JPH11342337A - 窒素酸化物の分解除去用触媒ｂ及び窒素酸化物の分解除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定発生源であれ或は移動発生源であれ、ま
た燃料由来であれ或は燃焼空気由来であれ、全ての燃焼
機器の排ガス中のＮＯ_ｘ就中ＮＯを還元剤無しに高温で
直接分解し除去する実用的な高活性分解触媒、並びに酸
素及び水蒸気を含有する排ガスにこの触媒を用いる実用
的な脱硝方法を提供する。 【解決手段】 組成が一般式ＡＢ_１−ｘＥ_ｘ／２Ｐ
_ｘ／２Ｏ_３＋−ｚ（Ａはアルカリ土類金属、Ｂはチタン
族、Ｅはバナジウム族、Ｐは銅族または白金族元素か選
ばれた各１種類の金属）で表され、好ましくは結晶構造
がペロブスカイト型である金属複合酸化物を少なくとも
１種類、触媒活性成分として含む窒素酸化物分解触媒を
用いる。この触媒は水蒸気による被毒に対する耐久性が
良く、水蒸気を含有する排ガスを脱湿・乾燥せずにまた
還元剤を添加せずに直接この触媒に酸素共存下または無
酸素下において６００℃−１０００℃で接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場或いは家庭等
の固定発生源または自動車等の移動発生源から排出され
る窒素酸化物ＮＯ_ｘ、特に一酸化窒素ＮＯを、還元剤な
しに直接分解して除去する触媒、並びにこれを用いた窒
素酸化物の分解除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒素酸化物の除去技術には、アンモニ
ア、炭化水素類等を還元剤として用いてＮＯを還元除去
する方法と、還元剤非存在下でＮＯを直接的にＮ_２とＯ
_２とに分解する直接分解法がある。前者の代表例として
はアンモニア選択的接触還元法（ＳＣＲ）があり、工場
ボイラーの排煙等の固定発生源におけるＮＯ_ｘ除去に実
用化されているが、移動発生源での脱硝方法としては実
用的ではない。

【０００３】また、空燃比（空気と燃料の重量比）を最
適に保ちながら燃焼するストイキ燃焼により、排ガス中
のＮＯ_ｘ、ＣＯ、未燃炭化水素類の３成分を同時に除去
する三元触媒法（ＴＷＣ）も、ＣＯや炭化水素を還元剤
とする還元除去法であると考えられる。この方法では、
Ｒｈ−Ｐｔ系触媒を用いることにより高い脱硝率が得ら
れており、移動発生源を含めた広い範囲に適用されてい
る。しかし、ストイキ燃焼法は高効率、省エネルギー性
の点で不利である。他方、空燃比の大きい稀薄燃焼法
は、ストイキ燃焼に比べて燃焼効率が高く、省エネルギ
ー性の面で燃焼技術としては有利である。しかし、希薄
燃焼の排ガス中には大量のＯ_２が存在するためＲｈ−Ｐ
ｔ系触媒は脱硝性能を示さない。

【０００４】酸素が存在する排ガス中のＮＯ_ｘを還元除
去する方法については、従来アンモニアを還元剤として
用いる方法以外になかったが、近年炭化水素を還元剤と
する脱硝方法が、低い脱硝率ながらも実用化され始めて
いる。しかしながら、これらの還元脱硝法は、排ガス組
成（ＮＯ_ｘ濃度、Ｏ_２濃度、還元剤量、その他）によっ
て脱硝性能が大きく変動するので、実用的な脱硝率を確
保するためには、還元剤の添加率や燃焼状態を制御する
ための設備を必要とする。

【０００５】還元剤の非存在下でＮＯ_ｘを直接的にＮ_２
とＯ_２とに分解する直接分解法は、脱硝性能が排ガス組
成に依存しないため、簡単な脱硝システムを構成するこ
とが可能である。従って、排ガス発生源である燃焼器の
種類も特定のものに限られず適用範囲が広い。しかし、
酸素が１０容量％程度も残存する稀薄燃焼ガソリンエン
ジンの排ガスやディーゼルエンジンの排ガスを浄化する
場合のような酸素存在下でのＮＯ_ｘの直接分解は極めて
困難である。実験室レベルでは、ＺＳＭ−５ゼオライト
に銅、Ｇａ、Ｃｅ等を添加した金属担持ゼオライト触媒
（例えば特公昭６０−１２９０９号公報）が提案されて
いるが、この触媒は酸素非存在下では高活性であっても
酸素存在下では著しく活性が低下する。

