JP2540587B2 - 触媒フイルタ―及びその製造方法 - Google Patents
触媒フイルタ―及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、都市ごみ焼却炉、下水汚泥焼却炉、産業廃
棄物焼却炉、ボイラ及びディーゼルエンジンなどの排ガ
ス処理装置に使用する触媒フィルター及びその製造方法
に関し、この触媒フィルターは排ガス中の窒素酸化物や
ばいじん、さらにはフッ素、フッ化水素、塩素、塩化水
素、硫黄酸化物などの酸性ガスを処理するのに適したも
のである。
棄物焼却炉、ボイラ及びディーゼルエンジンなどの排ガ
ス処理装置に使用する触媒フィルター及びその製造方法
に関し、この触媒フィルターは排ガス中の窒素酸化物や
ばいじん、さらにはフッ素、フッ化水素、塩素、塩化水
素、硫黄酸化物などの酸性ガスを処理するのに適したも
のである。
（従来の技術） 従来、排ガス中のばいじんを除去するためには、電気
集塵機（EP）やサイクロン、ベンチュリースクラッバ
ー、バグフィルターなどが使用されている。また、排ガ
ス中の窒素酸化物を除去するためには、アンモニアを還
元剤とする選択的触媒法があり、触媒はハニカム状又は
ペレット状のものが使用されている。
集塵機（EP）やサイクロン、ベンチュリースクラッバ
ー、バグフィルターなどが使用されている。また、排ガ
ス中の窒素酸化物を除去するためには、アンモニアを還
元剤とする選択的触媒法があり、触媒はハニカム状又は
ペレット状のものが使用されている。
通常、燃焼排ガスには窒素酸化物とばいじんを含んで
おり、両者を除去するためには集塵装置と脱硝装置を併
設する必要がある。
おり、両者を除去するためには集塵装置と脱硝装置を併
設する必要がある。
さらに、排ガス中に酸性ガス（例えば、フッ素、フッ
化水素、塩素、塩化水素、硫黄酸化物など）を含有する
ときには、湿式法、半湿式法及び乾式法により除去して
いる。湿式法はスクラッバーなどで吸収除去するもので
あり、半湿式法は消石灰、水酸化マグネシウムなどのス
ラリー状の吸収剤を蒸発反応塔に噴霧して、酸性ガスを
吸収除去し、生成物を燃焼ばいじんとともに捕集して系
外に排出するものである。また、乾式法は消石灰、生石
灰、炭酸カルシウムなどの吸収剤を炉内又はダクト内に
噴射し、あるいは、吸収剤の移動層に排ガスを導入し、
酸性ガスを吸収剤に吸収除去するものである。このよう
に、酸性ガスについても、専用設備を必要とする。
化水素、塩素、塩化水素、硫黄酸化物など）を含有する
ときには、湿式法、半湿式法及び乾式法により除去して
いる。湿式法はスクラッバーなどで吸収除去するもので
あり、半湿式法は消石灰、水酸化マグネシウムなどのス
ラリー状の吸収剤を蒸発反応塔に噴霧して、酸性ガスを
吸収除去し、生成物を燃焼ばいじんとともに捕集して系
外に排出するものである。また、乾式法は消石灰、生石
灰、炭酸カルシウムなどの吸収剤を炉内又はダクト内に
噴射し、あるいは、吸収剤の移動層に排ガスを導入し、
酸性ガスを吸収剤に吸収除去するものである。このよう
に、酸性ガスについても、専用設備を必要とする。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の欠点を解消し、脱硝と除塵さらには
酸性ガスの除去を１つの処理装置で処理することを可能
とする触媒フィルター及びその製造方法を提供しようと
するものである。
酸性ガスの除去を１つの処理装置で処理することを可能
とする触媒フィルター及びその製造方法を提供しようと
するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、１太さ３〜15μｍのガラス繊維のモノフィ
ラメントを400〜1000g/m2の打ち込み密度で平織、綾織
又は朱子織に織り上げたフィルターを、カーボン及びポ
リフッ化エチレン、又は、カーボン及びシリコーン及び
ポリフッ化エチレンよりなる表面処理層を介して、酸化
チタン及び酸化バナジウム、又は、酸化チタン及び酸化
バナジウム及び酸化タングステンからなる、粒子径0.01
〜１μｍの触媒を担持してなることを特徴とする触媒フ
ィルター、及び（２）太さ３〜15μｍのガラス繊維のモ
ノフィラメントを400〜1000g/m2の打ち込み密度で平
織、綾織又は朱子織に織り上げてフィルターを作製し、
カーボン及びポリフッ化エチレン、又は、カーボン及び
シリコーン及びポリフッ化エチレンを用いて前記フィル
ターの表面処理し、次いで、酸化チタン及び酸化バナジ
ウム、又は、酸化チタン及び酸化バナジウム及び酸化タ
ングステンからなる触媒調整液を前記表面処理済フィル
ターに含浸させ、乾燥した後、焼成することを特徴とす
る触媒フィルターの製造方法である。
ラメントを400〜1000g/m2の打ち込み密度で平織、綾織
又は朱子織に織り上げたフィルターを、カーボン及びポ
リフッ化エチレン、又は、カーボン及びシリコーン及び
ポリフッ化エチレンよりなる表面処理層を介して、酸化
