JP2000117057A - Method for improving durability of catalyst for oxidizing unburned hydrocarbon in exhaust gas - Google Patents

Method for improving durability of catalyst for oxidizing unburned hydrocarbon in exhaust gas

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JP2000117057A
JP2000117057A JP10315476A JP31547698A JP2000117057A JP 2000117057 A JP2000117057 A JP 2000117057A JP 10315476 A JP10315476 A JP 10315476A JP 31547698 A JP31547698 A JP 31547698A JP 2000117057 A JP2000117057 A JP 2000117057A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
oxidation catalyst
gas
unburned hydrocarbon
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Yamamoto
博道 山本
Hiroshi Uchida
洋 内田
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the durability of the catalyst for oxidizing unburned hydrocarbon by previously removing a sulfur component from fuel before burning the fuel forming the waste gas in the case that exhaust gas is treated with a catalyst oxidizing the unburned hydrocarbon in exhaust gas with excessive oxygen and constituted by supporting platinum and palladium on alumina. SOLUTION: The fuel gas such as city gas is supplied to a dilute combustion gas engine C from an introducing pipe A together with the air from a combustion air introducing pipe B, and the gas formed after combustion is discharged from a conduit D. And the trace hydrocarbon in the waste gas from the conduit D is oxidized at an oxidizing catalyst layer and discharged from a discharge part F and sent to a heat recovering stage. In such a case, when the sulfur component is to be removed from the fuel supplied to the dilute combustion gas engine C, a desulfurization device X is disposed in the fuel introducing pipe A. Then the sulfur-containing compd. such as odorant incorporated in the fuel such as city gas is removed at the desulfurization device X. The activated carbon, the zeolite, etc., effective for removing the sulfur- containing compd. are exemplified for example as the desulfurization agent used at the desulfurization device X.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナに白金と
パラジウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃
炭化水素酸化触媒、またはアルミナにパラジウムを担持
させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒
を排ガス処理に使用するに際して、その耐久性を向上さ
せる方法に関する。
The present invention relates to a catalyst for oxidizing unburned hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas comprising platinum and palladium supported on alumina, or a catalyst for oxidizing unburned hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas prepared by supporting palladium on alumina. The present invention relates to a method for improving the durability of a combustion hydrocarbon oxidation catalyst used in exhaust gas treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車、航空機、火力発電、各種工場等
から排出される排ガスにはNOxやSOx、或いは臭気
物質、ばいじん等のほか、未燃焼(未燃)の炭化水素
(HC)が含有されている。これらを含む排ガスに対し
ては種々の対策が採られ、さらに研究、開発が進められ
ている。この点はガスエンジン、ガスタービン等を使用
するコージェネレーションシステムや空調機器(GHP
など)から排出される排ガスについても同様である。
2. Description of the Related Art Exhaust gas emitted from automobiles, aircraft, thermal power plants, various factories, etc. contains unburned (unburned) hydrocarbons (HC) in addition to NOx and SOx, odorous substances, dust, and the like. ing. Various measures have been taken for exhaust gas containing these, and further research and development are underway. This point is due to cogeneration systems and air conditioners (GHP
The same applies to the exhaust gas discharged from the above.

【0003】従来、ガスエンジン、ガスタービン、ボイ
ラー、或いは加熱炉などでは、燃料ガスとして都市ガス
その他、メタン、エタン、プロパン、ブタン等を含む燃
料ガスが使用されているが、その燃焼効率や熱効率を高
めるために空気比すなわち燃料ガスに対する空気の比率
を燃料ガスリーン(lean)側、すなわち燃料ガスに
対して空気量を燃料ガスの完全燃焼に必要な理論空気量
を超えて5.0倍、特に1.1〜3.0倍とするいわゆ
る希薄燃焼方式が適用されてきている。
Conventionally, in gas engines, gas turbines, boilers, heating furnaces, and the like, city gas and other fuel gases including methane, ethane, propane, butane, and the like have been used as fuel gas. To increase the air ratio, that is, the ratio of air to fuel gas, on the fuel gas lean side, that is, the amount of air to fuel gas is 5.0 times, in particular, more than the theoretical air amount required for complete combustion of fuel gas. A so-called lean burn system of 1.1 to 3.0 times has been applied.

【0004】そしてこれらの点は、単一の駆動源(エネ
ルギー源)から電力、機械エネルギー及び熱エネルギー
を生産し、エネルギーを高効率に利用可能とするいわゆ
るコージェネレーションシステムにおける希薄燃焼ガス
エンジンについても同様である。ところが、そのような
希薄燃焼方式の場合には、その排ガス中に少量の低級炭
化水素(特にメタン)、窒素酸化物(NOx)、一酸化
炭素等とともに、多量の酸素及び水蒸気が共存すること
になる。
[0004] These points also apply to a lean burn gas engine in a so-called cogeneration system in which electric power, mechanical energy, and heat energy are produced from a single drive source (energy source) and energy can be used with high efficiency. The same is true. However, in the case of such a lean burn system, a large amount of oxygen and water vapor coexist in the exhaust gas together with a small amount of lower hydrocarbons (particularly methane), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide and the like. Become.

