JP2001129404A - Catalyst for purifying exhaust gas and exhaust gas purifying method - Google Patents

Catalyst for purifying exhaust gas and exhaust gas purifying method

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JP2001129404A
JP2001129404A JP31811999A JP31811999A JP2001129404A JP 2001129404 A JP2001129404 A JP 2001129404A JP 31811999 A JP31811999 A JP 31811999A JP 31811999 A JP31811999 A JP 31811999A JP 2001129404 A JP2001129404 A JP 2001129404A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
palladium
odor
tin oxide
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JP31811999A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Otsuka
浩文 大塚
Takeshi Tabata
健 田畑
Masataka Masuda
正孝 増田
Takatoshi Nakahira
貴年 中平
Taketoku Hirano
竹徳 平野
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for purifying hydrocarbon and a malodor emitting material in the exhaust gas containing excess of oxygen, methane and the malodor emitting material. SOLUTION: The catalyst for decomposing hydrocarbons and the malodor emitting material in the exhaust gas containing excess of oxygen, methane and the malodor emitting material is obtained by depositing palladium on tin oxide.

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、酸素を過剰に含
み、メタンおよび悪臭原因物質を含有する排ガス中の炭
化水素および悪臭原因物質の浄化触媒および該触媒を用
いた排ガスの浄化方法に関する。
The present invention relates to a catalyst for purifying hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and odor-causing substances, and a method for purifying exhaust gas using the catalyst.

【0002】本発明において、「酸素を過剰に含む排ガ
ス」とは、本発明触媒に接触させる被処理ガス(排ガス)
が、そこに含まれる炭化水素、一酸化炭素などの還元性
成分を完全に酸化するのに必要な量以上の酸素、窒素酸
化物などの酸化性成分を含むガスであることを意味す
る。
[0002] In the present invention, the term "exhaust gas containing excessive oxygen" refers to the gas to be treated (exhaust gas) to be brought into contact with the catalyst of the present invention.
Is a gas containing an oxidizing component such as oxygen or nitrogen oxide in an amount required to completely oxidize a reducing component such as hydrocarbon or carbon monoxide contained therein.

【0003】[0003]

【従来の技術】燃焼排ガスなどの各種排ガス中に含まれ
る炭化水素の中でも、光化学スモッグを引き起こしやす
い高級炭化水素については、従来からその分解/除去の
必要性が認識されており、必要な対策もとられてきた。
一方、メタン、エタンなどの低級炭化水素は、それ自体
人体に無害であり、光化学スモッグの原因でもないの
で、その分解/除去が必要であるとは認識されていなか
った。
2. Description of the Related Art Among hydrocarbons contained in various kinds of exhaust gas such as combustion exhaust gas, the necessity of decomposing / removing higher hydrocarbons which easily cause photochemical smog has been recognized, and necessary countermeasures have been taken. Has been taken.
On the other hand, lower hydrocarbons such as methane and ethane are not harmful to the human body and do not cause photochemical smog, and therefore, it has not been recognized that decomposition / removal is necessary.

【0004】しかしながら、メタンが地球環境に好まし
くない影響を及ぼす可能性が指摘されており、その低減
も必要と考えられるようになってきた。
[0004] However, it has been pointed out that methane may have an undesirable effect on the global environment, and it has become necessary to reduce it.

【0005】さらに、近年住環境の快適性に対する認識
の高まりとともに、住居内や住居に近接した場所では、
極微量の悪臭原因物質を更に低減する必要性も指摘され
ている。即ち、悪臭原因物質には、0.1ppb程度またはそ
れ以下の極微量でも、その存在が人体の嗅覚により検知
されるものがある。悪臭原因物質については、未だ解明
されていないものも存在するが、排ガス中の悪臭原因物
質(成分)としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ドなどのアルデヒド類、酢酸などのカルボン酸類が、特
に重要と考えられている。
[0005] Furthermore, with the recent increase in awareness of the comfort of the living environment, in a house or a place near a house,
It has also been pointed out that it is necessary to further reduce trace amounts of odor-causing substances. That is, some of the odor-causing substances are detected by the sense of smell of the human body, even in a trace amount of about 0.1 ppb or less. Some of the odor-causing substances have not yet been elucidated, but as odor-causing substances (components) in exhaust gas, aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde and carboxylic acids such as acetic acid are considered to be particularly important. I have.

【0006】従来、排ガス中の炭化水素の酸化除去触媒
として、白金、パラジウムなどの白金族金属を担持した
触媒が、高い性能を示すことが知られている。例えば、
特開昭51-106691号公報には、アルミナ担体に白金とパ
ラジウムを担持した排ガス浄化用触媒が開示されてい
る。しかしながら、これらの触媒を用いて排ガス処理を
行った場合には、炭化水素類の中で、メタンが高い化学
的安定性を有しているが故に、十分なメタン転化率が得
られないという問題がある。
Heretofore, it has been known that a catalyst supporting a platinum group metal such as platinum or palladium exhibits high performance as a catalyst for oxidizing and removing hydrocarbons in exhaust gas. For example,
JP-A-51-106691 discloses an exhaust gas purifying catalyst in which platinum and palladium are supported on an alumina carrier. However, when exhaust gas treatment is performed using these catalysts, a problem is that sufficient methane conversion cannot be obtained because methane has high chemical stability among hydrocarbons. There is.

