JP2928554B2 - 窒素酸化物除去用板状触媒およびその製造方法 - Google Patents
窒素酸化物除去用板状触媒およびその製造方法Info
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排ガス中の窒素酸化物を除去する板状触媒お
よびその製造方法に係り、特に耐熱性の無機繊維網状物
または織布に触媒成分を担持させた窒素酸化物除去用板
状触媒およびその製造方法に関する。
よびその製造方法に係り、特に耐熱性の無機繊維網状物
または織布に触媒成分を担持させた窒素酸化物除去用板
状触媒およびその製造方法に関する。
ボイラから排出される燃料排ガス中の窒素酸化物を除
去する方法としてアンモニア接触還元法が広く採用され
ている。これに使用する窒素酸化物除去用触媒（以下脱
硝触媒という）には種々の特性が要求される。一つの特
性として低ダスト堆積性があげられる。この特性は排ガ
ス中に含有されるダストが脱硝触媒層に堆積すると圧力
損失が増大して排ガスが流れにくくなるとともに触媒の
有効接触面積が減少するので、ダストを堆積しにくくす
る必要がある。
去する方法としてアンモニア接触還元法が広く採用され
ている。これに使用する窒素酸化物除去用触媒（以下脱
硝触媒という）には種々の特性が要求される。一つの特
性として低ダスト堆積性があげられる。この特性は排ガ
ス中に含有されるダストが脱硝触媒層に堆積すると圧力
損失が増大して排ガスが流れにくくなるとともに触媒の
有効接触面積が減少するので、ダストを堆積しにくくす
る必要がある。
これを実現するために形状が種々検討され現在では板
状触媒や蜂の巣形状のハニカム触媒が多用されている。
このうに板状触媒を多量生産する方法として、第４図、
第５図に示す製造装置によりエキスパンドメタル基板
（ステンレスなどの金属薄板を金網状に加工したもの）
７に触媒ペースト１を上下塗布ロール４、４′を用いて
行う方法がある（特願昭54−103104号公報）。第４図は
模式図であり第５図は斜視図を示す。上塗布ロール４、
下塗布ロール４′は矢印の方向に回転し、上シート３、
上シート３′を介してエキスパンドメタル基板７の上に
触媒ペースを置いて上塗布ロール４と下塗布ロール４′
の間を通過させて板錠触媒８を得る方法である。
状触媒や蜂の巣形状のハニカム触媒が多用されている。
このうに板状触媒を多量生産する方法として、第４図、
第５図に示す製造装置によりエキスパンドメタル基板
（ステンレスなどの金属薄板を金網状に加工したもの）
７に触媒ペースト１を上下塗布ロール４、４′を用いて
行う方法がある（特願昭54−103104号公報）。第４図は
模式図であり第５図は斜視図を示す。上塗布ロール４、
下塗布ロール４′は矢印の方向に回転し、上シート３、
上シート３′を介してエキスパンドメタル基板７の上に
触媒ペースを置いて上塗布ロール４と下塗布ロール４′
の間を通過させて板錠触媒８を得る方法である。
上下シートにはさまれた基板と触媒ペーストがロール
通過時にロール圧力を受け、触媒ペーストは基板上面は
もちろん、基板下面にも網目を通して塗布されることに
なる。
通過時にロール圧力を受け、触媒ペーストは基板上面は
もちろん、基板下面にも網目を通して塗布されることに
なる。
上記従来技術はエキスパンドメタル基板７に触媒ペー
ストを均一に塗布する方法としては非常にすぐれている
が触媒ペーストを塗布するとシートに触媒ペーストが付
着する不具合が生じ、塗布直後にシートがはがれにくく
なって、塗布後３分以上経過しなければシートがうまく
はがれないという問題点があった。特に、触媒ペースト
の水分が多いとこの傾向が著しかった。一方、塗布時の
ペースト水分は多い程仕上がった時の触媒細孔が多くな
るため、脱硝性能の向上に都合がよいという知見も得て
いるために作業性に問題なければ、多水分の触媒ペース
トを採用することが当然望まれる。
ストを均一に塗布する方法としては非常にすぐれている
