JPS624176B2 - - Google Patents

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JPS624176B2
JPS624176B2 JP54007057A JP705779A JPS624176B2 JP S624176 B2 JPS624176 B2 JP S624176B2 JP 54007057 A JP54007057 A JP 54007057A JP 705779 A JP705779 A JP 705779A JP S624176 B2 JPS624176 B2 JP S624176B2
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JP
Japan
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molded product
catalyst molded
catalyst
glassy
coating
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Expired
Application number
JP54007057A
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English (en)
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JPS5599344A (en
Inventor
Takashi Taniguchi
Mitsuyoshi Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Petrochemical Co Ltd filed Critical Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は端部強化耐摩耗性の脱硝用触媒成形
品、特に被処理ガス(被脱硝ガス)中に含まれる
煤塵等による摩耗を有効に防止した少なくとも1
個の通孔を有する筒体状の端部強化耐摩耗性の脱
硝用触媒成形品に関するものである。
燃焼ガスや種々の廃ガス中に含まれる窒素酸化
物(NOx)の除去、すなわち脱硝に使用される
触媒は、通常、ペレツト状、円筒状、角筒状及び
板状等の種々の形状において使用することができ
る。一般には、装置面及び経済性等の点からして
ペレツト状以外の形状で使用されることが多い。
特に1個の通孔を有する円筒体や種々の角筒体に
成形した触媒成形品の多数本を集束した状態〔第
3図のA及びB参照〕で脱硝装置内に収納した
り、或いは多数個の通孔を有する形状(この形状
を通常、「ハニカム状」と呼んでいる。)に成形し
た触媒成形品〔第4図のA及びB参照〕を、もし
くはこの多数個の通孔を有する触媒成形品の2個
以上を集束したものを脱硝装置内に収納して使用
されることが多い。
他方、被脱硝ガス、たとえばボイラーや焼却炉
等から排出される燃焼ガス中には多量の煤塵が含
まれている。その煤塵量は、重油を燃料とする場
合には比較的に少なくて約5〜10mg/Nm3である
が、石炭を燃料とする場合には約10〜20g/Nm3
もの多量である。また、これらの煤塵粒子はその
大きさが、通常、大部分が100μ以下である。し
たがつて、脱硝工程中の触媒は300〜400℃の高温
下に、かかる多量の煤塵を含んだ、しかも5〜10
m/秒の高速の被脱硝ガスにさらされることにな
る。
しかも、脱硝触媒は金属酸化物(たとえばチタ
ン、タングステン、バナジウム等の酸化物)の焼
結品であるが、触媒特性との関係からしてその焼
結時の温度が低いために、その強度も低い。その
ために、脱硝触媒は被脱硝ガス、特に石炭等を主
燃料とするボイラー排ガス等に含まれる多量の煤
塵によつて容易に摩耗されるので、そのままでは
触媒としての使用に耐えない。その対策の一つと
して一般的に考えられる手段は、脱硝装置内に収
納された触媒成形品の被脱硝ガス導入側の端部に
金属枠を嵌合することであるが、かかる手段は金
属枠の製造及び嵌合等の点において費用と手間が
かかり、実用的でない。
本発明者等は、少なくとも1個の通孔を有する
筒体状の脱硝用触媒成形品の煤塵等による摩耗を
有効に防止することについて種々研究を重ねた結
果、端部を強化した耐摩耗性の脱硝用触媒成形品
の開発に成功したのである。
本発明における「少なくとも1個の通孔を有す
る筒体状の触媒成形品」とは、1個の通孔を有す