【0007】さらに、燃焼排ガス中には、通常硫黄酸化
物などの触媒活性阻害物質が共存しており、触媒活性
が、経時的に著しく劣化することは、避けられない。灯
油、軽油などの石油系燃料には、原料に由来する含硫黄
化合物が通常含まれている。また、ほとんど硫黄化合物
を含まない天然ガス燃料であっても、本邦において供給
されている都市ガスには、付臭剤として硫黄を含む化合
物が添加されているので、これらは、燃焼によって硫黄
酸化物を生成する。
[0007] Furthermore, in the flue gas, catalytic activity inhibitors such as sulfur oxides are usually present, and it is inevitable that the catalytic activity is significantly deteriorated with time. Petroleum fuels such as kerosene and light oil usually contain sulfur-containing compounds derived from raw materials. Even natural gas fuels containing almost no sulfur compounds, compounds containing sulfur are added as odorants to the city gas supplied in Japan, and these are burned by sulfur oxides due to combustion. Generate

【0008】ランパート(Lampert)らは、パラジウム
触媒を用いてメタン酸化を行った場合に、わずか0.1ppm
の二酸化硫黄が存在するだけで、数時間内にその触媒活
性をほとんど失われることを示し、硫黄酸化物の存在が
メタン酸化活性に大きな影響を与えることを明らかにし
ている(アプライドキャタリシスB:エンバイロンメンタ
ル(Applied Catalysis B:Environmental)vol.14, 211
-233(19997))。
[0008] Lampert et al. Found that when methane oxidation was performed using a palladium catalyst, only 0.1 ppm
In the presence of sulfur dioxide almost completely loses its catalytic activity within a few hours, revealing that the presence of sulfur oxides has a significant effect on methane oxidation activity (Applied Catalysis B: Environmental (Applied Catalysis B: Environmental) vol.14, 211
-233 (19997)).

【0009】また、山本らは、アルミナに白金およびパ
ラジウムを担持した触媒を用いて、都市ガスの燃料排ガ
ス中に存在する炭化水素の酸化除去を行った結果を報告
しているが、100時間程度の間に顕著な触媒活性の低下
が認められている。(平成8年度触媒研究発表会講演予
稿集(平成8年9月13日発行))さらに、特開平8-332392
号公報は、酸素過剰な排ガス中の低濃度炭化水素を酸化
する触媒として、ハニカム基材にアルミナ担体を介して
パラジウムを7g/l以上で且つ白金を3〜20g/l担持した触
媒を開示している。しかし、この触媒を用いても、長期
の耐久性は十分ではなく、触媒活性の経時的な劣化は避
けられない。
Also, Yamamoto et al. Report the results of oxidizing and removing hydrocarbons present in city gas fuel exhaust gas using a catalyst in which platinum and palladium are supported on alumina. During which a marked decrease in catalytic activity was observed. (Preliminary proceedings of the 1996 Catalyst Research Presentation Meeting (published on September 13, 1996))
The publication discloses, as a catalyst for oxidizing low concentration hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas, a catalyst in which palladium is supported at 7 g / l or more and platinum is supported at 3 to 20 g / l via an alumina carrier on a honeycomb substrate. ing. However, even if this catalyst is used, long-term durability is not sufficient, and deterioration of the catalyst activity with time cannot be avoided.

【0010】上記の様に、排ガス浄化に関する従来技術
の問題点の一つは、メタン酸化に関して、高い転化率が
得られないこと、さらに硫黄酸化物が共存するような条
件では、短時間内に転化率の大幅な低下が起こることで
ある。
As described above, one of the problems of the prior art relating to the purification of exhaust gas is that a high conversion rate cannot be obtained for methane oxidation, and furthermore, under conditions where sulfur oxides coexist, the reaction time is short. A significant reduction in conversion occurs.

【0011】また、主要な臭気原因物質であるアルデヒ
ドの除去に関して、特開平7-171341号公報は、アルデヒ
ドを吸着剤に吸着させた後、吸着剤を加熱し、脱着した
アルデヒドを二酸化マンガンを用いて接触酸化する方法
を開示している。しかしながら、この方法は、複数段階
の工程からなっているので、ガスを大量に処理する必要
がある排ガスの浄化方法としては、設備費および運転費
が著しく高くなるという問題がある。
Regarding the removal of aldehyde, which is a major odor-causing substance, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-71341 discloses that after adsorbing an aldehyde onto an adsorbent, the adsorbent is heated, and the desorbed aldehyde is removed using manganese dioxide. A method for catalytic oxidation is disclosed. However, since this method is composed of a plurality of steps, there is a problem that a facility cost and an operating cost are significantly increased as a method for purifying an exhaust gas that requires a large amount of gas treatment.

【0012】さらに、特開平9-206596号、特開平9-2857
20号および特開平10-192656号公報は、燃焼排ガスの脱
臭方法として、アルデヒドの除去方法を開示している。
これらの方法が、メタンの除去にも有効であるか否かに
ついては明らかにされていない。むしろ、触媒の組成、
使用方法などから判断すると、これらの方法により、メ
タンを除去できるとは考えがたい。
Further, JP-A-9-206596 and JP-A-9-2857
No. 20 and JP-A-10-192656 disclose an aldehyde removal method as a method for deodorizing combustion exhaust gas.
It is not clear whether these methods are also effective in removing methane. Rather, the composition of the catalyst,
Judging from the method of use and the like, it is unlikely that these methods can remove methane.

【0013】さらにまた、炭化水素の酸化反応は、反応
中間体であるアルデヒドなどの含酸素有機化合物を経由
して、最終生成物である二酸化炭素に至る反応であるの
で、活性の低い酸化触媒を使用する場合には、使用条件
によっては、これら反応中間体が、残存するおそれもあ
り、これらが新たに臭気源となる可能性もある。
Furthermore, the oxidation reaction of hydrocarbons is a reaction that leads to carbon dioxide, which is the final product, via an oxygen-containing organic compound such as aldehyde, which is a reaction intermediate. When used, these reaction intermediates may remain depending on the use conditions, and these may become new odor sources.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる状況
に鑑みて行われたものであって、酸素を過剰に含み、メ
タンおよび悪臭原因物質を含有する排ガス中の炭化水素
および悪臭原因物質の浄化用触媒および浄化方法を提供
することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in consideration of the above problem. It is an object to provide a purification catalyst and a purification method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】発明者は、鋭意検討を重
ねた結果、酸化錫にパラジウムを担持した触媒が、硫黄
酸化物による活性阻害に対して高い抵抗性を示し、燃焼
排ガスの条件下においても安定して高いメタン酸化能を
維持することを見出した。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies, the inventors have found that a catalyst in which palladium is supported on tin oxide has high resistance to inhibition of activity by sulfur oxides, It was also found that high methane oxidizing ability was stably maintained even in the case of

【0016】さらに、発明者は、酸化錫に、パラジウム
とともに白金を担持させた触媒が、より低い温度でも高
いメタン酸化能を発揮することを見出した。
Further, the inventor has found that a catalyst in which platinum and platinum are supported on tin oxide exhibits high methane oxidizing ability even at a lower temperature.

【0017】さらにまた、これら2種の触媒が、メタン
のみならず、悪臭原因物質の酸化分解にも優れた効果を
発揮することを見いだした。
Furthermore, it has been found that these two types of catalysts exhibit an excellent effect not only on methane but also on oxidative decomposition of a substance causing an odor.

【0018】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
のであり、下記の排ガス浄化用触媒および排ガス浄化方
法を提供する。 1.酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因物質を含
有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質を分解す
る排ガス浄化用触媒であって、酸化錫にパラジウムを担
持してなる触媒。 2.パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重量比で1
〜25%である上記1に記載の触媒。 3.酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因物質を含
有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質を分解す
る排ガス浄化用触媒であって、酸化錫にパラジウムおよ
び白金を担持してなる触媒。 4.パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重量比で1
〜25%である上記3に記載の触媒。 5.白金の担持量が、パラジウムに対する重量比で5〜5
0%である上記3又は4に記載の触媒。 6.悪臭原因物質が、アルデヒドである上記1〜5のい
ずれかに記載の触媒。 7.酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因物質を含
有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質を分解す
る排ガス浄化方法であって、酸化錫にパラジウムを担持
してなる触媒を用いる排ガス浄化方法。 8.パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重量比で1
〜25%である上記7に記載の浄化方法。 9.酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因物質を含
有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質を分解す
る排ガス浄化方法であって、酸化錫にパラジウムおよび
白金を担持してなる触媒を用いる排ガス浄化方法。 10.パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重量比で
1〜25%である上記9に記載の排ガス浄化方法。 11.白金の担持量が、パラジウムに対する重量比で5
〜50%である上記9または10に記載の排ガス浄化方
法。 12.悪臭原因物質が、アルデヒドである上記7〜11の
いずれかに記載の浄化方法。
The present invention has been made based on such findings, and provides the following exhaust gas purifying catalyst and exhaust gas purifying method. 1. An exhaust gas purifying catalyst that contains excess oxygen and decomposes hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing methane and odor-causing substances, the catalyst comprising palladium supported on tin oxide. 2. The supported amount of palladium is 1 in weight ratio to tin oxide.
The catalyst of claim 1, which is 〜25%. 3. An exhaust gas purifying catalyst that decomposes hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and odor-causing substances, the catalyst comprising palladium and platinum supported on tin oxide. 4. The supported amount of palladium is 1 in weight ratio to tin oxide.
The catalyst of claim 3 which is 〜25%. 5. The supported amount of platinum is 5 to 5 in weight ratio to palladium.
5. The catalyst according to the above 3 or 4, which is 0%. 6. The catalyst according to any one of the above 1 to 5, wherein the malodor causing substance is an aldehyde. 7. An exhaust gas purification method for decomposing hydrocarbons and an odor-causing substance in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and an odor-causing substance, wherein the method uses a catalyst comprising palladium on tin oxide. 8. The supported amount of palladium is 1 in weight ratio to tin oxide.
The purification method according to the above 7, wherein the purification method is 2525%. 9. An exhaust gas purification method for decomposing hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and odor-causing substances, the method comprising purifying palladium and platinum on tin oxide . 10. The supported amount of palladium is
The exhaust gas purifying method according to the above item 9, wherein the amount is 1 to 25%. 11. The supported amount of platinum is 5 by weight relative to palladium.
The exhaust gas purifying method according to the above item 9 or 10, wherein the amount is up to 50%. 12. 12. The purification method according to any one of the above 7 to 11, wherein the odor-causing substance is an aldehyde.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の触媒は、酸化錫(SnO2)に
パラジウム、必要に応じて更に白金を担持してなる触媒
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The catalyst of the present invention is a catalyst comprising tin oxide (SnO 2 ) carrying palladium and, if necessary, platinum.

