JPH0760064A - Nitrogen oxide removal method - Google Patents
Nitrogen oxide removal methodInfo
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- JPH0760064A JPH0760064A JP5211621A JP21162193A JPH0760064A JP H0760064 A JPH0760064 A JP H0760064A JP 5211621 A JP5211621 A JP 5211621A JP 21162193 A JP21162193 A JP 21162193A JP H0760064 A JPH0760064 A JP H0760064A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アンモニア等の還元剤を使用することなく、自
動車等の内燃機関から排出される、特に酸素過剰の排ガ
スを、効率良く浄化し、且つ、水蒸気の存在する高温で
の耐久性に優れる排ガス浄化用触媒を用いて排ガスを浄
化する方法を提供する。
【構成】有機溶媒中で四塩化ケイ素処理された、SiO
2/Al2O3モル比が少なくとも15以上であるゼオラ
イトと、一種以上の活性金属とからなる触媒を用いて、
窒素酸化物および炭化水素を含有する酸素過剰の排ガス
から窒素酸化物を除去する。(57) [Summary] [Purpose] Efficiently purifies exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobiles, especially in excess of oxygen, without using reducing agents such as ammonia, and at high temperatures where steam is present. There is provided a method for purifying exhaust gas using an exhaust gas purifying catalyst having excellent durability. [Structure] SiO treated with silicon tetrachloride in an organic solvent
Using a catalyst comprising a zeolite having a 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15 or more and one or more active metals,
Removing nitrogen oxides from oxygen-rich exhaust gas containing nitrogen oxides and hydrocarbons.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラー,自動車エン
ジン等から排出される窒素酸化物を含有する酸素過剰の
排ガスを触媒を用いて処理する方法に関し、更に詳細に
は、活性及び耐久性の非常に優れた触媒を用いて窒素酸
化物を除去する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating an exhaust gas containing nitrogen oxides, which is discharged from a boiler, an automobile engine, etc., in excess of oxygen using a catalyst. The present invention relates to a method for removing nitrogen oxides using a very excellent catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】ボイラー,自動車エンジン等から排出さ
れる排ガス中の窒素酸化物を除去する方法として、触媒
の存在下でアンモニアを用いる選択的接触還元法、また
排ガスを触媒に通し、未燃焼の一酸化炭素及び炭化水素
により還元する非選択的接触還元法等が実用化されてい
る。2. Description of the Related Art As a method for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from a boiler, an automobile engine, etc., a selective catalytic reduction method using ammonia in the presence of a catalyst, or a method of passing an exhaust gas through a catalyst and unburned A non-selective catalytic reduction method of reducing with carbon monoxide and hydrocarbon has been put to practical use.
【0003】特開昭60−125250号公報には、還
元剤非共存下で窒素酸化物を直接接触分解できる触媒と
して銅イオン交換したゼオライトが提案されている。JP-A-60-125250 proposes a copper ion-exchanged zeolite as a catalyst capable of directly catalytically decomposing nitrogen oxides in the absence of a reducing agent.
【0004】また、ディーゼルエンジン,低燃費化を目
的とした希薄燃焼エンジンの排ガス浄化用に、酸素過剰
下でも、未燃焼の一酸化炭素,炭化水素等の還元成分に
より窒素酸化物を選択的に還元できる触媒として、卑金
属をゼオライト等に含有させた触媒が提案されている
(特開昭63−100919号公報)。Further, for purification of exhaust gas of a diesel engine and a lean-burn engine for the purpose of reducing fuel consumption, nitrogen oxides are selectively removed by reducing components such as unburned carbon monoxide and hydrocarbons even in the presence of excess oxygen. As a catalyst that can be reduced, a catalyst in which a base metal is contained in zeolite or the like has been proposed (JP-A-63-100919).
【0005】しかしながら、これらの提案されている触
媒は、特に高温での耐久性に問題があり、実用化される
に至っていない。However, these proposed catalysts have problems in durability, especially at high temperatures, and have not been put into practical use.
【0006】そこで、ゼオライトの表面付近のAlをS
iと置換し、ゼオライト外表面を疎水化することによ
り、ゼオライトの高温水蒸気存在下での耐久性を向上す
る試みがなされている(特開平4−271843号公
報)。しかしながら、この提案されている方法では、ケ
イフッ化アンモニウムを用いて水溶液中でSi置換を行
っているため、水溶液中でケイフッ化アンモニウムの一
部が加水分解して生成するフッ酸により、ゼオライト細
孔内の脱Alを引き起こし、充分な耐久性が得られなか
った。Therefore, Al near the surface of the zeolite is replaced by S.
