JP2014008460A - 触媒担持バグフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の触媒担持バグフィルタは、バグフィルタ本体と、該バグフィルタ本体に担持された排ガス浄化用触媒とを備え、前記バグフィルタ本体を構成する布が綾織りまたは朱子織りの布であり、該布の打ち込み密度が1000g/m2を超え、1300g/m2以下である。本発明の触媒担持バグフィルタにおいては、綾織りが二重綾織りであることが好ましい。
【選択図】なし
Description
集塵処理としては、バグフィルタを用いた処理が広く採用されている。バグフィルタを備えた集塵装置においては、バグフィルタによって捕集したばいじんを払い落とすために断続的にバグフィルタの逆洗が行われる。逆洗の方法としては、ろ過した空気の流れを反転させてバグフィルタに送り込むリバース型逆洗法、排ガスの流れと逆方向にバグフィルタに高圧パルス状空気を噴き付けるパルスジェット型逆洗法が知られている。
浄化処理としては、V2O5・TiO2系触媒等の排ガス浄化用触媒を用いて、大気汚染の原因物質を分解する処理が広く採用されている。
また、バグフィルタのバグフィルタ本体に排ガス浄化用触媒を担持させた触媒担持バグフィルタを用いて、集塵処理と浄化処理を同時に行う方法も知られている(特許文献1)。
本発明は、単位面積当たりの触媒活性に優れた触媒担持バグフィルタを提供することを目的とする。
本発明の触媒担持バグフィルタにおいては、綾織りが二重綾織りであることが好ましい。
バグフィルタ本体を構成する布の具体的な打ち込み密度は1000g/m2を超え、1300g/m2以下であり、1200g/m2以上、1300g/m2以下であることが好ましい。ここで、打ち込み密度とは、布の単位面積(m2)当たりに使用する繊維の質量(g)のことである。
図1における触媒担持量比とは、(任意の打ち込み密度のバグフィルタ本体を用いた場合の触媒担持量/打ち込み密度800g/m2のバグフィルタ本体を用いた場合の触媒担持量)の式より求められる値である。触媒担持量とは、{(触媒担持バグフィルタの質量−バグフィルタ本体の質量)/バグフィルタ本体の面積}の式より求められる値である。
図1における触媒比活性は、(任意の打ち込み密度のバグフィルタ本体を用いた場合の反応速度定数/打ち込み密度800g/m2のバグフィルタ本体を用いた場合の反応速度定数)の式より求められる値である。前記反応速度定数は、一酸化窒素分解反応における初期分解速度定数である。一酸化窒素分解反応における初期分解速度定数を測定する際の反応条件としては、反応装置として、管型流通反応試験装置を用い、反応温度を190℃とし、触媒によって浄化する汚染成分を一酸化窒素とし、触媒に送る一酸化窒素の濃度を150ppmとし、空間速度を10,000h−1とする。
このようなことから、本発明では、バグフィルタ本体を構成する布の打ち込み密度が前記範囲に特定される。打ち込み密度が前記下限値未満であっても前記上限値を超えても、触媒活性が不充分になり、本発明者は、本範囲で特異的に触媒活性が高いことを見出した。
従来、打ち込み密度が1000g/m2を超えるバグフィルタ本体の製造は困難であり、最近になって打ち込み密度が1000g/m2を超える布を製造できるようになったため、図1の打ち込み密度と触媒活性との関係は知られていなかった。図1の打ち込み密度と触媒活性との関係は、本発明者らが初めて見出したものである。
活性成分としては、少なくともバナジウム酸化物を用いることが好ましい。上記活性成分はいずれも酸化能力を有し、ダイオキシンをCO2まで酸化分解でき、また、還元剤存在下で窒素酸化物を還元できるが、バナジウム酸化物はそれらの能力が特に優れる。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンの二成分である場合には、担体100質量部に対して、五酸化バナジウムが1〜10質量部、三酸化タングステンが2〜25質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化モリブデンの二成分である場合には、担体100質量部に対して、五酸化バナジウムが1〜10質量部、三酸化モリブデンが2〜25質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと五酸化ニオブの二成分である場合には、担体100質量部に対して、五酸化バナジウムが1〜10質量部、五酸化ニオブが0.5〜5質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンと三酸化モリブデンの三成分である場合には、担体100質量部に対して、五酸化バナジウムが1〜10質量部、三酸化タングステンが1〜20質量部、三酸化モリブデンが1〜20質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンと五酸化ニオブの三成分である場合には、五酸化バナジウムが1〜10質量部、三酸化タングステンが1〜10質量部、五酸化ニオブが0.5〜5質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンと三酸化モリブデンと五酸化ニオブの四成分である場合には、五酸化バナジウムが1〜10質量部、三酸化タングステンが1〜20質量部、三酸化モリブデンが1〜20質量部、五酸化ニオブが0.5〜5質量部であることが好ましい。