【0020】パラジウムの担持量は、特に制限されない
が、酸化錫の重量に対して、通常1〜25%程度、より好
ましくは2〜20%程度である。パラジウムの担持量が、
少なすぎる場合には、触媒活性が十分に発揮されないの
に対して、多すぎる場合には、パラジウムの粒径が大き
くなりすぎ、パラジウムが活性金属として有効に使われ
なくなる。
The amount of palladium carried is not particularly limited, but is usually about 1 to 25%, more preferably about 2 to 20%, based on the weight of tin oxide. The supported amount of palladium is
When the amount is too small, the catalytic activity is not sufficiently exhibited, while when the amount is too large, the particle size of palladium becomes too large, so that palladium cannot be used effectively as an active metal.

【0021】本発明の触媒において、パラジウムと白金
とを併用する場合には、白金の担持量は、パラジウムに
対する重量比で、通常5〜50%程度であり、より好まし
くは10〜50%程度である。白金の担持量が、少なすぎる
場合には、両金属の併用による効果の改善が、十分に発
現されないのに対して、多すぎる場合には、活性金属と
してのパラジウムの機能を阻害するおそれがある。本発
明の触媒において、パラジウムと白金とを併用する場合
には、パラジウムの担持量が、酸化錫の重量に対して、
通常1〜25%程度、より好ましくは2〜20%程度であっ
て、白金の担持量が、パラジウムに対する重量比で、通
常5〜50%程度、より好ましくは10〜50%程度である。
In the catalyst of the present invention, when palladium and platinum are used in combination, the amount of platinum carried is usually about 5 to 50%, more preferably about 10 to 50% by weight relative to palladium. is there. If the amount of supported platinum is too small, the effect of the combined use of both metals is not sufficiently improved, whereas if it is too large, the function of palladium as an active metal may be impaired. . In the catalyst of the present invention, when palladium and platinum are used in combination, the amount of supported palladium is based on the weight of tin oxide.
Usually, it is about 1 to 25%, more preferably about 2 to 20%, and the supported amount of platinum is usually about 5 to 50%, more preferably about 10 to 50% by weight relative to palladium.

【0022】本発明の触媒の比表面積は、得られる触媒
が安定に使用でき、担持金属の分散を保持できる限り特
に制限されないが、BET法による測定値として、通常0.5
〜50m2/g程度、好ましくは1〜20m2/g程度である。
The specific surface area of the catalyst of the present invention is not particularly limited as long as the obtained catalyst can be used stably and dispersion of the supported metal can be maintained.
50 m 2 / g approximately, and preferably from 1-20 m 2 / g approximately.

【0023】本発明の触媒は、必要に応じてバインダー
を加えるなどして、ペレット状に成型したり、耐火性ハ
ニカム上にウオッシュコートしたりして用いてもよい
が、好ましくは耐火性ハニカム上にウオッシュコートし
て用いられる。
The catalyst of the present invention may be formed into pellets by adding a binder as necessary, or may be used as a wash coat on a refractory honeycomb, but is preferably used on a refractory honeycomb. Wash coat is used.

【0024】本発明の触媒は、例えば、酸化錫を、パラ
ジウム化合物、必要に応じて更に白金化合物を溶解させ
た溶液に含浸させ、乾燥し、酸化雰囲気下で焼成する方
法などの方法によって得られる。
The catalyst of the present invention is obtained, for example, by a method of impregnating tin oxide with a solution in which a palladium compound and, if necessary, a platinum compound are dissolved, drying and calcining in an oxidizing atmosphere. .