【0005】これまで特に低級炭化水素を微量含む(例
えば5000ppm程度以下)燃焼排ガス中の炭化水素
を酸化し除去する手法としては、排ガス中の3成分(H
C、CO、NOx)を同一触媒で浄化するいわゆる三元
触媒による処理法が開発されている。しかし、三元触媒
による処理法では、酸素が殆んど存在しない排ガスに対
してしか有効に適用することはできず、酸素過剰で且つ
排ガス中の炭化水素成分がとりわけメタンである条件下
では有効に作用しない。また酸化触媒としてPtやPd
を単独で使用するPt/Al23やPd/Al23等が
あるが、これらは有機溶剤やCOの酸化触媒としては有
効であるが、そのようなPtやPdの単独の触媒ではメ
タンの酸化除去には有効に作用しない。
[0005] As a method of oxidizing and removing hydrocarbons in a combustion exhaust gas containing a trace amount of a lower hydrocarbon (for example, about 5000 ppm or less), three components (H
A treatment method using a so-called three-way catalyst for purifying C, CO, NOx) with the same catalyst has been developed. However, the treatment method using a three-way catalyst can be effectively applied only to exhaust gas containing almost no oxygen, and is effective under conditions where oxygen is excessive and the hydrocarbon component in the exhaust gas is particularly methane. Does not act on Pt or Pd is used as an oxidation catalyst.
There are Pt / Al 2 O 3 , Pd / Al 2 O 3, etc., which are used alone, and these are effective as an organic solvent or a CO oxidation catalyst. It has no effect on the oxidative removal of methane.

【0006】このため例えば希薄燃焼ガスエンジンから
排出される、酸素が過剰に含まれ、未燃の炭化水素成分
がとりわけメタンであり、また、その作動条件如何にも
よるが、通常300〜600℃程度で排出される排ガス
中の炭化水素(特にメタン)を有効に酸化し、除去する
ためには、酸素が過剰に含まれていてもなお有効に適用
し得る酸化触媒、或いは有効な処理法の開発が必要であ
る。
[0006] Therefore, for example, methane is particularly contained in the unburned hydrocarbon component containing oxygen in excess, which is discharged from a lean-burn gas engine, and depending on the operating conditions, it is usually 300 to 600 ° C. In order to effectively oxidize and remove hydrocarbons (especially methane) in the exhaust gas discharged to a certain degree, it is necessary to use an oxidation catalyst which can be effectively applied even if oxygen is excessively contained, or an effective treatment method. Development is required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、ハニカ
ム基材に対しアルミナ担体を介して白金とパラジウムと
が混在するように担持させてなる酸素過剰な排ガス中の
低濃度炭化水素用酸化触媒、およびこの触媒を用いた酸
素過剰で低濃度炭化水素を含む排ガス中の炭化水素の酸
化除去方法を先に開発している(特開平8ー33239
2号)。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventors of the present invention have developed a method for oxidizing low-concentration hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas by supporting platinum and palladium together on a honeycomb substrate via an alumina carrier. A catalyst and a method for oxidizing and removing hydrocarbons in exhaust gas containing excess oxygen and low-concentration hydrocarbons using this catalyst have been previously developed (JP-A-8-33239)
No. 2).

【0008】上記酸化触媒は耐久性にも優れた触媒であ
り、長期間にわたり触媒作用を発揮させることができ
る。ところが、当該酸化触媒を用いて希薄燃焼ガスエン
ジン等から排出される排ガスを処理すると、排ガスの種
類如何により耐久性が低下することが観察された。その
原因についてさらに追求したところ、排ガス中の成分と
して特にSOxが含まれている場合に耐久性が低下する
ことが分かった。
The above-mentioned oxidation catalyst is a catalyst having excellent durability, and can exhibit a catalytic action for a long period of time. However, when exhaust gas discharged from a lean burn gas engine or the like is treated using the oxidation catalyst, it has been observed that durability is reduced depending on the type of exhaust gas. When the cause was further pursued, it was found that durability was lowered particularly when SOx was contained as a component in the exhaust gas.

【0009】上記事実を基にさらに追求したところ、排
ガス中の成分からSOx成分を予め除去しておくか、排
ガスを生成する燃料を燃焼させる前に燃料から硫黄成分
を予め除去しておくことにより、当該触媒が優れた耐久
性を保持し、その触媒活性を長期にわたり安定して維持
することができることを見い出した。そしてこの点、ア
ルミナにパラジウムを担持した触媒についても同様の結
果が得られることが分かった。
[0009] Based on the above facts, the inventors have further pursued, by previously removing the SOx component from the components in the exhaust gas or by removing the sulfur component from the fuel before burning the fuel for generating the exhaust gas. It has been found that the catalyst maintains excellent durability and can maintain its catalyst activity stably for a long period of time. In this regard, it was found that a similar result was obtained with a catalyst in which palladium was supported on alumina.

