JP2002273225A - Method for manufacturing co removing catalyst - Google Patents

Method for manufacturing co removing catalyst

Info

Publication number
JP2002273225A
JP2002273225A JP2001082397A JP2001082397A JP2002273225A JP 2002273225 A JP2002273225 A JP 2002273225A JP 2001082397 A JP2001082397 A JP 2001082397A JP 2001082397 A JP2001082397 A JP 2001082397A JP 2002273225 A JP2002273225 A JP 2002273225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
hydrogen
steam
gas
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001082397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Fukunaga
哲也 福永
Kozo Takatsu
幸三 高津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority to JP2001082397A priority Critical patent/JP2002273225A/en
Publication of JP2002273225A publication Critical patent/JP2002273225A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently manufacturing a CO removing catalyst having the lessened halogen content and enhanced catalytic activity by depositing ruthenium component on a titania-alumina carrier. SOLUTION: This method for manufacturing the CO removing catalyst comprises a step to deposit ruthenium component on the titania-alumina carrier and a succeeding step for heat treating the ruthenium component-deposited carrier in the presence of steam.

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、水素含有ガス中の
COを選択的に酸化除去するCO除去触媒の製造方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、チタニア−アルミ
ナ担体にルテニウム成分が担持され、かつハロゲンの含
有量が少なく、触媒活性の向上したCO除去触媒を効率
よく製造する方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing a CO removal catalyst for selectively oxidizing and removing CO in a hydrogen-containing gas. More specifically, the present invention relates to a method for efficiently producing a CO removal catalyst in which a ruthenium component is supported on a titania-alumina carrier, the content of halogen is small, and the catalytic activity is improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境問題から新エネルギー技術が
脚光を浴びており、この新エネルギー技術の一つとして
燃料電池が注目されている。この燃料電池は、水素と酸
素を電気化学的に反応させることにより、化学エネルギ
ーを電気エネルギーに変換するものであって、エネルギ
ーの利用効率が高いという特徴を有しており、民生用、
産業用あるいは自動車用などとして、実用化研究が積極
的になされている。この燃料電池には、使用する電解質
の種類に応じて、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物
型、固体高分子型などのタイプが知られている。一方、
水素源としては、メタノール、メタンを主体とする液化
天然ガス、この天然ガスを主成分とする都市ガス、天然
ガスを原料とする合成液体燃料、さらには石油系のナフ
サや灯油などの石油系炭化水素油の使用が研究されてい
る。これらを原料として水素を製造する場合、一般に、
改質触媒の存在下に水蒸気改質又は部分酸化改質処理す
る方法が用いられる。そして、これらの反応において得
られる水素含有ガスには、通常、目的とする水素ガスと
ともにCOが含まれる。
2. Description of the Related Art In recent years, new energy technologies have been spotlighted due to environmental problems, and fuel cells have attracted attention as one of the new energy technologies. This fuel cell converts chemical energy into electric energy by electrochemically reacting hydrogen and oxygen, and has the feature of high energy use efficiency.
Practical research is being actively conducted for industrial or automotive use. As the fuel cell, types such as a phosphoric acid type, a molten carbonate type, a solid oxide type, and a solid polymer type are known according to the type of electrolyte used. on the other hand,
Hydrogen sources include liquefied natural gas mainly composed of methanol and methane; city gas mainly composed of natural gas; synthetic liquid fuel composed of natural gas as raw material; and petroleum-based carbon such as petroleum-based naphtha and kerosene. The use of hydrogen oil has been studied. When hydrogen is produced from these materials, generally,
A method of performing steam reforming or partial oxidation reforming treatment in the presence of a reforming catalyst is used. The hydrogen-containing gas obtained in these reactions usually contains CO together with the intended hydrogen gas.

【0003】このようなCOガスは、燃料電池、特に上
記固体高分子型燃料電池等の低温作動型燃料電池におい
て、電極として用いられる白金(白金触媒)を被毒しや
すいので、燃料中にCOがあるレベル以上含まれている
と発電性能が低下したり、濃度によっては全く発電がで
きなくなってしまうという重大な問題が発生する。した
がって、こうした白金系電極触媒を用いる燃料電池の燃
料としては純粋な水素が好ましいが、上述のように、改
質ガス中には、一般に、水素の他にかなりの濃度のCO
が含まれているので、このCOを白金系電極触媒に無害
なCO2 等に転化し、燃料電池の燃料中のCO濃度を減
少させる技術の開発が強く望まれている。その際、CO
の濃度を、通常100ppm以下、更には10ppm以
下という低濃度にまで低減することが望ましいとされて
いる。燃料電池の燃料ガス(改質ガス中の水素含有ガ
ス)中のCOの濃度を低減させる手段の一つとして、下
記の式(1)で表されるシフト反応(水性ガスシフト反
応)を利用する技術が提案されている。 CO + H2 O = CO2 + H2 (1) しかしながら、このシフト反応のみによる反応では、化
学平衡上の制約からCO濃度の低減には限界があり、一
般に、CO濃度を1%以下にするのは困難である。
[0003] Such a CO gas is liable to poison platinum (platinum catalyst) used as an electrode in a fuel cell, particularly in a low-temperature operation type fuel cell such as the above-mentioned polymer electrolyte fuel cell. If it is contained at a certain level or more, there is a serious problem that the power generation performance is reduced or power cannot be generated at all depending on the concentration. Accordingly, pure hydrogen is preferable as a fuel for a fuel cell using such a platinum-based electrocatalyst. However, as described above, a significant concentration of CO in addition to hydrogen is generally contained in the reformed gas.
Therefore, there is a strong demand for the development of a technology for converting this CO into CO 2 or the like harmless to the platinum-based electrode catalyst and reducing the CO concentration in the fuel of the fuel cell. At that time, CO
It is said that it is desirable to reduce the concentration to a low concentration of usually 100 ppm or less, and even 10 ppm or less. Technology using a shift reaction (water gas shift reaction) represented by the following formula (1) as one of means for reducing the concentration of CO in a fuel gas (a hydrogen-containing gas in a reformed gas) of a fuel cell. Has been proposed. CO + H 2 O = CO 2 + H 2 (1) However, in the reaction using only this shift reaction, there is a limit in reducing the CO concentration due to restrictions on chemical equilibrium. In general, the CO concentration is reduced to 1% or less. It is difficult.

【0004】そこで、CO濃度をより低濃度まで低減す
る手段として、燃料ガス中に酸素又は酸素含有ガス(空
気等)を導入し、COをCO2 に変換する方法が提案さ
れている。しかしながら、この場合燃料ガス中には水素
が多量存在しているため、COを酸化しようとすると水
素も酸化されてしまい、CO濃度が十分に低減できない
ことがある。この問題を解決するため、燃料ガス中に酸
素又は酸素含有ガスを導入してCOをCO2 に酸化する
に際し、COだけを選択的に酸化する触媒を使用する方
法が考えられる。特開平5−201702号公報には、
水素富化CO含有ガスからCOを選択除去して自動車用
燃料電池系に供給するためのCOを含まない水素含有ガ
スの製造方法が開示されている。ここでは、触媒とし
て、アルミナ担体にRhもしくはRuを担持したものが
使用されているが、低いCO濃度にしか適用できないと
いう問題点がある。また、特開平9−131531号公
報には、チタニア担体にルテニウムと、アルカリ金属化
合物及び/又はアルカリ土類金属化合物を担持してなる
水素含有ガス中のCO除去用触媒が開示されている。
Therefore, as a means for reducing the CO concentration to a lower concentration, a method has been proposed in which oxygen or an oxygen-containing gas (air or the like) is introduced into a fuel gas to convert CO into CO 2 . However, in this case, since a large amount of hydrogen is present in the fuel gas, when oxidizing CO, the hydrogen is also oxidized, and the CO concentration may not be sufficiently reduced. In order to solve this problem, when introducing oxygen or an oxygen-containing gas into the fuel gas to oxidize CO into CO 2 , a method using a catalyst that selectively oxidizes only CO can be considered. JP-A-5-201702 discloses that
A method for producing a CO-free hydrogen-containing gas for selectively removing CO from a hydrogen-enriched CO-containing gas and supplying the CO to an automotive fuel cell system is disclosed. Here, a catalyst in which Rh or Ru is supported on an alumina carrier is used as a catalyst, but there is a problem that it can be applied only to a low CO concentration. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-131531 discloses a catalyst for removing CO in a hydrogen-containing gas comprising ruthenium and an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound supported on a titania carrier.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ル
テニウム等の貴金属触媒の場合、該触媒を調製する際、
通常、ハロゲン化物もしくはハロゲンを含有する化合物
を原料として用いることが多い。このようなハロゲン含
有化合物は、水に溶けやすく担持が容易である一方で、
ハロゲンが触媒製造後においても触媒中に残存し、これ
が周辺機器や配管系などの金属部材の腐食原因となると
いう欠点がある。また、ハロゲンが残存した上記ルテニ
ウム系触媒を水素含有ガスからのCO除去触媒として用
いた場合、その触媒活性が実用的に十分でなく、更に高
活性のCO除去触媒が望まれていた。触媒中のハロゲン
を取り除く方法としては、通常水素による還元除去法や
酸素含有ガスによる酸化除去法が用いられる。しかしな
がら、上記水素による還元除去法においては、ハロゲン
を完全に取り除くためには、高温での操作が必要であ
り、その結果、ルテニウム系触媒の場合、ルテニウムの
シンタリングを招くおそれがある。また、酸化含有ガス
による酸化除去法においても、ルテニウム系触媒の場合
はルテニウムのシンタリングが起こりやすいなどの問題
がある。
However, in the case of the above-mentioned noble metal catalyst such as ruthenium, when preparing the catalyst,
Usually, a halide or a compound containing a halogen is often used as a raw material. While such a halogen-containing compound is easily soluble in water and easily supported,
Halogen remains in the catalyst even after the production of the catalyst, which has a disadvantage that it causes corrosion of metal members such as peripheral devices and piping systems. Further, when the above ruthenium-based catalyst in which halogen remains is used as a catalyst for removing CO from a hydrogen-containing gas, its catalytic activity is not practically sufficient, and a catalyst having a higher activity has been desired. As a method for removing the halogen in the catalyst, a reduction removal method using hydrogen or an oxidation removal method using an oxygen-containing gas is generally used. However, in the above-described reduction and removal method using hydrogen, an operation at a high temperature is required to completely remove halogen. As a result, in the case of a ruthenium-based catalyst, ruthenium sintering may be caused. Also, in the oxidation removal method using an oxidation-containing gas, there is a problem that ruthenium sintering easily occurs in the case of a ruthenium-based catalyst.

