JPH0975739A - 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化材及び排ガス浄化方法Info
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- JPH0975739A JPH0975739A JP8199668A JP19966896A JPH0975739A JP H0975739 A JPH0975739 A JP H0975739A JP 8199668 A JP8199668 A JP 8199668A JP 19966896 A JP19966896 A JP 19966896A JP H0975739 A JPH0975739 A JP H0975739A
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒素酸化物や、一酸化炭素、水素、炭化水素
等の未燃焼分に対する理論反応量以上の酸素を含有する
燃焼排ガスから、効率良く窒素酸化物を還元除去するこ
とができる排ガス浄化材及び排ガス浄化方法を提供す
る。 【解決手段】 多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物か
らなる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物
0.2〜15重量%(金属元素換算値)と、鉄の化合物
1重量%以下(金属元素換算値)とを担持した触媒から
なる排ガス浄化材である。
等の未燃焼分に対する理論反応量以上の酸素を含有する
燃焼排ガスから、効率良く窒素酸化物を還元除去するこ
とができる排ガス浄化材及び排ガス浄化方法を提供す
る。 【解決手段】 多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物か
らなる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物
0.2〜15重量%(金属元素換算値)と、鉄の化合物
1重量%以下(金属元素換算値)とを担持した触媒から
なる排ガス浄化材である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は窒素酸化物と過剰の
酸素を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に還元
除去することのできる排ガス浄化材及びそれを用いた浄
化方法に関する。
酸素を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に還元
除去することのできる排ガス浄化材及びそれを用いた浄
化方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーター等から排出される各種の燃焼
排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸化
窒素等の窒素酸化物が含まれている。ここで、「過剰の
酸素を含む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要
な理論酸素量より多い酸素を含むことを意味する。ま
た、以下における窒素酸化物とは一酸化窒素及び/又は
二酸化窒素を指す。
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーター等から排出される各種の燃焼
排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸化
窒素等の窒素酸化物が含まれている。ここで、「過剰の
酸素を含む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要
な理論酸素量より多い酸素を含むことを意味する。ま
た、以下における窒素酸化物とは一酸化窒素及び/又は
二酸化窒素を指す。
【0003】この窒素酸化物は酸性雨の原因の一つとさ
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため、各種
燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさ
まざまな方法が検討されている。
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため、各種
燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさ
まざまな方法が検討されている。
【0004】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
【0005】しかしながら、この方法においては、窒素
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。
【0006】そこで、ゼオライト又はアルミナに遷移金
属を担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反
応量以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法
が数多く提案されている。しかしながら、これらの方法
では、窒素酸化物除去率が十分ではなく、また水分や硫
黄酸化物を含み、運転条件によって排ガス温度が大きく
変化する車等からの排ガスでは、窒素酸化物の除去率が
著しく低下する。
属を担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反
応量以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法
が数多く提案されている。しかしながら、これらの方法
では、窒素酸化物除去率が十分ではなく、また水分や硫
黄酸化物を含み、運転条件によって排ガス温度が大きく
変化する車等からの排ガスでは、窒素酸化物の除去率が
著しく低下する。
