JPH10128070A - Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust gas purifying method using the same - Google Patents
Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust gas purifying method using the sameInfo
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- JPH10128070A JPH10128070A JP8303621A JP30362196A JPH10128070A JP H10128070 A JPH10128070 A JP H10128070A JP 8303621 A JP8303621 A JP 8303621A JP 30362196 A JP30362196 A JP 30362196A JP H10128070 A JPH10128070 A JP H10128070A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 希薄燃焼排ガス中のNOxを効率よく除去す
ることができる排ガス浄化用触媒層および触媒被覆構造
体と、これらを使用しての希薄燃焼排ガス中のNOxを
高効率、高信頼性をもって浄化する排ガス浄化方法を提
供する。
【解決手段】 アルミナにマグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム、バリウムからなる群より選択された少
なくとも1種を含有させてなる触媒Aと、細孔半径30
0オングストローム以下の細孔の占める細孔容積の合計
値をXとし、細孔半径25オングストローム以上で10
0オングストローム未満の細孔の占める細孔容積の合計
値をYとし、細孔半径100オングストローム以上で3
00オングストローム以下の細孔の占める細孔容積の合
計値をZとしたとき、YがXの70%以上であり、Zが
Xの20%以下であるような細孔構造を有するアルミナ
担体に銀を含有させてなる触媒Bとから構成される排ガ
ス浄化用触媒層。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purifying catalyst layer and a catalyst coating structure capable of efficiently removing NOx in a lean combustion exhaust gas, and a lean combustion exhaust gas using the same. An exhaust gas purification method for purifying NOx with high efficiency and high reliability is provided. SOLUTION: Alumina is made of magnesium, calcium,
A catalyst A containing at least one selected from the group consisting of strontium and barium;
Let X be the total value of the pore volume occupied by pores of 0 Å or less, and 10 if the pore radius is 25 Å or more.
The total value of the pore volume occupied by pores smaller than 0 Å is defined as Y, and 3 for a pore radius of 100 Å or more.
When the total value of the pore volume occupied by pores of not more than 00 angstroms is Z, the alumina carrier having a pore structure in which Y is 70% or more of X and Z is 20% or less of X is added to silver. And an exhaust gas purifying catalyst layer comprising: a catalyst B containing:
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼排ガス、特に自
動車、ボイラー、ガスエンジン、ガスタービン、船舶な
どの移動式および固定式内燃機関の燃焼排ガス中に含ま
れる窒素酸化物の浄化に用いられる排ガス浄化用触媒層
および排ガス浄化用触媒被覆構造体とに関し、更に詳細
には希薄燃焼領域で運転される内燃機関から排出された
排ガス中の窒素酸化物を高い空間速度で、かつ高効率で
浄化可能な排ガス浄化用触媒層および排ガス浄化用触媒
被覆構造体とこれらを使用しての排ガス浄化方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exhaust gas used for purifying nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas of mobile and stationary internal combustion engines of automobiles, boilers, gas engines, gas turbines, ships and the like. The present invention relates to a purification catalyst layer and an exhaust gas purification catalyst-coated structure, and more specifically, can purify nitrogen oxides in exhaust gas discharged from an internal combustion engine operated in a lean burn region at a high space velocity and with high efficiency. The present invention relates to a novel exhaust gas purifying catalyst layer and an exhaust gas purifying catalyst coating structure, and an exhaust gas purifying method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車をはじめとする内燃機関から排出
される各種の燃焼排ガス中には、燃焼生成物である水や
二酸化炭素と共に一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸
化物(NOx)が含まれている。NOxは人体、特に呼
吸器系に悪影響を及ぼすばかりでなく、地球環境保全の
上から問題視される酸性雨の原因の1つとなつている。
そのため、これら各種の排ガスから効率よく窒素酸化物
を除去する脱硝技術の開発が望まれている。2. Description of the Related Art Various combustion exhaust gases emitted from internal combustion engines such as automobiles contain nitrogen oxides (NOx) such as nitric oxide and nitrogen dioxide together with water and carbon dioxide as combustion products. Have been. NOx not only adversely affects the human body, particularly the respiratory system, but also becomes one of the causes of acid rain, which is regarded as a problem from the viewpoint of global environmental protection.
Therefore, development of a denitration technology for efficiently removing nitrogen oxides from these various exhaust gases is desired.
【0003】他方において、地球温暖化防止の観点から
近年希薄燃焼方式の内燃機関が注目されている。従来の
自動車用ガソリンエンジンは、空燃比(A/F)=1
4.7付近で制御された化学量論比での燃焼であり、そ
の排ガス処理に対しては排ガス中の一酸化炭素、炭化水
素とNOxとを、主として白金、ロジウム、パラジウム
およびセリアを含むアルミナ触媒に接触させて有害三成
分を同時に除去する三元触媒方式が採用されてきた。On the other hand, in view of the prevention of global warming, lean-burn internal combustion engines have recently attracted attention. A conventional gasoline engine for an automobile has an air-fuel ratio (A / F) = 1.
Combustion at a controlled stoichiometric ratio near 4.7. For exhaust gas treatment, carbon monoxide, hydrocarbons and NOx in the exhaust gas are converted to alumina mainly containing platinum, rhodium, palladium and ceria. A three-way catalyst system has been employed in which three harmful components are simultaneously removed by contact with a catalyst.
【0004】しかし、この三元触媒方式は、エンジンが
化学量論比で運転されることが絶対条件であるため、希
薄空燃比で運転される希薄燃焼ガソリンエンジンの排ガ
ス浄化には適用することができない。また、ディーゼル
エンジンは本来希薄燃焼エンジンであるが、その排ガス
に対しては浮遊粒子状物質とNOxの両方に厳しい規制
がかけられようとしている。However, since the three-way catalyst system has an absolute condition that the engine is operated at a stoichiometric ratio, it can be applied to exhaust gas purification of a lean burn gasoline engine operated at a lean air-fuel ratio. Can not. In addition, diesel engines are originally lean burn engines, but strict regulations are being imposed on both the suspended particulate matter and NOx in the exhaust gas.
【0005】従来、酸素過剰雰囲気下でΝOxを還元除
去する方法としては、還元ガスとして僅かな量でも選択
的に触媒に吸着するNH3を使用する技術が既に確立さ
れている。この技術は、いわゆる固定発生源であるボイ
ラーやディーゼルエンジンからの排ガス脱硝方法として
工業化されている。しかしながらこの方法においては未
反応の還元剤の回収処理のための特別な装置を必要とす
るばかりでなく臭気が強く有害なアンモニアを用いるの
で、特に自動車などの移動発生源からの排ガス脱硝技術
としては危険性があり適用できない。Conventionally, as a method of reducing and removing the ΝOx in an oxygen-rich atmosphere, a technique of using NH 3 also adsorb selectively catalyst small amount as the reducing gas has already been established. This technology has been industrialized as a method for denitration of exhaust gas from boilers and diesel engines, which are so-called stationary sources. However, this method not only requires a special device for the recovery treatment of the unreacted reducing agent, but also uses ammonia, which has a strong odor and is harmful. Not applicable due to danger.
