JP3511638B2 - Exhaust gas purification method - Google Patents

Exhaust gas purification method

Info

Publication number
JP3511638B2
JP3511638B2 JP14058593A JP14058593A JP3511638B2 JP 3511638 B2 JP3511638 B2 JP 3511638B2 JP 14058593 A JP14058593 A JP 14058593A JP 14058593 A JP14058593 A JP 14058593A JP 3511638 B2 JP3511638 B2 JP 3511638B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
zeolite
transition metal
production example
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14058593A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH078754A (en
Inventor
貢司 前田
泉司 笠原
和彦 関沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP14058593A priority Critical patent/JP3511638B2/en
Publication of JPH078754A publication Critical patent/JPH078754A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3511638B2 publication Critical patent/JP3511638B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の内燃機関か
ら排出される排ガス中の窒素酸化物、及び炭化水素を除
去する排ガス浄化触媒に関し、特に酸素過剰の燃焼排ガ
スを浄化する方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】内燃機関から排出される排ガス中の有害
物質である窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素は、例
えば、Pt、Rh、Pd等を担体上に担持させた三元触
媒により除去されている。しかしながら、ディーゼルエ
ンジン排ガスは酸素過剰雰囲気であるため有効な触媒が
なく、触媒による排ガス浄化は行われていない。 【0003】また、近年のガソリンエンジンにおいて
は、低燃費化や排出炭酸ガスの低減の目的で希薄燃焼さ
せることが必要となってきた。しかしながら、このリー
ンバーンガソリンエンジンの排ガスは、酸素過剰雰囲気
であるため、上記のような従来の三元触媒は使用でき
ず、有害成分を除去する方法は実用化されていない。 【0004】このような酸素過剰の排ガス中の窒素酸化
物を除去する方法としては、アンモニア等の還元剤を添
加し、触媒を用いて窒素に還元する方法、窒素酸化物を
アルカリに吸収させて除去する方法が知られているが、
これらの方法は移動発生源である自動車の排ガス浄化に
用いるには有効な方法ではなく、適用が固定発生源に限
定されている。 【0005】このような現状に対してリーンバーンエン
ジンやディーゼルエンジンの排気系に用いる排ガス浄化
用触媒としては、Cuなどの遷移金属をゼオライトにイ
オン交換した遷移金属/ゼオライト触媒が提案されてお
り(特開昭63−100919号公報等)、その中でも
ZSM−5等のSiO2/Al23モル比の高いゼオラ
イトにCuをイオン交換した触媒が最も優れた酸素過剰
雰囲気下での窒素酸化物浄化能、すなわち炭化水素によ
る選択的な窒素酸化物還元能を示すことが知られてい
る。しかしながら、これらのSiO2/Al23モル比
の高いゼオライトでは、その細孔径が小さく、排ガス中
に含まれる分子径の大きい炭化水素が細孔内に侵入でき
ない為に、窒素酸化物還元能が低いと考えられる。一
方、大孔径のゼオライトでは、十分な性能が得られな
い。 【0006】そこで、この問題を解決する為に、特開平
2−139040号公報では遷移金属で交換されたゼオ
ライトのうち大きなスーパーケージ径をもつゼオライト
を排ガス流れ方向の上流側に配置し、スーパーケージ径
の小さなゼオライトを下流側に配置させた触媒が提案さ
れている。しかしながら、この触媒では、若干の活性は
向上するものの十分な性能は得られていない。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、以上
のような従来技術の問題点を解消するためになされたも
のであり、アンモニア等の還元剤を使用することなく、
内燃機関から排出される酸素過剰排ガス、特に上記した
自動車等の排ガスを効率よく浄化することに適した排ガ
ス浄化触媒を提供するところにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、2種類のゼオライト系触媒
を混合した触媒を用いることにより、存在する炭化水素
の種類によらず、高い窒素酸化物浄化率を達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は遷移金属でイオン交換した7オングストロ−ム
以上の細孔を有する大孔径ゼオライト及び遷移金属でイ
オン交換した7オングストロ−ム未満の細孔を有する
孔径ゼオライトとを混合した触媒を用いて、炭化水素及
び窒素酸化物を含有する酸素過剰の排ガスから窒素酸化
物を除去する方法を提供するものである。 【0009】本発明で用いる触媒が排ガス浄化に対して
