JPS62273048A - 燃焼器用触媒体 - Google Patents
燃焼器用触媒体Info
- Publication number
- JPS62273048A JPS62273048A JP61114764A JP11476486A JPS62273048A JP S62273048 A JPS62273048 A JP S62273048A JP 61114764 A JP61114764 A JP 61114764A JP 11476486 A JP11476486 A JP 11476486A JP S62273048 A JPS62273048 A JP S62273048A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier
- catalyst
- catalyst body
- combustion
- platinum
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- 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.)
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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】
λ 発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は民生および業務用に使用するに適する触媒燃焼
用触媒体く関するものである。特に熱線放射（輻射）と
触媒燃焼とを組み合せ次触媒体に関するものである。
用触媒体く関するものである。特に熱線放射（輻射）と
触媒燃焼とを組み合せ次触媒体に関するものである。
従来技術
触媒燃焼とは固体触媒の表面で燃料と空気とを接触させ
て燃焼（酸化）反応を行わせる燃焼方式−喝 −叩
払−チ−ム−１ｃ Ｉｆ ＋訃 リー Ｉｒ；ニュト
？ ＾ 鳴、僧 ル ｊ）磨餐り６がある。
て燃焼（酸化）反応を行わせる燃焼方式−喝 −叩
払−チ−ム−１ｃ Ｉｆ ＋訃 リー Ｉｒ；ニュト
？ ＾ 鳴、僧 ル ｊ）磨餐り６がある。
、１）燃焼温度が低く燃焼の制御が容易である。
触媒燃焼における燃料／空気比の範囲は炎燃焼に比較し
そ非常に広いので燃焼の制御範囲が広くしかも制御が容
易である。
そ非常に広いので燃焼の制御範囲が広くしかも制御が容
易である。
２）燃焼条件の広い範囲で、完全燃焼が可能である。
高性能の触媒を使用することで広い範囲で一酸化炭素の
発生が無く、油煙及びタールの発生もない。
発生が無く、油煙及びタールの発生もない。
３）窒素酸化物の発生を抑制する。
燃焼機器の燃焼温度は３５０−６００℃程度の比較的低
い温度である。この温度範囲では窒素酸化物の発生は無
いといわれているので、灯油のように窒素分のほとんど
ない燃料を使用する場合には窒素酸化物はほとんど発生
しない。
い温度である。この温度範囲では窒素酸化物の発生は無
いといわれているので、灯油のように窒素分のほとんど
ない燃料を使用する場合には窒素酸化物はほとんど発生
しない。
４）無炎であるので燃焼部の形状がある程度任意である
。
。
炎燃焼と異なり触媒燃焼はあらゆる方向て向けて燃焼を
行なうことができるので球形をはじめとする様々な形状
の燃焼部を形成できる。
行なうことができるので球形をはじめとする様々な形状
の燃焼部を形成できる。
５）小型で熱効率が高い。
触媒燃焼では熱は固体である触媒表面で発生するので炎
燃焼のように気体である炎から固体である熱交換パイプ
の表面への伝熱障害がなくなる分だけ触媒燃焼の熱効率
がよい。
燃焼のように気体である炎から固体である熱交換パイプ
の表面への伝熱障害がなくなる分だけ触媒燃焼の熱効率
がよい。
６）炎がないので燃焼音がない。
以上にのべたように、触媒燃焼には種々の特徴があるの
で現在まで種々の研究と提案がなされてきた。例えば白
金族金属を担持したセラミックファイバー触媒体につい
て特公昭５８−３５０９５号公報および清白、荒井らの
論文（サンシャインジャーナル１９ｓｓ 、Ｖｏｌ ６
．４５． Ｐ ８ １８ ） カｈル。
で現在まで種々の研究と提案がなされてきた。例えば白
金族金属を担持したセラミックファイバー触媒体につい
て特公昭５８−３５０９５号公報および清白、荒井らの
論文（サンシャインジャーナル１９ｓｓ 、Ｖｏｌ ６
．４５． Ｐ ８ １８ ） カｈル。
しかしながら、触媒の劣化損耗による取替えが必要であ
るとか、触媒価格が高いなどの検討すべき課題があった
。
るとか、触媒価格が高いなどの検討すべき課題があった
。
一方、従来熱線放射による加熱装置としては赤外線電気
ストーブおよび赤外線ガスストーブがある。
ストーブおよび赤外線ガスストーブがある。
これらはいずれも熱線として強い熱作用をもつ電磁波（
光＞ｆ：利用するものであるが、同一温度の物質であっ
ても放射（輻射）される熱線の量と波長はそれぞれの物
質に固有のものであるので、目的に合った放射（＠射）
効率のよい放射（輻射）体の選択が必要である。
光＞ｆ：利用するものであるが、同一温度の物質であっ
ても放射（輻射）される熱線の量と波長はそれぞれの物
質に固有のものであるので、目的に合った放射（＠射）
効率のよい放射（輻射）体の選択が必要である。
熱線放射は、温風暖房方式に比較して身体への熱の供給
効率および速度の点ですぐれておシ、民生・業務用燃焼
機器特に暖房機器に適しているので、例えばセラミック
製熱板を用いた赤外線加熱装置について特公昭４７−２
５０１０号公報に見られるように杼々の提案がなされた
。
効率および速度の点ですぐれておシ、民生・業務用燃焼
機器特に暖房機器に適しているので、例えばセラミック
製熱板を用いた赤外線加熱装置について特公昭４７−２
５０１０号公報に見られるように杼々の提案がなされた
。
発明の解決しようとする問題点
以上にのべたように、触媒燃焼は種々の特徴を有するが
、触媒の劣化損耗による取替えが必要であシ、また触媒
価格が高い欠点があった。
、触媒の劣化損耗による取替えが必要であシ、また触媒
価格が高い欠点があった。
一方熱線放射による加熱方式では熱板の材質に問題があ
った。
った。
従来のジルコニア系セラミックスは耐熱性及び耐食性は
良好であるが、熱伝導性は必ずしも満足すべきものでは
なかった。
良好であるが、熱伝導性は必ずしも満足すべきものでは
なかった。
問題点を解決するだめの手段、作用
本発明者等は、遠赤外線および赤外線（以下熱線という
）を多量に放射（輻射）する機能をそなえた触媒体の開
発を行なった。
）を多量に放射（輻射）する機能をそなえた触媒体の開
発を行なった。
触媒体の熱線放射（輻射）効率を高める方法としては、
放射（＠射）効率の高い素材を触媒体の表面に塗布する
方法、放射（輻射）効率の高い素材自体を担体として用
いる方法があるが、本発明では後者の方法を採用した。
放射（＠射）効率の高い素材を触媒体の表面に塗布する
方法、放射（輻射）効率の高い素材自体を担体として用
いる方法があるが、本発明では後者の方法を採用した。
１なわち、本発明は重量比においてＺｒＯ□・ＳｉＯ゜
５０％（重量）以上と残部の粘土とからなる素地混合物
の担体をシリカゾル又はアルミナゾルで被覆した後に白
金、パラジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも
１つの白金族金属を担持させたことを特徴とする燃焼器
用触媒体を提供するものでおる。
５０％（重量）以上と残部の粘土とからなる素地混合物
の担体をシリカゾル又はアルミナゾルで被覆した後に白
金、パラジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも
１つの白金族金属を担持させたことを特徴とする燃焼器
用触媒体を提供するものでおる。
本発明で使用する熱線放射（ＩＭ射）効率の高いクスで
ある。その組成分析結果の一例を示せば次のようである
（重量％）。
ある。その組成分析結果の一例を示せば次のようである
（重量％）。
Ｚｒ５ｉ０４５６．２２％、ＳｉＯ２３．９３％、Ｆｅ
２Ｏ，１９，３７％、庵、０．７．９４％、Ａｌ２Ｏ，
７−９９％。
２Ｏ，１９，３７％、庵、０．７．９４％、Ａｌ２Ｏ，
７−９９％。
上記のセラミックスはＺｒＯ２・ＳｉＯ□５０％以上の
ものを使用する。素材混合物の残部の成分は粘土である
。粘土は必ずしも必須成分ではない。ＺｒＯ２・ＳｉＯ
□分と鉱化剤（マンガン酸化物、鉄酸化物）とからセラ
ミックスを作ることができる。粘土は素地混合物の可塑
性を高めて成型性を良くするためのものである。
ものを使用する。素材混合物の残部の成分は粘土である
。粘土は必ずしも必須成分ではない。ＺｒＯ２・ＳｉＯ
□分と鉱化剤（マンガン酸化物、鉄酸化物）とからセラ
ミックスを作ることができる。粘土は素地混合物の可塑
性を高めて成型性を良くするためのものである。
ＺｒＯ２−Ｓ ｉｏ２含量５０％（重量）以下、粘土３
０％（重量）以上あるいは鉱化剤１５％（重量）以上を
使用する場合には製品の耐火度が低下したり、焼成温度
幅が減少したシして良好なセラミックスが得られない。
０％（重量）以上あるいは鉱化剤１５％（重量）以上を
使用する場合には製品の耐火度が低下したり、焼成温度
幅が減少したシして良好なセラミックスが得られない。
一方、ＺｒＯ２・５ｉＯ２５０％（重量）以上を使用し
、粘土分を減少するか、あるいは鉱化剤を減少すれば焼
成温度を高くすることができ又製品の使用温廖を高く＋
ふこｋがで＊ふＡＩ−＆”、！！廿は善通１９６０−１
４５０℃の磁器焼成雰匣気内で焼成し次ものである。
、粘土分を減少するか、あるいは鉱化剤を減少すれば焼
成温度を高くすることができ又製品の使用温廖を高く＋
ふこｋがで＊ふＡＩ−＆”、！！廿は善通１９６０−１
４５０℃の磁器焼成雰匣気内で焼成し次ものである。
上記の触媒担体は表面がガラス質化しておシ、そのま＼
では触媒金Ｍ！（白金族金属）を担持させることができ
ないので、シリカゾル又はアルミナゾルを用いて担体を
被覆した。
では触媒金Ｍ！（白金族金属）を担持させることができ
ないので、シリカゾル又はアルミナゾルを用いて担体を
被覆した。
触媒担体を被覆するのに使用するコロイド状のアルミナ
ま九はシリカゾルは水あるいはアルコールを分散媒とし
て１〜１００ｍμの微粒子のシリカまたはアルミナを分
散させ次コロイド溶液である。また、水あるいはアルコ
ール溶媒でエチルオルトシリケートを用い、塩酸などの
酸性物質で加水分解したものを使用することができる。
ま九はシリカゾルは水あるいはアルコールを分散媒とし
て１〜１００ｍμの微粒子のシリカまたはアルミナを分
散させ次コロイド溶液である。また、水あるいはアルコ
ール溶媒でエチルオルトシリケートを用い、塩酸などの
酸性物質で加水分解したものを使用することができる。
シリカ又はアルミナの担持量はコロイド状シリカ溶液の
濃度と浸漬回数とによって定まる。触媒担体の形状ある
いは大きさなどに応じて担体１００重量部に対して微粒
子状シリカの担持量は１０−１００重量部の範囲である
。
濃度と浸漬回数とによって定まる。触媒担体の形状ある
いは大きさなどに応じて担体１００重量部に対して微粒
子状シリカの担持量は１０−１００重量部の範囲である
。
シリカの担持量が１０重量部よシ少ないと触媒体の強度
が低く、触媒体のガス通過抵抗が小さくなる。これによ
り燃料ガスの比重ｌごよる影響をうけ易く、燃焼面の表
面温度が不均一になり易い。
が低く、触媒体のガス通過抵抗が小さくなる。これによ
り燃料ガスの比重ｌごよる影響をうけ易く、燃焼面の表
面温度が不均一になり易い。
一方、シリカ担持量が１００００重量部越える場合には
シリカまたはアルミナの増量によるコストの上昇のみな
らず、触媒体のガス通過抵抗が大きくなり、供給するガ
ス圧力を上昇させなければ々らないし、ガスの着火に時
間がか＼す、また触媒が重くなる欠点がある。
シリカまたはアルミナの増量によるコストの上昇のみな
らず、触媒体のガス通過抵抗が大きくなり、供給するガ
ス圧力を上昇させなければ々らないし、ガスの着火に時
間がか＼す、また触媒が重くなる欠点がある。
上記のようにして得られたシリカまたはアルミナで被覆
した触媒担体を２５０−６００℃の温度で焼成した後、
白金、パラジウムおよびロジウムから選ばれた少なくと
も１つの白金族金属を触媒担体の重量基準で０１１−１
．０％（重量）担持させ′ｆｃＯ 担持量が０．１重量％以下では熱線放射（輻射）特性の
高い触媒体は得られない。一方担持量が１．０重量％以
上では触媒価格が高くなる欠点があった。
した触媒担体を２５０−６００℃の温度で焼成した後、
白金、パラジウムおよびロジウムから選ばれた少なくと
も１つの白金族金属を触媒担体の重量基準で０１１−１
．０％（重量）担持させ′ｆｃＯ 担持量が０．１重量％以下では熱線放射（輻射）特性の
高い触媒体は得られない。一方担持量が１．０重量％以
上では触媒価格が高くなる欠点があった。
実施例
次に実施例を掲げて本発明？説明するが、これに限定さ
れるものではない。
れるものではない。
触媒担体の調整方法
上記のケイ酸ジルコニア系セラミックスヲ３２−２４メ
ツシユに砕い之ものを担体として用いた。
ツシユに砕い之ものを担体として用いた。
担体表面をシリカゾル（商品名： ｃａｔａｌｏｉｄ
３５０触媒化成製ニジリ力含量１４ｗｔ％）を用いて被
覆、乾燥し、空気雰囲気中で約５００℃で２４時間焼成
したものを触媒担体とし念。シリカゾルの被覆量は担体
の重量基準で約１５重量％であった。
３５０触媒化成製ニジリ力含量１４ｗｔ％）を用いて被
覆、乾燥し、空気雰囲気中で約５００℃で２４時間焼成
したものを触媒担体とし念。シリカゾルの被覆量は担体
の重量基準で約１５重量％であった。
次に上記の如くして得られ次触媒担体に白金族金属例え
ば白金を担持し念。
ば白金を担持し念。
担持方法は、塩化白金酸水溶液（Ｈ２Ｐｔｅ１４として
０．９０ ｇｒ／１００ ｍｌ 二白金として０．４３
ｇｒ／１００ ｍｌ）を用い、この溶液に浸漬した後
乾燥した。
０．９０ ｇｒ／１００ ｍｌ 二白金として０．４３
ｇｒ／１００ ｍｌ）を用い、この溶液に浸漬した後
乾燥した。
次に乾燥体を１２％（容量）の水素（残部は窒素）気流
中で４００℃にて焼成還元後触媒体とした。白金の担持
量は担体の重量基準で約０．５重量％であった。
中で４００℃にて焼成還元後触媒体とした。白金の担持
量は担体の重量基準で約０．５重量％であった。
触媒体の赤外線発光スペクトル
本発明の触媒体の２００℃における空気中の赤外線発光
スペクトルを第１図に示した。
スペクトルを第１図に示した。
セラミックファイバー不イム布にシリカをコーティング
した担体を用いて調整し友白金触媒体（！％公昭５８
３５０９５号公報記載の従来の触媒体に相当するもので
あって、担体に担持した白金の童は同一であつ７’ｃ）
と従来の触媒体との赤外線発光スペクトル比を第２図に
示した。
した担体を用いて調整し友白金触媒体（！％公昭５８
３５０９５号公報記載の従来の触媒体に相当するもので
あって、担体に担持した白金の童は同一であつ７’ｃ）
と従来の触媒体との赤外線発光スペクトル比を第２図に
示した。
第２図におい−Ｃ１放射（輻射）強度比１００の点が従
来の触媒体と放射（輻射）強度が等しい点で、これよシ
放射（輻射）強匿比が大きい点では本発明の触媒体の方
が赤外線すなわち熱線の放射（４ｔｌｉ射）強度がすぐ
れている点である。
来の触媒体と放射（輻射）強度が等しい点で、これよシ
放射（輻射）強匿比が大きい点では本発明の触媒体の方
が赤外線すなわち熱線の放射（４ｔｌｉ射）強度がすぐ
れている点である。
なお、第２図では２０００ｃｒｎ−２以上の波数のデー
タを示していない。この部分は第１図に示すように、放
射（輻射）＃１度が小ちいことと、本発明の触媒体と従
来の触媒体との放射（輻射）強度がほぼ等しいのでノイ
ズの影響をうけて、正確な強度比のデータが得られなか
ったからである。
タを示していない。この部分は第１図に示すように、放
射（輻射）＃１度が小ちいことと、本発明の触媒体と従
来の触媒体との放射（輻射）強度がほぼ等しいのでノイ
ズの影響をうけて、正確な強度比のデータが得られなか
ったからである。
第２図から明らかなように、本発明の触媒体の熱線放射
（輻射）特性は従来の触媒体のものよりすぐれている。
（輻射）特性は従来の触媒体のものよりすぐれている。
触媒燃焼試験
燃焼試験は市販灯油を燃料として用いて行なつ念。燃焼
装置は電気炉内〈設置した外径４０１ａＩ。
装置は電気炉内〈設置した外径４０１ａＩ。
内径１４瓢のステどレス菅を反応管として使用した。触
媒体的１．６５ｇｒをステンレス製金網２枚ではさみ反
応管内に固定し次。
媒体的１．６５ｇｒをステンレス製金網２枚ではさみ反
応管内に固定し次。
反応は、４００℃に加熱し几反応管中の触媒体へ灯油蒸
気と空気とを送っておこなった。灯油の供給量は２０℃
の液体状態で１．５ ｄ／ｈ ｒであシ、空気は理論量
の３倍量（４４，８）／ｈｒ）を充分に混合して供給し
た。このとき、触媒層を通過した後のガス中の酸素濃度
を測定し九ところ、酸素濃度は約％となっており、対燃
料で９８％以上の燃焼率を示し友。
気と空気とを送っておこなった。灯油の供給量は２０℃
の液体状態で１．５ ｄ／ｈ ｒであシ、空気は理論量
の３倍量（４４，８）／ｈｒ）を充分に混合して供給し
た。このとき、触媒層を通過した後のガス中の酸素濃度
を測定し九ところ、酸素濃度は約％となっており、対燃
料で９８％以上の燃焼率を示し友。
この値は、従来の白金触媒体（担体へ担持し次白金の量
は同一であった）を用いて行なった実験結果と同一であ
った。このことから本発明の触媒体は燃焼触媒として従
来の触媒体と同等の活性を有することがわかった。
は同一であった）を用いて行なった実験結果と同一であ
った。このことから本発明の触媒体は燃焼触媒として従
来の触媒体と同等の活性を有することがわかった。
次に、本発明の触媒体の触媒燃焼時の熱線放射（輻射）
能を従来の触媒体と比較するため次の実験を行なった。
能を従来の触媒体と比較するため次の実験を行なった。
上記の燃焼条件で触媒燃焼を行ない、定常状態に達した
時点で触媒体外面の金網から９ ｃｍ 、反応管の出口
端より２備の位置の反応管の中心部に熱電対を速やかに
挿入し友。この熱電対の先端には炭素粉を多量に含む塗
料を塗布して熱線を吸収し易くシ次。この操作を本発明
の触媒体と従来の触媒体について行ない、熱電対先端温
度の経時変化を測定した。その結果を第３図に示した。
時点で触媒体外面の金網から９ ｃｍ 、反応管の出口
端より２備の位置の反応管の中心部に熱電対を速やかに
挿入し友。この熱電対の先端には炭素粉を多量に含む塗
料を塗布して熱線を吸収し易くシ次。この操作を本発明
の触媒体と従来の触媒体について行ない、熱電対先端温
度の経時変化を測定した。その結果を第３図に示した。
第３図かられかるようく、本発明の触媒体は昇温速度も
速く、シかも平衡温度も高い。供給した灯油量も燃焼率
も同一であることから両独媒体の熱電対先端温度の経時
変化の差は熱線の放射（輻射）効率の差に基因するもの
と考えられる。
速く、シかも平衡温度も高い。供給した灯油量も燃焼率
も同一であることから両独媒体の熱電対先端温度の経時
変化の差は熱線の放射（輻射）効率の差に基因するもの
と考えられる。
上記の事実から、本発明の触媒体が熱線放射（輻射）特
性の高いものであることがわかった。
性の高いものであることがわかった。
発明の効果
（１）本発明の触媒体は熱線放射（輻射）特性と触媒燃
焼特性との両特性をそなえた触媒体である。
焼特性との両特性をそなえた触媒体である。
（２）本発明の触媒体は従来の触媒体に比較して熱線放
射（輻射）量が非常に大きい触媒体である。
射（輻射）量が非常に大きい触媒体である。
第１図は、本発明の触媒体の赤外線発光スペクト ルｉ
図、 第２図は、本発明の触媒体と従来の触媒体との赤外線発