【0007】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置及び酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、ディ
ーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸化
物や、一酸化炭素、水素、炭化水素等の未燃焼分に対す
る理論反応量以上の酸素を含有し、水分を含有する燃焼
排ガスから、効率良く窒素酸化物を還元除去することが
できる排ガス浄化材及び排ガス浄化方法を提供すること
である。
置及び酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、ディ
ーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸化
物や、一酸化炭素、水素、炭化水素等の未燃焼分に対す
る理論反応量以上の酸素を含有し、水分を含有する燃焼
排ガスから、効率良く窒素酸化物を還元除去することが
できる排ガス浄化材及び排ガス浄化方法を提供すること
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、銀成分と鉄系成分を担持した触媒
からなる排ガス浄化材を用い、排ガス中に炭化水素と炭
素数2以上の含酸素有機化合物のいずれか又はそれらを
含む燃料を添加し、上記の浄化材に排ガスを接触させれ
ば、広い温度領域で窒素酸化物を効果的に除去できるこ
とを発見し、本発明を完成した。
の結果、本発明者は、銀成分と鉄系成分を担持した触媒
からなる排ガス浄化材を用い、排ガス中に炭化水素と炭
素数2以上の含酸素有機化合物のいずれか又はそれらを
含む燃料を添加し、上記の浄化材に排ガスを接触させれ
ば、広い温度領域で窒素酸化物を効果的に除去できるこ
とを発見し、本発明を完成した。
【0009】すなわち、窒素酸化物と、共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化材
は、多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる群よ
り選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.2〜1
5重量%(金属元素換算値)と、鉄の化合物1重量%以
下(金属元素換算値)とを担持した触媒からなることを
特徴とする。
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化材
は、多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる群よ
り選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.2〜1
5重量%(金属元素換算値)と、鉄の化合物1重量%以
下(金属元素換算値)とを担持した触媒からなることを
特徴とする。
【0010】また、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化方法
は、上記の排ガス浄化材を用い、前記排ガス浄化材を排
ガス導管の途中に設置し、前記浄化材の上流側で炭化水
素及び/又は含酸素有機化合物を添加した排ガスを、1
50〜650℃において前記浄化材に接触させ、もって
前記排ガス中の炭化水素及び/又は含酸素有機化合物と
の反応により前記窒素酸化物を除去することを特徴とす
る。
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化方法
は、上記の排ガス浄化材を用い、前記排ガス浄化材を排
ガス導管の途中に設置し、前記浄化材の上流側で炭化水
素及び/又は含酸素有機化合物を添加した排ガスを、1
50〜650℃において前記浄化材に接触させ、もって
前記排ガス中の炭化水素及び/又は含酸素有機化合物と
の反応により前記窒素酸化物を除去することを特徴とす
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 [1]排ガス浄化材 本発明の排ガス浄化材は、多孔質無機酸化物に触媒活性
種として銀及び銀化合物からなる群より選ばれる一種以
上の元素及び/又は化合物と、鉄の化合物とを担持した
触媒からなり、広い温度領域での窒素酸化物の除去に作
用する。多孔質無機酸化物としては、アルミナ単独、又
はチタニア、シリカ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化錫、
酸化マグネシウム、ゼオライトのいずれか一種以上とア
ルミナとの複合又は混合酸化物を用いるのが好ましい。
ゼオライトとして、フェリエライト、モルテナイト、Z
SM−5など各種のゼオライトを用いることができる。
なお、ここでいう酸化錫は各種酸化状態の錫酸化物を含
み、主な錫酸化物として、酸化第一錫、酸化第二錫等が
挙げられる。
種として銀及び銀化合物からなる群より選ばれる一種以
上の元素及び/又は化合物と、鉄の化合物とを担持した
触媒からなり、広い温度領域での窒素酸化物の除去に作
用する。多孔質無機酸化物としては、アルミナ単独、又
はチタニア、シリカ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化錫、
酸化マグネシウム、ゼオライトのいずれか一種以上とア
ルミナとの複合又は混合酸化物を用いるのが好ましい。
ゼオライトとして、フェリエライト、モルテナイト、Z
SM−5など各種のゼオライトを用いることができる。
なお、ここでいう酸化錫は各種酸化状態の錫酸化物を含
み、主な錫酸化物として、酸化第一錫、酸化第二錫等が
挙げられる。
【0012】アルミナ等の多孔質の無機酸化物の比表面
積は10m2 /g以上であるのが好ましい。比表面積が
10m2 /g未満であると、触媒活性種の分散が低下
し、良好な窒素酸化物の除去が行えない。より好ましい
多孔質無機酸化物の比表面積は30m2 /g以上であ
る。
積は10m2 /g以上であるのが好ましい。比表面積が
10m2 /g未満であると、触媒活性種の分散が低下
