JP2002035582A - 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】優れた耐熱性を有するとともに、高温でダイオ
キシン類有害物質及びその前駆体に対する分解触媒活性
が高く、高温で使用可能な排ガス浄化用触媒を提供す
る。 【解決手段】Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３
ａ族金属から選ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを
含む複合酸化物からなることを特徴とするもので、特
に、複合酸化物が、Ｖ2Ｏ5・２ＭｎＯ、Ｖ2Ｏ5・２Ｍｇ
Ｏ、Ｖ2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期
律表第３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5・
９Ｔａ2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むことが好まし
い。
キシン類有害物質及びその前駆体に対する分解触媒活性
が高く、高温で使用可能な排ガス浄化用触媒を提供す
る。 【解決手段】Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３
ａ族金属から選ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを
含む複合酸化物からなることを特徴とするもので、特
に、複合酸化物が、Ｖ2Ｏ5・２ＭｎＯ、Ｖ2Ｏ5・２Ｍｇ
Ｏ、Ｖ2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期
律表第３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5・
９Ｔａ2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むことが好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用触媒
と排ガス浄化装置、特に、焼却炉から発生するダイオキ
シン類有機塩素化合物及びその前駆体、例えば芳香族炭
化水素化合物等の有害物質を分解除去するための排ガス
浄化用触媒とそれを用いた排ガス浄化装置に関する。
と排ガス浄化装置、特に、焼却炉から発生するダイオキ
シン類有機塩素化合物及びその前駆体、例えば芳香族炭
化水素化合物等の有害物質を分解除去するための排ガス
浄化用触媒とそれを用いた排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来技術】有機塩素化合物は、人体にとって有害な物
質として知られており、特に近年では廃棄物の焼却によ
り毒性が強いダイオキシン類有害物質の発生が指摘され
ており、環境問題として深刻な社会問題となっている。
そのため、ダイオキシン類有害物質の除去に種々の方法
が提案されている。
質として知られており、特に近年では廃棄物の焼却によ
り毒性が強いダイオキシン類有害物質の発生が指摘され
ており、環境問題として深刻な社会問題となっている。
そのため、ダイオキシン類有害物質の除去に種々の方法
が提案されている。
【０００３】ダイオキシン類有害物質の除去方法として
は、吸着剤への吸着除去、高温での燃焼分解等の方法が
挙げられるが、近年、ダイオキシン類有害物質を触媒に
よる分解除去が提案されている。この方法では、例え
ば、特許第２６３３３１６号公報では、燃焼排ガスをガ
ス冷却塔で冷却された後、電気集塵器で除塵され、１５
０〜２９０℃の温度で、酸化チタン担体にＶ2Ｏ5とＷＯ
3を担持させた触媒と接触させて前記排ガス中の有機塩
素化合物を分解するものである。
は、吸着剤への吸着除去、高温での燃焼分解等の方法が
挙げられるが、近年、ダイオキシン類有害物質を触媒に
よる分解除去が提案されている。この方法では、例え
ば、特許第２６３３３１６号公報では、燃焼排ガスをガ
ス冷却塔で冷却された後、電気集塵器で除塵され、１５
０〜２９０℃の温度で、酸化チタン担体にＶ2Ｏ5とＷＯ
3を担持させた触媒と接触させて前記排ガス中の有機塩
素化合物を分解するものである。
【０００４】また、特開平７−２４３６３４号公報で
は、６００℃以上の高温で排ガスを直接に触媒に接触さ
せて有害物質を除去する方法であり、ヘキサアルミネー
トの一部をＭｎ、Ｃｕなどの活性物質に置換された構造
の触媒が用いられている。
は、６００℃以上の高温で排ガスを直接に触媒に接触さ
せて有害物質を除去する方法であり、ヘキサアルミネー
トの一部をＭｎ、Ｃｕなどの活性物質に置換された構造
の触媒が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特許第２６３
３３１６号公報に記載された方法では、高温での蒸気圧
が高いＶ2Ｏ5が触媒として用いられており、３００℃以
下の温度領域で反応活性が大きいため、焼却炉の排ガス
を冷却してから集塵し、その後に触媒による浄化を行っ
ていたため、ガス冷却中に粉塵に付着してダイオキシン
が多量に生成する問題があった。
３３１６号公報に記載された方法では、高温での蒸気圧
が高いＶ2Ｏ5が触媒として用いられており、３００℃以
下の温度領域で反応活性が大きいため、焼却炉の排ガス
を冷却してから集塵し、その後に触媒による浄化を行っ
