JPH0647283A - 燃焼用触媒担体とその製法 - Google Patents
燃焼用触媒担体とその製法Info
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- JPH0647283A JPH0647283A JP4223490A JP22349092A JPH0647283A JP H0647283 A JPH0647283 A JP H0647283A JP 4223490 A JP4223490 A JP 4223490A JP 22349092 A JP22349092 A JP 22349092A JP H0647283 A JPH0647283 A JP H0647283A
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- binder
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒燃焼の持つ低窒素酸化物発生性、完全燃
焼性（低一酸化炭素、低臭気）を最大限に生かすと共
に、長期間の使用に耐える燃焼用触媒担体及び該燃焼用
触媒担体の製法の提供。 【構成】 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの体熱性無機材料
粒子、（ｂ）結合剤、（ｃ）無機質短繊維、を含有し、
気体透過度（ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2ａｔ１０ｍｍＨ2Ｏ）
１．５以上、３点曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2） ６０以
上、耐熱衝撃性１０サイクル以上、であることを特徴と
する燃焼用触媒担体及び該燃焼用触媒担体の製法。
焼性（低一酸化炭素、低臭気）を最大限に生かすと共
に、長期間の使用に耐える燃焼用触媒担体及び該燃焼用
触媒担体の製法の提供。 【構成】 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの体熱性無機材料
粒子、（ｂ）結合剤、（ｃ）無機質短繊維、を含有し、
気体透過度（ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2ａｔ１０ｍｍＨ2Ｏ）
１．５以上、３点曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2） ６０以
上、耐熱衝撃性１０サイクル以上、であることを特徴と
する燃焼用触媒担体及び該燃焼用触媒担体の製法。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、触媒燃焼に使用する燃焼用触媒
のための担体とその製法に関する。
のための担体とその製法に関する。
【０００２】
【従来技術】火炎燃焼で避けることのできない窒素酸化
物生成の低減を行う方法として、触媒燃焼がある。この
燃焼方式は、特に、液体燃料（灯油留分）を燃料とする
民生用、業務用の触媒バーナー、触媒燃焼暖房器、触媒
燃焼加熱器などの触媒燃焼を利用した燃焼機器である触
媒燃焼機器に使用されている。そして、触媒担体は触媒
燃焼をおこなう上で必要不可欠なものである。前記触媒
燃焼用には触媒担体としてモノリス型・ハニカム型・粒
子充填型・粒子焼結型触媒担体が用いられている。この
中で、燃料の吹抜けの最も少ない粒子焼結型触媒担体は
最高の燃焼率と熱放射が得られる（特開昭６２−２７３
０４８、６４−７５０３９）という特徴がある。しかし
ながら、この粒子焼結型触媒も長期間使用すると不完全
燃焼がおこってくることがある。そこで、本発明者等は
この点を究明した結果、粒子焼結型触媒担体は繰り返し
行われる着火、消火時の熱衝撃によりクラックが入り、
このクラック発生部位の通気抵抗が小さくなるためこの
部位での燃料、空気の流量が増え、未燃分の吹抜け、不
完全燃焼が起こる。この未燃分や不完全燃焼分により臭
気や一酸化炭素のような有毒ガスが発生するだけでな
く、燃焼機器としての寿命が短くなることがわかった。
物生成の低減を行う方法として、触媒燃焼がある。この
燃焼方式は、特に、液体燃料（灯油留分）を燃料とする
民生用、業務用の触媒バーナー、触媒燃焼暖房器、触媒
燃焼加熱器などの触媒燃焼を利用した燃焼機器である触
媒燃焼機器に使用されている。そして、触媒担体は触媒
燃焼をおこなう上で必要不可欠なものである。前記触媒
燃焼用には触媒担体としてモノリス型・ハニカム型・粒
子充填型・粒子焼結型触媒担体が用いられている。この
中で、燃料の吹抜けの最も少ない粒子焼結型触媒担体は