【0006】近年、酸素過剰雰囲気の希薄燃焼排ガス中
に残存する未燃の炭化水素を還元剤として用いることに
より、NOx還元反応を促進させることができるという
報告がなされて以来、この反応を促進するための触媒が
種々開発され報告されている。例えば、アルミナやアル
ミナに遷移金属を担持した触媒が、炭化水素を還元剤と
して用いるNOx還元反応に有効であるとする数多くの
報告がある。また、特開平4−284848号公報には
0.1〜4重量%のCu,Fe,Cr,Zn,Ni,V
を含有するアルミナあるいはシリカ−アルミナをΝOx
還元触媒として使用した例が報告されている。In recent years, it has been reported that a NOx reduction reaction can be promoted by using unburned hydrocarbons remaining in a lean combustion exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere as a reducing agent. Various catalysts have been developed and reported. For example, there are many reports that alumina or a catalyst in which a transition metal is supported on alumina is effective for a NOx reduction reaction using a hydrocarbon as a reducing agent. JP-A-4-284848 discloses that 0.1 to 4% by weight of Cu, Fe, Cr, Zn, Ni, V
Or silica-alumina containing ΝOx
An example of use as a reduction catalyst has been reported.
【0007】更に、Ρtをアルミナに担持した触媒を用
いると、NOx還元反応が200〜300℃程度の低温
領域で進行することが特開平4−267946号公報、
特開平5−68855号公報や特開平5−103949
号公報などに報告されている。しかしながら、これらの
担持貴金属触媒を用いた場合、還元剤である炭化水素の
燃焼反応が過度に促進されたり、地球温暖化の原因物質
の1つと言われているN2Oが多量に副生し、無害なΝ
2への還元反応を選択的に進行させることが困難である
といった欠点を有していた。[0007] Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-267946 discloses that when a catalyst in which Δt is supported on alumina is used, the NOx reduction reaction proceeds in a low temperature range of about 200 to 300 ° C.
JP-A-5-68855 and JP-A-5-103949
No., etc. However, when these supported precious metal catalysts are used, the combustion reaction of hydrocarbons as a reducing agent is excessively promoted, and a large amount of N 2 O, which is one of the substances causing global warming, is produced as a by-product. Harmless
However, it had a drawback that it was difficult to selectively advance the reduction reaction to 2 .
【0008】本出願人の一方は、先に酸素過剰雰囲気下
で炭化水素を還元剤として銀を含有する触媒を用いると
NOx還元反応が選択的に進行することを見出し、本技
術を特開平4−281844号公報に開示した。この開
示行われた後おいても、銀を含有する触媒を用いる類似
のΝOx還元除去技術が特開平4−354536号公
報、特開平5−92124号公報、特開平5−9212
5号公報および特開平6−277454号公報などに開
示されている。One of the present applicants has previously found that the use of a catalyst containing silver with a hydrocarbon as a reducing agent under an oxygen-excess atmosphere causes the NOx reduction reaction to proceed selectively. -281844. Even after the disclosure, similar 類似 Ox reduction and removal techniques using a catalyst containing silver are disclosed in JP-A-4-354536, JP-A-5-92124, and JP-A-5-9212.
No. 5, JP-A-6-277454 and the like.
【0009】[0009]
【発明の解決しようとする課題】しかし、これら従来の
公報に記載されたアルミナ担持銀触媒は、水蒸気および
SOx共存下での脱硝性能が実用的にまだ不十分であっ
た。However, the alumina-supported silver catalysts described in these conventional publications still have practically insufficient denitration performance in the presence of steam and SOx.
【0010】本発明は上記従来技術の欠点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、希薄燃
焼排ガス中のNOxを効率よく除去することができる排
ガス浄化用触媒および触媒被覆構造体と、これらを使用
しての希薄燃焼排ガス中のNOxを高効率、高信頼性を
もって浄化する排ガス浄化方法を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst and a catalyst coating structure capable of efficiently removing NOx in lean combustion exhaust gas. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying method for purifying NOx in lean combustion exhaust gas with high efficiency and high reliability by using the same.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水蒸気と
SOxが共存する希薄燃焼領域において高い脱硝性能を
有する排ガス浄化用触媒層および排ガス浄化用触媒被覆
構造体と、これらを使用しての排ガス浄化方法について
鋭意研究を重ねた結果、排ガスの流通方向に対してアル
ミナに、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムお
よびバリウムからなる群より選択された少なくとも1種
を含有させてなる触媒Aを前段に、特定の細孔構造を有
するアルミナに銀を含有する触媒Bを後段になるように
区分して配置させることにより上記した問題点を解決で
きることを見出し本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have developed an exhaust gas purifying catalyst layer and an exhaust gas purifying catalyst coating structure having high denitration performance in a lean burn region where steam and SOx coexist, and using these. As a result of intensive studies on the exhaust gas purification method, the catalyst A comprising at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium in alumina with respect to the flow direction of the exhaust gas, The inventors have found that the above problems can be solved by arranging the catalyst B containing silver on alumina having a specific pore structure so as to be located at a later stage, thereby completing the present invention.
【0012】すなわち、上記課題を解決するための本発
明の第1の実施態様は、アルミナにマグネシウム、カル
シウム、ストロンチウムおよびバリウムからなる群より
選択された少なくとも1種を含有させてなる触媒Aと、
窒素ガス吸着法により測定された細孔半径と細孔容積の
関係が、細孔半径300オングストローム以下の細孔の
占める細孔容積の合計値をXとし、細孔半径25オング
ストローム以上で100オングストローム未満の細孔の
占める細孔容積の合計値をYとし、細孔半径100オン
グストローム以上で300オングストローム以下の細孔
の占める細孔容積の合計値をZとしたとき、YがXの7
0%以上であり、ZがXの20%以下であるような細孔
構造を有するアルミナ担体に銀を含有させてなる触媒B
とより構成する排ガス浄化用触媒層を特徴とするもので
ある。該触媒層は、粉体または成型した状態で排ガスの
流通空間に配置するのが好ましい。That is, a first embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems comprises a catalyst A comprising alumina containing at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium;
The relationship between the pore radius and the pore volume measured by the nitrogen gas adsorption method is such that the total pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 Å or less is X, and the pore radius is 25 Å or more and less than 100 Å. Let Y be the total value of the pore volume occupied by pores having a pore radius of 100 Å or more and 300 Å or less, and let Z be 7
0% or more and a catalyst B comprising silver contained in an alumina carrier having a pore structure in which Z is 20% or less of X
And an exhaust gas purifying catalyst layer comprising: The catalyst layer is preferably disposed in a flow space of the exhaust gas in a powdered or molded state.
【0013】また、本発明の第2の実施態様は、多数の
貫通孔を有する耐火性材料からなる一体構造の支持基質
と、該支持基質における少なくとも該貫通孔の内表面に
上記の触媒を区分して被覆した触媒被覆構造体を特徴と
するものである。In a second embodiment of the present invention, there is provided a support substrate having an integral structure made of a refractory material having a large number of through holes, and the above-mentioned catalyst is divided at least on the inner surface of the through hole in the support substrate. It is characterized by a catalyst-coated structure coated by coating.
