JP2001000867A - 排ガス用触媒構造体 - Google Patents
排ガス用触媒構造体Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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- B01J37/0215—Coating
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の担持量が多く、しかも耐摩耗性に優れ
た排ガス用触媒構造体を提供する。 【解決手段】 無機繊維シートをハニカム状に成形して
なる基材の内部及び表面に触媒を担持してなり、かつ前
記基材のガス導入側開口部の表裏面にガス排出側開口部
に向って所定長さにわたり耐摩耗性被膜が形成されてい
ることを特徴とする排ガス用触媒構造体。
た排ガス用触媒構造体を提供する。 【解決手段】 無機繊維シートをハニカム状に成形して
なる基材の内部及び表面に触媒を担持してなり、かつ前
記基材のガス導入側開口部の表裏面にガス排出側開口部
に向って所定長さにわたり耐摩耗性被膜が形成されてい
ることを特徴とする排ガス用触媒構造体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスを浄化する
ための触媒構造体の改良に関し、より詳細には、無機繊
維シートをハニカム状に成形した基材に触媒を担持した
排ガス用触媒構造体の耐摩耗性の向上技術に関する。
ための触媒構造体の改良に関し、より詳細には、無機繊
維シートをハニカム状に成形した基材に触媒を担持した
排ガス用触媒構造体の耐摩耗性の向上技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の環境問題の高まりに伴い、各種ボ
イラから排出される排ガスの浄化に関しても高い関心が
寄せられている。例えば、重油焚きボイラや石炭焚きボ
イラからは、排ガス中に大量のＮＯｘ等が含まれている
ため、脱硝装置を用いてＮＯｘを除去することが行われ
る。この脱硝装置に使用される触媒構造体として、例え
ば図２に示すようなハニカム構造を有する触媒構造体１
が使用されている。この触媒構造体１は、例えば断面波
形のシート１０ａと平板シート１０ｂとを交互に積層し
て形成されるハニカム状の基材１０に、酸化チタンや三
酸化タングステン等を主成分とする脱硝触媒（図示せ
ず）を担持して構成される。そして排ガスは、矢印Ａで
示されるように、触媒構造体１のガス導入側開口部から
導入され、基材１０と接触する間に脱硝触媒によりＮＯ
ｘ成分が分解されて清浄ガスとなってガス排出側開口部
から流出される。
イラから排出される排ガスの浄化に関しても高い関心が
寄せられている。例えば、重油焚きボイラや石炭焚きボ
イラからは、排ガス中に大量のＮＯｘ等が含まれている
ため、脱硝装置を用いてＮＯｘを除去することが行われ
る。この脱硝装置に使用される触媒構造体として、例え
ば図２に示すようなハニカム構造を有する触媒構造体１
が使用されている。この触媒構造体１は、例えば断面波
形のシート１０ａと平板シート１０ｂとを交互に積層し
て形成されるハニカム状の基材１０に、酸化チタンや三
酸化タングステン等を主成分とする脱硝触媒（図示せ
ず）を担持して構成される。そして排ガスは、矢印Ａで
示されるように、触媒構造体１のガス導入側開口部から
導入され、基材１０と接触する間に脱硝触媒によりＮＯ
ｘ成分が分解されて清浄ガスとなってガス排出側開口部
から流出される。
【０００３】ところで、石油焚きボイラや石炭焚きボイ
ラからの排ガスには多量のダスト（粉体）が混入してお
り、このダストが基材１０を摩耗して触媒構造体１の寿
命を低下させている。そこで、特開昭５９−３３５号公
報では、基材１０を金属で形成して基材１０の耐摩耗性
を向上させることを提案している。しかしながら、金属
製の基材１０では、触媒をその表面にしか担持できず、
触媒の担持量には限度がある。また、ダストが触媒に衝
突して、触媒が剥離するという問題もある。
ラからの排ガスには多量のダスト（粉体）が混入してお
り、このダストが基材１０を摩耗して触媒構造体１の寿
命を低下させている。そこで、特開昭５９−３３５号公
報では、基材１０を金属で形成して基材１０の耐摩耗性
を向上させることを提案している。しかしながら、金属
製の基材１０では、触媒をその表面にしか担持できず、
触媒の担持量には限度がある。また、ダストが触媒に衝
突して、触媒が剥離するという問題もある。
【０００４】一方、上記基材１０を無機繊維シートで形
成した触媒構造体１も使用されている。この触媒構造体
１では、基材１０の表面のみならず、その内部の繊維間
にも触媒を担持させることができるため、触媒担持量を
増量させることができるという利点を有する。しかしな
がら、無機繊維シートは上記したダストによる摩耗が避
けられず、例えばシリカ粒子を含有するバインダーを使
用して耐摩耗性の向上を図っているものもあるが、比較
的低ダスト量の排ガスには有効であるものの、石油焚き
ボイラや石炭焚きボイラ等から排出されるような高ダス
ト量の排ガスには十分な効果が得られていない。
成した触媒構造体１も使用されている。この触媒構造体