が触媒ペーストを塗布するとシートに触媒ペーストが付
着する不具合が生じ、塗布直後にシートがはがれにくく
なって、塗布後３分以上経過しなければシートがうまく
はがれないという問題点があった。特に、触媒ペースト
の水分が多いとこの傾向が著しかった。一方、塗布時の
ペースト水分は多い程仕上がった時の触媒細孔が多くな
るため、脱硝性能の向上に都合がよいという知見も得て
いるために作業性に問題なければ、多水分の触媒ペース
トを採用することが当然望まれる。
本発明の目的は、上記した課題を解決するためになさ
れたもので、触媒ペーストの水分を高めて高脱硝性能の
触媒を得るとともに、塗布後にシートのはがれをよくす
るものである。
れたもので、触媒ペーストの水分を高めて高脱硝性能の
触媒を得るとともに、塗布後にシートのはがれをよくす
るものである。
上記した課題は、無機繊維織布または網状物に触媒を
担持させた窒素酸化物除去用板状触媒であって、シリカ
ゾルと触媒成分を保持した２枚の無機繊維織布または網
状物と、該２枚の無機繊維織布または網状物の間および
これらを構成する無機繊維糸の格子状の間隙に埋めるよ
うに埋設された、チタン、モリブデン、バナジウムの各
酸化物の一種以上を含む触媒組成物とからなることを特
徴とする窒素酸化物除去用板状触媒により解決される。
また上記課題は、一対の加圧ロールの間に無機繊維製基
板と触媒組成物を通過させて基板に触媒組成物を塗布す
る窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法において、無機
繊維織布または網状物をシリカゾルと触媒成分と混合液
に浸漬後乾燥して基板とする工程と、この基板２枚の間
に触媒組成物ペーストを挟んで重ねたサンドイッチ状体
とし、この両面をシートで被覆して一対の加圧ロールの
間に供給して基板に触媒組成物ペーストを塗布する工程
とを有することを特徴とする窒素酸化物除去用板状触媒
の製造方法により解決される。
担持させた窒素酸化物除去用板状触媒であって、シリカ
ゾルと触媒成分を保持した２枚の無機繊維織布または網
状物と、該２枚の無機繊維織布または網状物の間および
これらを構成する無機繊維糸の格子状の間隙に埋めるよ
うに埋設された、チタン、モリブデン、バナジウムの各
酸化物の一種以上を含む触媒組成物とからなることを特
徴とする窒素酸化物除去用板状触媒により解決される。
また上記課題は、一対の加圧ロールの間に無機繊維製基
板と触媒組成物を通過させて基板に触媒組成物を塗布す
る窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法において、無機
繊維織布または網状物をシリカゾルと触媒成分と混合液
に浸漬後乾燥して基板とする工程と、この基板２枚の間
に触媒組成物ペーストを挟んで重ねたサンドイッチ状体
とし、この両面をシートで被覆して一対の加圧ロールの
間に供給して基板に触媒組成物ペーストを塗布する工程
とを有することを特徴とする窒素酸化物除去用板状触媒
の製造方法により解決される。
触媒ペーストを塗布用ロールを用いて耐熱繊維織布よ
りなる基板に塗布する際、上下に介したシートに耐熱繊
維織布が最初に接触し、つぎに織布の繊維と繊維の間か
ら押出された触媒ペーストがシートに接触する。このた
め触媒ペーストの水分が多くてもシートへの触媒ペース
トの付着部分は制限されるため、シートと触媒とのはが
れがきれいで塗布直後簡単にはがすことができ作業性の
向上に貢献する。
りなる基板に塗布する際、上下に介したシートに耐熱繊
維織布が最初に接触し、つぎに織布の繊維と繊維の間か
ら押出された触媒ペーストがシートに接触する。このた
め触媒ペーストの水分が多くてもシートへの触媒ペース
トの付着部分は制限されるため、シートと触媒とのはが
れがきれいで塗布直後簡単にはがすことができ作業性の
向上に貢献する。
シートへの触媒ペーストの付着部分が制限されている