【0006】一方、アルカリ剤によるルテニウム系触媒
中のハロゲンの除去方法が開示されている(特開平10
−29803号公報)。この方法においては、アルカリ
剤として、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物、
水酸化物、炭酸塩、アンモニア、アミン類などの有機塩
基、塩基型イオン交換樹脂などを用いて、例えば担体に
ルテニウムを担持したのち、あるいは担体にルテニウム
を担持したものを水素などにより還元処理したのちに脱
ハロゲン処理が行われる。しかしながら、この方法は洗
浄処理などの後工程が必要であり、操作が煩雑であるな
どの問題を有している。本発明は、このような状況下
で、チタニア−アルミナ担体にルテニウム成分が担持さ
れ、かつハロゲンの含有量が少なく、触媒活性が向上し
てなる、水素含有ガス中のCOを選択的に酸化除去する
CO除去触媒を簡単な手段で効率よく製造する方法を提
供することを目的とするものである。
On the other hand, a method for removing halogen from a ruthenium-based catalyst by using an alkali agent has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 10-1998).
-29803). In this method, as an alkali agent, an oxide of an alkali metal or an alkaline earth metal,
Hydroxide, carbonate, ammonia, organic bases such as amines, base-type ion exchange resins, etc., for example, after supporting ruthenium on a carrier, or reducing ruthenium on a carrier with hydrogen, etc. Thereafter, a dehalogenation treatment is performed. However, this method requires a post-process such as a washing process, and has a problem that the operation is complicated. Under such circumstances, the present invention selectively oxidizes and removes CO in a hydrogen-containing gas in which a ruthenium component is supported on a titania-alumina carrier, the content of halogen is small, and the catalytic activity is improved. It is an object of the present invention to provide a method for efficiently producing a CO removal catalyst by simple means.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ルテニウム成
分を担体に担持したのち、このものを水蒸気存在下にお
いて熱処理することにより、その目的を達成し得ること
を見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成するに
至った。すなわち、本発明は、チタニア−アルミナ担体
にルテニウム成分を担持してなるCO除去触媒を製造す
るに当たり、ルテニウム成分を担体に担持したのち、こ
れを水蒸気存在下において熱処理することを特徴とする
CO除去触媒の製造方法を提供するものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, after supporting a ruthenium component on a carrier, heat-treating the ruthenium component in the presence of steam, It has been found that the purpose can be achieved. The present invention has been completed based on such findings. That is, the present invention provides a CO removal catalyst in which a ruthenium component is supported on a titania-alumina carrier.In this case, the ruthenium component is supported on a carrier and then heat-treated in the presence of water vapor. It is intended to provide a method for producing a catalyst.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を更に詳細に説明
する。本発明の製造方法により得られる触媒は、チタニ
ア−アルミナ担体にルテニウム成分を担持してなる、水
素含有ガス中のCOを選択的に酸化除去する触媒であ
る。上記触媒におけるチタニア−アルミナ担体として
は、特に制限はなく、従来各種触媒におけるチタニア−
アルミナ担体として慣用されているものの中から任意の
ものを適宜選択して用いることができる。また、この担
体の形状としては、球状や柱状などの粒状、ハニカムな
どの異形状のものなど、いずれも用いることができる
が、通常粒状のものが好適に用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The catalyst obtained by the production method of the present invention is a catalyst obtained by supporting a ruthenium component on a titania-alumina carrier and selectively oxidizing and removing CO in a hydrogen-containing gas. There is no particular limitation on the titania-alumina carrier in the above catalyst, and the titania
Any one of those commonly used as alumina carriers can be appropriately selected and used. As the shape of the carrier, any shape such as a spherical shape or a columnar shape, or a different shape such as a honeycomb can be used, but a granular shape is preferably used.

【0009】上記担体上に担持させる金属成分として
は、ルテニウム成分が必須である。ルテニウム源として
は、例えば、RuCl3 、RuCl4 等の塩化ルテニウ
ム、RuCl3 ・nH2 O、Ru2 (OH)2 Cl4
7NH3 ・3H2 O、K2 (RuCl5 (H2 O))、
(NH4 2 (RuCl5 (H2 O))、K2 (RuC
5 (NO))、RuBr3 ・nH2 O、Na2 RuO
4 、Ru(NO)(NO 3 3 、(Ru3 O(OAc)
6 (H2 O)3 )OAc・nH2 O、K4 (Ru(C
N)6 )・nH2 O、K2 (Ru(NO2 4 (OH)
(NO))、(Ru(NH3 6 )Cl3 、(Ru(N
3 6 )Br3 、(Ru(NH3 6 )Cl2 、(R
u(NH3 6 )Br2 、(Ru3 2 (NH3 14
Cl6 ・H2O、(Ru(NO)(NH3 5 )C
3 、(Ru(OH)(NO)(NH3 4 )(N
3 2 、RuCl2 (PPh3 3 、RuCl2 (P
Ph3 4 、(RuClH(PPh3 3 )・C
7 8 、RuH2 (PPh3 4 、RuClH(CO)
(PPh3 3 、RuH2 (CO)(PPh3 3
(RuCl2 (cod))n 、Ru(CO)12、Ru
(acac)3 、(Ru(HCOO)(CO)2 )n 、
Ru2 4 (p−cymene)2 などのルテニウム塩
が用いられ、これらを水、エタノール等に溶解させて得
られる触媒調製液を用いてルテニウム成分を担体に担持
することができる。上記ルテニウム塩のうち、好ましく
は、取扱い上の点でRuCl3 、RuCl3 ・nH2
等の塩化ルテニウムが用いられる。
[0009] As a metal component supported on the carrier,
Requires a ruthenium component. Ruthenium source
Is, for example, RuClThree, RuClFourRuthenium chloride, etc.
, RuClThree・ NHTwoO, RuTwo(OH)TwoClFour
7NHThree・ 3HTwoO, KTwo(RuClFive(HTwoO)),
(NHFour)Two(RuClFive(HTwoO)), KTwo(RuC
lFive(NO)), RuBrThree・ NHTwoO, NaTwoRuO
Four, Ru (NO) (NO Three)Three, (RuThreeO (OAc)
6(HTwoO)Three) OAc ・ nHTwoO, KFour(Ru (C
N)6) · NHTwoO, KTwo(Ru (NOTwo)Four(OH)
(NO)), (Ru (NH)Three)6) ClThree, (Ru (N
HThree)6) BrThree, (Ru (NHThree)6) ClTwo, (R
u (NHThree)6) BrTwo, (RuThreeOTwo(NHThree)14)
Cl6・ HTwoO, (Ru (NO) (NHThree)Five) C
lThree, (Ru (OH) (NO) (NHThree) Four) (N
OThree)Two, RuClTwo(PPhThree)Three, RuClTwo(P
PhThree)Four, (RuClH (PPhThree)Three) ・ C
7H8, RuHTwo(PPhThree)Four, RuClH (CO)
(PPhThree)Three, RuHTwo(CO) (PPhThree)Three,
(RuClTwo(Cod)) n, Ru (CO)12, Ru
(Acac)Three, (Ru (HCOO) (CO)Two) N,
RuTwoIFour(P-cymene)TwoRuthenium salts such as
These are dissolved in water, ethanol, etc.
Ruthenium component on a carrier using the prepared catalyst preparation solution
can do. Of the above ruthenium salts, preferred
Is RuCl in terms of handling.Three, RuClThree・ NHTwoO
Ruthenium chloride is used.

【0010】ルテニウム成分のチタニア−アルミナ担体
への担持は、該触媒調製液を用いて、通常の含侵法、共
沈法、競争吸着法などにより行うことができる。この
際、処理条件は、各種方法に応じて適宜選定すればよい
が、通常、室温乃至90℃の温度で1分乃至10時間、
担体を触媒調製液と接触させればよい。ルテニウム成分
の担持量は特に制限はないが、通常、チタニア−アルミ
ナ担体に対してRuとして0.05〜10重量%が好ま
しく、特に0.3〜3重量%の範囲が最適である。この
ルテニウムの含有量が0.05重量%より少ないと、C
Oの選択的酸化活性が不十分となる恐れがあり、一方、
10重量%を超えるとルテニウム成分の使用量が必要以
上に過剰になり触媒コストが大きくなる。本発明におい
ては、CO除去触媒に上記ルテニウム成分とともに担持
成分としてアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属成
分を用いることが好ましい。アルカリ金属成分として
は、カリウム、ナトリウム、リチウム、セシウム、又は
ルビジウムが好適に用いられる。これらは単独で用いる
こともできるが、二種以上を組み合わせて使用すること
もできる。
The loading of the ruthenium component on the titania-alumina carrier can be carried out using the catalyst preparation liquid by a usual impregnation method, coprecipitation method, competitive adsorption method or the like. At this time, the treatment conditions may be appropriately selected according to various methods, and are usually at room temperature to 90 ° C. for 1 minute to 10 hours.
What is necessary is just to contact a support with a catalyst preparation liquid. The loading amount of the ruthenium component is not particularly limited, but usually, Ru is preferably 0.05 to 10% by weight relative to the titania-alumina carrier, and most preferably 0.3 to 3% by weight. If the ruthenium content is less than 0.05% by weight, C
The selective oxidation activity of O may be insufficient, while
If it exceeds 10% by weight, the amount of the ruthenium component used becomes excessively large, and the cost of the catalyst increases. In the present invention, it is preferable to use an alkali metal and / or alkaline earth metal component as a carrier component together with the ruthenium component in the CO removal catalyst. As the alkali metal component, potassium, sodium, lithium, cesium, or rubidium is preferably used. These can be used alone or in combination of two or more.