高活性を示す理由は不明であるが、大孔径ゼオライトと
小孔径ゼオライトを混合することにより、排ガス中に含
まれる分子径の大きい炭化水素が大孔径ゼオライトの細
孔内で部分酸化、クラッキングし、その結果、分子径の
小さくなった炭化水素が近接した小孔径ゼオライトの細
孔内で窒素酸化物を還元できるためと考えられる。一
方、上流側に大孔径ゼオライト、下流側に小孔径ゼオラ
イトを配置すると、上流側で炭化水素が過剰酸素により
水及び二酸化炭素に完全酸化され、下流側に配置した小
孔径ゼオライトで窒素酸化物還元が進まないため、本発
明の効果は得られていない。 【0010】以下、本発明をより詳細に説明する。 【0011】本発明に用いられるゼオライトとは結晶性
アルミノシリケート、あるいはAl、SiをFe、G
a、P等で置き換えた骨格置換型ゼオライト、あるいは
SAPO、AlPO等のリン酸アルミモレキュラーシー
ブである。 【0012】本発明に用いられる大孔径ゼオライトとは
7オングストローム以上の細孔を有するものであり、ゼ
オライトβ、Y、L及びMazzite等が挙げられ
る。又、これらのゼオライトを脱アルミニウムしたもの
であっても良い。好ましくはY、ゼオライトβである。
又、小孔径ゼオライトとは7オングストローム未満の細
孔を有するものであり、フェリエライト、ZSM−5、
ZSM−8、ZSM−11、ZSM−22、ZSM−3
5、ZSM−57等が挙げられる。好ましくはZSM−
5である。 【0013】これらのゼオライトは、合成品あるいはそ
のか焼品等が用いられるが、ゼオライト中のNa等のイ
オンをアンモニウム塩あるいは鉱酸等で処理し、H型あ
るいはアンモニウム型として用いることもできる。 【0014】本発明で用いられる大孔径ゼオライト及び
小孔径ゼオライトは遷移金属をイオン交換することが必
須である。遷移金属としては通常排ガス浄化に使用され
る金属であれば良く、例えばCu、Ag、Au等のIb
族、Fe、Co、Ru、Rh、Pt等のVIII族、C
r、Mo等のVIa族、Sc、Y、La等のIIIa
族、あるいは、Mn等のVIIa族が用いられる。好ま
しくはCu、あるいは希土類金属である。 【0015】遷移金属の触媒への導入量は、ゼオライト
のAlに対して原子比で0.02〜3であればよい。 【0016】遷移金属をイオン交換する方法は特に限定
されないが、通常のイオン交換で行うことができる。用
いる遷移金属源は、遷移金属の塩化物、硝酸塩、硫酸
塩、酢酸塩等の塩が好適に用いられる。又、遷移金属の
アンミン錯塩等も好適に用い得る。 【0017】イオン交換の際の遷移金属の添加量、濃
度、交換温度、時間等は特に限定されず、一般的に行わ
れている方法で良い。遷移金属の添加量は、ゼオライト
中のAlに対し、原子比で0.2〜2倍であることが好
ましい。又、イオン交換のスラリー濃度は、通常行われ
る5〜50%が好ましい。また、イオン交換温度、時間
は、室温〜100℃の温度、5分〜3日の時間であるこ
とが好ましい。また、必要に応じて、イオン交換操作を
繰り返して行うこともできる。 【0018】本発明で用いられる触媒は、大孔径ゼオラ
イトと小孔径ゼオライトとを混合することが必須であ
り、各々のゼオライトを粉末状で混合、或いは、スラリ
ー状態で均一に混合後、固液分離し、乾燥する等の方法
で調製することができる。又、各々のゼオライトをそれ
ぞれ、ペレット状に成形した後に混合しても良い。好ま
しくは、粉末状、或いは、スラリー状で混合することが
望ましい。 【0019】大孔径ゼオライトと小孔径ゼオライトの混
合は、それぞれ遷移金属をイオン交換した後に行われ
る。また、原料ゼオライトを混合した後に遷移金属をイ
オン交換することもできる。 【0020】本発明で用いられる排ガス浄化用触媒は、
粘土鉱物等のバインダーと混合し成形して使用すること
もできる。また、予め原料ゼオライトを成形し、その成
形体を用いて活性金属を導入させることもできる。ゼオ
ライトを成形する際に用いられるバインダーとしては、
カオリン、アタパルガイト、モンモリロナイト、ベント
ナイト、アロフェン、セピオライト等の粘土鉱物であ
る。あるいは、バインダーを用いずに成形体を直接合成
したバインダレスゼオライト成形体であっても良い。ま
た、コージェライト製あるいは金属製のハニカム状基材
に本発明で用いられる排ガス浄化用触媒をウォッシュコ
ートして用いることも出来る。 【0021】この様にして調製された排ガス浄化触媒
は、窒素酸化物及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガスと
接触させ窒素酸化物除去を行う。本発明で用いられる排
ガスは、窒素酸化物及び炭化水素を含み酸素過剰である
ことが必須であるが、一酸化炭素、水素、アンモニア等
が含まれている場合にも有効である。炭化水素種として
は特に制限されないが、C6以上の炭化水素が含有され
ている場合に特に有効である。 【0022】又、対象となる排ガスは必要に応じてガソ
リン、軽油等の燃料油を添加したものであっても良い。 【0023】排ガス中の各成分の濃度としては特に限定
はされないが、NO=0.02〜1mol%、炭化水
素:THC=0.02〜3mol%、O2=2〜15m
ol%、CO2=0〜15mol%、H2O=0〜15m
ol%が好ましい。特に好ましくは炭化水素:THC=
0.1〜1mol%である。ここで、THCとはメタン
に換算した時の濃度である。 【0024】酸素過剰の排ガスとは、排ガス中に含まれ
る一酸化炭素、炭化水素、水素を完全に酸化するのに必
要な酸素量よりも過剰な酸素が含まれていることを示
す。例えば、自動車等の内燃機関から排出される排ガス
の場合には、空燃比が大きい燃焼状態(リーン領域)か
ら排出される排ガスを挙げることができる。 【0025】窒素酸化物を除去する際の空間速度、温度
等は特に限定されないが、空間速度100〜50000