Attempts have been made to improve the durability of zeolite in the presence of high temperature steam by substituting it with i to make the outer surface of the zeolite hydrophobic (JP-A-4-271843). However, in this proposed method, since Si substitution is carried out in an aqueous solution using ammonium silicofluoride, zeolite pores are generated by hydrofluoric acid produced by hydrolysis of part of the ammonium silicofluoride in the aqueous solution. However, sufficient Al durability was not obtained due to the removal of Al inside.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アン
モニア等の還元剤を使用することなく、自動車等の内燃
機関から排出される、特に酸素過剰の排ガスを、効率良
く浄化し、且つ、水蒸気の存在する高温での耐久性に優
れる排ガス浄化用触媒を用いて排ガスを浄化する方法を
提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to efficiently purify exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile, particularly in excess of oxygen, without using a reducing agent such as ammonia, and It is intended to provide a method for purifying exhaust gas by using an exhaust gas purifying catalyst having excellent durability at high temperature in the presence of water vapor.
【0008】[0008]
【課題を解決する為の手段】本発明者等は、上記課題に
ついて鋭意検討した結果、有機溶媒中でゼオライトを四
塩化ケイ素処理した触媒を用いることにより、高温で使
用された後も効率良く排ガス浄化が出来ることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have found that by using a catalyst obtained by treating zeolite with silicon tetrachloride in an organic solvent, exhaust gas can be efficiently discharged even after being used at high temperature. They found that they could be purified, and completed the present invention.
【0009】すなわち本発明は、有機溶媒中で四塩化ケ
イ素処理された、SiO2/Al2O3モル比が少なくと
も15以上であるゼオライトと、一種以上の活性金属か
らなる触媒を用いて、窒素酸化物及び炭化水素を含有す
る酸素過剰の排ガスから窒素酸化物を除去する方法を提
供するものである。That is, the present invention uses a catalyst composed of a zeolite which is treated with silicon tetrachloride in an organic solvent and has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15 and one or more active metals to obtain nitrogen. A method for removing nitrogen oxides from an oxygen-excess exhaust gas containing oxides and hydrocarbons.
【0010】有機溶媒中で四塩化ケイ素処理することに
より触媒の耐久性が向上する理由は明らかではないが、
この処理によりゼオライト表面水酸基の除去ないしは表
面近傍ブレンステッド酸点を被覆することにより、高温
の水蒸気存在下においてゼオライト破壊の原因となるゼ
オライト表面附近のAlが保護され、更にはゼオライト
表面疎水化によって、触媒劣化の原因となる水蒸気の細
孔内への侵入が抑制され、触媒の耐久性が向上したと推
定される。Although the reason why the durability of the catalyst is improved by treating with silicon tetrachloride in an organic solvent is not clear,
Removal of hydroxyl groups on the zeolite surface by this treatment or by coating Bronsted acid points in the vicinity of the surface, Al in the vicinity of the zeolite surface that causes zeolite destruction in the presence of high temperature steam is protected, and further by zeolite surface hydrophobicization, It is presumed that the penetration of water vapor into the pores, which causes the catalyst deterioration, was suppressed, and the durability of the catalyst was improved.
【0011】以下、本発明をより詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.
【0012】本発明で用いられる触媒は、有機溶媒中で
四塩化ケイ素処理された、SiO2/Al2O3モル比が
少なくとも15であるゼオライトと、一種以上の活性金
属からなる。The catalyst used in the present invention comprises zeolite treated with silicon tetrachloride in an organic solvent and having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15, and one or more active metals.
【0013】本発明において用いられる原料ゼオライト
のSiO2/Al2O3モル比は、有機溶媒中で四塩化ケ
イ素処理した後に15以上であれば良い。また、SiO
2/Al2O3モル比はその上限が限定されるものではな
い。SiO2/Al2O3モル比が15未満であると、十
分な耐久性が得られない。The raw material zeolite used in the present invention may have a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 15 or more after treated with silicon tetrachloride in an organic solvent. Also, SiO
The upper limit of the 2 / Al 2 O 3 molar ratio is not limited. If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than 15, sufficient durability cannot be obtained.
【0014】また、ゼオライトの種類は特に限定され
ず、例えば、モルデナイト、フェリエライト、ZSM−
5、ZSM−8、ZSM−11、ZSM−12、ZSM
−20、ZSM−35等のゼオライトが使用できるが、
その中でもZSM−5が好適に用いられる。またこれら
のゼオライトの製造方法は限定されるものではない。ま
たゼオライトY、ゼオライトL等のゼオライトを脱アル
ミニウムしたものであっても良い。The type of zeolite is not particularly limited, and examples thereof include mordenite, ferrierite and ZSM-.
