酸化炭素の還元剤を
用いてNOxを除去する方法が用いられている。しかし
、この方法においては、未反応の還元剤の回収、処理の
ため特別な装置が必要という問題がある。
最近、NOxの除去方法として、銅イオンを含有する結
晶性アルミノ珪酸塩からなるNOx分解触媒を用いる方
法が提案されている(特開昭60−125250号公報
)。しかし、この公報には、単に一酸化望素(No)が
窒素(N2)と酸素(02)とに分解可能であると示さ
れているにすぎず、実際の排ガス条件下での有効性およ
び不飽和炭化水素がNOxの分解に有効であることは記
載されていない。
晶性アルミノ珪酸塩からなるNOx分解触媒を用いる方
法が提案されている(特開昭60−125250号公報
)。しかし、この公報には、単に一酸化望素(No)が
窒素(N2)と酸素(02)とに分解可能であると示さ
れているにすぎず、実際の排ガス条件下での有効性およ
び不飽和炭化水素がNOxの分解に有効であることは記
載されていない。
また、特開昭63−100919号公報には、炭化水素
の存在下に酸化雰囲気下て銅含有触媒を用いて排ガスを
処理するとNOxと炭化水素との反応が優先的に促進さ
れ、NOxが効率よく除去できることが記載されている
。この方法において使用する炭化水素は、排ガス中のH
Cでも、あるいは外部から必要に応じて添加する炭化水
素てもよいとしている。また、その具体的態様として、
排ガスを先ず銅含有触媒に接触させてNOxを除去し、
次いで酸化触媒に接触させてHC,COなどを除去する
方法も開示されている。
の存在下に酸化雰囲気下て銅含有触媒を用いて排ガスを
処理するとNOxと炭化水素との反応が優先的に促進さ
れ、NOxが効率よく除去できることが記載されている
。この方法において使用する炭化水素は、排ガス中のH
Cでも、あるいは外部から必要に応じて添加する炭化水
素てもよいとしている。また、その具体的態様として、
排ガスを先ず銅含有触媒に接触させてNOxを除去し、
次いで酸化触媒に接触させてHC,COなどを除去する
方法も開示されている。
しかし、ここには、炭化水素を添加使用する場合の具体
的な供給手段もしくは方法などについての記載はなく、
またこの公報に開示された条件は、炭化水素とNOxの
濃度比がNOxが高い条件であり、炭化水素とNOxの
濃度比が炭化水素が高い条件での検討はなされていない
。さらに、この方法によるNOx分解効果も低いもので
ある。
的な供給手段もしくは方法などについての記載はなく、
またこの公報に開示された条件は、炭化水素とNOxの
濃度比がNOxが高い条件であり、炭化水素とNOxの
濃度比が炭化水素が高い条件での検討はなされていない
。さらに、この方法によるNOx分解効果も低いもので
ある。
また、特開平1−139145号公報には、排ガス流入
側にゼオライトに遷移金属を担持した還元触媒を、また
排ガス流出側にはアルミナに触媒成分を担持した酸化触
媒または三元触媒を配置した排ガス浄化触媒が開示され
ている。ここでは、上記した特開昭63−100919
号公報記載の具体的態様と同様に、先ず還元触媒により
排ガス中のNOxを除去し、次いて酸化触媒によりHC
lC0なとを除去しようするものである。
側にゼオライトに遷移金属を担持した還元触媒を、また
排ガス流出側にはアルミナに触媒成分を担持した酸化触
媒または三元触媒を配置した排ガス浄化触媒が開示され
ている。ここでは、上記した特開昭63−100919
号公報記載の具体的態様と同様に、先ず還元触媒により
排ガス中のNOxを除去し、次いて酸化触媒によりHC
lC0なとを除去しようするものである。
しかし、この公報には、NOxの除去にはHCが必要で
あるとの記載はあるものの、そのHCの具体的な供給手
段もしくは方法、および使用量などについてはなにも開
示されていない。
あるとの記載はあるものの、そのHCの具体的な供給手
段もしくは方法、および使用量などについてはなにも開
示されていない。
(発明が解決しようとする課題)
本発明者らは、排ガス中のNOxに対し過剰量の02〜
C4不飽和炭化水素の存在下に酸化雰囲気下の排ガスを
処理するとNOxが効率よく除去できるという、排ガス
の浄化処理に好適な条件を既に見出している。
C4不飽和炭化水素の存在下に酸化雰囲気下の排ガスを
処理するとNOxが効率よく除去できるという、排ガス
の浄化処理に好適な条件を既に見出している。
しかし、内燃機間、例えばディーゼルエンジンなどから
排出される排ガス中のHCO含1は一般に低く、排ガス
をそのまま使用したのでは、上記のような好適な条件下
に浄化処理を行うことができない。また、軽油やLPG
は、02〜C−不飽和炭化水素を殆と含まず、炭素数の
大きい炭化水素やパラフィンからなることから、これら
をそのまま添加したのでは上記のような好適な条件下に
浄化処理を行うことはできない。
排出される排ガス中のHCO含1は一般に低く、排ガス
をそのまま使用したのでは、上記のような好適な条件下
に浄化処理を行うことができない。また、軽油やLPG
は、02〜C−不飽和炭化水素を殆と含まず、炭素数の
大きい炭化水素やパラフィンからなることから、これら
をそのまま添加したのでは上記のような好適な条件下に
浄化処理を行うことはできない。
従って、本発明の目的は、排ガスを上記のような好適な
条件下に処理してNOxを効率よく除去する方法を提供
することである。