【0010】すなわち本発明は、アルミナに白金とパラ
ジウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化
水素酸化触媒、またはアルミナにパラジウムを担持させ
てなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒を排
ガス処理に使用するに当り、その耐久性をさらに向上さ
せる方法を提供することを目的とする。
That is, the present invention relates to a catalyst for oxidizing unburned hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas obtained by supporting platinum and palladium on alumina, or an unburned hydrocarbon in an oxygen-excess exhaust gas obtained by supporting palladium on alumina. An object of the present invention is to provide a method for further improving the durability of an oxidation catalyst used in exhaust gas treatment.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、(1)アルミ
ナに白金及びパラジウムを担持させてなる酸素過剰な排
ガス中の未燃炭化水素酸化触媒により排ガスを処理する
に当り、排ガスを生成する燃料を燃焼させる前に燃料か
ら硫黄成分を予め除去することを特徴とする未燃炭化水
素酸化触媒の耐久性向上方法を提供する。
According to the present invention, there is provided (1) an exhaust gas produced by treating an exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas comprising platinum and palladium supported on alumina. Provided is a method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst, which comprises removing a sulfur component from a fuel before burning the fuel.

【0012】また、本発明は(2)アルミナに白金及び
パラジウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃
炭化水素酸化触媒により排ガスを処理するに当り、排ガ
ス中から予めSOx成分を除去することを特徴とする未
燃炭化水素酸化触媒の耐久性向上方法を提供する。
Further, the present invention provides (2) removing SOx components from exhaust gas in advance when treating exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas comprising platinum and palladium supported on alumina. A method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst is provided.

【0013】さらに、本発明は(3)アルミナにパラジ
ウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水
素酸化触媒により排ガスを処理するに当り、排ガスを生
成する燃料を燃焼させる前に燃料から硫黄成分を予め除
去することを特徴とする未燃炭化水素酸化触媒の耐久性
向上方法を提供し、また、本発明は(4)アルミナにパ
ラジウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭
化水素酸化触媒により排ガスを処理するに当り、排ガス
中から予めSOx成分を除去することを特徴とする特徴
とする未燃炭化水素酸化触媒の耐久性向上方法を提供す
る。
Further, the present invention provides (3) a method of treating an exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas comprising palladium supported on alumina before burning the fuel for producing the exhaust gas. The present invention provides (4) a method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst, which comprises removing a sulfur component from a catalyst in advance. An object of the present invention is to provide a method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst, which comprises removing an SOx component from the exhaust gas before treating the exhaust gas with the burned hydrocarbon oxidation catalyst.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明で用いる触媒は、酸素過剰
な排ガス中の未燃炭化水素を酸化する触媒であり、アル
ミナに白金及びパラジウムを担持させてなる触媒、また
はアルミナにパラジウムを担持させてなる触媒である。
前述のとおり、パラジウム単独の触媒はメタンの酸化除
去には有効に作用しないとされていたが、本発明によれ
ば、燃料から硫黄成分を予め除去するか、排ガスから予
めSOxを除去しておくことにより使用することができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The catalyst used in the present invention is a catalyst for oxidizing unburned hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas, and is a catalyst in which platinum and palladium are supported on alumina or a catalyst in which palladium is supported on alumina. It is a catalyst.
As described above, the catalyst of palladium alone is not considered to be effective for the oxidative removal of methane. However, according to the present invention, the sulfur component is previously removed from the fuel or SOx is previously removed from the exhaust gas. Can be used.

【0015】本酸化触媒がアルミナに対して白金とパラ
ジウムを担持した触媒の場合、アルミナに対する白金と
パラジウムの担持量は、それぞれ、アルミナに対して
0.025〜20.0wt%の範囲であり、より好まし
くは0.8〜9.0wt%の範囲である。白金又はパラ
ジウムの担持量が0.025wt%を下回る場合にもな
お有効であるが、その分触媒効果は減少する。それらの
各担持量が20.0wt%程度を上回る場合にも同様に
有効な触媒効果が得られるが、白金とパラジウムをそれ
ぞれ20wt%程度まで担持させていれば所期の触媒効
果が得られるのでコスト等の面からしても上限20.0
wt%程度で十分である。勿論、上記範囲0.025〜
20.0wt%の前後としても差し支えない。
When the present oxidation catalyst is a catalyst in which platinum and palladium are supported on alumina, the supported amounts of platinum and palladium on alumina are in the range of 0.025 to 20.0 wt% with respect to alumina, respectively. More preferably, it is in the range of 0.8 to 9.0 wt%. It is still effective when the supported amount of platinum or palladium is less than 0.025 wt%, but the catalytic effect is reduced accordingly. Similarly, an effective catalytic effect can be obtained when each of the supported amounts exceeds about 20.0 wt%. However, if platinum and palladium are each supported up to about 20 wt%, the desired catalytic effects can be obtained. 20.0 upper limit in terms of cost, etc.
About wt% is sufficient. Of course, the above range 0.025 to
It may be around 20.0 wt%.