【0014】またさらに、本発明の第3の実施態様は希
薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼排ガスを触媒含有
層と接触させて排ガス中のNOxを除去する方法におい
て、該触媒含有層に含まれる触媒は前記第1の実施態様
における触媒層または第2の実施態様における触媒被覆
構造体であり、排ガスの流通方向に対して触媒Aが前段
に、触媒Bが後段になるように区分して配置させた排ガ
ス浄化方法を特徴とするものである。Further, a third embodiment of the present invention relates to a method of removing NOx in exhaust gas by bringing combustion exhaust gas of an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio into contact with a catalyst-containing layer. The catalyst contained is the catalyst layer in the first embodiment or the catalyst-coated structure in the second embodiment, and is divided such that the catalyst A is at the front stage and the catalyst B is at the rear stage in the flow direction of the exhaust gas. The method is characterized by an exhaust gas purification method arranged in the manner described above.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細およびその作
用についてさらに具体的に説明する。 (触媒の構造およびその製法)本発明の排ガス浄化用触
媒層における触媒Aと、触媒Bの主成分の1つであるア
ルミナは、例えば鉱物学上ベーマイト、擬ベーマイト、
バイアライト、あるいはノルストランダイトに分類され
る水酸化アルミニウムの粉体やゲルを、空気中あるいは
真空中300〜800℃、好ましくは400〜900℃
で加熱脱水することによって、結晶学的にγ一型、η−
型、δ−型、χ−型あるいはその混合型に分類されるア
ルミナに相転移させたものが脱硝性能上好ましい。他の
結晶構造をとるアルミナ、例えばα−型のアルミナは極
端に比表面積が小さく固体酸性にも乏しいので本発明の
触媒成分としては不適当である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention and its operation will be more specifically described below. (Catalyst Structure and Method for Producing the Same) Alumina, which is one of the main components of the catalyst A and the catalyst B in the exhaust gas purifying catalyst layer of the present invention, is, for example, boehmite, pseudo-boehmite,
Vialite or aluminum hydroxide powder or gel classified as norstrandite is placed in air or vacuum at 300 to 800 ° C, preferably 400 to 900 ° C.
By heating and dehydration, crystallographically γ-type, η-
It is preferable from the viewpoint of denitration performance that the phase transition is made to alumina classified into type, δ-type, χ-type or a mixed type thereof. Alumina having another crystal structure, for example, α-type alumina, is unsuitable as the catalyst component of the present invention because of its extremely small specific surface area and poor solid acidity.
【0016】また特に触媒Bのアルミナは、窒素ガス吸
着法により測定された細孔半径が300オングストロー
ム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をXとし、細孔
半径が25オングストローム以上で100オングストロ
ーム未満の細孔の占める細孔容積の合計値をYとし、細
孔半径が100オングストローム以上で300オングス
トローム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をZとし
たとき、YがΧの70%以上であり、ZがXの20%以
下であるような細孔構造を有するアルミナであることが
必要である。細孔構造が、上記した条件を満たさないア
ルミナを本発明の触媒Bにおける担体として用いた場合
には、これにより構成される排ガス浄化用触媒は水蒸気
共存下での排ガスの脱硝性能が不十分であった。従っ
て、本発明の触媒Bの成分として有効なアルミナは、上
記した結晶構造および細孔特性を有するものが適切であ
るといえる。Particularly, the alumina of the catalyst B is defined as X, where X is the total pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 angstroms or less measured by a nitrogen gas adsorption method, and 100 when the pore radius is 25 angstroms or more. When the total value of the pore volume occupied by pores smaller than Angstroms is Y, and the total value of the pore volume occupied by pores having a radius of 100 Å or more and 300 Å or less is Z, Y is 70 of Χ. % Or more and Z must be 20% or less of X. In the case where alumina having a pore structure not satisfying the above-mentioned conditions is used as a carrier in the catalyst B of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst constituted thereby has insufficient denitration performance of exhaust gas in the presence of steam. there were. Therefore, it can be said that alumina having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics is suitable as the alumina effective as a component of the catalyst B of the present invention.
【0017】本発明の排ガス浄化用触媒層は、以下のよ
うな触媒である。本発明にかかる触媒層はアルミナに、
マグネシウム、カルシウム、ストロンチウおよびバリウ
ムからなる群より選ばれた少なくとも1種を含有させて
なる触媒Aと、上記した結晶構造および細孔特性を有す
るアルミナに銀を含有させてなる触媒Bとから構成され
るものである。触媒Aのアルミナに含有されるマグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの状
態は、特に限定されない。また、触媒Bのアルミナに含
有される銀の状態も特に限定されず、例えば金属状態、
酸化物状態およびこれらの混合状態などが挙げられる。
特に、自動車などの内燃機関の燃焼排ガス組成は運転状
態によってその都度変化するため、触媒は還元雰囲気お
よび酸化雰囲気に曝される。従って、触媒を構成する活
性金属の状態は雰囲気の変化に伴い変化することが想定
される。なお触媒Aにおけるマグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウムおよびバリウムや触媒Bにおける銀
の出発原料は特に限定されない。The exhaust gas purifying catalyst layer of the present invention is the following catalyst. The catalyst layer according to the present invention is on alumina,
A catalyst A containing at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium; and a catalyst B containing silver in alumina having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics. Things. The state of magnesium, calcium, strontium and barium contained in the alumina of the catalyst A is not particularly limited. In addition, the state of silver contained in the alumina of the catalyst B is not particularly limited, for example, a metal state,
An oxide state and a mixed state thereof are exemplified.
In particular, the composition of the combustion exhaust gas of an internal combustion engine such as an automobile changes each time depending on the operation state, and thus the catalyst is exposed to a reducing atmosphere and an oxidizing atmosphere. Therefore, it is assumed that the state of the active metal constituting the catalyst changes with the change of the atmosphere. The starting materials of magnesium, calcium, strontium and barium in the catalyst A and silver in the catalyst B are not particularly limited.
【0018】そして、触媒Aにおけるアルミナに、マグ
ネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウム
からなる群より選択された少なくとも1種を含有させる
方法や触媒Bにおけるアルミナに銀を含有させる方法は
特に限定されず従来から行われている手法、例えば吸着
法、ポアフィリング法、インシピエントウェットネス
法、蒸発乾固法、スプレー法などの含浸法、混練法、物
理混合法およびこれらの組み合わせ法など通常採用され
ている公知の方法を任意に採用することができる。The method of causing the alumina in the catalyst A to contain at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium, and the method of causing the alumina in the catalyst B to contain silver are not particularly limited. Commonly used techniques such as adsorption, pore filling, incipient wetness, evaporation to dryness, impregnation such as spraying, kneading, physical mixing, and combinations thereof. A known method can be arbitrarily adopted.
【0019】触媒Aの場合、アルミナあるいはアルミナ
の前駆体物質にマグネシウム源、カルシウム源、ストロ
ンチウム源およびバリウム源からなる群より選択された
少なくとも1種を含有させた後、乾燥、焼成する。ま
た、アルミナ担体の製造時にマグネシウム源、カルシウ
ム源、ストロンチウム源およびバリウム源からなる群よ
り選択された少なくとも1種を含有させる触媒製造法、
例えば、アルミニウムアルコキシドのアルコール溶液と
マグネシウム源、カルシウム源、ストロンチウム源およ
びバリウム源からなる群より選択された少なくとも1種
を含有するアルコール溶液を混合後、加熱し加水分解さ
せるアルコキシド法や、マグネシウム源、カルシウム
源、ストロンチウム源およびバリウム源より選択された
少なくとも1種とアルミニウム源の混合水溶液にアルカ
リを添加して沈殿させる共沈法も適用できる。In the case of the catalyst A, alumina or a precursor material of alumina is made to contain at least one selected from the group consisting of a magnesium source, a calcium source, a strontium source and a barium source, and then dried and calcined. Further, a method for producing a catalyst comprising at least one selected from the group consisting of a magnesium source, a calcium source, a strontium source and a barium source when producing an alumina carrier,
For example, an alkoxide method of mixing an alcohol solution of an aluminum alkoxide and an alcohol solution containing at least one selected from the group consisting of a magnesium source, a calcium source, a strontium source and a barium source, followed by heating and hydrolysis, a magnesium source, A coprecipitation method in which an alkali is added to a mixed aqueous solution of an aluminum source and at least one selected from a calcium source, a strontium source, and a barium source to precipitate the solution, can also be applied.