条件下に処理してNOxを効率よく除去する方法を提供
することである。
(課題を解決するための手段)
このような状況に鑑み、本発明者らは鋭意検討をかさね
た結果、排ガスを浄化処理する際に、予め排ガスを一般
に用いられている燃料と混合し、これをアルミナまたは
シリカなどを含有する触媒あるいは、さらにNi、Co
、FeS Kなどを含有する触媒に接触させて、上記燃
料を分解、不均化または酸化脱水素などにより主として
02〜C4不飽和炭化水素からなる炭化水素に変換する
ことにより、上記のような好適な条件を作り出せること
を知り、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
。
た結果、排ガスを浄化処理する際に、予め排ガスを一般
に用いられている燃料と混合し、これをアルミナまたは
シリカなどを含有する触媒あるいは、さらにNi、Co
、FeS Kなどを含有する触媒に接触させて、上記燃
料を分解、不均化または酸化脱水素などにより主として
02〜C4不飽和炭化水素からなる炭化水素に変換する
ことにより、上記のような好適な条件を作り出せること
を知り、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
。
なお、本発明においては、上記のような燃料の分解、不
均化または酸化脱水素などの反応により主として02〜
C4不飽和炭化水素からなる炭化水素を生成する反応を
「分解反応」と総称する。
均化または酸化脱水素などの反応により主として02〜
C4不飽和炭化水素からなる炭化水素を生成する反応を
「分解反応」と総称する。
すなわち、本発明は、排ガスと燃料とを第1触媒層に導
入し、ここで上記燃料を分解反応に服せしめで主として
C2〜caF飽和炭化水素からなる炭化水素に変換し、
引続きこの炭化水素とともに上記排ガスを第2触媒層に
導入し、ここで酸素雰囲気下でかつ上記炭化水素の存在
下に排ガス中の窒素酸化物を分解除去することを特徴と
する窒素酸化物の除去方法に関する。
入し、ここで上記燃料を分解反応に服せしめで主として
C2〜caF飽和炭化水素からなる炭化水素に変換し、
引続きこの炭化水素とともに上記排ガスを第2触媒層に
導入し、ここで酸素雰囲気下でかつ上記炭化水素の存在
下に排ガス中の窒素酸化物を分解除去することを特徴と
する窒素酸化物の除去方法に関する。
上記酸化雰囲気下とは排ガス中のHC,C01H2、お
よび上記燃料の分解反応によって生成する炭(ヒ水素な
との燃焼成分を完全酸化するに必要な酸素量よりも過剰
な酸素が存在する状態を意味するものである。
よび上記燃料の分解反応によって生成する炭(ヒ水素な
との燃焼成分を完全酸化するに必要な酸素量よりも過剰
な酸素が存在する状態を意味するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明で使用する燃料としては、軽油、灯油、ガソリン
、LPGなどを挙げることができる。
、LPGなどを挙げることができる。
本発明の方法によれば、自動車なとの内燃機関、ボイラ
ー、工業プラントなどから排出される排カスと上記燃料
とを第1触媒層に導入し、ここてこの燃料を分解反応に
服せしめて主としてC2〜C−不飽和炭化水素からなる
炭化水素に変換し、このようにして得られた炭化水素と
排ガスとを第2触媒層に導入し、ここで酸化雰囲気下の
排ガス中のNOxを上記炭化水素の存在下に分解除去し
て排ガスを浄化する。
ー、工業プラントなどから排出される排カスと上記燃料
とを第1触媒層に導入し、ここてこの燃料を分解反応に
服せしめて主としてC2〜C−不飽和炭化水素からなる
炭化水素に変換し、このようにして得られた炭化水素と
排ガスとを第2触媒層に導入し、ここで酸化雰囲気下の
排ガス中のNOxを上記炭化水素の存在下に分解除去し
て排ガスを浄化する。
上記第1触媒層で使用する触媒としては、上記燃料を分
解反応により主として02〜C4不飽和炭化水素からな
る炭化水素に変換しえるもので、アルミナ、シリカ、ゼ
オライト、チタニアおよびジルコニアから選ばれる少な
くとも1種の酸化物からなる触媒を使用する。特に、上
記酸化物に、さらにNiS Co、、Fe、KS Cr
、■、Mo。
解反応により主として02〜C4不飽和炭化水素からな
る炭化水素に変換しえるもので、アルミナ、シリカ、ゼ
オライト、チタニアおよびジルコニアから選ばれる少な
くとも1種の酸化物からなる触媒を使用する。特に、上
記酸化物に、さらにNiS Co、、Fe、KS Cr
、■、Mo。
Bi、Sn、Pt、PdおよびRhから選ばれる少なく
とも1種の金属を担持したものが好適に使用される。
とも1種の金属を担持したものが好適に使用される。
上記金属は、その硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩なとの水溶性
の塩として、常法により上記酸化物に担持させればよい
。この金属の担持量は、上記酸化物の重量基準で0.1
〜20重量%とするのが好ましい。
の塩として、常法により上記酸化物に担持させればよい
。この金属の担持量は、上記酸化物の重量基準で0.1
〜20重量%とするのが好ましい。
上記62〜C−不飽和炭化水素とは、エチレン、プロピ
レン、ブテン、ブタジェンなどの炭素数2〜4の不飽和
炭化水素を意味し、また上記主としてC2〜C,不飽和