ていたため、ガス冷却中に粉塵に付着してダイオキシン
が多量に生成する問題があった。
【０００６】特開平７−２４３６３４号公報に記載され
たＭｎやＣｕ等の活性物質で一部が置換されたヘキサア
ルミネートからなる触媒は、耐熱性は有するものの、排
ガス温度の５００〜８０００℃範囲での活性が十分でな
く、特に５００℃以上の高温存在するダイオキシン類の
前駆体を除去しにくいという問題があった。
たＭｎやＣｕ等の活性物質で一部が置換されたヘキサア
ルミネートからなる触媒は、耐熱性は有するものの、排
ガス温度の５００〜８０００℃範囲での活性が十分でな
く、特に５００℃以上の高温存在するダイオキシン類の
前駆体を除去しにくいという問題があった。
【０００７】したがって、本発明は、優れた耐熱性を有
するとともに、高温でダイオキシン類有害物質及びその
前駆体に対する分解触媒活性が高く、高温で使用可能な
排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置を提供することを
目的としている。
するとともに、高温でダイオキシン類有害物質及びその
前駆体に対する分解触媒活性が高く、高温で使用可能な
排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置を提供することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、高温での触媒
活性を示す酸化物を用いることによって、ダイオキシン
及びその前駆体等の有害物質を高温においても高い効率
で分解し、清浄な排ガスに変換できるという知見に基づ
くものであり、特に、Ｖ2Ｏ5等の酸化物と他の酸化物と
の複合化合物や、固溶体型複合酸化物を形成させ、融点
を高めることにより高安定性を実現したものである。
活性を示す酸化物を用いることによって、ダイオキシン
及びその前駆体等の有害物質を高温においても高い効率
で分解し、清浄な排ガスに変換できるという知見に基づ
くものであり、特に、Ｖ2Ｏ5等の酸化物と他の酸化物と
の複合化合物や、固溶体型複合酸化物を形成させ、融点
を高めることにより高安定性を実現したものである。
【０００９】すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、
Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３ａ族金属から
選ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを含む複合酸化
物からなることを特徴とするものである。これにより、
５００〜８００℃の排ガス温度での安定性が向上し、ま
た、Ｖ（バナジウム）の酸化価数が周囲の条件により変
化するため、ダイオキシン類有害物質およびその前駆体
を酸化分解する触媒効果を発現させることが可能とな
る。
Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３ａ族金属から
選ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを含む複合酸化
物からなることを特徴とするものである。これにより、
５００〜８００℃の排ガス温度での安定性が向上し、ま
た、Ｖ（バナジウム）の酸化価数が周囲の条件により変
化するため、ダイオキシン類有害物質およびその前駆体
を酸化分解する触媒効果を発現させることが可能とな
る。
【００１０】特に、Ｖ2Ｏ5・２ＭｎＯ、Ｖ2Ｏ5・２Ｍｇ
Ｏ、Ｖ2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期
律表第３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5・
９Ｔａ2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むことが好まし
い。このように、５価のＶを含む複合酸化物は、少なく
とも５００〜８００℃の範囲で高触媒活性と耐熱性を有
し、高温用ダイオキシン分解触媒として好適に使用され
る。
Ｏ、Ｖ2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期
律表第３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5・
９Ｔａ2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むことが好まし
い。このように、５価のＶを含む複合酸化物は、少なく
とも５００〜８００℃の範囲で高触媒活性と耐熱性を有
し、高温用ダイオキシン分解触媒として好適に使用され
る。
【００１１】さらに、本発明の高温触媒は常圧下での触
媒反応温度が５００℃以上であることが好ましい。これ
により、特に排ガスを冷却しない条件下で有害物質を分
解する場合に高い分解効率が得られる。
媒反応温度が５００℃以上であることが好ましい。これ
により、特に排ガスを冷却しない条件下で有害物質を分
解する場合に高い分解効率が得られる。
【００１２】さらにまた、本発明の高温触媒のＢＥＴ比
表面積が９０ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。高温
で長期使用しても、触媒の比表面積の低下が少ないため
である。
表面積が９０ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。高温
で長期使用しても、触媒の比表面積の低下が少ないため
である。
【００１３】また、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス
を、５００℃以上の温度で請求項１乃至３のうちいずれ
かに記載の排ガス浄化用触媒に接触させ、前記排ガスを
浄化することを特徴とするもので、これにより、排ガス
中存在する有害物質を高温で除去することができる。
を、５００℃以上の温度で請求項１乃至３のうちいずれ
かに記載の排ガス浄化用触媒に接触させ、前記排ガスを
浄化することを特徴とするもので、これにより、排ガス
中存在する有害物質を高温で除去することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒は、Ｍ
ｇ、Ｍｎ，Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３ａ族金属から選
ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを含む複合酸化物
からなることが重要である。使用条件でＶの価数は２＋
〜５＋と幅広く変化し、酸化触媒としての特性を示す活
性化エネルギーが小さいため、触媒として適している。
Ｖ2Ｏ5は単独でも触媒として使用可能であるが、その融
点は６８０℃と低いため、５００℃以上の高温では化学
的に不安定になり、寿命が著しく低下する。従って、高
温触媒としては使用できない。
ｇ、Ｍｎ，Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３ａ族金属から選
ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを含む複合酸化物
からなることが重要である。使用条件でＶの価数は２＋
〜５＋と幅広く変化し、酸化触媒としての特性を示す活
性化エネルギーが小さいため、触媒として適している。
Ｖ2Ｏ5は単独でも触媒として使用可能であるが、その融
点は６８０℃と低いため、５００℃以上の高温では化学
的に不安定になり、寿命が著しく低下する。従って、高
温触媒としては使用できない。
【００１５】そこで、Ｖ2Ｏ5にＭｇ、Ｍｎ，Ｎｂ、Ｔａ
および周期律表第３ａ族金属（以下、Ｌｎで示すことが
ある）から選ばれる少なくとも１種の元素を特定の割合
で含有させ、Ｖ2Ｏ5と上記の元素との固溶体を形成させ
たり、複合化合物を形成させることによって融点を１０
００℃以上とすることができ、少なくとも８００℃まで
十分な耐熱性を有するとともに、高い触媒活性を維持す
ることが可能となる。
および周期律表第３ａ族金属（以下、Ｌｎで示すことが
ある）から選ばれる少なくとも１種の元素を特定の割合
で含有させ、Ｖ2Ｏ5と上記の元素との固溶体を形成させ
たり、複合化合物を形成させることによって融点を１０
００℃以上とすることができ、少なくとも８００℃まで
十分な耐熱性を有するとともに、高い触媒活性を維持す
ることが可能となる。
【００１６】ここで、Ｍｇ、Ｍｎ，Ｎｂ、Ｔａおよび周
期律表第３ａ族金属から選ばれる少なくとも１種の元素
は、Ｖ2Ｏ5と複合酸化物を形成するものであれば、単体
でも、水酸化物、酸化物、塩類等の化合物でもよい。な
お、周期律表第３ａ属元素は、Ｙ及びＬａ、Ｙｂ、Ｅ
ｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｇｄ、又はＬｕ等の希土類元素
を示す。
期律表第３ａ族金属から選ばれる少なくとも１種の元素
は、Ｖ2Ｏ5と複合酸化物を形成するものであれば、単体
でも、水酸化物、酸化物、塩類等の化合物でもよい。な
お、周期律表第３ａ属元素は、Ｙ及びＬａ、Ｙｂ、Ｅ
ｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｇｄ、又はＬｕ等の希土類元素
を示す。
【００１７】また、本発明によれば、５価のＶを含む複
合酸化物は、特に、Ｖ2Ｏ5・２ＭｎＯ、Ｖ2Ｏ5・２Ｍｇ
Ｏ、Ｖ2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期
律表第３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5・
９Ｔａ2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むものであること
が、耐熱性及び触媒活性の点で好ましい。そして、これ
らの中でも特に、Ｖ2Ｏ5・２ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2
Ｏ5、Ｖ2Ｏ5・Ｓｍ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・Ｎｄ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・
Ｅｒ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・Ｙｂ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・Ｌｕ2Ｏ3が好ま
しい。
合酸化物は、特に、Ｖ2Ｏ5・２ＭｎＯ、Ｖ2Ｏ5・２Ｍｇ
Ｏ、Ｖ2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期
律表第３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5・
９Ｔａ2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むものであること
が、耐熱性及び触媒活性の点で好ましい。そして、これ
らの中でも特に、Ｖ2Ｏ5・２ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2
Ｏ5、Ｖ2Ｏ5・Ｓｍ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・Ｎｄ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・
Ｅｒ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・Ｙｂ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5・Ｌｕ2Ｏ3が好ま
しい。
【００１８】本発明の排ガス浄化用触媒は使用条件に応
じて組成を調節し、触媒の反応温度を変更することがで
きるが、常圧で触媒反応温度が５００℃以上であること
が好ましい。また、触媒活性を考慮すると、特に６００
℃以上、さらには６５０℃以上が好ましい。
じて組成を調節し、触媒の反応温度を変更することがで
きるが、常圧で触媒反応温度が５００℃以上であること
が好ましい。また、触媒活性を考慮すると、特に６００
℃以上、さらには６５０℃以上が好ましい。
【００１９】したがって、例えば８５０℃の焼却炉の燃
焼ガスが、煙道を通って触媒に接触するまでの自然冷却
後に５００℃以上であるため、この排ガスを直接触媒に
接触させて有毒物質を排除することができる。したがっ
て、従来の焼却炉において必要とされた強制冷却を特に
必要としなくなり、焼却システムを簡便化することがで
きる。
焼ガスが、煙道を通って触媒に接触するまでの自然冷却
後に５００℃以上であるため、この排ガスを直接触媒に
接触させて有毒物質を排除することができる。したがっ
て、従来の焼却炉において必要とされた強制冷却を特に
必要としなくなり、焼却システムを簡便化することがで
きる。
【００２０】一般に、触媒の反応効率は、触媒の比表面
積に伴って高くなるが、５００℃以上の高温における比
表面積の大きな触媒は、物質移動による焼結等の反応の
ため、時間と共に比表面積が減少するなど、触媒特性が
不安定で劣化しやすくなる。従って、本発明の排ガス浄
化用触媒の比表面積は９０ｍ2／ｇ以下であることが好
ましく、特に５０〜９０ｍ2／ｇ、さらに６５〜８０ｍ2
／ｇであることが好ましい。
積に伴って高くなるが、５００℃以上の高温における比
表面積の大きな触媒は、物質移動による焼結等の反応の
ため、時間と共に比表面積が減少するなど、触媒特性が
不安定で劣化しやすくなる。従って、本発明の排ガス浄
化用触媒の比表面積は９０ｍ2／ｇ以下であることが好
ましく、特に５０〜９０ｍ2／ｇ、さらに６５〜８０ｍ2
／ｇであることが好ましい。
【００２１】上記の排ガス浄化用触媒を用いた本発明排
ガス浄化装置は、種々の焼却炉、石炭発電、鉄鋼製錬等
の高温排ガスの浄化処理に、窒素酸化物、ダイオキシン
類有害物質に代表される有機ハロゲン化物、これらの有
害物質を発生する前駆体を分解除去するのに使用され
る。本発明の触媒は高温で使用されることが重要な特徴
であるため、ガスを冷却する前に微量のダイオキシン類
有害物質およびダイオキシン類有害物質を発生する前駆
体およびその他有害物質を分解除去し、ガス冷却中での
有害物質の生成を抑制できる。
ガス浄化装置は、種々の焼却炉、石炭発電、鉄鋼製錬等
の高温排ガスの浄化処理に、窒素酸化物、ダイオキシン
類有害物質に代表される有機ハロゲン化物、これらの有
害物質を発生する前駆体を分解除去するのに使用され
る。本発明の触媒は高温で使用されることが重要な特徴
であるため、ガスを冷却する前に微量のダイオキシン類
有害物質およびダイオキシン類有害物質を発生する前駆
体およびその他有害物質を分解除去し、ガス冷却中での
有害物質の生成を抑制できる。
【００２２】従って、クリーンな排ガスおよび無毒の灰
塵処理を実現でき、環境負荷を大幅に軽減できる。この
場合、燃焼ガスを触媒と接触させる前に脱塵処理するこ
とが好ましく、これにより触媒の劣化を効果的に防ぐこ
とができる。
塵処理を実現でき、環境負荷を大幅に軽減できる。この
場合、燃焼ガスを触媒と接触させる前に脱塵処理するこ
とが好ましく、これにより触媒の劣化を効果的に防ぐこ
とができる。
【００２３】本発明の排ガス浄化用触媒は、公知の触媒
作製方法により得ることができる。例えば、平均粒径が
０．３〜５μｍのＶ2Ｏ5に対して平均粒径が０．２〜２
μｍのＳｍ2Ｏ3を１：１のの割合で混合し、１１００〜
１４００℃の仮焼により複合酸化物を得る。そして、上
記複合酸化物と触媒担体の原料とを混合し、成形後に焼
成する方法である。場合によっては、Ｖ2Ｏ5及びＳｍ2
Ｏ3を仮焼せずに担体と混合、成形の後、焼成すること
も可能である。さらに、Ｖ2Ｏ5及びＳｍ2Ｏ3の前駆体で
ある金属、金属酸化物粉末、固体、液体の金属塩の溶液
等を用い、担体に分散させて高比表面積を有する触媒を
合成することも可能である。
作製方法により得ることができる。例えば、平均粒径が
０．３〜５μｍのＶ2Ｏ5に対して平均粒径が０．２〜２
μｍのＳｍ2Ｏ3を１：１のの割合で混合し、１１００〜
１４００℃の仮焼により複合酸化物を得る。そして、上
記複合酸化物と触媒担体の原料とを混合し、成形後に焼
成する方法である。場合によっては、Ｖ2Ｏ5及びＳｍ2
Ｏ3を仮焼せずに担体と混合、成形の後、焼成すること
も可能である。さらに、Ｖ2Ｏ5及びＳｍ2Ｏ3の前駆体で
ある金属、金属酸化物粉末、固体、液体の金属塩の溶液
等を用い、担体に分散させて高比表面積を有する触媒を
合成することも可能である。
【００２４】前記触媒担体としては種々の高比表面積の
材質が使用されるが、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｒ等を主成
分とした酸化物は高温排ガスの条件下でも安定性を有
し、活性物質との反応による触媒の劣化が発生しにくい
等の見地より好適に使用される。上記担体はハニカム、
ペレット、チューブなど任意の形状に形成される。
材質が使用されるが、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｒ等を主成
分とした酸化物は高温排ガスの条件下でも安定性を有
し、活性物質との反応による触媒の劣化が発生しにくい
等の見地より好適に使用される。上記担体はハニカム、
ペレット、チューブなど任意の形状に形成される。
【００２５】
【実施例】Ｖ2Ｏ5及び表１のＮｏ．１〜１２に示す金属
酸化物を添加物として表１に示すの割合で混合し、表１
に示す条件で仮焼した。得られた仮焼粉末をＴｉＯ2の
１００体積部に対して１０体積部の割合で混合し、ペー
レット状に成形した後、９００℃で焼成した。
酸化物を添加物として表１に示すの割合で混合し、表１
に示す条件で仮焼した。得られた仮焼粉末をＴｉＯ2の
１００体積部に対して１０体積部の割合で混合し、ペー
レット状に成形した後、９００℃で焼成した。
【００２６】また、試料Ｎｏ．１３〜１４はチタンの硫
酸塩を加熱加水分解により沈殿させ、乾燥後６００℃で
５時間焼成し、評価用チタニアペーレットに成形した
後、メタバナジン酸アンモニウム、炭酸マグネシウムお
よび塩化マンガン等を用いて表１に示す組成になるよう
に調合した。次に、硝酸及びアンモニウム液を加えて中
和沈殿処理し、この沈殿物を上記チタニアペーレットに
含浸、担持させた。そして、表１に示す温度で仮焼し、
上記チタニアペーレットの気孔表面に、Ｖ2Ｏ5・３Ｍｇ
Ｏ及びＶ2Ｏ5・２ＭｎＯをそれぞれ形成した。この時、
触媒担持量は、チタニア１００体積部に対して１．７〜
２．５体積部であった。
酸塩を加熱加水分解により沈殿させ、乾燥後６００℃で
５時間焼成し、評価用チタニアペーレットに成形した
後、メタバナジン酸アンモニウム、炭酸マグネシウムお
よび塩化マンガン等を用いて表１に示す組成になるよう
に調合した。次に、硝酸及びアンモニウム液を加えて中
和沈殿処理し、この沈殿物を上記チタニアペーレットに
含浸、担持させた。そして、表１に示す温度で仮焼し、
上記チタニアペーレットの気孔表面に、Ｖ2Ｏ5・３Ｍｇ
Ｏ及びＶ2Ｏ5・２ＭｎＯをそれぞれ形成した。この時、
触媒担持量は、チタニア１００体積部に対して１．７〜
２．５体積部であった。
【００２７】さらに、試料Ｎｏ．１５は触媒のない場合
の比較例である。
の比較例である。
【００２８】なお、得られた触媒中に低融点のＶ2Ｏ5が
残存しないように、調合組成には目標の化合物の組成よ
りもＶを不足になるように調整した。
残存しないように、調合組成には目標の化合物の組成よ
りもＶを不足になるように調整した。
【００２９】触媒は、測定用として２０φ×２０ｍｍの
ペレット状に加工した。
ペレット状に加工した。
【００３０】得られた触媒の結晶相をＸ線回折によって
調べ、主結晶相を表１に示した。いずれも９５体積％以
上が主結晶相であり、残部は過剰に加えた金属酸化物で
あった。触媒の比表面積は水銀圧入法により測定した。
調べ、主結晶相を表１に示した。いずれも９５体積％以
上が主結晶相であり、残部は過剰に加えた金属酸化物で
あった。触媒の比表面積は水銀圧入法により測定した。
【００３１】得られた試料の触媒分解特性を、図１に示
す試験装置を用いて評価した。試験装置は、ヒータ１内
に反応管２が設けられており、その中に触媒３が充填さ
れている。加熱炉１を６００℃、７００℃及び８００℃
に設定し、それぞれの温度でガス導入管４から試験用ガ
スを導入し、ガス排気管５から排出されるガスを冷却部
６で冷却した。そして、冷却されたガスのダイオキシン
濃度をＨＲＧＣ／ＨＲＭＳ法により測定した。
す試験装置を用いて評価した。試験装置は、ヒータ１内
に反応管２が設けられており、その中に触媒３が充填さ
れている。加熱炉１を６００℃、７００℃及び８００℃
に設定し、それぞれの温度でガス導入管４から試験用ガ
スを導入し、ガス排気管５から排出されるガスを冷却部
６で冷却した。そして、冷却されたガスのダイオキシン
濃度をＨＲＧＣ／ＨＲＭＳ法により測定した。
【００３２】なお、試験用ガスは通常の家庭ゴミを焼却
する時の燃焼ガスを回収したものである。また、試験用
ガスの流速ＳＶは９０００／ｈにした。結果を表１に示
した。
する時の燃焼ガスを回収したものである。また、試験用
ガスの流速ＳＶは９０００／ｈにした。結果を表１に示
した。
【００３３】
【表１】
【００３４】本発明の試料Ｎｏ．１〜１４は、触媒の主
結晶相の融点が１０００℃以上であり、触媒を設けない
Ｎｏ．１５に対して６００℃以上の排ガス温度で高いダ
イオキシン除去率を示し、冷却後の排ガス中のダイオキ
シン濃度は０．１ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ3以下であった。
結晶相の融点が１０００℃以上であり、触媒を設けない
Ｎｏ．１５に対して６００℃以上の排ガス温度で高いダ
イオキシン除去率を示し、冷却後の排ガス中のダイオキ
シン濃度は０．１ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ3以下であった。
【００３５】一方、ＷＯ3とＶ2Ｏ5との混合物で、通常
の低温用触媒で本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１５は、６
００℃以上の温度ではダイオキシン濃度が０．６２ｎｇ
ＴＥＱ／Ｎｍ3以上となり、触媒活性が低かった。
の低温用触媒で本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１５は、６
００℃以上の温度ではダイオキシン濃度が０．６２ｎｇ
ＴＥＱ／Ｎｍ3以上となり、触媒活性が低かった。
【００３６】また、Ｆｅ2Ｏ3とＶ2Ｏ5との複合酸化物
で、本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１６は、８７０℃と低
融点の主結晶相を有しているため、６００℃以上で０．
１３４ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ3以上、特に７００℃以上では
ダイオキシン濃度が１．１５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ3以上と
なり、触媒活性が低かった。
で、本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１６は、８７０℃と低
融点の主結晶相を有しているため、６００℃以上で０．
１３４ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ3以上、特に７００℃以上では
ダイオキシン濃度が１．１５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ3以上と
なり、触媒活性が低かった。
【００３７】
【発明の効果】本発明の排ガス浄化用触媒は、高温にお
いて安定性と触媒活性とが高く、ダイオキシン及びその
前駆体等の有害物質を高温においても高い効率で分解す
ることができ、排ガス及び粉塵中の有害物質濃度を低減
し、環境保護に寄与できる。
いて安定性と触媒活性とが高く、ダイオキシン及びその
前駆体等の有害物質を高温においても高い効率で分解す
ることができ、排ガス及び粉塵中の有害物質濃度を低減
し、環境保護に寄与できる。
【図１】実施例で用いた触媒の試験装置の概略断面図で
ある。
ある。
１・・・ヒータ ２・・・反応管 ３・・・触媒 ４・・・ガス導入管 ５・・・ガス排気管 ６・・・冷却部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/10 Ｆ２３Ｇ 7/06 １０２Ｔ ４Ｈ００６ Ｆ２３Ｇ 7/06 ＺＡＢ Ｃ０７Ｂ 35/06 １０２ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｂ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｃ // Ｃ０７Ｂ 35/06 ＺＡＢＧ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｈ Ｆターム(参考） 3G091 AB02 BA00 BA39 CA03 FB03 FC08 GA01 GA06 GB01W GB01X GB03W GB03X GB04W GB10W GB10X GB11W 3K070 DA05 DA25 DA83 3K078 AA07 AA08 AA10 BA03 BA26 DA12 DA17 DA20 4D048 AA11 AA17 AB03 BA01X BA07X BA13X BA18X BA23X BA24X BA28X BA41X BA42X BB01 BB17 DA03 DA13 4G069 AA03 AA12 BA04A BA04B BB06A BB06B BC10A BC10B BC38A BC42A BC42B BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC56B BC62A BC62B CA04 CA10 CA11 CA15 CA19 EA02Y EC02X EC02Y 4H006 AA05 AC13 BA06 BA08 BA12 BA16 BA30
Claims (5)
- 【請求項１】Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ及び周期律表第３
ａ族金属から選ばれる少なくとも１種と、５価のＶとを
含む複合酸化物からなることを特徴とする排ガス浄化用
触媒。 - 【請求項２】Ｖ2Ｏ5・２ＭｎＯ、Ｖ2Ｏ5・２ＭｇＯ、Ｖ
2Ｏ5・３ＭｇＯ、Ｖ2Ｏ5・Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは周期律表第
３ａ属元素）、Ｖ2Ｏ5・９Ｎｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ 5・９Ｔａ
