JP3087321B2 - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method

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JP3087321B2
JP3087321B2 JP03042311A JP4231191A JP3087321B2 JP 3087321 B2 JP3087321 B2 JP 3087321B2 JP 03042311 A JP03042311 A JP 03042311A JP 4231191 A JP4231191 A JP 4231191A JP 3087321 B2 JP3087321 B2 JP 3087321B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関から排出され
る排ガスを浄化する触媒および方法に関し、特に酸素過
剰の排ガス中の窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を
除去する触媒および方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst and a method for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and more particularly to a catalyst and a method for removing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、環境問題の深刻化から窒素酸化
物、一酸化炭素、炭化水素等の浄化が重要視されてい
る。窒素酸化物は自動車のガソリンエンジン等の内燃機
関を代表とする各種移動発生源および工場プラントのボ
イラー、コージェネレーションシステムのガスエンジ
ン、ガスタービン等の内燃機関を代表とする固定発生源
からも多量に排出されておりその浄化は緊急かつ重大な
社会的課題である。
2. Description of the Related Art At present, purification of nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrocarbons, and the like has been regarded as important due to serious environmental problems. Nitrogen oxides are generated in large amounts from various mobile sources such as internal combustion engines such as gasoline engines of automobiles and fixed sources such as internal combustion engines such as boilers of plant plants, gas engines of cogeneration systems and gas turbines. It is discharged and its purification is an urgent and serious social issue.

【0003】現在、内燃機関から排出される排気ガスの
浄化触媒としてPt、Rh、Pd等を担体上に担持させ
た三元触媒が用いられているが、三元触媒は酸素過剰排
ガス中の窒素酸化物を浄化することができないので、空
気と燃料の比(所謂、空燃比)を制御するシステムと併
用されている。
At present, a three-way catalyst having Pt, Rh, Pd, etc. supported on a carrier is used as a catalyst for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine. Since oxides cannot be purified, they are used together with a system that controls the ratio of air to fuel (so-called air-fuel ratio).

【0004】一方、低燃費化や排出炭酸ガスの低減等の
目的で希薄燃焼方式が開発されているが、希薄燃焼の排
気ガスは酸素過剰となるため、上記三元触媒では窒素酸
化物を除去することができない。
On the other hand, a lean burn system has been developed for the purpose of reducing fuel consumption and reducing carbon dioxide emissions. However, since the lean burn exhaust gas becomes excessive in oxygen, the three-way catalyst removes nitrogen oxides. Can not do it.

【0005】酸素過剰排ガスの窒素酸化物除去方法とし
ては、アンモニア添加による還元脱硝が行われている
が、装置の大型化、アンモニアの危険性からその利用範
囲が限定される。
[0005] As a method for removing nitrogen oxides from an oxygen-excess exhaust gas, reductive denitration is performed by adding ammonia. However, its use range is limited due to an increase in the size of the apparatus and the danger of ammonia.

【0006】最近、アンモニア等の特別な還元剤を添加
しなくても、酸素過剰な排気ガス中の窒素酸化物を浄化
できるゼオライト系触媒が提案されている。例えば、特
開昭63−283727号公報や特開平1−13073
5号公報には、遷移金属をイオン交換したゼオライト触
媒が、酸素過剰の排ガス中でも微量含まれている未燃の
炭化水素を還元剤として窒素酸化物を浄化できることが
提案されている。
Recently, a zeolite catalyst capable of purifying nitrogen oxides in an oxygen-excess exhaust gas without adding a special reducing agent such as ammonia has been proposed. For example, JP-A-63-283727 and JP-A-1-13073.
No. 5 proposes that a zeolite catalyst ion-exchanged with a transition metal can purify nitrogen oxides by using unburned hydrocarbons, which are contained in a trace amount in an exhaust gas containing excess oxygen, as a reducing agent.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63−283727号公報や特開平1−130735号
公報等で提案された従来のゼオライト系触媒は、いまだ
実用の域に達していない。
However, the conventional zeolite-based catalysts proposed in JP-A-63-283727 and JP-A-1-130735 have not yet reached practical use.