5, ZSM-8, ZSM-11, ZSM-12, ZSM
Zeolites such as -20 and ZSM-35 can be used,
Among them, ZSM-5 is preferably used. Further, the method for producing these zeolites is not limited. Alternatively, the zeolite such as zeolite Y or zeolite L may be dealuminated.
【0015】原料ゼオライトは、合成品あるいはそのか
焼品等が用いられるが、原料ゼオライト中のNa等のイ
オンをアンモニウム塩あるいは鉱酸等で処理し、H型あ
るいはアンモニウム型として用いることもできる。更に
は、K,Cs,Ba等でイオン交換して用いることもで
きる。As the raw material zeolite, a synthetic product or a calcined product thereof is used, but it is also possible to treat the ions such as Na in the raw material zeolite with an ammonium salt or a mineral acid and use it as an H type or an ammonium type. Further, K, Cs, Ba or the like can be used after ion exchange.
【0016】原料ゼオライトは、有機溶媒中で四塩化ケ
イ素処理され、且つ、一種以上の活性金属が導入され
る。The starting zeolite is treated with silicon tetrachloride in an organic solvent, and one or more active metals are introduced.
【0017】活性金属導入と有機溶媒中での四塩化ケイ
素処理の順序は特に制限されず、原料ゼオライトを有機
溶媒中で四塩化ケイ素処理した後、活性金属を導入して
も良く、また、活性金属導入後有機溶媒中で四塩化ケイ
素処理することもできる。The order of introducing the active metal and treating with silicon tetrachloride in an organic solvent is not particularly limited, and the active metal may be introduced after treating the starting zeolite with silicon tetrachloride in the organic solvent. It is also possible to perform silicon tetrachloride treatment in an organic solvent after introducing the metal.
【0018】有機溶媒中での四塩化ケイ素処理の条件は
特に限定されず、四塩化ケイ素を含む有機溶媒中に、原
料ゼオライトあるいは一種以上の活性金属を含有するゼ
オライトを添加し、液相で処理を行えば良い。The conditions of the treatment with silicon tetrachloride in an organic solvent are not particularly limited, and the raw material zeolite or the zeolite containing one or more active metals is added to the organic solvent containing silicon tetrachloride and treated in the liquid phase. Should be done.
【0019】有機溶媒中の四塩化ケイ素濃度は特に限定
されないが、0.1〜20%が好ましい。有機溶媒とし
ては、四塩化ケイ素が安定に存在する溶媒であれば良
く、ヘキサン,シクロヘキサン,トルエン,ベンゼン等
が用いられる。有機溶媒中に水分が含まれていると、四
塩化ケイ素が酸化物等に変化し、選択的なゼオライト表
面水酸基の除去ないしは表面近傍ブレンステッド酸点の
被覆が行えなくなる可能性があるため、有機溶媒中の水
分はできるだけ除去することが望ましい。また、溶媒と
して水を使用すると、四塩化ケイ素が酸化物等として析
出し、耐久性の優れた触媒が得られない。The concentration of silicon tetrachloride in the organic solvent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20%. As the organic solvent, any solvent in which silicon tetrachloride is stably present may be used, and hexane, cyclohexane, toluene, benzene and the like are used. When water is contained in the organic solvent, silicon tetrachloride is changed to an oxide or the like, and there is a possibility that selective removal of hydroxyl groups on the zeolite surface or coating of Bronsted acid points near the surface cannot be performed. It is desirable to remove water in the solvent as much as possible. Further, when water is used as a solvent, silicon tetrachloride is deposited as an oxide or the like, and a catalyst having excellent durability cannot be obtained.
【0020】有機溶媒中で四塩化ケイ素処理する際の温
度は特に限定されないが、四塩化ケイ素が安定に存在
し、また、ゼオライト外表面水酸基との反応が進行する
温度であれば良く、例えば室温から有機溶媒の沸点まで
の温度で行なって差し支えない。また、有機溶媒中で四
塩化ケイ素処理する際、原料ゼオライト中に吸着してい
る水分を除去し、且つ、ゼオライト表面の水酸基を活性
な状態で存在させるために、真空下あるいは不活性ガス
や乾燥空気雰囲気下で300〜800℃で前処理を行う
ことが好ましい。The temperature for the treatment with silicon tetrachloride in an organic solvent is not particularly limited, but it may be any temperature as long as silicon tetrachloride is stably present and the reaction with hydroxyl groups on the outer surface of the zeolite proceeds, for example, room temperature. To the boiling point of the organic solvent may be used. Also, when treating with silicon tetrachloride in an organic solvent, in order to remove the water adsorbed in the raw material zeolite and to make the hydroxyl groups on the zeolite surface exist in an active state, under vacuum or with an inert gas or dry. Pretreatment is preferably performed at 300 to 800 ° C. in an air atmosphere.