炭化水素(以下、単に「不飽和炭化水素」という場合も
ある)からなる炭化水素とは、このような不飽和炭化水
素を少なくとも50M量%(CH,換算)含有する炭化
水素を意味する。
レン、ブテン、ブタジェンなどの炭素数2〜4の不飽和
炭化水素を意味し、また上記主としてC2〜C,不飽和
炭化水素(以下、単に「不飽和炭化水素」という場合も
ある)からなる炭化水素とは、このような不飽和炭化水
素を少なくとも50M量%(CH,換算)含有する炭化
水素を意味する。
上記炭化水素中の不飽和炭化水素含量が少なすぎると後
記する第2触媒層における不飽和炭化水素とNOxとの
割合を所望範囲に調整するのに多量の燃料を使用しなけ
ればならず経済的に不利になるほか、上記不飽和炭化水
素以外の炭化水素が多量に存在することになり、これら
炭化水素を第2触媒層で分解除去するのが困難となるな
どして好ましくない。
記する第2触媒層における不飽和炭化水素とNOxとの
割合を所望範囲に調整するのに多量の燃料を使用しなけ
ればならず経済的に不利になるほか、上記不飽和炭化水
素以外の炭化水素が多量に存在することになり、これら
炭化水素を第2触媒層で分解除去するのが困難となるな
どして好ましくない。
第1触媒層における温度は、使用する触媒の種類なとに
よって変わるので一概に特定できないが、上記燃料の分
解反応が起こるここ十分な温度であればよい。通常、3
00〜700℃で十分である。
よって変わるので一概に特定できないが、上記燃料の分
解反応が起こるここ十分な温度であればよい。通常、3
00〜700℃で十分である。
排ガス温度が十分高い場合には、特別な加熱手段を設け
ることなく、そのまま排ガスの熱を利用して上記燃料の
分解反応を実施することができる。
ることなく、そのまま排ガスの熱を利用して上記燃料の
分解反応を実施することができる。
なお、排ガスの温度が低い場合には、第1触媒層の上流
にヒーターなどの加熱手段を設ければよい。
にヒーターなどの加熱手段を設ければよい。
第1触媒層における触媒の体積は、排ガスの空間速度(
SV)が10000〜100000h rl(STP)
となるようにするのが好ましい。
SV)が10000〜100000h rl(STP)
となるようにするのが好ましい。
第2触媒層において使用する触媒としては、上記のよう
な炭化水素の存在下に排ガスを接触させてNOxを分解
除去し得るもので、Cu、Co、Ni、Pt、Pdなと
の金属元素から選ばれる少なくとも1種をゼオライト、
例えばZSM−5型、Y型、フェリエライト型またはモ
ルデナイト型のゼオライト、あるいは非アルミノケイ酸
塩、例えばGa、 Cr、 Ge、 T i、
La、 Zr、 Mn、CuまたはFeを含むシリケ
ートにイオン交換により担持した触媒を使用することが
てきる。
な炭化水素の存在下に排ガスを接触させてNOxを分解
除去し得るもので、Cu、Co、Ni、Pt、Pdなと
の金属元素から選ばれる少なくとも1種をゼオライト、
例えばZSM−5型、Y型、フェリエライト型またはモ
ルデナイト型のゼオライト、あるいは非アルミノケイ酸
塩、例えばGa、 Cr、 Ge、 T i、
La、 Zr、 Mn、CuまたはFeを含むシリケ
ートにイオン交換により担持した触媒を使用することが
てきる。
才た、Mn、 Fe、 Co、 N1、 Cu、Z
n、Sr、Y、Ba、LaおよびCeから選ばれる少な
くとも2種の元素を含有する複合酸化物からなる触媒も
使用することができる。
n、Sr、Y、Ba、LaおよびCeから選ばれる少な
くとも2種の元素を含有する複合酸化物からなる触媒も
使用することができる。
さらにまた、Ce、La、Sm、Tbなとの希土類から
選ばれる少なくとも1種の元素およびPt、Pd、Rh
、Irなとの貴金属から選ばれる少なくとも1種の元素
をアルミナに担持した触媒も使用することができる。
選ばれる少なくとも1種の元素およびPt、Pd、Rh
、Irなとの貴金属から選ばれる少なくとも1種の元素
をアルミナに担持した触媒も使用することができる。
上記ゼオライトまたは非アルミノケイ酸塩にイオン交換
する金属塩としては各金属の硝酸塩、酢酸塩などが用い
られるが、イオン交換型はゼオライトまたは非アルミノ
ケイ酸塩の重量基準で0.1〜10重量%とするのが好
ましい。イオン交換型を大きくするには、金属塩水溶液
にアンモニアを添加した液にゼオライトまたは非アルミ
ケイ酸塩を添加すればよい。
する金属塩としては各金属の硝酸塩、酢酸塩などが用い
られるが、イオン交換型はゼオライトまたは非アルミノ
ケイ酸塩の重量基準で0.1〜10重量%とするのが好
ましい。イオン交換型を大きくするには、金属塩水溶液
にアンモニアを添加した液にゼオライトまたは非アルミ
ケイ酸塩を添加すればよい。
上記複合酸化物の調製に使用する各金属元素源としては
、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩なとの水溶性金属塩が好適に
使用される。これら金属塩を用いて上記複合酸化物を調
製する方法については特に制限はなく、例えば金属塩の
混合溶液を蒸発乾固した後焼成するか、または金属塩の
混合液にアンモニア水溶液を滴下して共沈させ、ろ過、
洗浄後、焼成することによって調製することができる。
、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩なとの水溶性金属塩が好適に