【０００６】別の直接分解触媒としてペロブスカイト型
金属酸化物が提案されており（寺岡靖剛、鹿川修一ら、
触媒３３（２）７３−７６（１９９１））、これは６０
０℃以上の高温でも活性及び耐久性が優れており、また
触媒単位重量当たりの活性が高いことが知られている。
中でも、組成がＬａ_０．８Ｓｒ_０．２ＣｏＯ_３で示され
るペロブスカイト型金属酸化物は、最高の単位重量当た
りの活性を有することが知られている。また、Ｋ_２Ｎｉ
Ｆ_４型結晶構造を有するＬａ_１．６Ｓｒ_０．４ ＣｕＯ_４
は、単位表面積当たりの活性が最高であることが知られ
ている（安田弘之、御園生誠ら、触媒３３（２）６９−
７２（１９９１））。

【０００７】しかし、従来知られているペロブスカイト
型酸化物の触媒活性は、未だ実用レベルに達していな
い。特に、技術的要請の高い酸素存在下でのＮＯの直接
分解に関しては、前記Ｌａ_０．８Ｓｒ_０．２ＣｏＯ_３で
も、含有酸素５容量％の下で反応温度８００℃で高々転
化率１０％程度を示すに過ぎない。

【０００８】本発明者らは、ＮＯの直接分解におけるペ
ロブスカイト型金属酸化物の実用的触媒活性の向上につ
いて研究開発を重ね、先に幾つかの金属酸化物について
特許出願した（特願平９−１９３５７０号）が、更に排
ガス成分による被毒に対する耐久性の強い触媒が求めら
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、全ての燃焼
機器の排ガス中のＮＯ_ｘ、特にＮＯを還元剤なしに直接
分解して除去できる高耐久性で高活性の触媒を提供する
ことを課題とする。また本発明はこの被毒耐久性の高い
触媒を用いた実用的な排ガス脱硝方法の提供を課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＳｒＴ
ｉＯ_３ペロブスカイト型酸化物のＴｉサイトの一部分が
同時にＮｂ及びＣｕにより、或はＮｂ及びＰｔにより置
換された構造を有する四元ペロブスカイト型複合酸化物
を用いて、上記課題が解決される。即ち本発明は、窒素
酸化物分解触媒の活性成分である金属複合酸化物のうち
少なくとも１種類の組成が、一般式ＡＢ_１−ｘＥ_ｘ／２
Ｐ_ｘ／２Ｏ_３＋−ｚ（但しＡはアルカリ土類元素から選
ばれた１種類の金属、Ｂはチタン族元素から選ばれた１
種類の金属、Ｅはバナジウム族元素から選ばれた１種類
の金属、Ｐは銅族または白金族元素から選ばれた１種類
の金属、０＜ｘ＜１、ｚは常温大気圧時における金属酸
化物の酸素欠陥数或いは酸素過剰数）で表されることを
特徴とする分解触媒の発明である。

【００１１】また本発明は、触媒活性成分である金属複
合酸化物のうち少なくとも１種類の組成が上記一般式で
表されると共に、好ましくは上記金属複合酸化物のうち
少なくとも１種類の結晶構造が、ＳｒＴｉＯ_３ペロブス
カイト型結晶構造を有することを特徴とする分解触媒の
発明である。

【００１２】第２の本発明は、還元剤の非存在下で、窒
素酸化物を上記分解触媒と温度範囲５００℃−９００℃
で酸素の存在下または非存在下において接触させること
を特徴とする窒素酸化物の直接分解による除去方法の発
明である。

【００１３】更に第３の本発明は、還元剤の非存在下
で、窒素酸化物を上記分解触媒と温度範囲５００℃−９
００℃で酸素及び水蒸気の共存下で接触させることを特
徴とする窒素酸化物の直接分解による除去方法の発明で
ある。

【００１４】本発明において、一般式中のＡは、アルカ
リ土類元素から選ばれた１種類の金属、即ちＣａ、Ｓｒ
またはＢａの何れかであり、Ｒａはこの類に属するが放
射性を有する点で実用上好ましくない。アルカリ土類元
素に属する金属は、ペロブスカイト型結晶構造を生じ易
いイオン半径を有している。

【００１５】本発明において、一般式中のＢは、チタン
族元素から選ばれた１種類の金属、即ちＴｉ、Ｚｒまた
はＨｆの何れかであり、化学的性質が互いに類似してい
る。

【００１６】本発明において、一般式中のＥは、土酸金
属（ earth-acid metal ）とも呼ばれるバナジウム族元
素から選ばれた１種類の金属、即ちＶ、ＮｂまたはＴａ
の何れかである。ここでＥは結晶格子においてＢの一部
を置換する関係にあり、Ｂが置換される分率をｘ、Ｅの
分率をｍで表示すると、０＜ｘ＜１かつ０＜ｍ＜ｘであ
る。ｘ＝０またはｘ＝１、またはｍ＝０では充分な脱硝
性能が得られない。

【００１７】更に、本発明において一般式中のＰは、銅
族元素から選ばれた１種類の金属、即ちＣｕ、Ａｇまた
はＡｕの何れか、または白金族元素から選ばれた１種類
の金属、即ちＰｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、ＩｒまたはＰｔ
の何れかである。Ｐも結晶格子においてＢの一部を置換
する関係にあり、Ｐの分率をｎとすると、上記同様に０
＜ｎ＜ｘかつｍ＋ｎ＝ｘである。ｎ＝０では充分な脱硝
性能が得られない。その上、前記置換分率ｍ、ｎがｍ＋
ｎ＝ｘを満足するものの中、ｍ＝ｎ＝ｘ／２であると
き、脱硝効果が著しく明らかに表れる。

【００１８】本発明におけるペロブスカイト型構造は、
基本的な結晶構造としては灰チタン石（ perovskite 、
ＣａＴｉＯ_３ ）で代表される化学式ＡＢＸ_３の化合物
が有する立方晶系に属する結晶構造の一形式を意味す
る。ただし、本発明ではそれぞれＣａ、またはＴｉの一
部または全部を置換する金属の原子半径によって結晶格
子に多少の歪みが生じている結晶構造も含めて、ＳｒＴ
ｉＯ_３型構造の包括的名称として上記名称を用いる。

【００１９】一般にＮＯが直接的にＮ_２とＯ_２とに分解
する際に、分解で生成したＯ_２或いは排ガス中のＯ_２に
よって触媒表面が被覆される傾向があるが、ペロブスカ
イト型酸化物は容易に吸着酸素の離脱を起こすため、こ
のような被覆が比較的起こり難い。

【００２０】またペロブスカイト型複合酸化物では、含
有される遷移金属の酸化数が変動する酸化還元反応（ r
edox 反応）が起こり易く、ペロブスカイト型酸化物は
酸化還元反応が迅速且つ定常的に進行するように作用す
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の触媒は、活性成分である
金属複合酸化物のうち少なくとも１種類の組成が、一般
式ＡＢ_１−ｘＥ_ｘ／２Ｐ_ｘ／２Ｏ_３＋−ｚで表される遷
移金属複合酸化物を活性成分として含む触媒であり、中
でもＡがＳｒ、ＢがＴｉ、ＥがＮｂ、ＰがＣｕまたはＡ
ｇである場合、或はＡがＳｒ、ＢがＴｉ、ＥがＮｂ、Ｐ
がＰｔまたはＰｄである場合が特に好ましい。

【００２２】活性成分の組成が上記一般式で表されるよ
うに調製された遷移金属複合酸化物は、事実上種々の結
晶構造を持つ酸化物の混合物として得られることが多い
が、少なくとも１種類の酸化物が前記の包括的意味のペ
ロブスカイト型構造を有するものであれば好ましい。Ｘ
線回折のピークに少なくともペロブスカイトのピークが
存在し、これと共にペロブスカイト以外の酸化物に由来
するピークが混在しているものも活性を有するが、中で
もペロブスカイト相のみで構成されている単相ペロブス
カイトが特に活性が高い。但し、結晶構造のみペロブス
カイト型構造を有していても、組成が前記一般式に該当
する４種類の金属の複合酸化物でなければ、本発明の課
題は達成されない。

【００２３】既知の複合酸化物では、前記一般式中Ａが
Ｓｒ、ＢがＴｉ、ｘ＝０に相当するＳｒＴｉＯ_３がペロ
ブスカイト型構造を持つことが知られている。前記一般
式で表される本発明の複合酸化物は、ＳｒＴｉＯ_３ペロ
ブスカイト型酸化物のＴｉサイトの一部分がＮｂと同時
に銅族元素または白金族元素の何れか１種で置換された
構造を有し、焼成その他の製造条件を制御することによ
りペロブスカイト型構造をとることができる。

【００２４】本発明の触媒は、硝酸塩など水溶性金属塩
類或はハロゲン化物などアルコ−ル溶解性金属塩類の加
温溶液を回転噴霧器（ロータリー・アトマイザー）等に
よりミスト状態とし、例えば電気炉等の加熱空間を通過
させることにより熱分解し、得られた粉末を６００℃−
１０００℃の高温において焼成することにより製造する
ことができる。

【００２５】上記ミストは、それぞれ１種類の溶解性金
属塩を含む複数の溶液を同時にスプレーして生成しても
良く、また塩類が沈澱しない範囲で所定の割合に予め混
合した溶液をスプレードライヤーを用いてミストにして
も良い。

【００２６】焼成温度は、酸化物がペロブスカイト型構
造を採るようにするため６００℃以上が好ましい。また
焼成温度は、触媒の使用時の安定性、耐久性を保持する
ために、使用温度より高い温度であることが好ましい。
しかし脱硝すべき排ガスの排出源や排出状態により触媒
の使用温度が広範囲に亘るので、触媒の焼成温度は一概
に限定できない。

【００２７】ペロブスカイト型構造を生じる所定の温度
以上で焼成すれば、ペロブスカイト型構造が変化するこ
とは少ない。しかし、焼成中に結晶内部の結晶欠陥に存
在する遷移金属が固相拡散等により表面へ移動してくる
ので、触媒表面の組成が微妙に変化する。従って、焼成
温度により活性が異なることがあり、１０００℃を超え
ると概して活性が高いものを得難い。実施に当たって
は、排ガスの状態に応じて最適な焼成温度を実験により
選択する必要がある。

【００２８】金属塩の溶液を混合し、塩類の沈澱を共沈
させて乾燥し、或いは混合溶液の全量を乾燥して前駆体
を作り、これらの固形物を８５０℃−１０００℃で焼成
する溶液法で得た触媒は、ＢＥＴ法で測定した比表面積
が１−５ｍ^２／ｇであった。これに比べ、塩類の溶液に
尿素、ショ糖、或いはリンゴ酸等の有機酸を添加剤とし
て添加し、上記の所謂溶液スプレー法で得た触媒の比表
面積は７−１０ｍ^２／ｇであった。

【００２９】このようにして製造した触媒活性成分を、
そのまま又は適当な粘結剤等の成形助剤と共にペレット
状に押出成形或は圧縮成形、またはハニカム状等に押出
成形して使用しても良いが、当業界周知の担体に担持さ
せて使用しても良い。

【００３０】本発明の触媒は、排ガスにアンモニアや炭
化水素等の還元剤を添加することなしに、排ガス中の窒
素酸化物を直接的に分解することができる。特に、排ガ
ス中に１０容量％程度の酸素を含む場合であっても、従
来知られている直接分解触媒に比べて、酸素による触媒
の被毒が格段に軽微であり、窒素酸化物の分解率が高
い。従って、排ガスから予め酸素を除去することなし
に、または酸素含有率の高い排ガスをそのまま本発明の
触媒と接触させることにより、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。

【００３１】更に、排ガス中に酸素のみならず水蒸気を
含む場合、既知の直接分解触媒であるＣｕ−ゼオライト
系触媒は水蒸気により被毒されて劣化するため、脱硝性
能を示さなかった。また従来知られているＬａ_０．８Ｓ
ｒ_０．２ＣｏＯ_３ペロブスカイト型触媒も水蒸気が存在
すると僅かな脱硝性能を示すにとどまった。

【００３２】これに対して、本発明の触媒は水蒸気によ
る被毒が格段に軽微であり、酸素及び水蒸気の共存下に
おいても窒素酸化物の分解率が高い。従って、酸素及び
水蒸気の含有率が高い排ガスを脱水乾燥等の前処理に付
すこと無しに、そのまま本発明の触媒と接触させること
により、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。

【００３３】分解触媒と排ガスとの接触は、当業界に周
知の充填層式或いは棚段式等の固定床流通型反応器、ま
たは本発明の触媒が単位重量当たりの活性が高い利点を
活用して流動床型反応器により行うことができる。ま
た、排出源の種類や規模に応じて種々の実用的形態を採
ることができ、本発明は接触の実施態様である脱硝反応
器の形式等には限定されない。

【００３４】本発明の触媒と排ガスとの接触温度は、分
解活性の高い５００℃−９００℃が好ましい。例えばバ
ナジウム−チタン系触媒による工場排ガスの処理温度が
３００℃−４００℃、ガソリンエンジン等の排ガス処理
温度が４００℃−４５０℃であるのに対して、本発明の
触媒による窒素酸化物の脱硝処理における作動温度は高
温である点に特色があり、冷却手段等を用いて予め排ガ
ス温度を下げる操作は不要である。

【００３５】本発明を更に具体的に説明するために実施
例を記載するが、本発明はこれにより限定されるもので
はない。なお、ここでガスの組成を示す％は全て容量％
であり、触媒及び原料、中間体の組成を示す％は全て重
量％である。また触媒の分解活性は、ＮＯのＮ_２への転
化率で表し、数式１により計算する。

【００３６】

【数１】分解率＝２［Ｎ_２］ｏｕｔ ／［ＮＯ］ｉｎ ここで［Ｎ_２］ｏｕｔ は反応器出口ガスのＮ_２濃度
［ＮＯ］ｉｎ は反応器入口ガスのＮＯ濃度

【００３７】［実施例１］触媒の調製例１ 五塩化ニオブＮｂＣｌ_５、四臭化白金ＰｔＢｒ_４、三塩
化チタンＴｉＣｌ_３、塩化ストロンチウムＳｒＣｌ_２の
各０．４Ｍエタノール溶液を当量比で０．０５：０．０
５：０．９：１の割合で用意し、添加剤を加えて室温で
混合した。これを３５０℃に加温しつつ回転噴霧器へ供
給し、噴霧量を１００ｃｍ^３／分に調整したノズルから
断熱的に１２０℃で酸素含有率が爆発限界以下の窒素気
流中へスプレーして、霧状態で３５０℃に保持した電気
炉の中を落下させ、生成した粉体を炉の下部に設けたサ
イクロンで捕集して原料粉末を得た。この原料粉末を空
気中で６５０℃で１時間仮焼し、次いで８５０℃で５時
間焼成して、触媒活性成分ＳｒＴｉ_０．９Ｎｂ_０．０５
Ｐｔ_０．０５Ｏ_３の粉末を得た。このもののＸ線結晶解
析により、この触媒成分がペロブスカイト型結晶構造を
持つことを確認した。この粉末を５００ｋｇｆ／ｃｍ^３
の圧縮力で等方圧成形し、得られたペレットを粉砕し分
級して粒度が０．３１ｍｍ−０．７１ｍｍの顆粒状にな
った本発明の触媒ＳｒＴｉ_０．９Ｎｂ_０．０５Ｐｔ
_０．０５Ｏ_３を得た。この触媒成分の比表面積は、上記
顆粒の液体窒素温度でのＮ_２吸着量からＢＥＴ法により
測定した結果、８ｍ^２／ｇであった。

【００３８】触媒の調製例２ 五塩化ニオブＮｂＣｌ_５、塩化第二銅ＣｕＣｌ_２、 三塩
化チタンＴｉＣｌ_３、塩化ストロンチウムＳｒＣｌ_２の
各０．４Ｍエタノール溶液を当量比で０．１：０．１：
０．８：１または、０．０５：０．０５：０．９：１の
割合で混合した以外は調製例１と同様にして、本発明の
触媒ＳｒＴｉ_０．８Ｎｂ_０．１Ｃｕ_０．１Ｏ_３及びＳｒ
Ｔｉ_０．９Ｎｂ_０．０５Ｃｕ_０．０５Ｏ_３を得た。

【００３９】触媒の調製例３ 五塩化ニオブＮｂＣｌ_５、三塩化チタンＴｉＣｌ_３、塩
化ストロンチウムＳｒＣｌ_２の各０．４Ｍエタノール溶
液をそれぞれ当量比で０．０５：０．９：１または０．
１：０．８：１の割合で混合した混合液と、塩化銀Ａｇ
Ｃｌの０．４Ｍアンモニア水溶液とをＮｂ／Ａｇが当量
比で１／１となるように別々のノズルから空気流中へ同
時に噴霧した以外は調製例１と同様にして、本発明の触
媒であるＳｒＴｉ_０．８Ｎｂ_０．１Ａｇ_０．１Ｏ_３及び
ＳｒＴｉ_０．９Ｎｂ_０．０５Ａｇ_０．０５Ｏ_３を得た。

【００４０】分解活性の評価１ 内径１０ｍｍの円筒形充填層型反応器に上記触媒５．０
ｇを充填し、反応器外壁を電熱により加熱して触媒層の
温度を所定に保ちながら、１％ＮＯ含有Ｈｅガス（即ち
酸素非存在下）を接触時間Ｗ／Ｆ＝３．０ｇ・ｓｅｃ／
ｃｍ^３となる流量で流した。出口ガスのＮ_２濃度をガス
クロマトグラフ分析計により測定し、数式１によりＮＯ
からＮ_２への転化率として計算し、表１に示した。なお
Ｗ／Ｆは触媒単位重量当たりの触媒活性を表示する接触
時間の次元を持ち、数式２により計算される。

【００４１】

【数２】Ｗ／Ｆ＝触媒重量（ｇ）／反応器流入ガス流速
（ｃｍ^３／ｓｅｃ）＝［ｇ］［ｓｅｃ］／［ｃｍ^３］

【００４２】分解活性の評価２ 上記評価１に用いたガス９０％に酸素１０％を混合し、
ガス組成としてＮＯが９０００ｐｐｍ、Ｏ_２が１０％、
残りがＨｅからなる混合ガス（即ち酸素共存下での評
価）に変更した。それ以外は上記評価１と同様にして分
解活性を調べ、結果を表１に示した。

【００４３】分解活性の評価３ ガス組成を上記評価２で用いた混合ガス９０％と水蒸気
１０％を混合したガスに変更し、ガスの接触時間がドラ
イベースで上記と同じになる（即ちＮＯの接触時間を等
しくする）ように流速を増加させた以外は上記評価１と
同様にして、分解活性を調べ、結果を表１に示した。

【００４４】本発明の触媒は、温度７００℃−８００℃
における上記評価結果から、酸素非存在下では既知のペ
ロブスカイト型触媒より格段に高いＮＯ分解率を示し、
しかも分解活性が温度と共に明らかに増進する傾向が窺
われる。また、酸素の存在下においても本発明の触媒は
既知のペロブスカイト型触媒の数倍の活性を持つことが
判る。更に水分を含有する排ガスについても、本発明の
触媒は既知のペロブスカイト型触媒の４−５倍の活性を
持ち、この活性は温度８００℃においてはかなりの実用
レベルにあることが判る。

【００４５】［比較例１］Ｌａ硝酸塩、Ｓｒ硝酸塩、及
びＣｏ硝酸塩の各０．４Ｍ水溶液を用いた以外は実施例
と同様に調製して得られた比表面積４．９ｍ^２／ｇを有
する既知のペロブスカイト型金属酸化物であるＬａ
_０．８Ｓｒ_０．２ＣｏＯ_３を用い、実施例と同様に活性
評価を行い、結果を表１に示した。上記比較例１の金属
酸化物と比べてかなり活性が高いが、本発明の触媒と比
べると、酸素非存在下、酸素存在下、酸素及び水蒸気共
存下のいずれにおいても活性に著しい差が見られる。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】本発明の窒素酸化物分解触媒は、還元剤
を使用せずにＮＯを高い分解率で直接Ｎ_２とＯ_２に分解
することができるので、脱硝性能が排ガスの組成や燃焼
器の種類に依存せず、幅広い適用が可能である。また還
元剤使用のランニングコストや還元剤添加制御装置等の
装備が不要であり、経済的にも優れている。

【００４８】本発明の窒素酸化物分解触媒は、酸素存在
下でも活性の低下が比較的緩やかであり、排ガス中にか
なり高い含有率で酸素を含む空燃比の高いエンジン等か
ら排出されるＮＯの直接分解除去に適している。

【００４９】本発明の窒素酸化物分解触媒は、酸素のみ
ならず水蒸気も共存する排ガス中のＮＯを直接分解でき
る。既知の、例えばＣｕ−ゼオライト系触媒では、水蒸
気により触媒が被毒し劣化するので、予め脱湿により乾
燥させた排ガスでなければこの触媒と接触させることが
できない。しかし、炭化水素を燃焼させた排ガスは炭酸
ガスと共に必然的に水蒸気を含むが、本発明の触媒は水
蒸気により被毒しないため、化石燃料の燃焼排ガス等の
水蒸気を含む排ガスを脱湿せずに、直接脱硝処理するの
に適している。

【００５０】本発明による窒素酸化物の分解除去方法で
は、酸素及び水蒸気が共存する排ガスを高温で接触させ
ることができる触媒を用い、しかもこの触媒が水蒸気で
劣化を起こさない。従って、本発明の窒素酸化物分解除
去方法を用いた排ガス処理装置は、極めてコンパクトに
構成することができ、実用的価値が高く、広範囲な用途
に適用される可能性が大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 洋 神奈川県横浜市青葉区あざみ野３−２−15 −106 (72)発明者 安田 勇 埼玉県久喜市北１−12−４−311 (72)発明者 横井 泰治 千葉県柏市みどり台４−13−６ (72)発明者 岡田 治 大阪府大阪狭山市大野台４−17−７ (72)発明者 角本 輝充 滋賀県滋賀郡志賀町木戸1260−３ (72)発明者 中山 敏郎 兵庫県伊丹市伊丹３−２−10−404 (72)発明者 来栖 知恵 京都府京都市西京区御陵大枝山町５−32− ４ (72)発明者 大塚 浩文 兵庫県芦屋市竹園町４−23 (72)発明者 中村 泰久 愛知県名古屋市瑞穂区軍水町２−86 グラ ンドメゾン新瑞東Ｄ−４ (72)発明者 石川 秀征 愛知県西尾市新村町辻356 (72)発明者 川▲崎▼ 春次 福岡県宗像郡福間町有弥の里１−11−17

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素酸化物分解触媒の活性成分である金
   属複合酸化物のうち少なくとも１種類の組成が、一般式
   ＡＢ_１−ｘＥ_ｘ／２Ｐ_ｘ／２Ｏ_３＋−ｚ（但しＡはアル
   カリ土類元素から選ばれた１種類の金属、Ｂはチタン族
   元素から選ばれた１種類の金属、Ｅはバナジウム族元素
   から選ばれた１種類の金属、Ｐは銅族または白金族元素
   から選ばれた１種類の金属、０＜ｘ＜１、ｚは常温大気
   圧時における金属酸化物の酸素欠陥数或は酸素過剰数）
   で表されることを特徴とする分解触媒。
2. 【請求項２】 触媒活性成分である金属複合酸化物のう
   ち少なくとも１種類が、ＳｒＴｉＯ_３ペロブスカイト型
   結晶構造を有することを特徴とする請求項１記載の分解
   触媒。
3. 【請求項３】 触媒活性成分である金属複合酸化物のう
   ち少なくとも１種類が、ＳｒＴｉ_１−ｘＮｂ_ｘ／２Ｃｕ
   _ｘ／２Ｏ_３（但し０＜ｘ＜１）で表される組成を有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の分解触媒。
4. 【請求項４】 触媒活性成分である金属複合酸化物のう
   ち少なくとも１種類が、ＳｒＴｉ_１−ｘＮｂ_ｘ／２Ａｇ
   _ｘ／２Ｏ_３（但し０＜ｘ＜１）で表される組成を有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の分解触媒。
5. 【請求項５】 触媒活性成分である金属複合酸化物のう
   ち少なくとも１種類が、ＳｒＴｉ_１−ｘＮｂ_ｘ／２Ｐｔ
   _ｘ／２Ｏ_３（但し０＜ｘ＜１）で表される組成を有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の分解触媒。
6. 【請求項６】 還元剤の非存在下で、窒素酸化物を温度
   ５００℃−９００℃において請求項１、２、３、４また
   は５記載の分解触媒と酸素の非存在下で接触させること
   を特徴とする直接分解による窒素酸化物の除去方法。
7. 【請求項７】 還元剤の非存在下で、窒素酸化物を温度
   ５００℃−９００℃において請求項１、２または３記載
   の分解触媒と酸素の存在下で接触させることを特徴とす
   る直接分解による窒素酸化物の除去方法。
8. 【請求項８】 還元剤の非存在下で、窒素酸化物を温度
   ５００℃−９００℃において請求項１、２、３、４また
   は５記載の分解触媒と酸素及び水蒸気の共存下で接触さ
   せることを特徴とする直接分解による窒素酸化物の除去
   方法。