2Ｏ5のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求
項１記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】常圧下で触媒反応温度が５００℃以上であ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス浄化用
触媒。 - 【請求項４】ＢＥＴ比表面積が９０ｍ2／ｇ以下である
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載
の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項５】排ガスを、５００℃以上の温度で請求項１
乃至４のうちいずれかに記載の排ガス浄化用触媒に接触
させ、前記排ガスを浄化することを特徴とする排ガス浄
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228440A JP4730998B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000228440A JP4730998B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002035582A true JP2002035582A (ja) | 2002-02-05 |
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ID=18721722
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|---|---|---|---|
| JP2000228440A Expired - Fee Related JP4730998B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4730998B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114225930A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-25 | 广东誉谱检测科技有限公司 | 一种分解二噁英的复合材料及其制备方法、应用 |
| CN116116210A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-16 | 清华大学 | 协同脱除氮氧化物、汞以及二恶英的方法、催化剂及催化剂的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08229402A (ja) * | 1994-12-30 | 1996-09-10 | Sakai Chem Ind Co Ltd | 排ガスを処理するための触媒及び方法 |
| WO1996041678A1 (en) * | 1995-06-08 | 1996-12-27 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Vanadium-containing catalyst, process for the production thereof, and use thereof |
| JPH11156190A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-15 | Babcock Hitachi Kk | 排ガスの浄化触媒及び浄化方法 |
| JPH11216361A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Toshiba Corp | 有機ハロゲン化合物の分解触媒、有機ハロゲン化合物の分解装置、及び有機ハロゲン化合物の分解方法 |
| JP2000070712A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-03-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置 |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000228440A patent/JP4730998B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114225930A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-25 | 广东誉谱检测科技有限公司 | 一种分解二噁英的复合材料及其制备方法、应用 |
| CN114225930B (zh) * | 2021-12-23 | 2024-03-29 | 广东誉谱检测科技有限公司 | 一种分解二噁英的复合材料及其制备方法、应用 |
| CN116116210A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-16 | 清华大学 | 协同脱除氮氧化物、汞以及二恶英的方法、催化剂及催化剂的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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