使用される。これら金属塩を用いて上記複合酸化物を調
製する方法については特に制限はなく、例えば金属塩の
混合溶液を蒸発乾固した後焼成するか、または金属塩の
混合液にアンモニア水溶液を滴下して共沈させ、ろ過、
洗浄後、焼成することによって調製することができる。
上記アルミナに希土類元素および貴金属元素を担持した
触媒の調製に使用するアルミナとしては、BET表面積
が50〜200m2/gのγ−アルミナが好適に使用さ
れる。希土類元素源としては各元素の硝酸塩、硫酸塩、
炭酸塩などの水溶性塩が、また貴金属元素源としては塩
化白金酸、ジニトロジアンミン白金、塩化パラジウム、
硝酸パラジウムなどの水溶性塩が好ましく使用される。
触媒の調製に使用するアルミナとしては、BET表面積
が50〜200m2/gのγ−アルミナが好適に使用さ
れる。希土類元素源としては各元素の硝酸塩、硫酸塩、
炭酸塩などの水溶性塩が、また貴金属元素源としては塩
化白金酸、ジニトロジアンミン白金、塩化パラジウム、
硝酸パラジウムなどの水溶性塩が好ましく使用される。
アルミナへの希土類元素および貴金属元素の担持方法に
ついては特に制限はなく、例えばアルミナに希土類元素
を担持した後、貴金属元素を担持する方法、アルミナに
貴金属元素を担持した後、希土類元素を担持する方法、
またはアルミナに希土類元素および貴金属元素を同時に
添加する方法なといずれの方法も用いることができる。
ついては特に制限はなく、例えばアルミナに希土類元素
を担持した後、貴金属元素を担持する方法、アルミナに
貴金属元素を担持した後、希土類元素を担持する方法、
またはアルミナに希土類元素および貴金属元素を同時に
添加する方法なといずれの方法も用いることができる。
なお、希土類元素および貴金属元素の担持量は、アルミ
ナの重量基準で、それぞれ、0.1〜30重員%および
0.01〜10重量%とするのが好ましい。
ナの重量基準で、それぞれ、0.1〜30重員%および
0.01〜10重量%とするのが好ましい。
第2触媒層に導入される、主として02〜C4不飽和炭
化水素からなる炭化水素と排ガスとの割合は、NOx濃
度(ppm)に対する02〜C4不飽和炭化水素濃度(
CHa換算)(ppm)の比・すなわちC2〜Ca不飽
和炭化水素濃度(CH,換算)/NOx濃度が3:1〜
50:1の範囲にあるように調整するのが好ましい。
化水素からなる炭化水素と排ガスとの割合は、NOx濃
度(ppm)に対する02〜C4不飽和炭化水素濃度(
CHa換算)(ppm)の比・すなわちC2〜Ca不飽
和炭化水素濃度(CH,換算)/NOx濃度が3:1〜
50:1の範囲にあるように調整するのが好ましい。
上記割合が3:1未満、すなわちNOxに対する不飽和
炭化水素の割合が少ないとこの不飽和炭化水素は酸素と
優先的に反応してNOxとの反応が起こりにくくなり、
そのためNOxの分解効率が低下する。一方、50:1
を超えると、すなわち不飽和炭化水素濃度をあまり高く
してもそれζこ見合ったNOxの除去効果は認められず
、逆に未反応の炭化水素濃度が高くなって第2触媒層で
十分除去することが困難となる。
炭化水素の割合が少ないとこの不飽和炭化水素は酸素と
優先的に反応してNOxとの反応が起こりにくくなり、
そのためNOxの分解効率が低下する。一方、50:1
を超えると、すなわち不飽和炭化水素濃度をあまり高く
してもそれζこ見合ったNOxの除去効果は認められず
、逆に未反応の炭化水素濃度が高くなって第2触媒層で
十分除去することが困難となる。
本発明において使用する排ガス中のNOx濃度は、通常
、100〜3000ppm程度であるから、上記のよう
な理由により、第2触媒層において得られる不飽和炭化
水素濃度は、300〜110000pp程度となるよう
にするのが好ましい。
、100〜3000ppm程度であるから、上記のよう
な理由により、第2触媒層において得られる不飽和炭化
水素濃度は、300〜110000pp程度となるよう
にするのが好ましい。
上記第2触媒層に導入される上記不飽和炭化水素濃度と
NOx濃度との割合は、第1触媒層において得られる炭
化水素の組成などを考慮した上で、第1触媒層に導入す
る燃料の量を制御することにより容易に上記範囲内に調
整することができる。
NOx濃度との割合は、第1触媒層において得られる炭
化水素の組成などを考慮した上で、第1触媒層に導入す
る燃料の量を制御することにより容易に上記範囲内に調
整することができる。
第2触媒層における温度についても特に制限はない、上
記排ガス中のNOxの分解が起こる程度の温度であれば
よい。通常、200〜700℃で十分である。従って、
使用する排ガスの温度が高ければ、第1触媒層からの上
記炭化水素と排ガスとをそのまま第2触媒層に導入して
NOxの分解除去を行わせることができる。
記排ガス中のNOxの分解が起こる程度の温度であれば
よい。通常、200〜700℃で十分である。従って、
使用する排ガスの温度が高ければ、第1触媒層からの上
記炭化水素と排ガスとをそのまま第2触媒層に導入して
NOxの分解除去を行わせることができる。
第2触媒層における触媒の体積については、空間速度(
SV)が10000〜100000h r(STP)と
なるようにするのが好ましい。
SV)が10000〜100000h r(STP)と
なるようにするのが好ましい。