0hr-1、温度200〜800℃であればよい。 【0026】 【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。 【0027】製造例1 SiO2/Al23モル比が40のアンモニウム交換Z
SM−5;50gを、その中に含まれるAl23モル数
に対して2倍となるように秤量された濃度0.1mol
/リットルの酢酸銅(II)水和物の水溶液に投入し、
直ちに2.5%アンモニア水を加えて水溶液のpHを1
0.5とし室温で16時間撹拌した。固液分離後、充分
水洗し、銅イオン交換を行った。このイオン交換操作を
2回行った後、110℃で10時間乾燥した。このよう
にして得られらた銅イオン交換ゼオライトを触媒Aとし
た。この触媒の銅含有量を化学分析で調べたところ、ゼ
オライトのAlに対し、Cu/Al原子比で表して0.
53含まれていた。 【0028】製造例2 SiO2/Al23モル比が6のプロトン交換Y型ゼオ
ライト;50gを、その中に含まれるAl23モル数に
対して1倍となるように秤量された濃度0.1mol/
リットルの酢酸銅(II)水和物の水溶液に投入し、3
0℃で20時間攪拌を行った。固液分離後、充分水洗
し、銅イオン交換を行った。このイオン交換操作を5回
行った後、110℃で10時間乾燥した。このようにし
て得られた銅イオン交換ゼオライトを触媒Bとした。こ
の触媒の銅含有量を化学分析で調べたところ、ゼオライ
トのAlに対し、Cu/Al原子比で0.31含まれて
いた。 【0029】製造例3 SiO2/Al23モル比が35のプロトン交換β型ゼ
オライト;50gを、その中に含まれているAl23
ル数に対して4倍となるように秤量された濃度0.1m
ol/リットルの酢酸銅(II)水和物の水溶液に投入
し、40℃で20時間攪拌を行った。固液分離後、充分
水洗し、銅イオン交換を行った。このイオン交換操作を
2回行った後、110℃で10時間乾燥した。このよう
にして得られた銅イオン交換ゼオライトを触媒Cとし
た。この触媒の銅含有量を化学分析で調べたところ、ゼ
オライトのAlに対し、Cu/Al原子比で0.72含
まれていた。 【0030】製造例4 SiO2/Al23モル比が6のプロトン交換Y型ゼオ
ライト;50gを、その中に含まれるAl23モル数に
対して1倍となるように秤量された濃度1.0mol/
リットルの塩化ランタン(III)の水溶液に投入し、
80℃で20時間攪拌を行った。固液分離後、充分水洗
し、イオン交換を行った。このイオン交換操作を1回行
った後、110℃で10時間乾燥した。このようにして
得られたランタン交換ゼオライトを触媒Dとした。この
触媒のランタン含有量を化学分析で調べたところ、ゼオ
ライトのAlに対し、La/Al原子比で0.06含ま
れていた。 【0031】実施例1 製造例1で得られた触媒A;2.0g及び製造例2で得
られた触媒B;1.5gをめのう乳鉢で均一に混合し
た。プレス成形後、破砕して12〜20メッシュに整粒
し、触媒1とした。 【0032】実施例2 製造例1で得られた触媒A及び製造例2で得られた触媒
Bをそれぞれプレス成形して12〜20メッシュに整粒
した後、各1ccを混合し、触媒2を調製した。 【0033】実施例3 〈触媒の活性評価1〉 実施例1〜2で調製した触媒1〜2を、それぞれ2cc
常圧固定床反応管に充填し、ディーゼルエンジンの排ガ
スを模擬したガスにイソオクタンをTHC=1700p
pm添加したガス(表1)を空間速度30000/hr
で流した。550℃、30分の前処理後、各温度でのN
O浄化率を測定した。得られた結果を表2に示す。NO
浄化率とは次式で示される。 【0034】NO浄化率(%)=(NOin−NOou
t)/NOin×100 NOin:固定床反応管入口NO濃度 NOout:固定床反応管出口NO濃度 【0035】 【表1】 【0036】 【表2】 【0037】比較例1 製造例1で得られた触媒Aをプレス成形後、破砕して1
2〜20メッシュに整粒し比較触媒1を調製した。 【0038】比較例2 製造例2で得られた触媒Bを比較例1と同様に調製し、
比較触媒2とした。 【0039】比較例3 製造例1で得られた触媒A及び製造例2で得られたBを
それぞれプレス成形後、破砕して12〜20メッシュに
整粒した。触媒B;1ccを排ガス流れ方向に対して上
流側に、触媒A;1ccを下流側に配置し比較触媒3と
した。 【0040】比較例4 〈比較触媒の活性評価1〉 比較例1〜3で調製した触媒1〜3を用い、実施例3と
同様にNO浄化率を測定した。得られた結果を表3に示
す。 【0041】 【表3】 【0042】実施例4 製造例1で得られた触媒A;5.0g及び製造例3で得
られた触媒C;4.2gを用いて実施例1と同様に調製
し触媒3とした。 【0043】実施例5 〈触媒の活性評価1〉 実施例4で調製した触媒3を用い、実施例3と同様にし
てNO浄化率を測定した。得られた結果を表4に示す。 【0044】 【表4】 【0045】比較例5 製造例3で得られた触媒Cを比較例1と同様に調製し、
比較触媒4とした。 【0046】比較例6 製造例1で得られた触媒A及び製造例3で得られた触媒
Cをそれぞれプレス成形後、破砕して12〜20メッシ
ュに整粒した。触媒C;1ccを排ガス流れ方向に対し
て上流側に、触媒A;1ccを下流側に配置し比較触媒
5とした。 【0047】比較例7 〈比較触媒の活性評価1〉 比較例5〜6で調製した触媒4〜5を用い、実施例3と
同様にしてNO浄化率を測定した。得られた結果を表5
に示す。 【0048】 【表5】【0049】実施例6 製造例1で得られた触媒A;4.0g及び製造例4で得
られた触媒D;3.1gを用いて実施例1と同様に調製
し触媒4とした。 【0050】実施例7 〈触媒の活性評価1〉 実施例6で調製した触媒4を用い、実施例3と同様にし
てNO浄化率を測定した。得られた結果を表6に示す。 【0051】 【表6】 【0052】比較例8 製造例4で得られた触媒Dを比較例1と同様に調製し、
比較触媒6とした。 【0053】比較例9 製造例1で得られた触媒A及び製造例4で得られた触媒
Dをそれぞれプレス成形後、破砕して12〜20メッシ
ュに整粒した。触媒D;1ccを排ガス流れ方向に対し
て上流側に、触媒A;1ccを下流側に配置し比較触媒
7とした。 【0054】比較例10 〈比較触媒の活性評価1〉 比較例8〜9で調製した触媒6〜7を用い、実施例3と
同様にしてNO浄化率を測定した。得られた結果を表7
に示す。 【0055】 【表7】 【0056】実施例8 〈触媒の活性評価2〉 実施例4で調製した触媒3を、2cc常圧固定床反応管
に充填し、ディーゼルエンジンの排ガスを模擬したガス
に軽油をTHCで8000ppm添加したガス(表8)
を空間速度30000/hrで流し、活性を評価した。
得られた結果を表9に示す。 【0057】 【表8】 【0058】 【表9】 【0059】比較例11 〈比較触媒の活性評価2〉 比較例1及び5で調製した比較触媒1、4及び比較例6
と同様に調製した比較触媒5aを用い、実施例8と同様
にNO浄化率を測定した結果を表10に示す。 【0060】 【表10】 【0061】 【発明の効果】表2〜7、9、10から明らかなように
遷移金属でイオン交換された大孔径ゼオライトと小孔径
ゼオライトを均一に混合することにより、炭化水素及び
窒素酸化物を含有する酸素過剰の排ガスから窒素酸化物
を効率良く除去することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst for removing nitrogen oxides and hydrocarbons in exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like, and particularly to an oxygen purifying catalyst. The present invention relates to a method for purifying excess combustion exhaust gas. 2. Description of the Related Art Nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons, which are harmful substances in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, are, for example, ternary materials in which Pt, Rh, Pd and the like are supported on a carrier. Removed by catalyst. However, since the exhaust gas of a diesel engine has an oxygen-excess atmosphere, there is no effective catalyst, and the exhaust gas is not purified by the catalyst. In recent gasoline engines, it has become necessary to perform lean combustion for the purpose of reducing fuel consumption and reducing carbon dioxide emissions. However, since the exhaust gas of this lean-burn gasoline engine has an oxygen-excess atmosphere, the above-described conventional three-way catalyst cannot be used, and a method for removing harmful components has not been put to practical use. As a method for removing nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen, there is a method of adding a reducing agent such as ammonia and reducing it to nitrogen using a catalyst, or a method of absorbing nitrogen oxides in an alkali. There are known removal methods,
These methods are not effective methods for purifying exhaust gas from automobiles, which are mobile sources, and their application is limited to fixed sources. Under such circumstances, as a catalyst for purifying exhaust gas used in an exhaust system of a lean burn engine or a diesel engine, a transition metal / zeolite catalyst in which a transition metal such as Cu is ion-exchanged into zeolite has been proposed ( JP-A-63-100919), among which, a