光スペクトル線図、および 第３図は、本発明の触媒体と従来の触媒体との熱電対先
端温度の経時変化を示す図である。 図において、曲線人・・・本発明の触媒体、曲線Ｂ・・
・従来の触媒体。 代理人 三 宅 正 夫 他１名 時間ｃ分）
図、 第２図は、本発明の触媒体と従来の触媒体との赤外線発
光スペクトル線図、および 第３図は、本発明の触媒体と従来の触媒体との熱電対先
端温度の経時変化を示す図である。 図において、曲線人・・・本発明の触媒体、曲線Ｂ・・
・従来の触媒体。 代理人 三 宅 正 夫 他１名 時間ｃ分）
Claims (1)
- 重量比においてＺｒＯ＿２・ＳｉＯ＿２５０％（重量）
以上と残部の粘土とから成る素地混合物の担体をシリカ
ゾル又はアルミナゾルで被覆した後に白金、パラジウム
およびロジウムから選ばれた少なくとも１つの白金族金
属を担持させたことを特徴とする燃焼器用触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114764A JPS62273048A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 燃焼器用触媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114764A JPS62273048A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 燃焼器用触媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62273048A true JPS62273048A (ja) | 1987-11-27 |
| JPH0586255B2 JPH0586255B2 (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14646097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114764A Granted JPS62273048A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 燃焼器用触媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62273048A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6475039A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-20 | Showa Shell Sekiyu | Carrier of molten catalyst for radiating heat ray |
| JPH01123631A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸の製造方法 |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP61114764A patent/JPS62273048A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6475039A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-20 | Showa Shell Sekiyu | Carrier of molten catalyst for radiating heat ray |
| JPH01123631A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0586255B2 (ja) | 1993-12-10 |
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