JPH1066833A - 窒素酸化物除去方法 - Google Patents
窒素酸化物除去方法Info
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- JPH1066833A JPH1066833A JP8242633A JP24263396A JPH1066833A JP H1066833 A JPH1066833 A JP H1066833A JP 8242633 A JP8242633 A JP 8242633A JP 24263396 A JP24263396 A JP 24263396A JP H1066833 A JPH1066833 A JP H1066833A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒素酸化物及び一酸化炭素、炭化水素等の未
燃焼、部分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、排ガス中の残留炭化水素及び/又
は含酸素有機化合物を還元剤として効率良く窒素酸化物
を除去することができる方法を提供する。 【解決手段】 多孔質の無機酸化物に銀成分を担持して
なる第一の触媒と、多孔質の無機酸化物に白金系成分を
担持してなる第二の触媒とを混合してなる窒素酸化物触
媒を用いて、ガス燃料燃焼機器からの排ガスを150,
000hr-1以下の空間速度で前記窒素酸化物除去触媒
に接触させることにより、排ガス中の窒素酸化物と排ガ
ス中の残留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物とを反
応させて窒素酸化物を除去する。
燃焼、部分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、排ガス中の残留炭化水素及び/又
は含酸素有機化合物を還元剤として効率良く窒素酸化物
を除去することができる方法を提供する。 【解決手段】 多孔質の無機酸化物に銀成分を担持して
なる第一の触媒と、多孔質の無機酸化物に白金系成分を
担持してなる第二の触媒とを混合してなる窒素酸化物触
媒を用いて、ガス燃料燃焼機器からの排ガスを150,
000hr-1以下の空間速度で前記窒素酸化物除去触媒
に接触させることにより、排ガス中の窒素酸化物と排ガ
ス中の残留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物とを反
応させて窒素酸化物を除去する。
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除去
することのできる方法に関する。
酸素を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に除去
することのできる方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コージ
ェネレーションシステム用ガスエンジン、ガスタービン
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(一般
にNOx と呼ばれる)が含まれている。ここで、窒素酸化
物とは一般に、一酸化窒素及び/又は二酸化窒素を指
し、また、「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。
ェネレーションシステム用ガスエンジン、ガスタービン
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(一般
にNOx と呼ばれる)が含まれている。ここで、窒素酸化
物とは一般に、一酸化窒素及び/又は二酸化窒素を指
し、また、「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。
【0003】このような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、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。例えば、無機酸化
物に触媒活性種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炭化水素、含酸素有機化合物等
を還元剤として添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された。
つとされ、環境上の大きな問題となっている。そのた
め、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。例えば、無機酸化
物に触媒活性種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炭化水素、含酸素有機化合物等
を還元剤として添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された。
【0004】しかしながら、排ガス中の残留炭化水素及
び/又は含酸素有機化合物を含む部分燃焼成分を還元剤
として用いる除去方法がまだ確立していない。また、ガ
スエンジン及びガスタービンの特有の問題として、窒素