【0020】触媒Bの場合、アルミナあるいはアルミナ
前躯体物質に銀源を担持させた後、乾燥・焼成する。ま
た、前記のような特定の細孔構造をとるアルミナまたは
アルミナ担体の製造時に活性金属種を含有させる触媒製
造法、例えば、アルミニウムアルコキシドのアルコール
溶液と銀源のアルコール溶液を混合後、加熱し加水分解
させるアルコキシド法や、アルミニウム源、銀源の水溶
液にアルカリを添加して沈殿させる共沈法も適用でき
る。In the case of the catalyst B, a silver source is supported on alumina or an alumina precursor material, and then dried and calcined. In addition, a method for producing a catalyst containing an active metal species at the time of producing alumina or an alumina carrier having a specific pore structure as described above, for example, mixing an alcohol solution of aluminum alkoxide and an alcohol solution of silver source, followed by heating and adding water An alkoxide method of decomposing or a coprecipitation method of adding an alkali to an aqueous solution of an aluminum source or a silver source for precipitation is also applicable.
【0021】触媒Aにおけるマグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウムおよびバリウムからなる群より選択
された少なくとも1種の含有量は特に限定されず、要求
性能に応じて任意に選択できる。一方、触媒Bにおける
アルミナに対する金属換算での銀の含有量は特に限定さ
れないが、脱硝性能上0.1〜10重量%の範囲が好ま
しく、2〜8重量%の範囲が特に好ましい。銀の担持量
が0.1重量%未満ではその効果が十分に発揮されず、
また10重量%を超えると還元剤である炭化水素の燃焼
反応が優先的に進行し、NOx除去特性が低下する。The content of at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium in the catalyst A is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to the required performance. On the other hand, the content of silver in terms of metal with respect to alumina in the catalyst B is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight, and particularly preferably in the range of 2 to 8% by weight in terms of denitration performance. If the amount of silver supported is less than 0.1% by weight, the effect is not sufficiently exhibited,
If it exceeds 10% by weight, the combustion reaction of the hydrocarbon as the reducing agent proceeds preferentially, and the NOx removal characteristics deteriorate.
【0022】乾燥温度は、特に限定するものではなく通
常80〜120℃程度で乾燥する。また、焼成温度は3
00〜1000℃、好ましくは400〜900℃程度で
ある。焼成温度が1000℃を超えると、α−型のアル
ミナへの相変態が起こるので好ましくない。このときの
雰囲気は特に限定されないが、触媒組成に応じて空気
中、不活性ガス中、酸素中などの各雰囲気を適宜選択す
ればよい。また、各雰囲気を一定時間毎に交互に代えて
もよい。The drying temperature is not particularly limited, and it is usually dried at about 80 to 120 ° C. The firing temperature is 3
The temperature is about 00 to 1000C, preferably about 400 to 900C. If the firing temperature exceeds 1000 ° C., phase transformation to α-type alumina occurs, which is not preferable. The atmosphere at this time is not particularly limited, but each atmosphere such as in air, in an inert gas, or in oxygen may be appropriately selected according to the catalyst composition. In addition, each atmosphere may be alternately changed at regular intervals.
【0023】本発明の第1の実施態様において、排ガス
浄化用の触媒層を形成するに際し、上記した触媒を所定
の形状に成型または粉末状態のまま目的とする排ガスが
流通する一定の空間内に充填する。触媒層を成型体とす
るに際して、その形状は特に制限されず、例えば球状、
円筒状、ハニカム状、螺旋状、粒状、ペレット状、リン
グ状など種々の形状を採用することができる。これらの
形状、大きさなどは使用条件に応じて任意に選択すれば
よい。In the first embodiment of the present invention, when the catalyst layer for purifying exhaust gas is formed, the above-mentioned catalyst is formed into a predetermined shape or is kept in a powdery state in a certain space where the target exhaust gas flows. Fill. When forming the catalyst layer into a molded body, the shape is not particularly limited, for example, spherical,
Various shapes such as a cylindrical shape, a honeycomb shape, a spiral shape, a granular shape, a pellet shape, and a ring shape can be adopted. These shapes, sizes, and the like may be arbitrarily selected according to use conditions.
【0024】次に、本発明の第2の実施態様の排ガス浄
化用触媒被覆構造体について説明する。ここでいう触媒
被覆構造体とは、多数の貫通孔を有する耐火性材料で構
成された一体構造の支持基質の少なくとも該貫通孔の内
表面に上記した触媒を区分して被覆した構造を有するも
のである。Next, an exhaust gas purifying catalyst-coated structure according to a second embodiment of the present invention will be described. Here, the catalyst-coated structure has a structure in which at least the inner surface of the through-hole is coated with the above-mentioned catalyst in a unitary support substrate made of a refractory material having a large number of through-holes. It is.
【0025】該支持基質には、多数の貫通孔が排ガスの
流通方向に沿って設けられるが、その流通方向に垂直な
断面において、通常、開孔率60〜90%、好ましくは
70〜90%であって、その数は1平方インチ(5.0
6cm2)当り30〜700個、好ましくは200〜6
00個である。触媒は、少なくとも該貫通孔の内表面上
に被覆されるが、その支持基質の端面や側面に被覆され
ていてもよい。The support substrate is provided with a large number of through-holes along the flow direction of the exhaust gas. In a cross section perpendicular to the flow direction, the porosity is usually 60 to 90%, preferably 70 to 90%. And the number is one square inch (5.0
30 to 700, preferably 200 to 6, 6 cm 2 )
00. The catalyst is coated on at least the inner surface of the through hole, but may be coated on the end surface or side surface of the supporting substrate.
【0026】該耐火性支持基質の材質としては、α−型
のアルミナ、ムライト、コージェライト、シリコンカー
バイトなどのセラミックスやオーステナイト系、フェラ
イト系のステンレス鋼などの金属などが使用される。形
状もハニカムやフォームなどの慣用のものが使用できる
が好ましいものは、コージェライト製やステンレス鋼製
のハニカム状の支持基質である。As the material of the refractory support substrate, ceramics such as α-type alumina, mullite, cordierite and silicon carbide, and metals such as austenitic and ferritic stainless steels are used. The shape may be a conventional one such as a honeycomb or a foam, but a preferable one is a honeycomb-shaped support substrate made of cordierite or stainless steel.