し、良好な窒素酸化物の除去が行えない。より好ましい
多孔質無機酸化物の比表面積は30m2 /g以上であ
る。
【0013】銀化合物は銀の酸化物、ハロゲン化銀、硫
酸銀及び燐酸銀等からなる群より選ばれた少なくとも一
種であり、好ましくは銀の酸化物、塩化銀及び硫酸銀の
いずれか一種以上であり、更に好ましくは銀の酸化物及
び/又は塩化銀である。銀成分の担持量は、多孔質無機
酸化物100重量%に対して0.2〜15重量%(銀元
素換算値)とする。0.2重量%未満では窒素酸化物の
除去率が低下する。また、15重量%を超す量の銀成分
を担持すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身
の燃焼が起きやすく、窒素酸化物の除去率はかえって低
下する。好ましい銀成分の担持量は0.5〜12重量%
である。
酸銀及び燐酸銀等からなる群より選ばれた少なくとも一
種であり、好ましくは銀の酸化物、塩化銀及び硫酸銀の
いずれか一種以上であり、更に好ましくは銀の酸化物及
び/又は塩化銀である。銀成分の担持量は、多孔質無機
酸化物100重量%に対して0.2〜15重量%(銀元
素換算値)とする。0.2重量%未満では窒素酸化物の
除去率が低下する。また、15重量%を超す量の銀成分
を担持すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身
の燃焼が起きやすく、窒素酸化物の除去率はかえって低
下する。好ましい銀成分の担持量は0.5〜12重量%
である。
【0014】鉄化合物は鉄の酸化物、ハロゲン化鉄、硫
酸鉄及び燐酸鉄等からなる群より選ばれた少なくとも一
種であり、好ましくは酸化鉄である。鉄成分の担持量
は、多孔質無機酸化物100重量%に対して1重量%以
下(鉄元素換算値)とする。鉄成分の担持量が1重量%
を超すと、窒素酸化物の除去特性が低下する。好ましい
鉄成分の担持量は0.001〜0.8重量%である。
酸鉄及び燐酸鉄等からなる群より選ばれた少なくとも一
種であり、好ましくは酸化鉄である。鉄成分の担持量
は、多孔質無機酸化物100重量%に対して1重量%以
下(鉄元素換算値)とする。鉄成分の担持量が1重量%
を超すと、窒素酸化物の除去特性が低下する。好ましい
鉄成分の担持量は0.001〜0.8重量%である。
【0015】アルミナ等の無機酸化物に銀成分及び鉄成
分を担持する方法としては、公知の含浸法、沈澱法等を
用いることができる。含浸法を用いる際、銀、鉄の硝酸
塩、塩化物、硫酸塩、炭酸塩等の水溶液に多孔質無機酸
化物を浸漬する。ハロゲン化物又は硫酸塩を担持する場
合、硝酸塩水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬し、乾燥
後、塩化アンモニウム又は硫酸アンモニウムの水溶液に
再び浸漬する。沈澱法でハロゲン化物を調製するには硝
酸塩とハロゲン化アンモニウムとを反応させて、ハロゲ
ン化物として多孔質無機酸化物上に沈澱させる。これを
50〜150℃、特に70℃程度で乾燥後、100〜6
00℃で段階的に昇温して焼成するのが好ましい。焼成
は、空気中、酸素を含む窒素気流下や水素ガス気流下で
行うのが好ましい。窒素気流下又は水素ガス気流下で焼
成した場合には、最後に300〜650℃で酸化処理す
るのが好ましい。アルミナ、アルミナ系混合又は複合酸
化物への銀の担持では、ベーマイト等のアルミナ水和物
を出発物質として利用すると効果的である。なお、65
0℃までの焼成過程で、部分的に酸化分解する銀、鉄の
化合物もある。しかし、理由はまだはっきり分からない
が、これらの化合物を出発物質とすることにより、高い
窒素酸化物除去特性が得られる。
分を担持する方法としては、公知の含浸法、沈澱法等を
用いることができる。含浸法を用いる際、銀、鉄の硝酸
塩、塩化物、硫酸塩、炭酸塩等の水溶液に多孔質無機酸
化物を浸漬する。ハロゲン化物又は硫酸塩を担持する場
合、硝酸塩水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬し、乾燥
後、塩化アンモニウム又は硫酸アンモニウムの水溶液に
再び浸漬する。沈澱法でハロゲン化物を調製するには硝
酸塩とハロゲン化アンモニウムとを反応させて、ハロゲ
ン化物として多孔質無機酸化物上に沈澱させる。これを
50〜150℃、特に70℃程度で乾燥後、100〜6
00℃で段階的に昇温して焼成するのが好ましい。焼成
は、空気中、酸素を含む窒素気流下や水素ガス気流下で
行うのが好ましい。窒素気流下又は水素ガス気流下で焼
成した場合には、最後に300〜650℃で酸化処理す
るのが好ましい。アルミナ、アルミナ系混合又は複合酸
化物への銀の担持では、ベーマイト等のアルミナ水和物
を出発物質として利用すると効果的である。なお、65
0℃までの焼成過程で、部分的に酸化分解する銀、鉄の
化合物もある。しかし、理由はまだはっきり分からない
が、これらの化合物を出発物質とすることにより、高い
窒素酸化物除去特性が得られる。
【0016】[2]排ガス浄化材の形態 本発明の排ガス浄化材の第一の好ましい形態は、上記触
媒を浄化材基体にコートしてなる浄化材である。浄化材
の基体を形成するセラミックス材料としては、コージェ
ライト、ムライト、アルミナ及びその複合物等を用いる
のが好ましい。また、排ガス浄化材の基体に公知の金属
材料を用いることもできる。
媒を浄化材基体にコートしてなる浄化材である。浄化材
の基体を形成するセラミックス材料としては、コージェ
ライト、ムライト、アルミナ及びその複合物等を用いる
のが好ましい。また、排ガス浄化材の基体に公知の金属
材料を用いることもできる。
【0017】排ガス浄化材の基体の形状及び大きさは、
目的に応じて種々変更できる。またその構造としては、
ハニカム構造型、フォーム型、繊維状耐火物からなる三
次元網目構造型、あるいは顆粒状、ペレット状等が挙げ
られる。ウォッシュコート法、粉末法等を用いて上記基
体に触媒をコートしたり、ウォッシュコート法、ゾル・
ゲル法等を用いて基体に多孔質無機酸化物をコートした
後、触媒活性種を公知の含浸法、イオン交換法等を用い
て担持することもできる。
目的に応じて種々変更できる。またその構造としては、
