JP2004033991A - Method of denitrifying combustion exhaust gas and denitrification catalyst for the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼排ガスの脱硝方法及び脱硝触媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、尿素水を用いて、脱硝触媒の前段に加水分解触媒を設置し、該加水分解触媒によって尿素を予め加水分解し、該反応によって生成したNH3により排ガス中の窒素酸化物を低減することが行なわれていた。
【0003】
しかし、このような加水分解触媒を設置することは、機器点数の増大を招き、かつこれを別途設置できない場合もあり、対策が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に対してなされたもので、脱硝触媒の前段の加水分解触媒を設置することなく、窒素酸化物を含む燃焼排ガスの脱硝を行なうことができるようにした燃焼排ガスの脱硝方法及び脱硝触媒を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、燃焼排ガスの脱硝方法において、脱硝触媒を用い、尿素の加水分解反応、HNCOの加水分解反応及びNH3による脱硝反応を同時に促進させるようにしたことを特徴とする。ここで、尿素の加水分解反応、HNCOの加水分解反応及びNH3による脱硝反応が、上記脱硝触媒に含まれるV2O5及び/又は上記脱硝触媒上の固体酸点により同時に促進されることが好適である。なお、「上記脱硝触媒に含まれるV2O5及び/又は上記脱硝触媒上の固体酸点により」とは、「上記脱硝触媒に含まれるV2O5」による場合、「上記脱硝触媒上の固体酸点」による場合、「上記脱硝触媒に含まれるV2O5及び上記脱硝触媒上の固体酸点」による場合のいずれかを示している。
【0006】
本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法は、その実施の形態において、脱硝触媒が含有するV2O5の含有量を、0.5〜5.0wt.%の範囲としている。
本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法では、好適には、上記脱硝触媒の含有する固体酸量を0.05mmol/g以上とする。
【0007】
本発明では、その実施の形態として、上記脱硝触媒を、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種以上の担体に、V2O5及び/又はWO3を担持してなる脱硝触媒としている。
また、本発明は、その実施の形態として、上記脱硝触媒が、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種以上の担体に、V2O5及び/又はWO3を担持してなる脱硝触媒から成る第1の触媒層と、V2O5、WO3、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種から成る第2の触媒層とから成るものとしたものを含む。この場合、上記第2の触媒層を上層とし、上記第1の触媒層を下層とすることが好適である。
「V2O5及び/又はWO3」とは、「V2O5」、「WO3」、「V2O5及びWO3」のいずれかの場合をいう。
また、本発明は、別の側面において、上記燃焼排ガスの脱硝方法に用いられる脱硝触媒である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法をその実施の形態についてさらに詳細に説明する。
まず、本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法では、尿素又は尿素水(濃度 3〜40wt.%)を煙道中の燃焼排ガスに投入する。尿素又は尿素水を含んだ燃焼排ガスは、脱硝触媒に送る。
【0009】
脱硝触媒では、以下のように反応が生じる。
1. 尿素の加水分解反応:
(NH2)2CO+H2O → CO2+2NH3
この反応で得られるアンモニアは、脱硝反応に用いられる。
2. HNCOの加水分解反応:
HNCOが尿素から副生する。
(NH2)2CO→NH3+HCNO
このHCNOも加水分解する。
HCNO+H2O → CO2+NH3
これらのアンモニアも脱硝反応に用いられる。
3. 脱硝反応:
例えば、以下のように脱硝反応が進む。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
【0010】
