JP2005319393A - アルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ガスタービンおよびガスエンジンに含まれるアルデヒド類（ホルムアルデヒド等）を、脱硝反応に用いるＮＨ３ を酸化することなく、選択的に酸化し、同時に窒索酸化物（ＮＯｘ）をも分解除去できる触媒を提供する。
【解決手段】 酸化チタン担体にタングステン、モリブデン、バナジウムのうち少なくとも１つ金属の酸化物を担持させた複合酸化物から構成されるアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒である。触媒の好ましい形状は粒状、球状、ペレット状、タブレット状またはハニカム状である。
【選択図】 なし
【解決手段】 酸化チタン担体にタングステン、モリブデン、バナジウムのうち少なくとも１つ金属の酸化物を担持させた複合酸化物から構成されるアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒である。触媒の好ましい形状は粒状、球状、ペレット状、タブレット状またはハニカム状である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ガスタービンおよびガスエンジン等の排ガスにおいて、燃料の未燃焼物であるアルデヒド類（ホルムアルデヒド等）と窒素酸化物を除去するためのアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒、および同触媒を用いるアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法に関するものである。
ガスタービンおよびガスエンジン排ガスにおいて、現在、燃料の未燃焼物であるアルデヒド類（主にホルムアルデヒド）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去することが求められており、これらの除去を行うために、アルデヒド類に対しては酸化触媒、窒素酸化物に対しては還元剤ＮＨ３ を添加してＮＯｘを分解する脱硝触媒がそれぞれ別々に用いられている。
ここで、現在使用されている酸化触媒は、アルミナ担体に白金を担持したものであるが（特許文献１〜５）、このアルミナ担持白金触媒はアルデヒド類に対する反応性が高い一方で、脱硝反応用に添加されたＮＨ３ も酸化する特性を有する。このために、アルデヒド類と窒素酸化物の除去は別々の触媒および装置を用いて行わなければならない。
特開平１０−３０９４４４号公報
特開平１０−３０９４４３号公報
特開平９−２８５７２０号公報
特開平９−２０６５９６号公報
特開平６−１２６１７３号公報
本発明は、上記実状に鑑み、ガスタービンおよびガスエンジンに含まれるアルデヒド類（ホルムアルデヒド等）を、脱硝反応に用いるＮＨ３ を酸化することなく、選択的に酸化し、同時に窒索酸化物（ＮＯｘ）をも分解除去できる触媒を提供することを課題とする。
請求項１に係る発明は、酸化チタン担体にタングステン、モリブデン、バナジウムのうち少なくとも１つ金属の酸化物を担持させた複合酸化物から構成されるアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒である。
請求項２に係る発明は、粒状、球状、ペレット状、タブレット状またはハニカム状である請求項１記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒である。
請求項３に係る発明は、セラミックファイバープレフォーム体の繊維間に分散保持させてなることを特徴とする請求項２記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒である。
請求項４に係る発明は、酸化チタンをセラミックファイバープレフォーム体の繊維間に分散保持させ、酸化チタンを乾燥してこれをタングステン、モリブデン、バナジウムのうち少なくとも１つの金属またはその化合物を含む溶液で含浸させ、焼成することを特徴とする請求項２記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒である。
請求項５に係る発明は、燃焼排ガスを請求項２記載の触媒に接触させることを特徴とするアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法である。
請求項６に係る発明は、燃焼排ガス中に還元剤（ＮＨ３ 、尿素など）を注入し、燃焼排ガスを請求項２記載の触媒に接触させることを特徴とするアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法である。
請求項７に係る発明は、アルデヒド類がホルムアルデヒドおよび／またはアセトアルデヒドであることを特徴とする請求項５記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法である。
従来の除去方法では、酸化触媒は選択性に乏しく、アルデヒド類およびＮＨ３ を共に酸化してしまうために、アルデヒド類の除去と窒素酸化物の除去を酸化触媒と脱硝触媒を用いて別々に行わなければならなかった。
本発明の除去触媒は、アルデヒド類の酸化反応と、還元剤ＮＨ３ を用いた脱硝反応を同時に進行することができるために、酸化触媒を使用する必要がなくなり、装置構造の簡略化が可能となる。
つぎに、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例およびこれとの比較を示すための比較例をいくつか挙げる。
実施例１
触媒構成：ＷＯ３／ＴｉＯ２
触媒調製方法：予め、セラミックプレフォーム体にＴｉＯ２ を分散保持させて乾燥しておき、このＴｉＯ２ 担体を１００℃で乾燥し、次いでタングステン酸アンモニウム水溶液（１５ｗｔ％ＷＯ３ ）でＴｉＯ２ 担体を含浸し、酸素雰囲気下５００℃で焼成した。
触媒構成：ＷＯ３／ＴｉＯ２
触媒調製方法：予め、セラミックプレフォーム体にＴｉＯ２ を分散保持させて乾燥しておき、このＴｉＯ２ 担体を１００℃で乾燥し、次いでタングステン酸アンモニウム水溶液（１５ｗｔ％ＷＯ３ ）でＴｉＯ２ 担体を含浸し、酸素雰囲気下５００℃で焼成した。
反応性能試験：ガスタービン排ガス中に還元剤（ＮＨ３ ）を注入し、この排ガスを上記触媒に接触させた。反応温度とホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）および窒素酸化物（ＮＯ）の除去率との関係を図１示す。
図１において、本触媒はホルムアルデヒドおよび窒素酸化物に対しともに高い除去性能を示す。
このとき、ＮＨ３ 酸化反応が進行した場合は下記の脱硝反応は進行しなくなることから、ＮＨ３ 酸化反応による燃焼損失は起こっていない。
４ＮＯ＋４ＮＨ３ ＋Ｏ２ →４Ｎ２ ＋６Ｈ２ Ｏ
ここで、除去率は次式で定義されるものである。
ここで、除去率は次式で定義されるものである。
除去率＝（触媒入口濃度−触媒出口濃度）／触媒入口濃度
酸化反応試験：反応温度と添加したＮＨ３ の除去率との関係を図２に示す。図２から、ＮＨ３ 除去率はわずかであり、ＮＨ３ に対する酸化反応は起こっていないことがわかる。
酸化反応試験：反応温度と添加したＮＨ３ の除去率との関係を図２に示す。図２から、ＮＨ３ 除去率はわずかであり、ＮＨ３ に対する酸化反応は起こっていないことがわかる。
参考例１
排ガス中のアルデヒド類除去だけを目的としたアルデヒド類除去の場合、反応温度とアセトアルデヒド除去率の関係を図３に示す。
排ガス中のアルデヒド類除去だけを目的としたアルデヒド類除去の場合、反応温度とアセトアルデヒド除去率の関係を図３に示す。
Claims (7)
- 酸化チタン担体にタングステン、モリブデン、バナジウムのうち少なくとも１つ金属の酸化物を担持させた複合酸化物から構成されるアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒。
- 粒状、球状、ペレット状、タブレット状またはハニカム状である請求項１記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒。
- セラミックファイバープレフォーム体の繊維間に分散保持させてなることを特徴とする請求項２記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒。
- 酸化チタンをセラミックファイバープレフォーム体の繊維間に分散保持させ、酸化チタンを乾燥してこれをタングステン、モリブデン、バナジウムのうち少なくとも１つの金属またはその化合物を含む溶液で含浸させ、焼成することを特徴とする請求項２記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒。
- 燃焼排ガスを請求項２記載の触媒に接触させることを特徴とするアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法。
- 燃焼排ガス中に還元剤を注入し、燃焼排ガスを請求項２記載の触媒に接触させることを特徴とするアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法。
- アルデヒド類がホルムアルデヒドおよび／またはアセトアルデヒドであることを特徴とする請求項５記載のアルデヒド類および窒素酸化物の除去方法。
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| JP2004139351A JP2005319393A (ja) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | アルデヒド類および窒素酸化物の除去触媒 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11224839B2 (en) | 2014-11-12 | 2022-01-18 | Hitachi Zosen Corporation | Aldehyde decomposition catalyst, and exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method |
-
2004
- 2004-05-10 JP JP2004139351A patent/JP2005319393A/ja not_active Withdrawn
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