酸化物除去装置による排ガスの圧損が大きいと、エンジ
ン自体の出力が大きく影響され、燃焼効率が低下してし
まう。さらに、排ガスの温度が主に400℃と低く、従
来の触媒では除去率が十分ではない。
び/又は含酸素有機化合物を含む部分燃焼成分を還元剤
として用いる除去方法がまだ確立していない。また、ガ
スエンジン及びガスタービンの特有の問題として、窒素
酸化物除去装置による排ガスの圧損が大きいと、エンジ
ン自体の出力が大きく影響され、燃焼効率が低下してし
まう。さらに、排ガスの温度が主に400℃と低く、従
来の触媒では除去率が十分ではない。
【0005】したがって、本発明の目的は、ガス燃料燃
焼機器からの燃焼排ガスで、窒素酸化物及び一酸化炭
素、炭化水素等の未燃焼、部分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、排ガス中の残
留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物を還元剤として
効率良く窒素酸化物を除去することができる方法を提供
することである。
焼機器からの燃焼排ガスで、窒素酸化物及び一酸化炭
素、炭化水素等の未燃焼、部分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、排ガス中の残
留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物を還元剤として
効率良く窒素酸化物を除去することができる方法を提供
することである。
【0006】
【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、銀系触媒と白金系触媒とを混合し
てなる窒素酸化物除去材に、液化石油ガス、都市ガス、
液化天然ガス等を燃料とする燃焼機器の排ガスを所定の
条件で接触させてやれば、排ガス中の残留炭化水素及び
/又は含酸素有機化合物を還元剤として窒素酸化物を効
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、銀系触媒と白金系触媒とを混合し
てなる窒素酸化物除去材に、液化石油ガス、都市ガス、
液化天然ガス等を燃料とする燃焼機器の排ガスを所定の
条件で接触させてやれば、排ガス中の残留炭化水素及び
/又は含酸素有機化合物を還元剤として窒素酸化物を効
果的に除去できることを発見し、本発明を完成した。
【0007】すなわち、ガス燃料を用いる希薄燃焼機器
から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去す
る本発明の方法は、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0.5〜15重量%(銀元素換算値)を担持してな
る第一の触媒と、多孔質の無機酸化物にPt、Pd、R
u、Rh、Ir及びAu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0.01〜5重量%(金属元
素換算値)とを担持してなる第二の触媒とを混合してな
る触媒に前記排ガスを150,000hr-1以下の空間
速度で接触させることにより、前記窒素酸化物と排ガス
中の残留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物とを反応
させて前記窒素酸化物を除去することを特徴とする
から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去す
る本発明の方法は、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0.5〜15重量%(銀元素換算値)を担持してな
る第一の触媒と、多孔質の無機酸化物にPt、Pd、R
u、Rh、Ir及びAu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0.01〜5重量%(金属元
素換算値)とを担持してなる第二の触媒とを混合してな
る触媒に前記排ガスを150,000hr-1以下の空間
速度で接触させることにより、前記窒素酸化物と排ガス
中の残留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物とを反応
させて前記窒素酸化物を除去することを特徴とする
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明では、液化石油ガス、都市ガス、液化天然ガスの
いずれかを燃料とする燃焼機器からの排ガスを窒素酸化
物除去材に接触させ、排ガス中に残留炭化水素及び/又
は含酸素有機化合物と排ガス中の窒素酸化物とを反応さ
せて窒素酸化物を除去する。なお、前記燃焼機器は希薄
燃焼方式ガスエンジン又はガスタービンのいずれかであ
る。
本発明では、液化石油ガス、都市ガス、液化天然ガスの
いずれかを燃料とする燃焼機器からの排ガスを窒素酸化
物除去材に接触させ、排ガス中に残留炭化水素及び/又
は含酸素有機化合物と排ガス中の窒素酸化物とを反応さ
せて窒素酸化物を除去する。なお、前記燃焼機器は希薄
燃焼方式ガスエンジン又はガスタービンのいずれかであ
る。