【0021】有機溶媒中で四塩化ケイ素処理されたゼオ
ライトは、余剰の四塩化ケイ素を付着させないために固
液分離することが望ましい。あるいは、酸,有機溶媒等
を用いての洗浄や減圧による四塩化ケイ素の除去を行っ
てもよい。また、四塩化ケイ素処理後、ゼオライト表面
に導入されたSiをより安定化するために、100〜8
00℃の温度で、真空下あるいは不活性ガスや空気雰囲
気下で熱処理しても良い。Zeolites treated with silicon tetrachloride in an organic solvent are preferably subjected to solid-liquid separation in order to prevent excess silicon tetrachloride from adhering. Alternatively, the washing with an acid, an organic solvent or the like or the removal of silicon tetrachloride by decompression may be performed. In addition, after the treatment with silicon tetrachloride, in order to further stabilize the Si introduced on the surface of the zeolite, 100 to 8
The heat treatment may be performed at a temperature of 00 ° C. under vacuum or in an atmosphere of inert gas or air.
【0022】有機溶媒中で四塩化ケイ素処理したゼオラ
イトのSiO2/Al2O3モル比は15以上であること
が必須である。SiO2/Al2O3モル比が15未満で
あると高温での十分な耐久性が得られない。また、その
上限は特に限定されないが、十分な触媒活性を有する為
には200以下であることが好ましい。It is essential that the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of the zeolite treated with silicon tetrachloride in an organic solvent is 15 or more. If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than 15, sufficient durability at high temperatures cannot be obtained. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 200 or less in order to have sufficient catalytic activity.
【0023】有機溶媒中で四塩化ケイ素処理すると、S
iがゼオライト表面に導入される為、若干のSiO2/
Al2O3モル比の上昇が起こる。When treated with silicon tetrachloride in an organic solvent, S
Since i is introduced to the zeolite surface, some SiO 2 /
An increase in the Al 2 O 3 molar ratio occurs.
【0024】本発明で用いられる触媒には、一種以上の
活性金属が導入される。活性金属としては通常排ガス浄
化に使用される金属であれば良く、例えば、Cu,A
g,Au等のIb族、Fe,Co,Ni,Ru,Rh,
Pd,Pt等のVIII族、Cr,Mo等のVIa族、
あるいは、Mn等のVIIa族が用いられる。特に好ま
しくはCuあるいはCoである。One or more active metals are introduced into the catalyst used in the present invention. The active metal may be any metal that is usually used for exhaust gas purification, such as Cu or A.
Ib group such as g, Au, Fe, Co, Ni, Ru, Rh,
VIII group such as Pd and Pt, VIa group such as Cr and Mo,
Alternatively, a Group VIIa such as Mn is used. Particularly preferred is Cu or Co.
【0025】活性金属の導入方法は特に限定されず、含
浸担持法、蒸発乾固法、イオン交換法等の手法を用いる
ことができる。活性金属はゼオライト表面に担持された
状態でも高活性を示すが、ゼオライトのイオン交換サイ
トに存在する場合に、より高活性、高耐久性となる為
に、イオン交換法で活性金属を導入することが好まし
い。The method of introducing the active metal is not particularly limited, and an impregnation-supporting method, an evaporation-drying method, an ion exchange method and the like can be used. The active metal shows high activity even when it is supported on the surface of zeolite, but when it is present at the ion exchange site of zeolite, it has higher activity and durability, so it is necessary to introduce the active metal by the ion exchange method. Is preferred.
【0026】イオン交換は、原料ゼオライトあるいは有
機溶媒中で四塩化ケイ素処理されたゼオライトを、活性
金属の塩を含む水溶液中に接触し、洗浄して行われる。The ion exchange is carried out by bringing the starting zeolite or the zeolite treated with silicon tetrachloride in an organic solvent into contact with an aqueous solution containing a salt of an active metal and washing it.
【0027】活性金属の塩としては、活性金属の塩化
物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の塩が好適に用いられ
る。また、活性金属のアンミン錯塩等も好適に用い得
る。As the active metal salt, salts of active metal chlorides, nitrates, sulfates, acetates and the like are preferably used. Further, an ammine complex salt of an active metal or the like can also be preferably used.