【0016】本酸化触媒がアルミナに対してパラジウム
を担持した触媒の場合、アルミナに対するパラジウムの
担持量は、アルミナに対して0.025〜20.0wt
%の範囲であり、より好ましくは0.8〜9.0wt%
の範囲である。パラジウムの担持量が0.025wt%
を下回る場合にもなお有効であるが、その分触媒効果は
減少する。他方、それらの各担持量が20.0wt%程
度を上回る場合にも同様に有効な触媒効果が得られる
が、パラジウムを20wt%程度まで担持させていれば
所期の触媒効果が得られるので、コスト等の面からして
も上限20.0wt%程度で十分である。勿論、上記範
囲0.025〜20.0wt%の前後としても差し支え
ない。
When the present oxidation catalyst is a catalyst in which palladium is supported on alumina, the amount of palladium supported on alumina is 0.025 to 20.0 wt.
%, More preferably 0.8 to 9.0 wt%.
Range. 0.025wt% palladium loading
Is still effective, but the catalytic effect is reduced accordingly. On the other hand, when each of the supported amounts exceeds about 20.0 wt%, an effective catalytic effect can be obtained similarly. However, if palladium is supported up to about 20 wt%, the expected catalytic effect can be obtained. From the viewpoint of cost and the like, an upper limit of about 20.0 wt% is sufficient. Of course, the above range may be around 0.025 to 20.0 wt%.

【0017】本発明において酸化触媒をハニカム体とし
て使用する場合には、上記と同じ理由でハニカム体に対
する白金及びパラジウムの担持量はそれぞれ0.1〜3
0.0g/L(g/L=グラム/リットル)の範囲であ
り、好ましくは0.7〜20.0g/Lの範囲、さらに
好ましくは1.0〜15.0g/Lの範囲である。パラ
ジウム単独の場合にはこれに準じて担持させる。
In the present invention, when the oxidation catalyst is used as a honeycomb body, the amount of platinum and palladium supported on the honeycomb body is 0.1 to 3 for the same reason as described above.
It is in the range of 0.0 g / L (g / L = gram / liter), preferably in the range of 0.7 to 20.0 g / L, and more preferably in the range of 1.0 to 15.0 g / L. In the case of palladium alone, it is carried according to this.

【0018】本酸化触媒の製造法としては、アルミナに
対して白金とパラジウムを均一に担持させ得る手法、ま
たアルミナに対してパラジウムを均一に担持させ得る手
法であれば特に限定はなく、好ましくは含浸法や平衡吸
着法が適用される。その原料としては、白金については
硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩(ジニトロジアンミン白
金、トリクロロトリアンミン白金等)等が用いられ、パ
ラジウムについては硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩(ジ
クロロテトラアンミンパラジウム等)等が用いられる。
The method for producing the present oxidation catalyst is not particularly limited as long as it is a method capable of uniformly supporting platinum and palladium on alumina, or a method capable of uniformly supporting palladium on alumina. An impregnation method or an equilibrium adsorption method is applied. As a raw material, nitrates, chlorides, acetates, complex salts (dinitrodiammine platinum, trichlorotriammine platinum, etc.) are used for platinum, and nitrates, chlorides, acetates, complex salts (dichlorotetraammine palladium, etc.) are used for palladium. ) Etc. are used.

【0019】その一例として含浸法の場合の一態様を述
べると、白金及びパラジウムをそれらの化合物の水溶液
とし、これに粉末状等のアルミナを投入し浸して攪拌
し、アルミナに白金化合物及びパラジウム化合物を含浸
させる。次いで、常法により乾燥させ、焼成する。アル
ミナに対してパラジウム単独を担持させた触媒の場合に
は、アルミナに対してパラジウムをそれらの化合物の水
溶液とし、これに粉末状等のアルミナを投入し含浸させ
る。次いで、常法により乾燥させ、焼成する。
As one example of the impregnation method, platinum and palladium are used as an aqueous solution of these compounds. Alumina such as powder is poured into the aqueous solution and stirred, and the platinum compound and the palladium compound are added to the alumina. Impregnated. Next, it is dried and fired by a conventional method. In the case of a catalyst in which palladium alone is supported on alumina, palladium is used as an aqueous solution of these compounds with respect to alumina, and powdered alumina or the like is charged and impregnated. Next, it is dried and fired by a conventional method.

【0020】触媒の使用形態としては粉末状、粒状、顆
粒状(含:球状)、ペレット(円筒型、環状型)状、タ
ブレット(錠剤)状、或いはハニカム(モノリス体)状
等適宜の形状として使用することができる。なお、本発
明ではこれらに排ガスを通す必要があるため、粉末状の
場合には、これを充填した触媒層から逸散しないように
所定粒度範囲に整粒するか又は造粒し、或いは加圧成形
や押出し成形して用いるのが望ましい。このうち押出し
成形の場合には適宜所定長さに切断してペレット化して
使用される。特に希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスを
処理する場合には好ましくはハニカム状として用いられ
る。
The catalyst may be used in any suitable form such as powder, granule, granule (including spherical), pellet (cylindrical or annular), tablet (tablet), or honeycomb (monolith). Can be used. In the present invention, since it is necessary to allow exhaust gas to pass therethrough, in the case of powder, the powder is sized or granulated in a predetermined particle size range so as not to escape from the catalyst layer filled with the powder, or pressurized. It is desirable to use it after molding or extrusion. Among them, in the case of extrusion molding, it is cut into a predetermined length and pelletized before use. In particular, when treating exhaust gas from a lean burn gas engine, it is preferably used as a honeycomb.