【0009】[1]窒素酸化物除去材 本発明の窒素酸化物除去材は、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/又は化合物を担持してなる第一の触媒と、多孔質の
無機酸化物にPt、Pd、Ru、Rh、Ir及びAu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
とを担持してなる第二の触媒とを混合してなる。
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/又は化合物を担持してなる第一の触媒と、多孔質の
無機酸化物にPt、Pd、Ru、Rh、Ir及びAu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
とを担持してなる第二の触媒とを混合してなる。
【0010】上記除去材を排ガス導管中に設置し、排ガ
スをこの除去材に接触させ、排ガス中の残留炭化水素及
び/又は含酸素有機化合物と窒素酸化物とを反応させ
て、排ガス中の窒素酸化物を還元除去する。
スをこの除去材に接触させ、排ガス中の残留炭化水素及
び/又は含酸素有機化合物と窒素酸化物とを反応させ
て、排ガス中の窒素酸化物を還元除去する。
【0011】窒素酸化物除去材には以下の触媒が形成さ
れている。 (1)第一の触媒 第一の触媒は、多孔質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/又は化合物を
担持してなり、排ガスの流入側に形成され、広い温度領
域での窒素酸化物除去に作用する。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。多孔質
の無機酸化物としては、アルミナ、チタニア、シリカ、
ジルコニア、亜鉛酸化物、錫酸化物、マグネシウム酸化
物のいずれか一種、又は二種以上の複合又は混合酸化物
を用いることができる。好ましくはアルミナ単独、又は
チタニア、シリカ、ジルコニア、亜鉛酸化物、錫酸化
物、マグネシウム酸化物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。アルミナの複合又は
混合酸化物を用いる場合、アルミナの含有率を50重量
%以上とするのが好ましい。アルミナ又はアルミナの複
合又は混合酸化物を用いることにより、触媒の耐熱性及
び耐久性が向上する。なお、ここでいう錫酸化物は各種
酸化状態の錫の酸化物を含み、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。
れている。 (1)第一の触媒 第一の触媒は、多孔質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/又は化合物を
担持してなり、排ガスの流入側に形成され、広い温度領
域での窒素酸化物除去に作用する。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。多孔質
の無機酸化物としては、アルミナ、チタニア、シリカ、
ジルコニア、亜鉛酸化物、錫酸化物、マグネシウム酸化
物のいずれか一種、又は二種以上の複合又は混合酸化物
を用いることができる。好ましくはアルミナ単独、又は
チタニア、シリカ、ジルコニア、亜鉛酸化物、錫酸化
物、マグネシウム酸化物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。アルミナの複合又は
混合酸化物を用いる場合、アルミナの含有率を50重量
%以上とするのが好ましい。アルミナ又はアルミナの複
合又は混合酸化物を用いることにより、触媒の耐熱性及
び耐久性が向上する。なお、ここでいう錫酸化物は各種
酸化状態の錫の酸化物を含み、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】第一の触媒で用いる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、銀成分
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。
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、銀成分
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】第一の触媒では、上記したγ−アルミナ等
の無機酸化物に活性種として担持する銀成分の担持量
は、無機酸化物100重量%に対して0.5〜15重量
%(銀元素換算値)とする。0.5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。
の無機酸化物に活性種として担持する銀成分の担持量
は、無機酸化物100重量%に対して0.5〜15重量
%(銀元素換算値)とする。0.5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】アルミナ等の無機酸化物に銀を担持する方
法としては、公知の含浸法、沈澱法、イオン交換法等を
用いることができる。含浸法を用いる際、銀の硝酸塩、
塩化物、硫酸塩、炭酸塩等の水溶液又はアンモニア性水
