JPH0773650B2

JPH0773650B2 - 触媒フイルターの制造方法

Info

Publication number: JPH0773650B2
Application number: JP63180394A
Authority: JP
Inventors: 弘小川; 和夫魚屋; 公利小瀬; 成元冨沢; 裕二貝原; 往男飯田; 丈二殿村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-07-21
Filing date: 1988-07-21
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0231809A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、都市ごみ焼却炉、下水汚泥焼却炉、産業廃棄
物焼却炉、ボイラ及びディーゼルエンジンなどの排ガス
処理装置に使用する触媒フィルターの製造方法に関し、
この触媒フィルターは排ガス中の窒素酸化物やばいじ
ん、さらにはフッ素、フッ化水素、塩素、塩化水素、硫
黄酸化物などの酸性ガスを処理するのに適したものであ
る。

（従来の技術）従来、排ガス中のばいじんを除去するためには、電気集
塵機（EP）やサイクロン、ベンチュリースクラッバー、
バグフィルターなどが使用されている。また、排ガス中
の窒素酸化物を除去するためには、アンモニアを還元剤
とする選択的触媒法があり、触媒はハニカム状又はペレ
ット状のものが使用されている。

通常、燃焼排ガスには窒素酸化物とばいじんを含んでお
り、両者を除去するためには集塵装置と脱硝装置を併設
する必要がある。

さらに、排ガス中に酸性ガス（例えば、フッ素、フッ化
水素、塩素、塩化水素、硫黄酸化物など）を含有すると
きには、湿式法、半湿式法及び乾式法により除去してい
る。湿式法はスクラッバーなどで吸収除去するものであ
り、半湿式法は消石灰、水酸化マグネシウムなどのスラ
リー状の吸収剤を蒸発反応塔に噴霧して、酸性ガスを吸
収除去し、生成物を燃焼ばいじんとともに補集して系外
に排出するものである。また、乾式法は消石灰、生石
灰、炭酸カルシウムなどの吸収剤を炉内又はダクト内に
噴射し、あるいは、吸収剤の移動層に排ガスを導入し、
酸性ガスを吸収剤に吸収除去するものである。このよう
に、酸性ガスについても、専用設備を必要とする。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の欠点を解消し、脱硝と除塵さらには酸
性ガスの除去を１つの処理装置で処理することを可能と
する触媒フィルターの製造方法を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明は、（１）ガラス繊維のモノフィラメントとアナ
ターゼ型チタニア繊維のモノフィラメントの混紡繊維を
400〜1000g/m²の打ち込み密度で平織、綾織又は朱子織
に織り上げたフィルターを、フッ化エチレン系樹脂にカ
ーボンを加え、必要に応じてシリコーンを併用して表面
処理を施し、かつ、酸化バナジウム及び／又は酸化タン
グステンを担持することを特徴とする触媒フィルターの
製造方法、及び、（２）ガラス繊維のモノフィラメント
とアナターゼ型チタニア繊維のモノフィラメントの混紡
繊維を400〜1000g/m²の打ち込み密度で平織、綾織又は
朱子織に織り上げたフィルターを、フッ化エチレン系樹
脂にカーボンを加え、必要に応じてシリコーンを含有さ
せた表面処理剤に酸化バナジウム及び／又は酸化タング
ステンの出発化合物を加えた調製液に、浸漬して、触媒
の担持と表面処理を同時に行うことを特徴とする触媒フ
ィルターの製造方法である。

（作用）本発明の触媒フィルターは、ガラス繊維のモノフィラメ
ントとアナターゼ型チタニア繊維のモノフィラメントを
素材として、フィルターを織り上げ、フッ化エチレン系
樹脂及びカーボン若しくはこれにシリコーンを加えた表
面処理剤で上記フィルターを処理した後、メタパナジン
酸アンモニウム、タングステン酸アンモニウム等の脱硝
触媒成分を含有する調製液に浸漬させ、乾燥、焼成を経
て触媒フィルターを製造する。