【0027】該支持基質への触媒の被覆方法としては、
一定の粒度に整粒した本発明の触媒をバインダーと共
に、またはバインダーを用いないで前記支持基質の内表
面に被覆する、いわゆる通常のウォッシュコート法やゾ
ル−ゲル法が適用できる。また、上記の支持基質に予め
アルミナを被覆しておいて、これに本発明の触媒活性物
質の担持処理を行って触媒被覆層を形成してもよい。支
持基質への触媒層の被覆量は限定されないが、支持基質
単位体積当り50〜250g/l程度が好ましく、10
0〜200g/l程度とすることがより好ましい。As a method for coating the support substrate with a catalyst,
A so-called ordinary wash coat method or a sol-gel method, in which the catalyst of the present invention sized to a certain particle size is coated on the inner surface of the support substrate with or without a binder, can be applied. Alternatively, the support substrate may be coated with alumina in advance, and then the catalyst active layer of the present invention may be subjected to a treatment to form a catalyst coating layer. The coating amount of the catalyst layer on the supporting substrate is not limited, but is preferably about 50 to 250 g / l per unit volume of the supporting substrate, and
More preferably, it is about 0 to 200 g / l.
【0028】次に、本発明の第3の実施態様の排ガス浄
化方法について説明する。本発明の第3の実施態様は、
第1の実施態様の触媒層や第2の実施態様の触媒被覆構
造体を使用して、これと排ガス中のCO、HCおよびH
2といった還元性成分をΝOxおよびO2といった酸化
性成分で完全酸化するに要する化学量論量近傍から過剰
の酸素を含有する排ガスとを接触させることによって、
ΝOxはN2とΗ2Oにまで還元分解されると同時にH
Cなどの還元剤もCO2とH2Oに酸化される。Next, an exhaust gas purifying method according to a third embodiment of the present invention will be described. A third embodiment of the present invention provides:
Using the catalyst layer of the first embodiment or the catalyst-coated structure of the second embodiment, CO, HC and H in the exhaust gas are used.
By contacting the exhaust gas containing excess oxygen from the stoichiometry near requiring 2 such reducing component to be completely oxidized in the oxidizing components such ΝOx and O 2,
ΝOx simultaneously is reduced decomposed to the N 2 Η 2 O H
Reducing agents such as C are also oxidized to CO 2 and H 2 O.
【0029】また本発明において触媒Aを前段に、触媒
Bを後段に配置させる理由は、前段の触媒AでSOxを
吸着除去することにより、トータル触媒システムでのS
Ox耐久性を向上させるためである。触媒Aと触媒Bの
割合は、SOx耐久性能とNOx除去性能に応じて任意
に選択すればよい。In the present invention, the catalyst A is arranged at the front stage and the catalyst B is arranged at the rear stage.
This is for improving the Ox durability. The ratio between the catalyst A and the catalyst B may be arbitrarily selected according to the SOx durability performance and the NOx removal performance.
【0030】ディーゼルエンジンの排ガスのように、排
ガスそのもののHC/NOx比が低い場合には、排ガス
中にメタン換算濃度で数百〜数千ppm程度の燃料ΗC
を追加添加した後、本発明の触媒と接触させるシステム
を採用すれば充分に高いNOx除去率を達成できる。な
お、ここでいうHCとは、パラフィン系炭化水素、オレ
フィン系炭化水素および芳香族系炭化水素、アルコー
ル、アルデヒド、ケトン、エーテルなどの含酸素有機化
合物、ガソリン、灯油、軽油、A重油などを含んだもの
を意味する。When the HC / NOx ratio of the exhaust gas itself is low, such as the exhaust gas of a diesel engine, the fuel ΗC having a concentration of about several hundreds to several thousands ppm in terms of methane concentration in the exhaust gas.
If the system for contacting with the catalyst of the present invention is added after additionally adding, a sufficiently high NOx removal rate can be achieved. Note that HC referred to here includes paraffinic hydrocarbons, olefinic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, oxygen-containing organic compounds such as alcohols, aldehydes, ketones, and ethers, gasoline, kerosene, light oil, heavy oil A, and the like. Means something.
【0031】本発明による触媒層を用いて、希薄空燃比
の領域で運転される内燃機関の燃焼排ガスを浄化する際
のガス空間速度(SV)は特に限定されるものではない
が、SV5,000h−1以上で200,000h−1
以下とすることが好ましい。The gas space velocity (SV) at the time of purifying the combustion exhaust gas of the internal combustion engine operated in the lean air-fuel ratio region using the catalyst layer according to the present invention is not particularly limited. 200,000h -1 at -1 or more
It is preferable to set the following.
【0032】そして、ガス組成を一定とした場合の脱硝
率は触媒の種類とHCの種類に依存するが、本発明の触
媒層を用いた場合は、例えばC2〜C6のパラフィン、
オレフィンおよびC6〜C9の芳香族HCに対しては4
50〜600℃、C6〜C9のパラフィンおよびオレフ
ィンに対しては350〜550℃、C10〜C25のパ
ラフィンおよびオレフィンに対しては250〜500℃
で高い脱硝率を示すため触媒層入口温度を100℃以上
で700℃以下、好ましくは200℃以上で600℃以
下にすることが必要である。The denitration rate when the gas composition is constant depends on the type of catalyst and the type of HC. When the catalyst layer of the present invention is used, for example, C 2 to C 6 paraffin,
For aromatic HC olefins and C 6 -C 9 4
50-600 ° C., 350-550 ° C. for C 6 -C 9 paraffins and olefins, 250-500 ° C. for C 10 -C 25 paraffins and olefins.
In order to exhibit a high denitrification rate, it is necessary to set the catalyst layer inlet temperature at 100 ° C. or higher to 700 ° C. or lower, preferably at 200 ° C. or higher to 600 ° C. or lower.
【0033】[0033]
【実施例】以下に実施例および比較例により、本発明を
更に詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に限定
されるものでない。 (1)触媒Bのアルミナの選定 触媒Bの使用アルミナ担体の選定のために、表1に示す
ような比表面積と細孔分布を有する種々のγ一型のアル
ミナにおいて、a〜cが本発明の範囲に入るアルミナで
あり、d〜gが本発明の範囲外のアルミナである。な
お、a〜gのアルミナの細孔分布は、カルロエルバ社製
のソープトマチックにより測定した。The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples. (1) Selection of Alumina for Catalyst B In order to select an alumina carrier to be used for catalyst B, a to c of the present invention are used in various γ-type aluminas having specific surface areas and pore distributions as shown in Table 1. And d to g are aluminas outside the scope of the present invention. In addition, the pore distribution of alumina of a to g was measured by a soapmatic manufactured by Carlo Elba.
【0034】[0034]
【表1】 ───────────────────────────────── アルミナ 比表面積 細 孔 分 布 (m2/g) Y/Χ(%) Z/Χ(%) ───────────────────────────────── a 241 83.2 2.4 b 219 87.0 3.9 c 174 88.4 4.4 d 199 47.0 0.7 e 177 68.5 4.9 f 241 51.0 45.9 g 266 71.1 22.7 ─────────────────────────────────[Table 1] ア ル ミ ナ Alumina specific surface area pore distribution (m 2 / g) Y / Χ (%) Z / Χ (%) ─────────────────────────────────a 241 83.2 2.4 b 219 87.0 3.9 c 174 88.4 4.4 d 199 47.0 0.7 e 177 68.5 4.9 f 241 51.0 45.9 g 266 71.1 22. 7 ─────────────────────────────────
【0035】(2)触媒層の調製 以下に、本発明の触媒層を構成するための各触媒の調製
についての調製例を参考例として示す。 (イ)触媒Bの製造: [参考例1]表1のγ一型のアルミナaの前駆体物質で
あるアルミナ水和物300gを硝酸銀16.1gを含む
900mlの水溶液に浸漬した後、攪拌しながら加熱し
水分を蒸発させた。これを110℃で通風乾燥後、空気
中600℃で3時間焼成して触媒1を得た。なお、触媒
1における金属換算でのAgの含有量はアルミナに対し
て4.5重量%である。(2) Preparation of Catalyst Layer Hereinafter, preparation examples of preparation of each catalyst for constituting the catalyst layer of the present invention will be shown as reference examples. (A) Production of Catalyst B: [Reference Example 1] 300 g of alumina hydrate, which is a precursor of γ-type alumina a in Table 1, was immersed in 900 ml of an aqueous solution containing 16.1 g of silver nitrate, and then stirred. While heating, water was evaporated. This was air-dried at 110 ° C., and then calcined in air at 600 ° C. for 3 hours to obtain Catalyst 1. The content of Ag in the catalyst 1 in terms of metal was 4.5% by weight based on alumina.
