JPH06226053A - 排気ガス処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物を含有
する排気ガスの処理法に関する。 【構成】 排気流入側にロジウムを含有する触媒を、排
気流出側に白金を含有する触媒を直列に配置し、排気中
の一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物を除去するよう
にした排気ガスの処理法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関等の排ガス、す
なわち、一酸化炭素（以下、ＣＯと略称）、炭化水素
（以下、ＨＣと略称）及び窒素酸化物（以下、ＮＯｘと
略称）を含有する排気ガスの処理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の排ガス処理においては、理論
空燃比付近において排ガス中のＨＣ，ＣＯを利用してＰ
ｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等を混合担持した通称三元触媒（ＣＯ，
ＨＣ及びＮＯｘの３物質を同時に除去できる触媒）と呼
ばれる触媒によりＮＯｘを浄化している。近年、地球環
境問題の高まりの中で自動車の低燃費化の要求は強く、
理論空燃比以上で燃焼させるリーンバーンエンジンがキ
ーテクノロジーとして注目されている。

【０００３】最近リーン領域でＮＯｘを浄化できる触媒
として銅等のＩｂ族及びコバルト等のVIII族を含有した
結晶性シリケート触媒が高性能を有する触媒として脚光
をあびている。しかし、上記触媒では初期活性は十分な
性能を有するが、耐久性に乏しいという問題を抱えてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常のリーンバーンエ
ンジン排ガス温度が３００〜７００℃と高範囲にわたる
ため、活性金属のシンタリング等により触媒の劣化が急
激に生じる。そのため、活性金属のシンタリングが生じ
にくい貴金属系の使用が望まれている。

【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、酸素が過剰
なリーンバーン雰囲気であって排ガス温度が低温から高
温にわたって変動する領域においても十分脱硝すること
ができる方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意、リー
ンバーン雰囲気における貴金属触媒の脱硝活性を検討し
たところ、白金（Ｐｔ）とロジウム（Ｒｈ）が極めて有
効に作用することを見い出した。また、脱硝活性温度域
は白金は１５０〜２５０℃、ロジウムは２５０〜４５０
℃と分かれているため、この２種触媒を組み合わせれば
通常のリーンバーンエンジン排ガスの脱硝に適した温度
となる。すなわち、排気流入側にロジウム（Ｒｈ）を含
有する触媒を、排気流出側に白金（Ｐｔ）を含有する触
媒を直列に配置することにより、有効な排気ガス除去法
を見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は排気流入側にロジウムを含有する触媒を、排気流
出側に白金を含有する触媒を直列に配置し、排気中の一
酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物を除去することを特
徴とする排気ガス処理法である。

【０００７】

【作用】本発明で使用する排気流入側に担持するロジウ
ム（Ｒｈ）の担体としてはＡｌ ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ ，Ｓｉ
Ｏ₂ ，ＺｒＯ₂ 等の金属酸化物、ＳｉＯ₂ ・Ａｌ
₂ Ｏ₃，Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＺｒＯ₂ 等の複合酸化物、種々の
ゼオライト、さらに特公平０２−３５６９１号公報等に
示されている結晶性シリケートがあげられる。一方、排
気流出側に担持する白金（Ｐｔ）の担体としても上記ロ
ジウムと同様の担体があげられる。

【０００８】ガソリン自動車排ガスにおいては、リーン
バーンエンジン用ではＣＯ：０．１〜１０％、ＮＯ：
０．０５〜０．１５％、Ｈ₂ Ｏ：１０〜１３％、ＨＣ
（Ｃ：換算）：０．１〜１％、Ｏ₂ ：０．２〜１０％、
ＣＯ₂ ：１０〜１２％であり、排ガス流量は６〜１６リ
ットル／ｓ、排ガス温度は１５０〜５５０℃となる。さ
らに車の種類、運転状況により上記排ガス条件が大きく
変化し、とりわけリッチ雰囲気では瞬時に７００℃に到
達することもある。このような条件では配置される触媒
は耐久性を有するには貴金属触媒に限られ、とりわけ排
気流入側にロジウムを排気流出側に白金を配置すること
により、広範囲の温度域で活性を有する。なお、ロジウ
ムと白金を混合させて配置させた場合には白金の燃焼活
性が支配的になり３５０℃付近では還元剤であるＨＣ，
ＣＯが消費されてしまうため、脱硝活性を有さないこと
になる。以下、実施例にて本発明方法を詳細に説明す
る。