本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法では、加水分解触媒による尿素の加水分解を行なわず、単一の脱硝触媒を用いて、上記尿素の加水分解反応、HNCOの加水分解反応、及び脱硝反応の全てを同時に促進させるようにしている。すなわち、煙道中の燃焼排ガスに投入した尿素又は尿素水は脱硝触媒に、燃焼排ガスと共に導かれ、上記3種の反応を同時に促進し、目的とする脱硝を効率的に行なう。
【0011】
本発明では、尿素の加水分解反応、HNCOの加水分解反応及びNH3による脱硝反応が、上記脱硝触媒に含まれるV2O5及び/又は上記脱硝触媒上の固体酸点により同時に促進される。
V2O5によってこのように3種の反応を促進する場合には、脱硝触媒が含有するV2O5の含有量を、0.5〜2.0wt.%の範囲とすることが好適であり、さらに好ましくは、0.8〜5.0wt.%の範囲とする。本発明者らは、鋭意検討した結果、このような範囲で、3種の反応が同時に促進されることを見出した。
脱硝触媒上の固体酸点により3種の反応を促進する場合には、上記脱硝触媒の含有する固体酸量を好適には、0.05mmol/g以上、好ましくは、0.2mmol/g以上とする。本発明者らは、鋭意検討した結果、このような範囲で、3種の反応が同時に促進されることを見出した。
【0012】
上記脱硝触媒としては、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種以上の担体に、V2O5及び/又はWO3を担持してなる脱硝触媒を挙げることができる。
そして、このようなAl2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種以上の担体に、V2O5及び/又はWO3を担持してなる脱硝触媒から成る第1の触媒層と、V2O5、WO3、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種から成る第2の触媒層とから成る脱硝触媒を用いることがさらに好適である。この場合、上記第2の触媒層を上層とし、上記第1の触媒層を下層とすることが好適である。このような2層型の触媒は、必ずしも完全に2層に分離しているものでなくても良く、混合部分を含む場合であっても本発明の概念に含まれる。
なお、上記TiO2−SiO2は、TiO2が複合酸化物であっても良い旨の例示であり、TiO2を含むTiO2−ZrO2、又はTiO2−Al2O3等の他種のTiO2複合酸化物を採用することも勿論できる。
これらの脱硝触媒は、いずれもV2O5を含有するか、少なくとも固体酸点を有する。したがって、上記尿素の加水分解反応、HNCOの加水分解反応、及び脱硝反応の全てを同時に促進させることができる。その効果は、後に提供する実施例において確認することができる。
【0013】
脱硝触媒の調製方法
本発明で用いられる上記脱硝触媒を調製するための調製方法として、いわゆるハニカム構造によるソリッドタイプの触媒を調製する場合について説明する。
1.まず、上記第1の触媒層をハニカム状等の多孔型形状に成型する。
このために、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種以上の担体を構成するための原料化合物の水性スラリーにV2O5及び/又はWO3の原料化合物を加える。これらに必要に応じて成型助剤を加え、加熱ニーダ等によって水を蒸発させながら混練する。これによって、触媒ペーストを得る。
この触媒ペーストを押出成型機等によってハニカム状等の多孔型形状に成型する。
次いで、乾燥、焼成して第1の触媒層を構成するソリッド型の触媒層を得る。
【0014】
2.上記第2の触媒層を第1の触媒層上に適用する。
第2の触媒層として、V2O5及び/又はWO3を適用する場合には、一般的には、これらの原料化合物の水溶液中に上記第1の触媒層に含浸する。次いで、乾燥、焼成して脱硝触媒を得る。
第2の触媒層として、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO2−SiO2から成る群から選ばれた少なくとも1種を用いる場合には、これらのAl2O3ゾル又はSiO2ゾル等を用いてスラリー状とし、該スラリーを第1の触媒上にコートする。
【0015】
他の実施の形態
本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法は、上記した実施の形態に限られるものではなく、当業者にとって自明な変更・修飾・付加は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記第1の触媒層をソリッドタイプのものとして構成した。しかし、別途の支持体を設け、その上に第1層、第2層の順にコートすることもできる。