【0028】イオン交換の際の活性金属の添加量,濃
度,交換温度,時間等は特に限定されず、一般的に行わ
れている方法で良い。活性金属の添加量は、十分な活
性,耐久性を持たせる為には、原料ゼオライトあるいは
有機溶媒中で四塩化ケイ素処理されたゼオライト中のA
lに対し、0.5〜20倍当量が好ましい。また、イオ
ン交換のスラリー濃度は、通常行われる5〜50%が好
ましい。また、イオン交換温度,時間は、十分な活性,
耐久性を持たせる為に、室温〜100℃の温度、5分〜
3日の時間であることが好ましい。また、必要に応じ
て、イオン交換操作を繰り返し行うこともできる。The addition amount, concentration, exchange temperature, time, etc. of the active metal at the time of ion exchange are not particularly limited, and a commonly used method may be used. In order to have sufficient activity and durability, the amount of the active metal added should be A in the starting zeolite or zeolite treated with silicon tetrachloride in an organic solvent.
0.5-20 times equivalent is preferable with respect to 1. The ion exchange slurry concentration is preferably 5 to 50% which is usually performed. In addition, the ion exchange temperature and time are
Room temperature to 100 ° C for 5 minutes to ensure durability
It is preferably a time of 3 days. Further, the ion exchange operation can be repeated if necessary.
【0029】以上の様にして、本発明で用いられる排ガ
ス浄化触媒を調製することができる。As described above, the exhaust gas purifying catalyst used in the present invention can be prepared.
【0030】本発明で用いられる活性金属を導入した排
ガス浄化用触媒のSiO2/Al2O3モル比は、活性金
属導入前後で実質的に変化しない。また、排ガス浄化用
触媒の結晶構造も有機溶媒中での四塩化ケイ素処理前後
又はイオン交換前後で本質的に異なるものではない。The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of the exhaust gas-purifying catalyst containing the active metal used in the present invention does not substantially change before and after the introduction of the active metal. Also, the crystal structure of the exhaust gas-purifying catalyst is not essentially different before and after the treatment with silicon tetrachloride in the organic solvent or before and after the ion exchange.
【0031】本発明で用いられる排ガス浄化用触媒は、
粘土鉱物等のバインダーと混合し成形して使用すること
もできる。また、予め原料ゼオライトあるいは有機溶媒
中で四塩化ケイ素処理したゼオライトを成形し、その成
形体を有機溶媒中で四塩化ケイ素処理あるいは活性金属
を導入させることもできる。ゼオライトを成形する際に
用いられるバインダーとしては、カオリン、アタパルガ
イト、モンモリロナイト、ベントナイト、アロフェン、
セピオライト等の粘土鉱物である。あるいは、バインダ
ーを用いずに成形体を直接合成したバインダレスゼオラ
イト成形体であっても良い。また、コージェライト製あ
るいは金属製のハニカム状基材に本発明で用いられる排
ガス浄化用触媒をウォッシュコートして用いることもで
きる。The exhaust gas-purifying catalyst used in the present invention is
It can also be used by mixing with a binder such as clay mineral and molding. It is also possible to preform a raw material zeolite or a zeolite that has been treated with silicon tetrachloride in an organic solvent in advance, and subject the molded body to the treatment with silicon tetrachloride or to introduce an active metal. As the binder used when molding the zeolite, kaolin, attapulgite, montmorillonite, bentonite, allophane,
It is a clay mineral such as sepiolite. Alternatively, it may be a binderless zeolite molded product obtained by directly synthesizing a molded product without using a binder. Further, the exhaust gas-purifying catalyst used in the present invention can be wash-coated on a honeycomb-shaped substrate made of cordierite or metal.
【0032】この様にして調製された排ガス浄化触媒
は、窒素酸化物及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガスと
接触させ、窒素酸化物除去を行う。本発明で用いられる
排ガスは、窒素酸化物及び炭化水素を含み酸素過剰であ
ることが必須であるが、一酸化炭素,水素,アンモニア
等が含まれている場合にも有効である。酸素過剰の排ガ
スとは、排ガス中に含まれる一酸化炭素,炭化水素,水
素を完全に酸化するのに必要な酸素量よりも過剰な酸素
が含まれていることを示す。例えば、自動車等の内燃機
関から排出される排ガスの場合には、空燃比が大きい状
態(リーン領域)である。The exhaust gas-purifying catalyst thus prepared is contacted with an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides and hydrocarbons to remove nitrogen oxides. It is essential that the exhaust gas used in the present invention contains nitrogen oxides and hydrocarbons and is in excess of oxygen, but it is also effective when it contains carbon monoxide, hydrogen, ammonia and the like. Exhaust gas in excess of oxygen means that excess oxygen is contained in excess of the amount of oxygen required to completely oxidize carbon monoxide, hydrocarbons and hydrogen contained in the exhaust gas. For example, in the case of exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like, the air-fuel ratio is large (lean region).