最高の燃焼率と熱放射が得られる（特開昭６２−２７３
０４８、６４−７５０３９）という特徴がある。しかし
ながら、この粒子焼結型触媒も長期間使用すると不完全
燃焼がおこってくることがある。そこで、本発明者等は
この点を究明した結果、粒子焼結型触媒担体は繰り返し
行われる着火、消火時の熱衝撃によりクラックが入り、
このクラック発生部位の通気抵抗が小さくなるためこの
部位での燃料、空気の流量が増え、未燃分の吹抜け、不
完全燃焼が起こる。この未燃分や不完全燃焼分により臭
気や一酸化炭素のような有毒ガスが発生するだけでな
く、燃焼機器としての寿命が短くなることがわかった。
【０００３】
【目的】本発明の目的は、触媒燃焼の持つ低窒素酸化物
発生性、完全燃焼性（低一酸化炭素、低臭気）を最大限
に生かすと共に、長期間の使用に耐える燃焼用触媒担体
及び該燃焼用触媒担体の製法を提供する点にある。
発生性、完全燃焼性（低一酸化炭素、低臭気）を最大限
に生かすと共に、長期間の使用に耐える燃焼用触媒担体
及び該燃焼用触媒担体の製法を提供する点にある。
【０００４】
【構成】本発明の第一は、 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの耐熱性無機材料粒子 （ｂ）結合剤 （ｃ）無機質短繊維 を含有し、 気体透過度（ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2ａｔ１０ｍｍＨ2Ｏ）
１．５以上 ３点曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2） ６０以上 耐熱衝撃性 １０サイクル以上 であることを特徴とする燃焼用触媒担体に関する。な
お、気体透過度は差圧水柱１０ｍｍにおける気体通過量
ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2をもって表示したものであり、耐熱
性衝撃性は、８５０℃で１０分間保持後室温まで放冷す
る工程を１サイクルとして、クラックが発生するまでの
サイクル数により表示した。本発明の第二は、 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの耐熱性無機材料粒子 （ｂ）結合剤 （ｃ）無機質短繊維 および （ｄ）低温硬化剤 とを混合し、加圧成形した後、６００〜１３００℃で焼
成することを特徴とする燃焼用触媒担体の製法に関す
る。
１．５以上 ３点曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2） ６０以上 耐熱衝撃性 １０サイクル以上 であることを特徴とする燃焼用触媒担体に関する。な
お、気体透過度は差圧水柱１０ｍｍにおける気体通過量
ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2をもって表示したものであり、耐熱
性衝撃性は、８５０℃で１０分間保持後室温まで放冷す
る工程を１サイクルとして、クラックが発生するまでの
サイクル数により表示した。本発明の第二は、 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの耐熱性無機材料粒子 （ｂ）結合剤 （ｃ）無機質短繊維 および （ｄ）低温硬化剤 とを混合し、加圧成形した後、６００〜１３００℃で焼
成することを特徴とする燃焼用触媒担体の製法に関す
る。
【０００５】前記無機材料粒子（骨材）としては、粒子
状のアルミナ、シリカ、アルミナ・シリカ混合物、ムラ
イトなどの耐熱性無機材料が用いられる。その粒径範囲
は、直径０．２〜５．０ｍｍで好ましくは０．５〜２．
０ｍｍである。粒径が０．２ｍｍより小さい場合には通
気抵抗が大きくなり実用に耐えない。また、５．０ｍｍ
より大きい場合には３点曲げ強度が小さくなり実用に耐
えない。
状のアルミナ、シリカ、アルミナ・シリカ混合物、ムラ
イトなどの耐熱性無機材料が用いられる。その粒径範囲
は、直径０．２〜５．０ｍｍで好ましくは０．５〜２．
０ｍｍである。粒径が０．２ｍｍより小さい場合には通
気抵抗が大きくなり実用に耐えない。また、５．０ｍｍ
より大きい場合には３点曲げ強度が小さくなり実用に耐
えない。
【０００６】結合材としては通常、りん酸アルミニウム
などの無機材料が用いられる。結合材（りん酸アルミニ
ウム）の配合量は３〜１２重量％で、好ましくは５〜９
重量％である。結合材が３重量％より少ない場合には触
媒担体の３点曲げ強度が小さくなり実用に耐えない。ま
た、１２重量％より多い場合には気体透過度が低下す
る。ただし、本発明における重量割合はすべて無機材料
粒子に対する百分率（外割）である。
などの無機材料が用いられる。結合材（りん酸アルミニ
ウム）の配合量は３〜１２重量％で、好ましくは５〜９
重量％である。結合材が３重量％より少ない場合には触
媒担体の３点曲げ強度が小さくなり実用に耐えない。ま
た、１２重量％より多い場合には気体透過度が低下す
る。ただし、本発明における重量割合はすべて無機材料
粒子に対する百分率（外割）である。
【０００７】結合材に添加する無機質の短繊維はアルミ
ナ・シリカ、ムライト、アルミナ、石英ウールなどの短
繊維や、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸カリウムなどの
ウィスカーが使用できるが、特に好ましい材質はアルミ
ナ・シリカである。無機質短繊維は、通常直径０．１〜
４０μｍ、長さは５μｍ〜４ｍｍのものである。無機質
の短繊維（アルミナ・シリカ製短繊維）の配合量は０．
０４〜３．０重量％で、好ましくは０．１〜０．３重量
％である。無機質の短繊維が０．０４重量％より少ない
と耐熱衝撃性が小さくなる。また、３．０重量％より多
いと強度が小さくなり実用に耐えない。
ナ・シリカ、ムライト、アルミナ、石英ウールなどの短
繊維や、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸カリウムなどの
ウィスカーが使用できるが、特に好ましい材質はアルミ
ナ・シリカである。無機質短繊維は、通常直径０．１〜
４０μｍ、長さは５μｍ〜４ｍｍのものである。無機質
の短繊維（アルミナ・シリカ製短繊維）の配合量は０．
０４〜３．０重量％で、好ましくは０．１〜０．３重量
％である。無機質の短繊維が０．０４重量％より少ない
と耐熱衝撃性が小さくなる。また、３．０重量％より多
いと強度が小さくなり実用に耐えない。
【０００８】結合材の低温硬化剤としてはＭｇＯ、Ｍｇ
（ＯＨ）2、Ａｌ（ＯＨ）3、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2な
どのアルカリ性無機材料粉末が使用できる。前記低温硬
化剤（ＭｇＯ微粉）の配合量は０．０３〜１．２重量％
で、好ましくは０．１〜１．０重量％である。低温硬化
剤が０．０３重量％より少ないと成形体の強度が小さく
なり、１．２重量％より多いと焼成前の粘性が高くなり
成形性が悪くなる。
（ＯＨ）2、Ａｌ（ＯＨ）3、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2な
どのアルカリ性無機材料粉末が使用できる。前記低温硬
化剤（ＭｇＯ微粉）の配合量は０．０３〜１．２重量％
で、好ましくは０．１〜１．０重量％である。低温硬化
剤が０．０３重量％より少ないと成形体の強度が小さく
なり、１．２重量％より多いと焼成前の粘性が高くなり
成形性が悪くなる。
【０００９】加圧成形時の圧力は、グリーンが充分な強
度を保持できる圧力が必要であり、通常は２０〜３０ｋ
ｇ／ｃｍ2であるが、これに限定されるものではない。
焼成温度は６００〜１３００℃の範囲で、好ましくは９
００〜１１００℃である。焼成温度が６００℃より低い
と触媒担体の３点曲げ強度が小さくなる。１３００℃よ
り高いと耐熱衝撃性が低下する。
度を保持できる圧力が必要であり、通常は２０〜３０ｋ
ｇ／ｃｍ2であるが、これに限定されるものではない。
焼成温度は６００〜１３００℃の範囲で、好ましくは９
００〜１１００℃である。焼成温度が６００℃より低い
と触媒担体の３点曲げ強度が小さくなる。１３００℃よ
り高いと耐熱衝撃性が低下する。
【００１０】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。本発明で使用す
る触媒担体は、以下に示す各材料を混合して、成形、焼
成したものである。ただし、混合割合は骨材に対する百
分率（外割）の値である。 原料組成 骨材：アルミナビーズ（平均直径約０．８ｍｍ） 結合材：りん酸アルミニウム ８重量％ 低温硬化剤：ＭｇＯ微粉（平均粒径約０．３μｍ） ０．５重量％ 無機質の短繊維：アルミナ・シリカ質短繊維 （平均直径約１０μｍ、平均長さ約０．４ｍｍ） ０．２重量％ 製造方法 前記に示した原料を自転公転型の混合機を用いて所定の
方法で骨材、結合材、低温硬化剤、無機質の短繊維が均
一になるように混合した。混合物を１００×１００ｍｍ
の開口部を持つ型枠に均一に充填した。油圧プレスを用
いて約２０ｋｇｆ／ｃｍ2で圧力成形した。この成形体
をマッフル炉を用いて焼成した。 焼成温度：１０００℃ 触媒担体形状：１００×１００ｍｍ、厚さ９ｍｍの板状
体、得られた触媒担体の重量は１４０ｇであった。この
触媒担体を用いて気体透過度、３点曲げ強度、および熱
衝撃試験を行った。試験の結果は他の製造条件と共に表
１に示した。また、この触媒担体に触媒金属を担持し、
焼成、還元を行うことにより触媒体とすることができ
る。
発明はこれに限定されるものではない。本発明で使用す
る触媒担体は、以下に示す各材料を混合して、成形、焼
成したものである。ただし、混合割合は骨材に対する百
分率（外割）の値である。 原料組成 骨材：アルミナビーズ（平均直径約０．８ｍｍ） 結合材：りん酸アルミニウム ８重量％ 低温硬化剤：ＭｇＯ微粉（平均粒径約０．３μｍ） ０．５重量％ 無機質の短繊維：アルミナ・シリカ質短繊維 （平均直径約１０μｍ、平均長さ約０．４ｍｍ） ０．２重量％ 製造方法 前記に示した原料を自転公転型の混合機を用いて所定の
方法で骨材、結合材、低温硬化剤、無機質の短繊維が均
一になるように混合した。混合物を１００×１００ｍｍ
の開口部を持つ型枠に均一に充填した。油圧プレスを用
いて約２０ｋｇｆ／ｃｍ2で圧力成形した。この成形体
をマッフル炉を用いて焼成した。 焼成温度：１０００℃ 触媒担体形状：１００×１００ｍｍ、厚さ９ｍｍの板状
体、得られた触媒担体の重量は１４０ｇであった。この
触媒担体を用いて気体透過度、３点曲げ強度、および熱
衝撃試験を行った。試験の結果は他の製造条件と共に表
１に示した。また、この触媒担体に触媒金属を担持し、
焼成、還元を行うことにより触媒体とすることができ
る。
【００１１】
【表１】 ただし、評価で○は特許請求の範囲に規定した条件を満
たしたもの、×は特許請求の範囲に規定した条件を満た
さなかったものを示した。耐熱衝撃性試験は８５０℃で
１０分間保持後室温まで放冷、このサイクルを１０回繰
り返す。 触媒の製法 触媒担体に触媒燃焼および酸化反応の触媒として最も代
表的な金属である白金、ロジウムあるいはパラジウムを
担持して触媒燃焼用の触媒として使用する。具体的には
前記触媒担体に０．２５重量％の塩化白金酸の水溶液を
用いて白金を浸漬法により担持した。上記塩化白金酸溶
液中に触媒担体を浸し、その後大気中で頻繁に裏返しな
がら乾燥する。次いで大気雰囲気の電気炉中で、８０
℃、１００℃、１２０℃の各温度でそれぞれ３０分間保
持した後５００℃迄昇温して焼成する。焼成した後に、
以下に示す条件で還元処理を行い触媒とする。 還元ガス：水素１２ｖｏｌ．％となるように調製した窒
素ガス 焼成条件：室温から４００℃まで昇温（２００℃／Ｈ
ｒ．） その後４００℃にて２０分間保持 その後、室温まで放冷（１００℃位で窒素ガスにて水素
をパージする） この白金担持操作を必要により数回繰り返して行うこと
ができる。
たしたもの、×は特許請求の範囲に規定した条件を満た
さなかったものを示した。耐熱衝撃性試験は８５０℃で
１０分間保持後室温まで放冷、このサイクルを１０回繰
り返す。 触媒の製法 触媒担体に触媒燃焼および酸化反応の触媒として最も代
表的な金属である白金、ロジウムあるいはパラジウムを
担持して触媒燃焼用の触媒として使用する。具体的には
前記触媒担体に０．２５重量％の塩化白金酸の水溶液を
用いて白金を浸漬法により担持した。上記塩化白金酸溶
液中に触媒担体を浸し、その後大気中で頻繁に裏返しな
がら乾燥する。次いで大気雰囲気の電気炉中で、８０
℃、１００℃、１２０℃の各温度でそれぞれ３０分間保
持した後５００℃迄昇温して焼成する。焼成した後に、
以下に示す条件で還元処理を行い触媒とする。 還元ガス：水素１２ｖｏｌ．％となるように調製した窒
素ガス 焼成条件：室温から４００℃まで昇温（２００℃／Ｈ
ｒ．） その後４００℃にて２０分間保持 その後、室温まで放冷（１００℃位で窒素ガスにて水素
をパージする） この白金担持操作を必要により数回繰り返して行うこと
ができる。
【００１２】
【効果】本発明は、触媒燃焼の持つ低窒素酸化物発生
性、完全燃焼性（低一酸化炭素、低臭気）を最大限に生
かすと共に、長期間の使用に耐える触媒燃焼機器を提供
できた。また、本発明の触媒燃焼システムは高い熱放射
が得られることにより熱放射による乾燥工程における乾
燥時間の低減をはかれる。さらに本発明の触媒燃焼シス
テムは熱放射による暖房が行えるので通風のよい場所で
使用できる。
性、完全燃焼性（低一酸化炭素、低臭気）を最大限に生
かすと共に、長期間の使用に耐える触媒燃焼機器を提供
できた。また、本発明の触媒燃焼システムは高い熱放射
が得られることにより熱放射による乾燥工程における乾
燥時間の低減をはかれる。さらに本発明の触媒燃焼シス
テムは熱放射による暖房が行えるので通風のよい場所で
使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 総一 東京都千代田区霞が関３丁目２番５号 昭 和シェル石油株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの耐熱性無機
材料粒子 （ｂ）結合剤 （ｃ）無機質短繊維 を含有し、 気体透過度（ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2ａｔ１０ｍｍＨ2Ｏ）
１．５以上 ３点曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2） ６０以上 耐熱衝撃性 １０サイクル以上 であることを特徴とする燃焼用触媒担体。 - 【請求項２】 （ａ）粒径０．２〜５ｍｍの耐熱性無機
材料粒子 （ｂ）結合剤 （ｃ）無機質短繊維 および （ｄ）低温硬化剤 とを混合し、加圧成形した後、６００〜１３００℃で焼
成することを特徴とする燃焼用触媒担体の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223490A JPH0647283A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 燃焼用触媒担体とその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223490A JPH0647283A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 燃焼用触媒担体とその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0647283A true JPH0647283A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16798957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223490A Pending JPH0647283A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 燃焼用触媒担体とその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647283A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012085225A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for manufacturing a catalyst support and a catalyst |
| US11982967B2 (en) | 2019-08-16 | 2024-05-14 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Sheet transport device and image forming apparatus |
| US11987914B2 (en) | 2018-04-04 | 2024-05-21 | Unifrax I Llc | Activated porous fibers and products including same |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4223490A patent/JPH0647283A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012085225A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for manufacturing a catalyst support and a catalyst |
| US11987914B2 (en) | 2018-04-04 | 2024-05-21 | Unifrax I Llc | Activated porous fibers and products including same |
| US11982967B2 (en) | 2019-08-16 | 2024-05-14 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Sheet transport device and image forming apparatus |
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