JP2001096155A - 脱硝触媒 - Google Patents
脱硝触媒Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 脱硝性能を低下させることなく、ＳＯ3 への
転化率を抑制することができる新規な脱硝触媒の提供。 【解決手段】 五酸化バナジウム及び酸化タングステン
を主成分とし、第一イオン化ポテンシャルがＶよりも大
きい金属及びその酸化物を含有した触媒成分１２を担体
１１上に担持させてなる。これによって、脱硝触媒本来
の性能を低下させることなく、ＳＯ3 への転化率を抑制
することができる。
転化率を抑制することができる新規な脱硝触媒の提供。 【解決手段】 五酸化バナジウム及び酸化タングステン
を主成分とし、第一イオン化ポテンシャルがＶよりも大
きい金属及びその酸化物を含有した触媒成分１２を担体
１１上に担持させてなる。これによって、脱硝触媒本来
の性能を低下させることなく、ＳＯ3 への転化率を抑制
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の窒素酸
化物を除去するための脱硝触媒に係り、特に、五酸化バ
ナジウムを主成分とし、二酸化硫黄の転化率を小さくし
た脱硝触媒に関するものである。
化物を除去するための脱硝触媒に係り、特に、五酸化バ
ナジウムを主成分とし、二酸化硫黄の転化率を小さくし
た脱硝触媒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】火力発電所などにおけるボイラ１の排ガ
スＧに対しては、図７に示すように、脱硝装置２を用い
て脱硝した後、排ガスＧ中の燃焼灰などを集塵器（例え
ば、バグフィルタなど）３で除去し、その後、脱硫装置
４を用いて脱硫し、煙突５から排出を行っている。
スＧに対しては、図７に示すように、脱硝装置２を用い
て脱硝した後、排ガスＧ中の燃焼灰などを集塵器（例え
ば、バグフィルタなど）３で除去し、その後、脱硫装置
４を用いて脱硫し、煙突５から排出を行っている。
【０００３】脱硝装置２は、図８に示すように、酸化チ
タンや酸化タングステンなどからなるハニカム構造の担
体１１に、五酸化バナジウム（以下、Ｖ2 Ｏ5 と呼ぶ）
を主成分とする触媒成分を担持させてなる脱硝触媒１２
がケーシング（図示せず）内に多数個設けられてなり、
脱硝反応の副反応において、二酸化硫黄（以下、ＳＯ2
と呼ぶ）を酸化し、三酸化硫黄（以下、ＳＯ3 と呼ぶ）
に転化させる。ここで、担体１１に対するＶ2 Ｏ5 の重
量比は、通常で１〜２％、最大でも５〜６％程度であ
る。
タンや酸化タングステンなどからなるハニカム構造の担
体１１に、五酸化バナジウム（以下、Ｖ2 Ｏ5 と呼ぶ）
を主成分とする触媒成分を担持させてなる脱硝触媒１２
がケーシング（図示せず）内に多数個設けられてなり、
脱硝反応の副反応において、二酸化硫黄（以下、ＳＯ2
と呼ぶ）を酸化し、三酸化硫黄（以下、ＳＯ3 と呼ぶ）
に転化させる。ここで、担体１１に対するＶ2 Ｏ5 の重
量比は、通常で１〜２％、最大でも５〜６％程度であ
る。
【０００４】ＳＯ2 が転化されてなるＳＯ3 は、乾式の
脱硫装置４では捕捉（脱硫）することができず、煙突５
から排出される際に紫色の煙に見えるため、環境・住民
対策上好ましくない。また、ＳＯ3 は、脱硝反応（還元
反応）の際に用いられるアンモニアガスＡと反応して固
体の硫酸アンモニウム（（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ；硫安）及
び酸性硫安（（ＮＨ4 ）ＨＳＯ4 ）を生成し、この硫安
が煙道を閉塞させるおそれがある。
脱硫装置４では捕捉（脱硫）することができず、煙突５
から排出される際に紫色の煙に見えるため、環境・住民