【0036】[参考例2〜参考例11]同様に、表1に
示すγ一型のアルミナb〜gが得られる前駆体物質であ
るアルミナ水和物を用いた以外は、参考例1と同様にし
てそれぞれ触媒2(参考例2)、触媒3(参考例3)、
触媒4(参考例4)、触媒5(参考例5)、触媒6(参
考例6)、触媒7(参考例7)を得た。また、参考例1
の触媒1の調製に際し、銀の含有量を0重量%、1重量
%、3重量%、8重量%とした以外は参考例1と同様に
して、それぞれ触媒8(参考例8)、触媒9(参考例
9)、触媒10(参考例10)、触媒11(参考例1
1)を得た。Reference Example 2 to Reference Example 11 Similarly to Reference Example 1, except that alumina hydrate which is a precursor substance from which γ-type aluminas b to g shown in Table 1 were obtained was used. Catalyst 2 (Reference Example 2), Catalyst 3 (Reference Example 3),
Catalyst 4 (Reference Example 4), Catalyst 5 (Reference Example 5), Catalyst 6 (Reference Example 6), and Catalyst 7 (Reference Example 7) were obtained. Reference Example 1
Catalyst 8 (Reference Example 8) and Catalyst 9 were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the silver content was changed to 0% by weight, 1% by weight, 3% by weight, and 8% by weight. (Reference Example 9), Catalyst 10 (Reference Example 10), Catalyst 11 (Reference Example 1)
1) was obtained.
【0037】(ロ)触媒Aの製造: [参考例12]表1のγ一型のアルミナaの前駆体物質
であるアルミナ水和物55.3gと水酸化カルシウム7
9.3gをイオン交換水300mlに添加し、室温で3
0分攪拌した後、加熱し水分を蒸発させた。これを11
0℃で通風乾燥後、空気中550℃で3時間焼成して触
媒12(参考例12)を得た。なお、触媒12における
金属換算でのCaの含有量はアルミナに対して43重量
%である。(B) Production of catalyst A: [Reference Example 12] 55.3 g of alumina hydrate and calcium hydroxide 7 which are precursors of γ-type alumina a in Table 1
9.3 g was added to 300 ml of ion-exchanged water, and
After stirring for 0 minutes, the mixture was heated to evaporate water. This is 11
After ventilation drying at 0 ° C., the mixture was calcined in air at 550 ° C. for 3 hours to obtain Catalyst 12 (Reference Example 12). The Ca content of the catalyst 12 in terms of metal was 43% by weight based on alumina.
【0038】[参考例13〜参考例18]上記参考例1
2の触媒12の調製に際し、カルシウムに代えて、マグ
ネシウム、ストロンチウム、バリウムを用いた以外は参
考例12と同様にしてそれぞれ触媒13(参考例1
3)、触媒14(参考例14)、触媒15(参考例1
5)を、カルシウムの含有量を48重量%とした以外は
参考例12と同様にして触媒16(参考例16)を得
た。また、表1のγ−型アルミナfの前駆体物質である
アルミナ水和物を用いた以外は、参考例12と同様にし
て触媒17(参考例17)を得た。さらに、市販のシリ
カのみで構成する触媒を触媒18(参考例18)とし
た。Reference Examples 13 to 18 Reference Example 1 above
Catalyst 12 (Reference Example 1) was prepared in the same manner as in Reference Example 12 except that magnesium, strontium, and barium were used in place of calcium in preparing Catalyst 12.
3), catalyst 14 (Reference Example 14), catalyst 15 (Reference Example 1)
Catalyst 16 (Reference Example 16) was obtained in the same manner as in Reference Example 12 except that the content of 5) was changed to 48% by weight of calcium. Also, a catalyst 17 (Reference Example 17) was obtained in the same manner as in Reference Example 12, except that alumina hydrate which was a precursor substance of the γ-type alumina f in Table 1 was used. Further, a catalyst composed of only commercially available silica was designated as Catalyst 18 (Reference Example 18).
【0039】(ハ)ハニカム触媒の製造: [参考例19および20]上記の粉末触媒1の60g
を、アルミナゾル(Αl2O3固形分10重量%)8g
および水120mlと共にボールミルポットに仕込み、
湿式粉砕してスラリーを得た。このスラリーの中に、市
販の400cpsi(セル/inch2)コージェライ
トハニカム基質からくり貫かれた直径1インチ、長さ
2.5インチの円筒状コアを浸漬し、引き上げた後余分
のスラリーをエアーブローで除去し乾燥した。その後、
500℃で30分焼成し、ハニカム1リットル当たりド
ライ換算で150gの固形分を被覆して4.5%Αg/
Αl2O3組成の参考例19のハニカム触媒19を得
た。また、触媒1の代わりに触媒12を用いた以外は、
前記と同様の調製法にて参考例20のハニカム触媒20
を得た。(C) Production of honeycomb catalyst: [Reference Examples 19 and 20] 60 g of the above powdered catalyst 1
To 8 g of alumina sol (Αl 2 O 3 solid content 10% by weight)
And 120 ml of water in a ball mill pot,
The slurry was obtained by wet pulverization. A cylindrical core having a diameter of 1 inch and a length of 2.5 inches penetrated from a commercially available 400 cpsi (cell / inch 2 ) cordierite honeycomb substrate is immersed in the slurry, and the excess slurry is air blown. And dried. afterwards,
Baking at 500 ° C. for 30 minutes, and covering 150 g of solid content in terms of dry weight per liter of honeycomb, 4.5% Αg /
A honeycomb catalyst 19 of Reference Example 19 having a composition of Αl 2 O 3 was obtained. Also, except that catalyst 12 was used instead of catalyst 1,
The honeycomb catalyst 20 of Reference Example 20 was prepared by the same preparation method as described above.
I got
【0040】以下に上記した参考例1〜20の触媒を用
いて形成した排ガス浄化用触媒層について、種々の条件
下において脱硝性能を評価した結果について述べる。 [実施例1]参考例12の触媒12と参考例1の触媒1
をそれぞれ加圧成型した後、粉砕して粒度を350〜5
00μmに整粒し、排ガスの流通方向に対して触媒12
が前段に、触媒1が後段になるように内径21mmのス
テンレス製反応管に充填して触媒層を形成し、これを常
圧固定床流通反応装置に装着した。なお、触媒12と触
媒1の重量比は1:1である。The results of evaluating the denitration performance of the catalyst layers for purifying exhaust gas formed using the catalysts of Reference Examples 1 to 20 under various conditions will be described below. Example 1 Catalyst 12 of Reference Example 12 and Catalyst 1 of Reference Example 1
Is press-molded, and then pulverized to a particle size of 350 to 5
The particle size is adjusted to 00 μm, and the catalyst 12
Was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 21 mm so that the catalyst 1 was placed in the former stage to form a catalyst layer, and this was attached to a normal pressure fixed bed flow reactor. The weight ratio between the catalyst 12 and the catalyst 1 is 1: 1.