チタン及び酸化バナジウム、又は、酸化チタン及び酸化
バナジウム及び酸化タングステンからなる、粒子径0.01
〜１μｍの触媒を担持してなることを特徴とする触媒フ
ィルター、及び（２）太さ３〜15μｍのガラス繊維のモ
ノフィラメントを400〜1000g/m2の打ち込み密度で平
織、綾織又は朱子織に織り上げてフィルターを作製し、
カーボン及びポリフッ化エチレン、又は、カーボン及び
シリコーン及びポリフッ化エチレンを用いて前記フィル
ターの表面処理し、次いで、酸化チタン及び酸化バナジ
ウム、又は、酸化チタン及び酸化バナジウム及び酸化タ
ングステンからなる触媒調整液を前記表面処理済フィル
ターに含浸させ、乾燥した後、焼成することを特徴とす
る触媒フィルターの製造方法である。
（作用） 本発明で使用するガラス繊維モノフィラメントの組成
を例示すると、次のようである。
を例示すると、次のようである。
かかるガラス繊維モノフィラメントは径が太くなると
折れ易くなる。フィルターは耐折強度が要求されるの
で、本発明ではモノフィラメントの直径を15μｍ以下、
好ましくは９μｍ以下とした。なお、モノフィラメント
は直径を小さくすれば耐折強度を向上させることができ
るが、細いモノフィラメントの製造は容易でなく、製造
コストも高いので、本発明では下限を３μｍとした。
折れ易くなる。フィルターは耐折強度が要求されるの
で、本発明ではモノフィラメントの直径を15μｍ以下、
好ましくは９μｍ以下とした。なお、モノフィラメント
は直径を小さくすれば耐折強度を向上させることができ
るが、細いモノフィラメントの製造は容易でなく、製造
コストも高いので、本発明では下限を３μｍとした。
このようなモノフィラメントから平織、綾織又は朱子
織に織り上げたフィルターを用いるが、その中でも綾織
が好ましい。
織に織り上げたフィルターを用いるが、その中でも綾織
が好ましい。
打ち込み密度はガラス繊維布が単位面積m2当たりに使
用するモノフィラメントの重量ｇで表示するものであ
り、打ち込み密度が小さくなるとフィルターの目が粗く
なり、微細なダスト通過し易くなり、フィルター機能が
低下する。また、打ち込み密度が大きくなると目詰まり
を生じ、厚くなるのでフィルターとしての特性が損なわ
れるばかりでなく、フィルターに付着する触媒が架橋現
象を起こして粉化し易くなる。以上の理由により、本発
明では打ち込み密度を400〜1000g/cm2,好ましくは600〜
900g/cm2とした。
用するモノフィラメントの重量ｇで表示するものであ
り、打ち込み密度が小さくなるとフィルターの目が粗く
なり、微細なダスト通過し易くなり、フィルター機能が
低下する。また、打ち込み密度が大きくなると目詰まり
を生じ、厚くなるのでフィルターとしての特性が損なわ
れるばかりでなく、フィルターに付着する触媒が架橋現
象を起こして粉化し易くなる。以上の理由により、本発
明では打ち込み密度を400〜1000g/cm2,好ましくは600〜
900g/cm2とした。
このように織り上げたフィルターに対して、耐酸性、
耐折性、耐薬品性、耐摩耗性、及び、触媒粒子の付着性
を向上させるために、ポリフッ化エチレンで表面処理す
ることが好ましい。触媒の付着性を考慮すると、ポリフ
ッ化エチレンの含有量は１〜10wt％，好ましくは４〜8w
t％がよい。上記ポリフッ化エチレンにはカーボンを加
えることが好ましい。カーボンの含有量は１〜5wt％の
範囲が適している。なお、ここで使用するカーボンは黒
鉛が中心で無定形炭素を含有してもよい。シリコーンは
ポリフッ化エチレンと類似の機能を有するので必ずしも
必要としないが、０〜2wt％含有させてもよい。
耐折性、耐薬品性、耐摩耗性、及び、触媒粒子の付着性
を向上させるために、ポリフッ化エチレンで表面処理す
ることが好ましい。触媒の付着性を考慮すると、ポリフ
ッ化エチレンの含有量は１〜10wt％，好ましくは４〜8w
t％がよい。上記ポリフッ化エチレンにはカーボンを加
えることが好ましい。カーボンの含有量は１〜5wt％の
範囲が適している。なお、ここで使用するカーボンは黒
鉛が中心で無定形炭素を含有してもよい。シリコーンは
ポリフッ化エチレンと類似の機能を有するので必ずしも
必要としないが、０〜2wt％含有させてもよい。
次に、フィルターに触媒を担持させることになるが、
触媒は酸化チタンと酸化バナジウムを用いる。なお、酸
化タングステンを併用することもできる。触媒の担持方
法は、まず、粒径0.01〜１μｍのアナターゼ型酸化チタ
ン（TiO2），メタバナジン酸アンモニウム（NH4VO3）必
要に応じてタングステン酸アンモニウム（５（NH4）2O
・12WO3・5H2O）を含むシュウ酸水溶液を調製し、上記
のフィルターをこの調製液に浸漬する。そして、十分に
水切りをした後、乾燥工程に移して100〜150℃、好まし
くは110〜130℃で乾燥する。このときの含水量は200〜4
00g/m2である。その後、焼成工程に移し、フィルターの
