JPS58202047A - 触媒燃焼用触媒体 - Google Patents
触媒燃焼用触媒体Info
- Publication number
- JPS58202047A JPS58202047A JP57085126A JP8512682A JPS58202047A JP S58202047 A JPS58202047 A JP S58202047A JP 57085126 A JP57085126 A JP 57085126A JP 8512682 A JP8512682 A JP 8512682A JP S58202047 A JPS58202047 A JP S58202047A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- catalytic combustion
- carrier
- catalyst body
- composite oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Gas Burners (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐熱性無機質ハニカム構造体を担体として、
その上に直接酸化触媒を担持させてなる触媒燃焼用触媒
体に関するものである。
その上に直接酸化触媒を担持させてなる触媒燃焼用触媒
体に関するものである。
従来の燃焼法そのものを考えて見ると、ガス燃料、液体
燃料を問わず、全て炎口板に於て火炎を形成させ、燃焼
させる形態を採用していた。したがって、火炎の形成の
ためにはそれに合致したスペースの燃焼室が必要であり
、無理にコンパクトな形にした場合、火炎が壁面に触れ
て急冷され、ＣＯを発生したり不完全燃焼を起こしたり
する。
燃料を問わず、全て炎口板に於て火炎を形成させ、燃焼
させる形態を採用していた。したがって、火炎の形成の
ためにはそれに合致したスペースの燃焼室が必要であり
、無理にコンパクトな形にした場合、火炎が壁面に触れ
て急冷され、ＣＯを発生したり不完全燃焼を起こしたり
する。
さらに、空気中で火炎を形成させる方法では、多量のＮ
Ｏｘが排出され、特に液体燃料の場合、消火時の臭気も
完全には除去できなかった。
Ｏｘが排出され、特に液体燃料の場合、消火時の臭気も
完全には除去できなかった。
本発明による触媒燃焼用触媒体は、上記の欠点を取り除
くことができ、その目的は燃料を触媒体上で無炎燃焼さ
せ、広範囲な空燃比のもとでも安定かつ効率の良い酸化
反応をなさしめ、排気ガスがクリーンとなるような触媒
燃焼用触媒体を提供することにある。
くことができ、その目的は燃料を触媒体上で無炎燃焼さ
せ、広範囲な空燃比のもとでも安定かつ効率の良い酸化
反応をなさしめ、排気ガスがクリーンとなるような触媒
燃焼用触媒体を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明による触媒燃焼用
触媒体は、耐熱性無機質ハニカム構造体を担体として、
その上に直接酸化触媒としてＦｅ／Ｃｒ複合酸化物を担
持したことを基本構成とする。
触媒体は、耐熱性無機質ハニカム構造体を担体として、
その上に直接酸化触媒としてＦｅ／Ｃｒ複合酸化物を担
持したことを基本構成とする。
この構成に於て、酸化触媒としてＣＯの酸化能力が特に
優れたＦｅ／Ｃｒ複合酸化物を用いたことにより、燃料
をこの触媒体上で無炎燃焼させた場合、排気ガス中のＣ
Ｏの残留はおこりにくくなり、クリーンな排気ガスとす
ることができるとともに、Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物の
融点が１６５０″Ｃ以上であることから、１０００°Ｃ
程度の高温触媒燃焼を行っても触媒体の熱破壊の心配は
なくなる。
優れたＦｅ／Ｃｒ複合酸化物を用いたことにより、燃料
をこの触媒体上で無炎燃焼させた場合、排気ガス中のＣ
Ｏの残留はおこりにくくなり、クリーンな排気ガスとす
ることができるとともに、Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物の
融点が１６５０″Ｃ以上であることから、１０００°Ｃ
程度の高温触媒燃焼を行っても触媒体の熱破壊の心配は
なくなる。
以下本発明による触媒体の実施例を図面とともに説明す
る。
る。
第１図は本発明による触媒燃焼用触媒体の一実施例で、
耐熱性無機材料のジルコニアを用いて、円筒形のハニカ
ム形状に成形した担体１で、方形の小孔２を多数有して
いる。
耐熱性無機材料のジルコニアを用いて、円筒形のハニカ
ム形状に成形した担体１で、方形の小孔２を多数有して
いる。
第２図は、第１図に示した担体１に酸化触媒としてＦｅ
／Ｃｒ複合酸化物３を担持した触媒体４の部分断面模式
図を示す。ここでは、耐熱性無機材料バジルコニアを使
用したが、ムライト、コーディエライト等でも良く、捷
た小孔２の形状も方形。
／Ｃｒ複合酸化物３を担持した触媒体４の部分断面模式
図を示す。ここでは、耐熱性無機材料バジルコニアを使
用したが、ムライト、コーディエライト等でも良く、捷
た小孔２の形状も方形。
円形、多角形のいずれをとっても差しつかえない。
本発明による触媒燃焼用触媒体の実施例による作成方法
は以下の通りである。
は以下の通りである。
一定比率に混合した硝酸鉄、硝酸クロムの混合水溶液中
にハニカム形状をしたジルコニア担体を浸漬し、上記の
混合溶液を含浸させる。この後、含浸後のジルコニアハ
ニカムを１３０”Ｃ１２時間乾燥して水分を除去したの
ち、６００°Ｃ，２時間空気中で焼成し、さらに１２０
０″Ｃ，４時間空気中で焼成する。また、Ｆ ｅ ／Ｃ
ｒ複合酸化物の担持量は、Ｆｅ金属、Ｃｒ金属の合計量
で換算した場合、担体重量基準で０．５〜５．○ｗｔ％
とし、Ｆｅ／Ｃｒの原子比は０．６〜２．０とした。上
記の操作により、本発明の実施例による触媒燃焼用触媒
体を得る。
にハニカム形状をしたジルコニア担体を浸漬し、上記の
混合溶液を含浸させる。この後、含浸後のジルコニアハ
ニカムを１３０”Ｃ１２時間乾燥して水分を除去したの
ち、６００°Ｃ，２時間空気中で焼成し、さらに１２０
０″Ｃ，４時間空気中で焼成する。また、Ｆ ｅ ／Ｃ
ｒ複合酸化物の担持量は、Ｆｅ金属、Ｃｒ金属の合計量
で換算した場合、担体重量基準で０．５〜５．○ｗｔ％
とし、Ｆｅ／Ｃｒの原子比は０．６〜２．０とした。上
記の操作により、本発明の実施例による触媒燃焼用触媒
体を得る。
以下本発明による触媒燃焼用触媒体を液体燃料触媒燃焼
装置に用いた場合の一応用例を第３図に示し、その構成
を説明する。
装置に用いた場合の一応用例を第３図に示し、その構成
を説明する。
有底円筒状のファンケース５の底部には吸気導入口６が
現れており、゛ファンケース６底部に固定されたファン
モータ７のシャフト８は、ファンケース５の中心線に沿
って、吸気導入口６からファンケース６内に設置されて
いる。ファンモータ７は吸気口９を有するモータケース
１ｏによって覆われている。シャフト８にはファン１１
が、またファンケース６には案内羽根１２が固定され、
それぞれ交互に多段に設けられている。一方、ファンケ
ース６の他端には中央に空気口１３を有する固定板１４
が嵌合され、ファンケース５外方に向け、バッキング１
６を介して気化予混合筒１６が装着されており、固定板
１４近傍の気化予混合筒１６側壁にはシーズヒータ１７
が埋設されている。
現れており、゛ファンケース６底部に固定されたファン
モータ７のシャフト８は、ファンケース５の中心線に沿
って、吸気導入口６からファンケース６内に設置されて
いる。ファンモータ７は吸気口９を有するモータケース
１ｏによって覆われている。シャフト８にはファン１１
が、またファンケース６には案内羽根１２が固定され、
それぞれ交互に多段に設けられている。一方、ファンケ
ース６の他端には中央に空気口１３を有する固定板１４
が嵌合され、ファンケース５外方に向け、バッキング１
６を介して気化予混合筒１６が装着されており、固定板
１４近傍の気化予混合筒１６側壁にはシーズヒータ１７
が埋設されている。
また、気化予混合筒１６の前方には燃焼筒１８が連結さ
Ｌ１燃焼筒１８内には金網捷たはパンチングメタル製の
抵抗板１９が設置され、この前方にスペーサ２ｏを介し
て、整流作用を行う整流板２１、本発明による触媒体４
が順次設置されている。また、抵抗板１９と固定板１４
によって囲まれた空間は気化予混合室２２としての役割
を果たし、整流板２１と触媒体４の間には点火プラグ２
３が燃焼筒１８に設置されている。一方、ファンケース
６を貫通し、気化予混合室２２内に臨んだシャフト８の
先端には、ファンモータ７側より先端に向けて径が犬と
なる円型台形のコーン２４、回転板２６、周端に攪拌用
小羽根を有する混合板２６が順次固定しである。また給
油管２７はファンケース６を側面から貫通して、コーン
２４上方に開口するように設置されている。
Ｌ１燃焼筒１８内には金網捷たはパンチングメタル製の
抵抗板１９が設置され、この前方にスペーサ２ｏを介し
て、整流作用を行う整流板２１、本発明による触媒体４
が順次設置されている。また、抵抗板１９と固定板１４
によって囲まれた空間は気化予混合室２２としての役割
を果たし、整流板２１と触媒体４の間には点火プラグ２
３が燃焼筒１８に設置されている。一方、ファンケース
６を貫通し、気化予混合室２２内に臨んだシャフト８の
先端には、ファンモータ７側より先端に向けて径が犬と
なる円型台形のコーン２４、回転板２６、周端に攪拌用
小羽根を有する混合板２６が順次固定しである。また給
油管２７はファンケース６を側面から貫通して、コーン
２４上方に開口するように設置されている。
次に前記構成における液体燃料触媒燃焼装置の作用を説
明する。
明する。
シーズヒータ１７に通電され、気化予混合筒１６の側壁
が所定の温度に到達すると、ファンモータ７、電磁ポン
プ（図示せず）に通電されて、空気および液体燃料の供
給が開始される。液体燃料は給油管２７により、回転し
ているコーン２４上に送られ、コーン２４のテーパに沿
って回転板２５に達すると、その回転力で円周方向に飛
散し、定温状態を保っている気化予混合筒１６の壁面に
接触し気化する。他方、ファン１１によって吸気口９か
ら取り入れられた空気は、吸気導入口６を通リ、空気口
１３から気化予混合室２２内に送り込まれ、気化した液
体燃料ガスと混合板２６の作用で均一に混合され予混合
ガスとなる。予混合ガスは抵抗板１９、整流板２１を通
過したところで通電によってスパークを発している点火
プラグ２３で点火される。点火初期には整流板２１の前
方側に青火炎を形成して火炎燃焼を行わせ、火炎による
輻射熱や燃焼筒１８からの伝熱により、触媒体４の温度
を触媒燃焼に必要な活性化温度まで到達させる。しかる
のち、前記の青火炎を消滅させ、触媒体４の表面温度は
８００″Ｃ〜１２００″Ｃ程度にまで達しており、酸化
触媒による反応で予混合ガスは完全酸化され、接触酸化
反応は定常状態を保つ。
が所定の温度に到達すると、ファンモータ７、電磁ポン
プ（図示せず）に通電されて、空気および液体燃料の供
給が開始される。液体燃料は給油管２７により、回転し
ているコーン２４上に送られ、コーン２４のテーパに沿
って回転板２５に達すると、その回転力で円周方向に飛
散し、定温状態を保っている気化予混合筒１６の壁面に
接触し気化する。他方、ファン１１によって吸気口９か
ら取り入れられた空気は、吸気導入口６を通リ、空気口
１３から気化予混合室２２内に送り込まれ、気化した液
体燃料ガスと混合板２６の作用で均一に混合され予混合
ガスとなる。予混合ガスは抵抗板１９、整流板２１を通
過したところで通電によってスパークを発している点火
プラグ２３で点火される。点火初期には整流板２１の前
方側に青火炎を形成して火炎燃焼を行わせ、火炎による
輻射熱や燃焼筒１８からの伝熱により、触媒体４の温度
を触媒燃焼に必要な活性化温度まで到達させる。しかる
のち、前記の青火炎を消滅させ、触媒体４の表面温度は
８００″Ｃ〜１２００″Ｃ程度にまで達しており、酸化
触媒による反応で予混合ガスは完全酸化され、接触酸化
反応は定常状態を保つ。
以下、本発明による触媒燃焼用触媒体を用いた場合の効
果を具体的に示す測定データを別表１に示す。
果を具体的に示す測定データを別表１に示す。
用いた試料は、第１図に示したようなハニカム形状をし
たジルコニア材料を粉砕して適当な粒度にそろえたもの
を担体とし、その上に酸化触媒を担持したものである。
たジルコニア材料を粉砕して適当な粒度にそろえたもの
を担体とし、その上に酸化触媒を担持したものである。
酸化触媒として、本発明によるＦｅ／Ｃｒ複合酸化物、
他に比較対照用として、酸化鉄、酸化二・ノケノへ酸化
クロムを用いた。酸化触媒の担持量は、担体重量基準で
２ｗｔ％Ｎｉ１２ｗｔ％Ｆｅ、２ｗｔ％Ｃｒである。な
おＦｅ／Ｃｒ複合酸化物については、Ｆ ｅ ／Ｃｒの
原子比を１対１とし、ＦｅとＣｒの総量が２ｗｔ％にな
るようにした。これらの試料は予め１２００″Ｃ，４時
間空気中で焼成した。実験は、ＣＨ４１０２＝棒 で混
合したＣＨ４，０２混合ガスを反応物とし、石英ガラス
反応管内に前記試料を一定体積で設置し、前記反応管を
９５０″Ｃ，１０００°Ｃに保ち、前記混合ガスを瞬間
的に反応管内に注入し、反応後のガス組成をガスクロマ
トグラフで調べた。反応後のガス組成は、Ｃ０９ＣＯ２
，未反応ＣＨ４であった。生成ＣＯ。
他に比較対照用として、酸化鉄、酸化二・ノケノへ酸化
クロムを用いた。酸化触媒の担持量は、担体重量基準で
２ｗｔ％Ｎｉ１２ｗｔ％Ｆｅ、２ｗｔ％Ｃｒである。な
おＦｅ／Ｃｒ複合酸化物については、Ｆ ｅ ／Ｃｒの
原子比を１対１とし、ＦｅとＣｒの総量が２ｗｔ％にな
るようにした。これらの試料は予め１２００″Ｃ，４時
間空気中で焼成した。実験は、ＣＨ４１０２＝棒 で混
合したＣＨ４，０２混合ガスを反応物とし、石英ガラス
反応管内に前記試料を一定体積で設置し、前記反応管を
９５０″Ｃ，１０００°Ｃに保ち、前記混合ガスを瞬間
的に反応管内に注入し、反応後のガス組成をガスクロマ
トグラフで調べた。反応後のガス組成は、Ｃ０９ＣＯ２
，未反応ＣＨ４であった。生成ＣＯ。
生成ＣＨ４，未反応０（４の量を各々、Ｘｃｏ、Ｘｃｏ
２゜ＸＣＨ４とすると、ＣＨ４の転化率ＸＣＨ４（ｍ０
２％）は、（ＸＣＯ” ＸＣ０２） Ｘ １“００／（
ＸＣＯ＋ＸＣＯ２＋ＸＣＨ４）で表され、ＣＯ２の収率
ＹＣＯ２（ｍｏ １％）は、Ｘｃｏ２Ｘ １ ｏｏ／
（ＸＣＯ＋ ＸＣＯ２” ＸＣＨ４） で表される０
すなわちＹ。ｏ２は原料のＧ−の何％がＣＯ２に変化し
たかを示し、触媒の完全酸化活性の良否を判断する基準
となり得る。
２゜ＸＣＨ４とすると、ＣＨ４の転化率ＸＣＨ４（ｍ０
２％）は、（ＸＣＯ” ＸＣ０２） Ｘ １“００／（
ＸＣＯ＋ＸＣＯ２＋ＸＣＨ４）で表され、ＣＯ２の収率
ＹＣＯ２（ｍｏ １％）は、Ｘｃｏ２Ｘ １ ｏｏ／
（ＸＣＯ＋ ＸＣＯ２” ＸＣＨ４） で表される０
すなわちＹ。ｏ２は原料のＧ−の何％がＣＯ２に変化し
たかを示し、触媒の完全酸化活性の良否を判断する基準
となり得る。
表
◎反応条件
担体 ジルコニア粒状物
触媒担持量 ２ｗｔ％
反応物 ＣＨ４１０２−１１１２の混合ガス実験結
果は、表から分かるように、ＸＣＨ４゜Ｙｏｏ２ともに
、Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物を担持した場合が非常に高
活性を示した。特に９５０″Ｃでは他の触媒を大きく凌
いでいる。また、Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物は、酸化鉄
、酸化クロム単体を担持したものよりも高活性を示して
いることから、ＦｅとＣｒを組み合せることによりバイ
メタル効果が見られる。このようにＦ ｅ ／Ｃｒ複合
酸化物を酸化触媒として用いることにより、高い酸化能
力を有する触媒体を得ることができる。
果は、表から分かるように、ＸＣＨ４゜Ｙｏｏ２ともに
、Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物を担持した場合が非常に高
活性を示した。特に９５０″Ｃでは他の触媒を大きく凌
いでいる。また、Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物は、酸化鉄
、酸化クロム単体を担持したものよりも高活性を示して
いることから、ＦｅとＣｒを組み合せることによりバイ
メタル効果が見られる。このようにＦ ｅ ／Ｃｒ複合
酸化物を酸化触媒として用いることにより、高い酸化能
力を有する触媒体を得ることができる。
本発明による触媒燃焼用触媒体は次の効果を奏する。
耐熱性無機質担体上に酸化触媒として、酸化能力の高い
Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物を前記担体上に担持すること
により、安定かつ効率の良い酸化反応をさせ、排気ガス
がクリーンとなるような触媒燃焼用触媒体を得ることが
できる。
Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物を前記担体上に担持すること
により、安定かつ効率の良い酸化反応をさせ、排気ガス
がクリーンとなるような触媒燃焼用触媒体を得ることが
できる。
第１図は本発明の一実施例の担体の斜視図、第２図は第
１図に示した担体から製作した触媒燃焼用触媒体の縦断
面の部分拡大模式図、第３図は第２図に示した触媒燃焼
用触媒体を液体燃料触媒燃焼装置に装着した一応用例の
縦断面図である。 １・・・・・・担体、２・・・・・・小孔、３・・・・
・・Ｆｅ／Ｃｒ複合酸化物、４・・・・・・触媒体。
１図に示した担体から製作した触媒燃焼用触媒体の縦断
面の部分拡大模式図、第３図は第２図に示した触媒燃焼
用触媒体を液体燃料触媒燃焼装置に装着した一応用例の
縦断面図である。 １・・・・・・担体、２・・・・・・小孔、３・・・・
・・Ｆｅ／Ｃｒ複合酸化物、４・・・・・・触媒体。
Claims (3)
- （１）一定方向に貫通した多数の小孔を有する耐熱性無
機質ハニカム担体上に、酸化触媒としてＦｅ／Ｃｒ複合
酸化物を担持した触媒燃焼用触媒体。 - （２）担体の材料として、αアルミナ、コーディエライ
ト、ムライト、ムライト−αアルミナ、ムライト−ジル
コン、ケイ酸アルミナ、アルミニウムーチタネイト、お
よびジルコニア等のセラミックを使用した特許請求の範
囲第１項記載の触媒燃焼用触媒体。 - （３） Ｆｅ／Ｃｒ複合酸化物の組成をＦｅ／Ｃｒ原
子比で０．５〜２．０とし、前記担体上に担持した前記
Ｆ ｅ ／Ｃｒ複合酸化物中のＦｅ、Ｃｒ合計含有量を
前記担体の重量基準で０．５〜５．Ｏｗｊ％とした特許
請求の範囲第１項記載の触媒燃焼用触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085126A JPS58202047A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 触媒燃焼用触媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085126A JPS58202047A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 触媒燃焼用触媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202047A true JPS58202047A (ja) | 1983-11-25 |
Family
ID=13849944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57085126A Pending JPS58202047A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 触媒燃焼用触媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202047A (ja) |
-
1982
- 1982-05-19 JP JP57085126A patent/JPS58202047A/ja active Pending
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