【0041】[性能評価例1]この触媒層に、モデル排
ガスとしてNO:750ppm、灯油(C1):450
0ppm、O2:10%、H2O:10%、残部:N2
からなる混合ガスを空間速度78,000h−1で通過
させた。反応管出口ガス組成の分析において、NOとN
O2の濃度については化学発光式NOx計で測定し、N
2O濃度はΡorapack Qカラムを装着したガス
クロマトグラフ・熱伝導度検出器を用いて測定した。触
媒層入口温度を100〜700℃の範囲の所定温度に設
定し、各所定温度毎に反応管出口ガス組成が安定した時
点の値を用い、脱硝率を以下の式で定義した。また、本
発明のいずれの触媒でもN2OおよびNO2は殆ど生成
しなかった。[Performance Evaluation Example 1] In this catalyst layer, NO: 750 ppm and kerosene (C 1 ): 450 as model exhaust gas
0 ppm, O 2 : 10%, H 2 O: 10%, balance: N 2
Was passed at a space velocity of 78,000 h -1 . In the analysis of the gas composition at the outlet of the reaction tube, NO and N
The concentration of O 2 was measured with a chemiluminescent NOx meter,
The 2O concentration was measured using a gas chromatograph / thermal conductivity detector equipped with a Ρorapack Q column. The catalyst layer inlet temperature was set to a predetermined temperature in the range of 100 to 700 ° C., and the value at the time when the gas composition at the outlet of the reaction tube became stable at each predetermined temperature was used to define the denitration rate by the following equation. Further, N 2 O and NO 2 were hardly produced by any of the catalysts of the present invention.
【0042】[0042]
【式1】 (Equation 1)
【0043】[実施例2〜11および比較例1〜6]参
考例2、3、9〜11の触媒2、3、9〜11および参
考例4〜8の触媒4〜8をそれぞれ実施例1の触媒1の
代わりに用いて、上記と同様の触媒層を形成し、同様に
してモデルガスによる評価試験を行った。触媒2、3、
9〜11を用いた触媒層を、それぞれ実施例2〜6と
し、触媒4〜8を用いた触媒層を、それぞれ比較例1〜
5とした。また、参考例13〜17の触媒13〜17お
よび参考例18の触媒18をそれぞれ実施例1の触媒1
2の代わりに用いて、上記と同様の触媒層を形成し、同
様にしてモデルガスによる評価試験を行った。触媒13
〜17を用いた触媒層を、それぞれ実施例7〜11と
し、触媒18を用いた触媒層を比較例6とした。表2
に、上記実施例および比較例の触媒層について触媒層温
度425℃のときの脱硝率C425(%)を示す。本発
明の実施例および比較例6の触媒層は、比較例1〜5の
触媒層に比べ80%以上の高い脱硝性能を示した。[Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 6] The catalysts 2, 3, and 9 to 11 of Reference Examples 2, 3, and 9 to 11 and the catalysts 4 to 8 of Reference Examples 4 to 8 were used in Example 1 respectively. A catalyst layer similar to the above was formed using the catalyst 1 in place of the above-described catalyst 1, and an evaluation test using a model gas was performed in the same manner. Catalysts 2, 3,
The catalyst layers using the catalysts 9 to 11 are referred to as Examples 2 to 6, and the catalyst layers using the catalysts 4 to 8 are referred to as Comparative Examples 1 to 5, respectively.
It was set to 5. Further, the catalysts 13 to 17 of Reference Examples 13 to 17 and the catalyst 18 of Reference Example 18 were respectively replaced with the catalyst 1 of Example 1.
A catalyst layer similar to that described above was formed in place of Sample No. 2, and an evaluation test using a model gas was performed in the same manner. Catalyst 13
The catalyst layers using the catalysts 18 to 17 were referred to as Examples 7 to 11, respectively, and the catalyst layer using the catalyst 18 was referred to as Comparative Example 6. Table 2
The denitration rate C 425 (%) at the catalyst layer temperature of 425 ° C. for the catalyst layers of the above Examples and Comparative Examples is shown below. The catalyst layers of Examples of the present invention and Comparative Example 6 exhibited higher denitration performance of 80% or more than the catalyst layers of Comparative Examples 1 to 5.
【0044】[性能評価例2(実施例12)]性能評価
例1において、参考例19のハニカム触媒19と参考例
20のハニカム触媒20を、それぞれ直径1.5cm、
長さ3.2cmの円筒状に加工し、排ガスの流通方向に
対してハニカム触媒20が前段に、ハニカム触媒19が
後段になるように内径15mmのステンレス製反応管に
充填した(実施例12)。該後段の触媒層に対して、フ
ィードするガスの空間速度を13,000h−1とした
以外は性能評価例1と同様のモデルガスによる評価試験
を行いその結果を表2に併せて示す。表2からハニカム
で構成される触媒層でも70%以上の高い脱硝性能を示
すことがわかる。Performance Evaluation Example 2 (Example 12) In Performance Evaluation Example 1, the honeycomb catalyst 19 of Reference Example 19 and the honeycomb catalyst 20 of Reference Example 20 were each 1.5 cm in diameter.
It was processed into a cylindrical shape having a length of 3.2 cm, and filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 15 mm so that the honeycomb catalyst 20 was at the front stage and the honeycomb catalyst 19 was at the rear stage in the flow direction of the exhaust gas (Example 12). . An evaluation test was performed on the latter catalyst layer using the same model gas as in Performance Evaluation Example 1 except that the space velocity of the gas to be fed was 13,000 h −1 , and the results are shown in Table 2. From Table 2, it can be seen that even the catalyst layer composed of the honeycomb shows high denitration performance of 70% or more.
