JPH08332388A - アンモニア分解剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構 成】１種以上の担体に、周期律表第Ｉｂ，ＩＩ
ｂ，ＩＩＩａ，ＩＩＩｂ，ＩＶａ，ＩＶｂ，Ｖａ，ＶＩ
ａ，ＶＩＩａ又はＶＩＩＩ族の元素の酸化物から選ばれ
る少なくとも１種以上の活性種及び硝酸根（ＮＯ_３）を
担持させてなることを特徴とするアンモニア分解剤。 【効 果】環境中あるいは各種工場等の排ガス中に含
まれるアンモニアを効率よく除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大気中あるいは各種工場
等の排ガス中に含まれるアンモニアを効率よく除去する
ことが出来るアンモニア分解剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】法定悪臭８大物質であるアンモニアは従
来、水あるいは酸性溶液に吸収させる湿式法、あるいは
添着活性炭などを用いた吸着法、あるいは貴金属系触媒
などにより酸化分解するなどの方法で処理されてきた。
しかし、これらの方法はいずれもいくつかの問題点を有
していた。すなわち湿式法は、工場排ガスなど比較的高
濃度のアンモニアを処理するのに好適であるが、排水処
理などを含め設備費が高くなる。吸着法はこれらの問題
はないが、吸着効率が十分でなく、又、吸着層に吸着熱
が蓄熱して昇温し、発火するなどの危険性を有してい
る。又、酸化分解法は、その生成物はＮＯ_２などの窒素
化合物となり好ましくない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題を
解決するためになされたものであって、アンモニアを効
率よく分解除去するための分解剤の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】１種以上の担体に、周期
律表第Ｉｂ，ＩＩｂ，ＩＩＩａ，ＩＩＩｂ，ＩＶａ，Ｉ
Ｖｂ，Ｖａ，ＶＩａ，ＶＩＩａ，又はＶＩＩＩ族の元素
の酸化物から選ばれる少なくとも１種以上の活性種及び
硝酸根（ＮＯ_３）を担持させてなる。

【０００５】担体としては公知の担体であれば良く、特
に制限はないが、チタン、アルミニウム、ジルコニウ
ム、ケイ素などの酸化物およびゼオライトなどが好まし
く、これらを１種あるいは複数の組合せで使用する。こ
れらの活性種からなる酸化物を上記のような担体に担持
させる場合、その好適な担持率は通常０．１〜１０重量
％の範囲である。

【０００６】又、硝酸根の担持率は、処理すべきアンモ
ニアの量に対応して調整すればよいが、後述するように
反応によって硝酸根が消失した場合には、新しく供給す
ることによって再生使用することも可能である。

【０００７】次にこれらの活性元素を例示すれば、周期
律表第Ｉｂ族の元素として、例えば、Ｃｕ，Ａｇ等を、
第ＩＩｂ族の元素として、例えば、Ｚｎ等を、第ＩＩＩ
ａ族元素として、例えば、Ｌａ，Ｃｅ等を、第ＩＩＩｂ
族元素として、例えば、Ａｌ，Ｇａ等を、第ＩＶａ族元
素として、例えば、Ｔｉ，Ｚｒ等を、第ＶＩｂ族元素と
して、例えば、Ｇｅ，Ｓｎ等、第Ｖａ族元素として、例
えば、Ｖ，Ｎｂ等を、第ＶＩａ族元素として、例えば、
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等を、第ＶＩＩａ族元素としては、例え
ば、Ｍｎ等を、又、第ＶＩＩＩ族元素として、例えば、
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等をそれぞれ挙げることができる。

【０００８】又、硝酸根は、ＨＮＯ_３などから供給され
るが、上述した各種活性元素の硝酸塩の形で供給されて
もよい。こうしたものとしては、硝酸マンガン、硝酸
鉄、硝酸ニッケル等、主に周期律表第ＩＶ周期Ｉｂ，Ｉ
Ｉｂ，ＶＩｂ，ＶＩＩｂ及びＶＩＩＩ族の元素の硝酸塩
などを例示することができる。

【０００９】これらの触媒がアンモニアの分解において
高い活性を示すのは、触媒中にＮＯ_Ｘ源を担持させるこ
とによって、アンモニアによるＮＯ_Ｘの選択的還元反応
が生起していることによると考えられる。この反応が、
通常行なわれているＮＨ_３ＳＣＲとちがって高活性を示
すのは、ＮＯ_Ｘ源が反応点に予め供給されていることに
よる反応の高効率化であろうとおもわれる。