ハニカム構造型、フォーム型、繊維状耐火物からなる三
次元網目構造型、あるいは顆粒状、ペレット状等が挙げ
られる。ウォッシュコート法、粉末法等を用いて上記基
体に触媒をコートしたり、ウォッシュコート法、ゾル・
ゲル法等を用いて基体に多孔質無機酸化物をコートした
後、触媒活性種を公知の含浸法、イオン交換法等を用い
て担持することもできる。
【0018】本発明の排ガス浄化材の第二の好ましい形
態は、ペレット状、顆粒状、粉末状、ハニカム状又は板
状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持してなる触
媒、又は触媒をハニカム状、フォーム状、板状、ペレッ
ト状、顆粒状に成形してなる浄化材である。
態は、ペレット状、顆粒状、粉末状、ハニカム状又は板
状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持してなる触
媒、又は触媒をハニカム状、フォーム状、板状、ペレッ
ト状、顆粒状に成形してなる浄化材である。
【0019】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける触媒の厚さ
は、一般に、基体材と、触媒との熱膨張特性の違いから
制限される場合が多い。浄化材基体上に設ける触媒の厚
さを300μm以下とするのがよい。このような厚さと
すれば、使用中に熱衝撃等で浄化材が破損することを防
ぐことができる。浄化材基体の表面に触媒を形成する方
法は公知のウォッシュコート法等によって行われる。
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける触媒の厚さ
は、一般に、基体材と、触媒との熱膨張特性の違いから
制限される場合が多い。浄化材基体上に設ける触媒の厚
さを300μm以下とするのがよい。このような厚さと
すれば、使用中に熱衝撃等で浄化材が破損することを防
ぐことができる。浄化材基体の表面に触媒を形成する方
法は公知のウォッシュコート法等によって行われる。
【0020】また、浄化材基体の表面上に設ける触媒の
量は、浄化材基体の20〜300g/リットルとするの
が好ましい。触媒の量が20g/リットル未満では良好
なNOx の除去が行えない。一方、触媒の量が300g/
リットルを超えると除去特性はそれほど上がらず、圧力
損失が大きくなる。より好ましくは、浄化材基体の表面
上に設ける触媒を浄化材基体の50〜200g/リット
ルとする。
量は、浄化材基体の20〜300g/リットルとするの
が好ましい。触媒の量が20g/リットル未満では良好
なNOx の除去が行えない。一方、触媒の量が300g/
リットルを超えると除去特性はそれほど上がらず、圧力
損失が大きくなる。より好ましくは、浄化材基体の表面
上に設ける触媒を浄化材基体の50〜200g/リット
ルとする。
【0021】上述した構成の浄化材を用いれば、100
〜500℃の広い温度領域において、水分10%程度及
び硫黄酸化物を含む排ガスでも、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができる。
〜500℃の広い温度領域において、水分10%程度及
び硫黄酸化物を含む排ガスでも、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができる。
【0022】[3]排ガス浄化方法 次に、本発明の方法について説明する。まず、本発明の
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置する。
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置する。
【0023】排ガス中には、残留炭化水素としてエチレ
ン、プロピレン等がある程度含まれるが、一般に排ガス
中のNOx を還元するのに十分な量ではないので、外部か
ら炭化水素及び/又は含酸素有機化合物、好ましくは含
酸素有機化合物又はそれと炭化水素燃料と混合してなる
還元剤を排ガス中に導入する。還元剤の導入位置は、浄
化材を設置した位置より上流側である。
ン、プロピレン等がある程度含まれるが、一般に排ガス
中のNOx を還元するのに十分な量ではないので、外部か
ら炭化水素及び/又は含酸素有機化合物、好ましくは含
酸素有機化合物又はそれと炭化水素燃料と混合してなる
還元剤を排ガス中に導入する。還元剤の導入位置は、浄
化材を設置した位置より上流側である。
【0024】外部から導入する炭化水素としては、標準
状態でガス状又は液体状のアルカン、アルケン及び/又
はアルキンを用いることができる。特にアルカンでは炭
素数2以上が好ましい。標準状態で液体状の炭化水素と
しては、具体的に、軽油、セタン、ヘプタン、灯油、ガ
ソリン等の炭化水素が挙げられる。その中でも、沸点5
0〜350℃の炭化水素が特に好ましい。外部から導入
する含酸素有機化合物として、炭素数2以上のエタノー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール類、又はそ
れらを含む燃料を用いることができる。
状態でガス状又は液体状のアルカン、アルケン及び/又
はアルキンを用いることができる。特にアルカンでは炭
素数2以上が好ましい。標準状態で液体状の炭化水素と
しては、具体的に、軽油、セタン、ヘプタン、灯油、ガ
ソリン等の炭化水素が挙げられる。その中でも、沸点5
0〜350℃の炭化水素が特に好ましい。外部から導入
する含酸素有機化合物として、炭素数2以上のエタノー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール類、又はそ
れらを含む燃料を用いることができる。
【0025】外部から導入する炭化水素及び/又は含酸
素有機化合物の量は、重量比(添加する還元剤の重量/
排ガス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるよう
にするのが好ましい。この重量比が0.1未満である
と、窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、5を