【0008】さらに、ガスエンジン、ガスタービン等の
気体燃料を使用した内燃機関の場合、排気ガス中に含ま
れる微量炭化水素は炭素数が1の炭化水素が主成分であ
り、従来提案されているゼオライト系触媒では窒素酸化
物の浄化性能が特に低かった。
Further, in the case of an internal combustion engine using a gaseous fuel such as a gas engine or a gas turbine, the trace hydrocarbons contained in the exhaust gas are mainly composed of hydrocarbons having one carbon atom, and have been conventionally proposed. The purification performance of nitrogen oxides was particularly low with the zeolite-based catalyst.

【0009】本発明の目的は、窒素酸化物、一酸化炭素
及び炭化水素を含む酸素過剰な排気ガスから、窒素酸化
物、一酸化炭素及び炭化水素を効率良く除去する触媒を
提供することにある。
[0009] It is an object of the present invention to remove nitrogen oxides from an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons.
An object of the present invention is to provide a catalyst for efficiently removing substances, carbon monoxide and hydrocarbons.

【0010】また本発明の別の目的は、このような触媒
を用いた排気ガスの浄化方法を提供するところにある。
Another object of the present invention is to provide a method for purifying exhaust gas using such a catalyst.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決するため鋭意検討した結果、ゼオライトにコバル
トおよびパラジウムを含有させることにより、酸素過剰
な排気ガスから、窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素
を効率良く除去できること、また、該触媒を使用し該排
気ガスに炭化水素を添加することにより更に窒素酸化物
の浄化率を高めることができることを見い出し、本発明
を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by adding cobalt and palladium to zeolite, nitrogen oxides and monoxide can be removed from exhaust gas containing excess oxygen. It has been found that carbon and hydrocarbons can be efficiently removed, and that the purification rate of nitrogen oxides can be further increased by using the catalyst and adding hydrocarbons to the exhaust gas, thereby completing the present invention. Was.

【0012】即ち、本発明は窒素酸化物、一酸化炭素及
び炭化水素を含む酸素過剰な排気ガスから、窒素酸化
物、一酸化炭素及び炭化水素を効率良く除去する触媒と
して、コバルトおよびパラジウムを含有したゼオライト
からなることを特徴とする排気ガス浄化触媒を提供する
ものであり、更に、該触媒を用いて該排気ガスに炭化水
素を添加することを特徴とする排気ガス浄化方法を提供
するものである。
That is, the present invention contains cobalt and palladium as catalysts for efficiently removing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons. An exhaust gas purifying catalyst characterized by comprising a zeolite obtained in the above manner, and further provides an exhaust gas purifying method characterized by adding hydrocarbons to the exhaust gas using the catalyst. is there.

【0013】以下、本発明をより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0014】本発明において用いるゼオライトは、一般
に、 xM2/nO・Al・ySiO・zHO (但し、nは陽イオンMの原子価、xは0.8〜1.2
の範囲の数、yは2以上の数、zは0以上の数である)
の組成を有する結晶性のアルミノシリケートであり、天
然品および合成品として多くの種類が知られている。本
発明に用いられるゼオライトの種類は特に限定はされな
いが、シリカ/アルミナモル比が10以上であることが
望ましい。代表的には、フェリエライト、Y、モルデナ
イト、ZSM−5、ZSM−11等を挙げることができ
る。これらのうちZSM−5が最も好ましい。また、こ
れらのゼオライトはそのまま用いても良いが、これをN
Cl、NHNO,(NHSO等でイオ
ン交換したNH型あるいはH型として用いても一向に
差し支えない。また、アルカリ金属、アルカリ土類金属
等の陽イオンを含んでいても一向に差し支えない。
[0014] Zeolite to be used in the present invention, generally, xM 2 / n O · Al 2 O 3 · ySiO 2 · zH 2 O ( where, n is the valence of the cation M, x is 0.8 to 1.2
, Y is a number of 2 or more, and z is a number of 0 or more.)
Is a crystalline aluminosilicate having the following composition, and many types are known as natural products and synthetic products. The type of zeolite used in the present invention is not particularly limited, but the silica / alumina molar ratio is desirably 10 or more. Typically, ferrierite, Y, mordenite, ZSM-5, ZSM-11 and the like can be mentioned. Of these, ZSM-5 is most preferred. Further, these zeolites may be used as they are,
It may be used as an NH 4 type or an H type ion-exchanged with H 4 Cl, NH 4 NO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 or the like. Further, even if it contains a cation such as an alkali metal or an alkaline earth metal, it does not matter at all.