溶液に多孔質無機酸化物を浸漬する。又は硝酸銀水溶液
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
法でハロゲン化銀を調製するには硝酸銀とハロゲン化ア
ンモニウムとを反応させて、ハロゲン化銀として多孔質
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、100〜650℃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。
水素ガス気流下で行う場合には、最後に300〜650
℃で酸化処理するのが好ましい。650℃までの焼成で
化合物が酸化分解するものもあるが、それらの化合物を
出発物質とすると、窒素酸化物の除去率が向上する。そ
の理由についてはまだ不明である。
法としては、公知の含浸法、沈澱法、イオン交換法等を
用いることができる。含浸法を用いる際、銀の硝酸塩、
塩化物、硫酸塩、炭酸塩等の水溶液又はアンモニア性水
溶液に多孔質無機酸化物を浸漬する。又は硝酸銀水溶液
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
法でハロゲン化銀を調製するには硝酸銀とハロゲン化ア
ンモニウムとを反応させて、ハロゲン化銀として多孔質
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、100〜650℃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。
水素ガス気流下で行う場合には、最後に300〜650
℃で酸化処理するのが好ましい。650℃までの焼成で
化合物が酸化分解するものもあるが、それらの化合物を
出発物質とすると、窒素酸化物の除去率が向上する。そ
の理由についてはまだ不明である。
【0015】(2)第二の触媒 第二の触媒は、多孔質無機酸化物に触媒活性種としてP
t、Pd、Ru、Rh、Ir及びAuからなる群より選
ばれる一種以上の元素及び/又は化合物とを担持してな
る。第二の触媒を用いることにより、亜硝酸エステル、
アンモニア等の含窒素化合物及びアルデヒド等の副生成
物の存在下で効果的に窒素酸化物を還元できると共に、
炭化水素等の酸化による一酸化炭素の生成を抑制するこ
とができる。多孔質の無機酸化物としては、アルミナ、
チタニア、シリカ、ジルコニア、亜鉛酸化物、錫酸化
物、マグネシウム酸化物のいずれか一種、又は二種以上
の複合又は混合酸化物を用いることができる。好ましく
はアルミナ、チタニア、シリカのいずれか一種、又は二
種以上の複合又は混合酸化物を用いる。アルミナの複合
又は混合酸化物を用いる場合、アルミナの含有率を50
重量%以上とするのが好ましい。第一の触媒と同様に、
多孔質の無機酸化物の比表面積は10m2 /g以上であ
ることが好ましい。
t、Pd、Ru、Rh、Ir及びAuからなる群より選
ばれる一種以上の元素及び/又は化合物とを担持してな
る。第二の触媒を用いることにより、亜硝酸エステル、
アンモニア等の含窒素化合物及びアルデヒド等の副生成
物の存在下で効果的に窒素酸化物を還元できると共に、
炭化水素等の酸化による一酸化炭素の生成を抑制するこ
とができる。多孔質の無機酸化物としては、アルミナ、
チタニア、シリカ、ジルコニア、亜鉛酸化物、錫酸化
物、マグネシウム酸化物のいずれか一種、又は二種以上
の複合又は混合酸化物を用いることができる。好ましく
はアルミナ、チタニア、シリカのいずれか一種、又は二
種以上の複合又は混合酸化物を用いる。アルミナの複合
又は混合酸化物を用いる場合、アルミナの含有率を50
重量%以上とするのが好ましい。第一の触媒と同様に、
多孔質の無機酸化物の比表面積は10m2 /g以上であ
ることが好ましい。
【0016】Pt、Pd、Ru、Rh及びAuのうち、
特にPt、Pd及びAuの少なくとも一種を用いるのが
好ましい。多孔質無機酸化物を100重量%として、白
金系成分の担持量は0.01〜5重量%(金属元素換算
値)である。白金系成分の好ましい担持量は0.01〜
3重量%(金属元素換算値)である。
特にPt、Pd及びAuの少なくとも一種を用いるのが
好ましい。多孔質無機酸化物を100重量%として、白
金系成分の担持量は0.01〜5重量%(金属元素換算
値)である。白金系成分の好ましい担持量は0.01〜
3重量%(金属元素換算値)である。
【0017】活性種の担持は、公知の含浸法、沈殿法、
イオン交換法等を用いることができる。含浸法を用いる
際、触媒活性種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸
塩、ハロゲン化物、燐酸塩又はヘキサクロロ金属酸、ジ
ニトロジアミン金属化合物等の水溶液に多孔質無機酸化
物を浸漬する。これを50〜150℃、特に70℃で乾
燥後、100〜650℃で段階的に昇温して焼成する。
この焼成は水素気流中、空気中、酸素を含む窒素気流下
等の雰囲気下で行う。ジルコニウム酸化物を担持する場
合、ジルコニウムの硝酸塩等の塩化合物水溶液を用いる
ことができる。
イオン交換法等を用いることができる。含浸法を用いる
際、触媒活性種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸
塩、ハロゲン化物、燐酸塩又はヘキサクロロ金属酸、ジ
ニトロジアミン金属化合物等の水溶液に多孔質無機酸化
物を浸漬する。これを50〜150℃、特に70℃で乾
燥後、100〜650℃で段階的に昇温して焼成する。
この焼成は水素気流中、空気中、酸素を含む窒素気流下
等の雰囲気下で行う。ジルコニウム酸化物を担持する場
合、ジルコニウムの硝酸塩等の塩化合物水溶液を用いる
ことができる。
【0018】本発明では、第一の触媒と第二の触媒とを
混合して用いる。第一の触媒と第二の触媒との重量比
(多孔質無機酸化物と触媒活性種との合計重量の比)
は、1:100〜100:1とするのが好ましい。より
好ましい第一触媒と第二の触媒の重量比は1:10〜1
0:1である。
混合して用いる。第一の触媒と第二の触媒との重量比
(多孔質無機酸化物と触媒活性種との合計重量の比)
は、1:100〜100:1とするのが好ましい。より
好ましい第一触媒と第二の触媒の重量比は1:10〜1
0:1である。
【0019】[2]窒素酸化物除去材の形態 本発明の窒素酸化物除去材の第一の好ましい形態は、上
記混合触媒を除去材基体にコートしてなる除去材であ
る。除去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、窒素酸化物除去材の
基体に公知の金属材料を用いることもできる。
記混合触媒を除去材基体にコートしてなる除去材であ
る。除去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、窒素酸化物除去材の
基体に公知の金属材料を用いることもできる。
【0020】窒素酸化物除去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。
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。
【0021】本発明の窒素酸化物除去材の第二の好まし
い形態は、ペレット状、顆粒状、粉末状の多孔質無機酸
化物に触媒活性種をそれぞれ担持してから混合する、又
は混合触媒をハニカム状、フォーム状、板状、ペレット
状、顆粒状に成形してなる除去材である。
い形態は、ペレット状、顆粒状、粉末状の多孔質無機酸
化物に触媒活性種をそれぞれ担持してから混合する、又
は混合触媒をハニカム状、フォーム状、板状、ペレット
状、顆粒状に成形してなる除去材である。
【0022】本発明では、上記触媒は金属製ハニカム状
基体表面にコートして用いるのが特に好ましい。従来使
われているコージェライト等のセラミックス製ハニカム
に比べ、金属性ハニカムは隔壁を薄くすることができる
ため、接触面積を減少させずに開口率を大きくでき、窒
素酸化物除去装置の圧損を低下させることができる。ま
た、振動、衝撃に対する機械的強度が強く、寿命が長い
という特徴がある。さらに、長期使用による触媒活性の
低下がコージェライトに比べて、金属製ハニカムの方が
少ないという予想外の特徴がある。その理由は隔壁を薄
くしたことにより、オイルアッシュ分の堆積量、堆積速
度が減少したためと考えられる。
基体表面にコートして用いるのが特に好ましい。従来使
われているコージェライト等のセラミックス製ハニカム
に比べ、金属性ハニカムは隔壁を薄くすることができる
ため、接触面積を減少させずに開口率を大きくでき、窒
素酸化物除去装置の圧損を低下させることができる。ま
た、振動、衝撃に対する機械的強度が強く、寿命が長い
という特徴がある。さらに、長期使用による触媒活性の
低下がコージェライトに比べて、金属製ハニカムの方が
少ないという予想外の特徴がある。その理由は隔壁を薄
くしたことにより、オイルアッシュ分の堆積量、堆積速
度が減少したためと考えられる。
【0023】金属製ハニカムに触媒をコートする方法と
して、金属製ハニカム状基体表面に粉末状の混合触媒を
公知の方法(たとえばウォッシュコート法等)によりコ
ートする方法が挙げられる。また、金属製ハニカムのセ
ル数は、100〜400セル/平方インチであるのが好
ましい。金属製ハニカムのセル数が100セル/平方イ
ンチ未満では、接触面積が十分ではなく、窒素酸化物の
除去率が十分でない。一方セル数が400セル/平方イ
ンチを越えると、除去装置の圧損が大きくなり、ガスエ
ンジン、ガスタービンの燃焼が影響される。
して、金属製ハニカム状基体表面に粉末状の混合触媒を
公知の方法(たとえばウォッシュコート法等)によりコ
ートする方法が挙げられる。また、金属製ハニカムのセ
ル数は、100〜400セル/平方インチであるのが好
ましい。金属製ハニカムのセル数が100セル/平方イ
ンチ未満では、接触面積が十分ではなく、窒素酸化物の
除去率が十分でない。一方セル数が400セル/平方イ
ンチを越えると、除去装置の圧損が大きくなり、ガスエ
ンジン、ガスタービンの燃焼が影響される。
【0024】なお、除去材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、除去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。除去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除去材が破損することを防
ぐことができる。除去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、除去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。除去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除去材が破損することを防
ぐことができる。除去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。
【0025】また、除去材基体の表面上に設ける触媒の
量は、除去材基体の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、除去材基体の表面
上に設ける触媒を除去材基体の50〜200g/リット
ルとする。
量は、除去材基体の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、除去材基体の表面
上に設ける触媒を除去材基体の50〜200g/リット
ルとする。
【0026】上述した構成の除去材を用いれば、200
〜400℃の広い温度領域において、水分10%程度を
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。
〜400℃の広い温度領域において、水分10%程度を
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。
【0027】[3]窒素酸化物除去方法 本発明では、残留炭化水素及び/又は含酸素有機化合物
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
に排ガスと触媒との空間速度は150,000 h-1以下、好ま
しくは100,000 h-1以下とする。空間速度が 150,000h
-1を越えると、窒素酸化物の還元反応が十分に起こら
ず、窒素酸化物の除去率が低下する。なお、ここでいう
含酸素有機化合物はガス燃料が燃焼機器で部分燃焼して
生成した酸素を含有する有機化合物の混合物を意味す
る。
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
に排ガスと触媒との空間速度は150,000 h-1以下、好ま
しくは100,000 h-1以下とする。空間速度が 150,000h
-1を越えると、窒素酸化物の還元反応が十分に起こら
ず、窒素酸化物の除去率が低下する。なお、ここでいう
含酸素有機化合物はガス燃料が燃焼機器で部分燃焼して
生成した酸素を含有する有機化合物の混合物を意味す
る。
【0028】また、本発明では除去材設置部位における
排ガスの温度を200〜450℃に保つ。排ガスの温度
が200℃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。好ましい排ガス温度は250〜450℃であり、よ
り好ましくは300〜400℃である。
排ガスの温度を200〜450℃に保つ。排ガスの温度
が200℃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。好ましい排ガス温度は250〜450℃であり、よ
り好ましくは300〜400℃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γ−アルミナ粉末(比表面積200m2 /g)に
硝酸銀水溶液を用いて3重量%(銀元素換算値)の銀を
担持し、80℃で3時間乾燥後、空気中で100℃〜6
50℃まで段階的に昇温し、650℃で3時間焼成し
て、銀系触媒(第一の触媒)を調製した。
細に説明する。実施例1 市販のγ−アルミナ粉末(比表面積200m2 /g)に
硝酸銀水溶液を用いて3重量%(銀元素換算値)の銀を
担持し、80℃で3時間乾燥後、空気中で100℃〜6
50℃まで段階的に昇温し、650℃で3時間焼成し
て、銀系触媒(第一の触媒)を調製した。
【0030】市販のγ−アルミナ粉末(比表面積200
m2 /g)にジニトロジアミン白金(II)水溶液を用い
て含浸し、約70℃で乾燥後、650℃まで段階的に昇
温し、650℃で3時間焼成し、γ−アルミナに1重量
%の白金(金属元素換算値)を担持し、白金系触媒(第
二の触媒)を調製した。
m2 /g)にジニトロジアミン白金(II)水溶液を用い
て含浸し、約70℃で乾燥後、650℃まで段階的に昇
温し、650℃で3時間焼成し、γ−アルミナに1重量
%の白金(金属元素換算値)を担持し、白金系触媒(第
二の触媒)を調製した。
【0031】1.25gの第一の触媒と1.25gの第
二の触媒とを混合し、アルミナバインダーを加えて混練
し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、0.5〜1.
0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調製した。
二の触媒とを混合し、アルミナバインダーを加えて混練
し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、0.5〜1.
0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調製した。
【0032】反応管内に上記窒素酸化物除去材を充填し
てセットした。次に、ガスエンジンからの排ガス中の窒
素酸化物の除去を行った。ガスエンジンは15KWの希
薄燃焼方式ガスエンジンであり、浄化材に対する排ガス
の空間速度は31,000h-1である(ただし、排ガス
を分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整し
た)。浄化材入口の窒素酸化物濃度は420〜640p
pm(酸素濃度0%換算)であり、そのうち二酸化窒素
の含有率は59容量%である。また、エンジンの運転は
定格で行い、浄化材入口での排ガス温度は250〜45
0℃であった。なお、上記窒素酸化物濃度は下式で計算
した: 窒素酸化物換算濃度=Cs×(21−On)/(21−
Os) ただし、Csは排ガス中の窒素酸化物の濃度であり、O
nは換算酸素濃度(ここでは0%)であり、Osは排ガ
ス中の酸素濃度である。
てセットした。次に、ガスエンジンからの排ガス中の窒
素酸化物の除去を行った。ガスエンジンは15KWの希
薄燃焼方式ガスエンジンであり、浄化材に対する排ガス
の空間速度は31,000h-1である(ただし、排ガス
を分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整し
た)。浄化材入口の窒素酸化物濃度は420〜640p
pm(酸素濃度0%換算)であり、そのうち二酸化窒素
の含有率は59容量%である。また、エンジンの運転は
定格で行い、浄化材入口での排ガス温度は250〜45
0℃であった。なお、上記窒素酸化物濃度は下式で計算
した: 窒素酸化物換算濃度=Cs×(21−On)/(21−
Os) ただし、Csは排ガス中の窒素酸化物の濃度であり、O
nは換算酸素濃度(ここでは0%)であり、Osは排ガ
ス中の酸素濃度である。
【0033】除去装置通過後のガス中の窒素酸化物の濃
度を化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸
化物の除去率を求めた。結果を図1に示す。
度を化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸
化物の除去率を求めた。結果を図1に示す。
【0034】実施例2 実施例1と同じ方法で市販のシリカ粉末(比表面積38
0m2 /g)にジニトロジアミン白金(II)水溶液を用
いて含浸し、約70℃で乾燥後、650℃まで段階的に
昇温し、650℃で3時間焼成し、シリカ粉末に1重量
%の白金(金属元素換算値)を担持し、白金系触媒(第
二の触媒)を調製した。
0m2 /g)にジニトロジアミン白金(II)水溶液を用
いて含浸し、約70℃で乾燥後、650℃まで段階的に
昇温し、650℃で3時間焼成し、シリカ粉末に1重量
%の白金(金属元素換算値)を担持し、白金系触媒(第
二の触媒)を調製した。
【0035】実施例1の第一の触媒1.5gと上記第二
の触媒1gとを混合し、アルミナバインダーを加えて混
練し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、0.5〜
1.0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調製した。
の触媒1gとを混合し、アルミナバインダーを加えて混
練し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、0.5〜
1.0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調製した。
【0036】反応管内に上記窒素酸化物除去材を充填し
てセットし、実施例1と同じ方法でガスエンジンからの
排ガス中の窒素酸化物の除去を行った。浄化材に対する
排ガスの空間速度は31,000h-1である(ただし、
排ガスを分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整
した)。除去装置通過後のガス中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
の除去率を求めた。結果を図1に示す。
てセットし、実施例1と同じ方法でガスエンジンからの
排ガス中の窒素酸化物の除去を行った。浄化材に対する
排ガスの空間速度は31,000h-1である(ただし、
排ガスを分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整
した)。除去装置通過後のガス中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
の除去率を求めた。結果を図1に示す。
【0037】比較例1 実施例1の第一の触媒2.5gに、アルミナバインダー
を加えて混練し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、
0.5〜1.0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調
製した。
を加えて混練し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、
0.5〜1.0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調
製した。
【0038】反応管内に上記窒素酸化物除去材を充填し
てセットし、実施例1と同じ方法でガスエンジンからの
排ガス中の窒素酸化物の除去を行った。浄化材に対する
排ガスの空間速度は31,000h-1である(ただし、
排ガスを分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整
した)。除去装置通過後のガス中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
の除去率を求めた。結果を図1に示す。
てセットし、実施例1と同じ方法でガスエンジンからの
排ガス中の窒素酸化物の除去を行った。浄化材に対する
排ガスの空間速度は31,000h-1である(ただし、
排ガスを分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整
した)。除去装置通過後のガス中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
の除去率を求めた。結果を図1に示す。
【0039】比較例2 実施例1の第二の触媒2.5gに、アルミナバインダー
を加えて混練し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、
0.5〜1.0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調
製した。