【0011】アルカリ金属源としては、K2 1016
KBr、KBrO3 、KCN、K2CO3 、KCl、K
ClO3 、KClO4 、KF、KHCO3 、KHF2
KH 2 PO4 、KH5 (PO4 2 、KHSO4 、K
I、KIO3 、KIO4 、K42 9 、KN3 、KN
2 、KNO3 、KOH、KPF6 、K3 PO4 、KS
CN、K2 SO3 、K2 SO4 、K2 2 3 、K2
2 5 、K2 2 6 、K2 2 8 、K(CH3 CO
O)等のK塩;CsCl、CsClO3 、CsCl
4 、CsHCO3 、CsI、CsNO3 、Cs2 SO
4 、Cs(CH3 COO)、Cs2 CO3 、CsF等の
Cs塩;Rb2 1016、RbBr、RbBrO3 、R
bCl、RbClO3 、PbClO4 、RbI、RbN
3 、Rb2 SO4 、Rb(CH3 COO)2 、Rb2
CO3 等のRb塩;Na2 4 7 、NaB1016、N
aBr、NaBrO3 、NaCN、Na2 CO3 、Na
Cl、NaClO、NaClO3 、NaClO4 、Na
F、NaHCO3 、NaHPO3、Na2 HPO3 、N
2 HPO4 、NaH2 PO4 、Na3 HP2 6 、N
2 2 2 7 、NaI、NaIO3 、NaIO4
NaN3 、NaNO2 、NaNO3 、NaOH、Na2
PO3 、Na3 PO4 、Na4 2 7 、Na2 S、N
aSCN、Na2 SO3 、Na2 SO4 、Na2 2
5 、Na2 2 6、Na(CH3 COO)等のNa
塩;LiBO2 、Li2 4 7 、LiBr、LiBr
3 、Li2 CO3 、LiCl、LiClO3 、LiC
lO4 、LiHCO3 、Li2 HPO3 、LiI、Li
3 、LiNH4 SO4 、LiNO2 、LiNO3 、L
iOH、LiSCN、Li2 SO4 、Li3 VO4 等の
Li塩が用いられ、これらを水、エタノール等に溶解さ
せて得られる触媒調製液を用いて上記アルカリ金属成分
を担体に担持することができる。
As the alkali metal source, KTwoBTenO16,
KBr, KBrOThree, KCN, KTwoCOThree, KCl, K
ClOThree, KCLOFour, KF, KHCOThree, KHFTwo,
KH TwoPOFour, KHFive(POFour)Two, KHSOFour, K
I, KIOThree, KIOFour, KFourITwoO9, KNThree, KN
OTwo, KNOThree, KOH, KPF6, KThreePOFour, KS
CN, KTwoSOThree, KTwoSOFour, KTwoSTwoOThree, KTwoS
TwoOFive, KTwoSTwoO6, KTwoSTwoO8, K (CHThreeCO
K) salts such as O); CsCl, CsClOThree, CsCl
OFour, CsHCOThree, CsI, CsNOThree, CsTwoSO
Four, Cs (CHThreeCOO), CsTwoCOThree, CsF etc.
Cs salt; RbTwoBTenO16, RbBr, RbBrOThree, R
bCl, RbClOThree, PbCLOFour, RbI, RbN
OThree, RbTwoSOFour, Rb (CHThreeCOO)Two, RbTwo
COThreeRb salt; NaTwoBFourO7, NaBTenO16, N
aBr, NaBrOThree, NaCN, NaTwoCOThree, Na
Cl, NaClO, NaClOThree, NaClOFour, Na
F, NaHCOThree, NaHPOThree, NaTwoHPOThree, N
aTwoHPOFour, NaHTwoPOFour, NaThreeHPTwo06, N
a TwoHTwoPTwoO7, NaI, NaIOThree, NaIOFour,
NaNThree, NaNOTwo, NaNOThree, NaOH, NaTwo
POThree, NaThreePOFour, NaFourPTwoO7, NaTwoS, N
aSCN, NaTwoSOThree, NaTwoSOFour, NaTwoSTwoO
Five, NaTwoSTwoO6, Na (CHThreeNa such as COO)
Salt; LiBOTwo, LiTwoBFourO7, LiBr, LiBr
OThree, LiTwoCOThree, LiCl, LiClOThree, LiC
10Four, LiHCOThree, LiTwoHPOThree, LiI, Li
NThree, LiNHFourSOFour, LiNOTwo, LiNOThree, L
iOH, LiSCN, LiTwoSOFour, LiThreeVOFourEtc.
Li salts are used and these are dissolved in water, ethanol, etc.
The above alkali metal component using the catalyst preparation solution obtained by
Can be carried on a carrier.

【0012】また、アルカリ土類金属成分としては、バ
リウム、カルシウム、マグネシウムおよびストロンチウ
ムが好適に用いられる。これらは単独で用いることもで
きるが、二種以上を組み合わせて使用することもでき
る。アルカリ土類金属源としては、BaBr2 、Ba
(BrO3 2 、BaCl2、Ba(ClO2 2 、B
a(ClO3 2 、Ba(ClO4 2 、BaI2 、B
a(N3 2 、Ba(NO2 2 、Ba(NO3 2
Ba(OH)2 、BaS、BaS2 6 、BaS
4 6 、Ba(SO3 NH2 2 等のBa塩;CaBr
2 、CaI2 、CaCl2 、Ca(ClO3 2 、Ca
(IO3 2 、Ca(NO2 2 、Ca(NO3 2
CaSO4 、CaS2 3 、CaS2 6 、Ca(SO
3 NH2 2 、Ca(CH3 COO)2 、Ca(H2
4 2 等のCa塩;MgBr2 、MgCO3 、MgC
2 、Mg(ClO3 2 、MgI2 、Mg(IO3
2 、Mg(NO2 2 、Mg(NO3 2 、MgS
3 、MgSO4 、MgS2 6 、Mg(CH3 CO
O)2 、Mg(OH)2 、Mg(ClO 4 2 等のMg
塩;SrBr2 、SrCl2 、SrI2 、Sr(N
3 2 、SrO、SrS2 3 、SrS2 6 、Sr
4 6 、Sr(CH3 COO)2 、Sr(OH)2
のSr塩が用いられ、これらを水、エタノール等に溶解
させて得られる触媒調製液を用いて、アルカリ土類金属
成分を担体に担持することができる。
The alkaline earth metal component includes
Lium, calcium, magnesium and strontium
Is preferably used. These can be used alone
Can be used in combination of two or more
You. BaBr is used as an alkaline earth metal source.Two, Ba
(BrOThree)Two, BaClTwo, Ba (ClOTwo)Two, B
a (CLOThree)Two, Ba (ClOFour)Two, BaITwo, B
a (NThree)Two, Ba (NOTwo)Two, Ba (NOThree)Two,
Ba (OH)Two, BaS, BaSTwoO6, BaS
FourO6, Ba (SOThreeNHTwo)TwoSuch as Ba salt; CaBr
Two, CaITwo, CaClTwo, Ca (ClOThree)Two, Ca
(IOThree)Two, Ca (NOTwo)Two, Ca (NOThree)Two,
CaSOFour, CaSTwoOThree, CaSTwoO6, Ca (SO
ThreeNHTwo)Two, Ca (CHThreeCOO)Two, Ca (HTwoP
OFour)TwoCa salt, etc .; MgBrTwo, MgCOThree, MgC
lTwo, Mg (ClOThree)Two, MgITwo, Mg (IOThree)
Two, Mg (NOTwo)Two, Mg (NOThree)Two, MgS
OThree, MgSOFour, MgSTwoO6, Mg (CHThreeCO
O)Two, Mg (OH)Two, Mg (ClO Four)TwoMg such as
Salt; SrBrTwo, SrClTwo, SrITwo, Sr (N
OThree)Two, SrO, SrSTwoOThree, SrSTwoO6, Sr
SFourO6, Sr (CHThreeCOO)Two, Sr (OH)Twoetc
Are used, and these are dissolved in water, ethanol, etc.
Alkaline earth metals using the catalyst preparation solution
The components can be supported on a carrier.

【0013】アルカリ金属成分、アルカリ土類金属成分
は、上記触媒調製液を用いて、通常の含侵法、共沈法、
競争吸着法により担体に担持することができる。この
際、処理条件としは、各種方法に応じて適宜選定すれば
よいが、通常、室温乃至90℃の温度で1分〜10時
間、担体を触媒調製液と接触させることで行うことがで
きる。アルカリ金属、アルカリ土類金属の担持量は特に
制限はないが、各々、通常、チタニア−アルミナ担体に
対して金属として0.01〜10重量%が好ましく、特
に0.03〜3重量%の範囲が最適である。これらの金
属の含有量が0.01重量%より少ないと、COの選択
的酸化活性が十分に発揮されない恐れがあり、一方、1
0重量%を超えるとCOの選択的酸化活性が不十分とな
る場合があるとともに、金属の使用量が必要以上に過剰
になり触媒コストが大きくなる。なお、ルテニウム、ア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属の担持はいかなる順
序で行ってもよいし、同時に行いうる場合には同時に行
ってもよい。
The alkali metal component and the alkaline earth metal component can be prepared by the usual impregnation method, coprecipitation method,
It can be supported on a carrier by a competitive adsorption method. At this time, the treatment conditions may be appropriately selected according to various methods, but usually, the treatment can be performed by bringing the carrier into contact with the catalyst preparation solution at a temperature of room temperature to 90 ° C. for 1 minute to 10 hours. The loading amounts of the alkali metal and the alkaline earth metal are not particularly limited, but each is usually preferably 0.01 to 10% by weight as a metal with respect to the titania-alumina carrier, and particularly preferably in the range of 0.03 to 3% by weight. Is optimal. If the content of these metals is less than 0.01% by weight, the selective oxidation activity of CO may not be sufficiently exhibited.
If the content exceeds 0% by weight, the selective oxidation activity of CO may be insufficient, and the amount of metal used may be unnecessarily excessive to increase the catalyst cost. The loading of ruthenium, alkali metal and alkaline earth metal may be carried out in any order, and if they can be carried out simultaneously, they may be carried out simultaneously.

【0014】チタニア−アルミナ担体に上記ルテニウ
ム、アルカリ金属、アルカリ土類金属を担持した後、乾
燥を行う。乾燥は、50〜200℃程度の温度で減圧下
あるいは不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましいが、例
えば自然乾燥、蒸発乾固法、ロータリーエバポレーター
もしくは送風乾燥機による乾燥等を行うことができる。
なお、本発明に係る触媒は、たとえば触媒そのものを押
出成形等により成形してもよいし、ハニカムやリング状
などの基体に触媒を付着させる方法でもよく、その方法
については特に限定されない。
After the above ruthenium, alkali metal and alkaline earth metal are supported on the titania-alumina carrier, drying is performed. Drying is preferably performed at a temperature of about 50 to 200 ° C. under reduced pressure or in an inert gas atmosphere. For example, natural drying, evaporation to dryness, drying using a rotary evaporator or a blow dryer can be performed.
The catalyst according to the present invention may be formed, for example, by extruding the catalyst itself or by a method of attaching the catalyst to a substrate such as a honeycomb or a ring. The method is not particularly limited.

【0015】本発明の方法においては、このようにして
チタニア−アルミナ担体に、ルテニウム成分と、必要に
応じてアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属成分を
担持してなるものを、触媒中のハロゲン含有量を減少さ
せる目的で、水蒸気存在下において熱処理を行う。上記
熱処理は200〜800℃の温度において15分ないし
12時間行うことが好ましい。熱処理温度が200℃未
満では触媒中のハロゲン含有量の低減効果が充分に発揮
されないおそれがあり、一方800℃を超えるとルテニ
ウムがシンタリングを起こしやすくなる。これらの理由
から、より好ましい熱処理温度は300〜600℃の範
囲である。上記範囲の温度において熱処理時間が15分
未満では触媒中のハロゲン含有量の低減効果が充分に発
揮されないおそれがあり、一方12時間を超えると処理
時間の割には脱ハロゲン効果の向上がみられず、かつ処
理時間が長すぎて実用的でない。これらの理由から、よ
り好ましい処理時間は30分ないし5時間である。
In the method of the present invention, the support obtained by supporting the ruthenium component and, if necessary, the alkali metal and / or alkaline earth metal components on the titania-alumina support is converted into a halogen in the catalyst. Heat treatment is performed in the presence of water vapor in order to reduce the content. The heat treatment is preferably performed at a temperature of 200 to 800 ° C. for 15 minutes to 12 hours. If the heat treatment temperature is less than 200 ° C., the effect of reducing the halogen content in the catalyst may not be sufficiently exhibited, while if it exceeds 800 ° C., ruthenium tends to cause sintering. For these reasons, a more preferred heat treatment temperature is in the range of 300 to 600C. When the heat treatment time is less than 15 minutes at the temperature in the above range, the effect of reducing the halogen content in the catalyst may not be sufficiently exerted. On the other hand, when the heat treatment time exceeds 12 hours, the dehalogenation effect is improved for the treatment time. And the processing time is too long to be practical. For these reasons, a more preferred treatment time is between 30 minutes and 5 hours.

【0016】本発明においては、熱処理を水蒸気のみの
存在下で行ってもよく、また、水蒸気と共に酸素、窒
素、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素の中から選ばれる
少なくとも一種のガスの存在下に行ってもよい。この場
合、脱ハロゲン効果の点から、水蒸気濃度は10体積%
以上、好ましくは10〜100体積%であるのが好まし
い。本発明においては、このような水蒸気存在下におけ
る熱処理によって、触媒中のハロゲン含有量を0.2重
量%以下、更には0.1重量%以下にすることができる。
触媒中のハロゲン含有量が0.2重量%より多い場合、
触媒活性が不充分となり、水素含有ガス中のCOを充分
に除去することができにくい。また、周辺機器や配管系
などの金属部材の腐食の原因となる。次に、本発明の製
造方法により得られた触媒を用いて水素を主成分とする
ガス中の一酸化炭素を酸素により酸化・除去し、一酸化
炭素の低減された水素含有ガスを製造する方法について
説明する。
In the present invention, the heat treatment may be performed in the presence of steam alone, or in the presence of at least one gas selected from oxygen, nitrogen, hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide together with steam. May go. In this case, from the viewpoint of the dehalogenation effect, the water vapor concentration is 10% by volume.
As described above, the content is preferably 10 to 100% by volume. In the present invention, such a heat treatment in the presence of steam can reduce the halogen content in the catalyst to 0.2% by weight or less, and more preferably 0.1% by weight or less.
When the halogen content in the catalyst is more than 0.2% by weight,
The catalyst activity becomes insufficient, and it is difficult to sufficiently remove CO in the hydrogen-containing gas. In addition, it causes corrosion of metal members such as peripheral devices and piping systems. Next, a method for producing a hydrogen-containing gas with reduced carbon monoxide by oxidizing and removing carbon monoxide in a gas containing hydrogen as a main component using oxygen using a catalyst obtained by the production method of the present invention. Will be described.

【0017】前述のようにして得られた触媒は、一般に
使用前に水素により還元処理する。この還元処理は、通
常、水素気流下、250〜600℃、好ましくは380
〜550℃の温度で、1〜5時間、好ましくは1〜2時
間行う。このようにして得られる触媒により、水素を主
成分とし、かつ少なくともCOを含有する水素含有ガス
に酸素を添加して、COの酸素による選択的酸化反応を
行う。このCO除去触媒は、水素製造用原料を改質また
は部分酸化することによって得られる水素を主成分とす
るガス(以下、改質ガス等と称す)中のCOを選択的に
除去するのに好適に利用され、燃料電池用水素含有ガス
の製造に利用される。
The catalyst obtained as described above is generally reduced with hydrogen before use. This reduction treatment is usually performed at 250 to 600 ° C., preferably 380
The reaction is performed at a temperature of 5550 ° C. for 1 to 5 hours, preferably for 1 to 2 hours. With the catalyst obtained in this manner, oxygen is added to a hydrogen-containing gas containing hydrogen as a main component and containing at least CO to perform a selective oxidation reaction of CO with oxygen. The CO removal catalyst is suitable for selectively removing CO in a gas containing hydrogen as a main component (hereinafter, referred to as a reformed gas or the like) obtained by reforming or partially oxidizing a raw material for hydrogen production. It is used for the production of hydrogen-containing gas for fuel cells.

【0018】1.水素製造用原料の改質または部分酸化
工程 前記水素を主成分とする改質ガス等を得るための工程
は、以下に示すように、従来の水素製造工程、特に燃料
電池システムにおける水素製造工程において従来実施あ
るいは提案されている方法など任意の方法によって行う
ことができる。したがって、予め改質装置等を備えた燃
料電池システムにおいては、それをそのまま利用して改
質ガス等を調製してもよい。水素製造用原料とは、水蒸
気改質や部分酸化により水素に富んだガスを製造できる
炭化水素類、すなわちメタン、エタン、プロパン、ブタ
ン等の炭化水素、あるいは天然ガス(LNG)、ナフ
サ、ガソリン、灯油、軽油、重油、アスファルト等の炭
化水素系原料、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等のアルコール類、蟻酸メチル、メチル
ターシャリーブチルエーテル、ジメチルエーテルなどの
含酸素化合物、更には、各種の都市ガス、LPG、合成
ガス、石炭などがあげられる。これらのうち、どのよう
な水素製造用原料を用いるかは、燃料電池システムの規
模や原料の供給事情などの諸条件を考慮して定めればよ
いが、通常は、メタノール、メタン、LNG、プロパ
ン、LPG、ナフサ、ガソリン、灯油、低級飽和炭化水
素、都市ガスなどが好適に使用される。
1. Reforming or Partial Oxidation Step of Hydrogen Production Raw Material The step for obtaining a reformed gas or the like containing hydrogen as a main component is performed in a conventional hydrogen production step, particularly in a hydrogen production step in a fuel cell system, as shown below. Any method such as a conventionally practiced or proposed method can be used. Therefore, in a fuel cell system provided with a reformer or the like in advance, a reformed gas or the like may be prepared by using the reformer as it is. Hydrogen production raw materials are hydrocarbons that can produce gas rich in hydrogen by steam reforming or partial oxidation, that is, hydrocarbons such as methane, ethane, propane, and butane, or natural gas (LNG), naphtha, gasoline, Hydrocarbon materials such as kerosene, light oil, heavy oil and asphalt; alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; oxygenated compounds such as methyl formate, methyl tertiary butyl ether and dimethyl ether; and various city gases and LPG , Synthesis gas, coal and the like. Among these, what kind of raw material for hydrogen production is used may be determined in consideration of various conditions such as the scale of the fuel cell system and the circumstances of supply of the raw material, but usually, methanol, methane, LNG, propane, etc. , LPG, naphtha, gasoline, kerosene, lower saturated hydrocarbons, city gas and the like are preferably used.

【0019】また一般に、これらの原料炭化水素中に硫
黄分が存在する場合は、脱硫工程を通して、通常、硫黄
分が1ppm以下、好ましくは0.1ppm程度以下にな
るまで脱硫を行うことが好ましい。原料炭化水素中の硫
黄分が1ppmより多くなると、改質触媒が失活する原
因となることがある。脱硫方法は特に限定されないが、
水添脱硫,吸着脱硫などを適宜用いることができる。改
質または部分酸化に属する技術(以下、改質反応等とい
う。)としては、水蒸気改質をはじめ部分酸化、水蒸気
改質と部分酸化の複合化したもの、オートサーマル改
質、その他の改質反応などを挙げることができる。通
常、改質反応等としては、水蒸気改質(スチームリホー
ミング)が最も一般的であるが、原料によっては、部分
酸化やその他の改質反応(例えば、熱分解等の熱改質反
応、接触分解やシフト反応等の各種接触改質反応など)
も適宜適用することができる。その際、異なる種類の改
質反応を適宜組み合わせて利用してもよい。
In general, when a sulfur content is present in these raw material hydrocarbons, it is preferable to perform desulfurization through the desulfurization step until the sulfur content is generally 1 ppm or less, preferably about 0.1 ppm or less. When the sulfur content in the raw material hydrocarbon is more than 1 ppm, it may cause the reforming catalyst to be deactivated. The desulfurization method is not particularly limited,
Hydrodesulfurization, adsorption desulfurization and the like can be used as appropriate. Technologies belonging to reforming or partial oxidation (hereinafter referred to as reforming reaction, etc.) include steam reforming, partial oxidation, combined steam reforming and partial oxidation, autothermal reforming, and other reforming. And the like. Usually, steam reforming (steam reforming) is the most common reforming reaction, but depending on the raw material, partial oxidation or other reforming reactions (for example, thermal reforming reaction such as thermal decomposition, contact reforming) Various catalytic reforming reactions such as decomposition and shift reactions)
Can also be applied as appropriate. At this time, different types of reforming reactions may be used in appropriate combination.

【0020】以下、代表的な改質反応として水蒸気改質
を中心に説明する。このような改質反応は、一般に、水
素の収率ができるだけ大きくなるように、触媒や反応条
件等を選定するが、COの副生を完全に抑制することは
困難であり、たとえシフト反応を利用しても改質ガス中
のCO濃度の低減には限界がある。実際、灯油等の炭化
水素の水蒸気改質反応については、水素の得率及びCO
の副生の抑制のために、次の式(2)あるいは式
(3): CH4 + 2H2 O → 4H2 + CO2 (2) Cn Hm + 2nH2 O →(2n+m/2)H2 +nCO2 (3) で表される反応ができるだけ選択性よく起こるように諸
条件を選定するのが好ましい。
Hereinafter, steam reforming will be mainly described as a typical reforming reaction. In such a reforming reaction, catalysts and reaction conditions are generally selected so that the yield of hydrogen is as large as possible. However, it is difficult to completely suppress CO by-products. Even if it is used, there is a limit to the reduction of the CO concentration in the reformed gas. In fact, for the steam reforming reaction of hydrocarbons such as kerosene, the hydrogen yield and CO
The following formula (2) or formula (3) is used to suppress the by-product of: CH 4 + 2H 2 O → 4H 2 + CO 2 (2) Cn Hm + 2nH 2 O → (2n + m / 2) H 2 It is preferable to select various conditions so that the reaction represented by + nCO 2 (3) occurs with as high selectivity as possible.

【0021】更に、COを前記(1)式で表されるシフ
ト反応を利用して変性改質してもよい。しかし、このシ
フト反応は平衡反応であるのでかなりの濃度のCOが残
存する。したがって、こうした反応による改質ガス等中
には、通常、多量の水素の他にCO2 や未反応の水蒸気
等と若干のCOが含まれることになる。前記改質反応に
有効な触媒としては、原料の種類や反応の種類あるいは
反応条件等に応じて多種多様なものが知られている。そ
の中のいくつかを具体的に例示すると、炭化水素類の接
触改質反応や部分酸化に有効な触媒として、例えば、担
持Ru系触媒、担持Pt系触媒、担持Ni系触媒などを
挙げることができる。改質反応の条件は、用いる原料、
改質反応、触媒、反応装置の種類あるいは反応方式等の
条件によって異なるので適宜定めればよい。いずれにし
ても、原料の転化率を十分に(好ましくは100%ある
いは100%近くまで)大きくし、かつ、水素の得率が
できるだけ大きくなるように諸条件を選定するのが望ま
しい。また、必要に応じて、未反応の炭化水素やアルコ
ール等を分離しリサイクルする方式を採用してもよい。
また、必要に応じて、生成したあるいは未反応のCO2
や水分等を適宜除去してもよい。
Further, CO may be modified and modified by utilizing the shift reaction represented by the above formula (1). However, since this shift reaction is an equilibrium reaction, a considerable concentration of CO remains. Therefore, the reformed gas or the like resulting from such a reaction usually contains a large amount of hydrogen, CO 2 , unreacted water vapor, and a small amount of CO. A wide variety of catalysts are known as effective catalysts for the reforming reaction according to the type of raw materials, the type of reaction, the reaction conditions, and the like. Specific examples of some of them include catalysts effective for catalytic reforming reaction and partial oxidation of hydrocarbons, for example, supported Ru-based catalyst, supported Pt-based catalyst, supported Ni-based catalyst, and the like. it can. The conditions for the reforming reaction are:
Since it differs depending on conditions such as a reforming reaction, a catalyst, a type of a reaction apparatus, and a reaction method, it may be appropriately determined. In any case, it is desirable to select various conditions so that the conversion of the raw material is sufficiently increased (preferably to 100% or nearly 100%) and the yield of hydrogen is as large as possible. If necessary, a method of separating and recycling unreacted hydrocarbons and alcohols may be adopted.
Also, if necessary, the produced or unreacted CO 2
And moisture or the like may be removed as appropriate.

【0022】2.COの選択的酸化(転化)除去工程 水素を主成分とし少量のCOを含む原料ガス(改質ガス
等)に酸素を添加してCOを選択的に酸化(転化)して
CO2 とするものであり、水素の酸化は極力抑える必要
がある。また、原料ガス中に存在するCO2 のCOへの
転化反応(原料ガス中には水素が存在するので、逆シフ
ト反応が起こる可能性がある。)を抑えることも必要で
ある。本発明に係るCO除去触媒は、通常、還元状態で
使用されるので、還元状態に至っていない場合は水素に
よる還元処理を行っておくことが好ましい。本発明に係
る触媒を使用することにより、CO2 含有量の低い原料
ガスに対してCOの選択的酸化除去に良好な成績を示す
ことは勿論、CO2 含有量が多い条件でも良好な成績が
得られる。通常、燃料電池システムにおける一般的なC
2 濃度は、上流側の水素製造用原料種、改質反応条
件、シフト反応条件等に依存し、通常5〜40体積%程
度である。
2. Selective oxidation (conversion) removal process of CO A process in which oxygen is added to a raw material gas (reformed gas, etc.) containing hydrogen as a main component and a small amount of CO to selectively oxidize (convert) CO to CO 2. Therefore, it is necessary to suppress oxidation of hydrogen as much as possible. It is also necessary to suppress the conversion reaction of CO 2 present in the raw material gas into CO (there is a possibility that a reverse shift reaction occurs because hydrogen is present in the raw material gas). Since the CO removal catalyst according to the present invention is usually used in a reduced state, it is preferable to perform a reduction treatment with hydrogen when the CO removal catalyst has not reached the reduced state. By using the catalyst according to the present invention, shows good results in CO selective oxidation removal for low feed gas of CO 2 content, of course, good results in CO 2 content is high condition can get. Usually, general C in a fuel cell system
The O 2 concentration depends on the species of the raw material for hydrogen production on the upstream side, the reforming reaction conditions, the shift reaction conditions, and the like, and is usually about 5 to 40% by volume.

【0023】一方、水蒸気改質等により得られる原料ガ
ス中には、通常、スチームが存在するが、原料ガス中の
スチーム濃度は低い方がよい。通常は、5〜30%程度
含まれておりこの程度であれば問題はない。また、本発
明に係る触媒を使用すると、CO濃度が低い(0.6体
積%以下)原料ガス中のCO濃度も有効に低減でき、C
O濃度が比較的高い(0.6〜2.0体積%)原料ガス
中のCO濃度も好適に低減することができる。本発明に
係る触媒を用いることにより、原料ガス中にCO2 が1
5%体積以上存在するような条件でも60〜300℃と
いう比較的高い温度を含む温度域においてCOの選択的
酸化除去を効率的に行うことができる。また、COの転
化除去反応は同時に起こる副反応の水素の酸化反応と同
様、発熱反応であり、そこで発熱した熱を回収して燃料
電池内で活用することは発電効率を向上させる上で効果
がある。
On the other hand, steam is usually present in the source gas obtained by steam reforming or the like, but the lower the steam concentration in the source gas, the better. Usually, it is contained in an amount of about 5 to 30%. Further, when the catalyst according to the present invention is used, the CO concentration in the raw material gas having a low CO concentration (0.6% by volume or less) can be effectively reduced, and the C concentration can be reduced.
The CO concentration in the source gas having a relatively high O concentration (0.6 to 2.0% by volume) can also be suitably reduced. By using the catalyst according to the present invention, CO 2 can be contained in the raw material gas.
Even under the condition where the volume is 5% or more, the selective oxidation and removal of CO can be efficiently performed in a temperature range including a relatively high temperature of 60 to 300 ° C. In addition, the CO conversion removal reaction is an exothermic reaction, as is the simultaneous oxidation of hydrogen, which is a side reaction, and recovering the generated heat and utilizing it in the fuel cell is effective in improving the power generation efficiency. is there.

【0024】改質ガス等に酸素ガスを添加する場合、通
常、純酸素(O2 )、空気あるいは酸素富化空気が好適
に使用される。該酸素ガスの添加量は、酸素/CO(モ
ル比)が好ましくは、0.5〜5、更に好ましくは1〜
4となるように調整するのが適当である。この比が小さ
いとCOの除去率が低くなり、大きいと水素の消費量が
多くなり過ぎて好ましくない。反応圧力は特に限定され
ないが、燃料電池の場合は通常、常圧乃至1MPa・
G、好ましくは常圧乃至0.5MPa・Gの圧力範囲で行
う。反応圧力をあまり高く設定すると、昇圧のための動
力をその分大きくする必要があるので経済的に不利にな
るし、特に、1MPa・Gを超えると高圧ガス取締法の
規制を受けるし、また、爆発限界が広がるので安全性が
低下するという問題も生じる。
When oxygen gas is added to the reformed gas or the like, usually, pure oxygen (O 2 ), air or oxygen-enriched air is suitably used. The added amount of the oxygen gas is preferably oxygen / CO (molar ratio) of 0.5 to 5, more preferably 1 to 5.
It is appropriate to adjust to be 4. If this ratio is small, the removal rate of CO is low, and if it is large, the consumption of hydrogen is too large, which is not preferable. The reaction pressure is not particularly limited, but in the case of a fuel cell, it is usually from normal pressure to 1 MPa.
G, preferably in a pressure range from normal pressure to 0.5 MPa · G. If the reaction pressure is set too high, the power for pressurization must be increased accordingly, which is economically disadvantageous. In particular, if it exceeds 1 MPa · G, it is subject to the regulations of the High Pressure Gas Control Law, As the explosion limit is widened, there is also the problem of reduced safety.

【0025】前記反応は、通常、60℃以上、好ましく
は、60〜300℃という非常に広い温度範囲で、CO
転化反応に対する選択性を安定的に維持しつつ、好適に
行うことができる。この反応温度が60℃未満では反応
速度が遅くなるので実用的なGHSV(ガス体積空間速
度)の範囲ではCOの除去率(転化率)が不十分となり
やすい。また、前記反応は、通常、GHSVを5000
〜100000hr-1の範囲に選定して行うのが好適で
ある。ここで、GHSVを小さくすると多量の触媒が必
要となり、一方、GHSVをあまり大きくするとCOの
除去率が低下する。このため、GHSVは、好ましく
は、6000〜60000hr-1の範囲に選定する。こ
のCOの転化除去の工程におけるCOの転化反応は発熱
反応であるため、反応により触媒層の温度が上昇する。
触媒層の温度が高くなりすぎると、通常、触媒のCO転
化除去の選択性が悪化する。このため、少量の触媒上で
あまり多くのCOを短時間で反応させることは好ましく
ない。その意味からもGHSVは小さすぎない方がよい
場合もある。
The reaction is usually carried out in a very wide temperature range of 60 ° C. or more, preferably 60 to 300 ° C.
The reaction can be suitably performed while stably maintaining the selectivity for the conversion reaction. If the reaction temperature is lower than 60 ° C., the reaction rate becomes slow, so that the CO removal rate (conversion rate) tends to be insufficient within a practical range of GHSV (gas volume space velocity). In addition, the above reaction is usually carried out at a GHSV of 5000
It is preferable to select a value within a range of 100000 hr -1 . Here, when the GHSV is reduced, a large amount of the catalyst is required. On the other hand, when the GHSV is excessively increased, the CO removal rate is reduced. For this reason, GHSV is preferably selected in the range of 6000 to 60,000 hr -1 . Since the CO conversion reaction in the CO conversion removal step is an exothermic reaction, the reaction raises the temperature of the catalyst layer.
If the temperature of the catalyst layer is too high, the selectivity of the catalyst for CO conversion removal usually deteriorates. For this reason, it is not preferable to react too much CO on a small amount of catalyst in a short time. In this sense, it is sometimes better not to make the GHSV too small.

【0026】このCOの転化除去に用いる反応装置とし
ては、特に制限はなく、上記の反応条件を満たせるもの
であれば各種の形式のものが適用可能であるが、この転
化反応は発熱反応であるので、温度制御を容易にするた
めに反応熱の除去性のよい反応装置もしくは反応器を用
いることが望ましい。具体的には、例えば、多管型、あ
るいは、プレートフィン型等の熱交換型の反応器が好適
に使用される。場合によっては、冷却媒体を触媒層内に
循環したり、触媒層の外側に冷却媒体を流通させたりす
る方法を採用することができる。
There is no particular limitation on the reactor used for the conversion and removal of CO, and various types can be applied as long as the above reaction conditions can be satisfied. However, this conversion is an exothermic reaction. Therefore, in order to facilitate temperature control, it is desirable to use a reaction apparatus or a reactor having good removability of reaction heat. Specifically, for example, a heat exchange type reactor such as a multitube type or a plate fin type is suitably used. Depending on the case, a method of circulating the cooling medium in the catalyst layer or circulating the cooling medium outside the catalyst layer can be adopted.

【0027】このようにして製造された水素含有ガス
は、上記のようにCO濃度が十分に低減されているので
燃料電池の白金電極触媒の被毒及び劣化を十分に低減す
ることができ、その寿命及び発電効率・発電性能を大幅
に向上することができる。また、このCOの転化反応に
より発生した熱を回収することも可能である。また、比
較的高濃度のCOを含む水素含有ガス中のCO濃度を十
分に低下することができる。燃料電池用の水素含有ガス
中のCO濃度は100重量ppm以下、好ましくは50
重量ppm以下、さらに好ましくは10重量ppm以下
であることが望ましいが、本発明の方法によれば広い反
応条件下でこれを達成することは十分可能である。この
ようにして得られた水素含有ガスは、各種のH2 燃焼型
燃料電池の燃料として好適に使用することができ、特
に、少なくとも燃料極(負極)の電極に白金(白金触
媒)を用いるタイプの各種のH2 燃焼型燃料電池(リン
酸型燃料電池、KOH型燃料電池、固体高分子型燃料電
池をはじめとする低温作動型燃料電池など)への供給燃
料として有利に利用することができる。
Since the hydrogen-containing gas thus produced has a sufficiently reduced CO concentration as described above, the poisoning and deterioration of the platinum electrode catalyst of the fuel cell can be sufficiently reduced. Lifetime, power generation efficiency and power generation performance can be greatly improved. It is also possible to recover the heat generated by the CO conversion reaction. Further, the CO concentration in the hydrogen-containing gas containing a relatively high concentration of CO can be sufficiently reduced. The CO concentration in the hydrogen-containing gas for the fuel cell is 100 ppm by weight or less, preferably 50 ppm by weight.
It is desirable that it be less than or equal to 10 ppm by weight, more preferably less than or equal to 10 ppm by weight, but it is quite possible according to the process of the present invention to achieve this under a wide range of reaction conditions. The hydrogen-containing gas thus obtained can be suitably used as a fuel for various types of H 2 -combustion fuel cells. In particular, a type using platinum (platinum catalyst) for at least the fuel electrode (negative electrode) is used. it can be advantageously utilized in various types of H 2 combustion fuel cell as the supply fuel (phosphoric acid fuel cell, KOH-type fuel cell, such as low temperature operation type fuel cell including a polymer electrolyte fuel cell) to .

【0028】[0028]

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに具体的
に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限
定されるものではない。なお、各例で得られた触媒中の
塩素含有量は、下記の方法により測定した。 <塩素濃度の測定>触媒を熱加水分解後、水で捕集した
塩素原子をイオンクロマトグラフィーにより分析した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the chlorine content in the catalyst obtained in each example was measured by the following method. <Measurement of chlorine concentration> After thermal hydrolysis of the catalyst, chlorine atoms collected with water were analyzed by ion chromatography.

【0029】比較例1 ルチル型チタニア粉末〔石原産業社製、商品名:CR−
EL〕160gと擬ベーマイトアルミナ粉末〔触媒化成
工業社製、商品名:Cataloid−AP〕59.7
gをビーカー中でよく混合したのち、混練機に投入し
た。そこにイオン交換水を加えて充分に混練したのち、
加熱し、押出し成形に適した硬さになるように水分量を
調整した。次いで、このものを押出成形機により直径約
2mmの円柱状に押出し成形した。次に、この成形体を
120℃で24時間加熱処理して乾燥したのち、500
℃で4時間焼成した。このものはTiO2 80重量%と
Al2 3 20重量%を含有していた。次に、この成形
体を5〜10mmの長さに揃えてチタニア−アルミナ担
体とし、これに下記の方法によりルテニウム及びカリウ
ムを担持した。塩化ルテニウム(Ru金属として38.
03重量%含有)0.263g及び硝酸カリウム0.0
26gを水2.0ミリリットルに溶解して含浸液を調製
した。次いで、この含浸液を上記チタニア−アルミナ担
体10gに含浸させたのち、60℃で加熱処理して乾燥
し、さらに空気中にて500℃で4時間焼成することに
より、触媒Aを得た。この触媒A中の塩素含有量は0.
38重量%であった。
Comparative Example 1 Rutile type titania powder [trade name: CR-, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.]
EL] 160 g and pseudo-boehmite alumina powder [manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Cataloid-AP] 59.7
g was mixed well in a beaker and then charged into a kneader. After adding ion-exchanged water and kneading thoroughly,
Heating was performed, and the amount of water was adjusted so as to have a hardness suitable for extrusion molding. Next, this was extruded into a cylindrical shape having a diameter of about 2 mm by an extruder. Next, after heating and drying this molded body at 120 ° C. for 24 hours,
Calcination was performed at 4 ° C. for 4 hours. It contained 80% by weight of TiO 2 and 20% by weight of Al 2 O 3 . Next, the molded body was adjusted to a length of 5 to 10 mm to form a titania-alumina carrier, on which ruthenium and potassium were supported by the following method. Ruthenium chloride (38.
0.263 g and potassium nitrate 0.0
26 g was dissolved in 2.0 ml of water to prepare an impregnating liquid. Next, 10 g of the above impregnated titania-alumina carrier was impregnated with the impregnated liquid, heated at 60 ° C., dried, and calcined in air at 500 ° C. for 4 hours to obtain a catalyst A. The chlorine content in this catalyst A was 0.1.
38% by weight.

【0030】実施例1 比較例1と同様にして、チタニア−アルミナ担体10g
に、塩化ルテニウムと硝酸カリウムを含む含浸液を含浸
させ、乾燥したものを、ロータリキルンに投入し、50
0℃で水を0.7ミリリットル/分(液体換算)で供給
し、水蒸気100%雰囲気で1時間、回転水蒸気処理を
行い、触媒Bを得た。この触媒B中の塩素含有量は0.
08重量%であった。 実施例2 実施例1において、水蒸気100%雰囲気で処理する代
わりに、水蒸気60体積%を含む空気を1.4リットル
/分で供給して500℃で1時間、回転水蒸気処理を行
い、触媒Cを得た。この触媒C中の塩素含有量は0.1
5重量%であった。
Example 1 In the same manner as in Comparative Example 1, 10 g of a titania-alumina carrier was used.
Is impregnated with an impregnating solution containing ruthenium chloride and potassium nitrate, and the dried product is put into a rotary kiln and
At 0 ° C., water was supplied at 0.7 ml / min (in terms of liquid), and rotary steam treatment was performed for 1 hour in a 100% steam atmosphere to obtain a catalyst B. The chlorine content in this catalyst B was 0.1.
08% by weight. Example 2 In Example 1, instead of treating in a 100% steam atmosphere, air containing 60% by volume of steam was supplied at a rate of 1.4 liter / minute, and a rotary steam treatment was performed at 500 ° C. for 1 hour to obtain a catalyst C. I got The chlorine content in this catalyst C was 0.1
It was 5% by weight.

【0031】実施例3 比較例1で得られた触媒A1gを反応器に充填し、50
0℃で水素ガスを148ミリリットル/分で流しなが
ら、水を0.03ミリリットル/分(液体換算)で供給
し、15分間水蒸気処理を行い、触媒Dを得た。この触
媒D中の塩素含有量は0.12重量%であった。なお、
この触媒は後述の性能評価において、水素還元処理は行
なわなかった。
Example 3 1 g of the catalyst A obtained in Comparative Example 1 was charged into a reactor, and
Water was supplied at 0.03 ml / min (in terms of liquid) while flowing hydrogen gas at 148 ml / min at 0 ° C., and steam treatment was performed for 15 minutes to obtain Catalyst D. The chlorine content in this catalyst D was 0.12% by weight. In addition,
This catalyst was not subjected to a hydrogen reduction treatment in the performance evaluation described below.

【0032】実施例4 実施例3において、水蒸気処理時間を30分間とした以
外は、実施例3と同様にして、触媒Eを得た。この触媒
E中の塩素含有量は0.08重量%であった。なお、こ
の触媒は、実施例3と同様、性能評価において、水素還
元処理は行わなかった。 実施例5 実施例3において、水蒸気処理時間を1時間とした以外
は、実施例3と同様にして、触媒Fを得た。この触媒F
中の塩素含有量は0.05重量%未満であった。なお、
この触媒は、実施例3と同様、性能評価において、水素
還元処理は行わなかった。
Example 4 A catalyst E was obtained in the same manner as in Example 3 except that the steam treatment time was changed to 30 minutes. The chlorine content in this catalyst E was 0.08% by weight. In addition, this catalyst was not subjected to the hydrogen reduction treatment in the performance evaluation as in Example 3. Example 5 A catalyst F was obtained in the same manner as in Example 3, except that the steam treatment time was changed to 1 hour. This catalyst F
The chlorine content therein was less than 0.05% by weight. In addition,
This catalyst was not subjected to the hydrogen reduction treatment in the performance evaluation as in Example 3.

【0033】実施例6 塩化ルテニウム115.1g(Ru金属として38重量
%含有)を蒸留水340gに溶解してなる水溶液と、硝
酸カリウム19.4gを蒸留水150gに溶解してなる
水溶液とを混合し、20分間撹拌して均一な含浸液を調
製した。次に、チタニア−アルミナ担体〔細孔容積0.
2ミリリットル/g、3mmφビード、触媒化成工業社
製〕360gを10リットルの真空脱気付き容器に入
れ、20分間真空脱気処理を行ったのち、上記含浸液4
90gを徐々に投入した。さらに容器に付着している含
浸液を、水122gで洗い落し、これを上記真空脱気付
き容器に投入し、含浸液が担体に均一にいきわたるよう
にした。次いで、室温で30分間静置放置したのち、2
℃/分の速度で120℃まで昇温し、120℃で1時間
保持して回転乾燥を行い、試料Xを得た。この試料Xを
500℃で4時間静置焼成処理し、試料Yを得た。次
に、上記試料X200gをロータリキルンに投入し、4
℃/分の速度で500℃まで昇温したのち、500℃で
1時間、回転水蒸気処理を行った。水は300℃から5
00℃、1時間の焼成の間に、2.3g/分の速度で導
入した。このようにして触媒Gを得た。この触媒G中の
塩素含有量は0.17重量%であった。
Example 6 An aqueous solution obtained by dissolving 115.1 g of ruthenium chloride (containing 38% by weight as Ru metal) in 340 g of distilled water and an aqueous solution obtained by dissolving 19.4 g of potassium nitrate in 150 g of distilled water were mixed. The mixture was stirred for 20 minutes to prepare a uniform impregnation liquid. Next, a titania-alumina carrier [pore volume 0.
2 ml / g, 3 mmφ bead, manufactured by Sekiyu Kasei Kogyo Co., Ltd.] 360 g is placed in a 10 liter container with vacuum degassing, and subjected to vacuum degassing treatment for 20 minutes.
90 g was gradually charged. Further, the impregnating liquid adhering to the container was washed off with 122 g of water, and the impregnating liquid was poured into the above-mentioned container with vacuum degassing so that the impregnating liquid was uniformly distributed on the carrier. Then, after leaving to stand at room temperature for 30 minutes,
The temperature was raised to 120 ° C. at a rate of ° C./min, and the temperature was maintained at 120 ° C. for 1 hour, followed by spin drying to obtain Sample X. This sample X was calcined at 500 ° C. for 4 hours to obtain a sample Y. Next, 200 g of the sample X was put into a rotary kiln,
After the temperature was raised to 500 ° C. at a rate of ° C./min, a rotary steam treatment was performed at 500 ° C. for 1 hour. Water from 300 ℃ to 5
Introduced at a rate of 2.3 g / min during baking for 1 hour at 00 ° C. Thus, catalyst G was obtained. The chlorine content in this catalyst G was 0.17% by weight.

【0034】実施例7 実施例6における試料Y200gをロータリキルンに投
入し、実施例6と同様、4℃/分の速度で500℃まで
昇温したのち、500℃で1時間、回転水蒸気処理を行
った。水は300℃から500℃、1時間の焼成の間、
2.3g/分の速度で導入した。このようにして触媒H
を得た。この触媒H中の塩素含有量は0.15重量%で
あった。 実施例8 実施例6における試料X200gをロータリキルンに投
入し、これに空気を2リットル/分の割合で吹き込みな
がら、4℃/分の速度で500℃まで昇温したのち、5
00℃で1時間、回転水蒸気処理を行った。水は300
℃から500℃、1時間の焼成の間、2.3g/分の速
度で導入した。このようにして触媒Iを得た。この触媒
I中の塩素含有量は0.18重量%であった。
Example 7 200 g of the sample Y in Example 6 was put into a rotary kiln, and the temperature was raised to 500 ° C. at a rate of 4 ° C./min. went. Water is heated from 300 ° C to 500 ° C for 1 hour,
It was introduced at a rate of 2.3 g / min. Thus, the catalyst H
I got The chlorine content in this catalyst H was 0.15% by weight. Example 8 200 g of the sample X in Example 6 was put into a rotary kiln, and the temperature was raised to 500 ° C. at a rate of 4 ° C./min while blowing air at a rate of 2 L / min.
Rotary steam treatment was performed at 00 ° C. for 1 hour. Water is 300
Introduced at a rate of 2.3 g / min during 1 hour baking from 500C to 500C. Thus, catalyst I was obtained. The chlorine content in this catalyst I was 0.18% by weight.

【0035】実施例9 実施例6における試料Y200gをロータリキルンに投
入し、実施例8と同様、これに空気を2リットル/分の
割合で吹き込みながら、4℃/分の速度で500℃まで
昇温したのち、500℃で1時間、回転水蒸気処理を行
った。水は300℃から500℃、1時間の焼成の間、
2.3g/分の速度で導入した。このようにして触媒J
を得た。この触媒J中の塩素含有量は0.15重量%で
あった。 実施例10 実施例6における試料X200gをロータリキルンに投
入し、実施例6と同様、4℃/分の速度で500℃まで
昇温したのち、500℃で1時間、回転水蒸気処理を行
った。水は300℃から500℃、1時間の焼成の間、
20g/分の速度で導入した。このようにして触媒Kを
得た。この触媒K中の塩素含有量は0.07重量%であ
った。
Example 9 200 g of the sample Y in Example 6 was put into a rotary kiln, and air was blown into the rotary kiln at a rate of 4 ° C./min to 500 ° C. while blowing air at a rate of 2 L / min. After warming, rotary steam treatment was performed at 500 ° C. for 1 hour. Water is heated from 300 ° C to 500 ° C for 1 hour,
It was introduced at a rate of 2.3 g / min. Thus, the catalyst J
I got The chlorine content in this catalyst J was 0.15% by weight. Example 10 200 g of the sample X in Example 6 was charged into a rotary kiln, heated to 500 ° C. at a rate of 4 ° C./min, and then subjected to rotary steam treatment at 500 ° C. for 1 hour, as in Example 6. Water is heated from 300 ° C to 500 ° C for 1 hour,
It was introduced at a rate of 20 g / min. Thus, catalyst K was obtained. The chlorine content in this catalyst K was 0.07% by weight.

【0036】実施例11 実施例6における試料X200gをロータリキルンに投
入し、これに窒素を2リットル/分の割合で吹き込みな
がら、4℃/分の速度で500℃まで昇温したのち、5
00℃で1時間、回転水蒸気処理を行った。水は300
℃から500℃、1時間の焼成の間、2.3g/分の速
度で導入した。このようにして触媒Lを得た。この触媒
L中の塩素含有量は0.15重量%であった。 比較例2 実施例6における試料X200gをロータリキルンに投
入し、4℃/分の速度で500℃まで昇温したのち、5
00℃で1時間、回転焼成処理を行い、触媒Mを得た。
この触媒M中の塩素含有量は0.34重量%であった。
Example 11 200 g of the sample X in Example 6 was put into a rotary kiln, and the temperature was raised to 500 ° C. at a rate of 4 ° C./min while blowing nitrogen at a rate of 2 L / min.
Rotary steam treatment was performed at 00 ° C. for 1 hour. Water is 300
Introduced at a rate of 2.3 g / min during 1 hour baking from 500C to 500C. Thus, catalyst L was obtained. The chlorine content in this catalyst L was 0.15% by weight. Comparative Example 2 200 g of the sample X in Example 6 was put into a rotary kiln, and the temperature was raised to 500 ° C. at a rate of 4 ° C./min.
Rotary firing treatment was performed at 00 ° C. for 1 hour to obtain a catalyst M.
The chlorine content in this catalyst M was 0.34% by weight.

【0037】<触媒の評価>実施例1〜11及び比較例
1、2で調製した触媒それぞれを16〜32メッシュに
整粒後、1gを内径6mmの反応管に充填し、水素ガス
を導入しながら、500℃まで1時間で昇温したのち、
500℃で1時間保持し、水素還元処理した。次に、反
応管に、CO/O2 /CO2 /H2 O/N2 /H2 を体
積%で0.6/1.5/15/20/6.0/バランス
の割合で含む水素含有ガスを、入口温度150℃、GH
SV40,000h-1の条件で導入し、COの選択酸化
処理を実施した。反応器出口の水素含有ガスをサンプリ
ングし、ガスクロマトグラフィーにてCO濃度を測定し
た。結果を第1表に示す。
<Evaluation of Catalyst> Each of the catalysts prepared in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2 was sized to 16 to 32 mesh, and 1 g was filled in a reaction tube having an inner diameter of 6 mm, and hydrogen gas was introduced. While heating up to 500 ° C in 1 hour,
The mixture was kept at 500 ° C. for 1 hour and subjected to a hydrogen reduction treatment. Next, hydrogen containing CO / O 2 / CO 2 / H 2 O / N 2 / H 2 in a volume ratio of 0.6 / 1.5 / 15/20 / 6.0 / balance is added to the reaction tube. The contained gas was supplied at an inlet temperature of 150 ° C and GH
Introduced under the condition of SV40,000h -1 , selective oxidation treatment of CO was performed. The hydrogen-containing gas at the outlet of the reactor was sampled, and the CO concentration was measured by gas chromatography. The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、チタニア−アルミナ担
体にルテニウム成分が担持され、かつハロゲンの含有量
が少なく、触媒活性が向上してなる、水素含有ガスから
COを選択的に酸化除去するCO除去触媒を簡単な手段
で効率よく製造することができる。本発明の方法で得ら
れた触媒を用いることにより、燃料電池の燃料として用
いられる水素含有ガス中のCO濃度を十分に低減させる
ことができ、かつ周辺機器や配管系などの金属部材を腐
食させることも少ない。
According to the present invention, the ruthenium component is supported on the titania-alumina carrier, the content of halogen is small, and the catalytic activity is improved. A CO removal catalyst can be efficiently produced by simple means. By using the catalyst obtained by the method of the present invention, it is possible to sufficiently reduce the CO concentration in the hydrogen-containing gas used as a fuel for the fuel cell, and to corrode metal members such as peripheral devices and piping systems. There are few things.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G040 EA02 EA03 EA06 EB31 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA04A BA04B BA20A BA20B BB02A BB02B BC01A BC02A BC03A BC04A BC05A BC06A BC08A BC09A BC10A BC12A BC13A BC70A BC70B CC32 CC40 EA02Y EB18Y FA02 FB14 FB20 FB29 FB36 FC07 4G140 EA02 EA03 EA06 EB31 5H027 AA06 BA01 BA16 Continued on the front page F-term (reference) 4G040 EA02 EA03 EA06 EB31 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA04A BA04B BA20A BA20B BB02A BB02B BC01A BC02A BC03A BC04A BC05A BC06A BC08A BC09A BC10A BC12 BC30 EBA BC13 BCBC EA03 EA06 EB31 5H027 AA06 BA01 BA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チタニア−アルミナ担体にルテニウム成
分を担持してなるCO除去触媒を製造するに当たり、ル
テニウム成分を担体に担持したのち、これを水蒸気存在
下において熱処理することを特徴とするCO除去触媒の
製造方法。
1. A method for producing a CO removal catalyst comprising a ruthenium component supported on a titania-alumina carrier, wherein the ruthenium component is supported on a carrier and then heat-treated in the presence of steam. Manufacturing method.
【請求項2】 CO除去触媒が、さらにアルカリ金属及
び/又はアルカリ土類金属成分を担持してなるものであ
る請求項1記載のCO除去触媒の製造方法。
2. The method for producing a CO removal catalyst according to claim 1, wherein the CO removal catalyst further supports an alkali metal and / or alkaline earth metal component.
【請求項3】 水蒸気存在下における熱処理を、200
〜800℃の温度で15分ないし12時間行う請求項1
又は2記載のCO除去触媒の製造方法。
3. A heat treatment in the presence of steam is performed for 200 hours.
2. The method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at a temperature of from about 800 DEG C. to about 15 minutes to 12 hours.
Or a method for producing a CO removal catalyst according to item 2.
【請求項4】 水蒸気存在下における熱処理を、水蒸気
と共に、酸素、窒素、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素
の中から選ばれる少なくとも一種のガスの存在下で行う
請求項1〜3のいずれかに記載のCO除去触媒の製造方
法。
4. The heat treatment according to claim 1, wherein the heat treatment in the presence of steam is performed in the presence of at least one gas selected from oxygen, nitrogen, hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide together with steam. A method for producing the CO removal catalyst according to the above.
【請求項5】 水蒸気存在下における熱処理を、水蒸気
濃度10〜100体積%の雰囲気で行う請求項1〜4の
いずれかに記載のCO除去触媒の製造方法。
5. The method for producing a CO removal catalyst according to claim 1, wherein the heat treatment in the presence of steam is performed in an atmosphere having a steam concentration of 10 to 100% by volume.
JP2001082397A 2001-03-22 2001-03-22 Method for manufacturing co removing catalyst Pending JP2002273225A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001082397A JP2002273225A (en) 2001-03-22 2001-03-22 Method for manufacturing co removing catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001082397A JP2002273225A (en) 2001-03-22 2001-03-22 Method for manufacturing co removing catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002273225A true JP2002273225A (en) 2002-09-24

Family

ID=18938347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001082397A Pending JP2002273225A (en) 2001-03-22 2001-03-22 Method for manufacturing co removing catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002273225A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7384889B2 (en) 2003-06-13 2008-06-10 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying catalyst and exhaust gas purifying system
JP2008200614A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Carbon monoxide oxidation catalyst and method for manufacturing the same, hydrogen generator, and fuel cell system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7384889B2 (en) 2003-06-13 2008-06-10 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying catalyst and exhaust gas purifying system
JP2008200614A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Carbon monoxide oxidation catalyst and method for manufacturing the same, hydrogen generator, and fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101280200B1 (en) Reforming catalyst for hydrocarbon, method for producing hydrogen using such reforming catalyst, and fuel cell system
JP5080319B2 (en) Hydrocarbon reforming catalyst and method for producing the same, and hydrocarbon reforming method using the catalyst
US20080241039A1 (en) Method for production of carbon monoxide-reduced hydrogen-containing gas
US20020004452A1 (en) Process for carbon monoxide preferential oxidation for use with fuel cells
WO2002038268A1 (en) Catalyst for hydrocarbon reforming and method of reforming hydrocarbon with the same
JP4460126B2 (en) Method for removing carbon monoxide from hydrogen-containing gas
JP4398670B2 (en) Oxygen-containing hydrocarbon reforming catalyst, hydrogen or synthesis gas production method using the same, and fuel cell system
JP3756229B2 (en) Catalyst for removing CO in hydrogen-containing gas and method for removing CO in hydrogen-containing gas using the same
JP4478280B2 (en) Method for producing CO removal catalyst in hydrogen-containing gas, catalyst produced by the production method, and method for removing CO in hydrogen-containing gas using the catalyst
JP4620230B2 (en) Carbon monoxide removal catalyst in hydrogen-containing gas and method for removing carbon monoxide in hydrogen-containing gas using the catalyst
JP2004230312A (en) Hydrocarbon reforming catalyst
JP5164297B2 (en) CO oxidation catalyst and method for producing hydrogen-containing gas
JP4478281B2 (en) Method for producing CO removal catalyst in hydrogen-containing gas, catalyst produced by the production method, and method for removing CO in hydrogen-containing gas using the catalyst
US6548034B2 (en) Process for reducing concentration of carbon monoxide in hydrogen-containing gas
JP2002273225A (en) Method for manufacturing co removing catalyst
JP2001179097A (en) Method for manufacturing catalyst for removing co in hydrogen-containing gas, catalyst manufactured thereby and method for removing co in hydrogen gas
JP2003265963A (en) Catalyst for reforming hydrocarbon, method of producing the same, and method of reforming hydrocarbon using the catalyst
JP4252783B2 (en) Hydrocarbon reforming catalyst and hydrocarbon reforming method using the same
JP2002273223A (en) Method for manufacturing co removing catalyst
JP4463914B2 (en) Method for producing hydrogen-containing gas for fuel cell
JP2000169107A (en) Production of hydrogen-containing gas reduced in carbon monoxide
JP2002273222A (en) Catalyst for removing co
JP4551745B2 (en) CO removal catalyst and method for producing the same
JP2001213612A (en) Process of producing hydrogen containing gas for fuel cell
JP2005185989A (en) Reforming catalyst of oxygen containing hydrocarbon, method for manufacturing hydrogen or synthetic gas using the same and fuel cell system