JPH06198187A

JPH06198187A - 亜酸化窒素分解用触媒

Info

Publication number: JPH06198187A
Application number: JP4362100A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Yoshimoto; 雅文吉本; Tadao Nakatsuji; 忠夫仲辻; Kazuhiko Nagano; 一彦永野; Kenji Nakahira; 健二中平
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1992-12-29
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【構成】アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）に、（ａ）、ルテニウ
ム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）から選ばれる少なくと
も１種、及び（ｂ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、
鉄（Ｆｅ）から選ばれる少なくとも１種を担持した触
媒。【効果】排ガス中の亜酸化窒素を、低温度においても効
率よく接触分解することが出来、かつ水分の影響を受け
にくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中の窒素酸化
物、とりわけ亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）の分解除去用触媒に
係わり、詳しくは工場、自動車、ゴミ焼却炉、下水汚泥
焼却炉などの廃棄物処理設備などから排出される排気ガ
ス中に含まれる亜酸化窒素を分解除去する際に用いる好
適な窒素酸化物分解用触媒に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多種の
排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘ）は、健康に有害
であり、かつ光化学スモッグや酸性雨の発生原因ともな
りうるため、その排出は厳しく制限されており、その効
果的な除去手段の開発が望まれている。ところで、従来
排出規制が義務づけられている窒素酸化物は主として一
酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ_２）である。

【０００３】これらＮＯｘの除去方法としては、触媒を
用いて排ガス中のＮＯｘを低減する方法が既にいくつか
実用化されている。例えば（イ）ガソリン自動車におけ
る三元触媒法や、（ロ）ボイラー等の大型設備排出源か
らの排ガスについて、アンモニアを用いる選択的接触還
元法が挙げられる。また、最近では（ハ）炭化水素を用
いた排ガス中のＮＯｘ除去方法として、銅等の金属を担
持したゼオライト、あるいはアルミナ等の金属酸化物を
触媒として炭化水素の共存下でＮＯを含むガスと接触さ
せる方法などが提案されるている。ところが、こうした
方法ではいずれも、排ガス中のＮ_２Ｏの処理は不可能で
はないが十分ではなく、従来これらは、前述した脱硝設
備の後流に未処理のまま排出されてきた。これは、これ
までＮ_２Ｏに対する法的な規制値がなく、又、ＪＩＳの
ような公的な測定方法も定められてなかったことなどと
も関連しており、実質的にはこれらの処理は、脱硝の対
象としては黙視されてきたというのが現実であった。

【０００４】ところが、前述した脱硝方法においては、
その運転条件によってＮ_２Ｏが生成することが認められ
ており、又、最近ではゴミ焼却炉や下水汚泥焼却炉など
からも比較的高濃度のＮ_２Ｏが生成することも報告され
ている。加えて近年、Ｎ_２Ｏは、ＣＯ_２、フロン、ＣＨ
_４等とともに、成層圏でのオゾン層の破壊、ないしは温
室効果による温度上昇などもたらす地球規模的汚染物質
として特に注目されてきている。

【０００５】こうした事情からＮ_２Ｏの処理方法、とり
わけその分解触媒についての関心が高まっており、いく
つかの方法が提案されてきた。それらは例えば、ゼオラ
イト系の担体に各種の遷移金属を担持させたものあるい
は又、酸化マグネシウムや酸化亜鉛などの塩基性担体に
各種の遷移金属を担持させたものである。しかしながら
これらはいずれも活性を示す温度が高く、低温では充分
なる性能が得られず、又処理ガス中に水分があるとその
影響を強く受けて失活するなどの弱点を有していた。本
発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、排ガス中のＮ_２Ｏを効率よく分解
することが出来るＮ_２Ｏ分解用触媒を提供することにあ
る。

【０００６】

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、アルミナ（Ａ
ｌ_２Ｏ_３）に、（ａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム
（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）から選ばれる少なくとも
１種、及び（ｂ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄
（Ｆｅ）から選ばれる少なくとも１種を担持させてな
る。