対策上好ましくない。また、ＳＯ3 は、脱硝反応（還元
反応）の際に用いられるアンモニアガスＡと反応して固
体の硫酸アンモニウム（（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ；硫安）及
び酸性硫安（（ＮＨ4 ）ＨＳＯ4 ）を生成し、この硫安
が煙道を閉塞させるおそれがある。
【０００５】よって、脱硝触媒１２においては、ＳＯ3
への転化率を下げる方法が採られているのが現状であ
る。ＳＯ3 への転化率を下げる従来の方法は、担体１１
に対するＶ2 Ｏ5 の重量比を小さくするか、又は担体１
１上の触媒成分中に、例えば、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｇ、Ｚｎ
等の金属触媒を担持させることで対応していた。
への転化率を下げる方法が採られているのが現状であ
る。ＳＯ3 への転化率を下げる従来の方法は、担体１１
に対するＶ2 Ｏ5 の重量比を小さくするか、又は担体１
１上の触媒成分中に、例えば、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｇ、Ｚｎ
等の金属触媒を担持させることで対応していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では以下に挙げるような問題があった。
法では以下に挙げるような問題があった。
【０００７】 担体１１に対するＶ2 Ｏ5 の重量比を
小さくしても、オリマルジョン等のようなＶ分を多く含
有した燃料を燃焼させると、燃焼灰中にＶ2 Ｏ5 が析出
し、その結果、脱硝触媒１２におけるＶ2 Ｏ5 の重量比
が再び大きくなるため、ＳＯ3への転化率が上昇する。
小さくしても、オリマルジョン等のようなＶ分を多く含
有した燃料を燃焼させると、燃焼灰中にＶ2 Ｏ5 が析出
し、その結果、脱硝触媒１２におけるＶ2 Ｏ5 の重量比
が再び大きくなるため、ＳＯ3への転化率が上昇する。
【０００８】 担体１１に対するＶ2 Ｏ5 の重量比を
小さくすると、脱硝反応（ＮＯX をＮ2 に還元）におけ
るＮ2 への転化率が低くなってしまう。
小さくすると、脱硝反応（ＮＯX をＮ2 に還元）におけ
るＮ2 への転化率が低くなってしまう。
【０００９】 金属触媒を担持させることでＳＯ3 へ
の転化率は下げることができるが、触媒本来の脱硝性能
を阻害し、脱硝反応におけるＮ2 への転化率が著しく低
くなってしまう。
の転化率は下げることができるが、触媒本来の脱硝性能
を阻害し、脱硝反応におけるＮ2 への転化率が著しく低
くなってしまう。
【００１０】そこで、本発明は上記課題を解決するため
に案出されたものであり、触媒成分本来の脱硝性能を犠
牲にすることなくＳＯ2 のＳＯ3 への転化率を抑制でき
る新規な脱硝触媒を提供することにある。
に案出されたものであり、触媒成分本来の脱硝性能を犠
牲にすることなくＳＯ2 のＳＯ3 への転化率を抑制でき
る新規な脱硝触媒を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、五酸化バナジウム及び酸化タングステンを
主成分し、第一イオン化ポテンシャルがＶよりも大きい
金属、例えば、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎ及びその酸化物を
含有した触媒成分を担体上に担持させてなるものであ
る。
に本発明は、五酸化バナジウム及び酸化タングステンを
主成分し、第一イオン化ポテンシャルがＶよりも大きい
金属、例えば、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎ及びその酸化物を
含有した触媒成分を担体上に担持させてなるものであ
る。
