JP2007237134A

JP2007237134A - 排ガス浄化方法

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Publication number: JP2007237134A
Application number: JP2006066877A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Sugano; 周一菅野; Kazuhisa Higashiyama; 和寿東山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-13
Also published as: JP4876644B2

Abstract

【課題】高濃度のＯ₂ が存在する雰囲気下で、排ガス中のＮＯｘを高効率でＮ₂ に還元し、かつ、Ｎ₂への選択性を向上する触媒を使用する際に、その触媒性能が低下するのを抑制することである。
【解決手段】排ガス中のＮＯｘを浄化する方法において、内燃機関からの排ガスに含まれる炭化水素を、ＣＯを還元剤としてＮＯｘを浄化する触媒の前段で除去する。炭化水素の除去は、燃焼させ、または収着材で収着させ、分離装置で分離させる等の手段により可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の内燃機関から排出される排ガス、特にＮＯｘを触媒で効率良く浄化する方法に係る。

ＮＯｘは酸性雨の原因となる環境破壊物質の一つである。ＮＯｘは自動車等の排ガスに含まれており様々な処理技術が検討されている。自動車業界では、年々厳しくなる排ガス規制に伴い、高除去率を示す触媒やＮＯｘ発生を抑制する制御技術などの開発を進めている。従来のガソリン触媒の場合は、三元触媒でＮＯｘの還元，ＨＣの燃焼，ＣＯの酸化反応を行っていた。しかし、燃費向上の目的で燃料の少ない希薄燃焼で運転される車が年々増加してきている。

リーンバーンガソリンエンジン，ディーゼルエンジン、及び希薄燃焼で運転されるＤＩ（Direct-Injection）エンジンなどは理論空燃比以上運転されるため、エンジンからの排ガスはＯ₂ を多く含むことになり、従来の三元触媒性能では特にＮＯｘの還元性能が不十分となった。つまり、従来のガソリンエンジン用の三元触媒では上述の排ガス中のＨＣ及びＣＯは除去できるが、希薄燃焼雰囲気ではＮＯｘの浄化が困難となった。

高酸素濃度雰囲気下でＮＯｘを還元できる触媒はいまだ実用化されていないため、エンジン作動制御を工夫することでＮＯ放出を抑制している。即ち、希薄燃焼側から通常燃焼側になるように空燃比をパルス状に制御し、希薄燃焼時に収着材に捕獲したＮＯｘを通常燃焼側時にＨＣやＣＯ等の還元剤で浄化している。このため、エンジンの制御が複雑化している。ここでの収着材は吸収材，吸着材、及び吸収と吸着を同時に行う材料のいずれかである。

また、自動車以外の発電所、ボイラ等の内燃機関からの排ガスにおいても比較的Ｏ₂ が多い状態でのＮＯｘ除去が望まれている。これまでの例としては炭化水素の不完全燃焼で生成する炭化水素ガスを還元剤としてＮＯｘを還元浄化する方法がある（特開平６−
３１９９５３号公報（特許文献１）〔００２１〕）。また、その不完全燃焼状態をＣＯ生成量からモニタリングできると記載されている。ＣＯが還元剤として用いられるとすると、ＮＯ＋ＣＯ→１／２Ｎ₂＋ＣＯ₂となるため、ＣＯはＮＯと当量以上で含まれる必要があるが、実施例２では、ＣＯを４５０ppm 以上で存在させると、ＮＯ浄化率８５％以上が得られるとしており、不完全燃焼で生成する炭化水素による還元反応を示唆している。

特開平６−３１９９５３号公報

本願の課題は、高濃度のＯ₂ が存在する雰囲気下で、排ガス中のＮＯｘをさらに高効率でＮ₂ に還元する方法及び浄化装置を提供することにある。また、そのような浄化装置を備えた自動車，発電所，ボイラ等の内燃機関にある。