１では、基材１０の表面のみならず、その内部の繊維間
にも触媒を担持させることができるため、触媒担持量を
増量させることができるという利点を有する。しかしな
がら、無機繊維シートは上記したダストによる摩耗が避
けられず、例えばシリカ粒子を含有するバインダーを使
用して耐摩耗性の向上を図っているものもあるが、比較
的低ダスト量の排ガスには有効であるものの、石油焚き
ボイラや石炭焚きボイラ等から排出されるような高ダス
ト量の排ガスには十分な効果が得られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の状況に
鑑みてなされたものであり、触媒の担持量が多く、しか
も耐摩耗性に優れた排ガス用触媒構造体を提供すること
を目的とする。
鑑みてなされたものであり、触媒の担持量が多く、しか
も耐摩耗性に優れた排ガス用触媒構造体を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、無機繊維シートをハニカム状に成形してなる基材の
内部及び表面に触媒を担持してなり、かつ前記基材のガ
ス導入側開口部の表裏面にガス排出側開口部に向って所
定長さにわたり耐摩耗性被膜が形成されていることを特
徴とする排ガス用触媒構造体により達成される。
の、無機繊維シートをハニカム状に成形してなる基材の
内部及び表面に触媒を担持してなり、かつ前記基材のガ
ス導入側開口部の表裏面にガス排出側開口部に向って所
定長さにわたり耐摩耗性被膜が形成されていることを特
徴とする排ガス用触媒構造体により達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の排ガス用触媒構造
体に関して図面を参照して詳細に説明する。図１に示す
ように、本発明の排ガス用触媒構造体１は、図２に示し
た触媒構造体１と同様にハニカム状の基材１０を有す
る。即ち、この基材１０は、無機繊維シートからなる断
面波形のシート１０ａと平板シート１０ｂとを交互に積
層して形成されており、その表面並びに内部の繊維間に
酸化チタンや三酸化タングステン等を主成分とする脱硝
触媒（図示せず）を担持している。従って、金属製の基
材に比べて、触媒担持量を多くすることができる。ま
た、基材１０の無機繊維シートを形成する素材として
は、シリカ・アルミナ繊維、ガラス繊維を単独又は複合
したもの等を挙げることができる。
体に関して図面を参照して詳細に説明する。図１に示す
ように、本発明の排ガス用触媒構造体１は、図２に示し
た触媒構造体１と同様にハニカム状の基材１０を有す
る。即ち、この基材１０は、無機繊維シートからなる断
面波形のシート１０ａと平板シート１０ｂとを交互に積
層して形成されており、その表面並びに内部の繊維間に
酸化チタンや三酸化タングステン等を主成分とする脱硝
触媒（図示せず）を担持している。従って、金属製の基
材に比べて、触媒担持量を多くすることができる。ま
た、基材１０の無機繊維シートを形成する素材として
は、シリカ・アルミナ繊維、ガラス繊維を単独又は複合
したもの等を挙げることができる。
【０００８】更に、本触媒構造体１では、基材１０のガ
ス導入側開口部の表裏面に、ガス排出側開口部に向って
所定長さ（Ｌ）にわたり耐摩耗性被膜２０（拡大図参
照、符号２０ａ，２０ｂ）が形成されている。この耐摩
耗性被膜２０は、アルミナ、ムライト、マグネシア、ス
ピネル、ジルコニア及びシリカガラスの各粒子から選択
される少なくとも一種の骨材と、第一燐酸アルミニウム
と、必要によりポリエチレングリコールのような消泡作
用を有する化合物とを水に添加して形成されるペースト
状のコーティング剤を基材１０の表裏面に塗布もしくは
含浸させた後、乾燥して得られる被膜である。骨材の中
では、アルミナとムライトとを３：２の割合で混合した
ものが好ましく、その粒径は０．５〜５０μｍが好まし
い。
ス導入側開口部の表裏面に、ガス排出側開口部に向って
所定長さ（Ｌ）にわたり耐摩耗性被膜２０（拡大図参
照、符号２０ａ，２０ｂ）が形成されている。この耐摩
耗性被膜２０は、アルミナ、ムライト、マグネシア、ス
ピネル、ジルコニア及びシリカガラスの各粒子から選択
される少なくとも一種の骨材と、第一燐酸アルミニウム
と、必要によりポリエチレングリコールのような消泡作
用を有する化合物とを水に添加して形成されるペースト
状のコーティング剤を基材１０の表裏面に塗布もしくは
含浸させた後、乾燥して得られる被膜である。骨材の中
では、アルミナとムライトとを３：２の割合で混合した
ものが好ましく、その粒径は０．５〜５０μｍが好まし
い。
【０００９】このコーティング剤の組成としては、骨材
１００重量部に対して第一燐酸アルミニウムが固体換算
で２０〜６０重量部含有することが好ましい。第一燐酸
アルミニウムはバインダとして作用し、従ってその含有
量が２０重量部未満では基材１０との接着力が弱くな
り、一方６０重量部を超える場合には骨材が過少とな
り、十分な耐摩耗性が付与されない。コーティング剤に
は、基材１０に担持させた触媒と同一の触媒を含有させ
てもよい。これにより、耐摩耗性被膜２０を形成したこ
とによる触媒作用の低下分を補うことができる。また、
コーティング時の全固体成分濃度は、基材表面への食い
付き等を考え、更に水を加えて４０〜６０重量％に調整
したものが好ましい。
１００重量部に対して第一燐酸アルミニウムが固体換算
で２０〜６０重量部含有することが好ましい。第一燐酸
アルミニウムはバインダとして作用し、従ってその含有
量が２０重量部未満では基材１０との接着力が弱くな
り、一方６０重量部を超える場合には骨材が過少とな
り、十分な耐摩耗性が付与されない。コーティング剤に
は、基材１０に担持させた触媒と同一の触媒を含有させ
てもよい。これにより、耐摩耗性被膜２０を形成したこ
とによる触媒作用の低下分を補うことができる。また、
コーティング時の全固体成分濃度は、基材表面への食い
付き等を考え、更に水を加えて４０〜６０重量％に調整
したものが好ましい。
【００１０】耐摩耗性被膜２０の担持量は１００ｋｇ／
ｍ3 以上が好ましく、これ未満では耐摩耗性を長期にわ
たり維持できない。また、耐摩耗性被膜２０の面積は特
に制限されるものではないが、広くなるほど触媒が露出
している面積が狭くなって触媒能力が低下し、一方耐摩
耗性被膜２０の面積が狭くなるほど耐摩耗性が低下す
る。従って、耐摩耗性被膜２０は基材一面当り１／１０
〜１／２００の面積を占めるように、ガス導入側開口部
の端部から所定距離（Ｌ）にわたり形成するのが適当で
ある。また、耐摩耗性被膜２０の形成方法は、基材１０
をコーティング剤中に上記Ｌに相当する深さまで浸漬す
る方法が簡便で、かつ基材１０に隙間無く、均一な膜厚
で耐摩耗性被膜２０を形成することができる。
ｍ3 以上が好ましく、これ未満では耐摩耗性を長期にわ
たり維持できない。また、耐摩耗性被膜２０の面積は特
に制限されるものではないが、広くなるほど触媒が露出
している面積が狭くなって触媒能力が低下し、一方耐摩
耗性被膜２０の面積が狭くなるほど耐摩耗性が低下す
る。従って、耐摩耗性被膜２０は基材一面当り１／１０
〜１／２００の面積を占めるように、ガス導入側開口部
の端部から所定距離（Ｌ）にわたり形成するのが適当で
ある。また、耐摩耗性被膜２０の形成方法は、基材１０
をコーティング剤中に上記Ｌに相当する深さまで浸漬す
る方法が簡便で、かつ基材１０に隙間無く、均一な膜厚
で耐摩耗性被膜２０を形成することができる。
【００１１】上記の如く形成される触媒構造体１におい
て、排ガスは、矢印Ａで示されるように、耐摩耗性被膜
２０が形成されたガス導入側開口部から導入され、基材
１０と接触する間に脱硝触媒によりＮＯｘ成分が分解さ
れて清浄ガスとなってガス排出側開口部から流出され
る。その際、排ガスに随伴するダストは、この耐摩耗性
被膜２０に衝突して減速されるため、耐摩耗性被膜１０
の下流側に位置する基材１０への衝撃力が緩和されて基
材１０の摩耗、並びに基材１０の表面の触媒の剥離が抑
えられる。
て、排ガスは、矢印Ａで示されるように、耐摩耗性被膜
２０が形成されたガス導入側開口部から導入され、基材
１０と接触する間に脱硝触媒によりＮＯｘ成分が分解さ
れて清浄ガスとなってガス排出側開口部から流出され
る。その際、排ガスに随伴するダストは、この耐摩耗性
被膜２０に衝突して減速されるため、耐摩耗性被膜１０
の下流側に位置する基材１０への衝撃力が緩和されて基
材１０の摩耗、並びに基材１０の表面の触媒の剥離が抑
えられる。
【００１２】
【実施例１】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を
より明確にする。 （実施例１）粒径３２５メッシュのムライト／アルミナ
（混合比＝２／３）混合物からなる骨材１００重量部に
対して、固体換算で５０重量部の第一燐酸アルミニウム
及び微量（１重量部）のポリエチレングリコールを添加
し、更に水を加えて全体の固形分濃度が６０重量部であ
るペースト状コーティング剤を調製した。そしてこのコ
ーティング剤を、無機繊維シートを図１に示したハニカ
ム状に成形し、触媒として酸化チタンや三酸化タングス
テンを担持させてなる基材のガス導入側開口部に、長さ
５０ｍｍ（＝Ｌ）にわたりその担持量が１００ｋｇ／ｍ
3となるように塗工して触媒構造体Ａを作製した。
より明確にする。 （実施例１）粒径３２５メッシュのムライト／アルミナ
（混合比＝２／３）混合物からなる骨材１００重量部に
対して、固体換算で５０重量部の第一燐酸アルミニウム
及び微量（１重量部）のポリエチレングリコールを添加
し、更に水を加えて全体の固形分濃度が６０重量部であ
るペースト状コーティング剤を調製した。そしてこのコ
ーティング剤を、無機繊維シートを図１に示したハニカ
ム状に成形し、触媒として酸化チタンや三酸化タングス
テンを担持させてなる基材のガス導入側開口部に、長さ
５０ｍｍ（＝Ｌ）にわたりその担持量が１００ｋｇ／ｍ
3となるように塗工して触媒構造体Ａを作製した。
【００１３】（実施例２）コーティング剤の担持量を１
７５ｋｇ／ｍ3 とした以外は実施例１と同様にして触媒
構造体Ｂを作製した。
７５ｋｇ／ｍ3 とした以外は実施例１と同様にして触媒
構造体Ｂを作製した。
【００１４】（比較例１）実施例１と同様の基材のみか
らなる触媒構造体Ｃを作製した。
らなる触媒構造体Ｃを作製した。
【００１５】（比較例２）実施例１と同様の基材に、従
来より使用されているシリカバインダーを塗工して触媒
構造体Ｄを作製した。
来より使用されているシリカバインダーを塗工して触媒
構造体Ｄを作製した。
【００１６】（耐摩耗性試験）上記触媒構造体Ａ〜Ｄに
ついて、サンドブラスト装置を使用した加速試験を行
い、耐摩耗性を調べた。この加速試験は、各触媒構造体
のガス導入側開口に砂（噴出量約１ｇ／ｓｅｃ）を含む
空気（面速：１５．８ｍ／ｓｅｃ）を２０分間及び３０
分間にわって供給し、その間に剥離した基材及び触媒の
合計量（ｃｃ）を計測した。結果を表１に示す。
ついて、サンドブラスト装置を使用した加速試験を行
い、耐摩耗性を調べた。この加速試験は、各触媒構造体
のガス導入側開口に砂（噴出量約１ｇ／ｓｅｃ）を含む
空気（面速：１５．８ｍ／ｓｅｃ）を２０分間及び３０
分間にわって供給し、その間に剥離した基材及び触媒の
合計量（ｃｃ）を計測した。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１に示すように、本発明に従い耐摩耗性
被膜を形成した触媒構造体Ａ，Ｂは、基材のみからなる
触媒構造体Ｃに比べて耐摩耗性が５０倍以上向上してお
り、また従来のシリカバインダーを塗設した触媒構造体
Ｄに比べても１５倍以上向上しており、このことから耐
摩耗性被膜を形成することの効果が確認された。
被膜を形成した触媒構造体Ａ，Ｂは、基材のみからなる
触媒構造体Ｃに比べて耐摩耗性が５０倍以上向上してお
り、また従来のシリカバインダーを塗設した触媒構造体
Ｄに比べても１５倍以上向上しており、このことから耐
摩耗性被膜を形成することの効果が確認された。
【００１９】以上、本発明の触媒構造体について脱硝触
媒を例示して説明してきたが、本発明の触媒構造体は担
持させる触媒の種類を変えて構成することも勿論可能で
ある。
媒を例示して説明してきたが、本発明の触媒構造体は担
持させる触媒の種類を変えて構成することも勿論可能で
ある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基材のガス導入側開口部の表裏面に耐摩耗性被膜を形成
したことにより、触媒の担持量が多く、しかも耐摩耗性
に優れた排ガス用触媒構造体が得られる。
基材のガス導入側開口部の表裏面に耐摩耗性被膜を形成
したことにより、触媒の担持量が多く、しかも耐摩耗性
に優れた排ガス用触媒構造体が得られる。
【図１】本発明の触媒構造体を示す斜視図及びその一部
を拡大した図である。
を拡大した図である。
【図２】従来の触媒構造体を示す斜視図及びその一部を
拡大した図である。
拡大した図である。
１ 触媒構造体 １０ 基材 ２０ 耐摩耗性被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D048 BA01X BA03X BA06X BA08X BA44X BB02 CA06 4G069 AA11 BA01A BA01B BA05A BA06A BA14A BB04A BB04B BB14A BC50B BC60B CA02 EA21
Claims (4)
- 【請求項１】 無機繊維シートをハニカム状に成形して
なる基材の内部及び表面に触媒を担持してなり、かつ前
記基材のガス導入側開口部の表裏面にガス排出側開口部
に向って所定長さにわたり耐摩耗性被膜が形成されてい
ることを特徴とする排ガス用触媒構造体。 - 【請求項２】 前記耐摩耗性被膜が、アルミナ、ムライ
ト、マグネシア、スピネル、ジルコニア及びシリカガラ
スの各粒子から選択される少なくとも一種の骨材と、第
一燐酸アルミニウムとを含むことを特徴とする請求項１
記載の排ガス用触媒構造体。 - 【請求項３】 前記第一燐酸アルミニウムの含有量が、
前記骨材１００重量部に対して固体換算で２０〜６０重
量部であることを特徴とする請求項２記載の排ガス用触
媒構造体。 - 【請求項４】 前記耐摩耗性被膜に、更に触媒を含有さ
せたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載
の排ガス用触媒構造体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11175612A JP2001000867A (ja) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | 排ガス用触媒構造体 |
| EP00113307A EP1063003A3 (en) | 1999-06-22 | 2000-06-21 | Catalytic structure for purifying exhaust gas |
| KR1020000034452A KR20010066861A (ko) | 1999-06-22 | 2000-06-22 | 배기가스용 촉매구조체 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11175612A JP2001000867A (ja) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | 排ガス用触媒構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001000867A true JP2001000867A (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15999144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11175612A Pending JP2001000867A (ja) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | 排ガス用触媒構造体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1063003A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001000867A (ja) |
| KR (1) | KR20010066861A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013208620A (ja) * | 2013-06-27 | 2013-10-10 | Chiyoda Kako Kensetsu Kk | 排煙脱硫装置の触媒構造体の製造方法 |
| JP2013212506A (ja) * | 2013-06-27 | 2013-10-17 | Chiyoda Kako Kensetsu Kk | 触媒ユニット |
| JP2016026874A (ja) * | 2011-09-06 | 2016-02-18 | 三井金属鉱業株式会社 | 排気ガス浄化用触媒担体及び排気ガス浄化用触媒並びに排気ガス浄化用触媒構成体 |
| JP2020032388A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 日立造船株式会社 | ガス処理装置およびその製造方法 |
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| CN102407165B (zh) * | 2011-12-13 | 2012-12-26 | 王汉冀 | 高铝波纹型蜂窝保护剂 |
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| GB1009311A (en) * | 1964-07-10 | 1965-11-10 | George Garnham Turner | Bauxite agglomerates and method of preparing same |
| JPS5915028B2 (ja) * | 1980-03-26 | 1984-04-07 | ニチアス株式会社 | 触媒担体の製造法 |
| DE3146004A1 (de) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum schutz von katalysatoren fuer die reinigung der abgase von mit verbleiten kraftstoffen betriebenen verbrennungskraftmaschinen |
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| DE4229255A1 (de) * | 1992-09-02 | 1994-03-03 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren zur Entfernung von Stickstoffoxiden aus Abgasen |
| JPH08150339A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Hino Motors Ltd | 排ガスを浄化する触媒及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-06-22 JP JP11175612A patent/JP2001000867A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-21 EP EP00113307A patent/EP1063003A3/en not_active Withdrawn
- 2000-06-22 KR KR1020000034452A patent/KR20010066861A/ko not_active IP Right Cessation
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| JP7005455B2 (ja) | 2018-08-31 | 2022-01-21 | 日立造船株式会社 | ガス処理装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1063003A2 (en) | 2000-12-27 |
| EP1063003A3 (en) | 2001-05-02 |
| KR20010066861A (ko) | 2001-07-11 |
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