を加えて混練し、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、
0.5〜1.0mmに整粒して、窒素酸化物除去材を調
製した。
【0040】反応管内に上記窒素酸化物除去材を充填し
てセットし、実施例1と同じ方法でガスエンジンからの
排ガス中の窒素酸化物の除去を行った。浄化材に対する
排ガスの空間速度は31,000h-1である(ただし、
排ガスを分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整
した)。除去装置通過後のガス中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
の除去率を求めた。結果を図1に示す。
てセットし、実施例1と同じ方法でガスエンジンからの
排ガス中の窒素酸化物の除去を行った。浄化材に対する
排ガスの空間速度は31,000h-1である(ただし、
排ガスを分岐し、浄化材出口側でポンプで吸引して調整
した)。除去装置通過後のガス中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
の除去率を求めた。結果を図1に示す。
【0041】図1からわかるように、実施例1〜実施例
2においては、全温度範囲にわたって窒素酸化物の効果
的な除去がみられた。一方、比較例1では、高温側での
窒素酸化物の除去率は著しく小さかった。また、比較例
2では、低温側での窒素酸化物除去率が低下した。
2においては、全温度範囲にわたって窒素酸化物の効果
的な除去がみられた。一方、比較例1では、高温側での
窒素酸化物の除去率は著しく小さかった。また、比較例
2では、低温側での窒素酸化物除去率が低下した。
【0042】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
れば、400℃以下の排ガス温度領域で排ガス中の窒素
酸化物を効率良く除去することができる。本発明の窒素
酸化物除去方法は、ガスエンジン、ガスタービン、希薄
燃焼方式のガスエンジン等の排ガスに含まれる窒素酸化
物の除去に広く利用することができる。
れば、400℃以下の排ガス温度領域で排ガス中の窒素
酸化物を効率良く除去することができる。本発明の窒素
酸化物除去方法は、ガスエンジン、ガスタービン、希薄
燃焼方式のガスエンジン等の排ガスに含まれる窒素酸化
物の除去に広く利用することができる。
【図1】実施例1、2及び比較例1、 2における排ガス
温度に対する窒素酸化物除去率の変化を示すグラフであ
る。
温度に対する窒素酸化物除去率の変化を示すグラフであ
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 B01D 53/36 102A (72)発明者 青山 直子 埼玉県熊谷市末広四丁目14番1号 株式会 社リケン熊谷事業所内 (72)発明者 横田 英靖 神奈川県横浜市港南区上永谷4−7−7 (72)発明者 矢作 正博 東京都豊島区西巣鴨1−28−2−306 (72)発明者 里川 重夫 東京都大田区東雪谷2−17−10−103 (72)発明者 山関 憲一 東京都三鷹市牟礼1−6−3
Claims (4)
- 【請求項1】 ガス燃料を用いる希薄燃焼機器から排出
される排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去する方法に
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0.5
〜15重量%(銀元素換算値)を担持してなる第一の触
媒と、多孔質の無機酸化物にPt、Pd、Ru、Rh、
Ir及びAu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0.01〜5重量%(金属元素換算値)
とを担持してなる第二の触媒とを混合してなる触媒に前
記排ガスを150,000hr-1以下の空間速度で接触
させることにより、前記窒素酸化物と排ガス中の残留炭
化水素及び/又は含酸素有機化合物とを反応させて前記
窒素酸化物を除去することを特徴とする窒素酸化物除去
方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記ガ
ス燃料は液化石油ガス、都市ガス、液化天然ガスのいず
れかであることを特徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法において、
前記燃焼機器はガスエンジン又はガスタービンのいずれ
かであることを特徴とする方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の方法において、前記ガ
スエンジンは希薄燃焼方式ガスエンジンであることを特
徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242633A JPH1066833A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 窒素酸化物除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242633A JPH1066833A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 窒素酸化物除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1066833A true JPH1066833A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=17091964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242633A Pending JPH1066833A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 窒素酸化物除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1066833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7016916B1 (en) | 1999-02-01 | 2006-03-21 | Lg Electronics Inc. | Method of searching multimedia data |
-
1996
- 1996-08-26 JP JP8242633A patent/JPH1066833A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7016916B1 (en) | 1999-02-01 | 2006-03-21 | Lg Electronics Inc. | Method of searching multimedia data |
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