【００１２】これによって、触媒成分本来の脱硝率を下
げることなく、かつ、担体に対するＶ2 Ｏ5 の重量比を
小さくすることなく、ＳＯ3 への転化率を下げることが
でき、また、Ｖ分を多く含有した燃料を燃焼させても、
ＳＯ3 への転化率が上昇することはない。
げることなく、かつ、担体に対するＶ2 Ｏ5 の重量比を
小さくすることなく、ＳＯ3 への転化率を下げることが
でき、また、Ｖ分を多く含有した燃料を燃焼させても、
ＳＯ3 への転化率が上昇することはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１４】先ず、本発明者らは、Ｖ2 Ｏ5 触媒の量子
化学的検討を行った。
化学的検討を行った。
【００１５】Ｖ2 Ｏ5 の結晶構造モデル図を図４に示
す。
す。
【００１６】図４に示すように、Ｖ原子と結合するＯ原
子は、１個のＶ原子と二重結合した１配位格子酸素（Ｏ
1 ）、２個のＶ原子と結合した２配位格子酸素
（Ｏ2 ）、および同じく２個のＶ原子と結合した２配位
格子酸素（Ｏ3 ）というように、配位の異なる３つに分
類される。
子は、１個のＶ原子と二重結合した１配位格子酸素（Ｏ
1 ）、２個のＶ原子と結合した２配位格子酸素
（Ｏ2 ）、および同じく２個のＶ原子と結合した２配位
格子酸素（Ｏ3 ）というように、配位の異なる３つに分
類される。
【００１７】Ｖ2 Ｏ5 の各Ｏ原子におけるエネルギーと
ピーク強度との関係を図５に示す。
ピーク強度との関係を図５に示す。
【００１８】図５に示すように、各Ｏ原子において、２
配位格子酸素（Ｏ3 ）のエネルギーが一番低く、チャー
ジ（マイナスの電荷）をたくさん帯びていることが伺え
る。
配位格子酸素（Ｏ3 ）のエネルギーが一番低く、チャー
ジ（マイナスの電荷）をたくさん帯びていることが伺え
る。
【００１９】すなわち、脱硝反応初期のＨ2 Ｏ（又は
Ｈ）は、図５に示すように、エネルギーが最も高い１配
位格子酸素（Ｏ1 ）に吸着され、１配位格子酸素
（Ｏ1 ）のエネルギーレベルが作用することが伺える。
また、ＳＯ2 の吸着は、チャージの大きさがその反応性
を決定するため、図５に示すように、チャージが最も大
きい２配位格子酸素（Ｏ3 ）に吸着されることが伺え
る。
Ｈ）は、図５に示すように、エネルギーが最も高い１配
位格子酸素（Ｏ1 ）に吸着され、１配位格子酸素
（Ｏ1 ）のエネルギーレベルが作用することが伺える。
また、ＳＯ2 の吸着は、チャージの大きさがその反応性
を決定するため、図５に示すように、チャージが最も大
きい２配位格子酸素（Ｏ3 ）に吸着されることが伺え
る。
【００２０】脱硝反応におけるＳＯ2 の吸着量とＳＯ3
への転化率との関係を図６に示す。
への転化率との関係を図６に示す。
【００２１】ここで、図６に示すように、脱硝反応にお
けるＳＯ2 の吸着量が増加するにつれてＳＯ3 への転化
率も増加する。このため、２配位格子酸素（Ｏ3 ）によ
るＳＯ2 の吸着を防ぐことが必要となってくる。
けるＳＯ2 の吸着量が増加するにつれてＳＯ3 への転化
率も増加する。このため、２配位格子酸素（Ｏ3 ）によ
るＳＯ2 の吸着を防ぐことが必要となってくる。
【００２２】よって、本発明者らは、２配位格子酸素
（Ｏ3 ）によるＳＯ2 の吸着を減らすべく、すなわち、
２配位格子酸素（Ｏ3 ）のチャージを低下させるべく、
担体に、Ｖ2 Ｏ5 と共に、Ｖよりも第一イオン化ポテン
シャル（以下、I.p.と呼ぶ）の大きな金属又はその酸化
物を担持させることにより、２配位格子酸素（Ｏ3 ）の
チャージが低下するということを見出した。
（Ｏ3 ）によるＳＯ2 の吸着を減らすべく、すなわち、
２配位格子酸素（Ｏ3 ）のチャージを低下させるべく、
担体に、Ｖ2 Ｏ5 と共に、Ｖよりも第一イオン化ポテン
シャル（以下、I.p.と呼ぶ）の大きな金属又はその酸化
物を担持させることにより、２配位格子酸素（Ｏ3 ）の
チャージが低下するということを見出した。
【００２３】本発明の脱硝触媒は、図８に示した酸化チ
タンからなる担体１１に、重量比で１〜３％のＶ2 Ｏ5
及び重量比で５〜１５％の酸化タングステン（以下、Ｗ
Ｏ3と呼ぶ。）主成分とし、かつＶよりもI.p.が大きな
金属又はその酸化物を重量比で１〜３％含有した触媒成
分を担持させたものである。
タンからなる担体１１に、重量比で１〜３％のＶ2 Ｏ5
及び重量比で５〜１５％の酸化タングステン（以下、Ｗ
Ｏ3と呼ぶ。）主成分とし、かつＶよりもI.p.が大きな
金属又はその酸化物を重量比で１〜３％含有した触媒成
分を担持させたものである。
【００２４】ここで、各種金属元素の第一イオン化ポテ
ンシャル（ｅＶ）を表１に示す。
ンシャル（ｅＶ）を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示すように、I.p.がＶ（６．７４ｅ
Ｖ）よりも大きな金属元素としては、I.p.の小さい順
に、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｂ
ｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎ、…、Ｔａ、Ｗ、Ｐｄ、Ｚ
ｎなどが挙げられる。
Ｖ）よりも大きな金属元素としては、I.p.の小さい順
に、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｂ
ｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎ、…、Ｔａ、Ｗ、Ｐｄ、Ｚ
ｎなどが挙げられる。
【００２７】第一イオン化ポテンシャル（ｅＶ）と脱硝
性能との関係を図２に示す。図２中の縦軸は、本発明に
係る脱硝触媒の脱硝率と、担体にＶ2 Ｏ5 を主成分とす
る触媒成分のみを担持させた脱硝触媒の脱硝率との比を
示している（比が大きい（脱硝性能が高い）ほど良
好）。尚、脱硝反応温度は３８０℃とした。
性能との関係を図２に示す。図２中の縦軸は、本発明に
係る脱硝触媒の脱硝率と、担体にＶ2 Ｏ5 を主成分とす
る触媒成分のみを担持させた脱硝触媒の脱硝率との比を
示している（比が大きい（脱硝性能が高い）ほど良
好）。尚、脱硝反応温度は３８０℃とした。
【００２８】図２に示すように、本発明に係る脱硝触媒
（図２中ではＣｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｍｎ）に
おいては、金属のI.p.が大きくなればなるほど、脱硝性
能が低下する傾向が伺える。また、担体に、Ｖ2 Ｏ5 及
びＷＯ3 を主成分とし、かつＶよりも小さいI.p.を有す
る金属（図２中ではＡｌ、Ｓｃ）を含有する触媒成分を
担持させた脱硝触媒においては、脱硝性能が著しく低く
なることが伺える。すなわち、触媒成分中の金属のI.p.
が、Ｖよりも大きすぎる場合およびＶよりも小さい場合
には、脱硝触媒の本来の目的である脱硝性能の低下を招
いてしまう。尚、Ｍｇを金属として含有する触媒成分を
担持させた脱硝触媒の脱硝性能は、０．５未満であった
ため、図示を省略している。
（図２中ではＣｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｍｎ）に
おいては、金属のI.p.が大きくなればなるほど、脱硝性
能が低下する傾向が伺える。また、担体に、Ｖ2 Ｏ5 及
びＷＯ3 を主成分とし、かつＶよりも小さいI.p.を有す
る金属（図２中ではＡｌ、Ｓｃ）を含有する触媒成分を
担持させた脱硝触媒においては、脱硝性能が著しく低く
なることが伺える。すなわち、触媒成分中の金属のI.p.