本発明の方法によれば、排ガス中のNOxの除去はもと
より、排ガス中のHC,Coおよび上記燃料の分解反応
による炭化水素もほぼ完全に酸化され、排ガスを効率よ
く浄化することができる。
より、排ガス中のHC,Coおよび上記燃料の分解反応
による炭化水素もほぼ完全に酸化され、排ガスを効率よ
く浄化することができる。
上記第1触媒層と第2触媒層との配置については特に制
限はなく、第1触媒層と第2触媒層とを互いに接触した
状態で配置してもよく、あるいは両者をある程度の間隔
を設けて配置してもよい。
限はなく、第1触媒層と第2触媒層とを互いに接触した
状態で配置してもよく、あるいは両者をある程度の間隔
を設けて配置してもよい。
また、第1触媒層および第2触媒層に使用する触媒の形
状については特に制限はなく、ペレット状、ハニカム状
などいずれてもよい。圧力損失を考慮した場合、ハニカ
ム状とするのが好ましい。
状については特に制限はなく、ペレット状、ハニカム状
などいずれてもよい。圧力損失を考慮した場合、ハニカ
ム状とするのが好ましい。
(発明の効果)
本発明の方法によれば、02〜C4不飽和炭化水素の存
在下にNOxの分解除去を行うので効率よく窒g鈑1ヒ
物を除去することができる。
在下にNOxの分解除去を行うので効率よく窒g鈑1ヒ
物を除去することができる。
本発明の方法は、上記不飽和炭化水素を予め燃料を第1
触媒層で分解して供給するので、例えばディーゼルエン
ジンからの排ガスのように上記のような不飽和炭化水素
の含量が低い排ガスの浄化に特ここ効果的に用いること
ができる。
触媒層で分解して供給するので、例えばディーゼルエン
ジンからの排ガスのように上記のような不飽和炭化水素
の含量が低い排ガスの浄化に特ここ効果的に用いること
ができる。
本発明の方法は、NOxの分解除去を上記のような不飽
和炭化水素の存在下で行うので酸化雰囲気下で効果的に
NOxを除去でき、例えば内燃機関から排出される排ガ
スのように空燃比が高い条件で燃焼された排ガスの浄化
に特に効果的に用いることができる。
和炭化水素の存在下で行うので酸化雰囲気下で効果的に
NOxを除去でき、例えば内燃機関から排出される排ガ
スのように空燃比が高い条件で燃焼された排ガスの浄化
に特に効果的に用いることができる。
(実施例)
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。
。
(触媒の調製)
〔触媒(A)]
市販の横断面1インチ平方当り約400個のガス流通セ
ルを有するコージェライト質ハニカム担体を用いて触媒
を調製した。
ルを有するコージェライト質ハニカム担体を用いて触媒
を調製した。
BET表面積100m2/gを有するγ−アルミナIk
gに硝酸鉄[F e (NO3)a・9H20コ253
、Ogと硝酸カリウム77.7gとを含む水溶液を加え
て混合し、120℃で2FW!間乾燥し、その後500
℃で2時間焼成した。得られた粉体をボールミルで湿式
粉砕することにより水性スラリーを調製した。この水性
スラリーに前記ハニカム担体を浸漬腰 取り出した後、
セル内の過剰スラリーを圧縮空気でブローして、全ての
セルの目詰まりを除去した。ついて、150℃で2時間
乾燥して触媒(A)を得た。
gに硝酸鉄[F e (NO3)a・9H20コ253
、Ogと硝酸カリウム77.7gとを含む水溶液を加え
て混合し、120℃で2FW!間乾燥し、その後500
℃で2時間焼成した。得られた粉体をボールミルで湿式
粉砕することにより水性スラリーを調製した。この水性
スラリーに前記ハニカム担体を浸漬腰 取り出した後、
セル内の過剰スラリーを圧縮空気でブローして、全ての
セルの目詰まりを除去した。ついて、150℃で2時間
乾燥して触媒(A)を得た。
[触媒(B)コ
ZSM−5ゼオライトを”Rapid Crystal
liza−tion Method” Proceed
ings8th InternationalCong
ress on Catalysis、 Berlin
、 +984. Vol、3゜P、569に基づいて調
製した。得られたゼオライトはX線回折によりZSM−
5型であることを確認した。
liza−tion Method” Proceed
ings8th InternationalCong
ress on Catalysis、 Berlin
、 +984. Vol、3゜P、569に基づいて調
製した。得られたゼオライトはX線回折によりZSM−
5型であることを確認した。
上記ZSM−5Sモー5イ)1kgに純水4又を加え、
98℃で2時間撹拌した後、80℃て0.2mol/4
の硝酸銅水溶液72をゆっくり滴下した。滴下終了後も
80℃で12時間加熱撹拌し、イオン交換を行った。イ
オン交換したゼオライトは、ろ過し、ざらに硝酸イオン
が検出されなくなるまで十分洗浄した。このイオン交換
したゼオライトを120℃で24時間乾燥した。
98℃で2時間撹拌した後、80℃て0.2mol/4
の硝酸銅水溶液72をゆっくり滴下した。滴下終了後も
80℃で12時間加熱撹拌し、イオン交換を行った。イ
オン交換したゼオライトは、ろ過し、ざらに硝酸イオン
が検出されなくなるまで十分洗浄した。このイオン交換
したゼオライトを120℃で24時間乾燥した。
得られた粉体をボールミルで湿式粉砕し、以下、触媒(
A)と同様にして触媒(B)を得た。
A)と同様にして触媒(B)を得た。
[触媒(C)]