【0016】
【実施例】
実施例1
触媒No.1−1)の調製
メタチタン酸スラリー(TiO2含有量:30wt.%)60kgに、メタバナジン酸アンモニウム116gを加え、さらに成型助剤としてデンプンを加えた後、加熱ニーダを用いて水を蒸発させながら混練し、触媒ペーストを得た。これを押出成型機にて、外形75mm角、目開き4mm、肉厚1mm、長さ500mmのハニカム状に成型した。次に、80℃で乾燥した後、500℃で5時間空気雰囲気中にて焼成して触媒No.1−1)を得た。
【0017】
触媒No.1−2)〜No.1−5)等の調製
上記ハニカム触媒No.1−1)のメタチタン酸スラリーの代わりに、Al2O3、SiO2、ZrO2及びTiO2−SiO2粉末をTiO2と同重量使用し、触媒No.1−1)と同様の方法にて触媒ペーストを得た。これを触媒No.1−1)と同様に押出成型機にてハニカム形状に成型し、触媒No.1−2)〜No.1−5)を得た。
上記は、触媒No.1−1)〜No.1−5)は、いずれも、V2O5が、0.5wt.%担持されたものに相当する。適宜同様に、重量調整を行い、表1に示すように、V2O5が、0.8wt.%、1.5wt.%、2.0wt.%、5.0wt.%各々担持されるように、触媒No.2−1)〜No.5−5)を得た。
【0018】
触媒No.6−1)の調製
メタチタン酸スラリー(TiO2含有量:30wt.%)60kgにメタバナジン酸アンモニウム116g及びパラタングステン酸アンモニウム((NH4)10W12O41・5H2O)1.6kgを加え、さらに成型助剤としてデンプンを加えた後、加熱ニーダを用いて水を蒸発させながら混練し、触媒ペーストを得た。これを押出成型機に外形75mm角、目開き4mm、肉厚1mm、長さ500mmのハニカム状に成型した。次に、80℃で乾燥した後、500℃で5時間空気雰囲気中にて焼成して触媒No.6−1)を得た。
【0019】
触媒No.6−2)〜No.6−5)等の調製
上記ハニカム触媒No.6−1)のメタチタン酸スラリーの代わりに、Al2O3、SiO2、ZrO2及びTiO2−SiO2粉末をTiO2と同重量使用し、触媒No.6−1)と同様の方法にて触媒ペーストを得た。これを触媒No.6−1)と同様に押出成型機にてハニカム形状に成型し、触媒No.6−2)〜No.6−5)を得た。
上記は、触媒No.1−1)〜No.1−5)は、いずれも、V2O5が、0.5wt.%、WO3が8wt.%担持されたものに相当する。適宜同様に、重量調整を行い、表1に示すように、V2O5が、0.8wt.%、1.5wt.%、2.0wt.%、5.0wt.%各々担持され、WO3が8wt.%担持されるように、触媒No.6−1)〜No.10−5)を得た。
【0020】
触媒No.11〜12の調製
メタバナジン酸アンモニウム233g、パラタングステン酸アンモニウム2.0kgを各々水に溶解し、各々上記ハニカム触媒No.1−1)に含浸させた。次に80℃で乾燥させた後、500℃で5時間空気雰囲気中にて焼成して、2層型触媒No.11及び12を得た。
【0021】
触媒No.13の調製
TiO2粉末にAl2O3ゾル及びSiO2ゾルを加えて調製したTiO2スラリーを、ハニカム形状に成型した触媒No.1−1)に200g/m2コートした。次に、80℃で乾燥した後、500℃で5時間空気雰囲気中にて焼成して、触媒No.13を得た。
【0022】
触媒No.14〜17の調製
上記TiO2粉末の代わりに、Al2O3、SiO2、ZrO2及びTiO2−SiO2粉末を各々同重量使用し、触媒No.13と同様の方法にてスラリーをコートした後、80℃で乾燥した後、500℃で5時間空気雰囲気中にて焼成して、表1に示す触媒No.14〜17を得た。
【0023】
実施例2
実施例1により調製したハニカム触媒1〜17を用いて脱硝活性評価試験を行った。評価条件を以下に示す。
<脱硝活性評価条件>
NO:700ppm、SO2:300ppm
O2:10%、CO2:5%、H2O:5%、N2:バランス、GHSV:8,000h−1、
ガス量110NL/h、
触媒層温度:350℃、脱硝触媒量:13cc
【0024】
なお、脱硝率は下記式にて表される。
脱硝率(%)=(1−出口NOx濃度/入口NOx濃度)×100
各ハニカム触媒を用いた場合の活性評価結果を表1及び表2に記す。なお、各触媒のピリジン吸着による固体酸量評価結果を表3及び4に示す。
【0025】
<ピリジン吸着による固体酸量評価条件>
・試料重量 12.6mg,
・前処理 450℃×0.5h, He パージ
・吸着条件 150℃
・脱着条件 30℃/min.
・検出器 FID
【0026】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【0027】
比較例1
(比較触媒1の調製)
メタチタン酸スラリー(TiO2含有量:30wt.%) 60kg にメタバナジン酸アンモニウム2.32kgを加え、さらに成型助剤を加えた後、加熱ニーダを用いて水を蒸発させながら混練し、触媒ペーストを得た。これを押出成型機にて、外形75mm角、目開き4mm、肉厚1mm、長さ500mmのハニカム状に成型した。次に、80℃で乾燥した後、500℃で5時間空気雰囲気中にて焼成して比較触媒を得た。
(比較触媒2〜3の調製)
比較触媒2〜3は、比較触媒1と同方法にて調製したものであり、V2O5が0.2wt.%、10wt.%各々担持されるように、比較触媒2〜3を得た。
(比較触媒4の調製)
比較触媒2を調製した後、触媒No.11〜12と同方法にて、前記ハニカム型比較触媒2にV2O5を含浸し、V2O5が0.1wt.%担持されるように、比較触媒4を得た。
【0028】
比較例2
比較例1により調製したハニカム状比較触媒を用いて脱硝活性評価試験を行った。評価条件は実施例2と同条件である。
比較触媒を用いた場合の脱硝活性評価結果及びピリジン吸着による固体酸量評価結果を表5に記す。
【0029】
【表5】
【0030】
以上の実施例と、比較例との対比により、本発明に係る燃焼排ガスの脱硝方法又は脱硝触媒を実施する場合、良好に脱硝を行なうことができることが了解される。
【0031】
【発明の効果】
上記したところから明らかなように、本発明によれば、脱硝触媒の前段の加水分解触媒を設置することなく、窒素酸化物を含む燃焼排ガスの脱硝を行なうことができるようにした燃焼排ガスの脱硝方法及び脱硝触媒が提供される。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for denitration of combustion exhaust gas and a denitration catalyst.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, using urea water, a hydrolysis catalyst is installed in front of a denitration catalyst, urea is hydrolyzed in advance by the hydrolysis catalyst, and nitrogen oxides in exhaust gas are reduced by NH 3 generated by the reaction. Was being done.
[0003]
However, installing such a hydrolysis catalyst causes an increase in the number of devices, and in some cases, it is not possible to separately install such a catalyst.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, without installing a hydrolysis catalyst in front of a denitration catalyst, a method for denitration of a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides, and An object of the present invention is to provide a denitration catalyst.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for denitration of combustion exhaust gas, wherein a denitration catalyst is used to simultaneously promote urea hydrolysis, HNCO hydrolysis and NH 3 denitration. And Here, the hydrolysis reaction of urea, the hydrolysis reaction of HNCO, and the denitration reaction by NH 3 are simultaneously promoted by V 2 O 5 contained in the denitration catalyst and / or solid acid sites on the denitration catalyst. It is suitable. In addition, the expression “V 2 O 5 contained in the denitration catalyst and / or the solid acid point on the denitration catalyst” refers to “V 2 O 5 contained in the denitration catalyst”. If by the solid acid point "indicates either the case of" solid acid points on the V 2 O 5 and the denitration catalyst contained in the denitration catalyst ".
[0006]
In the denitration method of the combustion exhaust gas according to the present invention, in the embodiment, the content of V 2 O 5 contained in the denitration catalyst is set to 0.5 to 5.0 wt. % Range.
In the method for denitrifying flue gas according to the present invention, preferably, the amount of solid acid contained in the denitration catalyst is 0.05 mmol / g or more.
[0007]
In the present invention, as an embodiment of the present invention, the denitration catalyst is provided on at least one or more carriers selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , and TiO 2 —SiO 2. The catalyst is a denitration catalyst supporting 2 O 5 and / or WO 3 .
The present invention provides a form of the embodiment, the denitration catalyst, the Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, at least one or more carriers selected from TiO 2, TiO 2 the group consisting of -SiO 2 , V 2 O 5 and / or WO 3 , a first catalyst layer composed of a denitration catalyst, and V 2 O 5 , WO 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , TiO 2 including those as consisting of a second catalyst layer comprising at least one member selected from the group consisting of -SiO 2. In this case, it is preferable that the second catalyst layer be an upper layer and the first catalyst layer be a lower layer.
“V 2 O 5 and / or WO 3 ” means any of “V 2 O 5 ”, “WO 3 ”, “V 2 O 5 and WO 3 ”.
In another aspect, the present invention is a denitration catalyst used in the above-described method for denitration of flue gas.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the embodiment of the method for denitrifying flue gas according to the present invention will be described in more detail.
First, in the flue gas denitration method according to the present invention, urea or aqueous urea (concentration: 3 to 40 wt.%) Is introduced into the flue gas in the flue. The combustion exhaust gas containing urea or urea water is sent to a denitration catalyst.
[0009]
In the denitration catalyst, a reaction occurs as follows.
1. Urea hydrolysis reaction:
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → CO 2 + 2NH 3
Ammonia obtained by this reaction is used for a denitration reaction.
2. HNCO hydrolysis reaction:
HNCO is by-produced from urea.
(NH 2 ) 2 CO → NH 3 + HCNO
This HCNO also hydrolyzes.
HCNO + H 2 O → CO 2 + NH 3
These ammonias are also used for the denitration reaction.
3. Denitration reaction:
For example, the denitration reaction proceeds as follows.
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O
[0010]
In the method for denitrifying flue gas according to the present invention, the hydrolysis of urea, the hydrolysis of HNCO, and the denitration reaction are all performed using a single denitration catalyst without hydrolyzing urea with a hydrolysis catalyst. At the same time. That is, urea or urea water introduced into the flue gas in the flue is guided to the denitration catalyst together with the flue gas, and simultaneously promotes the above three kinds of reactions to efficiently perform the intended denitration.
[0011]
In the present invention, the hydrolysis reaction of urea, the hydrolysis reaction of HNCO, and the denitration reaction by NH 3 are simultaneously promoted by V 2 O 5 contained in the denitration catalyst and / or the solid acid sites on the denitration catalyst.
If the V 2 O 5 to facilitate this way three reactions, the content of V 2 O 5 containing denitration catalyst, 0.5~2.0Wt. %, More preferably 0.8 to 5.0 wt. % Range. As a result of intensive studies, the present inventors have found that three kinds of reactions are simultaneously promoted in such a range.
When three kinds of reactions are promoted by the solid acid point on the denitration catalyst, the amount of the solid acid contained in the denitration catalyst is preferably 0.05 mmol / g or more, preferably 0.2 mmol / g or more. I do. As a result of intensive studies, the present inventors have found that three kinds of reactions are simultaneously promoted in such a range.
[0012]
As the denitration catalyst, V 2 O 5 and / or WO 3 are added to at least one or more carriers selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , and TiO 2 —SiO 2. A supported denitration catalyst can be mentioned.
V 2 O 5 and / or WO 3 are supported on at least one or more kinds of carriers selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , and TiO 2 —SiO 2. a first catalytic layer consisting to become denitration catalyst, V 2 O 5, WO 3 , Al 2 O 3, at least 1 SiO 2, selected from ZrO 2, TiO 2, TiO 2 the group consisting of -SiO 2 It is further preferred to use a denitration catalyst comprising a second catalyst layer comprising a seed. In this case, it is preferable that the second catalyst layer be an upper layer and the first catalyst layer be a lower layer. Such a two-layer catalyst does not necessarily have to be completely separated into two layers, and even if it includes a mixed portion, it is included in the concept of the present invention.
Incidentally, the TiO 2 -SiO 2 is illustrative of the effect that TiO 2 may be a composite oxide, TiO 2 -ZrO 2 containing TiO 2, or other species such as TiO 2 -Al 2 O 3 Of course, a TiO 2 composite oxide can be employed.
Each of these denitration catalysts contains V 2 O 5 or has at least a solid acid point. Accordingly, all of the urea hydrolysis reaction, HNCO hydrolysis reaction, and denitration reaction can be simultaneously promoted. The effect can be confirmed in the examples provided later.
[0013]
Preparation method of denitration catalyst As a preparation method for preparing the denitration catalyst used in the present invention, a case of preparing a solid type catalyst having a so-called honeycomb structure will be described.
1. First, the first catalyst layer is formed into a porous shape such as a honeycomb shape.
For this purpose, V 2 O is added to an aqueous slurry of a raw material compound for constituting at least one or more carriers selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , and TiO 2 —SiO 2. 5 and / or the starting compound of WO 3 are added. If necessary, a molding aid is added, and the mixture is kneaded while evaporating water with a heating kneader or the like. Thereby, a catalyst paste is obtained.
This catalyst paste is formed into a porous shape such as a honeycomb shape by an extruder or the like.
Next, drying and firing are performed to obtain a solid catalyst layer that forms the first catalyst layer.
[0014]
2. The second catalyst layer is applied on the first catalyst layer.
When V 2 O 5 and / or WO 3 is applied as the second catalyst layer, generally, the first catalyst layer is impregnated with an aqueous solution of these starting compounds. Next, drying and firing are performed to obtain a denitration catalyst.
When at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , and TiO 2 —SiO 2 is used as the second catalyst layer, these Al 2 O 3 sols or A slurry is formed using an SiO 2 sol or the like, and the slurry is coated on the first catalyst.
[0015]
Other Embodiments The method for denitrifying flue gas according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and all changes, modifications, and additions obvious to those skilled in the art are included in the technical scope of the present invention. .
For example, the first catalyst layer is configured as a solid type. However, it is also possible to provide a separate support and coat the first layer and the second layer in that order.
[0016]
【Example】
Example 1
Catalyst No. Preparation of 1-1) To 60 kg of metatitanic acid slurry (TiO 2 content: 30 wt.%), 116 g of ammonium metavanadate was added, and starch was further added as a molding aid, and then water was evaporated using a heating kneader. The mixture was kneaded to obtain a catalyst paste. This was molded into a honeycomb shape having an outer shape of 75 mm square, an aperture of 4 mm, a wall thickness of 1 mm, and a length of 500 mm by an extruder. Next, after drying at 80 ° C., the catalyst was fired at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain a catalyst No. 1-1) was obtained.
[0017]
Catalyst No. 1-2) -No. Preparation of Honeycomb Catalyst No. 1-5) Instead of the metatitanic acid slurry of 1-1), Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 and TiO 2 —SiO 2 powder were used in the same weight as TiO 2, and catalyst No. 1 was used. A catalyst paste was obtained in the same manner as in 1-1). This was designated as Catalyst No. As in the case of 1-1), the mixture was molded into a honeycomb shape using an extrusion molding machine. 1-2) -No. 1-5) was obtained.
The above is the catalyst No. 1-1) -No. 1-5) indicates that V 2 O 5 is 0.5 wt. % Supported. Appropriately Similarly, perform weight adjustment, as shown in Table 1, the V 2 O 5, 0.8wt. %, 1.5 wt. %, 2.0 wt. %, 5.0 wt. % Of catalyst No. 2-1) -No. 5-5) was obtained.
[0018]
Catalyst No. 6-1) Preparation of metatitanic acid slurry (TiO 2 content:. 30 wt%) ammonium metavanadate 116g and ammonium paratungstate to 60kg ((NH 4) 10 W 12 O 41 · 5H 2 O) 1.6kg was added After adding starch as a molding aid, the mixture was kneaded while evaporating water using a heating kneader to obtain a catalyst paste. This was formed into a honeycomb shape having an outer shape of 75 mm square, an aperture of 4 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 500 mm in an extruder. Next, after drying at 80 ° C., the catalyst was fired at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain a catalyst No. 6-1) was obtained.
[0019]
Catalyst No. 6-2) -No. Preparation of Honeycomb Catalyst No. 6-5) In place of the metatitanic acid slurry of 6-1), Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 and TiO 2 —SiO 2 powder were used in the same weight as TiO 2, and catalyst No. A catalyst paste was obtained in the same manner as in 6-1). This was designated as Catalyst No. In the same manner as in 6-1), the mixture was molded into a honeycomb shape using an extrusion molding machine. 6-2) -No. 6-5) was obtained.
The above is the catalyst No. 1-1) -No. 1-5) indicates that V 2 O 5 is 0.5 wt. %, WO 3 is 8 wt. % Supported. Appropriately Similarly, perform weight adjustment, as shown in Table 1, the V 2 O 5, 0.8wt. %, 1.5 wt. %, 2.0 wt. %, 5.0 wt. % Respectively supported, WO 3 is 8 wt. % Of catalyst No. 6-1) -No. 10-5) was obtained.