分だけ板状触媒表面部に基板を構成する糸状繊維体が露
出しているが、これは、触媒成分をシリカゾルに混合し
た液に、あらかじめ耐熱性繊維織布を浸漬して触媒成分
成分を担持しておくことにより、活性表面積の減少を防
止して高脱硝率を得ることができる。
分だけ板状触媒表面部に基板を構成する糸状繊維体が露
出しているが、これは、触媒成分をシリカゾルに混合し
た液に、あらかじめ耐熱性繊維織布を浸漬して触媒成分
成分を担持しておくことにより、活性表面積の減少を防
止して高脱硝率を得ることができる。
本発明になる脱硝触媒およびその製造方法では、ガラ
ス繊維などの無機繊維紡糸を織って網状物もしくは織布
としたものを、触媒組成物担持用の繊維板として使用す
る。繊維板は、あらがじめ、触媒成分をシリカゾル溶液
に混合して作った浸漬液に浸漬したのち乾燥し、繊維板
に触媒成分を（ある程度）担持させるとともに、剛性を
持たせて触媒ペーストを塗布し易い基板とするのが本発
明の特徴である。上記した基板の製作工程を第１図に示
す。
ス繊維などの無機繊維紡糸を織って網状物もしくは織布
としたものを、触媒組成物担持用の繊維板として使用す
る。繊維板は、あらがじめ、触媒成分をシリカゾル溶液
に混合して作った浸漬液に浸漬したのち乾燥し、繊維板
に触媒成分を（ある程度）担持させるとともに、剛性を
持たせて触媒ペーストを塗布し易い基板とするのが本発
明の特徴である。上記した基板の製作工程を第１図に示
す。
第１図において、耐熱繊維織布10は繰り出しロール９
より繰り出されて、浸漬液11の中に設けた浸漬ロール12
を経て上下の絞りロール13、14の間を通過することによ
り余剰の浸漬液分を絞りとられたのち、圧縮空気ノズル
16からの空気で余分な浸漬液を吹き飛ばし、温風17で乾
燥させて巻取りロール15に巻取られる。
より繰り出されて、浸漬液11の中に設けた浸漬ロール12
を経て上下の絞りロール13、14の間を通過することによ
り余剰の浸漬液分を絞りとられたのち、圧縮空気ノズル
16からの空気で余分な浸漬液を吹き飛ばし、温風17で乾
燥させて巻取りロール15に巻取られる。
浸漬液11は重量比でシリカ20％、水80％のシリカゾル
溶液に触媒成分粉末を混合したものを使用した。混合重
量比は、シリカゾル70％、触媒粉末30％である。触媒粉
末はチタン酸化物、モリブデン酸化物、バナジウム酸化
物の混合物であり、チタン、モリブデン、バナジウムげ
原子比で86:10:4とした。
溶液に触媒成分粉末を混合したものを使用した。混合重
量比は、シリカゾル70％、触媒粉末30％である。触媒粉
末はチタン酸化物、モリブデン酸化物、バナジウム酸化
物の混合物であり、チタン、モリブデン、バナジウムげ
原子比で86:10:4とした。
無機繊維織布または網状物は、そのままでは剛性のほ
とんどない状態であるが、前記した処理を行った基板と
することにより、あたかも布に濃目のノリ付けをしたよ
うに、ピンとした金網状または多孔板状の剛性基板とな
る。また、前記処理により織布または網状体を構成する
無機繊維糸の表面にはシリカと触媒成分の混合物が密着
して、ざらざらした粗面を形成し、触媒ペーストを後工
程で塗布する際に、触媒保持力が格段に向上する。前処
理なしに繊維板に触媒を塗布する場合は、繊維糸の表面
がつるつるした状態であるので触媒保持力で劣る。
とんどない状態であるが、前記した処理を行った基板と
することにより、あたかも布に濃目のノリ付けをしたよ
うに、ピンとした金網状または多孔板状の剛性基板とな
る。また、前記処理により織布または網状体を構成する
無機繊維糸の表面にはシリカと触媒成分の混合物が密着
して、ざらざらした粗面を形成し、触媒ペーストを後工
程で塗布する際に、触媒保持力が格段に向上する。前処
理なしに繊維板に触媒を塗布する場合は、繊維糸の表面
がつるつるした状態であるので触媒保持力で劣る。
第２図〜第３図は、前処理を行った基板に触媒を塗布
する状況を示す。２、２′は処理を行った基板を多層巻