【0025】用いる酸化錫は、特に制限されず、公知の
製造方法により製造した酸化錫または市販の酸化錫を使
用することができる。公知の製造方法として、例えば、
水酸化錫、蓚酸錫などを空気、酸素などの酸化雰囲気下
で焼成して酸化錫を得る方法などが挙げられる。酸化錫
を製造する場合の焼成温度は、通常750〜1100℃程度で
あり、好ましくは850〜950℃程度である。焼成温度が低
すぎると、安定な酸化錫が形成されない一方、高すぎる
場合には、酸化錫の表面積が極度に低下して、担持する
活性金属の分散性が低くなる。酸化錫を製造する場合の
焼成時間は、通常0.5〜20時間程度であり、好ましくは1
〜10時間程度である。
The tin oxide used is not particularly limited, and tin oxide produced by a known production method or commercially available tin oxide can be used. As a known production method, for example,
A method of firing tin hydroxide, tin oxalate, or the like under an oxidizing atmosphere such as air or oxygen to obtain tin oxide is given. The firing temperature for producing tin oxide is usually about 750 to 1100 ° C, preferably about 850 to 950 ° C. If the firing temperature is too low, stable tin oxide will not be formed, while if it is too high, the surface area of the tin oxide will be extremely reduced, and the dispersibility of the active metal carried will be low. The firing time when producing tin oxide is usually about 0.5 to 20 hours, preferably 1 hour.
About 10 hours.

【0026】パラジウム化合物および必要に応じて用い
る白金化合物は、溶液中において、それぞれの金属イオ
ンを解離する化合物であれば特に制限されない。例え
ば、これら両金属の硝酸塩、アンミン錯体などが挙げら
れる。溶媒は、水溶液が好ましいが、アセトンやエタノ
ールなどの水溶性の有機溶媒を加えた混合溶媒としても
よい。
The palladium compound and the platinum compound used as required are not particularly limited as long as they dissociate the respective metal ions in the solution. For example, nitrates and ammine complexes of these metals can be mentioned. The solvent is preferably an aqueous solution, but may be a mixed solvent to which a water-soluble organic solvent such as acetone or ethanol is added.

【0027】次いで、所定の活性金属を含浸させた酸化
錫を乾燥させた後、空気中などの酸化雰囲気下におい
て、これを焼成する。焼成温度は、通常450℃〜700℃程
度、より好ましくは500℃〜650℃程度である。焼成温度
は、高すぎると、担持された活性金属の粒成長が進み、
また低すぎても触媒の使用中に活性金属の粒成長が進む
ので、安定して高い触媒活性を発揮する触媒を得ること
ができない。焼成時間は、通常1〜20時間程度、好まし
くは2〜10時間程度である。
Next, the tin oxide impregnated with a predetermined active metal is dried and then fired in an oxidizing atmosphere such as in air. The firing temperature is usually about 450 ° C to 700 ° C, more preferably about 500 ° C to 650 ° C. If the firing temperature is too high, the grain growth of the supported active metal proceeds,
Also, if it is too low, the active metal grains grow during use of the catalyst, so that it is not possible to obtain a catalyst that stably exhibits a high catalytic activity. The firing time is usually about 1 to 20 hours, preferably about 2 to 10 hours.

【0028】本発明の触媒を耐火性ハニカム上にウオッ
シュコートする場合には、上記の方法で調製した触媒を
スラリー状にしてウオッシュコートしても、あらかじめ
酸化錫またはその前駆体である水酸化錫などを耐火性ハ
ニカム上にウオッシュコートし、必要に応じて焼成して
から上記の方法にしたがってパラジウムや白金を担持し
てもよい。
When the catalyst of the present invention is wash-coated on a refractory honeycomb, even if the catalyst prepared by the above method is slurry-coated and washed, tin oxide or tin hydroxide, a precursor thereof, is previously prepared. Or the like may be wash-coated on a refractory honeycomb, fired if necessary, and then loaded with palladium or platinum according to the above method.

【0029】本発明の排ガス浄化方法は、酸化錫にパラ
ジウムを担持してなる触媒を用いることを特徴とする。
The exhaust gas purifying method of the present invention is characterized by using a catalyst comprising palladium supported on tin oxide.

【0030】触媒使用量は、ガス時間当たり空間速度(G
HSV)で、通常500000h-1以下程度であり、より好ましく
は1000〜300000h-1程度である。触媒使用量が少なすぎ
る場合、即ちGHSV値が大きすぎる場合には、有効な浄化
率が得られない。一方、触媒使用量が多すぎる場合、即
ちGHSV値が小さすぎる場合には、浄化率は向上するが、
経済性の問題に加えて、触媒層での圧力損失が大きくな
る問題が生じるおそれがある。
The amount of catalyst used is determined by the space velocity (G
HSV), usually about 500,000 h -1 or less, more preferably about 1,000 to 300,000 h -1 . If the amount of the catalyst used is too small, that is, if the GHSV value is too large, an effective purification rate cannot be obtained. On the other hand, when the amount of the catalyst used is too large, that is, when the GHSV value is too small, the purification rate is improved,
In addition to the problem of economy, there is a possibility that a problem that the pressure loss in the catalyst layer becomes large may occur.