BET表面積500 m2/ gを有するシリカ1kg
cm硝酸ニッケル[N i (NO3) ・6H20
]194、.7gと硝酸コバル)36.3gとを含む水
溶液を添加混合し、120”Cて2時r:J乾燥した後
、500°Cで2時間焼成した。
cm硝酸ニッケル[N i (NO3) ・6H20
]194、.7gと硝酸コバル)36.3gとを含む水
溶液を添加混合し、120”Cて2時r:J乾燥した後
、500°Cで2時間焼成した。
得られた粉体をボールミルで湿式粉砕し、以下、触媒(
A)と同様にして触媒(c)を得た。
A)と同様にして触媒(c)を得た。
[触媒(D)コ
実施例1て得られたFe−に−アルミナ粉体500g、
ブaトンで置換されたY型ゼオライト300g、および
シリカ−アルミナ粉体200gをボールミルで湿式粉砕
した。
ブaトンで置換されたY型ゼオライト300g、および
シリカ−アルミナ粉体200gをボールミルで湿式粉砕
した。
以下、触媒(A)と同様にして触媒(D)を得た。
[触媒(E)]
硝酸コバルト [Co (N 03) 2 ・6 H
2Oコ 125]g、?i酸ランタン[La (NO3
) 3・6H20] 1490 gおよび硝酸ストロン
チウム[Sr (NO3)2] 182gを32の純水
に溶解、撹拌した後、120°Cて十分乾燥し、得られ
た固体をメノウ乳鉢で粉砕し、800℃で5時間焼成し
た。得られた粉体はX線回折によりペロブスカイト型酸
化物であることを確認した。上記ペロブスカイト型酸化
物1kgをボールミルで湿式粉砕した。
2Oコ 125]g、?i酸ランタン[La (NO3
) 3・6H20] 1490 gおよび硝酸ストロン
チウム[Sr (NO3)2] 182gを32の純水
に溶解、撹拌した後、120°Cて十分乾燥し、得られ
た固体をメノウ乳鉢で粉砕し、800℃で5時間焼成し
た。得られた粉体はX線回折によりペロブスカイト型酸
化物であることを確認した。上記ペロブスカイト型酸化
物1kgをボールミルで湿式粉砕した。
以下、触媒(A)と同様にして触媒(E)を得た。
[触媒(F)]
触媒(A)の調製に使用したと同じγ−アルミナ1kg
に硝酸プラセオジウム511gを含む水溶液を添加、混
合し、120℃で2時間乾燥した後、500℃で2時間
焼成した。得られた粉体にジニトロジアンミン白金10
gを含む水溶液を添加、混合し、120℃で2時間乾燥
した後、500℃で2時間焼成した。この粉体をボール
ミルで湿式粉砕した。
に硝酸プラセオジウム511gを含む水溶液を添加、混
合し、120℃で2時間乾燥した後、500℃で2時間
焼成した。得られた粉体にジニトロジアンミン白金10
gを含む水溶液を添加、混合し、120℃で2時間乾燥
した後、500℃で2時間焼成した。この粉体をボール
ミルで湿式粉砕した。
以下、触媒(A)と同様にして触媒(F)を得た。
実施例
第1図に示す装置を用いて本発明の方法を実施した。
ここてはエンジン1として市販の直噴式ディーゼルエン
ジン(4気筒、2800cc)を用いた。
ジン(4気筒、2800cc)を用いた。
排ガスはエキゾーストマニホールド2を経て、燃料タン
ク5から燃料ポンプ4によって燃料導入部3から供給さ
れた燃料とともに第1触媒層6に導入した。この第1触
媒N6において上!IC!燃料を分解反応に洪した後、
燃料の分解反応によって得られた炭化水禁と排ガスとの
混合物をそのまま第2触媒層7に導入した。第2触媒層
7においてNOxを除去した後の排ガスはマフラー8を
経て外気に放出した。
ク5から燃料ポンプ4によって燃料導入部3から供給さ
れた燃料とともに第1触媒層6に導入した。この第1触
媒N6において上!IC!燃料を分解反応に洪した後、
燃料の分解反応によって得られた炭化水禁と排ガスとの
混合物をそのまま第2触媒層7に導入した。第2触媒層
7においてNOxを除去した後の排ガスはマフラー8を
経て外気に放出した。
9.10.11.12はいずれもサンプリングバルブで
あって、バルブ9からはエンジン1からの排ガスを、バ
ルブ10からは第1触媒N6を通過した後のガスを、バ
ルブ11からは第2触媒層7を通過した後のガスを、ま
たバルブ12がらは第1触媒F’6に導入されるガスを
サンプリングし第1触媒層6には触媒(A)、 (Cン
または(D)を充填し、また第2触媒屡7には触媒(B
)(E)または(F)を充填した。
あって、バルブ9からはエンジン1からの排ガスを、バ
ルブ10からは第1触媒N6を通過した後のガスを、バ
ルブ11からは第2触媒層7を通過した後のガスを、ま
たバルブ12がらは第1触媒F’6に導入されるガスを
サンプリングし第1触媒層6には触媒(A)、 (Cン
または(D)を充填し、また第2触媒屡7には触媒(B
)(E)または(F)を充填した。
燃料としては軽油を使用した。
第1触媒層6および第2触媒層7の空間速度(SV)は
いずれも85000hr”てあり、第1触媒N6の入口
温度は450℃、また第2触媒N7の入口温度は400
℃であった。
いずれも85000hr”てあり、第1触媒N6の入口
温度は450℃、また第2触媒N7の入口温度は400
℃であった。
結果を表1に示す。
なお、第2触媒層における炭化水素または不飽和炭化水
素とNOxとの濃度比は燃料の導入量を制御して調整し
た。また、不飽和炭化水素はガスクロマトグラフィーに
よって測定した。
素とNOxとの濃度比は燃料の導入量を制御して調整し
た。また、不飽和炭化水素はガスクロマトグラフィーに
よって測定した。
比較例
実施例において、第1触媒層6にいずれの触媒も充填す
ることなく、すなわち燃料の分解反応を行わなかったり
、あるいは燃料として軽油の代わりにプロパンを使用し
たり、あるいはNOxに対する炭化水素または不飽和炭
化水素の濃度比を本発明の範囲外となるように燃料の供
給量を変更した以外は実施例と同様にして排ガスの処理
を行った。結果を表1に示す。 (以下余白)
ることなく、すなわち燃料の分解反応を行わなかったり
、あるいは燃料として軽油の代わりにプロパンを使用し
たり、あるいはNOxに対する炭化水素または不飽和炭
化水素の濃度比を本発明の範囲外となるように燃料の供
給量を変更した以外は実施例と同様にして排ガスの処理
を行った。結果を表1に示す。 (以下余白)
第1図は、実施例および比較例で使用した排ガス処理装
置の概略図である。 1・・エンジン、2・・エキゾーストマニホールド、3
・・燃料導入部、4・・燃料ポンプ、5、・燃料タンク
、6・・第1触媒層、7・・第2触媒層、8・・マフラ
ー 9.10.11.12・・サンプリングバルブ
置の概略図である。 1・・エンジン、2・・エキゾーストマニホールド、3
・・燃料導入部、4・・燃料ポンプ、5、・燃料タンク
、6・・第1触媒層、7・・第2触媒層、8・・マフラ
ー 9.10.11.12・・サンプリングバルブ
Claims (6)
- (1)排ガスと燃料とを第1触媒層に導入し、ここで上
記燃料を分解反応に供して、主としてC_2〜C_4不
飽和炭化水素からなる炭化水素に変換し、引続きこの炭
化水素とともに上記排ガスを第2触媒層に導入し、ここ
で酸化雰囲気下でかつ上記炭化水素の存在下に排ガス中
の窒素酸化物を分解除去することを特徴とする窒素酸化
物の除去方法。 - (2)第1触媒層に使用する触媒が、アルミナ、シリカ
、ゼオライト、チタニアおよびジルコニアから選ばれる
少なくとも1種の酸化物からなる触媒である請求項(1
)に記載の窒素酸化物の除去方法。 - (3)第2触媒層に使用する触媒が、Cu、Co、Ni
、PtおよびPdから選ばれる少なくとも1種の金属元
素をゼオライトまたは非アルミノケイ酸塩に担持した触
媒である請求項(1)に記載の窒素酸化物の除去方法。 - (4)第2触媒層に使用する触媒が、Mn、Fe、Co
、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Ba、LaおよびCe
から選ばれる少なくとも2種の元素を含有する複合酸化
物からなる触媒である請求項(1)に記載の窒素酸化物
の除去方法。 - (5)第2触媒層に使用する触媒が、少なくとも1種の
希土類元素と少なくとも1種の貴金属元素とをアルミナ
に担持した触媒である請求項(1)に記載の窒素酸化物
の除去方法。 - (6)第2触媒層における窒素酸化物濃度(ppm)に
対するC_2〜C_4炭化水素濃度(CH_4換算)(
ppm)の割合が3:1〜50:1である請求項(1)
に記載の窒素酸化物の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189352A JPH0661427B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 窒素酸化物の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189352A JPH0661427B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 窒素酸化物の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483516A true JPH0483516A (ja) | 1992-03-17 |
| JPH0661427B2 JPH0661427B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=16239890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189352A Expired - Lifetime JPH0661427B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 窒素酸化物の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661427B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05103952A (ja) * | 1991-10-14 | 1993-04-27 | Sangyo Souzou Kenkyusho | 排ガス中の窒素酸化物の除去方法 |
| US5514355A (en) * | 1990-07-19 | 1996-05-07 | Tosoh Corporation | Method for purifying an oxygen-rich exhaust gas |
| US5586433A (en) * | 1994-02-14 | 1996-12-24 | Daimler-Benz Ag | Process and apparatus for selective catalyzed no-reduction in oxygen-containing exhaust gases |
| JPH09141056A (ja) * | 1995-11-24 | 1997-06-03 | Sekiyu Sangyo Kasseika Center | 窒素酸化物の接触還元方法 |
| EP0935055A2 (en) | 1998-02-05 | 1999-08-11 | Nissan Motor Company, Limited | Device for purifying oxygen rich exhaust gas |
| JP2000135419A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化システム |
| JP2006255539A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化装置 |
| WO2010018807A1 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | 日産自動車株式会社 | 排ガス浄化システム及びこれを用いた排ガス浄化方法 |
| JP2010106799A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化システム |
| JP2011047395A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Hyundai Motor Co Ltd | 排気システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416352B1 (ko) * | 2008-11-28 | 2014-07-09 | 현대자동차 주식회사 | 디젤 연료분해 촉매 및 이를 구비한 질소산화물 흡장 촉매 |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP2189352A patent/JPH0661427B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5514355A (en) * | 1990-07-19 | 1996-05-07 | Tosoh Corporation | Method for purifying an oxygen-rich exhaust gas |
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| EP0935055A3 (en) * | 1998-02-05 | 2002-03-13 | Nissan Motor Company, Limited | Device for purifying oxygen rich exhaust gas |
| EP0935055A2 (en) | 1998-02-05 | 1999-08-11 | Nissan Motor Company, Limited | Device for purifying oxygen rich exhaust gas |
| JP2000135419A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化システム |
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| JP2010043569A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化システム及びこれを用いた排ガス浄化方法 |
| US20110131952A1 (en) * | 2008-08-11 | 2011-06-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system and exhaust gas purifying method using the same |
| CN102119265A (zh) * | 2008-08-11 | 2011-07-06 | 日产自动车株式会社 | 废气净化系统及使用其的废气净化方法 |
| US8671662B2 (en) | 2008-08-11 | 2014-03-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system and exhaust gas purifying method using the same |
| JP2010106799A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化システム |
| JP2011047395A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Hyundai Motor Co Ltd | 排気システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0661427B2 (ja) | 1994-08-17 |
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