きしたもので、第１図の15で巻取られた基板に相当す
る。上部基板（上耐熱繊維織布）２と下部基板（下耐熱
繊維織布）２′の間に触媒組成物ペースト１を供給した
ものを、上部にシート３、下部シート３′でその上下を
挟んで上塗布ロール４、下塗布ロール４′の間に供給し
て圧縮しながら触媒ペーストを上下基板の間にサンドイ
ッチに拡延塗布させるとともに、触媒ペーストは基板の
格子状の繊維糸の間隙を埋め、さらに一部は上下基板の
外表面部の70〜90％程度を被覆した板状触媒体６を形成
する。これによって、触媒ペースト１で上下の基板２、
２′を一体に接着でき、強度が増す。なお、板状触媒体
６を所定の波形に成形して使用するのが一般的である
が、その場合は200〜300℃に加熱した成形型に挟んで成
型する。この成形体を400〜500℃で１〜2h焼成して板状
脱硝触媒を得る。なお、触媒の使用温度400〜500℃であ
る場合は、上記焼成工程を省力できる。本発明の内容を
具体的実施例により、さらに詳細に説明する。
する状況を示す。２、２′は処理を行った基板を多層巻
きしたもので、第１図の15で巻取られた基板に相当す
る。上部基板（上耐熱繊維織布）２と下部基板（下耐熱
繊維織布）２′の間に触媒組成物ペースト１を供給した
ものを、上部にシート３、下部シート３′でその上下を
挟んで上塗布ロール４、下塗布ロール４′の間に供給し
て圧縮しながら触媒ペーストを上下基板の間にサンドイ
ッチに拡延塗布させるとともに、触媒ペーストは基板の
格子状の繊維糸の間隙を埋め、さらに一部は上下基板の
外表面部の70〜90％程度を被覆した板状触媒体６を形成
する。これによって、触媒ペースト１で上下の基板２、
２′を一体に接着でき、強度が増す。なお、板状触媒体
６を所定の波形に成形して使用するのが一般的である
が、その場合は200〜300℃に加熱した成形型に挟んで成
型する。この成形体を400〜500℃で１〜2h焼成して板状
脱硝触媒を得る。なお、触媒の使用温度400〜500℃であ
る場合は、上記焼成工程を省力できる。本発明の内容を
具体的実施例により、さらに詳細に説明する。
実施例１ 基板用の耐熱繊維織布として、外径９μｍのガラス繊
維を200本束ねたもの７束（1400本）を撚り合わせて１
本のヤーンとし、これを１インチ当り10本の割合で縦横
に平織りしたものを使用した。
維を200本束ねたもの７束（1400本）を撚り合わせて１
本のヤーンとし、これを１インチ当り10本の割合で縦横
に平織りしたものを使用した。
この耐熱繊維織を、前記したシリカゾル70％、触媒成
分30％の重量割合で混合した混合液に浸漬した後乾燥し
て基板とした。シリカゾルと触媒成分の混合は、触媒成
分粉末を20〜40wt％の範囲でシリカゾルと混合したもの
が好ましい。混合液中の触媒成分が40％を超えると基板
の剛性が強すぎてゴワゴワとなり触媒製造工程における
作業性が悪くなる。また、触媒成分が20％未満では基板
の剛性不足で、作業性が劣る。触媒成分が25〜30％が最
も好ましい。
分30％の重量割合で混合した混合液に浸漬した後乾燥し
て基板とした。シリカゾルと触媒成分の混合は、触媒成
分粉末を20〜40wt％の範囲でシリカゾルと混合したもの
が好ましい。混合液中の触媒成分が40％を超えると基板
の剛性が強すぎてゴワゴワとなり触媒製造工程における
作業性が悪くなる。また、触媒成分が20％未満では基板
の剛性不足で、作業性が劣る。触媒成分が25〜30％が最
も好ましい。
上記基板に塗布する触媒ペーストは、チタン酸化物、
モリブデン酸化物、バナジウム酸化物を、チタン、モリ
ブデン、バナジウムの割合が、原子比で90.5:5:4.5とな
るように調製したものを水と混合して、水分が28.5wt％
のものを使用し、第２図〜第３図に示した要領で基板に
塗布したのち、500℃で2hr焼成した。得られた板状触媒
による窒素酸化物除去率（脱硝率）の測定結果を第１表