【００１０】これらの反応が有効に行なわれる好ましい
温度域は１００〜３５０℃の範囲であり、より好ましく
は１５０〜３００℃の範囲である。反応温度が１００℃
より低い場合には、この反応の活性は低く、又、反応温
度が３００℃を超える場合には、担持したＨＮＯ_３の飛
散が起こるので好ましくない。これらの触媒への熱の供
給は、通常行なわれているようなガスを加熱する方法も
もちろんであるが、触媒を導電性を有する構造体に担持
し、通電加熱してもよい。

【００１１】本発明による分解剤は、従来知られている
成形方法によって、ハニカム状、球状等の種の形状に成
形することができる。この成形に際し、成形助剤、成形
補強体、無機繊維、有機バインダー等を適宜配合しても
よい。また、予め成形された基材上にウォッシュコート
法等によって被覆担持させることもできる。さらに従来
知られているその他の吸着剤の調整方法によることもで
きる。

【００１２】

【実施 例】以下、具体的に実施例により説明する。 （１） 触媒の調整 実施例１ 比表面積が１１５ｍ^２／ｇの活性二酸化チタン１００ｇ
に、Ｖ_２Ｏ_５として１５０ｇ／ｌのメタバナジン酸アン
モニウムのシュウ酸溶液を３３．３ｃｃ加え、さらに適
量の水を加えて、乳バチでよく混合した後、ドライアッ
プした。このものを３５０℃で４時間焼成した後、サン
プルミルにて粉砕し、Ｖ_２Ｏ_５−ＴｉＯ_２（重量比５／
１００）のパウダーを得た。このパウダーをＳｉＯ_２ゾ
ルをバインダーとして、ピッチ約１．８ｍｍ、壁厚０．
４ｍｍのコージェライトハニカムにウォッシュコートし
た。次に、これらを乾燥した後、ＨＮＯ_３Ｓｏｌｎに浸
漬し、さらに乾燥してＶ_２Ｏ_５−ＴｉＯ_２（重量比５／
１００）を０．１９ｇ／ｃｃ，ＨＮＯ_３を２５ｍｇ／ｃ
ｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００１３】実施例２ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸鉄溶液とする以外は実施例１と
同様にして、Ｆｅ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２（重量比５／１０
０）を０．１８ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２３ｍｇ／ｃｃ担
持したハニカム成形体を得た。

【００１４】実施例３ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸マンガン溶液とする以外は実施
例１と同様にして、ＭｕＯ_２−ＴｉＯ_２（重量比５／１
００）を０．２０ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２６ｍｇ／ｃｃ
担持したハニカム成形体を得た。

【００１５】実施例４ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸クロム溶液とする以外は実施例
１と同様にして、ＣｒＯ_２−ＴｉＯ_２（重量比５／１０
０）を０．１８ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２５ｍｇ／ｃｃ担
持したハニカム成形体を得た。

【００１６】実施例５ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸コバルト溶液とする以外は実施
例１と同様にして、ＣｏＯ−ＴｉＯ_２（重量比５／１０
０）を０．１９ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２３ｍｇ／ｃｃ担
持したハニカム成形体を得た。

【００１７】実施例６ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸銅溶液とする以外は実施例１と
同様にして、ＣｕＯ−ＴｉＯ_２（重量比５／１００）を
０．１８ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２５ｍｇ／ｃｃ担持した
ハニカム成形体を得た。

【００１８】実施例７ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸亜鉛溶液とする以外は実施例１
と同様にして、ＺｎＯ−ＴｉＯ_２（重量比５／１００）
を０．２０ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２３ｍｇ／ｃｃ担持し
たハニカム成形体を得た。

【００１９】実施例８ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、硝酸ニッケル溶液とする以外は実施
例１と同様にして、ＮｉＯ−ＴｉＯ_２（重量比５／１０
０）を０．１９ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２３ｍｇ／ｃｃ担
持したハニカム成形体を得た。

【００２０】実施例９ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、メタタングステン酸アンモニウム溶
液とする以外は実施例１と同様にして、ＷＯ_３−ＴｉＯ
_２（重量比５／１００）を０．１９ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３
を２４ｍｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００２１】実施例１０ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、塩化スズ溶液とする以外は実施例１
と同様にして、ＳｎＯ_２−ＴｉＯ_２（重量比５／１０
０）を０．２０ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２５ｍｇ／ｃｃ担
持したハニカム成形体を得た。

【００２２】実施例１１ 実施例１において、メタバナジン酸アンモニウムのシュ
ウ酸溶液にかえて、モリブデン酸アンモニウム溶液とす
る以外は実施例１と同様にして、ＭｏＯ−ＴｉＯ_２（重
量比５／１００）を０．１８ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２２
ｍｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００２３】実施例１２ 実施例１において、活性酸化チタンにかえて比表面積１
３０ｍ^２／ｇの酸化ジルコニウムとする以外は実施例１
と同様にして、Ｖ_２Ｏ_５−ＺｒＯ_２（重量比５／１０
０）を０．２１ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２５ｍｇ／ｃｃ担
持したハニカム成形体を得た。