【0031】本発明の排ガス浄化方法における触媒層の
温度は、通常350〜600℃程度、好ましくは370〜580℃程
度である。本発明の触媒は、高い活性を有するが、あま
りに低温では触媒活性が下がり、有効な転化率が得られ
ない恐れがあり、一方、温度が高すぎる場合には、触媒
の耐久性が悪化するおそれがある。
The temperature of the catalyst layer in the exhaust gas purifying method of the present invention is usually about 350 to 600 ° C, preferably about 370 to 580 ° C. The catalyst of the present invention has high activity, but if the temperature is too low, the catalyst activity may be reduced, and an effective conversion may not be obtained. On the other hand, if the temperature is too high, the durability of the catalyst may be deteriorated. There is.

【0032】本発明方法が浄化対象とする排ガス中の炭
化水素は、排ガス中の炭化水素であれば特に制限されな
いが、例えば、メタン、エタンなどの低級飽和炭化水素
が挙げられる。本発明の方法では、従来公知の触媒では
有効な転化率が得られ難かったこれらの低級飽和炭化水
素に対しても高い転化率が得られる。排ガス中の炭化水
素の濃度は、特に制限されないが、メタン換算で通常50
〜5000ppm程度である。
The hydrocarbon in the exhaust gas to be purified by the method of the present invention is not particularly limited as long as it is a hydrocarbon in the exhaust gas, and examples thereof include lower saturated hydrocarbons such as methane and ethane. According to the method of the present invention, a high conversion can be obtained even for these lower saturated hydrocarbons, for which it has been difficult to obtain an effective conversion with a conventionally known catalyst. The concentration of hydrocarbons in the exhaust gas is not particularly limited, but is usually 50
About 5000 ppm.

【0033】本発明方法の浄化対象である排ガス中の悪
臭原因物質は、排ガス中の悪臭原因物質であれば特に制
限されないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒドなどのアルデヒド、酢酸などのカルボン酸などが
挙げられる。
The odor-causing substance in the exhaust gas to be purified by the method of the present invention is not particularly limited as long as it is a odor-causing substance in the exhaust gas. Examples thereof include aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, and carboxylic acids such as acetic acid. Can be

【0034】排ガス中の酸素濃度は、酸素、酸化窒素な
どの酸化性成分を過剰に含んだ状態であれば特に制限さ
れないが、例えば、体積基準で1%以下程度の場合のよ
うに、酸素濃度が極めて低い場合には、十分な触媒活性
が得られない恐れがある。このように排ガス中の酸素濃
度が低すぎる場合や、排ガスの温度が高く、触媒層の温
度が前記の所定の温度範囲を超える恐れがある場合など
には、排ガスの温度が好適な範囲を下回らないように留
意しつつ、適当量の空気を混合した後、空気混合排ガス
を触媒に接触させてもよい。
The oxygen concentration in the exhaust gas is not particularly limited as long as it contains an excessive amount of oxidizing components such as oxygen and nitric oxide. For example, the oxygen concentration in the exhaust gas is about 1% or less on a volume basis. Is too low, sufficient catalytic activity may not be obtained. As described above, when the oxygen concentration in the exhaust gas is too low, or when the temperature of the exhaust gas is high, and the temperature of the catalyst layer may exceed the predetermined temperature range, the temperature of the exhaust gas may fall below a suitable range. The mixed air may be mixed with an appropriate amount of air, and then the mixed air may be brought into contact with the catalyst.

【0035】[0035]

【発明の効果】排ガス中には、通常5%〜15%程度の水
蒸気が含まれているが、本発明の方法によれば、このよ
うに水蒸気を含む排ガスに対しても有効な浄化性能が得
られる。
The exhaust gas usually contains about 5% to 15% of water vapor. However, according to the method of the present invention, an effective purification performance can be obtained even for an exhaust gas containing water vapor. can get.

【0036】排ガス中には、この他に触媒活性を著しく
低下させることが知られている硫黄酸化物が通常含まれ
るが、本発明の触媒は、硫黄成分による活性低下に対し
て高い抵抗性を示すので、浄化性能は高く維持される。
The exhaust gas usually contains sulfur oxides, which are known to significantly reduce the catalytic activity, but the catalyst of the present invention has a high resistance to the activity decrease due to the sulfur component. Therefore, the purification performance is kept high.

【0037】さらに、本発明の触媒を用いると、排ガス
中の炭化水素だけでなく、同時に悪臭原因物質の除去も
可能となる。
Further, when the catalyst of the present invention is used, not only the hydrocarbons in the exhaust gas but also the odor-causing substances can be removed at the same time.