【0021】ハニカム状の場合については、例えば、ハ
ニカム状構造の基材にアルミナをウォッシュコートして
担持させた後、該アルミナ担持のハニカム基材に白金及
びパラジウムをそれらの化合物の水溶液として担持させ
る。次いで、常法により乾燥させ、焼成する。パラジウ
ム単独を担持させた触媒の場合には、アルミナ担持後の
ハニカム状構造の基材にパラジウムをそれらの化合物の
水溶液として含浸させた後、常法により乾燥させ、焼成
する。
In the case of a honeycomb shape, for example, after alumina is wash-coated on a honeycomb-shaped substrate, platinum and palladium are supported on the alumina-supported honeycomb substrate as an aqueous solution of these compounds. . Next, it is dried and fired by a conventional method. In the case of a catalyst supporting only palladium, a substrate having a honeycomb structure after supporting alumina is impregnated with palladium as an aqueous solution of these compounds, dried and calcined by a conventional method.

【0022】ハニカム状の基材としてはセラミックス製
又はメタル製のものを使用することができる。セラミッ
クスの好ましい例としてはコージェライトが挙げられ、
メタルの好ましい例としてはステンレス鋼や鉄ーアルミ
ニウムークロム系合金などが挙げられる。図1にハニカ
ム状基材の一、二の例を示している。
As the honeycomb substrate, a ceramic or metal substrate can be used. Preferable examples of ceramics include cordierite,
Preferred examples of the metal include stainless steel and iron-aluminum-chromium alloys. FIG. 1 shows one or two examples of a honeycomb substrate.

【0023】図2〜3は、本発明を希薄燃焼ガスエンジ
ンからの排ガスに対して適用する場合のシステムフロー
例を示す概略図である。図2〜3中、都市ガス等の燃料
ガスは導入管Aから、燃焼用空気導入管Bからの空気と
ともに、希薄燃焼ガスエンジンCに通され、ここでの燃
焼後生成したガスは、導管Dから300〜500℃程度
で排出される。Eは酸化触媒層であり、ここに本発明に
係るハニカム担持の白金ーパラジウム/アルミナ触媒又
はハニカム担持のパラジウム/アルミナ触媒が充填、配
置される。導管Dからの排ガス中の微量HCはここで酸
化され、導出部Fから排出され、必要に応じて熱回収工
程等へ送られる。
FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing an example of a system flow when the present invention is applied to exhaust gas from a lean burn gas engine. 2 and 3, fuel gas such as city gas is passed through a lean combustion gas engine C from an introduction pipe A together with air from a combustion air introduction pipe B, and gas generated after combustion is passed through a conduit D. From about 300 to 500 ° C. E denotes an oxidation catalyst layer in which the honeycomb-supported platinum-palladium / alumina catalyst or the honeycomb-supported palladium / alumina catalyst according to the present invention is filled and disposed. The trace HC in the exhaust gas from the conduit D is oxidized here, discharged from the outlet F, and sent to a heat recovery step or the like as necessary.

【0024】このうち、図2は、本発明において希薄燃
焼ガスエンジンへ供給する燃料から硫黄成分を除去する
場合の例で、燃料導入管Aに脱硫装置Xが配置される。
都市ガス等の燃料には付臭剤等の硫黄含有化合物が含ま
れているが、脱硫装置Xにより除去される。脱硫装置X
では硫黄含有化合物除去用脱硫剤が使用される。この脱
硫剤としては硫黄含有化合物除去に有効な脱硫剤であれ
ば使用されるが、その例としては活性炭やゼオライトな
どが挙げられる。図3は、本発明において希薄燃焼ガス
エンジンからの排ガスから硫黄成分を除去する場合の例
で、排ガス導管Dに脱硫装置Yが配置される。排ガス中
に含まれるSOxは脱硫装置Yにより除去される。脱硫
装置YではSOx除去用脱硫剤が使用される。この脱硫
剤としてはSO2 等のSOxの除去に有効な脱硫剤であ
れば使用されるが、その例としてはマグネシア(Mg
O)やカルシア(CaO)などが挙げられる。
FIG. 2 shows an example in which a sulfur component is removed from the fuel supplied to the lean burn gas engine in the present invention. A desulfurization device X is disposed in a fuel introduction pipe A.
Fuels such as city gas contain sulfur-containing compounds such as odorants, which are removed by the desulfurizer X. Desulfurizer X
Uses a desulfurizing agent for removing sulfur-containing compounds. As the desulfurizing agent, any desulfurizing agent effective for removing sulfur-containing compounds can be used, and examples thereof include activated carbon and zeolite. FIG. 3 shows an example of a case where a sulfur component is removed from exhaust gas from a lean burn gas engine according to the present invention. SOx contained in the exhaust gas is removed by the desulfurization device Y. In the desulfurization device Y, a desulfurizing agent for removing SOx is used. As this desulfurizing agent, any desulfurizing agent that is effective for removing SOx such as SO 2 may be used.
O) and calcia (CaO).