超えると、燃費悪化につながる。
素有機化合物の量は、重量比(添加する還元剤の重量/
排ガス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるよう
にするのが好ましい。この重量比が0.1未満である
と、窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、5を
超えると、燃費悪化につながる。
【0026】また、炭化水素又は含酸素有機化合物を含
有する燃料を添加する場合、燃料としてガソリン、軽
油、灯油等を用いるのが好ましい。この場合、還元剤の
量は上記と同様に重量比(添加する還元剤の重量/排ガ
ス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるように設
定する。
有する燃料を添加する場合、燃料としてガソリン、軽
油、灯油等を用いるのが好ましい。この場合、還元剤の
量は上記と同様に重量比(添加する還元剤の重量/排ガ
ス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるように設
定する。
【0027】本発明では、含酸素有機化合物、炭化水素
等による窒素酸化物の還元除去を効率的に進行させるた
めに、空間速度は 500,000h-1以下、好ましくは 300,0
00h-1以下とする。
等による窒素酸化物の還元除去を効率的に進行させるた
めに、空間速度は 500,000h-1以下、好ましくは 300,0
00h-1以下とする。
【0028】また、本発明では、炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物と窒素酸化物とが反応する部位である浄
化材設置部位における排ガスの温度を150〜650℃
に保つ。排ガスの温度が150℃未満であると還元剤と
窒素酸化物との反応が進行せず、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができない。一方、650℃を超す温度と
すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身の燃焼
が始まり、窒素酸化物の還元除去が行えない。好ましい
排ガス温度は200〜600℃であり、より好ましくは
250〜550℃である。
酸素有機化合物と窒素酸化物とが反応する部位である浄
化材設置部位における排ガスの温度を150〜650℃
に保つ。排ガスの温度が150℃未満であると還元剤と
窒素酸化物との反応が進行せず、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができない。一方、650℃を超す温度と
すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身の燃焼
が始まり、窒素酸化物の還元除去が行えない。好ましい
排ガス温度は200〜600℃であり、より好ましくは
250〜550℃である。
【0029】
【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 市販の粉末状シリカ・アルミナ(SiO2 含有量:5重
量%、平均粒径0.05mm、比表面積350m2 /
g)を硝酸銀水溶液に浸漬し、塩化アンモニウム水溶液
を入れてシリカ・アルミナに塩化銀を沈殿させた後、7
0℃で乾燥し、空気中で、100℃〜600℃まで段階
的に昇温し、 最後に600℃で3時間焼成した後、硝酸
第二鉄水溶液に投入して30分間浸漬し、70℃で乾燥
させて、シリカ・アルミナ粉末に対して塩化銀4重量%
(銀元素換算値)及び鉄0.01重量%(鉄元素換算
値)を担持した触媒を得た。
細に説明する。実施例1 市販の粉末状シリカ・アルミナ(SiO2 含有量:5重
量%、平均粒径0.05mm、比表面積350m2 /
g)を硝酸銀水溶液に浸漬し、塩化アンモニウム水溶液
を入れてシリカ・アルミナに塩化銀を沈殿させた後、7
0℃で乾燥し、空気中で、100℃〜600℃まで段階
的に昇温し、 最後に600℃で3時間焼成した後、硝酸
第二鉄水溶液に投入して30分間浸漬し、70℃で乾燥
させて、シリカ・アルミナ粉末に対して塩化銀4重量%
(銀元素換算値)及び鉄0.01重量%(鉄元素換算
値)を担持した触媒を得た。
【0030】この触媒0.52gをスラリー化した後、
市販のコージェライト製ハニカム成形体(400セル/
インチ2 、直径20mm、長さ16.6mm)にウォッ
シュコート法によりコートした。これを80℃、空気中
で3時間乾燥し、100℃〜600℃まで段階的に昇温
し、 最後に600℃で3時間焼成し、銀、鉄系排ガス浄
化材を作製した。
市販のコージェライト製ハニカム成形体(400セル/
インチ2 、直径20mm、長さ16.6mm)にウォッ
シュコート法によりコートした。これを80℃、空気中
で3時間乾燥し、100℃〜600℃まで段階的に昇温
し、 最後に600℃で3時間焼成し、銀、鉄系排ガス浄
化材を作製した。
【0031】反応管内に上記排ガス浄化材をセットし
た。次に、表1に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、
エタノール、二酸化硫黄、窒素及び水分)を毎分3.4
8リットル(標準状態)の流量で流して(浄化材の見か
け空間速度は約40,000h-1である)、反応管内の
排ガス温度を300〜550℃の範囲に保ち、エタノー
ルと窒素酸化物とを反応させた。
た。次に、表1に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、
エタノール、二酸化硫黄、窒素及び水分)を毎分3.4
8リットル(標準状態)の流量で流して(浄化材の見か
け空間速度は約40,000h-1である)、反応管内の
排ガス温度を300〜550℃の範囲に保ち、エタノー
ルと窒素酸化物とを反応させた。
【0032】反応管通過後のガスの窒素酸化物の濃度を
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表2に示す。