また、別法としては、表面処理剤及び脱硝触媒の出発化
合物を含有する調製液に、上記混紡繊維で織り上げたフ
ィルターを浸漬し、乾燥、焼成して触媒フィルターを製
造する。

ガラス繊維は下表の組成のモノフィラメントを用いるこ
とができ、直径３〜13μｍの長繊維を用いることが好ま
しい。また、アナターゼ型チタニア繊維のモノフィラメ
ントは例えば特公昭60−215815号公報に記載の方法で製
造することができ、直径0.1〜10μｍの短繊維又は長繊
維を用いることが好ましい。チタニア繊維の混紡率（全
体の織布重量に対するチタニア繊維の重量％）は、１〜
50重量％が好ましい。

このようなモノフィラメントから平織、綾織又は朱子織
に織り上げたフィルターを用いるが、その中でも綾織が
好ましい。

打ち込み密度はガラス繊維布が単位面積m²当たりに使用
するモノフィラメントの重量ｇで表示するものであり、
打ち込み密度が小さくなるとフィルターの目が粗くな
り、微細なダストが通過し易くなり、フィルター機能が
低下する。また、打ち込み密度が大きくなると目詰まり
を生じ、厚くなるのでフィルターとしての特性が損なわ
れるばかりでなく、フィルターに付着する触媒が架橋現
象を起こして粉化し易くなる。以上の理由により、本発
明では打ち込み密度を400〜1000g/m²，好ましくは600〜
900g/m²とした。

このように織り上げたフィルターに対して、耐酸性、耐
折性、耐薬品性、耐摩耗性、及び、触媒粒子の付着性を
向上させるために、フッ化エチレン系樹脂及びカーボン
でコーティングすることが好ましい。触媒の付着性を考
慮すると、上記樹脂の含有量は１〜10wt％、好ましくは
４〜8wt％がよい。また、ここで使用するカーボンは黒
鉛が中心で、無定形炭素を含有してもよい。カーボンの
含有量は０〜5wt％、好ましくは１〜3wt％がよい。な
お、上記樹脂にシリコーンを加えてもよい。シリコーン
は上記樹脂と類似の機能を有するので必ずしも必要とし
ないが、１〜2wt％含有させてもよい。

脱硝触媒の活性体は、酸化バナジウム及び／又は酸化タ
ングステンを用いる。この活性体の出発化合物として
は、メタバナジン酸アンモニウムやタングステン酸アン
モニウムを用いることができ、その類似化合物も使用可
能である。

触媒活性体の付着量は、0.1〜10重量％、好ましくは0.5
〜２重量％が好ましく、必要に応じて調製液の濃度及び
フィルター原布の吸水量を調製する。触媒活性体は、V₂
O_x（Ｘ＝４〜５）、WO_x（Ｘ＝２〜３）とし、それぞれ
0.1〜10重量％、0.1〜５重量％で、両者の合計で0.1〜1
0重量％を含有させることが好ましい。

触媒活性体の付着方法としては、メタバナジン酸アンモ
ニウム（NH₄VO₃）及び／又はタングステン酸アンモニウ
ム（5(NH₄)₂O・12WO₃・5H₂O）を、シュウ酸水溶液で調
製し、上記のフィルターをこの調製液に浸漬してから、
十分に水切りをし、乾燥工程に移して100〜150℃、好ま
しくは110〜130℃で乾燥する。このときのガラス繊維の
含水量は200〜400g/m²である。その後、焼成工程に移
し、フィルターの耐熱性を考慮して180〜220℃、好まし
くは190〜200℃で焼成する。

また、別法として、酸化バナジウム及び／又は酸化タン
グステンを表面処理剤に添加した調製液を用いて担持さ
せることもできる。この担持は、フィルターを上記の調
製液に浸漬した後、180〜250℃で養生することにより、
触媒活性体の付着安定化を図る。このようにしてフィル
ターの繊維表面に強く付着された触媒成分は、使用の途
中で剥離することが少ない。