る円筒体状若しくは多角筒体状等の種々の筒体状
の触媒成形品であつてもよいし、2個以上の通孔
を有する任意の筒体状の触媒成形品、たとえば断
面ハニカム状の多数の通孔を有する筒体状(以
下、これを単に「ハニカム筒体状」という。)の
触媒成形品であつてもよい。
本発明の端部強化耐摩耗性の脱硝用触媒成形品
は、少なくとも1個の通孔を有する筒体状の触媒
成形品の端部に、該触媒成形品と一体的に融着し
た、2種以上の金属酸化物を主成分とする融点
400〜800℃のガラス質被膜を形成せしめてなるも
のである。
この種の脱硝用触媒成形品は、その長さが通
常、300〜1000mm程度、たとえば500mmである。た
とえば、1個の通孔を有する触媒成形品の場合に
は上記のようにその多数本を集束した状態で脱硝
装置内に収納して使用されるし、比較的多数の通
孔を有する触媒成形品の場合にはその複数個を脱
硝装置内に収納して使用されるし、極めて多数の
通孔を有する触媒成形品、たとえばハニカム筒体
状の触媒成形品の場合には、その1個又は複数個
を脱硝装置内に収納して使用される。かかる触媒
成形品に本発明にしたがつてガラス質被膜を形成
せしめるのは、脱硝装置内に導入された被脱硝ガ
スが直角に衝突する触媒成形品のガス導入側の先
端面と、その先端面から約50mm以下、好ましくは
約10mm以下までの側壁面である。ガラス質被膜で
被覆された触媒部分は触媒としての機能を失なう
ので、触媒作用の点からすればガラス質被膜を形
成せしめる触媒表面積はなるべく少ない方が望ま
しい。しかし、ガス流と平行な触媒成形品の側壁
面(通孔の内側面を含む。)も、ガス導入側の先
端面に近い部分は、なお導入ガスの乱流等によつ
て摩耗するおそれがあるので、上記した範囲内の
側壁面にもガラス質被膜を形成せしめるのが望ま
しいのである。
本発明において施すガラス質被膜は、その融点
が400〜800℃、好ましくは450〜600℃の範囲内で
ある。ガラス質被膜は、融点が400℃未満では触
媒使用時の温度、すなわち脱硝反応温度で融ける
おそれがあり、煤塵による摩耗を有効に防止でき
なくなるおそれがあるし、融点が800℃を超える
とガラス質被膜の融着時の加熱によつて触媒性能
が低下するので、いずれも不適当である。
本発明のガラス質被膜に適する好ましいガラス
質物は、B、Si、Pb、Li、K及びNaの群より選
ばれた金属の2種以上の酸化物を主成分とするも
のである。すなわち、その好ましいガラス質物
は、酸化ほう素、酸化鉛、無水珪酸、酸化リチウ
ム、酸化カリウム及び酸化ナトリウムよりなる群
から選ばれた2種以上の酸化物を主成分とするも
のである。
本発明のガラス質被膜用のガラス質物として特
に好ましいものには、たとえば、PbO2モル及び
SiO21モルの混合物を溶融し、冷却固化して得た
ガラス状物の粉末と、PbO1モル及びB2O32モル
の混合物を溶融し、冷却固化して得たガラス状物
の粉末との混合物(以下、これを「2PbO・SiO2
―PbO・2B2O3」という。)の加熱溶融により生
成するガラス質物がある。このガラス質物は融点
が約525℃である。
また、好ましいそのガラス質物には2PbO・
B2O3及び3PbO・2SiO2―Na2O・SiO2等があり、
前者の融点は493℃、後者の融点は590℃である。
この種のガラス質物は各酸化物の割合を変化させ
ることによつてその融点を変えることができるか
ら、所望の融点のガラス質物を容易に得ることが
できる。
本発明のガラス質被膜の形成に用いられるガラ
ス質物は、融点のほかに熱膨脹率をも考慮してそ
の組成を選定するのが望ましい。触媒とガラス質
物との熱膨脹率が異なると、触媒への融着後の冷
却時や触媒の使用時にガラス質被膜が剥離やクラ
ツクを起し、十分な摩耗防止効果を発揮できなく
なる。
本発明においては触媒成形品の端部にガラス質
被膜を形成せしめるには、溶融後に所定のガラス
組成が形成される割合において金属酸化物(複合
酸化物等を含む)及び(又は)加熱により金属酸
化物を生成する金属塩の2種以上を粉末状で混合
したものを、たとえば水性分散媒等に分散せし
め、その分散液を、ガラス質被膜を形成せしめる
べき触媒成形品の端部の所定個所に塗布し、その
塗膜を乾燥したのちに所定の温度に加熱溶融して
ガラス質被膜を形成すると同時に融着せしめる。
上記の塗布用分散液には、場合により粒子を安
定に分散せしめるための適当な解膠剤や粘度調節
剤等、たとえば木節粘土、クレイのような粘土鉱
物、アラビヤゴム、メチルセルロース及びポリビ
ニルアルコール等を少量添加することができる。
