JP3257686B2 - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same

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JP3257686B2 JP31400791A JP31400791A JP3257686B2 JP 3257686 B2 JP3257686 B2 JP 3257686B2 JP 31400791 A JP31400791 A JP 31400791A JP 31400791 A JP31400791 A JP 31400791A JP 3257686 B2 JP3257686 B2 JP 3257686B2
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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、ディーゼル自動車等の
移動式内燃機関、コージェネレーション等の定置式内燃
機関、ボイラー等の各種工業炉等から排出される窒素酸
化物を無害なガスに分解する排ガス浄化用触媒及びこれ
を使用した排ガスの浄化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention decomposes nitrogen oxides emitted from mobile combustion engines such as diesel vehicles, stationary internal combustion engines such as cogeneration, and various industrial furnaces such as boilers into harmless gases. The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst and an exhaust gas purifying method using the same.

【0002】[0002]

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】一般に自
動車、定置式の内燃機関及び各種工業炉からの排ガスに
は、多量のNO、NO2 で代表される窒素酸化物(NOX )が
含まれている。これらのNOX は光化学スモッグの原因と
なるばかりではなく、人体にとって呼吸器系障害を引き
起こすと言われている。
BACKGROUND and SUMMARY OF THE INVENTION Motor vehicles generally, the exhaust gas from an internal combustion engine and various industrial furnaces stationary are included large amounts NO, the nitrogen oxides represented by NO 2 (NO X) is ing. It is said that these NO Xs not only cause photochemical smog, but also cause respiratory disorders for the human body.

【0003】これらのNOX を低減する方法については、
ガソリン自動車のように、排ガス中の酸素量が少ない場
合は、一酸化炭素、炭化水素等の還元剤でNOX を還元除
去する、いわゆる三元触媒方式の排ガス処理が確立され
ている。一方、ボイラー等の大型定置式排出源のよう
に、ガス中に多量の酸素が含まれる場合は、アンモニア
を外部から添加してNOX 量を低減する選択的NOX 還元法
が稼働しており、ある程度の効果をあげている。しか
し、前者の方法は酸素濃度の極めて低いガソリンエンジ
ンからの排ガスにのみ適用可能であり、また後者の方法
はアンモニアを用いるため、小型定置式排出源や移動式
排出源に使用することは、取り扱い上、困難である。
[0003] For information on how to reduce these NO X,
As gasoline vehicles, if a small amount of oxygen in the exhaust gas, carbon monoxide, NO X is reduced and removed with a reducing agent such as hydrocarbons, the exhaust gas treatment of the so-called three-way catalyst systems have been established. On the other hand, when the gas contains a large amount of oxygen, such as a large stationary discharge source such as a boiler, a selective NO X reduction method that reduces the amount of NO X by adding ammonia from the outside is operating. , Has a certain effect. However, the former method can be applied only to exhaust gas from gasoline engines with extremely low oxygen concentration, and the latter method uses ammonia, so it should not be used for small stationary or mobile sources. Above, difficult.

【0004】そこで、アンモニア以外の還元剤として、
水素、一酸化炭素又は各種炭化水素等を使用する方法が
種々検討されているが、その多くは排ガス中の酸素が完
全に消費された後に始めて窒素酸化物の除去が可能とな
る非選択的接触還元法であるという難点を有している。
従来、このような難点も解決できる新規な選択的接触還
元法(酸素共存下においても、選択的に窒素酸化物を還
元除去する方法)として、次のような方法が提案されて
いるが、いずれも充分に満足すべき結果は得られていな
い。
Therefore, as a reducing agent other than ammonia,
Various methods using hydrogen, carbon monoxide or various hydrocarbons have been studied, but most of them are non-selective contacting methods that can remove nitrogen oxides only after oxygen in exhaust gas is completely consumed. It has the disadvantage of being a reduction method.
Conventionally, the following methods have been proposed as a novel selective catalytic reduction method (a method for selectively reducing and removing nitrogen oxides even in the presence of oxygen) which can solve such difficulties. However, satisfactory results have not been obtained.

【0005】即ち、特開平2-149317号公報によれば、
水素型のモルデナイト又はクリノプチロライトからなる
触媒、又はCu、Cr、Mn、Fe、Ni等の金属を担持した水
素型のモルデナイト又はクリノプチルライトからなる触
媒を使用し、各種燃料を燃焼させた際に生じる酸素を含
有する排煙を、有機化合物の存在下でこれらの触媒と接
触させて排煙中の窒素酸化物を除去する方法が提案され
ている。この方法によれば、反応温度300 〜600 ℃、ガ
ス空間速度(GHSV)1200h -1の条件で脱硝率30〜60%を得
ているが、実用化条件に近い、GHSVの高い条件下での脱
硝効果については不明である。また、触媒活性の経時変
化についての記載がなく、触媒の寿命について不明であ
る。更に、SOX を含まない疑似ガスで触媒の評価を行っ
ているため、触媒の耐SOX 性については不明である。
That is, according to JP-A-2-149317,
Various fuels were burned using a catalyst composed of hydrogen-type mordenite or clinoptilolite, or a catalyst composed of hydrogen-type mordenite or clinoptyllite carrying metals such as Cu, Cr, Mn, Fe, and Ni. A method has been proposed in which flue gas containing oxygen generated at that time is brought into contact with these catalysts in the presence of an organic compound to remove nitrogen oxides in the flue gas. According to this method, a denitration rate of 30 to 60% is obtained under the conditions of a reaction temperature of 300 to 600 ° C. and a gas space velocity (GHSV) of 1200 h −1 , but it is close to practical use conditions, but under high GHSV conditions The denitration effect is unknown. Further, there is no description about the change over time of the catalyst activity, and the life of the catalyst is unknown. Furthermore, since the evaluated catalyst in a pseudo-gas containing no SO X, it is unclear resistant SO X of the catalyst.

【0006】また、特開平1-130735号公報によれば、遷
移金属(Cu、Co、Ni、Fe、Mg、Mn等)でイオン交換した
ゼオライトを耐火性担体上に担持させた触媒を使用し、
酸化雰囲気においても窒素酸化物を浄化できる方法が提
案されている。この方法は、ガソリンエンジンの排ガス
を、空燃比がリーン側においても窒素酸化物を高効率で
浄化する方法であり、排ガス中の酸素濃度は高くても約
3%である。従って、ディーゼルエンジンの排ガスのよ
うに、酸素濃度が5〜10%であっても同様に窒素酸化物
を選択的に還元脱硝できるかどうか不明である。実施例
においても、酸素濃度の増加と共に、NoX 除去率が著し
く低下する傾向を示している。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-130735, a catalyst is used in which a zeolite ion-exchanged with a transition metal (Cu, Co, Ni, Fe, Mg, Mn, etc.) is supported on a refractory carrier. ,
A method capable of purifying nitrogen oxides even in an oxidizing atmosphere has been proposed. This method purifies exhaust gas from a gasoline engine with high efficiency even when the air-fuel ratio is lean, and the oxygen concentration in the exhaust gas is at most about 3%. Therefore, it is unclear whether nitrogen oxides can be selectively reduced and denitrated even when the oxygen concentration is 5 to 10% like exhaust gas from a diesel engine. Also in Example, with increasing oxygen concentration, No X removal rate shows a tendency to decrease significantly.

【0007】特開昭63-283727 号公報によれば、SiO2/A
l2O3比が15以上の疎水性ゼオライトにCu、V、Mn、Fe、
Cr等の金属を担持させた触媒を用い、一酸化炭素及び1
種又は2種以上の炭化水素の存在下で、内燃機関の酸素
を含む排ガス中の窒素酸化物を減少させる方法が提案さ
れている。この方法では、銅以外の金属が担持されたゼ
オライト触媒を使用した場合には、脱硝率が4〜26%と
低くなる。一方、銅ゼオライト触媒を使用した場合に
は、比較的高い活性が得られるが、銅成分がSOX によっ
て被毒を受けやすいという問題点がある。実施例の排ガ
ス中の酸素濃度は、1.6 %であり、例えばディーゼルエ
ンジンの排ガスのように、酸素濃度が高い場合であって
も同様に窒素酸化物を選択的に還元脱硝できるかどうか
不明である。
According to JP-A-63-283727, SiO 2 / A
l 2 O 3 ratio is 15 or more hydrophobic zeolite to Cu, V, Mn, Fe,
Using a catalyst carrying a metal such as Cr, carbon monoxide and 1
Methods have been proposed for reducing nitrogen oxides in the oxygen-containing exhaust gas of internal combustion engines in the presence of one or more hydrocarbons. In this method, when a zeolite catalyst supporting a metal other than copper is used, the denitration rate is as low as 4 to 26%. On the other hand, in the case of using a Cu-zeolite catalyst, a relatively high activity is obtained, there is a problem that the copper component is susceptible to poisoning by SO X. The oxygen concentration in the exhaust gas of the example is 1.6%, and it is unclear whether nitrogen oxides can be selectively reduced and denitrated even when the oxygen concentration is high like exhaust gas of a diesel engine, for example. .

【0008】特開昭63-100919 号公報によれば、銅をア
ルミナ、シリカ、ゼオライト等の多孔質担体に担持させ
た触媒を使用し、炭化水素の存在下で酸素を含む排ガス
中の窒素酸化物を除去する方法が提案されている。この
方法では、脱硝率が10〜25%であり、高い脱硝活性は得
られない。また、この触媒は、銅を含有しているため、
銅成分がSOX によって被毒を受けやすいという問題点が
ある。更に、実施例の排ガス中の酸素濃度は、2.1 %で
あり、酸素濃度がより高い場合であっても同様に窒素酸
化物を選択的に還元脱硝できるかどうか不明である。
According to JP-A-63-100919, a catalyst comprising copper supported on a porous carrier such as alumina, silica, zeolite or the like is used, and nitrogen oxidation in an exhaust gas containing oxygen in the presence of hydrocarbons is carried out. Methods for removing objects have been proposed. In this method, the denitration rate is 10 to 25%, and high denitration activity cannot be obtained. Also, since this catalyst contains copper,
There is a problem that the copper component is easily poisoned by SO X. Furthermore, the oxygen concentration in the exhaust gas of the example is 2.1%, and it is unclear whether nitrogen oxides can be selectively reduced and denitrated even when the oxygen concentration is higher.

【0009】本発明は、排ガス中の酸素が高濃度であっ
ても高効率で窒素酸化物を無害なガスに浄化できる排ガ
ス浄化用触媒及びこれを使用した排ガスの浄化方法を提
供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst which can purify nitrogen oxides into harmless gas with high efficiency even when oxygen in the exhaust gas has a high concentration, and a method for purifying exhaust gas using the same. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る排
ガス浄化用触媒は、排ガス中の窒素酸化物を酸化雰囲気
中で還元除去する触媒であって、主触媒となるガリウム
及び助触媒となるゼオライトのみからなることを特徴と
する。前記酸化雰囲気とは、排ガス中に含まれる一酸化
炭素、水素、炭化水素及び本処理で必要により添加され
る炭化水素の還元性物質を完全に酸化してH2O とCO2
変換するのに必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が含ま
れている状態である。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention is a catalyst for reducing and removing nitrogen oxides in exhaust gas in an oxidizing atmosphere, and serves as a main catalyst and gallium. It is characterized by being composed only of zeolite. The oxidizing atmosphere is used to completely oxidize carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons and the reducing substances of the hydrocarbons added as required in the present treatment and convert them into H 2 O and CO 2 . This is a state in which an excess amount of oxygen is contained in excess of the necessary amount of oxygen.

【0011】前記触媒中のガリウム(Ga)成分のGa源と
しては、触媒調製時又は反応使用時に酸化物に転換可能
な化合物を使用することができる。このような化合物と
しては、Gaの硝酸塩、硫酸塩、酸化物、ハロゲン化物、
炭酸塩、水酸化物、有機酸塩等がある。
As a Ga source of the gallium (Ga) component in the catalyst, a compound which can be converted to an oxide at the time of preparing the catalyst or using the reaction can be used. Such compounds include Ga nitrates, sulfates, oxides, halides,
There are carbonates, hydroxides, organic acid salts and the like.

【0012】また、Ga成分の触媒中の存在形態は任意で
あり、次のような形態を採り得る。例えば、ゼオライト
の構成成分(例えば、イオン交換性の陽イオン、フレー
ムワーク中の置換原子、或いはこれらが触媒の調製時、
前処理時、反応時等の処理により変性を受けて生じる種
々の形態等)として含有してもよい。または、このGa成
分を含有する前記ゼオライト、Ga成分を含有しない前記
ゼオライト又はこれらの混合物からなる担体に、Ga成分
が例えばイオン交換法、含浸法、気相法等により担持さ
れた形で含有していてもよく、或いはそれらのゼオライ
トと物理的に混合した形で含有していてもよい。好まし
くは、ガロメタロシリケートゼオライト、ガロシリケー
トゼオライト又はこれらの変性ゼオライトとするのがよ
い。
The presence form of the Ga component in the catalyst is arbitrary, and can take the following forms. For example, the components of the zeolite (eg, ion-exchangeable cations, replacement atoms in the framework, or
During the pretreatment, during the reaction, etc.). Alternatively, the carrier containing the zeolite containing the Ga component, the zeolite not containing the Ga component, or a mixture thereof contains the Ga component in a form supported by, for example, an ion exchange method, an impregnation method, or a gas phase method. Or may be contained in a form physically mixed with those zeolites . Rather good better <br/> is Gallo metallosilicate zeolite, preferably set to gallosilicate zeolite or their modified zeolites.

【0013】前記ゼオライトの種類としては、特に限定
はないが、反応使用時において、シリカ(SiO2)/アル
ミナ(Al2O3 )のモル比が10以上のゼオライト、例えば
ZSM−5、ZSM−8、ZSM−11、シリカライト等
のMFI、MEL型ゼオライト、又はMTT、FER、
OFL型ゼオライト等を使用するのが好ましい。このSi
O2/Al2O3 比が10より小さい場合には、ゼオライトの耐
熱性が比較的低いため、触媒寿命が短くなる虞れがあ
る。
The type of the zeolite is not particularly limited, but a zeolite having a silica (SiO 2 ) / alumina (Al 2 O 3 ) molar ratio of 10 or more, for example, ZSM-5, ZSM- 8, MFI such as ZSM-11, silicalite, MEL zeolite, or MTT, FER,
It is preferable to use OFL zeolite or the like. This Si
When the O 2 / Al 2 O 3 ratio is smaller than 10, the heat resistance of the zeolite is relatively low, so that the catalyst life may be shortened.

【0014】前記触媒の形状は任意であり、例えばペレ
ット状、板状、柱状、格子状とすることができる。本発
明に係る触媒は、例えばゼオライトにGaを含む化合物を
用いて、イオン交換法、含浸法、物理的混合法、気相法
により調製することができる。また、ゼオライトを合成
する時に、同時にゲル中にGa化合物を含有させておいて
もよい。更に、コージェライト、ムライト又はアルミナ
等の格子状の担体及び金網等の基材上に触媒を被覆する
触媒調製法を採用してもよい。
The shape of the catalyst is arbitrary, and may be, for example, a pellet, a plate, a column, or a lattice. The catalyst according to the present invention can be prepared, for example, using a compound containing Ga in zeolite by an ion exchange method, an impregnation method, a physical mixing method, or a gas phase method. Also, when synthesizing the zeolite, a Ga compound may be included in the gel at the same time. Further, a catalyst preparation method in which a catalyst is coated on a grid-like carrier such as cordierite, mullite or alumina and a base material such as a wire mesh may be employed.

【0015】また、本発明に係る排ガスの浄化方法は、
酸化雰囲気中、反応温度を 300〜800℃とし、かつTH
C濃度/NOX 濃度を1〜20とした炭化水素の存在下で排
ガスをガリウムとゼオライトのみからなる触媒と接触さ
せて、前記排ガス中の窒素酸化物をN2とH2O に還元除去
することを特徴とする。前記炭化水素は、排ガス中に残
留する炭化水素でもよいが、脱硝反応を生じさせるのに
必要な量より不足している場合、又は排ガス中に炭化水
素が全く含まれていない場合には、外部から炭化水素を
添加するのがよい。
Further, the method for purifying exhaust gas according to the present invention comprises:
In an oxidizing atmosphere, set the reaction temperature to 300 to 800 ° C, and
The exhaust gas is brought into contact with a catalyst consisting only of gallium and zeolite in the presence of a hydrocarbon having a C concentration / NO X concentration of 1 to 20 to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas to N 2 and H 2 O. It is characterized by the following. The hydrocarbon may be a hydrocarbon remaining in the exhaust gas, but if the amount is insufficient to cause a denitration reaction, or if the exhaust gas does not contain any hydrocarbons, It is advisable to add hydrocarbons.

【0016】このために添加する炭化水素の種類には特
に限定がなく、例えばメタン、LPG、ガソリン、軽
油、灯油等である。そして、この排ガス中の炭化水素の
存在量は、THC濃度/NOX 濃度で表した場合、1〜
20が好ましい。例えば、NOX 濃度が1000ppm の場合、
THC濃度は0.1 〜2.0 %が好ましい。ここでTHC(t
otal hydrocarbon) 濃度とは、炭化水素をメタンに換算
した場合の濃度である。炭化水素の存在量が前記下限よ
り低い場合には、脱硝性能が発現せず、また前記上限よ
り高い場合には、脱硝率は高くなるが、システム全体の
経済性の低下や炭化水素の燃焼熱による触媒層の異常発
熱のため、好ましくない。
There is no particular limitation on the type of hydrocarbon to be added, and examples thereof include methane, LPG, gasoline, light oil, and kerosene. The abundance of hydrocarbons of this in the exhaust gas, when expressed in THC concentration / NO X concentration, 1
20 is preferred. For example, if the NO X concentration is 1000 ppm,
The THC concentration is preferably 0.1 to 2.0%. Where THC (t
otal hydrocarbon) The concentration is the concentration when hydrocarbons are converted to methane. When the amount of hydrocarbons is lower than the lower limit, the denitration performance is not exhibited, and when the amount is higher than the upper limit, the denitration rate increases, but the economic efficiency of the entire system decreases and the heat of combustion of hydrocarbons decreases. Is not preferable because of abnormal heat generation of the catalyst layer due to the

【0017】触媒反応温度については、300 〜800 ℃、
好ましくは300 〜600 ℃とする。通常、温度が高い程脱
硝率が高くなるが、800 ℃を越えると触媒の劣化が起こ
って好ましくなく、また300 ℃より低いと脱硝率が低く
なる。ガス空間速度(GHSV)については、通常2,000 〜20
0,000h-1、好ましくは5,000〜100,000h-1とする。GHSV
が、2,000h-1より遅い場合には、脱硝率は高いが、触媒
使用量が多くなり、また200,000h-1より速い場合には、
脱硝率が低くなる。
The catalyst reaction temperature is 300-800 ° C.
Preferably, the temperature is 300 to 600 ° C. Normally, the higher the temperature, the higher the denitration rate. However, if the temperature exceeds 800 ° C., the catalyst is deteriorated, which is not preferable. Gas space velocity (GHSV) is typically 2,000 to 20
0,000h -1 , preferably 5,000 to 100,000h -1 . GHSV
However, when it is slower than 2,000 h- 1 , the denitration rate is high, but the amount of catalyst used increases, and when it is faster than 200,000 h- 1 ,
The denitration rate decreases.

【0018】本発明の浄化方法で対象とする排ガスは、
NOX 及び酸素を含む排ガスであり、例えばリーン燃焼で
のガソリン自動車、ディーゼル自動車等の移動式内燃機
関、コージェネレーション等の定置式内燃機関、ボイラ
ー、各種工業炉等から排出される排ガス等が挙げられ
る。
The exhaust gas targeted by the purification method of the present invention is:
Exhaust gas containing NO X and oxygen, for example, exhaust gas emitted from gasoline vehicles in lean combustion, mobile internal combustion engines such as diesel vehicles, stationary internal combustion engines such as cogeneration, boilers, various industrial furnaces, etc. Can be

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 先ず、硫酸アルミニウム7.6 g、硝酸ガリウム6.9 g、
テトラプロピルアンモニウムブロマイド26.4g、硫酸
(97%)15.0g、水250 mlよりなる溶液(溶液Iとす
る)、水ガラス(SiO228.4%、Na2O9.5 %)214 g、水
212 mlよりなる溶液(溶液IIとする)及び塩化ナトリウ
ム80g、水122 mlよりなる溶液(溶液III とする)を用
意した。
EXAMPLE 1 First, 7.6 g of aluminum sulfate, 6.9 g of gallium nitrate,
Solution consisting of 26.4 g of tetrapropylammonium bromide, 15.0 g of sulfuric acid (97%), 250 ml of water (hereinafter referred to as solution I), 214 g of water glass (28.4% of SiO 2 , 9.5% of Na 2 O), water
A solution consisting of 212 ml (hereinafter referred to as solution II) and a solution consisting of 80 g of sodium chloride and 122 ml of water (hereinafter referred to as solution III) were prepared.

【0020】次に、溶液IとIIを同時に溶液III 中に徐
々に滴下しながら混合した。この混合溶液を硫酸でpH9.
5 に調整した後、容量1リットルのオートクレーブ中に
入れ、自己圧力下170 ℃、300rpmで攪拌しながら20時間
放置した。冷却後、この混合溶液を濾過し、沈澱物を過
剰の純水で充分洗浄した。この後、120 ℃で20時間乾燥
させることにより、ZSM−5構造を有するガロアルミ
ノシリケートゼオライトを合成した。
Next, the solutions I and II were simultaneously mixed while gradually dropping into the solution III. The mixed solution was adjusted to pH 9.
After being adjusted to 5, the mixture was placed in an autoclave having a capacity of 1 liter and left for 20 hours while stirring at 170 ° C. and 300 rpm under its own pressure. After cooling, the mixed solution was filtered, and the precipitate was sufficiently washed with excess pure water. Thereafter, the galloaluminosilicate zeolite having the ZSM-5 structure was synthesized by drying at 120 ° C. for 20 hours.

【0021】次に、このゼオライトを空気気流中540 ℃
で3時間焼成した。この後、1N−NH4NO3溶液を使用し
た80℃、2時間のイオン交換、濾過、水洗、120 ℃での
乾燥、空気気流中540 ℃での3時間の焼成を行った後、
1N−NH4NO3溶液を使用した80℃、2時間のイオン交
換、濾過、水洗、120 ℃での乾燥を繰り返し、次に空気
気流中720 ℃で3時間焼成した。これによって得られた
ガロアルミノシリケートゼオライトの元素組成は、Si
O2:Al2O3:Ga2O3= 80:1:0.7(モル比)であった。次
に、この触媒前駆体をステンレス製反応管に60cc充填し
た後、乾燥空気をGHSV=5000h-1で導入しながら徐々に昇
温し、500 ℃で30分間処理して本実施例に係る触媒を調
製した。
Next, this zeolite was placed in an air stream at 540 ° C.
For 3 hours. After that, ion exchange, filtration, washing with water, drying at 120 ° C., and baking at 540 ° C. for 3 hours in a stream of air were performed at 80 ° C. for 2 hours using a 1N—NH 4 NO 3 solution.
Ion exchange, filtration, washing with water and drying at 120 ° C. were repeated for 2 hours at 80 ° C. using a 1N—NH 4 NO 3 solution, and then calcined at 720 ° C. for 3 hours in an air stream. The resulting galloaluminosilicate zeolite has an elemental composition of Si
O 2 : Al 2 O 3 : Ga 2 O 3 = 80: 1: 0.7 (molar ratio). Next, after filling this catalyst precursor into a stainless steel reaction tube at 60 cc, the temperature was gradually increased while introducing dry air at GHSV = 5000 h −1 and treated at 500 ° C. for 30 minutes to obtain a catalyst according to the present example. Was prepared.

【0022】次に、処理ガスとしてディーゼル排ガスに
LPGガスを添加したガスを、200℃に保持された管を
通して400 ℃に保たれた前記反応管内にGHSV=5000h-1
導入した。このディーゼル排ガスの組成は、NOX :1000
ppm 、O2: 8%、SOX : 140ppm、CO:400ppm 、CO2:10
%、THC:230ppm である。また、LPGガスは、処理
ガス中において全炭化水素が0.07%(THC濃度0.21
%)となるように添加した。この結果、THC濃度/NO
X 濃度は、2.1となる。そして、この反応管の出口から
のガスを同じく200 ℃に保持された管を通して化学発光
式分析計に導入し、NOX 濃度を測定した。触媒反応後の
排ガスのNOX 除去率は、反応管導入前後のNOX 濃度を測
定して比較することにより算出した。その結果を下記の
表1に示す。
Next, a gas obtained by adding LPG gas to diesel exhaust gas as a processing gas was introduced through the tube maintained at 200 ° C. into the reaction tube maintained at 400 ° C. at GHSV = 5000 h −1 . The composition of this diesel exhaust gas is NO X : 1000
ppm, O 2: 8%, SO X: 140ppm, CO: 400ppm, CO 2: 10
%, THC: 230 ppm. The LPG gas contains 0.07% of total hydrocarbons (THC concentration of 0.21%) in the processing gas.
%). As a result, THC concentration / NO
The X concentration is 2.1. The gas from the outlet of the reaction tube was introduced into a chemiluminescence analyzer through a tube also maintained at 200 ° C., and the NO X concentration was measured. The NO X removal rate of the exhaust gas after the catalytic reaction was calculated by measuring and comparing the NO X concentration before and after introduction into the reaction tube. The results are shown in Table 1 below.

【0023】実施例2〜4 触媒が充填された前記反応管内に導入した処理ガスの組
成を下記のように変えたこと以外は、実施例1と同様の
排ガスの浄化処理を行って、各実施例におけるNOX 除去
率を評価した。その結果を下記の表1に示す。即ち、実
施例2で導入した処理ガスは、実施例1のディーゼル排
ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化水素が0.14%
(THC濃度0.42%)となるように添加したものであ
る。
Examples 2 to 4 Except that the composition of the processing gas introduced into the reaction tube filled with the catalyst was changed as described below, the same exhaust gas purification treatment as in Example 1 was performed. It was evaluated NO X removal rate in the example. The results are shown in Table 1 below. That is, the processing gas introduced in Example 2 is such that the diesel exhaust gas of Example 1 is LPG gas and the total hydrocarbon content is 0.14%.
(THC concentration 0.42%).

【0024】実施例3で導入した処理ガスは、実施例1
のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化
水素が0.28%(THC濃度0.84%)となるように添加し
たものである。この実施例3では、反応時間に対する脱
硝率も測定して触媒寿命の評価を行った。その結果を図
1に示す。実施例4で導入した処理ガスは、実施例1の
ディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化水
素が0.56%(THC濃度1.68%)となるように添加した
ものである。
The processing gas introduced in the third embodiment is the same as that in the first embodiment.
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 2 so that the total hydrocarbons in the processing gas would be 0.28% (THC concentration 0.84%). In Example 3, the catalyst life was evaluated by measuring the denitration ratio with respect to the reaction time. The result is shown in FIG. The processing gas introduced in Example 4 is obtained by adding LPG gas to the diesel exhaust gas of Example 1 so that the total hydrocarbon content in the processing gas becomes 0.56% (THC concentration 1.68%).

【0025】実施例5 実施例1における溶液Iの組成を、硫酸アルミニウム7.
6 g、テトラプロピルアンモニウムブロマイド26.4g、
硫酸(97%)17.6g、水250 mlとしたこと以外は、上記
実施例1と同様にしてZSM−5構造を有するアルミノ
シリケートゼオライトを合成した。次に、このゼオライ
トを空気気流中540 ℃で3時間焼成した。この後、1N
−NH4NO3溶液を使用した80℃、2時間のイオン交換、濾
過、水洗、120 ℃での乾燥、空気気流中540 ℃での3時
間の焼成を行った後、1N−NH4NO3溶液を使用した80
℃、2時間のイオン交換、濾過、水洗、120 ℃での乾燥
を繰り返し、次に空気気流中720 ℃で3時間焼成した。
Example 5 The composition of the solution I in Example 1 was changed to aluminum sulfate 7.
6 g, tetrapropylammonium bromide 26.4 g,
An aluminosilicate zeolite having a ZSM-5 structure was synthesized in the same manner as in Example 1 except that 17.6 g of sulfuric acid (97%) and 250 ml of water were used. Next, this zeolite was calcined at 540 ° C. for 3 hours in an air stream. After this, 1N
-NH 4 NO 3 solution 80 ° C. using ion exchange for 2 hours, filtered, washed with water, dried at 120 ° C., after calcination for 3 hours in an air stream at 540 ℃, 1N-NH 4 NO 3 80 with solution
C., ion exchange for 2 hours, filtration, washing with water, and drying at 120.degree. C. were repeated, and then calcined at 720.degree. C. for 3 hours in an air stream.

【0026】次に、通常の含浸法により、上記アルミノ
シリケートゼオライトを硝酸ガリウム溶液に含浸させて
ガリウムをゼオライトに担持させた。これによって得ら
れたGa担持ゼオライトの元素組成は、SiO2:Al2O3: Ga2O
3 =80:1:0.7(モル比)であった。次に、この触媒前
駆体をステンレス製反応管に60cc充填した後、乾燥空気
をGHSV=5000h-1で導入しながら徐々に昇温し、500 ℃で
30分間処理して本実施例に係る触媒を調製した。次に、
処理ガスとして上記実施例と同じディーゼル排ガスにL
PGガスを処理ガス中、全炭化水素が0.07%(THC濃
度0.21%)となるように添加したガスを使用し、上記実
施例と同様にNOX 除去率の評価を行った。その結果を表
1に示す。
Next, the above-mentioned aluminosilicate zeolite was impregnated in a gallium nitrate solution by a usual impregnation method, so that gallium was supported on the zeolite. The elemental composition of the Ga-supported zeolite thus obtained was SiO 2 : Al 2 O 3 : Ga 2 O
3 = 80: 1: 0.7 (molar ratio). Next, after filling this catalyst precursor into a stainless steel reaction tube at 60 cc, the temperature was gradually increased while introducing dry air at GHSV = 5000 h −1 , and the temperature was increased to 500 ° C.
The catalyst according to this example was prepared by treating for 30 minutes. next,
As processing gas, the same diesel exhaust gas as in the above embodiment
During PG gas processing gas, total hydrocarbons using gas added as a 0.07% (THC concentration 0.21%) was evaluated in the above embodiment and similarly NO X removal rate. Table 1 shows the results.

【0027】実施例6〜8 触媒が充填された前記反応管内に導入した処理ガスの組
成を下記のように変更したこと以外は、実施例5と同様
の排ガスの浄化処理を行って、各実施例におけるNOX
去率を評価した。その結果を表1に示す。即ち、実施例
6で導入した処理ガスは、実施例5のディーゼル排ガス
にLPGガスを処理ガス中、全炭化水素が0.14%(TH
C濃度0.42%)となるように添加したものである。
Examples 6 to 8 Except that the composition of the processing gas introduced into the reaction tube filled with the catalyst was changed as described below, the same exhaust gas purification treatment as in Example 5 was performed. It was evaluated NO X removal rate in the example. Table 1 shows the results. That is, in the processing gas introduced in Example 6, LPG gas was added to the diesel exhaust gas of Example 5 and the total hydrocarbon content was 0.14% (TH
C concentration 0.42%).

【0028】実施例7で導入した処理ガスは、実施例5
のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化
水素が0.28%(THC濃度0.84%)となるように添加し
たものである。実施例8で導入した処理ガスは、実施例
5のディーゼル排ガスにLPGガスを全処理ガス中、0.
56%(THC濃度1.68%)となるように添加したもので
ある。
The processing gas introduced in the seventh embodiment is the same as that in the fifth embodiment.
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 2 so that the total hydrocarbons in the processing gas would be 0.28% (THC concentration 0.84%). The processing gas introduced in Example 8 was obtained by adding LPG gas to the diesel exhaust gas of Example 5 in all the processing gases.
It is added so as to be 56% (THC concentration 1.68%).

【0029】実施例9〜16 実施例1〜8において、反応管内の温度のみを400 ℃か
ら500 ℃に変更した実施例をそれぞれ実施例9〜16と
し、各実施例についても上記実施例と同様に触媒のNOX
除去率を評価した。その結果を表1に示す。
Embodiments 9 to 16 In Embodiments 1 to 8, Examples 9 to 16 in which only the temperature inside the reaction tube was changed from 400 ° C. to 500 ° C. are referred to as Examples 9 to 16, respectively. the catalyst of the NO X in
The removal rate was evaluated. Table 1 shows the results.

【0030】比較例1 実施例1と同様に触媒を調製した後、前記反応管にLP
Gガスを添加しないディーゼル排ガスを導入し、それ以
外は実施例1と同様にして触媒のNOX 除去率を評価し
た。その結果を下記の表2に示す。比較例2 実施例5と同様に触媒を調製した後、前記反応管にLP
Gガスを添加しないディーゼル排ガスを導入し、それ以
外は実施例5と同様にして触媒の評価を行った。その結
果を表2に示す。
Comparative Example 1 After preparing a catalyst in the same manner as in Example 1, LP was added to the reaction tube.
Introducing a diesel exhaust gas without addition of G gas was otherwise in the same manner as in Example 1 to evaluate the NO X removal rate of the catalyst. The results are shown in Table 2 below. Comparative Example 2 After preparing a catalyst in the same manner as in Example 5, LP was added to the reaction tube.
The catalyst was evaluated in the same manner as in Example 5 except that diesel exhaust gas to which G gas was not added was introduced. Table 2 shows the results.

【0031】比較例3 実施例1における溶液Iの組成を、硫酸アルミニウム7.
6 g、テトラプロピルアンモニウムブロマイド26.4g、
硫酸(97%)17.6g、水250 mlとしたこと以外は、上記
実施例1と同様にしてZSM−5構造を有するアルミノ
シリケートゼオライトを合成した。次に、このゼオライ
トを空気気流中540 ℃で3時間焼成した。この後、1N
−NH4NO3溶液を使用した80℃、2時間のイオン交換、濾
過、水洗、120 ℃での乾燥、空気気流中540 ℃での3時
間の焼成を行った後、1N−NH4NO3溶液を使用した80
℃、2時間のイオン交換、濾過、水洗、120 ℃での乾燥
を繰り返し、次に空気気流中720 ℃で3時間焼成した。
これによって得られたゼオライトの元素組成は、SiO2:A
l2O3=80:1(モル比)であった。
Comparative Example 3 The composition of solution I in Example 1 was changed to aluminum sulfate 7.
6 g, tetrapropylammonium bromide 26.4 g,
An aluminosilicate zeolite having a ZSM-5 structure was synthesized in the same manner as in Example 1 except that 17.6 g of sulfuric acid (97%) and 250 ml of water were used. Next, this zeolite was calcined at 540 ° C. for 3 hours in an air stream. After this, 1N
-NH 4 NO 3 solution 80 ° C. using ion exchange for 2 hours, filtered, washed with water, dried at 120 ° C., after calcination for 3 hours in an air stream at 540 ℃, 1N-NH 4 NO 3 80 with solution
C., ion exchange for 2 hours, filtration, washing with water, and drying at 120.degree. C. were repeated, and then calcined at 720.degree. C. for 3 hours in an air stream.
The elemental composition of the resulting zeolite is SiO 2 : A
l 2 O 3 = 80: 1 (molar ratio).

【0032】次に、この触媒前駆体をステンレス製反応
管に60cc充填した後、乾燥空気をGHSV=5000h-1で導入し
ながら徐々に昇温し、500 ℃で30分間処理して本実施例
に係る触媒を調製した。次に、処理ガスとして上記実施
例と同じディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、
全炭化水素が0.14%(THC濃度0.42%)となるように
添加したガスを使用し、上記実施例と同様にしてNOX
去率を評価した。その結果を表2に示す。
Next, 60 cc of the catalyst precursor was filled in a stainless steel reaction tube, and the temperature was gradually increased while introducing dry air at GHSV = 5000 h −1 , and the treatment was carried out at 500 ° C. for 30 minutes. Was prepared. Next, LPG gas was used as the processing gas in the same diesel exhaust gas as in the above embodiment,
Using the total hydrocarbon was added to a 0.14% (THC concentration 0.42%) gas was evaluated NO X removal rate in the same manner as the above embodiment. Table 2 shows the results.

【0033】比較例4 実施例5において、ガリウムの代わりにニッケルをアル
ミノシリケートゼオライトに担持させたこと以外は、実
施例5と同様にして触媒を調製した。このNi担持ゼオラ
イトの元素組成は、SiO2: Al2O3: NiO=80:1:0.7
(モル比)であった。そして、上記実施例と同様にして
NOX 除去率を評価した。その結果を表2に示す。
Comparative Example 4 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 5, except that nickel was supported on the aluminosilicate zeolite instead of gallium. The elemental composition of this Ni-supported zeolite is SiO 2 : Al 2 O 3 : NiO = 80: 1: 0.7
(Molar ratio). And in the same manner as in the above embodiment
It was to evaluate the NO X removal rate. Table 2 shows the results.

【0034】実施例17 実施例1における溶液Iの組成を、硝酸ガリウム6.9
g、テトラプロピルアンモニウムブロマイド26.4g、硫
酸(97%)15.0g、水250 mlとしたこと以外は、上記実
施例1と同様にしてZSM−5構造を有するガロシリケ
ートゼオライトを合成した。次に、このゼオライトを空
気気流中540 ℃で3時間焼成した。この後、1N−NH4N
O3溶液を使用した80℃、2時間のイオン交換、濾過、水
洗、120℃での乾燥、空気気流中540 ℃での3時間の焼
成を行った後、1N−NH4NO3溶液を使用した80℃、2時
間のイオン交換、濾過、水洗、120 ℃での乾燥を繰り返
し、次に空気気流中720 ℃で3時間焼成した。得られた
ガロシリケートゼオライトの元素組成は、SiO2:Ga2O3
80:0.7(モル比)であった。
Example 17 The composition of Solution I in Example 1 was changed to gallium nitrate 6.9
g, a gallosilicate zeolite having a ZSM-5 structure was synthesized in the same manner as in Example 1 except that g, tetrapropylammonium bromide 26.4 g, sulfuric acid (97%) 15.0 g, and water 250 ml. Next, this zeolite was calcined at 540 ° C. for 3 hours in an air stream. Thereafter, 1N-NH 4 N
Ion exchange using O 3 solution at 80 ° C., 2 hours, filtration, washing with water, drying at 120 ° C., baking at 540 ° C. in an air stream for 3 hours, and then using a 1N—NH 4 NO 3 solution The ion exchange, filtration, washing with water and drying at 120 ° C. were repeated for 2 hours at 80 ° C., and then calcined at 720 ° C. for 3 hours in an air stream. The elemental composition of the obtained gallosilicate zeolite is SiO 2 : Ga 2 O 3 =
80: 0.7 (molar ratio).

【0035】次に、この触媒前駆体をステンレス製反応
管に60cc充填した後、乾燥空気をGHSV=5000h-1で導入し
ながら徐々に昇温し、500 ℃で30分間処理して本実施例
に係る触媒を調製した。次に、処理ガスとして上記実施
例と同じディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、
全炭化水素が0.07%(THC濃度0.21%)となるように
添加したガスを使用し、上記実施例と同様にNOX 除去率
の評価を行った。その結果を表1に示す。
Next, 60 cc of the catalyst precursor was charged into a stainless steel reaction tube, and the temperature was gradually increased while introducing dry air at GHSV = 5000 h −1 , followed by treatment at 500 ° C. for 30 minutes. Was prepared. Next, LPG gas was used as the processing gas in the same diesel exhaust gas as in the above embodiment,
Using the total hydrocarbon was added to a 0.07% (THC concentration 0.21%) gas was evaluated of the NO X removal rate as in the above embodiment. Table 1 shows the results.

【0036】実施例18〜20 触媒が充填された前記反応管内に導入した処理ガスの組
成を下記のように変更したこと以外は、実施例17と同様
の排ガスの浄化処理を行って、各実施例におけるNOX
去率を評価した。その結果を表1に示す。即ち、実施例
18で導入した処理ガスは、実施例17のディーゼル排ガス
にLPGガスを処理ガス中、全炭化水素が0.14%(TH
C濃度0.42%)となるように添加したものである。
Examples 18 to 20 Except that the composition of the processing gas introduced into the reaction tube filled with the catalyst was changed as described below, the same exhaust gas purification treatment as in Example 17 was performed. It was evaluated NO X removal rate in the example. Table 1 shows the results. That is, the embodiment
The processing gas introduced in 18 was the diesel exhaust gas of Example 17 with LPG gas in the processing gas, and 0.14% of all hydrocarbons (TH
C concentration 0.42%).

【0037】実施例19で導入した処理ガスは、実施例17
のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化
水素が0.28%(THC濃度0.84%)となるように添加し
たものである。実施例20で導入した処理ガスは、実施例
17のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭
化水素が0.56%(THC濃度1.68%)となるように添加
したものである。
The processing gas introduced in Example 19 was
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 2 so that the total hydrocarbons in the processing gas would be 0.28% (THC concentration 0.84%). The processing gas introduced in Example 20
The LPG gas is added to the diesel exhaust gas of No. 17 so that the total hydrocarbon becomes 0.56% (THC concentration 1.68%) in the processing gas.

【0038】比較例5 実施例17と同様に触媒を調製した後、前記反応管にLP
Gガスを添加しないディーゼル排ガスを導入し、それ以
外は実施例17と同様にして触媒の評価を行った。その結
果を下記の表2に示す。
Comparative Example 5 After a catalyst was prepared in the same manner as in Example 17, LP was added to the reaction tube.
The catalyst was evaluated in the same manner as in Example 17 except that a diesel exhaust gas to which no G gas was added was introduced. The results are shown in Table 2 below.

【0039】実施例21 硝酸ガリウム水溶液に市販のY型ゼオライト〔TSZ-320N
AA(商品名)、東洋ソーダ(株)製〕50gを通常の含浸
法で含浸させて、このゼオライトにガリウムを担持させ
た。次に、このGa担持/Y型ゼオライトを120 ℃で20時
間乾燥した後、空気気流中540 ℃で3時間焼成した。こ
の触媒前駆体の元素組成は、SiO2: Al2O3:Ga2O3 =5.6:
1:0.08 (モル比)であった。
Example 21 A commercially available Y-type zeolite [TSZ-320N] was added to an aqueous gallium nitrate solution.
AA (trade name, manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.)] was impregnated with a usual impregnation method to carry gallium on the zeolite. Next, the Ga-supported / Y-type zeolite was dried at 120 ° C. for 20 hours and calcined at 540 ° C. for 3 hours in an air stream. The elemental composition of this catalyst precursor is SiO 2 : Al 2 O 3 : Ga 2 O 3 = 5.6:
1: 0.08 (molar ratio).

【0040】次に、この触媒前駆体をステンレス製反応
管に60cc充填した後、乾燥空気をGHSV=5000h-1で導入し
ながら徐々に昇温し、500 ℃で30分間処理して本実施例
に係る触媒を調製した。次に、処理ガスとして上記実施
例と同じディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、
全炭化水素が0.07%(THC濃度0.21%)となるように
添加したガスを使用し、上記実施例と同様にNOX 除去率
の評価を行った。その結果を表1に示す。
Next, 60 cc of the catalyst precursor was charged into a stainless steel reaction tube, and the temperature was gradually increased while introducing dry air at GHSV = 5000 h −1 , followed by treatment at 500 ° C. for 30 minutes. Was prepared. Next, LPG gas was used as the processing gas in the same diesel exhaust gas as in the above embodiment,
Using the total hydrocarbon was added to a 0.07% (THC concentration 0.21%) gas was evaluated of the NO X removal rate as in the above embodiment. Table 1 shows the results.

【0041】実施例22〜24 触媒が充填された前記反応管内に導入した処理ガスの組
成を下記のように変更したこと以外は、実施例21と同様
の排ガスの浄化処理を行って、各実施例におけるNOX
去率を評価した。その結果を表1に示す。即ち、実施例
22で導入した処理ガスは、実施例21のディーゼル排ガス
にLPGガスを処理ガス中、全炭化水素が0.14%(TH
C濃度0.42%)となるように添加したものである。
Examples 22 to 24 Except that the composition of the processing gas introduced into the reaction tube filled with the catalyst was changed as described below, the same exhaust gas purification treatment as in Example 21 was performed. It was evaluated NO X removal rate in the example. Table 1 shows the results. That is, the embodiment
In the processing gas introduced in step 22, LPG gas was added to the diesel exhaust gas of Example 21, and the total hydrocarbon content was 0.14% (TH
C concentration 0.42%).

【0042】実施例23で導入した処理ガスは、実施例21
のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化
水素が0.28%(THC濃度0.84%)となるように添加し
たものである。実施例24で導入した処理ガスは、実施例
21のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭
化水素が0.56%(THC濃度1.68%)となるように添加
したものである。
The processing gas introduced in Example 23 was the same as Example 21
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 2 so that the total hydrocarbons in the processing gas would be 0.28% (THC concentration 0.84%). The processing gas introduced in Example 24
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 21 so that the total hydrocarbons in the processing gas became 0.56% (THC concentration 1.68%).

【0043】比較例6 実施例21と同様に触媒を調製した後、前記反応管にLP
Gガスを添加しないディーゼル排ガスを導入し、それ以
外は実施例21と同様にして触媒の評価を行った。その結
果を下記の表2に示す。
Comparative Example 6 After a catalyst was prepared in the same manner as in Example 21, LP was added to the reaction tube.
The catalyst was evaluated in the same manner as in Example 21 except that diesel exhaust gas to which G gas was not added was introduced. The results are shown in Table 2 below.

【0044】比較例7〜11 実施例21におけるGa担持/Y型ゼオライトの代わりに、
Gaを担持させないY型ゼオライトを触媒前駆体として合
成した後、実施例21と同様にして、この触媒前駆体を使
用して触媒を調製し、またNOX 除去率の評価を行った。
その結果を下記の表2に示す。但し、触媒が充填された
前記反応管内に導入した処理ガスの組成は、下記のよう
に変更した。即ち、比較例7で導入した処理ガスは、実
施例21のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、
全炭化水素が0.07%(THC濃度0.21%)となるように
添加したものである。
Comparative Examples 7 to 11 Instead of the Ga-supported / Y-type zeolite in Example 21,
After the Y-type zeolite which does not carry the Ga synthesized as a catalyst precursor, in the same manner as in Example 21, using this catalyst precursor to prepare a catalyst, also was evaluated of the NO X removal rate.
The results are shown in Table 2 below. However, the composition of the processing gas introduced into the reaction tube filled with the catalyst was changed as follows. That is, the processing gas introduced in Comparative Example 7 was obtained by adding LPG gas to the processing gas in the diesel exhaust gas of Example 21.
It is added so that the total hydrocarbon becomes 0.07% (THC concentration 0.21%).

【0045】比較例8で導入した処理ガスは、実施例21
のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化
水素が0.14%(THC濃度0.42%)となるように添加し
たものである。比較例9で導入した処理ガスは、実施例
21のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭
化水素が0.28%(THC濃度0.84%)となるように添加
したものである。
The processing gas introduced in Comparative Example 8 was the same as in Example 21
LPG gas is added to the diesel exhaust gas of No. 1 so that the total hydrocarbons in the processing gas become 0.14% (THC concentration 0.42%). The processing gas introduced in Comparative Example 9 was
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 21 so that the total hydrocarbon content in the processing gas was 0.28% (THC concentration 0.84%).

【0046】比較例10で導入した処理ガスは、実施例21
のディーゼル排ガスにLPGガスを処理ガス中、全炭化
水素が0.56%(THC濃度1.68%)となるように添加し
たものである。比較例11で導入した処理ガスは、LPG
ガスの添加されていない実施例21のディーゼル排ガスで
ある。
The processing gas introduced in Comparative Example 10 was the same as Example 21
LPG gas was added to the diesel exhaust gas of No. 1 so that the total hydrocarbons in the processing gas became 0.56% (THC concentration 1.68%). The processing gas introduced in Comparative Example 11 was LPG
Fig. 21 shows the diesel exhaust gas of Example 21 to which no gas was added.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】上記表1及び2より、実施例1〜4によれ
ば、触媒としてSiO2/ Al2O3 比が80のガロアルミノシリ
ケートゼオライトを使用し、触媒反応時において、温度
を400 ℃、ガス空間速度(GHSV)を5,000h-1、THC濃度
/NOX 濃度を2.1 〜16.8としたことにより、排ガス中の
酸素濃度が8%と高く、かつSOX が含まれていても35〜
82%の高い脱硝率が得られる。また、実施例9〜12のよ
うに、反応温度を500℃に上げると、脱硝率がそれぞれ
数%向上する。更に、図1に示すように、実施例3の触
媒の寿命を測定した結果によれば、本実施例に係る触媒
は、反応時間が150 時間を過ぎても脱硝率の低下がみら
れず、長寿命の触媒であることがわかる。
From the above Tables 1 and 2, according to Examples 1 to 4, a galloaluminosilicate zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 80 was used as a catalyst, and the temperature was set to 400 ° C. during the catalytic reaction. a gas hourly space velocity (GHSV) of 5,000H -1, by which a 2.1 to 16.8 the THC concentration / NO X concentration, the oxygen concentration in the exhaust gas is as high as 8%, and also include SO X. 35 to
A high denitration rate of 82% is obtained. Further, when the reaction temperature is raised to 500 ° C. as in Examples 9 to 12, the denitration rates are improved by several%, respectively. Further, as shown in FIG. 1, according to the result of measuring the life of the catalyst of Example 3, the catalyst according to the present example did not show a decrease in the denitration rate even when the reaction time exceeded 150 hours. It can be seen that the catalyst has a long life.

【0050】これに対して、比較例1によれば、実施例
1〜4と同じガロアルミノシリケートゼオライトを使用
しているが、触媒反応時におけるTHC濃度/NOX 濃度
が0.2 %であるため、3%の低い脱硝率しか得られなか
った。実施例5〜8によれば、触媒としてSiO2/ Al2O3
比が80のGa担持/アルミノシリケートゼオライトを使用
し、触媒反応時において、温度を400 ℃、GHSVを5,000h
-1、THC濃度/NOX 濃度を2.1 〜16.8としたことによ
り、30〜75%の高い脱硝率が得られることがわかる。ま
た、実施例13〜16のように、反応温度を500 ℃に上げる
と、脱硝率がそれぞれ数%向上する。
[0050] In contrast, according to Comparative Example 1, but using the same galloaluminosilicate zeolite Examples 1-4, since THC concentration / NO X concentration during the catalytic reaction is 0.2%, Only a low denitration rate of 3% was obtained. According to Examples 5 to 8, SiO 2 / Al 2 O 3 was used as a catalyst.
Using a Ga-supported / aluminosilicate zeolite with a ratio of 80, during the catalytic reaction, the temperature was 400 ° C and the GHSV was 5,000 hours.
-1, by having a 2.1 to 16.8 the THC concentration / NO X concentration, it can be seen that a high denitration rate 30 to 75% can be obtained. When the reaction temperature is raised to 500 ° C. as in Examples 13 to 16, the denitration rates are improved by several percent.

【0051】これに対して、比較例2によれば、実施例
5〜8と同じGa担持/アルミノシリケートゼオライトを
使用しているが、触媒反応時におけるTHC濃度/NOX
濃度が0.2 であるため、2%の低い脱硝率しか得られな
かった。また、比較例3によれば、Gaが担持されていな
いアルミノシリケートゼオライトを使用しているため、
触媒反応時におけるTHC濃度/NOX 濃度が4.2 であっ
ても、19%と低い脱硝率となった。比較例4によれば、
Gaの代わりにNiが担持されたアルミノシリケートゼオラ
イトを使用しているため、触媒反応時におけるTHC濃
度/NOX 濃度が4.2 であっても、23%と低い脱硝率とな
った。
On the other hand, according to Comparative Example 2, the same Ga-supported / aluminosilicate zeolite as in Examples 5 to 8 was used, but the THC concentration at the time of the catalytic reaction / NO X
Due to the concentration of 0.2, only a low denitration rate of 2% was obtained. Further, according to Comparative Example 3, since aluminosilicate zeolite not supporting Ga was used,
Even when the THC concentration / NO X concentration during the catalytic reaction was 4.2, the denitration rate was as low as 19%. According to Comparative Example 4,
Since Ga Ni instead of using the aluminosilicate zeolite supported, THC concentration / NO X concentration during the catalytic reaction even 4.2, it was 23% and the low denitration ratio.

【0052】実施例17〜20によれば、触媒としてSiO2/A
l2O3 比が約5000のガロシリケートゼオライトを使用
し、触媒反応時において、温度を 400℃、GHSVを5,000h
-1、THC濃度/NOX 濃度を2.1 〜16.8としたことによ
り、31〜79%の高い脱硝率が得られる。これに対して、
比較例5によれば、実施例17〜20と同じガロシリケート
ゼオライトを使用しているが、触媒反応時におけるTH
C濃度/NOX 濃度が0.2 であるため、3%の低い脱硝率
しか得られなかった。
According to Examples 17 to 20, SiO 2 / A
l 2 O 3 ratio uses about 5000 gallosilicate zeolite, during the catalytic reaction, the temperature 400 ° C., the GHSV 5,000H
-1, by having a 2.1 to 16.8 the THC concentration / NO X concentration, high denitration rate of 31 to 79% is obtained. On the contrary,
According to Comparative Example 5, the same gallosilicate zeolite as in Examples 17 to 20 was used, but TH during the catalytic reaction was used.
Since the C concentration / NO X concentration was 0.2, only a low denitration rate of 3% was obtained.

【0053】実施例21〜24によれば、触媒としてSiO2/A
l2O3 比が5.6 のGa担持/Y型ゼオライトを使用し、触
媒反応時において、温度を 400℃、GHSVを5,000h-1、T
HC濃度/NOX 濃度を2.1 〜16.8としたことにより、25
〜57%の高い脱硝率が得られる。これに対して、比較例
6によれば、実施例21〜24と同じGa担持/Y型ゼオライ
トを使用しているが、触媒反応時におけるTHC濃度/
NOX 濃度が0.2 であるため、2%の低い脱硝率しか得ら
れなかった。
According to Examples 21 to 24, the catalyst was SiO 2 / A
Using a Ga-supported / Y-type zeolite with an l 2 O 3 ratio of 5.6, the temperature was 400 ° C., the GHSV was 5,000 h −1 ,
By that the HC concentration / NO X concentration from 2.1 to 16.8, 25
A high denitration rate of ~ 57% is obtained. On the other hand, according to Comparative Example 6, although the same Ga-supported / Y-type zeolite as in Examples 21 to 24 was used, the THC concentration /
Since NO X concentration is 0.2, it had only low denitration ratio of 2%.

【0054】また、比較例7〜10によれば、Gaの担持さ
れていないY型ゼオライトを使用しているが、触媒反応
時におけるTHC濃度/NOX濃度が2.1 〜16.8であって
も、6〜16%の低い脱硝率しか得られなかった。更に、
比較例11によれば、Gaの担持されていないY型ゼオライ
トを使用している上に、触媒反応時におけるTHC濃度
/NOX 濃度が0.2 であるため、2%の低い脱硝率しか得
られなかった。
Further, according to Comparative Examples 7 to 10, the use of the Y-type zeolite which is not supported in the Ga, even THC concentration / NO X concentration is from 2.1 to 16.8 during catalysis, 6 Only low denitration rates of 1616% were obtained. Furthermore,
According to Comparative Example 11, since the Y-type zeolite not carrying Ga was used and the THC concentration / NO X concentration at the time of the catalytic reaction was 0.2, only a low denitration rate of 2% was obtained. Was.

【0055】実施例25〜28 耐熱性及び耐久性を調べるため、実施例25〜28の触媒と
して、それぞれ前記実施例1,5,17,21 に係る触媒を使用
し、各触媒をガソリン車の酸素過剰のリーン状態〔空燃
比(A/F)約22〕のモデルガス雰囲気中、500 ℃及び
800 ℃で5時間の加熱処理を行った。このモデルガスの
組成は、CO:0.5%、 O2:8%、H2: 0.2%、CO2:9%、C
3H6:0.1%(THC:3000ppm )、NO:1000ppmである。
Examples 25 to 28 In order to examine the heat resistance and durability, the catalysts of Examples 1, 5, 17, and 21 were used as the catalysts of Examples 25 to 28, and each catalyst was used for a gasoline vehicle. In a model gas atmosphere in an oxygen-excess lean state (air-fuel ratio (A / F) about 22), 500 ° C and
Heat treatment was performed at 800 ° C. for 5 hours. The composition of the model gas, CO: 0.5%, O 2 : 8%, H 2: 0.2%, CO 2: 9%, C
3 H 6: 0.1% (THC : 3000ppm), NO: is 1000 ppm.

【0056】この加熱処理を行った触媒について、粉末
状の触媒を直径約3mmのペレット状に加圧成形した後、
この触媒を実験用触媒コンバータに充填し、ガソリン車
の酸素過剰のリーン状態の排気モデルガスを導入し、 4
00℃、 500℃及び 600℃におけるNO浄化率を測定した。
この排気モデルガスの組成は、CO:0.1%、 O2:4%、CO
2:10%、C3H6: 0.05%(THC:1500ppm )、NO: 700p
pmである。また、測定時の空間速度GHSVは、約30,000h
-1であった。各実施例についての測定結果を下記の表3
に示す。
With respect to the heat-treated catalyst, a powdery catalyst was pressed into a pellet having a diameter of about 3 mm,
This catalyst was charged into an experimental catalytic converter, and a lean exhaust model gas with excess oxygen of a gasoline vehicle was introduced.
The NO purification rates at 00 ° C, 500 ° C and 600 ° C were measured.
The composition of this exhaust model gas is: 0.1% CO, 4% O 2 ,
2: 10%, C 3 H 6: 0.05% (THC: 1500ppm), NO: 700p
pm. The space velocity GHSV at the time of measurement is about 30,000h
It was -1 . Table 3 below shows the measurement results for each example.
Shown in

【0057】比較例12〜14 耐熱性及び耐久性を調べるため、比較例12〜14の触媒と
して、それぞれ前記比較例3,4,7に係る触媒を使用
し、上記実施例25〜28と同様に触媒をモデルガス雰囲気
中、500 ℃及び800 ℃で5時間の加熱処理を行った。こ
れらの触媒についても、上記実施例と同様にしてガソリ
ン車の排気モデルガスを導入し、 400℃、 500℃及び 6
00℃におけるNO浄化率を測定した。各比較例についての
測定結果を下記の表3に示す。
COMPARATIVE EXAMPLES 12-14 In order to examine heat resistance and durability, the catalysts of Comparative Examples 3, 4 and 7 were used as the catalysts of Comparative Examples 12 and 14, respectively. The catalyst was heated at 500 ° C. and 800 ° C. for 5 hours in a model gas atmosphere. For these catalysts as well, gasoline vehicle exhaust model gas was introduced in the same manner as in
The NO purification rate at 00 ° C. was measured. Table 3 below shows the measurement results of the comparative examples.

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】この表3より、実施例25〜28に係る触媒
は、比較例12〜14の触媒と比べて400℃、 500℃及び 60
0℃におけるNO浄化率が高く、優れた耐熱性及び耐久性
を有していることがわかる。
As shown in Table 3, the catalysts of Examples 25 to 28 were compared with those of Comparative Examples 12 to 14 at 400 ° C., 500 ° C. and 60 ° C.
It can be seen that the NO purification rate at 0 ° C. is high, and that it has excellent heat resistance and durability.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明に係る排ガスの浄化方法によれ
ば、排ガス中の酸素が高濃度であっても、窒素酸化物を
高効率で還元除去することができる。また、使用する触
媒は、低温においても触媒活性が高く、長寿命である。
According to the exhaust gas purifying method of the present invention, even if the concentration of oxygen in the exhaust gas is high, nitrogen oxides can be reduced and removed with high efficiency. The catalyst used has a high catalytic activity even at a low temperature and has a long life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例3で使用した触媒の寿命を測定したグラ
フである。
FIG. 1 is a graph showing the measured life of a catalyst used in Example 3.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B01D 53/36 104A (56)参考文献 特開 平3−101836(JP,A) 特開 平4−4045(JP,A) 特開 平4−16239(JP,A) 特開 平4−83516(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI B01D 53/36 104A (56) References JP-A-3-101836 (JP, A) JP-A-4-4045 (JP, A) JP-A-4-16239 (JP, A) JP-A-4-83516 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-38/74 B01D 53/86 B01D 53/94

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 排ガス中の窒素酸化物を酸化雰囲気中で
還元除去する触媒であって、ガリウムとゼオライトのみ
からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
1. A catalyst for reducing and removing nitrogen oxides in exhaust gas in an oxidizing atmosphere, comprising only gallium and zeolite.
It is made of an exhaust gas purifying catalyst according to claim.
【請求項2】 酸化雰囲気中、炭化水素の存在下で排ガ
スをガリウムとゼオライトのみからなる触媒と接触させ
て、前記排ガス中の窒素酸化物を還元除去することを特
徴とする排ガスの浄化方法。
2. A method for purifying exhaust gas, comprising contacting the exhaust gas with a catalyst comprising only gallium and zeolite in an oxidizing atmosphere in the presence of a hydrocarbon to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas.
【請求項3】 反応温度を300 〜800 ℃とし、かつTH
C濃度/NOX 濃度を1〜20とした炭化水素の存在下で排
ガス中の窒素酸化物を還元除去することを特徴とする請
求項記載の排ガスの浄化方法。
3. A reaction temperature of 300 to 800 ° C. and TH
Method for purifying an exhaust gas according to claim 2, wherein the reducing removal of nitrogen oxides in the exhaust gas in the presence of hydrocarbons with 1-20 C-concentration / NO X concentration.
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