（実施例）直径６μｍのＥガラス繊維モノフィラメント（組成SiO₂
52〜56％，Al₂O₃ 12〜16％,CaO 15〜25％,MgO 0〜６
％，B₂O₃ 8〜13％，Na₂O＋K₂O 0〜１％）に直径５μｍ
のアナターゼ型チタニア繊維モノフィラメントを混紡率
20重量％とし、打ち込み密度850g/m²で綾織に織り上げ
てフィルターを作成した。一方、フッ化エチレン系樹脂
8wt％、カーボン2wt％を含有する表面処理液に、上記の
フィルターを浸漬し、絞りローラで処理液を除いてから
乾燥した。次に、メタバナジン酸アンモニウム2gを５％
シュウ酸水100ccで調製した触媒調製液に、上記フィル
ターを浸漬し、110〜130℃で乾燥した。それから、190
〜200℃で焼成して触媒フィルターを得た。この触媒フ
ィルターには、V₁O₅が1wt％付着していた。第１図はこ
の触媒フィルター表面の触媒付着状況を示したものであ
る。ガラス繊維のモノフィラメント１及びアナターゼ型
チタニア繊維のモノフィラメント２の表面にV₂O₅の脱硝
触媒活性体３及びカーボン粒子４を分散させ、糸状のフ
ッ化エチレン樹脂６で被覆している。

この触媒フィルターを直径38mmの導管に直角に設置し、
フィルター面積11.3cm²を得た。

次に、この導管に、NO_x 100ppm、NH₃ 80ppm（NH₃／NH₃
＝0.8）、SO₂ 50ppm,HCl 200ppm,H₂O 20％及びふんじん
10g/Nm₃含有する230℃の排ガスをガス量１／分で導入
して脱硝試験を行ったところ、脱硝率（NO_x除去率）は7
8％以上であり、除塵率は99.9％以上であった。

また、700ppmの塩化水素を含有する排ガスを上記の導管
に導入し、触媒フィルターの前段で4g/Nm³Dryの消石灰
粉末を噴射して脱塩化水素試験を行ったところ、塩化水
素濃度を25ppm以下まで低減することができた。

（発明の効果）本発明は、上記の構成を採用することにより、耐酸性、
耐折性、耐薬品性、耐摩耗性等の優れたフィルターに、
脱硝触媒の活性体であるチタニア繊維を織り込むことが
でき、チタニア繊維に付着した触媒活性体が、特に、強
い脱硝性能を有し、得られた触媒フィルターを用いて脱
硝及び除塵を同時に行うことができる。さらに、アルカ
リ性吸収剤を併用するときには酸性ガスも効果的に除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はは本発明のバグフィルター表面の触媒の付着状
況を示した説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ０１Ｊ 35/06 Ｂ (72)発明者冨沢成元神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜制作所内 (72)発明者貝原裕二神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜制作所内 (72)発明者飯田往男神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜制作所内 (72)発明者殿村丈二神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス繊維のモノフィラメントとアナター
ゼ型チタニア繊維のモノフィラメントの混紡繊維を400
〜1000g/m²の打ち込み密度で平織、綾織又は朱子織に織
り上げたフィルターを、フッ化エチレン系樹脂にカーボ
ンを加え、必要に応じてシリコーンを併用して表面処理
を施し、かつ、酸化バナジウム及び／又は酸化タングス
テンを担持することを特徴とする触媒フィルターの製造
方法。
【請求項２】ガラス繊維のモノフィラメントとアナター
ゼ型チタニア繊維のモノフィラメントの混紡繊維を400
〜1000g/m²の打ち込み密度で平織、綾織又は朱子織に織
り上げたフィルターを、フッ化エチレン系樹脂にカーボ
ンを加え、必要に応じてシリコーンを含有させた表面処
理剤に酸化バナジウム及び／又は酸化タングステンの出
発化合物を加えた調製液に、浸漬して、触媒の担持と表
面処理を同時に行うことを特徴とする触媒フィルターの
製造方法。