【００２４】実施例１３ 実施例１において、活性酸化チタンにかえて比表面積２
２０ｍ^２／ｇのｒ−アルミナとする以外は実施例１と同
様にして、Ｖ_２Ｏ_５−Ａｌ_２Ｏ_３（重量比５／１００）
を０．１９ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２３ｍｇ／ｃｃ担持し
たハニカム成形体を得た。

【００２５】実施例１４ 実施例１において、活性酸化チタンにかえて比表面積３
５０ｍ^２／ｇの酸系型モルデナイト（ＳｉＯ_２／Ａｌ_２
Ｏ_３比１６、日本化学工業（株）、ＨＭ−２３）とする
以外は実施例１と同様にして、Ｖ_２Ｏ_５−酸型モルデナ
イト（重量比５／１００）を０．１８ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ
_３を２２ｍｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００２６】実施例１５ 実施例１において、活性酸化チタンにかえて比表面積３
２０ｍ^２／ｇの酸化ケイ素（富士デヴィソン化学製、サ
イロイド９７８）とする以外は実施例１と同様にして、
Ｖ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２（重量比５／１００）を０．１５ｇ
／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２２ｍｇ／ｃｃ担持したハニカム成
形体を得た。

【００２７】比較例１ 実施例１において、ＨＮＯ_３Ｓｏｌｎへの浸漬をせずし
て、Ｖ_２Ｏ_５−ＴｉＯ_２（重量比５／１００）を０．２
０ｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００２８】比較例２ 実施例２において、ＨＮＯ_３Ｓｏｌｎへの浸漬をせずし
て、Ｆｅ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２（重量比５／１００）を０．
１８ｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００２９】比較例３ 比表面積１１５ｍ^２／ｇの活性二酸化チタンパウダー
を、ＳｉＯ_２ゾルをバインダーとして、ピッチ約１．８
ｍｍ、壁厚０．４ｍｍのコージェライトハニカムにウォ
ッシュコートし、以下実施例１と同様にして、ＴｉＯ_２
を０．２０ｇ／ｃｃ、ＨＮＯ_３を２６ｍｇ／ｃｃ担持し
たハニカム成形体を得た。

【００３０】比較例４ 酸性表面を有する市販の添着活性炭（武田薬品工業
（株）製、破砕炭白鷺Ｇ）を粉砕し、ＳｉＯ_２ゾルをバ
インダーとして、ピッチ約１．８ｍｍ、壁厚０．４ｍｍ
のコージェライトハニカムにウォッシュコートし、活性
炭を０．１５ｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得た。

【００３１】比較例５ 比表面積１１５ｍ^２／ｇの活性二酸化チタン１００ｇを
リパブレ（２００ｇ／ｌ）、Ｈ_２ＰｔＣｌ_６溶液をＰｔ
にして１．０ｇとなるように添加した。このスラリーを
１時間撹拌後、ＮＨ_４ＯＨ溶液によりｐＨ９に調製し、
撹拌しながら１０ｗｔ％のヒドラジン溶液１００ｃｃを
加え、還元した。このスラリーを濾過、水洗、乾燥し、
ケーキを４００℃、４時間焼成後、粉砕し、Ｐｔ−Ｔｉ
Ｏ_２（重量比１／１００）のパウダーを得た。このパウ
ダーをＳｉＯ_２ゾルをバインダーとして、ピッチ約１．
８ｍｍ、壁厚０．４ｍｍのコージェライトハニカムにウ
ォッシュコートし、Ｐｔ−ＴｉＯ_２（重量比１／１０
０）を０．１５ｇ／ｃｃ担持したハニカム成形体を得
た。

【００３２】（２） 評価試験 実施例１〜１５及び比較例１〜５で得たハニカム成形体
について、下記の試験条件にて、アンモニアの接触酸化
を行ない、その除去率を下記の算式により求めた。尚、
アンモニア濃度は検知管を用いて測定した。 （試験条件） ＮＨ_３ ２５ｐｐｍ 空気バランス 空間速度 １５，０００Ｈｒ^−１ 反応温度 １５０℃，２００℃，２５０℃，３００℃

【００３３】結果は表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】表１に示した如く、本発明はアンモニア
を効率よく除去することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１種以上の担体に、周期律表第Ｉｂ，ＩＩ
   ｂ，ＩＩＩａ，ＩＩＩｂ，ＩＶａ，ＩＶｂ，Ｖａ，ＶＩ
   ａ，ＶＩＩａ又はＶＩＩＩ族の元素の酸化物から選ばれ
   る少なくとも１種以上の活性種及び硝酸根（ＮＯ_３）を
   担持させてなることを特徴とするアンモニア分解剤。