が、Ｖよりも大きすぎる場合およびＶよりも小さい場合
には、脱硝触媒の本来の目的である脱硝性能の低下を招
いてしまう。尚、Ｍｇを金属として含有する触媒成分を
担持させた脱硝触媒の脱硝性能は、０．５未満であった
ため、図示を省略している。
【００２９】第一イオン化ポテンシャル（ｅＶ）とＳＯ
2 吸着量との関係を図３に示す。図３中の縦軸は、本発
明に係る脱硝触媒のＳＯ2 吸着量を示している（ＳＯ2
吸着量が少ないほど良好）。
2 吸着量との関係を図３に示す。図３中の縦軸は、本発
明に係る脱硝触媒のＳＯ2 吸着量を示している（ＳＯ2
吸着量が少ないほど良好）。
【００３０】図３に示すように、Ｖをピークとして、Ｖ
よりも大きなI.p.を有する金属を担持させるほどＳＯ2
の吸着量が少なくなり、延いては、ＳＯ3 への転化が抑
制される。ただし、I.p.が７．４５ｅＶ程度で、ＳＯ2
の吸着量減少効果は飽和するため、I.p.が７．４５ｅＶ
よりも大きな金属を担持させてもＳＯ2 の吸着量は殆ど
変わらなくなる。
よりも大きなI.p.を有する金属を担持させるほどＳＯ2
の吸着量が少なくなり、延いては、ＳＯ3 への転化が抑
制される。ただし、I.p.が７．４５ｅＶ程度で、ＳＯ2
の吸着量減少効果は飽和するため、I.p.が７．４５ｅＶ
よりも大きな金属を担持させてもＳＯ2 の吸着量は殆ど
変わらなくなる。
【００３１】よって、図２、図３の結果から、I.p.がＶ
よりも大きく、かつ、７．４５ｅＶ未満の金属（又はそ
の酸化物）を触媒成分中に含有させることで、脱硝性能
の低下が殆どなく、かつ、ＳＯ2 の吸着量が少ない脱硝
触媒を得ることができる。
よりも大きく、かつ、７．４５ｅＶ未満の金属（又はそ
の酸化物）を触媒成分中に含有させることで、脱硝性能
の低下が殆どなく、かつ、ＳＯ2 の吸着量が少ない脱硝
触媒を得ることができる。
【００３２】脱硝性能とＳＯ2 吸着能との関係を図１に
示す。図１中の横軸は、本発明に係る脱硝触媒の脱硝性
能と、担体にＶ2 Ｏ5 を主成分とする触媒成分のみを担
持させた脱硝触媒の脱硝性能との比を示している（比が
大きい（脱硝性能高い）ほど良好）。また、縦軸は、本
発明に係る脱硝触媒のＳＯ2 吸着量と、担体にＶ2 Ｏ5
を主成分とする触媒成分のみを担持させた脱硝触媒のＳ
Ｏ2 吸着量との比を示している（比が小さい（ＳＯ2 吸
着能が低い）ほど良好）。さらに、図１中の黒丸印は本
発明の脱硝触媒における金属を示し、白丸印は従来の脱
硝触媒における金属を示している。
示す。図１中の横軸は、本発明に係る脱硝触媒の脱硝性
能と、担体にＶ2 Ｏ5 を主成分とする触媒成分のみを担
持させた脱硝触媒の脱硝性能との比を示している（比が
大きい（脱硝性能高い）ほど良好）。また、縦軸は、本
発明に係る脱硝触媒のＳＯ2 吸着量と、担体にＶ2 Ｏ5
を主成分とする触媒成分のみを担持させた脱硝触媒のＳ
Ｏ2 吸着量との比を示している（比が小さい（ＳＯ2 吸
着能が低い）ほど良好）。さらに、図１中の黒丸印は本
発明の脱硝触媒における金属を示し、白丸印は従来の脱
硝触媒における金属を示している。
【００３３】図１に示すように、本発明の脱硝触媒に含
有される金属は、ＳＯ2 吸着能が低いため、ＳＯ3 への
転化率が低くなることは言うまでもなく、担体にＶ2 Ｏ
5 を主成分とする触媒成分のみを担持させた脱硝触媒の
脱硝性能と比較して、脱硝性能の低下を２０％未満に抑
制することができ、良好な脱硝性能も併せ持っているこ
とが伺える。
有される金属は、ＳＯ2 吸着能が低いため、ＳＯ3 への
転化率が低くなることは言うまでもなく、担体にＶ2 Ｏ
5 を主成分とする触媒成分のみを担持させた脱硝触媒の
脱硝性能と比較して、脱硝性能の低下を２０％未満に抑
制することができ、良好な脱硝性能も併せ持っているこ
とが伺える。
【００３４】これに対して、従来の脱硝触媒に含有され
る金属は、本発明の脱硝触媒における金属よりもＳＯ2
吸着能が全般的に低く、ＳＯ2 吸着能だけに関して言え
ば良好であるものの、担体にＶ2 Ｏ5 を主成分とする触
媒成分のみを担持させた脱硝触媒の脱硝性能と比較し
て、脱硝性能の低下が２０〜６０％にも達し、脱硝性能
が著しく悪いことが伺える。
る金属は、本発明の脱硝触媒における金属よりもＳＯ2
吸着能が全般的に低く、ＳＯ2 吸着能だけに関して言え
ば良好であるものの、担体にＶ2 Ｏ5 を主成分とする触
媒成分のみを担持させた脱硝触媒の脱硝性能と比較し
て、脱硝性能の低下が２０〜６０％にも達し、脱硝性能
が著しく悪いことが伺える。
【００３５】ここで、本発明の脱硝触媒における金属と
しては、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｔｅ、
Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎの中から選択される少な
くとも一種が好ましく、更に好ましくは、図１中の斜線
領域内の金属（図１中ではＮｂ、Ｈｆ）が挙げられる。
しては、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｔｅ、
Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎの中から選択される少な
くとも一種が好ましく、更に好ましくは、図１中の斜線
領域内の金属（図１中ではＮｂ、Ｈｆ）が挙げられる。
【００３６】触媒成分を担持させる担体１１としては、
図８に示したハニカム構造体に特に限定するものではな
く、例えば、球体、円筒体、粉末体、或いは多孔質状平
板体などが挙げられる。
図８に示したハニカム構造体に特に限定するものではな
く、例えば、球体、円筒体、粉末体、或いは多孔質状平
板体などが挙げられる。
【００３７】担体１１の構成材は、酸化チタンに特に限
定するものではなく、例えば、酸化タングステン、シリ
カ、シリカ／アルミナなどが挙げられる。
定するものではなく、例えば、酸化タングステン、シリ
カ、シリカ／アルミナなどが挙げられる。
【００３８】また、Ｖ2 Ｏ5 の含有量は担体１１に対し
て１〜３重量％、ＷＯ3 の含有量は担体１１に対して５
〜１５重量％、上記金属及びその酸化物の含有量は担体
１１に対して１〜３重量％が望ましい。
て１〜３重量％、ＷＯ3 の含有量は担体１１に対して５
〜１５重量％、上記金属及びその酸化物の含有量は担体
１１に対して１〜３重量％が望ましい。
【００３９】すなわち、Ｖ2 Ｏ5 の含有量が担体１１に
対して１重量％以下であると、脱硝性能が著しく低下
し、また、３重量％を超えるとＳＯ3 への転化率が上昇
するからである。また、ＷＯ3 の含有量が５重量％以下
であると、３７５℃以上の高温領域での脱硝活性が十分
に得られず、１５重量％を超えると第一活性成分である
Ｖの脱硝活性を低下させてしまうからである。さらに、
金属及びその酸化物が１重量％以下であると、ＳＯ3 へ
の転化率の抑制効果が現れず、３重量％を超えてもそれ
以上のＳＯ3 への転化率の抑制効果の向上がみられない
ばかりでなく、コストの上昇を招いてしまうからであ
る。
対して１重量％以下であると、脱硝性能が著しく低下
し、また、３重量％を超えるとＳＯ3 への転化率が上昇
するからである。また、ＷＯ3 の含有量が５重量％以下
であると、３７５℃以上の高温領域での脱硝活性が十分
に得られず、１５重量％を超えると第一活性成分である
Ｖの脱硝活性を低下させてしまうからである。さらに、
金属及びその酸化物が１重量％以下であると、ＳＯ3 へ
の転化率の抑制効果が現れず、３重量％を超えてもそれ
以上のＳＯ3 への転化率の抑制効果の向上がみられない
ばかりでなく、コストの上昇を招いてしまうからであ
る。
【００４０】そして、本発明の脱硝触媒によれば、担体
１１に、担体１１に対する重量比がそれぞれ１〜３％，
５〜１５％のＶ2 Ｏ5 , ＷＯ3 を主成分とし、かつＶよ
りもI.p.が大きな金属又はその酸化物を含有した触媒成
分と担持させているため、それらの金属又はその酸化物
がＶ2 Ｏ5 におけるＶのチャージを吸収し、それによっ
て、２配位格子酸素（Ｏ3 ）のチャージが小さくなり、
２配位格子酸素（Ｏ3）に吸着されるＳＯ2 の量が減少
してＳＯ3 への転化率が下がる。
１１に、担体１１に対する重量比がそれぞれ１〜３％，
５〜１５％のＶ2 Ｏ5 , ＷＯ3 を主成分とし、かつＶよ
りもI.p.が大きな金属又はその酸化物を含有した触媒成
分と担持させているため、それらの金属又はその酸化物
がＶ2 Ｏ5 におけるＶのチャージを吸収し、それによっ
て、２配位格子酸素（Ｏ3 ）のチャージが小さくなり、
２配位格子酸素（Ｏ3）に吸着されるＳＯ2 の量が減少
してＳＯ3 への転化率が下がる。
【００４１】また、担体１１に担持させる触媒成分中の
Ｖ2 Ｏ5 の量を少なくしているわけではなく、かつ、脱
硝率が良好な金属又はその酸化物を選択してＶ2 Ｏ5 と
共に担持させているため、脱硝開始初期の脱硝率が下が
ることはない。
Ｖ2 Ｏ5 の量を少なくしているわけではなく、かつ、脱
硝率が良好な金属又はその酸化物を選択してＶ2 Ｏ5 と
共に担持させているため、脱硝開始初期の脱硝率が下が
ることはない。
【００４２】さらに、オリマルジョン等のようなＶ分を
多く含有した燃料を燃焼させ、燃焼灰中のＶ2 Ｏ5 が脱
硝触媒に付着したとしても、ＶよりもI.p.の大きい金属
又はその酸化物を、十分に（担体１１に対して、重量比
で１〜３％）担持させているため、その影響は小さなも
のとなり、その結果、ＳＯ3 への転化率が上昇すること
はない。
多く含有した燃料を燃焼させ、燃焼灰中のＶ2 Ｏ5 が脱
硝触媒に付着したとしても、ＶよりもI.p.の大きい金属
又はその酸化物を、十分に（担体１１に対して、重量比
で１〜３％）担持させているため、その影響は小さなも
のとなり、その結果、ＳＯ3 への転化率が上昇すること
はない。
【００４３】また更に、本発明の脱硝触媒を火力発電所
などの排ガス処理に用いることで、ＳＯ3 生成による排
煙の紫煙化のおそれが殆どなく、ＳＯ3 とアンモニアガ
スとが反応して析出する硫安（又は酸性硫安）による脱
硝触媒の性能劣化を防ぐことができる。
などの排ガス処理に用いることで、ＳＯ3 生成による排
煙の紫煙化のおそれが殆どなく、ＳＯ3 とアンモニアガ
スとが反応して析出する硫安（又は酸性硫安）による脱
硝触媒の性能劣化を防ぐことができる。
【００４４】尚、本発明の脱硝触媒は、図７に示したよ
うに、火力発電所などにおけるボイラ１の排ガスＧに限
らず、その他に、ゴミ焼却炉の排ガス、ガス化炉のガス
化ガスなどに対しても適用することができる。
うに、火力発電所などにおけるボイラ１の排ガスＧに限
らず、その他に、ゴミ焼却炉の排ガス、ガス化炉のガス
化ガスなどに対しても適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、Ｖ2 Ｏ5
及びＷＯ3 を主成分とし、かつＶよりもイオン化ポテン
シャルが大きな金属又はその酸化物を含有する触媒成分
とを担体上に担持させることで、触媒成分による良好な
脱硝性能を保ちつつ、Ｖ2 Ｏ5における２配位格子酸素
（Ｏ3 ）のチャージが小さくなることから、２配位格子
酸素（Ｏ3 ）に吸着されるＳＯ2 の量が減少してＳＯ3
への転化率が低くなるという優れた効果を発揮する。
及びＷＯ3 を主成分とし、かつＶよりもイオン化ポテン
シャルが大きな金属又はその酸化物を含有する触媒成分
とを担体上に担持させることで、触媒成分による良好な
脱硝性能を保ちつつ、Ｖ2 Ｏ5における２配位格子酸素
（Ｏ3 ）のチャージが小さくなることから、２配位格子
酸素（Ｏ3 ）に吸着されるＳＯ2 の量が減少してＳＯ3
への転化率が低くなるという優れた効果を発揮する。
【図１】脱硝性能とＳＯ2 吸着能との関係を示す図であ
る。
る。
【図２】第一イオン化ポテンシャル（ｅＶ）と脱硝性能
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図３】第一イオン化ポテンシャル（ｅＶ）とＳＯ2 吸
着量との関係を示す図である。
着量との関係を示す図である。
【図４】Ｖ2 Ｏ5 の結晶構造モデルを示す図である。
【図５】Ｖ2 Ｏ5 の各Ｏ原子におけるエネルギーとピー
ク強度との関係を示す図である。
ク強度との関係を示す図である。
【図６】脱硝反応におけるＳＯ2 の吸着量とＳＯ3 への
転化率との関係を示す図である。
転化率との関係を示す図である。
【図７】ボイラの排ガスのフローを示す概略図である。
【図８】脱硝触媒の斜視図である。
１１ 担体 １２ 脱硝触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 克巳 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AB03 BA08X BA20X BA21X BA23X BA23Y BA24X BA25X BA26X BA27X BA27Y BA28X BA29X BA32X BA41X BA41Y 4G069 AA03 BA02B BA03B BA04B BB04A BB04B BC21A BC22A BC25A BC48A BC51A BC52A BC52B BC54A BC54B BC55A BC55B BC58A BC58B BC59A BC60A BC60B BC62A BC63A BC70A CA02 CA13 EA01Y EA04Y EA11 EA18 EB07 EB10
Claims (3)
- 【請求項１】 五酸化バナジウム及び酸化タングステン
を主成分とし、第一イオン化ポテンシャルがＶよりも大
きい金属及びその酸化物を含有した触媒成分を担体上に
担持させてなることを特徴とする脱硝触媒。 - 【請求項２】 上記五酸化バナジウムの含有量が上記担
体に対して１〜３重量％、上記酸化タングステンの含有
量が上記担体に対して５〜１５％、上記金属及びその酸
化物の含有量が上記担体に対して１〜３重量％であるこ
とを特徴とする請求項１記載の脱硝触媒。 - 【請求項３】 上記金属が、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｃ、
Ｈｆ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｐｂ、Ｍｎの中
から選択される少なくとも一つ以上であることを特徴と
する請求項１記載の脱硝触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27402599A JP2001096155A (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | 脱硝触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27402599A JP2001096155A (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | 脱硝触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001096155A true JP2001096155A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17535922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27402599A Pending JP2001096155A (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | 脱硝触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001096155A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008093713A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-09-28 JP JP27402599A patent/JP2001096155A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008093713A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 |
| JP5168153B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2013-03-21 | バブコック日立株式会社 | 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 |
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