【0045】[0045]
【表2】 ─────────────────────────── 触 媒 層 前段 後段 脱硝率(%) ─────────────────────────── 実施例1 触媒12 触媒1 91.8 実施例2 触媒12 触媒2 90.9 実施例3 触媒12 触媒3 88.5 比較例1 触媒12 触媒4 20.0 比較例2 触媒12 触媒5 2.9 比較例3 触媒12 触媒6 30.9 比較例4 触媒12 触媒7 25.9 比較例5 触媒12 触媒8 35.5 実施例4 触媒12 触媒9 87.0 実施例5 触媒12 触媒10 94.9 実施例6 触媒12 触媒11 82.1 実施例7 触媒13 触媒1 88.9 実施例8 触媒14 触媒1 93.0 実施例9 触媒15 触媒1 91.6 実施例10 触媒16 触媒1 83.8 実施例11 触媒17 触媒1 88.5 比較例6 触媒18 触媒1 86.8 実施例12 触媒20 触媒19 78.3 ───────────────────────────[Table 2] ─────────────────────────── Catalyst layer First stage Second stage Denitration rate (%) ───────── ────────────────── Example 1 Catalyst 12 Catalyst 1 91.8 Example 2 Catalyst 12 Catalyst 2 90.9 Example 3 Catalyst 12 Catalyst 3 88.5 Comparative Example 1 Catalyst 12 Catalyst 4 20.0 Comparative Example 2 Catalyst 12 Catalyst 5 2.9 Comparative Example 3 Catalyst 12 Catalyst 6 30.9 Comparative Example 4 Catalyst 12 Catalyst 7 25.9 Comparative Example 5 Catalyst 12 Catalyst 8 35.5 Example 4 Catalyst 12 Catalyst 9 87.0 Example 5 Catalyst 12 Catalyst 10 94.9 Example 6 Catalyst 12 Catalyst 11 82.1 Example 7 Catalyst 13 Catalyst 1 88.9 Example 8 Catalyst 14 Catalyst 1 93.0 Example 9 Catalyst 15 Catalyst 1 91.6 Example 10 Catalyst 16 Catalyst 1 83.8 Example 11 Catalyst 17 Catalyst 88.5 Comparative Example 6 Catalyst 18 Catalyst 1 86.8 Example 12 Catalyst 20 Catalyst 19 78.3 ───────────────────────────
【0046】[性能評価例3]実施例1、実施例7、実
施例10および比較例6の触媒層について、性能評価例
1のガス組成に更にSO2を50ppm共存させて1時
間反応を行なった。表3に、1時間後の触媒層温度42
5℃での各触媒の脱硝率C425(%)を示す。本発明
の実施例の触媒は、比較例の触媒に比べ70%以上の活
性を維持した。比較例6の触媒は初期性能は高いが、S
O2共存ガス中での耐久性は低い。[Performance Evaluation Example 3] The catalyst layers of Example 1, Example 7, Example 10 and Comparative Example 6 were reacted for 1 hour in the gas composition of Performance Evaluation Example 1 in the presence of 50 ppm of SO 2. Was. Table 3 shows the catalyst layer temperature 42 after one hour.
The denitration rate C 425 (%) of each catalyst at 5 ° C. is shown. The catalyst of the example of the present invention maintained 70% or more of the activity as compared with the catalyst of the comparative example. The catalyst of Comparative Example 6 has high initial performance,
The durability in an O 2 coexisting gas is low.
【0047】[0047]
【表3】 ─────────────── 触 媒 性能評価例3 ─────────────── 実施例1 81.9 実施例7 79.8 実施例10 74.8 比較例6 43.6 ───────────────[Table 3] 評 価 Catalyst performance evaluation example 3 ─────────────── Example 1 81.9 Example 7 79 .8 Example 10 74.8 Comparative Example 6 43.6
【0048】[0048]
【発明の効果】以上のように、本発明による排ガス浄化
用触媒層、排ガス浄化用触媒被覆構造体およびこれらを
用いた排ガス浄化方法によれば、水蒸気が共存する希薄
燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物を高い脱硝率で還元
浄化できること、またSOx耐久性を有することから内
燃機関の燃焼排ガス中の窒素酸化物の浄化に有用であ
る。As described above, according to the exhaust gas purifying catalyst layer, the exhaust gas purifying catalyst coated structure and the exhaust gas purifying method using the same according to the present invention, the nitrogen contained in the lean combustion exhaust gas in which water vapor coexists. Since it is possible to reduce and purify oxides with a high denitration rate and has SOx durability, it is useful for purifying nitrogen oxides in combustion exhaust gas of an internal combustion engine.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 35/10 301 B01D 53/36 ZABC 102A 102C (72)発明者 加岳井 敦 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 伊藤 賢 東京都港区浜松町2丁目4番1号 エヌ・ イーケムキャット株式会社内 (72)発明者 小崎 幸雄 静岡県沼津市一本松678 エヌ・イーケム キャット株式会社沼津工場内 (72)発明者 永田 誠 千葉県市川市中国分3−19−3 エヌ・イ ーケムキャット株式会社市川研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 35/10 301 B01D 53/36 ZABC 102A 102C (72) Inventor Atsushi Katakei 3-18-5, Chugoku, Ichikawa-shi, Chiba Inside the Central Research Laboratory, Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. (72) Inventor Ken Ito 2-4-1 Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo Inside N-Echemcat Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Ozaki 678 Ipponmatsu 678, Ipponmatsu, Numazu, Shizuoka Prefecture Cat Corporation Numazu Plant (72) Inventor Makoto Nagata 3-19-3, China, Ichikawa City, Chiba Prefecture
Claims (5)
ム、ストロンチウムおよびバリウムからなる群より選択
された少なくとも1種を含有させてなる触媒Aと、窒素
ガス吸着法により測定された細孔半径と細孔容積の関係
が、細孔半径300オングストローム以下の細孔の占め
る細孔容積の合計値をXとし、細孔半径25オングスト
ローム以上で100オングストローム未満の細孔の占め
る細孔容積の合計値をYとし、細孔半径100オングス
トローム以上で300オングストローム以下の細孔の占
める細孔容積の合計値をZとしたとき、YがXの70%
以上であり、ZがXの20%以下であるような細孔構造
を有するアルミナ担体に銀を含有させてなる触媒Bとか
ら構成されることを特徴とする排ガス浄化用触媒層。1. A catalyst A comprising alumina containing at least one member selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium, and a catalyst having a pore radius and a pore volume measured by a nitrogen gas adsorption method. In the relationship, X is the total pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 Å or less, and Y is the total pore volume occupied by pores having a pore radius of 25 Å or more and less than 100 Å. When the total value of the pore volume occupied by pores having a pore radius of 100 Å or more and 300 Å or less is Z, Y is 70% of X.
And a catalyst B comprising silver contained in an alumina carrier having a pore structure in which Z is 20% or less of X.
る一体構造の支持基質における少なくとも貫通孔の内表
面に請求項1記載の触媒を区分して被覆してなる排ガス
浄化用触媒被覆構造体。2. A catalyst-coated structure for purifying an exhaust gas, wherein at least the inner surface of the through-hole is coated with the catalyst according to claim 1 in a support substrate having an integral structure made of a refractory material having a large number of through-holes. .
排ガスを、触媒含有層と接触させることからなる炭化水
素を還元剤とする排ガス浄化方法において、前記触媒含
有層に含まれる触媒は請求項1記載の排ガス浄化用触媒
層であることを特徴とする排ガス浄化方法。3. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, which comprises contacting flue gas of an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer, wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is Item 7. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst layer according to Item 1.
排ガスを、触媒含有層と接触させることからなる炭化水
素を還元剤とする排ガス浄化方法において、前記触媒含
有層に含まれる触媒は請求項2記載の排ガス浄化用触媒
被覆構造体で構成されていることを特徴とする排ガス浄
化方法。4. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, which comprises contacting flue gas from an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer, wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is Item 3. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst-coated structure according to Item 2.
触媒層に含まれる触媒Aが前段に、触媒Bが後段に区分
して配置されていることを特徴とする請求項3または4
記載の排ガス浄化方法。5. The catalyst A contained in the exhaust gas purifying catalyst layer is disposed at a front stage and the catalyst B is disposed at a rear stage in a flow direction of the exhaust gas.
The exhaust gas purifying method according to the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8303621A JPH10128070A (en) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust gas purifying method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8303621A JPH10128070A (en) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust gas purifying method using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10128070A true JPH10128070A (en) | 1998-05-19 |
Family
ID=17923198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8303621A Pending JPH10128070A (en) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust gas purifying method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10128070A (en) |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP8303621A patent/JPH10128070A/en active Pending
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