JPS63190645A - 排ガス浄化剤 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は排ガス浄化剤に係り、更に詳しくは低温排ガス
中の窒素酸化物を浄化するのに効果的な排ガス浄化剤に
関する。

（従来技術と問題点） 近年、環境保全の目的から燃焼機器より発生する排ガス
中の窒素酸化物、−酸化炭素、炭化水素等の低減化が強
く要請されている。

乾式の排ガス浄化技術として有力なのは自動車の三元触
媒技術や何等かの還元剤を用いて接触還元する方法があ
るが、複雑な燃焼制御シ不テムや高い反応温度を必要と
することや酸素濃度が高いときの排ガス浄化特性が問題
視されていた。このような状況から低温での排ガス浄化
技術、酸化雰囲気での排ガス浄化技術の開発が望まれて
いる。

本発明は、排ガス中の窒素酸化物の還元剤として既に特
願昭６１−３６６４０　（炭素を主成分とし、アルカリ
金属の１種又は２種以上及び遷移金属の１種又は２種以
上を含有する低温域の窒素酸化物還元剤。）で述べられ
ているものより更に改良を加えたもので、特に１５０℃
〜４００℃の比較的低温域で排ガス中の窒素酸化物、−
酸化炭素、炭化水素、を特別に還元ガスを導入すること
なしで浄化する排ガス浄化剤を提供することを目的とす
るものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は炭素を主成分としＬｉ、Ｎａ、に、Ｃｓ等のア
ルカリ金属元素の１種又は２種以上、Ｃｅ、Ｎｉ、Ｃｕ
、Ｙ、Ｌａ、Ｔｈ等の白金族金属元素以外の遷移金属元
素とＺｎ等の周期律表ＩＩｂ族金属元素及び錫の１種又
は２種以上、及び０．１重量％〜１重量％の白金族金属
元素の１種又は２種以上を含有し、排ガス中の窒素酸化
物、−酸化炭素、及び炭化水素等の浄化剤に関するもの
である。　炭素としては、黒鉛、石炭、木炭、微品質炭
素、あるいは炭素を主成分とする物質があり、その中で
も微品質炭素材に属する活性炭を用いることが好ましい
、　遷移金属元素の中でもＣｅ、Ｌａ、Ｔｈ等の希土類
元素の添加は効果的である。

白金族金属元素の含有量は、０．１重量％未満では浄化
率を更に高める効果が低く、１重量％を超える場合はコ
スト高になる。

これら担持金属元素の種類、組合せ１割合は排ガスの温
度や組成に合せて選択される。

炭素にアルカリ金属元素を含浸させる方法としては、ア
ルカリの炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物を水又はア
ルコール等の溶媒に溶解し、それらの溶液に炭素を浸漬
する方法等公知の方法が採用された。

遷移金属元素、周期律表ＩＩｂ族金属元素、錫及び白金
族金属元素を含浸するときは、それぞれの酢酸塩、炭酸
塩、硝酸塩、水酸化物、塩化物等を水又はアルコール等
の溶媒にアルカリ金属元素を担持した炭素を加えて乾燥
処理した。又フェロシアン化アルカリ等の溶液に炭素を
加えアルカリ金属元素と鉄を同時に含浸させ乾燥する方
法もとることができる。

本発明に基づく排ガス浄化剤は低温でも窒素酸化物を窒
素に効果的に還元するばかりでなく、−酸化炭素や炭化
水素の浄化にたいして良好な触媒作用を有する。炭素は
アルカリ金属元素と遷移金属元素及び錫と共存すると相
乗効果によって窒素酸化物の還元反応を促進し排ガスが
効果的に浄化される。又それに白金族金属元素を含むた
め徘ガスに一酸化炭素や水素が存在するときは、これら
の還元ガスによる窒素酸化物の窒素への還元が一層高ま
り窒素酸化物の浄化効率は更に上がる。その上、−酸化
炭素と炭化水素も浄化される。

浄化剤の形状としては粒状、球状１円柱状等があるが圧
力損失が問題になるときはハニカム等の圧力損失の少な
い形状に成型して使用する。このときは前もって炭素質
をハニカム等の形状に成型してアルカリ金属元素、周期
律表ＩＩｂ族金属元素を含む白金族金属元素以外の遷移
金属元素及び錫、及び白金族金属元素を担持しても良い
。

浄化剤を２００℃以上でしかも１０％以上の高濃度酸素
雰囲気下で使用するときは窒素酸化物浄化特性を保持し
耐久性を向上させるために、使用に先立ち浄化剤を窒素
、アルゴン等の不活性ガスもしくは減圧酸素雰囲気等の
条件下１００℃以上の温度で熱処理することにより使用
排ガス温度、酸素濃度に適した浄化剤に調製する。

又空気中で１００℃以上で熱処理をしたり、アルカリ金
属元素の添加量を減らすことにより耐久性を高めること
もできる。更にＡＱ２０．、ＴｉＯ２等の耐熱性物質と
の複合化したものを前記の処理を施しても良い。以上の
ように使用条件に即した浄化剤の調製により、０〜２５
容量％の酸素′ａ度の燃焼排ガス浄化を１５０℃〜４０
０℃迄行なうことができる。

以下本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例−１、実施例−２ にの炭酸塩の溶液に市販の活性炭を浸漬し、空気中で乾
燥したものをＣｅ、Ｍｎの酢酸塩とｐｔの塩化物の溶液
に浸漬し空気中で再び乾燥する。さらに１５０℃で乾燥
後見掛けの容積で１２ｍＱを内径２５ｍの石英セルに装
填し、微量酸素を含むＮ２中で室温から徐々に排ガス浄
化温度まで加熱処理して浄化剤（以下、Ｃ／に／Ｃｅ／
Ｍｎ／Ｐｔと記す）とし、（実施例−１）とした。同様
な方法で調製したＣ／Ｎａ／Ｔｈ／Ｚｎ／Ｃｕ／Ｐｔを
（実施例−２）とした。

次いで、排ガスとしてＮＯ３００容積ｐｐｍ、　Ｃｏ。

１０容積％、Ｈ２Ｏ１０容積％、○２５２５容積残部Ｎ
２の混合ガスを室温で石英セル中の浄化剤充填層に通じ
、ガス流量を２Ｑ／ｍｉｎに調整した。その後所定の反
応温度まで昇温し、Ｎｏ濃度変化を化学発光性窒素酸化
物分析計を用いて測定した。

第１図には、実施例−１及び実施例−２の浄化剤の反応
温度２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃で空間速
度ＳＶ（浄化剤充填容積基準）　＝１００００　ｈｒ−
１の１０時間後のＮｏ浄化率を示す。

このようにＣ／に／Ｃｅ／Ｍｎ、Ｃ／Ｎａ／Ｔｈ／Ｚｎ
／Ｃｕ系に更に微量のｐｔを添加することにより安定化
処理した後も高いＮｏ浄化効果を有する。

アルカリ金属元素はＫの他にＮａ、Ｃｓ等を加えても同
等な効果を示す。

実施例−３、実施例−４、実施例−５ 浄化剤Ｃ／に／Ｌａ／Ｓｎ／Ｐｔを排ガス導入前に実施
例−１及び実施例−２と同様な処理を行ない排ガスＮｏ
　　３００　ｐｐｍ、　ＣＯ２１０容量％、Ｈ，０１０
容量％、０２５容量％残部Ｎ２（実施例−３）と該排ガ
スにＣＯ３００ｐｐｍ　（実施例−４）あるいはＮ２３
００ｐｐｆｆｌ　（実施例−５）を加えた排ガスを５Ｖ
＝１００００ｈｒ−１、反応温度２００℃、２５０℃、
３００℃、３５０℃の条件下で導入した。このときの浄
化剤の浄化率も第１図に示す。安定化処理してもＮｏ除
去効果を有し、更に排ガス中にＣＯあるいはＮ２が存在
すると貴金属の添加によりＣＯあるいはＮ２によるＮｏ
の還元が促進されＮｏ浄化率が上がることが判る。この
ように微量の貴金属の添加はＣＯの浄化にも効果的であ
る。又酸素雰囲気では各種の炭化水素の浄化効果も有し
ている。排ガスにＣ０１Ｈ２あるいは炭化水素を含む場
合は貴金属の添加は排ガス浄化作用に効果的である。

（効果） 本発明は、特に１５０℃〜４００℃の比較的低温域で排
ガス中の窒素酸化物、−酸化炭素、炭化水素を特別に還
元ガスを導入することなしで浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すものであって、反応温度
とＮｏ浄化率との関係を示すグラフである。 ｌ・・・実施例−１，２・・・実施例−２，３・・・実
施例−３，４・・・実施例−４，５・・・実施例−５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　炭素を主成分とし、且つアルカリ金属元素の１種又
   は２種以上と、白金族金属元素以外の遷移金属元素と周
   期律表IIｂ族金属元素及び錫からなる群から選ばれた１
   種又は２種以上及び０．１重量％〜１重量％の白金族金
   属元素を１種又は２種以上を含有する排ガス浄化剤。