に示す。比較例として、耐熱繊維板を浸漬液に浸漬する
前処理に行わないままで、触媒ペーストを実施例１と同
様に塗布したものの測定結果を併記して示した。
モリブデン酸化物、バナジウム酸化物を、チタン、モリ
ブデン、バナジウムの割合が、原子比で90.5:5:4.5とな
るように調製したものを水と混合して、水分が28.5wt％
のものを使用し、第２図〜第３図に示した要領で基板に
塗布したのち、500℃で2hr焼成した。得られた板状触媒
による窒素酸化物除去率（脱硝率）の測定結果を第１表
に示す。比較例として、耐熱繊維板を浸漬液に浸漬する
前処理に行わないままで、触媒ペーストを実施例１と同
様に塗布したものの測定結果を併記して示した。
シリカゾルと触媒を混合した浸漬液にて処理した本発
明のものは、比較例に比し脱硝率が約５％高い。これは
触媒ペーストで被覆されない触媒の外表面部において
も、基板の繊維糸には浸漬液処理によってシリカと触媒
の混合体が含浸担持されてあるためと考えられる。
明のものは、比較例に比し脱硝率が約５％高い。これは
触媒ペーストで被覆されない触媒の外表面部において
も、基板の繊維糸には浸漬液処理によってシリカと触媒
の混合体が含浸担持されてあるためと考えられる。
実施例２ ヤーンを１インチに12本および１インチに８本とした
耐熱織布を使用して、実施例１と同様にして板状触媒を
得た。脱硝率の測定結果を第２表に示す。
耐熱織布を使用して、実施例１と同様にして板状触媒を
得た。脱硝率の測定結果を第２表に示す。
触媒ペースト塗布時に従来、問題点となっていたシー
ト（３、３′）への密着現象は生ぜず何の問題もなく板
状触媒６を連続塗布することができた。
ト（３、３′）への密着現象は生ぜず何の問題もなく板
状触媒６を連続塗布することができた。
〔発明の効果〕 本発明によれば、耐熱繊維織布または網状体に触媒ペ
ーストを塗布する際にシートのはがれがよくなり、従来
は塗布後３分程度経過したのちはがさねばならず、作業
性が悪く、連続製造する場合の大きなネックとなってい
たものが、本発明によれば塗布後直ちにはがしても触媒
ペーストのシートへの付着はなく、連続製造が可能とな
った。また、本発明では無機繊維織布をシリカゾルと触
媒を混合したし浸漬液で前処理することによる剛性を与
えることができ、作業性を改善するとともに、製造され
た板状触媒の活性も、前処理を施さないものに比較して
高い。
ーストを塗布する際にシートのはがれがよくなり、従来
は塗布後３分程度経過したのちはがさねばならず、作業
性が悪く、連続製造する場合の大きなネックとなってい
たものが、本発明によれば塗布後直ちにはがしても触媒
ペーストのシートへの付着はなく、連続製造が可能とな
った。また、本発明では無機繊維織布をシリカゾルと触
媒を混合したし浸漬液で前処理することによる剛性を与
えることができ、作業性を改善するとともに、製造され
た板状触媒の活性も、前処理を施さないものに比較して
高い。
第１図は、本発明における無機繊維織布または網状体の
浸漬液への浸漬工程図、第２図は、浸漬工程後の基板へ
の触媒塗布工程図、第３図は、第２図の塗布工程の斜視
図、第４図〜第５図は、従来の触媒塗布方法説明図であ
る。 １……触媒ペースト、２、２′……耐熱性無機繊維基
板、３、３′……シート、４、４′……塗布ロール、
５、５′……巻取りシート、６……板状触媒、９……繰
り出しロール、10……耐熱繊維織布、11……浸漬液、12
……浸漬ロール、13、14……絞りロール、15……巻取り
ロール、16圧縮空気ノズル、17……温風。
浸漬液への浸漬工程図、第２図は、浸漬工程後の基板へ
の触媒塗布工程図、第３図は、第２図の塗布工程の斜視
図、第４図〜第５図は、従来の触媒塗布方法説明図であ
る。 １……触媒ペースト、２、２′……耐熱性無機繊維基
板、３、３′……シート、４、４′……塗布ロール、
５、５′……巻取りシート、６……板状触媒、９……繰
り出しロール、10……耐熱繊維織布、11……浸漬液、12
……浸漬ロール、13、14……絞りロール、15……巻取り
ロール、16圧縮空気ノズル、17……温風。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中元 幸成 広島県豊田郡安芸津町風早3300番地 バ ブコック日立株式会社安芸津分工場内 (56)参考文献 特開 昭55−155745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36
Claims (4)
- 【請求項１】無機繊維織布または網状物に触媒を担持さ
せた窒素酸化物除去用板状触媒であって、シリカゾルと
触媒成分を保持した２枚の無機繊維織布または網成物
と、該２枚の無機繊維織布または網状物の間およびこれ
らを構成する無機繊維糸の格子状の間隙を埋めるように
埋設された、チタン、モリブデン、バナジウムの各酸化
物の一種以上を含む触媒組成物とからなることを特徴と
する窒素酸化物除去用板状触媒。 - 【請求項２】請求項１において、シリカゾルに混合する
触媒成分が、チタン、バナジウム、モリブデンの各酸化
物の一種以上であることを特徴とする窒素酸化物除去用
板状触媒。 - 【請求項３】請求項１において、シリカゾルと触媒成分
との混合重量比が80〜60:20〜40であることを特徴とす
る窒素酸化物除去用板状触媒。 - 【請求項４】一対の加圧ロールの間に無機繊維製基板と
触媒組成物を通過させて該基板に触媒組成物を塗布する
窒素酸化物除去用板状触媒の製造方法において、無機繊
維織布または網状物をシリカゾルと触媒成分との混合液
に浸漬後乾燥さて基板とする工程と、この基板２枚の間
に触媒組成物ペーストを挟んで重ねたサンドイッチ状体
とし、この両面シートで被覆して一対の加圧ロールの間
に供給して基板に触媒組成物ペーストを塗布する工程と
を有することを特徴とする窒素酸化物除去用状触媒の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230666A JP2928554B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 窒素酸化物除去用板状触媒およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230666A JP2928554B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 窒素酸化物除去用板状触媒およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394839A JPH0394839A (ja) | 1991-04-19 |
| JP2928554B2 true JP2928554B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=16911396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1230666A Expired - Lifetime JP2928554B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 窒素酸化物除去用板状触媒およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928554B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP1230666A patent/JP2928554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0394839A (ja) | 1991-04-19 |
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