【0033】窒素酸化物を除去する際の空間速度,温度
等は特に限定されないが、空間速度100〜50000
0/hr、温度200〜800℃であることが好まし
い。The space velocity, temperature, etc. when removing nitrogen oxides are not particularly limited, but the space velocity is 100 to 50,000.
It is preferable that the temperature is 0 / hr and the temperature is 200 to 800 ° C.
【0034】[0034]
【実施例】以下、実施例において本発明を更に詳細に説
明する。しかし、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
【0035】実施例1 攪拌状態にある実容積2リットルのオーバーフロータイ
プの反応槽に、珪酸ソーダ水溶液(SiO2;250g
/リットル,Na2O;82g/リットル,Al2O3;
2.8g/リットル)と、硫酸アルミニウム水溶液(A
l2O3;8.8g/リットル,H2SO4;370g/リ
ットル)とをそれぞれ3リットル/hr,1リットル/
hrの速度で連続的に供給した。反応温度は30〜32
℃、排出されるスラリーのpHは6.7〜7.0であっ
た。Example 1 An aqueous sodium silicate solution (SiO 2 ; 250 g) was placed in an overflow-type reaction tank having an actual volume of 2 liters in a stirring state.
/ L, Na 2 O; 82 g / L, Al 2 O 3 ;
2.8 g / liter) and an aluminum sulfate aqueous solution (A
L 2 O 3 ; 8.8 g / liter, H 2 SO 4 ; 370 g / liter) and 3 liter / hr, 1 liter / hr, respectively.
It was continuously fed at a rate of hr. Reaction temperature is 30-32
C., the pH of the discharged slurry was 6.7 to 7.0.
【0036】排出スラリーを固液分離し十分水洗した
後、Na2O;0.75wt%,Al2O3;0.77w
t%,SiO2;36.1wt%,H2O;62.5wt
%の粒状無定形アルミノ珪酸塩均一化合物を得た。該均
一化合物2860gと3.2wt%のNaOH水溶液6
150gとをオートクレーブに仕込み、160℃で72
時間攪拌下で結晶化した。After solid-liquid separation of the discharged slurry and sufficient washing with water, Na 2 O; 0.75 wt%, Al 2 O 3 ; 0.77 w
t%, SiO 2 ; 36.1 wt%, H 2 O; 62.5 wt
% Of granular amorphous aluminosilicate homogeneous compound was obtained. 2860 g of the homogeneous compound and a 3.2 wt% NaOH aqueous solution 6
150g and charged into an autoclave, 72 at 160 ℃
Crystallized under stirring for hours.
【0037】生成物を固液分離、水洗、乾燥してZSM
−5型ゼオライトを得た。化学分析の結果、その組成は
無水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成
を有していた。The product is solid-liquid separated, washed with water and dried to obtain ZSM.
-5 type zeolite was obtained. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0038】1.03Na2O,Al2O3,41SiO2 このゼオライト;10gを、NH4Cl;2gを含む水
溶液100ccに添加し、60℃で20時間攪拌した
後、洗浄、乾燥してアンモニウムイオン交換を行ない、
アンモニウム型ゼオライトを得た。1.03 Na 2 O, Al 2 O 3 , 41SiO 2 10 g of this zeolite was added to 100 cc of an aqueous solution containing 2 g of NH 4 Cl, stirred at 60 ° C. for 20 hours, washed, dried and ammonium. Ion exchange
An ammonium type zeolite was obtained.
【0039】このアンモニウム型ゼオライト;10g
を、反応容器に充填し、排気下、400℃で1時間前処
理を行い、ゼオライトに吸着しているH2O等を除去し
た。次いで、窒素雰囲気下で、四塩化ケイ素を5%含有
するヘキサン;40ccを反応容器中に滴下し、室温で
20時間撹拌した後、40℃で減圧乾固した。処理した
ゼオライトは0.1N塩酸水溶液で洗浄し、次いで純水
で洗浄した後、空気流通下で600℃、1時間焼成し
た。処理したゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は
42であった。This ammonium type zeolite: 10 g
Was charged in a reaction vessel and pretreated at 400 ° C. for 1 hour under exhaust to remove H 2 O and the like adsorbed on zeolite. Next, under a nitrogen atmosphere, 40 cc of hexane containing 5% of silicon tetrachloride was dropped into the reaction vessel, stirred at room temperature for 20 hours, and then dried under reduced pressure at 40 ° C. The treated zeolite was washed with a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution and then with pure water, and then calcined at 600 ° C. for 1 hour under air flow. The treated zeolite had a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42.