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
がこの実施例に限定されないことは勿論である。供試触
媒を下記のとおりに調製し、供試触媒に関する性能試験
を実施した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments. A test catalyst was prepared as described below, and a performance test on the test catalyst was performed.

【0026】《供試触媒Aの調製》径約20mm、長さ
約8mmの円筒状のコージェライト製のハニカムに対
し、アルミナを水性懸濁液としてウオッシュコートし、
これに白金とパラジウムを担持させ、コージェライト製
ハニカムに担持した白金ーパラジウム/アルミナ触媒を
調製した。その担体に対する白金とパラジウムとの担持
量をそれぞれ10g/l(ハニカム1リットル当り10
g)となるようにした。この触媒を供試触媒Aとする。
<Preparation of Test Catalyst A> A cylindrical cordierite honeycomb having a diameter of about 20 mm and a length of about 8 mm was wash-coated with alumina as an aqueous suspension,
A platinum-palladium / alumina catalyst supported on cordierite honeycomb was prepared by supporting platinum and palladium on this. The amount of platinum and palladium supported on the carrier was 10 g / l (10 liters per liter of honeycomb).
g). This catalyst is referred to as Test Catalyst A.

【0027】《供試触媒Bの調製》径約20mm、長さ
約8mmの円筒状のコージェライト製のハニカムに対
し、アルミナを水性懸濁液としてウオッシュコートし、
これにパラジウムを担持させてコージェライト製ハニカ
ムに担持したパラジウム/アルミナ触媒を調製した。そ
の担体に対するパラジウムとの担持量を10g/lとな
るようにした。この触媒を供試触媒Bとする。
<< Preparation of Test Catalyst B >> A cylindrical cordierite honeycomb having a diameter of about 20 mm and a length of about 8 mm was wash-coated with alumina as an aqueous suspension.
A palladium / alumina catalyst supported on a cordierite honeycomb was prepared by supporting palladium on this. The amount of palladium supported on the carrier was adjusted to 10 g / l. This catalyst is referred to as Test Catalyst B.

【0028】《性能試験》以上の各供試触媒を使用し、
各供試触媒を反応管径20mmの反応管中に充填し、以
下の条件で触媒としての耐久性を評価した。試験条件
は、SV=80,000h-1、温度=385℃とした。
被処理ガスは、SO2 を含まないもの(1)と、SO2
を含み、量を変えた場合(2)〜(3)の下記3種類で
ある。 (1)CH4=2000ppm、CO=820ppm、
NO=80ppm、H2O=10%、O2=10.5%、
2=バランス。 (2)CH4=2000ppm、CO=820ppm、
NO=80ppm、H2O=10%、O2=10.5%、
SO2=0.05ppm、N2=バランス。 (3)CH4=2000ppm、CO=820ppm、
NO=80ppm、H2O=10%、O2=10.5%、
SO2=1ppm、N2=バランス。
<< Performance Test >> Using each of the above test catalysts,
Each test catalyst was filled in a reaction tube having a reaction tube diameter of 20 mm, and the durability as a catalyst was evaluated under the following conditions. The test conditions were SV = 80,000 h −1 and temperature = 385 ° C.
The gases to be treated include those not containing SO 2 (1) and SO 2
And the following three types (2) and (3) when the amount is changed. (1) CH 4 = 2000 ppm, CO = 820 ppm,
NO = 80 ppm, H 2 O = 10%, O 2 = 10.5%,
N 2 = balance. (2) CH 4 = 2000 ppm, CO = 820 ppm,
NO = 80 ppm, H 2 O = 10%, O 2 = 10.5%,
SO 2 = 0.05 ppm, N 2 = balance. (3) CH 4 = 2000 ppm, CO = 820 ppm,
NO = 80 ppm, H 2 O = 10%, O 2 = 10.5%,
SO 2 = 1 ppm, N 2 = balance.

【0029】図4は供試触媒Aを用いた場合の結果であ
る。被処理ガスの組成(1)を用いた場合を実施例1、
被処理ガスの組成(2)を用いた場合を比較例1、被処
理ガスの組成(3)を用いた場合を比較例2としてい
る。また、図5は供試触媒Bを用いた場合の結果であ
る。被処理ガスの組成(1)を用いた場合を実施例2、
被処理ガスの組成(2)を用いた場合を比較例3、被処
理ガスの組成(3)を用いた場合を比較例4としてい
る。
FIG. 4 shows the results when the test catalyst A was used. Example 1 uses the composition (1) of the gas to be treated,
The case where the composition (2) of the gas to be treated is used is Comparative Example 1, and the case where the composition (3) of the gas to be treated is used is Comparative Example 2. FIG. 5 shows the results when the test catalyst B was used. Example 2 uses the composition (1) of the gas to be treated,
The case where the composition (2) of the gas to be treated is used is Comparative Example 3, and the case where the composition (3) of the gas to be treated is used is Comparative Example 4.

【0030】酸化活性〔転化率(%)〕は下記の式によ
り求めた。
The oxidation activity [conversion (%)] was determined by the following equation.

【数 1】 [Equation 1]

【0031】まず、図4のとおり、白金とパラジウムを
担持した触媒を用いた場合、メタン酸化活性は、SO2
を含まない被処理ガスについては、SO2 を含む被処理
ガスに比較して、試験開始当初から高く、試験開始時の
転化率は90%にも及んでいる。以降徐々に低下はする
が、180時間(h)経過時でも50%前後の転化率を
維持している。これに対してSO2 を含む被処理ガスに
ついては、試験開始当初で転化率50%前後、以降徐々
に低下し、150時間経過時には17%程度まで低下し
てしまう。
First, as shown in FIG. 4, when a catalyst supporting platinum and palladium is used, the methane oxidation activity is SO 2
The gas to be treated containing no is higher than the gas to be treated containing SO 2 from the beginning of the test, and the conversion at the start of the test is as high as 90%. Thereafter, the conversion rate gradually decreases, but the conversion rate of about 50% is maintained even after the elapse of 180 hours (h). On the other hand, with regard to the gas to be treated containing SO 2 , the conversion is about 50% at the beginning of the test, and gradually decreases thereafter, and drops to about 17% after 150 hours.

【0032】次に、図5のとおり、パラジウム単独を担
持した触媒を用いた場合にも、メタン酸化活性は、SO
2 を含まない被処理ガスについては、SO2 を含む被処
理ガスに比較して、試験開始当初から高い。以降徐々に
低下はするが、180時間(h)経過時でも30%前後
の転化率を維持している。これに対して、SO2 を含む
被処理ガスについては、試験開始当初では39%前後で
あるが、以降急速に低下し、30時間経過時には、触媒
としての機能はゼロになってしまう。
Next, as shown in FIG. 5, even when a catalyst supporting palladium alone was used, the methane oxidation activity was still lower than that of SO.
The gas to be treated containing no 2 is higher than the gas to be treated containing SO 2 from the beginning of the test. Thereafter, the conversion rate gradually decreases, but the conversion rate of about 30% is maintained even after the elapse of 180 hours (h). On the other hand, for the gas to be treated containing SO 2 , it is around 39% at the beginning of the test, but drops rapidly thereafter, and the function as a catalyst becomes zero after 30 hours.

【0033】このように、本発明によれば、アルミナに
白金とパラジウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中
の未燃炭化水素酸化触媒、またはアルミナにパラジウム
を担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸
化触媒を排ガス処理に使用するに際して、被処理排ガス
から予めSOxを除去するか、燃料を燃焼させる前に硫
黄成分を予め除去してSOx生成をなくすることによ
り、その耐久性を格段に改善することができる。特に、
パラジウム単独の触媒では酸素過剰な排ガス中の未燃炭
化水素の酸化除去には有効に作用しないとされていた
が、本発明によれば有効に使用することができる。
As described above, according to the present invention, an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas comprising platinum and palladium supported on alumina or an oxygen-excess exhaust gas formed by supporting palladium on alumina is used. When the unburned hydrocarbon oxidation catalyst is used for exhaust gas treatment, its durability is improved by removing SOx from the exhaust gas to be treated in advance, or removing sulfur components in advance before burning the fuel to eliminate SOx generation. Can be remarkably improved. In particular,
It has been described that a palladium-only catalyst does not effectively work for oxidative removal of unburned hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas. However, according to the present invention, it can be used effectively.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、アルミナに白金とパラ
ジウムを担持させてなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化
水素酸化触媒、またはアルミナにパラジウムを担持させ
てなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒を排
ガス処理に使用するに当り、予め被処理排ガスにSOx
が含まれないようにすることにより、その耐久性を格段
に向上させることができる。
According to the present invention, the catalyst for oxidizing unburned hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas obtained by supporting platinum and palladium on alumina, or the catalyst in an oxygen-excess exhaust gas obtained by supporting palladium on alumina. When using a combustion hydrocarbon oxidation catalyst for exhaust gas treatment, SOx
By not including, the durability can be remarkably improved.

【0035】また、本発明によれば、特に都市ガス等を
駆動源とするコージェネレーションシステムや空調機器
(GHPなど)における希薄燃焼ガスエンジンからの排
ガスに対しても有効に適用できる。さらに本発明によれ
ば、使用触媒について優れた耐久性を維持できることか
ら、その交換頻度を格段に少なくでき、排ガス処理シス
テムの低コスト化を図ることができる。またその酸化が
発熱を伴うことから、熱回収が可能である。
Further, according to the present invention, the present invention can be effectively applied particularly to exhaust gas from a lean combustion gas engine in a cogeneration system or an air conditioner (such as a GHP) using city gas as a driving source. Furthermore, according to the present invention, since excellent durability can be maintained for the catalyst used, the frequency of replacement can be significantly reduced, and the cost of the exhaust gas treatment system can be reduced. Further, since the oxidation is accompanied by heat generation, heat recovery is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で使用するハニカム基材の一、二の例を
示す図(断面模式図)。
FIG. 1 is a diagram (a schematic cross-sectional view) showing one or two examples of a honeycomb substrate used in the present invention.

【図2】本発明を希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスに
対して適用する場合のシステムフロー例を示す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a system flow when the present invention is applied to exhaust gas from a lean burn gas engine.

【図3】本発明を希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスに
対して適用する場合の他のシステムフロー例を示す概略
図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of a system flow when the present invention is applied to exhaust gas from a lean burn gas engine.

【図4】実施例1の結果を示した図。FIG. 4 is a diagram showing the results of Example 1.

【図5】実施例2の結果を示した図。FIG. 5 is a diagram showing the results of Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 燃料ガス導入管 B 空気導入管 C 希薄燃焼ガスエンジン D 排ガス導管 E 未燃炭化水素酸化触媒層 F 排ガス導出管 A fuel gas introduction pipe B air introduction pipe C lean burn gas engine D exhaust gas pipe E unburned hydrocarbon oxidation catalyst layer F exhaust gas discharge pipe

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミナに白金及びパラジウムを担持させ
てなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒によ
り排ガスを処理するに当り、排ガスを生成する燃料を燃
焼させる前に燃料から硫黄成分を予め除去することを特
徴とする未燃炭化水素酸化触媒の耐久性向上方法。
When treating an exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas comprising platinum and palladium supported on alumina, a sulfur component is removed from the fuel before burning the fuel for producing the exhaust gas. A method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst, which comprises removing the catalyst in advance.
【請求項2】アルミナに白金及びパラジウムを担持させ
てなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒によ
り排ガスを処理するに当り、排ガス中から予めSOx成
分を除去することを特徴とする未燃炭化水素酸化触媒の
耐久性向上方法。
2. A method for treating an exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas comprising platinum and palladium supported on alumina, wherein SOx components are previously removed from the exhaust gas. A method for improving the durability of a combustion hydrocarbon oxidation catalyst.
【請求項3】アルミナにパラジウムを担持させてなる酸
素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒により排ガス
を処理するに当り、排ガスを生成する燃料を燃焼させる
前に燃料から硫黄成分を予め除去することを特徴とする
未燃炭化水素酸化触媒の耐久性向上方法。
3. A method for treating an exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas obtained by supporting palladium on alumina, wherein a sulfur component is previously removed from the fuel before burning the fuel for producing the exhaust gas. A method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst, comprising:
【請求項4】アルミナにパラジウムを担持させてなる酸
素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒により排ガス
を処理するに当り、排ガス中から予めSOx成分を除去
することを特徴とする特徴とする未燃炭化水素酸化触媒
の耐久性向上方法。
4. A method for treating an exhaust gas with an unburned hydrocarbon oxidation catalyst in an oxygen-excess exhaust gas obtained by supporting palladium on alumina, wherein SOx components are previously removed from the exhaust gas. A method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst.
【請求項5】上記酸化触媒の形態がハニカム状である請
求項1〜4の何れか1項に記載の未燃炭化水素酸化触媒
の耐久性向上方法。
5. The method for improving durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst according to claim 1, wherein the form of the oxidation catalyst is a honeycomb shape.
【請求項6】上記ハニカム状の基材がセラミックス又は
メタルである請求項5に記載の未燃炭化水素酸化触媒の
耐久性向上方法。
6. The method for improving the durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst according to claim 5, wherein the honeycomb-shaped substrate is a ceramic or a metal.
【請求項7】上記セラミックスがコージェライトであ
り、上記メタルがステンレス鋼である請求項6に記載の
未燃炭化水素酸化触媒の耐久性向上方法。
7. The method for improving durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst according to claim 6, wherein the ceramic is cordierite and the metal is stainless steel.
【請求項8】上記酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素の
主成分がメタンである請求項1〜7の何れか1項に記載
の未燃炭化水素酸化触媒の耐久性向上方法。
8. The method for improving durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst according to claim 1, wherein the main component of the unburned hydrocarbon in the oxygen-excess exhaust gas is methane.
【請求項9】上記酸素過剰で未燃炭化水素を含む排ガス
が希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスである請求項1〜
8の何れか1項に記載の未燃炭化水素酸化触媒の耐久性
向上方法。
9. An exhaust gas containing excess oxygen and containing unburned hydrocarbons is exhaust gas from a lean burn gas engine.
9. The method for improving durability of an unburned hydrocarbon oxidation catalyst according to any one of 8.
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