【０００７】本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、例
えば次のようにして調製される。すなわち、本発明にお
けるアルミナは、種々の活性アルミナ（γ−Ａｌ
_２Ｏ_３）及びα−Ａｌ_２Ｏ_３を用いることが出来る。こ
うしたものとしては、住友化学製の球状活性アルミナＫ
ＨＤ−２４（−４６）、同ＮＫＨＤ−２４（−４６）な
どのγ−Ａｌ_２Ｏ_３、あるいは又、Ａ−２６、ＡＭＳ−
２、ＡＭＳ−９、ＡＭＳ−１２などの球状α−Ａｌ_２Ｏ
_３及び又、不二見インコーポレテッド（株）製のＡＭＳ
−３１、ＡＭＳ−３２、ＡＭＳ−３３、ＡＭＳ−３４な
どの球状α−Ａｌ_２Ｏ_３を例示することが出来る。

【０００８】本発明に係る触媒は、例えば以下の方法に
より調製することが出来る。前述したアルミナ担体を、
（ｂ）成分であるＣｕ、Ｃｏ、Ｆｅなどの金属の硫酸
塩、硝酸塩、酢酸塩及び塩化物の水溶液中に一定時間浸
漬させ、これら金属を含浸し、乾燥した後、５００℃〜
１０００℃で３〜５時間焼成する。この焼成によって、
高温で添加量が多い場合には、メタルアルミネートが生
成することがＸＲＤによって確かめられた。次に、こう
して得られたアルミナを、（ａ）成分であるＲｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒなどの貴金属の塩化物の水溶液中に一定時間浸
漬させ、これら貴金属を含浸し、乾燥した後、ヒドラジ
ンで還元し乾燥後、４００℃〜５００℃で３〜５時間焼
成する。以上のようにして本発明に係る触媒が得られる
が、これら貴金属の好適な担持量は、貴金属として０．
３〜２ｗｔ％である。０．３ｗｔ％以下では、これらの
効果が十分に発揮されず、又２ｗｔ％を超えてもそれに
見合うだけの活性の向上は得られなかった。又、Ｃｕ、
Ｃｏ、Ｆｅなどの金属の好適な担持量は、Ｃｕ、Ｃｏの
場合酸化物として１〜８０ｗｔ％であり、Ｆｅの場合は
１ｗｔ％〜１６０ｗｔ％である。

【０００９】本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、従
来公知の成形方法により、ハニカム状球状等の種々の形
状に成形することが出来る。さらに又、アルミナ担体の
みを成形し、金属及び貴金属を成形後に含浸させてもよ
い。さらに又、別に成形したセラミックス担体あるいは
セラミックファイバー製基材、コージェライト製ハニカ
ム等の上に前述した触媒粉をウォッシュコートしてもよ
い。又、成形の際には、成形助剤、無機繊維、有機バイ
ンダー等を適宜配合してもよい。本発明に係る亜酸化窒
素分解用触媒が、Ｎ_２Ｏに対して活性を示す最適な温度
は、触媒種によって異なるが通常２００℃〜６００℃で
あり、この温度領域においては、空間速度（ＳＶ）５０
０〜５０００００程度で排ガスを通流させることが好ま
しい。なお、より好適な使用温度領域は３００℃〜５０
０℃である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。（Ｉ）、触媒の調製実施例１粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、細孔容積０．３８ｍｌ／ｇ、吸
水率４８％の住友化学製の球状活性アルミナＮＫＨＤ−
２４をＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液中に浸漬し、ＣｕＯ
として５ｗｔ％となるように含浸し、余分な水分を吹き
とばした後１２０℃で５時間乾燥した。さらに９００℃
で４時間焼成した。次にこれを、ＲｈＣｌ_３水溶液中に
浸漬し、Ｒｈとして０．５ｗｔ％となるように含浸し
た。余分な水分を吹きとばしした後、１００℃で５時間
乾燥した。次に５％のヒドラジン溶液にて気泡が出なく
なるまで浸漬し、還元した。これらを温水で十分水洗
し、余分な水分を吹きとばした後１００℃で２時間乾
燥、さらに５００℃で４時間焼成してＲｈを０．５ｗｔ
％、ＣｕＯを５ｗｔ％担持した球状アルミナ触媒を得
た。

【００１１】実施例２実施例１において、ＲｈＣｌ_３水溶液にかえて、ＲｕＣ
ｌ_３水溶液とする以外は実施例１と同様にして、Ｒｕを
０．５ｗｔ％、ＣｕＯを５ｗｔ％担持した球状アルミナ
触媒を得た。

【００１２】実施例３実施例１において、ＲｈＣｌ_３水溶液にかえて、ＩｒＣ
ｌ_４水溶液とする以外は実施例１と同様にして、Ｉｒを
０．５ｗｔ％、ＣｕＯを５ｗｔ％担持した球状アルミナ
触媒を得た。

【００１３】実施例４実施例１において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液にかえ
て、ＣｏＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ水溶液とする以外は実施例１
と同様にして、Ｒｈを０．５ｗｔ％、ＣｏＯを５ｗｔ％
担持した球状アルミナ触媒を得た。

【００１４】実施例５実施例１において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液にかえ
て、ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ水溶液とする以外は実施例１
と同様にして、Ｒｈを０．５ｗｔ％、Ｆｅ_２Ｏ_３を５ｗ
ｔ％担持した球状アルミナ触媒を得た。

【００１５】実施例６実施例３において、ＩｒＣｌ_４水溶液の濃度を２倍とす
る以外は実施例３と同様にして、Ｉｒを１．０ｗｔ％、
ＣｕＯを５ｗｔ％担持した球状アルミナ触媒を得た。

【００１６】実施例７実施例３において、ＩｒＣｌ_４水溶液の濃度を４倍とす
る以外は実施例３と同様にして、Ｉｒを２．０ｗｔ％、
ＣｕＯを５ｗｔ％担持した球状アルミナ触媒を得た。

【００１７】実施例８実施例１において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液の濃度
を２倍とする以外は実施例１と同様にして、Ｒｈを０．
５ｗｔ％、ＣｕＯを１０ｗｔ％担持した球状アルミナ触
媒を得た。

【００１８】実施例９実施例１において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液の濃度
を４倍とする以外は実施例１と同様にして、Ｒｈを０．
５ｗｔ％、ＣｕＯを２０ｗｔ％担持した球状アルミナ触
媒を得た。

【００１９】実施例１０実施例１において、ＫＨＤ−２４にかえて、粒径が２ｍ
ｍ〜４ｍｍ、細孔容積０．３３ｍｌ／ｇ、吸水率３３％
の不二見インコーポレイテッド（株）製の球状アルミナ
ＡＭＳ−３４とする以外は、実施例１と同様にして、Ｒ
ｈを０．５ｗｔ％、ＣｕＯを５ｗｔ％担持した球状アル
ミナ触媒を得た。

【００２０】実施例１１実施例２において、ＫＨＤ−２４にかえて、実施例１０
で用いたＡＭＳ−３４とする以外は、実施例２と同様に
して、Ｒｕを０．５ｗｔ％、ＣｕＯを５ｗｔ％担持した
球状アルミナ触媒を得た。

【００２１】実施例１２実施例３において、ＫＨＤ−２４にかえて、実施例１０
で用いたＡＭＳ−３４とする以外は、実施例３と同様に
して、Ｉｒを０．５ｗｔ％、ＣｕＯを５ｗｔ％担持した
球状アルミナ触媒を得た。

【００２２】比較例１実施例１において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液による
処理をせずして、Ｒｈを０．５ｗｔ％担持した球状アル
ミナ触媒を得た。

【００２３】比較例２実施例２において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液による
処理をせずして、Ｒｕを０．５ｗｔ％担持した球状アル
ミナ触媒を得た。

【００２４】比較例３実施例３において、ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ水溶液による
処理をせずして、Ｉｒを０．５ｗｔ％担持した球状アル
ミナ触媒を得た。

【００２５】（ＩＩ）、評価試験実施例１〜１２、比較例１〜３で得た触媒について、下
記の試験条件により、常圧流通式反応装置を用い、亜酸
化窒素含有ガスの接触分解を行い、亜酸化窒素のＮ_２へ
の転換率をガスクロマトグラフ法によりＮ_２を定量し
た。試験条件、ガス組成Ｎ_２Ｏ５０ｐｐｍＯ_２５％Ｈ_２Ｏ２％Ｈｅ残部、空間速度１００００Ｈｒ^１、反応温度２５０℃、３５０℃、４５０℃、
５５０℃ 結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る亜酸化窒素分解用触媒は、排ガス中の亜酸化窒素を低
温度においても効率よく接触分解することが出来、又、
排ガスに水分が存在してもその影響は受けにくいなど、
優れた特有の効果を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中平健二大阪府堺市戎島町５丁１番地堺化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）に、（ａ）、ルテ
ニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）から選ばれる少なくとも１種、及び（ｂ）、銅（Ｃ
ｕ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）から選ばれる少な
くとも１種を担持することを特徴とする亜酸化窒素分解
用触媒。