【0015】本発明の排気ガス浄化触媒は、コバルトお
よびパラジウムを含有することを特徴とする。ゼオライ
トにコバルトおよびパラジウムを含有させる方法は特に
限定されず、イオン交換法、含浸担持法等により行えば
良いが、コバルトの含有法としてはイオン交換法が好ま
しく、パラジウムの含有法としては含浸担持法が好まし
い。
[0015] The exhaust gas purifying catalyst of the present invention is characterized by containing cobalt and palladium. The method for containing cobalt and palladium in the zeolite is not particularly limited, and may be performed by an ion exchange method, an impregnation-supporting method, or the like. Is preferred.

【0016】イオン交換する場合、特に制限がなく、例
えば、コバルトイオンを含む溶液にゼオライトを投入
し、20〜100℃で数時間撹拌して行えばよい。使用
するコバルト塩としては、酢酸塩、硝酸塩、シュウ酸
塩、塩化物等を挙げることができる。
In the case of ion exchange, there is no particular limitation. For example, zeolite may be charged into a solution containing cobalt ions and stirred at 20 to 100 ° C. for several hours. Examples of the cobalt salt used include acetate, nitrate, oxalate, chloride and the like.

【0017】パラジウムの含有法にも特に制限はなく、
例えば、パラジウムを含む溶液にゼオライトを浸し、撹
拌しながら熱をかけて水分を除去して行えばよい。パラ
ジウム塩としては、塩化物、アンミン錯体等を挙げるこ
とができる。
The method for containing palladium is not particularly limited.
For example, zeolite may be immersed in a solution containing palladium and heated with stirring to remove water. Examples of the palladium salt include chlorides and ammine complexes.

【0018】コバルトおよびパラジウムの含有量は特に
限定されないが、コバルトはCoO/Alモル比
で表わして0.2〜2.5、パラジウムはPdO/Al
モル比で表わして0.01〜1.0が好ましい。
すなわち、(PdO+CoO)/Alモル比では
0.2〜3.5が望ましい。CoはCoO/Al
モル比が0.2よりも低い場合、十分な活性が得られな
い。CoO/Alモル比を2.5より高くして
も、コバルトを多くした効果が得られにくい。また、P
dO/Alモル比が0.01よりも低い場合、十
分な活性が得られない。PdO/Alモル比が
1.0より高くしても、パラジウムを多くした効果が得
られない。
The contents of cobalt and palladium are not particularly limited, but cobalt is 0.2 to 2.5 in terms of CoO / Al 2 O 3 molar ratio, and palladium is PdO / Al
It is preferably from 0.01 to 1.0 in terms of a molar ratio of 2 O 3 .
That, (PdO + CoO) / Al 2 O 3 in a molar ratio 0.2 to 3.5 is desirable. Co is CoO / Al 2 O 3
If the molar ratio is lower than 0.2, sufficient activity cannot be obtained. Even if the CoO / Al 2 O 3 molar ratio is higher than 2.5, it is difficult to obtain the effect of increasing cobalt. Also, P
If the dO / Al 2 O 3 molar ratio is lower than 0.01, sufficient activity cannot be obtained. Even if the PdO / Al 2 O 3 molar ratio is higher than 1.0, the effect of increasing palladium cannot be obtained.

【0019】コバルトおよびパラジウムを含有させた試
料は、触媒として用いるに際して、乾燥や焼成等の前処
理を行ってから用いてもよい。
The sample containing cobalt and palladium may be used after being subjected to pretreatment such as drying and calcination when used as a catalyst.

【0020】本発明に係わるコバルトとパラジウムを含
有した触媒は粉状体、ペレット状体、ハニカム状体等の
形状、構造等は問わない。また、金属元素の導入は成型
後に行うこともできる。
The catalyst containing cobalt and palladium according to the present invention may have any shape, structure, etc., such as a powder, a pellet, and a honeycomb. The introduction of the metal element can also be performed after molding.

【0021】本発明の排気ガス浄化触媒は、アルミナゾ
ルやシリカゾルや粘土等のバインダーを加えて所定の形
状に成型したり、水を加えてスラリー状とし、ハニカム
等の形状のアルミナ、マグネシア、コージエライト等の
耐火性基材上に塗布してから使用してもよい。
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention may be formed into a predetermined shape by adding a binder such as alumina sol, silica sol, or clay, or may be formed into a slurry by adding water. May be used after being applied on a refractory substrate.

【0022】本発明の触媒が対象とする排気ガスは、窒
素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を含む酸素過剰な排
気ガスである。酸素過剰な排気ガスとは、排気ガスに含
まれる一酸化炭素や炭化水素等の還元成分を完全に酸化
するのに必要な酸素量よりも過剰に酸素を含む排気ガス
を示す。また、排気ガスに含まれる炭化水素は、特に制
限はないが、本発明の触媒は炭化水素の主成分が炭素数
1の排気ガスにたいしても、効率良く排気ガスを浄化す
ることができる。一般的に、自動車等の液体燃料を使用
するエンジンから排出された排気ガスに含まれる炭化水
素のほとんどは炭素数2以上の炭化水素である。一方、
ガスエンジン等の気体燃料を使用するエンジンから排出
される排気ガスに含まれる炭化水素の主成分は炭素数1
である。通常、炭化水素の反応性は炭素数が多くなるほ
ど高くなる傾向があり、炭素数1の場合特に反応性が低
い。ここで、炭化水素の主成分が炭素数1の排気ガスと
は、排気ガス中に含まれる炭化水素の80%以上が炭素
数1である排気ガスのことを示す。このような排気ガス
としては例えば、都市ガスを燃料とした希薄燃焼式のガ
スエンジンから排出される排気ガスを挙げることができ
る。
The exhaust gas targeted by the catalyst of the present invention is an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons. The oxygen-excess exhaust gas refers to an exhaust gas containing oxygen in excess of the amount of oxygen necessary to completely oxidize reducing components such as carbon monoxide and hydrocarbons contained in the exhaust gas. The hydrocarbon contained in the exhaust gas is not particularly limited, but the catalyst of the present invention can efficiently purify the exhaust gas even when the main component of the hydrocarbon is the exhaust gas having 1 carbon atom. Generally, most of hydrocarbons contained in exhaust gas discharged from engines using liquid fuels such as automobiles are hydrocarbons having 2 or more carbon atoms. on the other hand,
The main component of hydrocarbon contained in exhaust gas discharged from an engine using gaseous fuel such as a gas engine is carbon number 1.
It is. Normally, the reactivity of hydrocarbons tends to increase as the number of carbon atoms increases, and particularly when the number of carbon atoms is 1, the reactivity is low. Here, the exhaust gas in which the main component of the hydrocarbon has 1 carbon atom refers to an exhaust gas in which 80% or more of the hydrocarbons contained in the exhaust gas have 1 carbon atom. Examples of such exhaust gas include exhaust gas discharged from a lean-burn gas engine using city gas as fuel.

【0023】また、添加する炭化水素としては、特に制
限はないが、本発明の触媒は、炭化水素がメタンあるい
はメタンを主成分とする炭化水素の混合ガスであっても
効率良く排気ガスを浄化することができる。メタンを主
成分とする炭化水素の混合ガスとは、混合ガス中の炭化
水素の80%以上がメタンである混合ガスのことを示
す。このような混合ガスとしては、例えば、各種の都市
ガスを挙げることができる。
The hydrocarbon to be added is not particularly limited, but the catalyst of the present invention can efficiently purify exhaust gas even if the hydrocarbon is methane or a mixed gas of hydrocarbons containing methane as a main component. can do. A mixed gas of a hydrocarbon containing methane as a main component refers to a mixed gas in which 80% or more of the hydrocarbons in the mixed gas are methane. Examples of such a mixed gas include various city gases.

【0024】添加する炭化水素の濃度は、特に制限はな
く、排気ガス全体に対して50ppm〜1%程度の濃度
となるように添加すれば良い。更に添加量を多くしても
かまわないが、経済性の低下および炭化水素浄化率の低
下を招くため、あまり好ましくない。
The concentration of the hydrocarbon to be added is not particularly limited, and may be added so as to have a concentration of about 50 ppm to 1% with respect to the entire exhaust gas. Although the addition amount may be further increased, it is not preferable because it causes a reduction in economic efficiency and a reduction rate of hydrocarbon purification.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例において本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0026】比較例1<比較触媒1の調製> シリカ/アルミナ比が40のNH4型ZSM−5ゼオラ
イト200gを、0.25MのCo(CH3COO)2
4H2O水溶液1800mlに投入し、80℃で20時
間攪拌してイオン交換をおこなった。スラリーを固液分
離後、ゼオライトケーキを再び上記と同じ組成の水溶液
中に投入して再度イオン交換操作をおこなった。固液分
離後、20リットルの純水で洗浄し、110℃で10時
間乾燥し、比較触媒1とした。元素分析の結果、CoO
/Al 2 3 モル比は1.39であった。
Comparative Example 1 <Preparation of Comparative Catalyst 1> 200 g of NH 4 type ZSM-5 zeolite having a silica / alumina ratio of 40 was mixed with 0.25 M Co (CH 3 COO) 2.
The solution was charged into 1800 ml of a 4H 2 O aqueous solution and stirred at 80 ° C. for 20 hours to perform ion exchange. After the slurry was subjected to solid-liquid separation, the zeolite cake was again charged into an aqueous solution having the same composition as above, and the ion exchange operation was performed again. After solid-liquid separation, the solid was washed with 20 liters of pure water and dried at 110 ° C. for 10 hours to obtain Comparative Catalyst 1. As a result of elemental analysis, CoO
The / Al 2 O 3 molar ratio was 1.39 .

【0027】実施例1<触媒1の調製> 比較触媒1の20gを、ゼオライト中のアルミナのモル
数に対して0.05倍の[Pd(NH34]Cl2・H2
Oを溶解した水溶液100ccに投入し、80℃で減圧
乾燥させPdを担持させた後、110℃で10時間乾燥
し、触媒1とした。元素分析の結果、CoO/Al 2 3
モル比は1.39、PdO/Al 2 3 モル比は0.05
であった。
[0027] Example 1 20g of <Preparation Catalyst 1> Comparative Catalyst 1, 0.05 times the number of moles of alumina in the zeolite [Pd (NH 3) 4] Cl 2 · H 2
It was poured into 100 cc of an aqueous solution in which O was dissolved, dried under reduced pressure at 80 ° C. to support Pd, and then dried at 110 ° C. for 10 hours to obtain Catalyst 1. As a result of elemental analysis, CoO / Al 2 O 3
The molar ratio was 1.39, and the PdO / Al 2 O 3 molar ratio was 0.05.
Met.

【0028】実施例2<触媒2の調製> [Pd(NH34]Cl2・H2Oをゼオライト中のアル
ミナのモル数に対して0.1倍とした以外は実施例1と
同様な方法で調製し、触媒2とした。元素分析の結果、
CoO/Al 2 3 モル比は1.39、PdO/Al 2 3
モル比は0.1であった。
Example 2 <Preparation of catalyst 2> Same as Example 1 except that [Pd (NH 3 ) 4 ] Cl 2 .H 2 O was 0.1 times the number of moles of alumina in the zeolite. Prepared in the following manner to obtain Catalyst 2. As a result of elemental analysis,
CoO / Al 2 O 3 molar ratio is 1.39, PdO / Al 2 O 3
The molar ratio was 0.1 .

【0029】実施例3<触媒3の調製> [Pd(NH34]Cl2・H2Oをゼオライト中のアル
ミナのモル数に対して0.2倍とした以外は実施例1と
同様な方法で調製し、触媒3とした。元素分析の結果、
CoO/Al 2 3 モル比は1.39、PdO/Al 2 3
モル比は0.2であった。
Example 3 <Preparation of catalyst 3> [Pd (NH 3 ) 4 ] Same as Example 1 except that Cl 2 · H 2 O was 0.2 times the number of moles of alumina in the zeolite. The catalyst was prepared by the following method. As a result of elemental analysis,
CoO / Al 2 O 3 molar ratio is 1.39, PdO / Al 2 O 3
The molar ratio was 0.2 .

【0030】比較例2<比較触媒2の調製> シリカ/アルミナ比が40のNH型ZSM−5:1K
gを、ゼオライトのAl原子数に対して1倍の銅原子数
になるように、0.1M酢酸銅の水溶液に添加した。そ
の後、2.5%アンモニア水を添加して、pHを10.
5に調整し、室温にて20時間攪拌し、イオン交換処理
を行った。この操作を2回繰り返した後、洗浄、110
℃で12時間乾燥して比較触媒2を調製した。化学分析
の結果、CuO/Alモル比は1.05であっ
た。
[0030] Comparative Example 2 <Comparative Preparation of Catalyst 2> silica / alumina NH 4 form the ratio 40 ZSM-5: 1K
g was added to an aqueous solution of 0.1 M copper acetate so that the number of copper atoms was 1 times the number of Al atoms in the zeolite. Thereafter, 2.5% aqueous ammonia was added to adjust the pH to 10.
The mixture was adjusted to 5 and stirred at room temperature for 20 hours to perform an ion exchange treatment. After repeating this operation twice, washing, 110
C. for 12 hours to prepare Comparative Catalyst 2. Chemical analysis, CuO / Al 2 O 3 molar ratio was 1.05.

【0031】比較例3 <比較触媒3の調製> シリカ/アルミナ比が40のNH型ZSM−5:20
gを、濃度0.23Mの酢酸ニッケル4水和物の水溶液
180mlに投入し、80℃で16時間攪拌した。スラ
リ−を固液分離後、ゼオライトケ−キを再度調製した上
記組成の水溶液に投入して同様な操作を行った。固液分
離後、充分水洗し、110℃で10時間乾燥し、比較触
媒3を得た。化学分析の結果、NiO/Alモル
比は1.40であった。
[0031] Comparative Example 3 <Comparative Catalyst Preparation of 3> silica / alumina ratio of 40 NH 4 type ZSM-5: 20
g was added to 180 ml of an aqueous solution of nickel acetate tetrahydrate having a concentration of 0.23 M, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 16 hours. After the slurry was subjected to solid-liquid separation, the same operation was carried out by adding the zeolite cake to an aqueous solution having the above composition again prepared. After the solid-liquid separation, the mixture was sufficiently washed with water and dried at 110 ° C. for 10 hours to obtain Comparative Catalyst 3. Chemical analysis, NiO / Al 2 O 3 molar ratio was 1.40.

【0032】比較例4 <比較触媒4の調製> シリカ/アルミナ比が40のNH型ZSM−5:20
gを、[Pd(NH]Cl・HOをゼオライ
ト中のアルミナのモル数に対して0.1倍含む水溶液1
80mlに投入し、80℃で16時間攪拌した。スラリ
−を固液分離後、充分水洗し、110℃で10時間乾燥
し、比較触媒4を得た。化学分析の結果、PdO/Al
モル比は0.1であった。
[0032] Comparative Example 4 <Comparative Catalyst Preparation of 4> silica / alumina ratio of 40 NH 4 type ZSM-5: 20
g of an aqueous solution 1 containing [Pd (NH 3 ) 4 ] Cl 2 .H 2 O at 0.1 times the number of moles of alumina in the zeolite.
The mixture was charged into 80 ml and stirred at 80 ° C. for 16 hours. After the slurry was subjected to solid-liquid separation, it was sufficiently washed with water and dried at 110 ° C. for 10 hours to obtain Comparative Catalyst 4. As a result of the chemical analysis, PdO / Al
The 2 O 3 molar ratio was 0.1.

【0033】実施例4<触媒評価1> 触媒1〜3および比較触媒1〜4を各々打錠成型後破砕
し、12〜20メッシュに整粒し、その1.2gを常圧
固定床反応装置に充填した。空気流通下、500℃で1
時間前処理を施した後、表1に示す組成のガス(以下反
応ガスと呼ぶ。)を500ml/分で流通させ、400
℃および500℃における触媒活性を測定した。各温度
で定常に達した時のNOおよびメタンの浄化率を表2に
示した。CO浄化率はいずれの触媒においてもほぼ10
0%であった。なお、NO浄化率は次式から求めた値
で、メタン浄化率もそれに準じて求めた値である。
Example 4 <Catalyst Evaluation 1> Catalysts 1 to 3 and Comparative Catalysts 1 to 4 were each crushed after tablet molding, sized to 12 to 20 mesh, and 1.2 g of the resulting mixture was subjected to a normal pressure fixed bed reactor. Was filled. 1 at 500 ° C under air circulation
After the time pretreatment, a gas having a composition shown in Table 1 (hereinafter referred to as a reaction gas) was passed at 500 ml / min, and 400
The catalyst activity at 500C and 500C was measured. Table 2 shows the purification rates of NO and methane when the temperature reached a steady state at each temperature. The CO purification rate was almost 10 for all catalysts.
It was 0%. Note that the NO purification rate is a value obtained from the following equation, and the methane purification rate is also a value obtained in accordance therewith.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 実施例5<触媒評価2> 反応ガスを表3に示した組成の反応ガスに変えた以外は
実施例4と同様にして触媒活性を測定した。各温度で定
常に達した時のNOおよびメタンの浄化率を表4に示し
た。なお、COおよびメタン以外の炭化水素の浄化率は
いずれの触媒においてもほぼ100%であった。
[Table 2] Example 5 <Catalyst evaluation 2> The catalytic activity was measured in the same manner as in Example 4 except that the reaction gas was changed to the reaction gas having the composition shown in Table 3. Table 4 shows the NO and methane purification rates when the temperature reached a steady state at each temperature. In addition, the purification rate of hydrocarbons other than CO and methane was almost 100% in each of the catalysts.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】[0038]

【表4】 実施例6<触媒評価3> 表1に示した反応ガスに更にメタンを5000ppm添
加して、実施例4と同様にして触媒活性を測定した。各
温度で定常に達した時のNOおよびメタンの浄化率を表
5に示した。なお、CO浄化率はいずれの触媒において
もほぼ100%であった。
[Table 4] Example 6 <Catalyst evaluation 3> To the reaction gas shown in Table 1, 5,000 ppm of methane was further added, and the catalytic activity was measured in the same manner as in Example 4. Table 5 shows the purification rates of NO and methane when the temperature reached a steady state at each temperature. The CO purification rate was almost 100% for each of the catalysts.

【0039】[0039]

【表5】 実施例7<触媒評価4> 表1に示した反応ガスに、更に表6に示すメタンを主成
分とする混合ガスを5000ppm添加して、実施例4
と同様にして触媒活性を測定した。各温度で定常に達し
た時のNOおよびメタンの浄化率を表7に示した。な
お、COおよびメタン以外の炭化水素の浄化率はいずれ
の触媒においてもほぼ100%であった。
[Table 5] Example 7 <Catalyst evaluation 4> 5000 ppm of a mixed gas containing methane as a main component shown in Table 6 was further added to the reaction gas shown in Table 1.
The catalytic activity was measured in the same manner as described above. Table 7 shows the purification rates of NO and methane when the temperature reached a steady state at each temperature. In addition, the purification rate of hydrocarbons other than CO and methane was almost 100% in each of the catalysts.

【0040】[0040]

【表6】 [Table 6]

【0041】[0041]

【表7】 実施例8<触媒評価5> 表1に示した反応ガスに、更にプロパンを500ppm
添加して、実施例4と同様にして触媒活性を測定した。
各温度で定常に達した時のNOおよびメタンの浄化率を
表8に示した。
[Table 7] Example 8 <Catalyst evaluation 5> Propane was further added to the reaction gas shown in Table 1 by 500 ppm.
After addition, the catalytic activity was measured in the same manner as in Example 4.
Table 8 shows the purification rates of NO and methane when the temperature reached a steady state at each temperature.

【0042】[0042]

【表8】 [Table 8]

【0043】[0043]

【発明の効果】表2、表4、表5、表7、表8の結果よ
り、本発明のコバルトおよびパラジウムを含有したゼオ
ライト触媒は、窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を
含む酸素過剰な排気ガスであって、炭化水素の主成分が
炭素数1である排気ガスであっても、比較触媒と比べ高
い浄化率で、窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を除
去することができる。更に、本発明の触媒を用いて、炭
化水素を添加することにより、非常に高い浄化率で窒素
酸化物を浄化することができる。従って本発明は、環境
保全上極めて有意義である。
According to the results of Tables 2, 4, 5, 7, and 8, the zeolite catalyst containing cobalt and palladium of the present invention shows an excess of oxygen containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons. It is possible to remove nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons at a high purification rate compared to a comparative catalyst even if the exhaust gas is a natural exhaust gas and the main component of the hydrocarbon is a carbon gas having a carbon number of 1. . Furthermore, nitrogen oxides can be purified at a very high purification rate by adding a hydrocarbon using the catalyst of the present invention. Therefore, the present invention is extremely significant in environmental conservation.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を含
む酸素過剰な排ガスから、窒素酸化物、一酸化炭素及び
炭化水素を除去する触媒であって、コバルト及びパラジ
ウムを含有したゼオライトからなることを特徴とする排
ガス浄化触媒。
1. A catalyst for removing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons, comprising a zeolite containing cobalt and palladium. An exhaust gas purifying catalyst characterized by the above-mentioned.
【請求項2】窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を含
む酸素過剰な排ガスから、窒素酸化物、一酸化炭素及び
炭化水素を除去するにあたり、請求項1に記載の排ガス
浄化触媒を用いることを特徴とする排ガス浄化方法。
2. The use of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 for removing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons. An exhaust gas purification method characterized by the above-mentioned.
【請求項3】炭化水素の主成分が炭素数1である請求項
2に記載の排ガス浄化方法。
3. The exhaust gas purifying method according to claim 2, wherein the main component of the hydrocarbon has 1 carbon atom.
【請求項4】窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を含
む酸素過剰な排ガスから、窒素酸化物、一酸化炭素及び
炭化水素を除去するにあたり、当該排ガスに更に炭化水
素を添加することを特徴とする請求項2に記載の排気ガ
ス浄化方法。
4. A method for removing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons, wherein hydrocarbons are further added to the exhaust gas. The exhaust gas purification method according to claim 2, wherein
【請求項5】添加する炭化水素がメタンあるいはメタン
を主成分とする炭化水素の混合ガスである請求項4に記
載の排ガス浄化方法。
5. The exhaust gas purifying method according to claim 4, wherein the hydrocarbon to be added is methane or a mixed gas of hydrocarbons containing methane as a main component.
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