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表2に示す。
【0033】 表1 成分 濃度(乾燥ベース) 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 容量% エタノール 1560 ppm (一酸化窒素の質量の3倍) 二酸化硫黄 30 ppm 窒素 残部 水分 10 容量%(上記成分の総体積に対して)
【0034】実施例2 市販の粉末状γ−アルミナ(平均粒径0.05mm、比
表面積200m2 /g)に実施例1と同じ方法で塩化銀
4重量%(銀元素換算値)及び鉄0.05重量%(鉄元
素換算値)を担持し銀、鉄系触媒0.52gを実施例1
と同様にスラリー化し、市販のコージェライト製ハニカ
ム状成形体(直径20mm、長さ16.6mm、400
セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段階
的に焼成し、銀、鉄系排ガス浄化材を調製した。
表面積200m2 /g)に実施例1と同じ方法で塩化銀
4重量%(銀元素換算値)及び鉄0.05重量%(鉄元
素換算値)を担持し銀、鉄系触媒0.52gを実施例1
と同様にスラリー化し、市販のコージェライト製ハニカ
ム状成形体(直径20mm、長さ16.6mm、400
セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段階
的に焼成し、銀、鉄系排ガス浄化材を調製した。
【0035】反応管内に排ガス浄化材をセットした。実
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
【0036】実施例3 硝酸銀水溶液及び硝酸第二鉄水溶液を用いて、実施例1
と同じ方法で市販の粉末状シリカ・アルミナ(SiO2
含有量:5重量%、平均粒径0.05mm、比表面積3
50m2 /g)に銀4重量%(銀元素換算値)及び鉄
0.05重量%(鉄元素換算値)を担持した触媒0.5
2gをスラリー化した後、市販のコージェライト製ハニ
カム状成形体(直径20mm、長さ16.6mm、40
0セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段
階的に焼成し、排ガス浄化材を調製した。
と同じ方法で市販の粉末状シリカ・アルミナ(SiO2
含有量:5重量%、平均粒径0.05mm、比表面積3
50m2 /g)に銀4重量%(銀元素換算値)及び鉄
0.05重量%(鉄元素換算値)を担持した触媒0.5
2gをスラリー化した後、市販のコージェライト製ハニ
カム状成形体(直径20mm、長さ16.6mm、40
0セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段
階的に焼成し、排ガス浄化材を調製した。
【0037】反応管内に排ガス浄化材をセットした。実
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
【0038】比較例1 硝酸銀水溶液を用いて、実施例1と同じ方法でγ−アル
ミナ粉末(平均粒径0.05mm、比表面積200m2
/g)に銀を4重量%(銀元素換算値)担持し、銀系触
媒を作製した。この触媒0.52gを市販のコージェラ
イト製ハニカム状成形体(直径20mm、長さ16.6
mm、400セル/インチ2 )に実施例1と同じ方法で
コートし、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、排ガス
浄化材を調製した。
ミナ粉末(平均粒径0.05mm、比表面積200m2
/g)に銀を4重量%(銀元素換算値)担持し、銀系触
媒を作製した。この触媒0.52gを市販のコージェラ
イト製ハニカム状成形体(直径20mm、長さ16.6
mm、400セル/インチ2 )に実施例1と同じ方法で
コートし、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、排ガス
浄化材を調製した。
【0039】反応管内に排ガス浄化材をセットした。実
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
【0040】 表2 窒素酸化物の除去率(%) 温度 実施例1 実施例2 実施例3 比較例1 300℃ 68.7 65.3 65.3 25.2 350℃ 70.3 75.6 76.2 41.8 400℃ 85.6 86.3 87.8 52.6 450℃ 79.4 83.7 84.3 60.2 500℃ 65.6 70.5 70.2 50.5 550℃ 54.8 57.3 52.3 35.8
【0041】実施例4 反応管内に実施例1の排ガス浄化材をセットした。次
に、表3に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、プロピ
レン、窒素及び水分)を毎分3.48リットル(標準状
態)の流量で流して(浄化材の見かけ空間速度は約4
0,000h-1である)、反応管内の排ガス温度を30
0〜500℃の範囲に保ち、プロピレンと窒素酸化物と
を反応させた。
に、表3に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、プロピ
レン、窒素及び水分)を毎分3.48リットル(標準状
態)の流量で流して(浄化材の見かけ空間速度は約4
0,000h-1である)、反応管内の排ガス温度を30
0〜500℃の範囲に保ち、プロピレンと窒素酸化物と
を反応させた。
【0042】反応管通過後のガスの窒素酸化物の濃度を
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表4に示す。
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表4に示す。
【0043】 表3 成分 濃度 一酸化窒素 800 ppm (乾燥ベース) 酸素 10 容量% (乾燥ベース) プロピレン 1714 ppm (乾燥ベース) 窒素 残部 (バランス) 水分 10 容量%(上記成分の総体積に対して)