耐熱性を考慮して180〜220℃、好ましくは190〜200℃で
焼成する。
触媒は酸化チタンと酸化バナジウムを用いる。なお、酸
化タングステンを併用することもできる。触媒の担持方
法は、まず、粒径0.01〜１μｍのアナターゼ型酸化チタ
ン（TiO2），メタバナジン酸アンモニウム（NH4VO3）必
要に応じてタングステン酸アンモニウム（５（NH4）2O
・12WO3・5H2O）を含むシュウ酸水溶液を調製し、上記
のフィルターをこの調製液に浸漬する。そして、十分に
水切りをした後、乾燥工程に移して100〜150℃、好まし
くは110〜130℃で乾燥する。このときの含水量は200〜4
00g/m2である。その後、焼成工程に移し、フィルターの
耐熱性を考慮して180〜220℃、好ましくは190〜200℃で
焼成する。
このようにして得た触媒フィルターは、触媒活性成分
としてTiO2,V2OX（Ｘ＝４〜５）,WOX（Ｘ＝２〜３）を
有し、重量比でTiO2:V2OX:WOX＝90〜95:1〜10:0〜５の
組成比がよく、特に、V2OXは５〜10wt％がよい。そし
て、付着量は１〜20wt％，好ましくは５〜10wt％がよ
い。
としてTiO2,V2OX（Ｘ＝４〜５）,WOX（Ｘ＝２〜３）を
有し、重量比でTiO2:V2OX:WOX＝90〜95:1〜10:0〜５の
組成比がよく、特に、V2OXは５〜10wt％がよい。そし
て、付着量は１〜20wt％，好ましくは５〜10wt％がよ
い。
また、フィルターに付着した触媒粒子は、ガラス繊維
表面への浸透性と付着性、繊維内部に保持性、さらに酸
化チタン粉末の製造上の制約などを考慮すると、粒子径
は0.01〜１μｍ、好ましくは１μｍ前後がよい。
表面への浸透性と付着性、繊維内部に保持性、さらに酸
化チタン粉末の製造上の制約などを考慮すると、粒子径
は0.01〜１μｍ、好ましくは１μｍ前後がよい。
（実施例） 直径6mmのＥガラス繊維モノフィラメント（組成SiO2
52〜56％,Al2O3 12〜16％,CaO 15〜25％,MgO ０〜
６％,B2O3 ８〜13％,Na2O＋K2O ０〜１％）を打ち込
み密度850g/m2で綾織に織り上げてフィルターを作成し
た。このフィルターを、ポリフッ化エチレン４〜8wt
％、カーボン１〜5wt％、シリコーン１〜3wt％含有する
処理液に浸漬し、絞りローラで処理液を除いてから乾燥
した。一方、平均粒子径0.1μｍのアナターゼ型酸化チ
タンを6.5g、メタバナジン酸アンモニウム1.5g、５％シ
ュウ酸水160ccを含有する触媒調製液を調製し、上記の
フィルターをこの調製液に浸漬し、110〜130℃で乾燥し
た。それから、190〜200℃で焼成して触媒フィルターを
得た。この触媒フィルターには、重量比でTiO2/V2O5＝9
0/10の触媒成分を3wt％付着していた。なお、触媒粒子
径は平均0.1μｍであった。
52〜56％,Al2O3 12〜16％,CaO 15〜25％,MgO ０〜
６％,B2O3 ８〜13％,Na2O＋K2O ０〜１％）を打ち込
み密度850g/m2で綾織に織り上げてフィルターを作成し
た。このフィルターを、ポリフッ化エチレン４〜8wt
％、カーボン１〜5wt％、シリコーン１〜3wt％含有する
処理液に浸漬し、絞りローラで処理液を除いてから乾燥
した。一方、平均粒子径0.1μｍのアナターゼ型酸化チ
タンを6.5g、メタバナジン酸アンモニウム1.5g、５％シ
ュウ酸水160ccを含有する触媒調製液を調製し、上記の
フィルターをこの調製液に浸漬し、110〜130℃で乾燥し
た。それから、190〜200℃で焼成して触媒フィルターを
得た。この触媒フィルターには、重量比でTiO2/V2O5＝9
0/10の触媒成分を3wt％付着していた。なお、触媒粒子
径は平均0.1μｍであった。
この触媒フィルターを直径38mmの導管に直角に設置
し、フィルター面積11.3cm2を得た。
し、フィルター面積11.3cm2を得た。
次に、この導管に、NOX 100ppm、NH3 80ppm（NH3/N
OX＝0.8）、SO2 50ppm,HCl 200ppm,H2O 20％及びふ
んじん10g/Nm2含有する排ガスを、導入して脱硝試験を
行ったところ、脱硝率（NOX除去率）は78％以上であ
り、除塵率は99.9％以上であった。
OX＝0.8）、SO2 50ppm,HCl 200ppm,H2O 20％及びふ
んじん10g/Nm2含有する排ガスを、導入して脱硝試験を
行ったところ、脱硝率（NOX除去率）は78％以上であ
り、除塵率は99.9％以上であった。
また、770ppmの塩化水素を含有する排ガスを上記の導
管に導入し、触媒フィルターの前段で4g/Nm2Dryの消石
灰粉末を噴射して脱塩化水素試験を行ったところ、塩化
水素濃度を25ppm以下まで低減することができた。
管に導入し、触媒フィルターの前段で4g/Nm2Dryの消石
灰粉末を噴射して脱塩化水素試験を行ったところ、塩化
水素濃度を25ppm以下まで低減することができた。