一般に、その分散液は濃度が高すぎると塗布が困
難になるし、低すぎると1回の塗布で所要の厚さ
が得られず、重ね塗りが必要となるので、適当な
濃度に選定するのが望ましい。上記の2PbO・
SiO2―PbO・2B2O3の場合には、固形分濃度が70
〜20重量%の範囲内において、刷毛塗り及び浸漬
塗布とも1回塗りで所望の塗布厚さが容易に得ら
れる。
上記のようにして形成された塗膜の加熱溶融に
よるガラス質被膜の形成及び融着は、その融点よ
りも約30〜100℃高い温度に、約10〜60分間保持
することにより行なわせるのが望ましい。その加
熱時間が長すぎると触媒成分とガラス質物間にお
いて化学反応を起して気泡を発生するし、またそ
の加熱時間が高すぎると粘度が減少し、そのため
に発生ガスが浮力で表面に出るときに多数の小気
泡を発生させるので、いずれも好ましくない。
加熱溶融によるガラス質被膜の形成及び融着後
の冷却は、急冷すぎるとガラス質被膜にクラツク
が発生するので、徐冷を行うのが望ましく、たと
えば少なくとも1時間を要して室温まで冷却す
る。かくして形成せしめるガラス質被膜の厚さ
は、通常、0.01〜0.5mm、好ましくは0.05〜0.4mm
である。
なお、本発明においてガラス質被膜の施される
触媒成形品の本体を構成する触媒としては、脱硝
触媒であればいかなる触媒でも差支えがない。た
とえばTi―V系、Ti―W系等の酸化物成形触
媒、Ti酸化物成形体にバナジウムやタングステ
ンを担持させた成形触媒等の各種の脱硝触媒があ
げられる。
次に、本発明を添付図面により説明する。第1
図は円筒体に成形した触媒成形品の端部にガラス
質被膜を施した本発明の触媒成形品を斜視図で示
したものであり、第2図は第1図に示した円筒状
触媒成形品のガラス質被膜を形成せしめた端部を
切断面図で示したものである。各図面において、
1は触媒成形品、2は触媒成形品の端面に形成せ
しめたガラス質被膜、2′は触媒成形品の端面に
近い外側壁に形成せしめたガラス質被膜、2″は
触媒成形品の端面に近い通孔の内側壁に形成せし
めたガラス質被膜、そして3は触媒成形品の通孔
をそれぞれ示す。
第1図及び第2図に示したものは、円筒体に成
形した触媒成形品1の端部にガラス質被膜2,
2′及び2″を施したものであるが、この種成形触
媒は円筒体以外にも、前述のように、たとえば四
角筒体、六角筒体等の種々の角筒体に成形される
ことがあるし、多数個の通孔を有するハニカム筒
体状の成形体に成形されることがある。かかる
種々の形状に成形した触媒成形品にあつても、そ
れを本発明の触媒成形品とするには、その端面
と、端面に近い外側壁及び(又は)内側壁にガラ
ス質被膜を施すのである。
第3図は、円筒体脱硝用触媒成形品の使用時の
集束状態を端面図で例示したものである。すなわ
ち、第3図のAは第1図及び第2図に示したよう
な円筒体に成形した触媒成形品の使用時の集束状
態の一例を端面図で示したものであり、Bは同様
の円筒体状触媒成形品の使用時の集束状態の他の
例を端面図で示したものであり、符号4は集束用
バンドを、符号5は集束用の固定板をそれぞれ示
す。また、第4図は多数個の通孔を有するハニカ
ム筒体状の触媒成形品を部分断面図で例示したも
のである。すなわち第4図のAは断面六角形の通
孔を有するハニカム筒体状の触媒成形品を、第4
図のBは断面正方形の通孔を有するハニカム筒体
状の触媒成形品をそれぞれ示す。これらの種々の
形状の触媒成形品に対して本発明を適用するに
は、上記したようにその各触媒成形品のガス導入
側の端部にガラス質被膜を形成せしめるものであ
る。なお、第3図及び第4図における符号1〜3
は第1図及び第2図におけると同様又は均等の部
分を示すものである。
次に、比較例及び実施例をあげて説明をする。
比較例 酸化チタンを主成分として、7mm×7mmの断面
正方形の通孔を121個有し、各通孔壁の肉厚が2
mmであり、全体の大きさが、縦101mm×横101mm×
長さ500mmの形状に成形されたハニカム筒体状の
脱硝触媒成形品の端面に、空気圧及び粉塵量を変
化できる密閉式のサンドプラスターを用いて、流
速10m/秒、粉塵量500g/Nm3、及び温度20℃
の条件で、フライアツシユ(石炭塵)を吹き付け
たところ、約1分後には触媒成形品の端面の摩耗
がはじまり、約1分30秒で触媒成形品の端面が約
1mm摩耗し、2分後には約1.5〜2mm摩耗した。
実施例 1 比較例における同一の断面正方形の通孔を有す
るハニカム筒体状の脱硝触媒成形品の端部の約20
mmを、下記のとおりにして調製した2PbO・SiO2
―PbO・2B2O3の混合酸化物微粉末の水性懸濁液
(固形分濃度42重量%)中に30秒間浸漬して、該
端部の端面及び内外側壁に上記懸濁物の被膜を形
成せしめた。
次いで、該触媒成形品を、上記被膜を赤外線ヒ
ーターで乾燥したのち、電気炉に入れて600℃で
20分間焼成して、該被膜を溶融し、ガラス質被膜
を形成、融着せしめた。
該触媒成形品のガラス質被膜を有する端面に比
較例におけると同一の条件でフライアツシユを吹
き付けたところ、約10時間吹付け後においても端
部のガラス質被膜に全く摩耗が認められなかつ
た。
酸化物懸濁液の調製 PbO2モルとSiO21モルの割合の混合物を1050℃
に加熱溶融したのち、冷却してガラス状物とし、
これを粉砕して粒度50〜200メツシユの微粉末と
した。また、PbO1モルとB2O32モルの割合の混
合物を1000℃に加熱溶融し、冷却してガラス状物
とし、これを粉砕して粒度50〜200メツシユの微
粉末とした。
次いで、これらの両粉末を重量比1:1の割合
で混合し、水中に添加し、撹拌して固形分濃度42
重量%の懸濁液とした。
実施例 2 比較例におけると同一のハニカム筒体状の触媒
成形品の端部約20mmを3PbO・2SiO2―Na2O・
SiO2の混合酸化物微粉末の水性懸濁液(固形分
40重量%)中に30秒間浸漬して、該端部の端面及
び内外側壁に上記懸濁物の被膜を形成せしめた。
次いで、該触媒成形品の上記被膜を赤外線ヒー
ターで乾燥した後、電気炉に入れて、650℃で20
分間焼成して、該被膜を溶融し、ガラス質被膜を
形成、融着せしめた。
該触媒成形品のガラス質被膜を有する端面に比
較例におけるのと同一条件でフライアツシユを吹
きつけたところ、約12時間吹付後においても、端
部のガラス質被膜に全く摩耗が認められなかつ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の円筒状触媒成形品
を例示したものであり、第1図はその一部切欠斜
視図、第2図は第1図に示した成形品のガラス質
被膜を形成せしめた端部の切断面図である。ま
た、第3図のA及びBは第1図に示した円筒状の
触媒成形品の使用時の集束状態をそれぞれ端面図
で例示したものである。また、第4図のA及びB
は、それぞれ断面正六角形及び正方形の通孔を多
数個有するハニカム筒体状の触媒成形品を部分断
面図で示したものである。各図面における符号は
それぞれ下記のものを示す。 1…触媒成形品、2,2′,2″…ガラス質被
膜、3…触媒成形品の通孔、4…触媒成形品の集
束用バンド、5…触媒成形品の集束用固定板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1個の通孔を有する筒体状の触媒
    成形品の端部に、該触媒成形品と一体的に融着し
    た、2種以上の金属酸化物を主成分とする融点
    400〜800℃のガラス質被膜を形成せしめてなる端
    部強化耐摩耗性の脱硝用触媒成形品。 2 ガラス質被膜が、B,Si,Pb,Li,K,及
    びNaの群より選ばれた金属の2種以上の酸化物
    を主成分とするものである特許請求の範囲第1項
    記載の触媒成形品。 3 ガラス質被膜が、触媒成形品の端部に金属酸
    化物及び(又は)加熱により金属酸化物を生成す
    る金属塩の2種以上の混合物を塗布したのち加熱
    溶融して形成されてなる特許請求の範囲第1項又
    は第2項記載の触媒成形品。
JP705779A 1979-01-26 1979-01-26 End part reinforced abrasion-resistant catalyst molding for denitration Granted JPS5599344A (en)

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JPS5599344A JPS5599344A (en) 1980-07-29
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JP2003103181A (ja) * 2001-09-28 2003-04-08 Ngk Insulators Ltd ハニカム触媒、ハニカム中間体及びハニカム触媒の製造方法
JP4294964B2 (ja) * 2002-03-15 2009-07-15 日本碍子株式会社 セラミックスハニカム構造体の製造方法

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