【0044】実施例5 反応管内に実施例2の排ガス浄化材をセットした。実施
例4と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約4
0,000h-1である)で、表3に示す組成のガスを用
いて評価を行った。結果を表4に示す。
例4と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約4
0,000h-1である)で、表3に示す組成のガスを用
いて評価を行った。結果を表4に示す。
【0045】実施例6 市販の粉末状γ−アルミナ(平均粒径0.05mm、比
表面積200m2 /g)と酸化第二錫粉末(平均粒径
0.1mm以下、比表面積71m2 /g)とを95:5
の重量比で混合した粉末に、実施例1と同じ方法で塩化
銀4重量%(銀元素換算値)及び鉄0.05重量%(鉄
元素換算値)を担持し銀、鉄系触媒0.52gを実施例
1と同様にスラリー化し、市販のコージェライト製ハニ
カム状成形体(直径20mm、長さ16.6mm、40
0セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段
階的に焼成し、銀、鉄系排ガス浄化材を調製した。
表面積200m2 /g)と酸化第二錫粉末(平均粒径
0.1mm以下、比表面積71m2 /g)とを95:5
の重量比で混合した粉末に、実施例1と同じ方法で塩化
銀4重量%(銀元素換算値)及び鉄0.05重量%(鉄
元素換算値)を担持し銀、鉄系触媒0.52gを実施例
1と同様にスラリー化し、市販のコージェライト製ハニ
カム状成形体(直径20mm、長さ16.6mm、40
0セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段
階的に焼成し、銀、鉄系排ガス浄化材を調製した。
【0046】反応管内に排ガス浄化材をセットした。実
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表3に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表4に示す。
施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約
40,000h-1である)で、表3に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表4に示す。
【0047】比較例2 反応管内に比較例1の排ガス浄化材をセットした。実施
例4と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約4
0,000h-1である)で、表3に示す組成のガスを用
いて評価を行った。結果を表4に示す。
例4と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速度は約4
0,000h-1である)で、表3に示す組成のガスを用
いて評価を行った。結果を表4に示す。
【0048】 表4 窒素酸化物の除去率(%) 温度 実施例4 実施例5 実施例6 比較例2 300℃ 19.5 24.3 25.1 15.6 350℃ 26.7 30.4 31.4 22.5 400℃ 64.7 67.4 65.4 59.6 450℃ 60.4 64.7 64.0 54.5500℃ 35.9 40.4 38.2 24.6
【0049】表2及び表4からわかるように、銀系触媒
からなる浄化材を用いた比較例1、2に比べて、本発明
の銀、鉄浄化材を用いた実施例1〜6では広い排ガス温
度領域において窒素酸化物の良好な除去がみられた。
からなる浄化材を用いた比較例1、2に比べて、本発明
の銀、鉄浄化材を用いた実施例1〜6では広い排ガス温
度領域において窒素酸化物の良好な除去がみられた。
【0050】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排ガス浄
化材を用いれば、広い温度領域において過剰の酸素を含
む排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することができ
る。本発明の排ガス浄化材及び浄化方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガス浄化に広く利用することができ
る。
化材を用いれば、広い温度領域において過剰の酸素を含
む排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することができ
る。本発明の排ガス浄化材及び浄化方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガス浄化に広く利用することができ
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 27/10 B01D 53/36 ZAB 27/18 102B 102H
Claims (6)
- 【請求項1】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、多孔質
の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる群より選ばれる
一種以上の元素及び/又は化合物0.2〜15重量%
(金属元素換算値)と、鉄の化合物1重量%以下(金属
元素換算値)とを担持した触媒からなることを特徴とす
る排ガス浄化材。 - 【請求項2】 請求項1に記載の排ガス浄化材におい
て、前記銀化合物は銀の酸化物、ハロゲン化銀、硫酸銀
及び燐酸銀からなる群より選ばれた少なくとも一種であ
り、前記鉄化合物は鉄の酸化物、ハロゲン化鉄、硫酸鉄
及び燐酸鉄からなる群より選ばれた少なくとも一種であ
ることを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の排ガス浄化材に
おいて、前記多孔質無機酸化物がアルミナ単独、又はチ
タニア、シリカ、ジルコニア、ZnO、MgO、酸化錫