【0040】四塩化ケイ素処理したゼオライトを、酢酸
銅;0.7gを含む水溶液100ccに添加し、アンモ
ニア水によりpH=10.5に調整し、室温で20時間
攪拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を行った。こ
の操作を2回繰返した後、乾燥して触媒1を得た。化学
分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモ
ル比で表わして次の組成を有していた。The zeolite treated with silicon tetrachloride was added to 100 cc of an aqueous solution containing 0.7 g of copper acetate, the pH was adjusted to 10.5 with aqueous ammonia, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours, washed, and then washed with Cu ions. Exchange operation was performed. This operation was repeated twice and then dried to obtain a catalyst 1. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0041】1.35CuO,Al2O3,42SiO2 実施例2 実施例1で合成したZSM−5型ゼオライト;10g
を、CsCl;14gを含む水溶液100ccに添加
し、60℃で20時間撹拌した後、洗浄、乾燥してCs
イオン交換を行った。この操作を3回繰り返した後、乾
燥してCs型ゼオライトを得た。1.35 CuO, Al 2 O 3 , 42 SiO 2 Example 2 ZSM-5 type zeolite synthesized in Example 1; 10 g
Was added to 100 cc of an aqueous solution containing 14 g of CsCl, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 20 hours, washed and dried to obtain Cs.
Ion exchange was performed. This operation was repeated 3 times and then dried to obtain Cs-type zeolite.
【0042】このCs型ゼオライト;10gを用いて、
四塩化ケイ素を14%含有するヘキサン;40ccを用
いた以外は実施例1と同様に四塩化ケイ素処理を行なっ
た。処理したゼオライトを、NH4Cl;2gを含む水
溶液100ccに添加し、60℃で20時間攪拌した
後、洗浄、乾燥してアンモニウムイオン交換を行ない、
アンモニウム型とした。Using 10 g of this Cs type zeolite,
Silicon tetrachloride was treated in the same manner as in Example 1 except that 40 cc of hexane containing 14% of silicon tetrachloride was used. The treated zeolite was added to 100 cc of an aqueous solution containing 2 g of NH 4 Cl, stirred at 60 ° C. for 20 hours, washed and dried to perform ammonium ion exchange,
It was an ammonium type.
【0043】その後、実施例1と同様にCuイオン交換
操作を行なった。得られた触媒2は、無水ベースにおけ
る酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。Thereafter, the Cu ion exchange operation was performed in the same manner as in Example 1. The resulting catalyst 2 had the following composition, expressed as the molar ratio of oxide on an anhydrous basis.
【0044】2.04CuO,Al2O3,42SiO2 実施例3 実施例2で得られたCs型ゼオライトを、実施例1と同
様に前処理し、次いで、窒素雰囲気下で、四塩化ケイ素
を5%含有するヘキサン;40ccを反応容器中に滴下
し、室温で22時間撹拌した後、濾過し、ヘキサン;2
00ccで洗浄した。2.04 CuO, Al 2 O 3 , 42 SiO 2 Example 3 The Cs-type zeolite obtained in Example 2 was pretreated in the same manner as in Example 1 and then treated with silicon tetrachloride in a nitrogen atmosphere. Hexane containing 5%; 40 cc was dropped into the reaction vessel, and the mixture was stirred at room temperature for 22 hours and then filtered, and hexane; 2
It was washed with 00 cc.
【0045】処理したゼオライトを実施例2と同様にア
ンモニウムイオン交換、Cuイオン交換して得られた触
媒3は、無水ベースにおける酸化物のモル比で表わして
次の組成を有していた。Catalyst 3 obtained by subjecting the treated zeolite to ammonium ion exchange and Cu ion exchange in the same manner as in Example 2 had the following composition expressed in terms of molar ratio of oxide on an anhydrous basis.
【0046】1.01CuO,Al2O3,41SiO2 施例4 実施例1〜3で得られた触媒1〜3を用いて耐久性評価
を行った。1.01 CuO, Al 2 O 3 , 41SiO 2 Example 4 Durability was evaluated using the catalysts 1 to 3 obtained in Examples 1 to 3.