[0020]
Catalyst No. Preparation of Nos. 11 to 12 233 g of ammonium metavanadate and 2.0 kg of ammonium paratungstate were each dissolved in water. 1-1) was impregnated. Next, after drying at 80 ° C., the mixture was calcined at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere. 11 and 12 were obtained.
[0021]
Catalyst No. Preparation of TiO 2 powder A TiO 2 slurry prepared by adding an Al 2 O 3 sol and a SiO 2 sol to TiO 2 powder was formed into a honeycomb shape using catalyst No. 13. 1-1) was coated with 200 g / m 2 . Next, after drying at 80 ° C., it was calcined at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain catalyst No. 2 13 was obtained.
[0022]
Catalyst No. Preparation of Nos. 14 to 17 Instead of the TiO 2 powder, Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2, and TiO 2 —SiO 2 powder were used in the same weight, respectively. The slurry was coated in the same manner as in the case of No. 13, dried at 80 ° C., and calcined at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere. 14-17 were obtained.
[0023]
Example 2
A denitration activity evaluation test was performed using the honeycomb catalysts 1 to 17 prepared in Example 1. The evaluation conditions are shown below.
<Denitration activity evaluation conditions>
NO: 700 ppm, SO 2 : 300 ppm
O 2 : 10%, CO 2 : 5%, H 2 O: 5%, N 2 : balance, GHSV: 8,000 h −1 ,
Gas amount 110NL / h,
Catalyst layer temperature: 350 ° C, denitration catalyst amount: 13 cc
[0024]
The denitration rate is represented by the following equation.
Denitration rate (%) = (1-Outlet NOx concentration / Inlet NOx concentration) x 100
Tables 1 and 2 show the activity evaluation results when each honeycomb catalyst was used. Tables 3 and 4 show the evaluation results of the solid acid amount of each catalyst by pyridine adsorption.
[0025]
<Conditions for evaluating solid acid content by pyridine adsorption>
・ Sample weight 12.6mg,
・ Pretreatment 450 ° C × 0.5h, He purge ・ Adsorption condition 150 ° C
Desorption conditions 30 ° C / min.
・ Detector FID
[0026]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[Table 4]
[0027]
Comparative Example 1
(Preparation of Comparative Catalyst 1)
After adding 2.32 kg of ammonium metavanadate to 60 kg of metatitanic acid slurry (TiO 2 content: 30 wt.%), And further adding a molding aid, the mixture was kneaded while evaporating water using a heating kneader to obtain a catalyst paste. Was. This was molded into a honeycomb shape having an outer shape of 75 mm square, an aperture of 4 mm, a wall thickness of 1 mm, and a length of 500 mm by an extruder. Next, after drying at 80 ° C., it was calcined at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain a comparative catalyst.
(Preparation of Comparative Catalysts 2-3)
Comparative catalysts 2 and 3 were prepared by the same method as Comparative catalyst 1 and had a V 2 O 5 content of 0.2 wt. %, 10 wt. %, So that comparative catalysts 2 to 3 were obtained, respectively.
(Preparation of Comparative Catalyst 4)
After preparing Comparative Catalyst 2, Catalyst No. At 11-12 the same method, was impregnated with V 2 O 5 in the honeycomb Comparative Catalyst 2, V 2 O 5 is 0.1 wt. %, So that Comparative Catalyst 4 was obtained.
[0028]
Comparative Example 2
A denitration activity evaluation test was performed using the honeycomb-shaped comparative catalyst prepared in Comparative Example 1. The evaluation conditions are the same as those in the second embodiment.
Table 5 shows the evaluation results of the denitration activity when the comparative catalyst was used and the evaluation results of the solid acid amount by pyridine adsorption.
[0029]
[Table 5]
[0030]
It is understood from the comparison between the above example and the comparative example that when the method for denitration of flue gas or the denitration catalyst according to the present invention is carried out, the denitration can be performed well.
[0031]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the denitration of the combustion exhaust gas containing nitrogen oxides can be performed without installing the hydrolysis catalyst in the preceding stage of the denitration catalyst. A method and a denitration catalyst are provided.
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