【０００９】

【実施例】

（実施例） 〇触媒の調製 排気の流れに対して流入側にロジウム（Ｒｈ）を含有す
る触媒、排出側に白金（Ｐｔ）を含有する触媒を次のよ
うに調製した。触媒学会参照触媒アルミナ（ＪＲＣ−Ａ
ＬＯ−２）をボールミルで粉砕してシリカゾル（スノー
テックス・・・シリカ分２０％）とアルミナゾル（アル
ミナ分１０％）とをアルミナ１００部に対して各々７０
部、２０部と水を加え、さらに硝酸を加えてｐＨ＝４と
してウォッシュコート用スラリを得た。１ｍｍ目ピッチ
のコージェライトハニカム基材（０．５リットル）に上
記スラリを浸漬して、余分なスラリを圧縮空気で吹き払
い１２０℃で３０分間乾燥して、乾燥後、更に該ハニカ
ム基材をスラリ溶液に浸漬する。繰り返して上記操作を
行って所定量のアルミナ（約６０ｇ／ｍ² 基材表面）を
コートした後、６００℃３時間電気炉中で焼成した。こ
のハニカムを塩化ロジウム水溶液（ＲｈＣｌ₃ ）（Ｒ
ｈ：１．９ｗｔ％水溶液）に１時間、室温浸漬し、浸漬
後余分の液を取り除いて乾燥を行い、その後窒素雰囲気
にて５００℃×６時間パージを行いハニカム触媒１を得
た。

【００１０】一方、上記同様のアルミナをコートしたハ
ニカムを塩化白金酸水溶液（Ｈ₂ ＰｔＣｌ₆ ：２２．７
ｇ／リットル）に１時間室温で浸漬し、浸漬後余分の液
を取り除いて乾燥を行い、その後窒素雰囲気を５００℃
×６時間パージを行い、ハニカム触媒２を得た。

【００１１】上記方法で調製したハニカム触媒１を排気
流入側に、ハニカム触媒２を排気流出側に直列に設置し
て活性評価試験を実施した。触媒配置図を図１に示す。
活性評価条件は下記の通りで定常活性を評価した。 〇温度（℃）：１５０，２５０，３５０，４５０ 〇ＧＨＳＶ ：３０，０００ｈ^-1（体積比で、ハニカム
触媒１：ハニカム触媒２＝１：１の組み合せ全体値） 〇ガス組成 ：ＮＯ：４００ｐｐｍ、ＣＯ：１０００ｐ
ｐｍ、Ｃ₂ Ｈ₄ ：１０００ｐｐｍ、Ｃ₃ Ｈ₆ ：３４０ｐ
ｐｍ、Ｏ₂ ：８％、Ｈ₂ Ｏ：１０％、ＣＯ₂ ：１０％、
Ｎ₂ ：残 活性評価結果（ＨＣ，ＮＯｘの浄化率）を後記表１に示
す。

【００１２】（比較例）比較のため排気流入側と排気流
出側を同一のハニカム触媒１，２を配置して活性評価を
実施した。又、アルミナハニカムに塩化白金酸（Ｈ₂ Ｐ
ｔＣｌ₆ ：２２．７ｇ／リットル）と塩化ロジウム（Ｒ
ｈＣｌ₃ ：Ｒｈ１．９％）の混合水溶液に浸漬し実施例
と同様にハニカム触媒化し、ハニカム触媒３を得た。こ
のハニカム触媒３も実施例と同一の条件で活性評価を実
施した。活性評価結果を表１に併せて記す。

【００１３】

【表１】

【００１４】上記実施例と比較例とを対比することによ
り、本発明方法によれば、１５０〜４５０℃の範囲にお
いて、酸素が過剰なリーンバーン雰囲気においても脱硝
が可能なことが判る。なお、本発明方法において配置し
た触媒は７００℃以上の高温還元雰囲気においても安定
な活性を示し耐久性を有するものであることを確認して
ある。

【００１５】

【発明の効果】本発明により、酸素が過剰なリーンバー
ン雰囲気においても脱硝が可能な方法が提供され、その
工業的効果は顕著なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の触媒の配置図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気流入側にロジウムを含有する触媒
   を、排気流出側に白金を含有する触媒を直列に配置し、
   排気中の一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物を除去す
   ることを特徴とする排気ガス処理法。