【0047】各触媒をプレス成形した後粉砕して12〜
20メッシュに整粒した。その2ccを常圧固定床流通
式反応管に充填し、リーンバーンエンジンの排ガスを模
擬したガス(表1)を空間速度120000/hrで流
した。550℃で30分の前処理を行なった後、各温度
での定常浄化活性を測定した。定常浄化活性は、各温度
で1時間保持した後のNO浄化率とした。Each catalyst is press-molded and then pulverized to 12 to
The size was adjusted to 20 mesh. 2 cc of the gas was filled in a fixed pressure fixed bed flow type reaction tube, and a gas simulating the exhaust gas of the lean burn engine (Table 1) was flowed at a space velocity of 120,000 / hr. After pretreatment at 550 ° C. for 30 minutes, the steady-state purification activity at each temperature was measured. The steady-state purification activity was the NO purification rate after holding at each temperature for 1 hour.
【0048】また、各触媒について、表1の組成のガス
を空間速度120000/hrで流しながら800℃で
5時間耐久処理した。その後、上記と同様の方法で定常
浄化活性を測定し耐久性の試験を行なった。Each catalyst was subjected to a durability treatment at 800 ° C. for 5 hours while flowing a gas having the composition shown in Table 1 at a space velocity of 120,000 / hr. Then, the steady-state purification activity was measured by the same method as described above, and the durability test was conducted.
【0049】得られた結果を表2に示す。The results obtained are shown in Table 2.
【0050】[0050]
【表1】 [Table 1]
【0051】[0051]
【表2】 [Table 2]
【0052】比較例1 実施例1において、四塩化ケイ素処理を行わなかったこ
と以外は実施例1と同様にして、Cu型ZSM−5(比
較触媒1)を得た。化学分析の結果、その組成は無水ベ
ースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を有し
ていた。Comparative Example 1 Cu type ZSM-5 (Comparative Catalyst 1) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicon tetrachloride treatment was not carried out. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0053】1.03CuO,Al2O3,41SiO2 比較例2 実施例1において、溶媒にH2Oを使用したこと以外は
実施例1と同様にして、Cu型ZSM−5(比較触媒
2)を得た。化学分析の結果、その組成は無水ベースに
おける酸化物のモル比で表わして次の組成を有してい
た。1.03 CuO, Al 2 O 3 , 41 SiO 2 Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1 except that H 2 O was used as the solvent, Cu type ZSM-5 (comparative catalyst 2) was used. ) Got. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0054】1.05CuO,Al2O3,45SiO2 比較例3 比較例1及び2で得られた比較触媒1及び2を用いて、
実施例4と同様にして触媒耐久性評価を行った。得られ
た結果を表3に示す。1.05 CuO, Al 2 O 3 , 45SiO 2 Comparative Example 3 Using Comparative Catalysts 1 and 2 obtained in Comparative Examples 1 and 2,
The catalyst durability was evaluated in the same manner as in Example 4. The results obtained are shown in Table 3.
【0055】[0055]
【表3】 [Table 3]
【0056】[0056]
【発明の効果】表2及び表3より明らかなように、本発
明の方法によれば、効率良く窒素酸化物を除去すること
ができ、触媒が高温で使用された後にも、効率良く窒素
酸化物を除去することができる。As is clear from Tables 2 and 3, according to the method of the present invention, nitrogen oxides can be efficiently removed, and the nitrogen oxides can be efficiently oxidized even after the catalyst is used at a high temperature. Things can be removed.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/36 102 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B01D 53/36 102 H
Claims (1)
iO2/Al2O3モル比が少なくとも15以上であるゼ
オライトと、一種以上の活性金属とからなる触媒を用い
て、窒素酸化物および炭化水素を含有する酸素過剰の排
ガスから窒素酸化物を除去する方法。1. S, which has been treated with silicon tetrachloride in an organic solvent.
Removal of nitrogen oxides from oxygen-rich exhaust gas containing nitrogen oxides and hydrocarbons using a catalyst composed of zeolite having an iO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15 and one or more active metals how to.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21162193A JP3482658B2 (en) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | Nitrogen oxide removal method |
| EP93119443A EP0600483A1 (en) | 1992-12-03 | 1993-12-02 | Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas |
| US08/160,843 US5449504A (en) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21162193A JP3482658B2 (en) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | Nitrogen oxide removal method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760064A true JPH0760064A (en) | 1995-03-07 |
| JP3482658B2 JP3482658B2 (en) | 2003-12-22 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011020045A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Mitsui Chemicals Inc | Modified zeolite catalyst and method of producing unsaturated hydrocarbons using the modified zeolite catalyst |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP21162193A patent/JP3482658B2/en not_active Expired - Fee Related
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