【0038】[0038]

【実施例】以下、実施例に基づき、本発明をより詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0039】実施例1(Pd/酸化錫触媒の調製) 蓚酸錫(SnC2O4)を空気中で900℃、6時間焼成して酸化
錫(SnO2)とした。BET法による比表面積は、2 m2/gであ
った。この酸化錫25gを、パラジウムとして1.25gを含
有する硝酸パラジウム水溶液20mlに浸漬した。これを
蒸発乾固し、さらに550℃で9時間空気中で焼成して5%Pd
/酸化錫触媒を得た。
Example 1 (Preparation of Pd / tin oxide catalyst) Tin oxalate (SnC 2 O 4 ) was calcined in air at 900 ° C. for 6 hours to obtain tin oxide (SnO 2 ). The specific surface area by the BET method was 2 m 2 / g. 25 g of this tin oxide was immersed in 20 ml of an aqueous solution of palladium nitrate containing 1.25 g of palladium. This is evaporated to dryness, and further calcined in air at 550 ° C for 9 hours to obtain 5% Pd
/ Tin oxide catalyst was obtained.

【0040】実施例2(Pd-Pt/酸化錫触媒の調製) 実施例1と同じ酸化錫25gを、パラジウムとして1.25g
を含有する硝酸パラジウム水溶液と白金として0.25gを
含有するテトラアンミン白金硝酸塩水溶液とに純水を加
えて混合撹拌し20mlとした溶液に浸漬した。これを蒸
発乾固し、さらに550℃で9時間空気中で焼成して5%Pd
−1%Pt/酸化錫触媒を得た。
Example 2 (Preparation of Pd-Pt / tin oxide catalyst) The same 25 g of tin oxide as in Example 1 was used and 1.25 g of palladium was used.
Pure water was added to an aqueous solution of palladium nitrate containing 0.25 g of platinum and an aqueous solution of tetraammineplatinum nitrate containing 0.25 g of platinum, mixed, stirred and immersed in a solution of 20 ml. This is evaporated to dryness, and further calcined in air at 550 ° C. for 9 hours to form 5% Pd
A -1% Pt / tin oxide catalyst was obtained.

【0041】比較例 (Pd/アルミナ触媒の調製) 住友化学工業製NK-124アルミナを空気中800℃で2時間焼
成した。この5gをパラジウムとして0.25gを含有する硝
酸パラジウム水溶液20mlに0℃で15時間含浸した。これ
を蒸発乾固し、さらに550℃で2時間空気中で焼成して、
5%Pd/アルミナ触媒を得た。
Comparative Example (Preparation of Pd / Alumina Catalyst) NK-124 alumina manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was calcined in air at 800 ° C. for 2 hours. This 5 g was impregnated with 20 ml of an aqueous palladium nitrate solution containing 0.25 g as palladium at 0 ° C. for 15 hours. This is evaporated to dryness and calcined at 550 ° C for 2 hours in air.
A 5% Pd / alumina catalyst was obtained.

【0042】実施例3(触媒評価試験) 実施例1および2と比較例の触媒を打錠成型して1mlと
り、メタン1000ppm、酸素10%、二酸化炭素6%、水蒸気
9%、ホルムアルデヒド100ppm、二酸化硫黄3ppm、残部
ヘリウムからなる組成のガスをGHSV(ガス時間当たり空
間速度)80000h-1の条件にて流通し、触媒層温度を450℃
に保って、メタンおよびホルムアルデヒドの転化率の経
時変化を測定した。結果を表1に示す。
Example 3 (Catalyst evaluation test) The catalysts of Examples 1 and 2 and Comparative Example were tableted and 1 ml was taken, methane 1000 ppm, oxygen 10%, carbon dioxide 6%, steam
A gas having a composition of 9%, 100 ppm formaldehyde, 3 ppm sulfur dioxide, and the balance helium was passed under the condition of GHSV (gas hourly space velocity) of 80,000 h -1 and the temperature of the catalyst layer was 450 ° C.
, And the change over time of the conversion of methane and formaldehyde was measured. Table 1 shows the results.

【0043】反応層前後のガス組成は、水素炎イオン化
検知器付きのガスクロマトグラフにより測定した。ホル
ムアルデヒドはメタンコンバーターを通してメタンとし
て検出した。ここでメタンおよびホルムアルデヒド転化
率とは、以下の式によって求められる値である。
The gas composition before and after the reaction layer was measured by a gas chromatograph equipped with a flame ionization detector. Formaldehyde was detected as methane through a methane converter. Here, the conversion rates of methane and formaldehyde are values determined by the following equation.

【0044】[0044]

【式1】 (Equation 1)

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】実施例1〜2の触媒は、比較例1の触媒に
比して、明らかに安定したメタン転化率を示している。
加えて、悪臭原因物質であるホルムアルデヒドについて
も同時に除去できる。従って、本発明の触媒を用いる
と、排ガスからメタンの除去と悪臭原因物質の除去とい
う課題が同時達成され、更に本発明の触媒は、十分な耐
久性をも有している。
The catalysts of Examples 1 and 2 clearly show a more stable methane conversion than the catalyst of Comparative Example 1.
In addition, formaldehyde, which is an odor-causing substance, can be removed at the same time. Therefore, when the catalyst of the present invention is used, the problems of removing methane from the exhaust gas and removing the odor-causing substance are simultaneously achieved, and the catalyst of the present invention also has sufficient durability.

フロントページの続き (72)発明者 増田 正孝 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 中平 貴年 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 平野 竹徳 鹿児島県出水市上▲鯖▼淵1385−2 Fターム(参考) 4D048 AA18 AA19 AB01 BA21X BA21Y BA30X BA30Y BA31X BA31Y BB01 BB02 4G069 AA03 AA08 BB04A BB04B BC22A BC22B BC72A BC72B BC75A BC75B CA02 CA07 CA10 CA15 CA17 CD02 FC08Continued on the front page (72) Inventor Masataka Masuda 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Takashi Nakahira 4-1-1, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 2 Inside Osaka Gas Co., Ltd. BC22A BC22B BC72A BC72B BC75A BC75B CA02 CA07 CA10 CA15 CA17 CD02 FC08

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因
物質を含有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質
を分解する排ガス浄化用触媒であって、酸化錫にパラジ
ウムを担持してなる触媒。
1. A catalyst for purifying exhaust gas which decomposes hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and odor-causing substances, the catalyst comprising palladium supported on tin oxide.
【請求項2】パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重
量比で1〜25%である請求項1に記載の触媒。
2. The catalyst according to claim 1, wherein the supported amount of palladium is 1 to 25% by weight based on tin oxide.
【請求項3】酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因
物質を含有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質
を分解する排ガス浄化用触媒であって、酸化錫にパラジ
ウムおよび白金を担持してなる触媒。
3. An exhaust gas purifying catalyst for decomposing hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing an excess amount of oxygen and containing methane and odor-causing substances, comprising palladium and platinum supported on tin oxide. catalyst.
【請求項4】パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重
量比で1〜25%である請求項3に記載の触媒。
4. The catalyst according to claim 3, wherein the supported amount of palladium is 1 to 25% by weight relative to tin oxide.
【請求項5】白金の担持量が、パラジウムに対する重量
比で5〜50%である請求項3又は4に記載の触媒。
5. The catalyst according to claim 3, wherein the amount of platinum carried is 5 to 50% by weight relative to palladium.
【請求項6】悪臭原因物質が、アルデヒドである請求項
1〜5のいずれかに記載の触媒。
6. The catalyst according to claim 1, wherein the odor-causing substance is an aldehyde.
【請求項7】酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因
物質を含有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質
を分解する排ガス浄化方法であって、酸化錫にパラジウ
ムを担持してなる触媒を用いる排ガス浄化方法。
7. An exhaust gas purification method for decomposing hydrocarbons and odor causing substances in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and odor causing substances, wherein a catalyst comprising palladium supported on tin oxide is used. Exhaust gas purification method.
【請求項8】パラジウムの担持量が、酸化錫に対する重
量比で1〜25%である請求項7に記載の浄化方法。
8. The purification method according to claim 7, wherein the carried amount of palladium is 1 to 25% by weight relative to tin oxide.
【請求項9】酸素を過剰に含み、メタンおよび悪臭原因
物質を含有する排ガス中の炭化水素および悪臭原因物質
を分解する排ガス浄化方法であって、酸化錫にパラジウ
ムおよび白金を担持してなる触媒を用いる排ガス浄化方
法。
9. A method for purifying exhaust gas which decomposes hydrocarbons and odor-causing substances in exhaust gas containing excess oxygen and containing methane and odor-causing substances, comprising a catalyst comprising palladium and platinum supported on tin oxide. Exhaust gas purification method using
【請求項10】パラジウムの担持量が、酸化錫に対する
重量比で1〜25%である請求項9に記載の排ガス浄化方
法。
10. The method for purifying exhaust gas according to claim 9, wherein the carried amount of palladium is 1 to 25% by weight relative to tin oxide.
【請求項11】白金の担持量が、パラジウムに対する重
量比で5〜50%である請求項9または10に記載の排ガ
ス浄化方法。
11. The method for purifying exhaust gas according to claim 9, wherein the carried amount of platinum is 5 to 50% by weight relative to palladium.
【請求項12】悪臭原因物質が、アルデヒドである請求
項7〜11のいずれかに記載の浄化方法。
12. The purification method according to claim 7, wherein the odor-causing substance is an aldehyde.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009262131A (en) * 2008-03-27 2009-11-12 Osaka Gas Co Ltd Catalyst for purification of exhaust gas and method of purifying exhaust gas

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