本発明の特徴は、内燃機関からの排ガスに含まれるＣＯを還元剤としてＮＯｘを除去する触媒を用い、炭化水素（ＨＣ）をそのＮＯｘ除去触媒の前段で除去する方法にある。また、炭化水素の除去手段を、ＮＯｘ除去手段の上流側に配置した装置にある。

上記課題を解決するため、我々は内燃機関から排出されるＮＯｘを、ＣＯを還元材として浄化する触媒を開発してきた。詳細な検討を進めた結果、高濃度のＯ₂ 共存下でもＣＯを還元剤として高効率でＮＯｘを還元する触媒は、ＨＣが排ガス中に共存すると触媒性能が低下することが判った。これは、ＨＣの燃焼反応が同時に起こり、触媒の活性点をNOx除去反応と競争的に使用するため、またＨＣの燃焼で生成するＨ₂Ｏが触媒を劣化させるため、と考えている。

本発明により、高いＮＯｘ還元性能を示すことを見出し、かつ、Ｎ₂ への選択性を向上する触媒を使用する際に、その触媒性能が低下するのを抑制することを見出した。高濃度のＯ₂ 存在下で高いＮＯｘ除去率、Ｎ₂ 選択性が得られる触媒の性能を長期間維持することができる。

また、ＮＯｘ還元のための反応条件制御等が不要となる。また低濃度のＯ₂ 存在下で使用する触媒のプロセスにおいても、活性の低下を抑制することができる。

上述のとおり、本発明の特徴は、内燃機関とＮＯｘをＣＯを還元剤として浄化する触媒との間に、内燃機関からの排ガス中の炭化水素を除去する炭化水素除去工程を有することである。炭化水素を除去する方法としては、炭化水素燃焼触媒，炭化水素収着材などを使用する方法が挙げられる。

本発明者らは、ＮＯｘ除去触媒の性能向上を試み、新規な方法，触媒及び装置を詳細に検討した結果、本発明に至った。

活性成分の性能そのものが低い場合、高濃度Ｏ₂ 存在下でのＮＯｘ除去、Ｎ₂ への選択的還元反応が起こりにくい。一方、高濃度Ｏ₂ 存在下でも高いＮＯｘ除去性能を有する触媒は、活性成分の性能が非常に高い。これはＮＯｘ以外のガス種についても同様の効果を示す。このため、高活性な触媒を使用する場合は特に、行うべき反応の対象物質以外は極力除去することが望ましい。

また、低濃度のＯ₂ 存在下で活性を示すＮＯｘを浄化する触媒を使用する場合に、炭化水素や水蒸気により性能が低下することを回避できる。

炭化水素燃焼触媒を使用すると、低温で燃焼させることができるため装置機器、特に後流側の触媒等への影響が小さいという効果がある。通常、炭化水素を燃焼するとＣＯ₂ 及び水分が生成するので、不完全燃焼をさせることで、還元剤であるＣＯをガス流れ下流側の触媒反応に供給することもできる。

＜ＣＨ燃焼触媒＞
炭化水素燃焼触媒としては一般的な燃焼触媒を使用することができる。例えば、ＣeＯ₂，ＺｒＯ₂，ＣｅＯ₂−ＺｒＯ₂ 複合酸化物等の担体に、遷移金属（Ｍｇ，Ｌａ，Ｃｓ，
Ａｌ，Ｎｉ等）または貴金属（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ）を担持した触媒である。特に、金属酸化物生成エンタルピーがＦｅより負に小さいもの、例えばＣｏ，Ｎｉ、貴金属が好ましい。これらはＯを保有しやすく燃焼性が高いからである。金属酸化物生成エンタルピーは、ＭＯ_x-1＋１／２Ｏ₂＝ＭＯ_xでＭ−Ｏ結合一本あたりに換算した値、また、Ｍ＋ｘＯ₂＝
ＭＯｙでＭ−Ｏ結合一本あたりに換算した値を使用することができる。

燃焼を制御する方法としては、Ｏ₂ 量を制御する方法、燃料量を制御する方法が好ましい。例えばＯ₂ 利用率（ex：７０〜８０％）を想定してＯ₂ 量を制御したり、炭化水素量が２０％以下、可能であればほぼ０％となるよう燃料を制御すればよい。その結果、炭素析出等によるＮＯｘ浄化触媒の性能低下が起こらず、ＮＯｘ浄化率は向上する。

また、炭化水素の燃焼により、水分が発生して触媒活性が低下する場合には、燃焼触媒の後段に水分を除去する手段を配置してもよい。

＜ＣＨ収着材の使用＞
炭化水素収着剤としては、多孔質担体にＡｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｍｇ等を担持したものが良い。担体としては、ゼオライト等のＳｉ／Ａｌ化合物、メソポーラス体等が望ましい。特に、メソポーラス体は高比表面積であり、添加金属成分が凝集しにくいので好ましい。

また、炭化水素収着材を使用する場合は、ＮＯｘの除外が必要な場合は排ガス中の炭化水素を収着させ、ＮＯｘの除外が不要になった際に、別ラインに炭化水素を放出するものが好ましい。また、複数の収着剤を用意し、流路を切り替えて使用することが好ましい。

また、収着材中の炭化水素量をモニタする必要がある。炭化水素量が多くなると可燃性が高くなるため、流入する炭化水素量を測定し、特定期間で炭化水素の脱離放出を行うことが望ましいからである。

ＨＣ収着剤の位置や成分はＮＯｘ浄化反応温度に応じて適宜調整することができる。炭化水素収着剤はＮＯｘ浄化触媒より上流側となり、収着剤を流通する排ガスはＮＯｘ浄化反応温度より高温である。ＮＯｘ浄化反応は１５０〜３５０℃で進行しやすいため、NOx浄化触媒は排ガス温度がそれらの温度になる位置に設置される。これにより加熱のための余計なエネルギーを投入することが不要となるからである。従って、炭化水素収着剤は
１５０℃以上でＨＣを多く収着させるものが好ましい。特に、前述の金属酸化物生成エンタルピーがＦｅより負に大きく、貴金属より負に小さいものが望ましい。

＜還元剤＞
本発明は、ＮＯをＮＯｘ浄化触媒表面で還元剤と反応させてＮＯを還元する。還元のための還元材としては一般的な還元剤を使用することができるが、触媒反応時にガスであることが望ましく、特にＣＯが望ましい。ＣＯが処理対象とする排ガスに大量に含まれている場合には、還元剤を添加する手段を設ける必要がない。ＣＯ量がＮＯ量に対して不十分な（ＮＯ数がＣＯ数より多い）場合は、排ガスがＮＯｘ還元触媒に接触する前に所定量のＣＯを添加する必要がある。例えば、炭化水素除去工程の後で、ＮＯｘ還元触媒と排ガスが接触する反応器の前段の排ガスが流通する配管内にＣＯを供給したり、触媒層や反応器に排ガス供給口とは別に直接のＣＯ供給口を設けることができる。

当然だが、炭化水素除去工程が不要な場合も同様の添加方法を用いることができる。

＜ＮＯｘ浄化触媒＞
ＮＯｘを還元する触媒の例としては、リーンＮＯｘ触媒や三元触媒などが使用でき、それらを使用するために排ガス組成を制御してもよい。本発明における触媒は、粒状，柱状，ペレット状などに成形して使用することができる。成形法としては、押し出し成形法，打錠成形法，転動造粒法など目的に応じ任意の方法を採用できる。

触媒活性成分としては、遷移金属や貴金属を使用することができる。触媒活性成分を分散させるための担体としては、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂、及びＡｌ₂Ｏ₃等がよい。

〔実施例〕
以下、実施例にて本発明を説明するが、これらに限定されるものではない。

（触媒の調整）
本実施例では、Ｃｏ₃Ｏ₄及びＣｏ原子数が４のＣｏクラスタをメソポーラスシリカに担持したＮＯｘ浄化触媒（触媒１，触媒２）を調製した。
＜触媒１＞Ｃｏ₃Ｏ₄／ＭＣＭ４１
担体として、メソポーラスシリカであるＭＣＭ４１（市販品，ズードケミー製）を使用したＭＣＭ４１は使用前に１２０℃で１時間乾燥した。０.２６０ｇの硝酸コバルト６水和物（和光純薬製）を３.２３６ｇの純水に溶解し、乾燥後の０.５ｇのＭＣＭ４１に含浸した。この粉末を、２００kgf／cm²でプレス成型し、乳鉢で破砕し、０.５〜１mm に整粒した。

なお、メソポーラスシリカは高比表面積を有するために、触媒を高分散させることができる。上記のＭＣＭ−４１（Mobil Catalytic Material）は、均一な六角型メソポーラスの積層構造を有する。六角型以外にもキュービック型，平面型などの骨格を有するメソポーラスシリカがあり、高比表面積を有するそれらを使用することができる。

＜触媒２＞Ｃｏ４クラスタ／ＭＣＭ−４１
ＭＣＭ４１はD. Dasらの方法を参考にした(Chem.Commun., (１９９９)４７３−４７４)。セチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＭＡＢｒ）とテトラプロピルアンモニウムブロマイド（ＴＰＡＢｒ）とをＨ₂Ｏに添加し、約４０℃に加熱しながら攪拌した。この水溶液に、約３.７％のＮａＯＨと約７.０％のＳｉＯ₂ を含むナトリウムシリケート溶液（Sodium silicate sol.）を添加した。このＳｉＯ₂ 含有ゲルを室温で約１０分間攪拌した後、１.１ＭＨ₂ＳＯ₄溶液の添加によりｐＨを９.５〜１０に調節した。このゲルを室温で約２時間攪拌した。攪拌後、ゲルをポリプロピレンの容器に移し、１００℃で４日間、常圧で加熱した。加熱中はポリプロピレン容器の蓋を緩め、溶媒を蒸発させた。加熱後のゲルをポリプロピレン容器のまま水道水流中に静置して冷却した。固体物質をろ紙上に移し、水道水流で減圧ろ過しながらＢｒ^- イオンがなくなるまで水洗した。その後、固体を乾燥し、最後に５５０℃で焼成した。

次に、Ｃｏ４クラスタであるＣｏ₄(ＣＯ)₁₂を調製した。Ｃｏ₄(ＣＯ)₁₂はＣＯ₂(ＣＯ)₈の熱重合で調製した。１.００ｇのＣＯ₂(ＣＯ)₈を二口フラスコに入れ、Ｎ₂下で攪拌しながらオイルバス中で６０℃に加熱した。加熱は２０時間行った。加熱後、フラスコを室温まで徐冷し、固体のＣｏ₄(ＣＯ)₁₂を得た。

最後にＣｏ４クラスタ／ＭＣＭ−４１を以下の方法で調製した。シュレンク管に入れた２００ｍｇのＭＣＭ−４１を、攪拌しながら真空下で１９５℃で２時間乾燥した。乾燥後、Ｎ₂ グローブボックス内でシュレンク管にＣｏクラスタを添加した。Ｃｏクラスタの添加量はＭＣＭ−４１重量に対してＣｏ量として１０ｗｔ％とした。ＣｏクラスタとＭＣＭ−４１粉末をよく攪拌し、約２０ｍｌの無水エーテルを添加した。クラスタが無水エーテルに溶解しない場合は、クラスタを溶かす溶媒を２０滴滴下した。混合物はＮ₂ 下で室温で４８時間攪拌した。攪拌後、エーテルを真空吸引し、触媒粉末を得た。

触媒粉末は２００kgf／cm²でプレス成型し、乳鉢で破砕し、０.５〜１mm 粒径に整粒した。クラスタは５ｎｍ以下の小さな凝集体として分散していた。

原子数を制御した金属原子を金属または金属酸化物または配位子を有する金属クラスタを担体に担持した触媒は、高濃度のＯ₂ 存在下でも高いＮＯｘ浄化活性を示す。金属原子の例としてはコバルトがある。本来、触媒活性成分の特に活性な表面は相互に反応しやすく、安定な原子数の凝集体が形成されやすい。しかし、その原子数を制御することで、反応の選択性が生じやすい反応面がより多く存在していると考えている。

コバルトの原子数を制御する方法として、配位子を有するコバルトクラスタを使用する。配位子としては、一般的な配位子を使用することができる。特にＣＯの場合はコバルトと配位結合をしており、容易に脱離することができ、活性な表面が出易いと考えられる。

この配位子を有するクラスタを担体上に分散させることで、コバルトクラスタの凝集を数ｎｍ以下に抑制することができる。前述の担体としては、メソポーラスを有するＭＣＭ−４１（メソポーラスシリカ）等が好ましい。ＭＣＭ−４１は高比表面積を有するために、クラスタが高分散することができる。ＭＣＭ−４１（Mobil Catalytic Material）は、均一な六角型メソポーラスの積層構造を有する。六角型以外にもキュービック型，平面型などの骨格を有するメソポーラスシリカがあり、高比表面積を有するそれらを使用することができる。

本発明で用いられる反応温度は、約１５０〜４００℃が好ましいが、特に、１５０〜
３５０℃では長時間Ｃｏクラスタの形態を保持するので望ましい。より好ましくは、150〜２７５℃である。４００℃以上では、Ｃｏクラスタが分解して従来の酸化触媒と類似の凝集構造となりやすく、性能低下が早い。また、１５０℃以下での使用は、排ガス中に水蒸気を多量に含む場合等は、水の凝縮などが起こりやすくなるため、不適である。

担体に担持するコバルトクラスタの量は、担体の比表面積，細孔径により調節してよい。担持量が多すぎると、クラスタ同士の凝集が起こりやすくなる。逆に少ないと、効果が少ない。今回使用した細孔径２−３ｎｍのＭＣＭ−４１では、Ｃｏ原子として５〜１５
ｗｔ％となるよう添加することが好ましい。特に８〜１２ｗｔ％が望ましい。

本発明の触媒担体であるＭＣＭ−４１を調製するためには、通常のミセルを用いる方法を使用することができる。例えば、ナトリウムシリケート溶液に、セチルメチルアンモニウム塩とテトラアルキルアンモニウム塩を含む溶液を使用してミセルを形成することができる。

＜触媒３＞ＦｅＯ／ＭＣＭ４１
担体として、メソポーラスシリカであるＭＣＭ４１（市販品，ズードケミー製）を使用した。ＭＣＭ４１は使用前に１２０℃で１時間乾燥した。０.４０８ｇの硝酸鉄９水和物（和光純薬製）を１.１７６ｇの純水に溶解し、乾燥後の０.６ｇのＭＣＭ４１に含浸した。この粉末を２００kgf／cm²でプレス成型し、乳鉢で破砕し、０.５〜１mm に整粒した。

＜触媒４＞ＮｉＯ／ＭＣＭ４１
担体として、メソポーラスシリカであるＭＣＭ４１（市販品，ズードケミー製）を使用した。ＭＣＭ４１は使用前に１２０℃で１時間乾燥した。０.２９４ｇの硝酸ニッケル６水和物（和光純薬製）を１.２２７ｇの純水に溶解し、乾燥後の０.６ｇのＭＣＭ４１に含浸した。この粉末を２００kgf／cm²でプレス成型し、乳鉢で破砕し、０.５〜１mm に整粒した。

＜触媒５＞ＮｉＯ／ＭＣＭ４１
担体として、メソポーラスシリカであるＭＣＭ４１（市販品、ズードケミー製）を使用した。ＭＣＭ４１は使用前に１２０℃で１時間乾燥した。０.２１４ｇの硝酸ストロンチウム（和光純薬製）を１.３３９ｇの純水に溶解し、乾燥後の０.６ｇのＭＣＭ４１に含浸した。この粉末を２００kgf／cm²でプレス成型し、乳鉢で破砕し、０.５〜１mm に整粒した。

本実施例では、触媒１を用いてＨＣ共存の有無でＮＯ除去率を調べた。反応ガス組成は下記とし、空間速度が２０，０００ｈ^-1となるよう設定した。ＨＣとしてＣ₃Ｈ₆を用いた。

［ＮＯ］＝０.１０（vol％）
［ＣＯ］＝０.１０（vol％）
［Ｏ₂］＝５.００（vol％）
［Ｃ₃Ｈ₆］＝０.１０（vol％）
Balance；Ｈｅ
ＮＯ除去率は次式で算出した。

ＮＯ除去率（％）＝（１−出口ＮＯ濃度／入口ＮＯ濃度）×１００
空間速度は、次式で算出した。

空間速度（ｈ^-1）＝反応ガス量（ｍｌ／ｈ^-1）／触媒量（ｍｌ）
なお、ＨＣ無しの試験は、触媒１の前段にＡｇ担持βゼオライトを使用し、試験の間
Ｃ₃Ｈ₆を収着させた。

図１に２００〜２７５℃でのＮＯ除去率を示す。ＨＣが共存する場合は、２００，250℃ではＮＯ除去率が７、８％とほぼ同じであったが、２７５℃に上げるとほぼゼロとなった。一方、ＨＣを前段で収着させた場合は、２５０℃で１７.４％、２７５℃で３１％とＮＯ浄化率が向上した。共存する炭化水素を除去することで、ＮＯ除去率が向上した。即ち、ＨＣ共存時のＮＯ除去率低下は、ＨＣ燃焼反応が同時に進行することによる反応阻害が原因と考えている。

本実施例では、触媒２を用いてＨＣ共存の有無でＮＯ除去率を調べた。反応ガス組成，条件は実施例２（触媒１）と同じである。

図２に２００〜２７５℃でのＮＯ除去率を示す。ＨＣが共存する場合は、２００℃ではＮＯ除去率が２９％と触媒１に比べて高い値を示した。しかし、２５０℃では１２％、
２７５℃では８％と低下した。一方、ＨＣを前段で収着させた場合は、２００℃で５１％、２５０℃で８４％、２７５℃で９８％とＮＯ浄化率は向上した。

本実施例では、触媒１を用いてＮＯ除去率のＨＣ濃度依存性を調べた。実施例２に記載の反応ガス組成のうち、Ｃ₃Ｈ₆濃度を変化させた。全反応ガス量は同じとなるようＨｅで調節した。

図３に２５０℃でのＮＯ除去率を示す。ＨＣが共存しない場合は２５％であるのに対し、ＨＣが共存すると、ＮＯ除去率が大きく変化した。１００ppm では３７.１％に向上し、２５０ppm では２２.８％となり、ＨＣを添加しない場合より除去率が低下した。さらに増やすと７５０ppm では１７.１％となり、１０００ppm で添加すると１４.０ppm まで低下した。

本実施例では、メソポーラス体に担持する金属成分を変えてＮＯ除去率を調べた。反応ガス組成，条件は実施例２と同じである。

図４に１５０℃でのＮＯ除去率を示す。触媒１では７.１％なのに対して、触媒３では１１.９％、触媒４では２８.４％とＮＯ除去率が向上した。しかし、塩基性金属である
Ｓｒを添加した触媒５では、ＮＯは浄化されなかった。

本結果から、複数の金属成分を添加することで、高いＮＯ浄化率が得られる温度域を広げられることが示唆された。即ち、Ｎｉを含む触媒４とＣｏを含む触媒１を物理的に混合してもよく、両金属成分を同一担体上に担持してもよい。

本実施例ではＮＯｘ還元に必要なＣＯが不足した場合のＣＯ供給法を図５に示す。炭化水素除去工程を通過した後のガス中のＣＯとＮＯｘ濃度を測定し、当量比以上のＣＯを計算し、不足分のＣＯをＣＯ供給部から供給する。ＣＯはＮＯｘがＮＯｘ還元触媒と接触する前に供給すればよい。

図６は、収着剤を用いた炭化水素除去法の実施例である。ＮＯｘ含有ガスを、まず、炭化水素除去工程１の収着剤に導入させる。このとき、バルブ１２，１４以外のバルブは閉止する。次に、バルブ１４を通過後のガス中の炭化水素がＮＯｘ量に対して所定量、例えば２０vol％以上になった場合は、収着剤が飽和したと判断し、バルブ１２，１４を閉止し、バルブ１６，１７を開きＮＯｘ含有ガスを炭化水素除去工程２の収着剤に導入させる。炭化水素除去工程２を使用している間、炭化水素除去工程１のバルブ１１を開き、不活性ガスを流通させて、吸着していた炭化水素を脱離させる。また、収着剤を加熱して、脱離の促進や脱離しにくい炭化水素を放出させることも可能である。加熱は収着剤が入った容器を外側から電気炉等で加熱したり、加温された不活性ガスを流通させたりすることにより可能である。排ガス１３に含まれる炭化水素は燃焼プロセスに送り燃焼処理できる。この操作を交互に繰り返すことで、長時間，効率よく炭化水素を除去することができる。

図７は、物理的に炭化水素を分離する装置を用いた炭化水素除去法の実施例を示す。
ＮＯｘ含有ガスが流通する配管内に多孔管を設置し、ＮＯｘ含有ガスを多孔管内部に導入させる。多孔管の外部を内部より負圧となるよう制御する。多孔管の孔径はＣＯ，ＮＯ，ＣＨ₄ のみが流通できるサイズとする。もし、Ｃ₂ の炭化水素が存在してもＮＯｘ量に対して２０vol％以下であれば、Ｃ₂ の炭化水素も通過できる孔径にしてよい。これにより
ＮＯｘ含有ガスから炭化水素を容易に効率良く除去することができる。

燃焼反応などで発生するＮＯを触媒により高効率でＮ₂ に転化することができる。

本触媒の性能を示す図である。本触媒の性能を示す図である。本触媒の性能を示す図である。本触媒の性能を示す図である。本システムの構成を示す図である。本システムの構成を示す図である。本システムの構成を示す図である。

Claims

少なくともＣＯ，Ｏ₂ 、及びＮＯｘを含有する排ガス中のＮＯｘを浄化する方法において、
該排ガス中の炭化水素を除去する工程と、前記炭化水素を除去した後の排ガスを、ＣＯを還元剤としてＮＯｘを還元する反応について触媒能を有するＮＯｘ浄化触媒に接触させる工程とを有することを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項１に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記排ガス中の炭化水素を除去する工程は、炭化水素濃度をＮＯｘ濃度の０〜２０vol％以下とする工程であることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項１に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記排ガス中の炭化水素を除去する工程は、炭化水素を炭化水素収着材に収着させる工程であることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項３に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記炭化水素収着材は、多孔質担体にＡｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｍｇの少なくともいずれかが担持されていることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項１に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記排ガス中の炭化水素を除去する工程は、炭化水素を燃焼させる工程であることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項５に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
前記炭化水素を除去する工程後であって、ＮＯｘ浄化触媒に接触させる工程の前に、
水分を除去する工程を有することを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項１に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
前記ＮＯｘ浄化触媒に接触させる工程の前段に、上記排ガス中のＣＯ濃度を、ＣＯ／
ＮＯｘ（vol／vol）が１以上となるよう制御する工程を有することを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項１に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
前記ＮＯｘ浄化触媒は、遷移金属化合物が担体上に分散されている触媒であることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項８に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記遷移金属化合物は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｐｔ，Ｐｄ、及びＲｈのうち少なくともいずれかを含有することを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項８に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記担体はメソポーラス体であることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
請求項１０に記載されたＮＯｘ浄化方法において、
上記メソポーラス体はＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂、及びＡｌ₂Ｏ₃のいずれかであることを特徴とするＮＯｘ浄化方法。