すなわち、まず、排ガス浄化用触媒を、ヘリウム雰囲気下、450℃で加熱した後、150℃でピリジンを排ガス浄化用触媒に供給して吸着させ、次いで、固体酸点以外に付着したピリジンを真空排気する。その後、排ガス浄化用触媒を一定の昇温速度で150℃から800℃まで加熱することにより、固体酸点に吸着したピリジンを脱離させ、その脱離したピリジン量を測定する。そのピリジン量をピリジン吸着量とする。
上記触媒担持バグフィルタを備え、パルスジェット型逆洗法が適用された集塵装置の一例としては、図2に示すような、触媒担持バグフィルタ11と集塵室12とパルスジェット用配管13とを備える集塵装置10が挙げられる。
集塵装置10で使用される集塵室12には、複数の触媒担持バグフィルタ11,11・・・が収容されている。集塵室12の内部は仕切り板12aによって、第1室12bと、第1室よりも下流側の第2室12cに分割されている。
仕切り板12aには、各触媒担持バグフィルタ11が取り付けられている。第1室12bには、集塵室12に排ガスを導入するためのガス導入管12dが接続されている。第2室12cには、集塵・浄化処理されたガスを排出するガス排出管12eが接続されている。
集塵室12の底面12fは漏斗状になっており、その下端には、ばいじんを排出するためのばいじん排出管12gが接続されている。
パルスジェット用配管13は、逆洗用の高圧パルス状空気を触媒担持バグフィルタ11に噴き付けるための配管であり、第2室12c内に設けられている。
集塵・浄化処理されたガスは第2室12c内に入り、ガス排出管12eを介して集塵室12から排出される。
上記集塵装置10では、予め設定された一定時間毎に、または、触媒担持バグフィルタ11における圧力損失が設定値を超えた際に、パルスジェット用配管13を用いて、高圧パルス状空気を触媒担持バグフィルタ11に噴きつけて、捕集したばいじんを払い落とす。払い落とされたばいじんは底面12fに落下し、ばいじん排出管12gを介して集塵室12から排出される。
体積平均粒子径0.1μmの触媒粉体20kgに純水100Lを加えたスラリーを調製した。
このスラリーに、打ち込み密度1250g/m2、厚み1.2mm、フィルタ面積3m2の布からなるバグフィルタ本体を攪拌しながら浸漬し、105℃で乾燥して触媒担持バグフィルタを得た。
バグフィルタ本体の布として、打ち込み密度1100g/m2、厚み1.1mm、フィルタ面積3m2のものを用い、且つ、実施例1におけるスラリーに対し、分散剤としてポリスルホン酸アンモニウム400gをさらに添加したこと以外は実施例1と同様にして、触媒担持バグフィルタを得た。
バグフィルタ本体の布として、打ち込み密度860g/m2、厚み0.9mm、フィルタ面積3m2のものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、触媒担持バグフィルタを得た。
各例の触媒担持バグフィルタについて、窒素酸化物に対する触媒活性、ダイオキシンに対する触媒活性を下記のように測定した。
下記反応条件で、一酸化窒素(NO)を含む排ガスを浄化処理した際の触媒活性を測定し、その測定値をフィルタ面積あたりに換算した。
試験装置:管式流通反応試験装置
排ガス温度:190℃
排ガス中のNO濃度:150ppm
還元剤(NH3)濃度:105ppm
空間速度:10,000h−1
下記反応条件で、ダイオキシン代替物質であるクロロフェノールを含む排ガスを浄化処理した際の触媒活性を測定した。
試験装置:管式流通反応試験装置
排ガス温度:190℃
排ガス中のダイオキシン代替物質濃度:1.0ppm
ろ過速度:0.8m/min
実施例2の触媒担持バグフィルタは、比較例1の触媒担持バグフィルタに対し、窒素酸化物に対する触媒活性が40%向上し、ダイオキシン代替物質に対する触媒活性が60%向上した。
11 触媒担持バグフィルタ
12 集塵室
12a 仕切り板
12b 第1室
12c 第2室
12d ガス導入管
12e ガス排出管
12f 底面
12g ばいじん排出管
13 パルスジェット用配管
Claims (2)
- バグフィルタ本体と、該バグフィルタ本体に担持された排ガス浄化用触媒とを備え、前記バグフィルタ本体を構成する布が綾織りまたは朱子織りの布であり、該布の打ち込み密度が1000g/m2を超え、1300g/m2以下である、触媒担持バグフィルタ。
- 綾織りが二重綾織りである、請求項1に記載の触媒担持バグフィルタ。
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