のいずれか一種以上とアルミナとの複合又は混合酸化物
であることを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項4】 請求項1〜3に記載の排ガス浄化材にお
いて、前記触媒がセラミックス製又は金属製の基体の表
面にコートされたものであることを特徴とする排ガス浄
化材。 - 【請求項5】 請求項1〜3に記載の排ガス浄化材にお
いて、前記触媒がペレット状、顆粒状、ハニカム状、フ
ォーム状又は板状に成形されていることを特徴とする排
ガス浄化材。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の排ガス
浄化材を用い、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化方法において、前記
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置し、前記浄化材
の上流側で炭化水素及び/又は含酸素有機化合物を添加
した排ガスを、150〜650℃において前記浄化材に
接触させ、もって前記排ガス中の炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物との反応により前記窒素酸化物を除去す
ることを特徴とする排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8199668A JPH0975739A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-199207 | 1995-07-11 | ||
| JP19920795 | 1995-07-11 | ||
| JP8199668A JPH0975739A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0975739A true JPH0975739A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=26511401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8199668A Pending JPH0975739A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0975739A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009128175A1 (ja) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | 三井金属鉱業株式会社 | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| WO2009144847A1 (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 三井金属鉱業株式会社 | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| US7737078B2 (en) | 2004-12-03 | 2010-06-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for purifying exhaust gas |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP8199668A patent/JPH0975739A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7737078B2 (en) | 2004-12-03 | 2010-06-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for purifying exhaust gas |
| WO2009128175A1 (ja) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | 三井金属鉱業株式会社 | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| US20110030354A1 (en) * | 2008-04-14 | 2011-02-10 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Particulate combustion catalyst, particulate filter and exhaust gas purifying apparatus |
| JP5579596B2 (ja) * | 2008-04-14 | 2014-08-27 | 三井金属鉱業株式会社 | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| WO2009144847A1 (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 三井金属鉱業株式会社 | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| JP5328783B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2013-10-30 | 三井金属鉱業株式会社 | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| US9393522B2 (en) | 2008-05-29 | 2016-07-19 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Method for combusting diesel exhaust gas |
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