（発明の効果） 本発明は、上記の構成を採用することにより、耐酸
性、耐折性、耐薬品性、耐摩耗性等の優れたフィルター
に、脱硝触媒を確実に付着させることができ、得られた
触媒フィルターを用いて脱硝及び除塵を同時に行うこと
ができ、アルカリ性吸収剤を併用するときには酸性ガス
も効果的に除去することができる。
性、耐折性、耐薬品性、耐摩耗性等の優れたフィルター
に、脱硝触媒を確実に付着させることができ、得られた
触媒フィルターを用いて脱硝及び除塵を同時に行うこと
ができ、アルカリ性吸収剤を併用するときには酸性ガス
も効果的に除去することができる。
第１図は本発明の触媒フィルターの製造プロセスを示し
たフロー図である。
たフロー図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/06 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＺ (72)発明者 殿村 丈二 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重 工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 貝原 裕二 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重 工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−155745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−87432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−32948（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】太さ３〜15μｍのガラス繊維のモノフィラ
メントを400〜1000g/m2の打ち込み密度で平織、綾織又
は朱子織に織り上げたフィルターを、カーボン及びポリ
フッ化エチレン、又は、カーボン及びシリコーン及びポ
リフッ化エチレンよりなる表面処理層を介して、酸化チ
タン及び酸化バナジウム、又は、酸化チタン及び酸化バ
ナジウム及び酸化タングステンからなる、粒子径0.01〜
１μｍの触媒を担持してなることを特徴とする触媒フィ
ルター。 - 【請求項２】太さ３〜15μｍのガラス繊維のモノフィラ
メントを400〜1000g/m2の打ち込み密度で平織、綾織又
は朱子織に織り上げてフィルターを作製し、カーボン及
びポリフッ化エチレン、又は、カーボン及びシリコーン
及びポリフッ化エチレンを用いて前記フィルターを表面
処理し、次いで、酸化チタン及び酸化バナジウム、又
は、酸化チタン及び酸化バナジウム及び酸化タングステ
ンからなる触媒調整液を前記表面処理済フィルターに含
浸させ、乾燥した後、焼成することを特徴とする触媒フ
ィルターの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085186A JP2540587B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 触媒フイルタ―及びその製造方法 |
| AT89730093T ATE114494T1 (de) | 1988-04-08 | 1989-04-04 | Katalysatorfilter, verfahren zur herstellung eines katalysatorfilters und verfahren zur behandlung von verbrennungsgasen mit einem katalysatorfilter. |
| DE68919505T DE68919505T2 (de) | 1988-04-08 | 1989-04-04 | Katalysatorfilter, Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorfilters und Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgasen mit einem Katalysatorfilter. |
| US07/333,428 US5051391A (en) | 1988-04-08 | 1989-04-04 | Catalyst filter and method for manufacturing a catalyst filter for treating a combustion exhaust gas |
| EP89730093A EP0336882B1 (en) | 1988-04-08 | 1989-04-04 | Catalyst filter, method for manufacturing a catalyst filter and comprehensive method for treating a combustion exhaust gas using a catalyst filter |
| CA000596054A CA1338286C (en) | 1988-04-08 | 1989-04-07 | Catalyst filter, method for manufacturing a catalyst filter and comprehensive method for treating a combustion exhaust gas using a catalyst filter |
| CA000616974A CA1340720C (en) | 1988-04-08 | 1995-02-21 | Method for treating a combustion exhaust gas using a catalyst filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085186A JP2540587B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 触媒フイルタ―及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01258746A JPH01258746A (ja) | 1989-10-16 |
| JP2540587B2 true JP2540587B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=13851629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63085186A Expired - Fee Related JP2540587B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 触媒フイルタ―及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540587B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002011312A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-15 | Nitto Denko Corp | 焼却炉排ガス処理フィルター及びその製造方法 |
| KR100495789B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-06-17 | 주식회사 포스코 | 질소산화물 분해촉매 및 그의 제조방법 |
| JP2014008460A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co Ltd | 触媒担持バグフィルタ |
| JP6877732B2 (ja) * | 2016-02-18 | 2021-05-26 | ユニチカ株式会社 | 耐熱性繊維布帛及び該布帛を備えるバグフィルター |
| US20220170403A1 (en) * | 2019-03-07 | 2022-06-02 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | Combustion system |
| JP7388653B2 (ja) * | 2019-03-07 | 2023-11-29 | 中国電力株式会社 | 脱硝触媒、及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55155745A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-04 | Hitachi Zosen Corp | Glass fiber reinforced denitrating catalyzer |
| JPS5815014B2 (ja) * | 1979-12-17 | 1983-03-23 | 日立造船株式会社 | 触媒用ガラス繊維担体 |
| JPS5932948A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | チタニア層の形成担持方法 |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63085186A patent/JP2540587B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01258746A (ja) | 1989-10-16 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |