JPH06159631A - 可燃性ガスの燃焼方法 - Google Patents
可燃性ガスの燃焼方法Info
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- JPH06159631A JPH06159631A JP32045292A JP32045292A JPH06159631A JP H06159631 A JPH06159631 A JP H06159631A JP 32045292 A JP32045292 A JP 32045292A JP 32045292 A JP32045292 A JP 32045292A JP H06159631 A JPH06159631 A JP H06159631A
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Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 可燃性ガスを触媒を用いて燃焼させる方法に
関する。 【構成】 パラジウム含有触媒を用いて可燃性ガスを燃
焼させる方法において、耐熱性セラミックスを基材と
し、これにアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単
独またはこれらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の
酸化物からなる複合酸化物を含有する担体に、酸化パラ
ジウムを担持させた触媒を前段に、また耐熱性セラミッ
クスを基材とし、これにアルミナ、シリカ、チタニア、
ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なくとも
２種以上の酸化物からなる複合酸化物及び希土類元素の
酸化物を含有する担体に、酸化パラジウム及び酸化マグ
ネシウムを担持させた触媒を後段に配置して可燃性ガス
を燃焼させる方法。
関する。 【構成】 パラジウム含有触媒を用いて可燃性ガスを燃
焼させる方法において、耐熱性セラミックスを基材と
し、これにアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単
独またはこれらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の
酸化物からなる複合酸化物を含有する担体に、酸化パラ
ジウムを担持させた触媒を前段に、また耐熱性セラミッ
クスを基材とし、これにアルミナ、シリカ、チタニア、
ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なくとも
２種以上の酸化物からなる複合酸化物及び希土類元素の
酸化物を含有する担体に、酸化パラジウム及び酸化マグ
ネシウムを担持させた触媒を後段に配置して可燃性ガス
を燃焼させる方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可燃性ガス、例えば一酸
化炭素、水素、炭化水素などのガスを触媒を用いて燃焼
させる方法に関し、特に最も燃焼しにくいチタンを低温
から高温の幅広い温度範囲で安定して燃焼させうる触媒
燃焼方法に関する。
化炭素、水素、炭化水素などのガスを触媒を用いて燃焼
させる方法に関し、特に最も燃焼しにくいチタンを低温
から高温の幅広い温度範囲で安定して燃焼させうる触媒
燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、メタンなど低級炭化水素ガス
を燃料として用い、しかも一般的には触媒条件範囲とは
いえない希釈状態で燃焼反応させて高温のガスを得るた
めの触媒燃焼法は従来より知られている。この従来法に
おける燃焼用触媒としてはハニカム型のコージェライト
やムライトなどのセラミックスを基材とし、この基材に
アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独またはこ
れらの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸化物からな
る複合酸化物を含有する担体をウォッシュコートし、活
性成分として酸化パラジウムなどの貴金属酸化物を担持
させた触媒などが提案されている。
を燃料として用い、しかも一般的には触媒条件範囲とは
いえない希釈状態で燃焼反応させて高温のガスを得るた
めの触媒燃焼法は従来より知られている。この従来法に
おける燃焼用触媒としてはハニカム型のコージェライト
やムライトなどのセラミックスを基材とし、この基材に
アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独またはこ
れらの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸化物からな
る複合酸化物を含有する担体をウォッシュコートし、活
性成分として酸化パラジウムなどの貴金属酸化物を担持
させた触媒などが提案されている。
【０００３】また、最近ではアルミナ、シリカ、チタニ
ア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なく
とも２種以上の酸化物からなる複合酸化物及び希土類元
素の酸化物を含有する担体に酸化パラジウムを担持させ
た触媒などが提案されている。
ア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なく
とも２種以上の酸化物からなる複合酸化物及び希土類元
素の酸化物を含有する担体に酸化パラジウムを担持させ
た触媒などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た触媒を単独で使用する可燃性ガスの燃焼法において、
希土類元素の酸化物を含有しない担体を用いた触媒は低
温着火性には優れているが、８００℃以上で酸化パラジ
ウムの凝集が起こり活性が低下するし、また耐熱性のあ
る希土類元素の酸化物を添加した担体を使用した触媒で
は逆に低温着火性が悪いという問題点がある。
た触媒を単独で使用する可燃性ガスの燃焼法において、
希土類元素の酸化物を含有しない担体を用いた触媒は低
温着火性には優れているが、８００℃以上で酸化パラジ
ウムの凝集が起こり活性が低下するし、また耐熱性のあ
る希土類元素の酸化物を添加した担体を使用した触媒で
は逆に低温着火性が悪いという問題点がある。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、低温でも可
燃性ガスを燃焼させることができ、しかも高温において
も安定して完全酸化燃焼させうる方法を提供するもので
ある。
燃性ガスを燃焼させることができ、しかも高温において
も安定して完全酸化燃焼させうる方法を提供するもので
ある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明はパラジウム含
有触媒を用いて可燃性ガスを燃焼させる方法において、
耐熱性セラミックスを基材とし、これにアルミナ、シリ
カ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物の
うちの少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化物
を含有する担体に、酸化パラジウムを担持させた触媒を
前段に、また耐熱性セラミックスを基材とし、これにア
ルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独またはこれ
らの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸化物からなる
複合酸化物及び希土類元素の酸化物を含有する担体に、
酸化パラジウム及び酸化マグネシウムを担持させた触媒
を後段に配置することを特徴とする可燃性ガスの燃焼方
法である。
有触媒を用いて可燃性ガスを燃焼させる方法において、
耐熱性セラミックスを基材とし、これにアルミナ、シリ
カ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物の
うちの少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化物
を含有する担体に、酸化パラジウムを担持させた触媒を
前段に、また耐熱性セラミックスを基材とし、これにア
ルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独またはこれ
らの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸化物からなる
複合酸化物及び希土類元素の酸化物を含有する担体に、
酸化パラジウム及び酸化マグネシウムを担持させた触媒
を後段に配置することを特徴とする可燃性ガスの燃焼方
法である。
【０００７】本発明でいう触媒とはペレット（球または
円筒など）状またはハニカムタイプの担体に酸化パラジ
ウムを０．０１重量％〜３０重量％（全触媒重量基準）
担持させたもの、あるいは酸化パラジウムを上記担持量
及び酸化マグネシウムを０．０１〜２０重量％担持させ
たものである。
円筒など）状またはハニカムタイプの担体に酸化パラジ
ウムを０．０１重量％〜３０重量％（全触媒重量基準）
担持させたもの、あるいは酸化パラジウムを上記担持量
及び酸化マグネシウムを０．０１〜２０重量％担持させ
たものである。
【０００８】ここでいう担体とは、ムライト、コージェ
ライト、アルミニウムチタネート、ジルコニア、ジルコ
ニアスピネルなどの耐熱性セラミックスを基材とし、こ
れにアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独また
はこれらの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸化物か
らなる複合酸化物をハニカムタイプの耐熱性セラミック
ス基材１００重量部当たり１０〜５０重量部、さらに希
土類元素の酸化物を含有したものについては上記酸化物
または複合酸化物に対し１〜２０重量％含有したものを
ウォッシュコートしたものを意味する。
ライト、アルミニウムチタネート、ジルコニア、ジルコ
ニアスピネルなどの耐熱性セラミックスを基材とし、こ
れにアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独また
はこれらの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸化物か
らなる複合酸化物をハニカムタイプの耐熱性セラミック
ス基材１００重量部当たり１０〜５０重量部、さらに希
土類元素の酸化物を含有したものについては上記酸化物
または複合酸化物に対し１〜２０重量％含有したものを
ウォッシュコートしたものを意味する。
【０００９】
【作用】本発明の可燃性ガスの触媒燃焼方法において
は、前段（ガス入口側）にアルミナ、シリカ、チタニ
ア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なく
とも２種以上の酸化物からなる複合酸化物を含有した担
体に活性成分の酸化パラジウムを担持した触媒を、後段
に上記担体に希土類元素の酸化物を含有した担体に酸化
パラジウム及び酸化マグネシウムを担持した触媒を配置
するので、低温着火性がよく、高温でも安定して燃焼さ
せることができる。最も燃焼しにくいメタンの燃焼を例
に説明すると前段の触媒で４００℃以下でメタンの酸化
を開始させ、前段の触媒層温度を７００℃以下になるよ
うに制御し、後段の触媒で７００〜１０００℃の温度範
囲になるように制御することにより常に安定した燃焼を
保つことができる。以下、実施例により本発明を具体的
に説明する。
は、前段（ガス入口側）にアルミナ、シリカ、チタニ
ア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なく
とも２種以上の酸化物からなる複合酸化物を含有した担
体に活性成分の酸化パラジウムを担持した触媒を、後段
に上記担体に希土類元素の酸化物を含有した担体に酸化
パラジウム及び酸化マグネシウムを担持した触媒を配置
するので、低温着火性がよく、高温でも安定して燃焼さ
せることができる。最も燃焼しにくいメタンの燃焼を例
に説明すると前段の触媒で４００℃以下でメタンの酸化
を開始させ、前段の触媒層温度を７００℃以下になるよ
うに制御し、後段の触媒で７００〜１０００℃の温度範
囲になるように制御することにより常に安定した燃焼を
保つことができる。以下、実施例により本発明を具体的
に説明する。
【００１０】
（例１）１０００℃で２４時間焼成したγ−アルミナ粉
末（粒径６０μｍ、比表面積７０ｍ2 ／ｇ）を１平方イ
ンチ当り２００個の開口部（２００セル）を有するコー
ジェライト製ハニカム基材へウォッシュコートし、５０
０℃，５時間焼成して担体１を調製した。γ−アルミナ
のコート量はハニカム基材１００重量部当り４０重量部
であった。γ−アルミナの代わりに、シリカ（比表面積
７８ｍ2 ／ｇ）、チタニア（比表面積５１ｍ2 ／ｇ）、
ジルコニア（比表面積４４ｍ2 ／ｇ）、シリカ−アルミ
ナ複合酸化物（比表面積９４ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は
同様の方法で担体２〜５を調製した。担体１〜５を酸化
パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００℃、５時間
焼成して酸化パラジウム１０重量％（触媒全重量基準）
担持した触媒１〜５を調製した。
末（粒径６０μｍ、比表面積７０ｍ2 ／ｇ）を１平方イ
ンチ当り２００個の開口部（２００セル）を有するコー
ジェライト製ハニカム基材へウォッシュコートし、５０
０℃，５時間焼成して担体１を調製した。γ−アルミナ
のコート量はハニカム基材１００重量部当り４０重量部
であった。γ−アルミナの代わりに、シリカ（比表面積
７８ｍ2 ／ｇ）、チタニア（比表面積５１ｍ2 ／ｇ）、
ジルコニア（比表面積４４ｍ2 ／ｇ）、シリカ−アルミ
ナ複合酸化物（比表面積９４ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は
同様の方法で担体２〜５を調製した。担体１〜５を酸化
パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００℃、５時間
焼成して酸化パラジウム１０重量％（触媒全重量基準）
担持した触媒１〜５を調製した。
【００１１】四塩化チタン溶液５００ｇをイオン交換水
に溶解させ、ｐＨ＝３になるようにイオン交換水を加え
る。次にγ−アルミナ１６５ｇを加え、３時間攪はん
後、アンモニア水をｐＨ＝９になるまで滴下する。１時
間そのまま攪はん後、沈殿物をろ過、洗浄し、さらに乾
燥器で一昼夜乾燥後、電気炉で５００℃，５時間焼成続
いて１０００℃，２４時間焼成してチタニア−アルミナ
複合酸化物（ＴｉＯ2 ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝５６：４４重量
比）を調製した。これをコージェライト製ハニカム基材
にウォッシュコートし、５００℃，５時間焼成してコー
ジェライト製ハニカム基材１００重量部当りチタニア、
アルミナ複合酸化物４０重量部の担体６を調製した。担
体６を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００
℃，５時間焼成して酸化パラジウム１０重量％（触媒全
重量基準）担持した触媒６を調製した。
に溶解させ、ｐＨ＝３になるようにイオン交換水を加え
る。次にγ−アルミナ１６５ｇを加え、３時間攪はん
後、アンモニア水をｐＨ＝９になるまで滴下する。１時
間そのまま攪はん後、沈殿物をろ過、洗浄し、さらに乾
燥器で一昼夜乾燥後、電気炉で５００℃，５時間焼成続
いて１０００℃，２４時間焼成してチタニア−アルミナ
複合酸化物（ＴｉＯ2 ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝５６：４４重量
比）を調製した。これをコージェライト製ハニカム基材
にウォッシュコートし、５００℃，５時間焼成してコー
ジェライト製ハニカム基材１００重量部当りチタニア、
アルミナ複合酸化物４０重量部の担体６を調製した。担
体６を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００
℃，５時間焼成して酸化パラジウム１０重量％（触媒全
重量基準）担持した触媒６を調製した。
【００１２】オキシ塩化ジルコニウム１０６ｇをイオン
交換水に溶解させ、ｐＨ＝２になるようにイオン交換水
を加える。次にγ−アルミナ３６５ｇを加え、３時間攪
はん後、アンモニア水をｐＨ＝９になるまで滴下する。
１時間そのまま攪はん後、沈殿物をろ過、洗浄し、さら
に乾燥器で一昼夜乾燥後、電気炉で５００℃，５時間焼
成続いて１０００℃，２４時間焼成してジルコニア−ア
ルミナ複合酸化物（ＺｒＯ2 ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝１０：９０
重量比）を調製した。これをコージェライト製ハニカム
基材にウォッシュコートし、５００℃，５時間焼成して
コージェライト製ハニカム基材１００重量部当りジルコ
ニア−アルミナ複合酸化物４０重量部の担体７を得た。
担体７を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後５００
℃，５時間焼成して酸化パラジウム１０重量％（触媒全
重量基準）担持させた触媒７を得た。
交換水に溶解させ、ｐＨ＝２になるようにイオン交換水
を加える。次にγ−アルミナ３６５ｇを加え、３時間攪
はん後、アンモニア水をｐＨ＝９になるまで滴下する。
１時間そのまま攪はん後、沈殿物をろ過、洗浄し、さら
に乾燥器で一昼夜乾燥後、電気炉で５００℃，５時間焼
成続いて１０００℃，２４時間焼成してジルコニア−ア
ルミナ複合酸化物（ＺｒＯ2 ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝１０：９０
重量比）を調製した。これをコージェライト製ハニカム
基材にウォッシュコートし、５００℃，５時間焼成して
コージェライト製ハニカム基材１００重量部当りジルコ
ニア−アルミナ複合酸化物４０重量部の担体７を得た。
担体７を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後５００
℃，５時間焼成して酸化パラジウム１０重量％（触媒全
重量基準）担持させた触媒７を得た。
【００１３】（例２）例１で焼成した担体１〜７を用
い、硝酸ランタン、硝酸セリウム、硝酸ネオジムの各水
溶液または混合水溶液に浸漬後、１００℃で乾燥、５０
０℃で焼成し、希土類元素の酸化物１〜２０wt％を含有
した担体８〜１４を調製した。担体８〜１４を硝酸パラ
ジウム、硝酸マグネシウム水溶液に浸漬し乾燥後、５０
０℃で焼成したものを、さらに１０００℃で５時間焼成
して酸化パラジウム１０wt％及び酸化マグネシウム１〜
２０wt％を担持した触媒８〜１４を調製した。
い、硝酸ランタン、硝酸セリウム、硝酸ネオジムの各水
溶液または混合水溶液に浸漬後、１００℃で乾燥、５０
０℃で焼成し、希土類元素の酸化物１〜２０wt％を含有
した担体８〜１４を調製した。担体８〜１４を硝酸パラ
ジウム、硝酸マグネシウム水溶液に浸漬し乾燥後、５０
０℃で焼成したものを、さらに１０００℃で５時間焼成
して酸化パラジウム１０wt％及び酸化マグネシウム１〜
２０wt％を担持した触媒８〜１４を調製した。
【００１４】（例３）触媒１〜７を前段（ガス入り口
側）、触媒８〜１４を後段（ガス出口側）に配置し、メ
タン３％（残部空気）、ガス空間速度３００，０００ｈ
-1の条件で、触媒層入口温度を２℃／min で昇温させ、
メタンが急激に反応を開始する着火温度と入口温度３５
０℃でのメタン燃焼率を測定した結果及び触媒層出口温
度を９００℃に保ちながら１００時間の耐久性（エージ
ング）試験を行った後の試験結果を表１に示す。
側）、触媒８〜１４を後段（ガス出口側）に配置し、メ
タン３％（残部空気）、ガス空間速度３００，０００ｈ
-1の条件で、触媒層入口温度を２℃／min で昇温させ、
メタンが急激に反応を開始する着火温度と入口温度３５
０℃でのメタン燃焼率を測定した結果及び触媒層出口温
度を９００℃に保ちながら１００時間の耐久性（エージ
ング）試験を行った後の試験結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】（比較例）希土類元素の酸化物及び酸化マ
グネシウムを含有していない触媒１〜７を前段及び後段
に、希土類元素の酸化物及び酸化マグネシウムを含有す
る触媒８〜１４を前段及び後段に配置し、例３と同様の
試験を行った結果を表２に示す。
グネシウムを含有していない触媒１〜７を前段及び後段
に、希土類元素の酸化物及び酸化マグネシウムを含有す
る触媒８〜１４を前段及び後段に配置し、例３と同様の
試験を行った結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２のように希土類元素の酸化物及び酸化
マグネシウムを含有しない触媒を組み合わせた場合、着
火温度は３５０℃以下であるが、燃焼率は急激に低下し
た。また希土類元素の酸化物及び酸化マグネシウムを含
有する触媒を組み合わせた場合、着火温度は３８０℃以
上になり低温燃焼が困難であった。
マグネシウムを含有しない触媒を組み合わせた場合、着
火温度は３５０℃以下であるが、燃焼率は急激に低下し
た。また希土類元素の酸化物及び酸化マグネシウムを含
有する触媒を組み合わせた場合、着火温度は３８０℃以
上になり低温燃焼が困難であった。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば酸
化開始温度が低く（着火性がよく）しかも高温において
も安定して可燃性ガスを完全燃焼させる方法を提供する
ことができる。
化開始温度が低く（着火性がよく）しかも高温において
も安定して可燃性ガスを完全燃焼させる方法を提供する
ことができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 パラジウム含有触媒を用いて可燃性ガス
を燃焼させる方法において、耐熱性セラミックスを基材
とし、これにアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア
単独またはこれらの酸化物のうちの少なくとも２種以上
の酸化物からなる複合酸化物を含有する担体に、酸化パ
ラジウムを担持させた触媒を前段に、また耐熱性セラミ
ックスを基材とし、これにアルミナ、シリカ、チタニ
ア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうち少なく
とも２種以上の酸化物からなる複合酸化物及び希土類元
素の酸化物を含有する担体に、酸化パラジウム及び酸化
マグネシウムを担持させた触媒を後段に配置することを
特徴とする可燃性ガスの燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32045292A JPH06159631A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 可燃性ガスの燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32045292A JPH06159631A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 可燃性ガスの燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159631A true JPH06159631A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18121611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32045292A Withdrawn JPH06159631A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 可燃性ガスの燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06159631A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536074A (ja) * | 2004-05-05 | 2007-12-13 | シーメンス パワー ジェネレーション インコーポレイテッド | 触媒活性コーティング、および基板上に堆積させる方法 |
| EP2374536A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-12 | Ford Global Technologies, LLC | Palladium-containing oxidation catalyst on ternary Al-Ti-Zr-oxide |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP32045292A patent/JPH06159631A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536074A (ja) * | 2004-05-05 | 2007-12-13 | シーメンス パワー ジェネレーション インコーポレイテッド | 触媒活性コーティング、および基板上に堆積させる方法 |
| EP2374536A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-12 | Ford Global Technologies, LLC | Palladium-containing oxidation catalyst on ternary Al-Ti-Zr-oxide |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |