JP3219591B2 - ゼオライト脱硝触媒の製造方法 - Google Patents
ゼオライト脱硝触媒の製造方法Info
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- JP3219591B2 JP3219591B2 JP07324394A JP7324394A JP3219591B2 JP 3219591 B2 JP3219591 B2 JP 3219591B2 JP 07324394 A JP07324394 A JP 07324394A JP 7324394 A JP7324394 A JP 7324394A JP 3219591 B2 JP3219591 B2 JP 3219591B2
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- Japan
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- catalyst
- ion
- type zeolite
- zeolite
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- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＯｘを含有する排ガス
の浄化作用を有するゼオライト脱硝触媒の製造方法に関
する。
の浄化作用を有するゼオライト脱硝触媒の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】現在、燃焼器排ガスに含まれるＮＯｘの
脱硝触媒としては、ＴｉＯ2 を主成分としたＴｉＯ2 −
ＷＯ3 −Ｖ2 Ｏ5 系の触媒が使用されている。これらの
触媒は通常ガス接触面積が大きく、圧力損失の小さなハ
ニカム状に成形したものである。ゼオライト触媒はＴｉ
Ｏ2 触媒と比べ低コストでガスタービン等の高温排ガス
温度（〜６００℃）の高温でも適用可能という優れた特
徴を有しているが、ハニカム成形は一般に疎水性である
ため困難であり、活性金属が結晶格子中で不安定である
ためハニカム化の過程で容易に溶出し、触媒粉末の活性
をハニカム化後まで維持するのは困難であった。
脱硝触媒としては、ＴｉＯ2 を主成分としたＴｉＯ2 −
ＷＯ3 −Ｖ2 Ｏ5 系の触媒が使用されている。これらの
触媒は通常ガス接触面積が大きく、圧力損失の小さなハ
ニカム状に成形したものである。ゼオライト触媒はＴｉ
Ｏ2 触媒と比べ低コストでガスタービン等の高温排ガス
温度（〜６００℃）の高温でも適用可能という優れた特
徴を有しているが、ハニカム成形は一般に疎水性である
ため困難であり、活性金属が結晶格子中で不安定である
ためハニカム化の過程で容易に溶出し、触媒粉末の活性
をハニカム化後まで維持するのは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はゼオライト触
媒粉末の優れた触媒活性を成形後まで維持し、低コス
ト、高強度でかつ脱硝性能に優れた脱硝触媒の製造方法
を提供しようとするものである。
媒粉末の優れた触媒活性を成形後まで維持し、低コス
ト、高強度でかつ脱硝性能に優れた脱硝触媒の製造方法
を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はＹ型ゼオライト
又はＵＳＹ型ゼオライトをＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅよ
りなる群から選ばれた金属のイオンでイオン交換して得
た触媒粉末材料を、Ｃａ2+イオン又はＮＨ4 + イオンで
イオン交換したスメクタイト族Ｃａ2+モンモリロナイト
又はスメクタイト族ＮＨ4 + モンモリロナイトとグラス
ファイバーチョップドライバーよりなる成形助剤で成形
した後、前記Ｙ型ゼオライト又はＵＳＹ型ゼオライトの
イオン交換に使用した金属と同一の金属イオンを含む水
溶液に浸漬することを特徴とするゼオライト脱硝触媒の
製造方法である。
又はＵＳＹ型ゼオライトをＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅよ
りなる群から選ばれた金属のイオンでイオン交換して得
た触媒粉末材料を、Ｃａ2+イオン又はＮＨ4 + イオンで
イオン交換したスメクタイト族Ｃａ2+モンモリロナイト
又はスメクタイト族ＮＨ4 + モンモリロナイトとグラス
ファイバーチョップドライバーよりなる成形助剤で成形
した後、前記Ｙ型ゼオライト又はＵＳＹ型ゼオライトの
イオン交換に使用した金属と同一の金属イオンを含む水
溶液に浸漬することを特徴とするゼオライト脱硝触媒の
製造方法である。
【０００５】本発明において用いられるＹ型ゼオライト
とは天然のホージヤサイトと同一の結晶構造をもってお
り、ＳｉＯ4 ／Ａｌ2 Ｏ3 が５程度（ＳｉＯ4 ／Ａｌ2
Ｏ3重量比：４〜６）のものであり、ＵＳＹ型ゼオライ
トはＹ型ゼオライトを熱処理することにより脱アルミニ
ウムし、ＳｉＯ4 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）を大きくし熱
安定したものである（ＳｉＯ4 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比：５
〜８０）。Ｃｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選
ばれた金属のイオンでイオン交換されたＹ型ゼオライト
又はＵＳＹ型ゼオライトよりなる触媒粉末材料と、Ｃａ
2+イオン又はＮＨ4 + イオンでイオン交換されたスメク
タイト族Ｃａ2+モンモリロナイト又はスメクタイト族Ｎ
Ｈ4 + モンモリロナイト（以下、単にＣａ2+モンモリロ
ナイト、ＮＨ4 + モンモリロナイトと略す）よりなる成
形助剤との混合割合は前者：後者＝７０〜９０％：１０
〜３０％（重量比）の範囲が好ましく、グラスファイバ
ーチョップドライバーは前記触媒粉末に対し１５％（重
量比）以下が好ましい。
とは天然のホージヤサイトと同一の結晶構造をもってお
り、ＳｉＯ4 ／Ａｌ2 Ｏ3 が５程度（ＳｉＯ4 ／Ａｌ2
Ｏ3重量比：４〜６）のものであり、ＵＳＹ型ゼオライ
トはＹ型ゼオライトを熱処理することにより脱アルミニ
ウムし、ＳｉＯ4 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）を大きくし熱
安定したものである（ＳｉＯ4 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比：５
〜８０）。Ｃｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選
ばれた金属のイオンでイオン交換されたＹ型ゼオライト
又はＵＳＹ型ゼオライトよりなる触媒粉末材料と、Ｃａ
2+イオン又はＮＨ4 + イオンでイオン交換されたスメク
タイト族Ｃａ2+モンモリロナイト又はスメクタイト族Ｎ
Ｈ4 + モンモリロナイト（以下、単にＣａ2+モンモリロ
ナイト、ＮＨ4 + モンモリロナイトと略す）よりなる成
形助剤との混合割合は前者：後者＝７０〜９０％：１０
〜３０％（重量比）の範囲が好ましく、グラスファイバ
ーチョップドライバーは前記触媒粉末に対し１５％（重
量比）以下が好ましい。
【０００６】
【作用】本発明において成形助剤として使用するスメク
タイト族モンモリロナイトをＣａ2+イオン又はＮＨ4 +
イオンでイオン交換するのはスメクタイト族モンモリロ
ナイトの構成成分である触媒毒となるＮａ+ イオンを取
り除き、本発明の対象とする触媒の活性及び耐久性を高
めるためである。
タイト族モンモリロナイトをＣａ2+イオン又はＮＨ4 +
イオンでイオン交換するのはスメクタイト族モンモリロ
ナイトの構成成分である触媒毒となるＮａ+ イオンを取
り除き、本発明の対象とする触媒の活性及び耐久性を高
めるためである。
【０００７】本発明において使用するゼオライトはイオ
ン交換によって触媒化すると、その比表面積の大きさ及
び固体酸性の強さから従来のＴｉＯ2 触媒より、粉体の
状態では高い脱硝性能を示す（Ｙ型ゼオライトについて
は図１、ＵＳＹ型ゼオライトについては図４参照）。し
かし、ハニカム成形の過程では活性金属が結晶格子中で
不安定であるため活性金属が容易に溶出し性能が低下す
る（Ｙ型ゼオライトについては図２、ＵＳＹ型ゼオライ
トについては図５参照）。そこで本発明はゼオライト触
媒原料粉末を活性金属イオン交換により触媒化し成形助
剤により成形後、さらに活性金属を含む水溶液中に含浸
させ、ハニカム化後まで触媒粉末の高い触媒性能を維持
しようとするものである（Ｙ型ゼオライトについては図
３、ＵＳＹ型ゼオライトについては図６参照）。
ン交換によって触媒化すると、その比表面積の大きさ及
び固体酸性の強さから従来のＴｉＯ2 触媒より、粉体の
状態では高い脱硝性能を示す（Ｙ型ゼオライトについて
は図１、ＵＳＹ型ゼオライトについては図４参照）。し
かし、ハニカム成形の過程では活性金属が結晶格子中で
不安定であるため活性金属が容易に溶出し性能が低下す
る（Ｙ型ゼオライトについては図２、ＵＳＹ型ゼオライ
トについては図５参照）。そこで本発明はゼオライト触
媒原料粉末を活性金属イオン交換により触媒化し成形助
剤により成形後、さらに活性金属を含む水溶液中に含浸
させ、ハニカム化後まで触媒粉末の高い触媒性能を維持
しようとするものである（Ｙ型ゼオライトについては図
３、ＵＳＹ型ゼオライトについては図６参照）。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本発
明の効果を明らかにする。 （実施例）触媒粉末原料として、Ｃｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及び
Ｆｅでイオン交換（イオン交換の程度は１０〜５０％）
したＹ型ゼオライト、成形助剤としてＣａ2+モンモリロ
ナイト又はＮＨ4 + モンモリロナイト及び長さ５ｍｍの
グラスファイバーチョップドライバーを用いた。イオン
交換したＹ型ゼオライト：Ｃａ2+モンモリロナイト又は
ＮＨ4 + モンモリロナイトの混合比率は７０〜９０％：
１０〜３０％（重量％）とし、グラスファイバーチョッ
プドライバーの量は触媒粉末に対し１５％（重量％）以
下とした。
明の効果を明らかにする。 （実施例）触媒粉末原料として、Ｃｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及び
Ｆｅでイオン交換（イオン交換の程度は１０〜５０％）
したＹ型ゼオライト、成形助剤としてＣａ2+モンモリロ
ナイト又はＮＨ4 + モンモリロナイト及び長さ５ｍｍの
グラスファイバーチョップドライバーを用いた。イオン
交換したＹ型ゼオライト：Ｃａ2+モンモリロナイト又は
ＮＨ4 + モンモリロナイトの混合比率は７０〜９０％：
１０〜３０％（重量％）とし、グラスファイバーチョッ
プドライバーの量は触媒粉末に対し１５％（重量％）以
下とした。
【０００９】この他、本発明を限定するものではない
が、製品であるハニカム形状にするために準備した材料
及びその手順を示す。本発明品に可塑性を与え、ハニカ
ム化を要因にする粘結剤としてメチル・セルロースを該
構成成分１００重量部に対して７重量部添加した（以
下、添加量は全て該構成成分１００重量部に対する
値。）。この他グリセリン３重量部添加した。この２成
分は固定して、この他、気孔付与材として、セルロース
（商品名：アビセル）、パルプ繊維等を必要に応じて添
加し、これらに水を加えて配合した。水の添加量は約４
０重量部を基準として混練状態を見ながら増減した。以
上の材料を可塑性が出る程度に、十分に混練した後、外
形寸法１５０ｍｍ角、肉厚１ｍｍ、ピッチ６ｍｍの断面
寸法の金型でハニカム状に成形した。これを５００ｍｍ
長さを基準に成形した後乾燥した。この乾燥したハニカ
ムを６５０℃×４時間焼成して焼成体を得た。得られた
焼成体をＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅの酢酸塩又は硝酸塩
水溶液（金属塩濃度：０．０１〜０．２ｗｔ％）に約１
５時間含浸する。含浸後、焼成体を溶液より取り出し、
純水約１０リットルで洗浄する。その後、乾燥し、６５
０℃×１時間焼成して試験体を得た。
が、製品であるハニカム形状にするために準備した材料
及びその手順を示す。本発明品に可塑性を与え、ハニカ
ム化を要因にする粘結剤としてメチル・セルロースを該
構成成分１００重量部に対して７重量部添加した（以
下、添加量は全て該構成成分１００重量部に対する
値。）。この他グリセリン３重量部添加した。この２成
分は固定して、この他、気孔付与材として、セルロース
（商品名：アビセル）、パルプ繊維等を必要に応じて添
加し、これらに水を加えて配合した。水の添加量は約４
０重量部を基準として混練状態を見ながら増減した。以
上の材料を可塑性が出る程度に、十分に混練した後、外
形寸法１５０ｍｍ角、肉厚１ｍｍ、ピッチ６ｍｍの断面
寸法の金型でハニカム状に成形した。これを５００ｍｍ
長さを基準に成形した後乾燥した。この乾燥したハニカ
ムを６５０℃×４時間焼成して焼成体を得た。得られた
焼成体をＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅの酢酸塩又は硝酸塩
水溶液（金属塩濃度：０．０１〜０．２ｗｔ％）に約１
５時間含浸する。含浸後、焼成体を溶液より取り出し、
純水約１０リットルで洗浄する。その後、乾燥し、６５
０℃×１時間焼成して試験体を得た。
【００１０】図１に従来のＴｉＯ2 触媒と、この実施例
のゼオライト触媒の粉体の状態での触媒性能試験結果を
示す。図１より粉末の状態ではいずれのＹ型ゼオライト
触媒も従来のＴｉＯ2 触媒より高い性能を有しているこ
とが判る。図２にイオン交換後、ハニカム化したまゝの
性能試験を実施した結果を示す。図２よりハニカム化後
はＹ型ゼオライト触媒は粉体での触媒性能が維持できず
低下しており、従来のＴｉＯ2 触媒より低い性能となっ
ている。図３にハニカム成形後、さらに活性金属溶液中
に含浸させ触媒性能評価を実施した例を示す。図３より
ハニカム化後に低下していたＹ型ゼオライトの触媒性能
はさらに含浸することによって回復しており、触媒粉末
状態のときと同等な高い性能となっており、従来のＴｉ
Ｏ2 触媒より高い性能が認められた。
のゼオライト触媒の粉体の状態での触媒性能試験結果を
示す。図１より粉末の状態ではいずれのＹ型ゼオライト
触媒も従来のＴｉＯ2 触媒より高い性能を有しているこ
とが判る。図２にイオン交換後、ハニカム化したまゝの
性能試験を実施した結果を示す。図２よりハニカム化後
はＹ型ゼオライト触媒は粉体での触媒性能が維持できず
低下しており、従来のＴｉＯ2 触媒より低い性能となっ
ている。図３にハニカム成形後、さらに活性金属溶液中
に含浸させ触媒性能評価を実施した例を示す。図３より
ハニカム化後に低下していたＹ型ゼオライトの触媒性能
はさらに含浸することによって回復しており、触媒粉末
状態のときと同等な高い性能となっており、従来のＴｉ
Ｏ2 触媒より高い性能が認められた。
【００１１】また、図４〜６にＵＳＹ型ゼオライトを触
媒担体として用いた他の実施例の場合を示しているが、
その製造法は上記実施例と全く同じである。Ｙ型ゼオラ
イトに比して勝るとも劣らない脱硝性能を示しているこ
とがわかる。
媒担体として用いた他の実施例の場合を示しているが、
その製造法は上記実施例と全く同じである。Ｙ型ゼオラ
イトに比して勝るとも劣らない脱硝性能を示しているこ
とがわかる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、安価で高温域（〜６０
０℃）まで使用可能なゼオライト脱硝触媒の製造法が提
供でき、その工業的効果は顕著なものがある。
０℃）まで使用可能なゼオライト脱硝触媒の製造法が提
供でき、その工業的効果は顕著なものがある。
【図１】本発明の一実施例に係るＹ型ゼオライト触媒化
後の粉末の脱硝性能を示す図表。
後の粉末の脱硝性能を示す図表。
【図２】本発明の一実施例に係るＹ型ゼオライトハニカ
ム化後の脱硝性能を示す図表。
ム化後の脱硝性能を示す図表。
【図３】本発明の一実施例に係るハニカム化Ｙ型ゼオラ
イトにＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ又はＦｅ含浸後の脱硝性能を示
す図表。
イトにＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ又はＦｅ含浸後の脱硝性能を示
す図表。
【図４】本発明の他の実施例に係るＵＳＹ型ゼオライト
触媒化後の粉末の脱硝性能を示す図表。
触媒化後の粉末の脱硝性能を示す図表。
【図５】本発明の他の実施例に係るＵＳＹ型ゼオライト
ハニカム化後の脱硝性能を示す図表。
ハニカム化後の脱硝性能を示す図表。
【図６】本発明の他の実施例に係るハニカム化ＵＳＹ型
ゼオライトにＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ又はＦｅ含浸後の脱硝性
能を示す図表。
ゼオライトにＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ又はＦｅ含浸後の脱硝性
能を示す図表。
フロントページの続き (72)発明者 内藤 治 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 大西 利幸 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 昭52−42489（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−9214（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−86934（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｙ型ゼオライト又はＵＳＹ型ゼオライト
をＣｕ，Ｃｅ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれた金
属のイオンでイオン交換して得た触媒粉末材料を、Ｃａ
2+イオン又はＮＨ4 + イオンでイオン交換したスメクタ
イト族Ｃａ2+モンモリロナイト又はスメクタイト族ＮＨ
4 + モンモリロナイトとグラスファイバーチョップドラ
イバーよりなる成形助剤で成形した後、前記Ｙ型ゼオラ
イト又はＵＳＹ型ゼオライトのイオン交換に使用した金
属と同一の金属イオンを含む水溶液に浸漬することを特
徴とするゼオライト脱硝触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07324394A JP3219591B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | ゼオライト脱硝触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07324394A JP3219591B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | ゼオライト脱硝触媒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07275712A JPH07275712A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3219591B2 true JP3219591B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=13512553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07324394A Expired - Fee Related JP3219591B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | ゼオライト脱硝触媒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219591B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5419772B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-02-19 | 日本碍子株式会社 | ゼオライトハニカム構造体 |
| JP6830093B2 (ja) * | 2016-02-26 | 2021-02-17 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
| WO2018116884A1 (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 大塚化学株式会社 | ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP07324394A patent/JP3219591B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07275712A (ja) | 1995-10-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010710 |
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