catalyst obtained by ion-exchanging Cu with zeolite having a high SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio such as ZSM-5 is the most excellent nitrogen oxide in an oxygen-excess atmosphere. It is known to exhibit a purifying ability, that is, a selective nitrogen oxide reducing ability by hydrocarbons. However, these zeolites having a high molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 have small pore diameters, and hydrocarbons having a large molecular diameter contained in exhaust gas cannot enter the pores. Is considered low. On the other hand, a zeolite having a large pore size cannot provide sufficient performance. In order to solve this problem, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-139040 discloses a method in which a zeolite having a large supercage diameter among zeolites exchanged with a transition metal is arranged upstream in the exhaust gas flow direction. A catalyst in which a small-diameter zeolite is arranged on the downstream side has been proposed. However, with this catalyst, although the activity is slightly improved, sufficient performance is not obtained. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and without using a reducing agent such as ammonia.
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst suitable for efficiently purifying an oxygen-excess exhaust gas discharged from an internal combustion engine, particularly, the exhaust gas of the above-mentioned automobiles and the like. Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies on the above-mentioned problems, and as a result, by using a catalyst obtained by mixing two types of zeolite-based catalysts, regardless of the type of hydrocarbon present. It has been found that a high nitrogen oxide purification rate can be achieved, and the present invention has been completed. That is,
The present invention relates to a 7 Å ion exchanged with a transition metal .
Large-pore zeolite having the above pores and transition metal
Disclosed is a method for removing nitrogen oxides from an oxygen-excess exhaust gas containing hydrocarbons and nitrogen oxides by using a catalyst mixed with an on-exchanged zeolite having pores of less than 7 angstroms. It is. It is unknown why the catalyst used in the present invention exhibits high activity in purifying exhaust gas. However, by mixing a large pore zeolite and a small pore zeolite, hydrocarbons having a large molecular diameter contained in the exhaust gas can be reduced. It is considered that partial oxidation and cracking occur in the pores of the large-pore zeolite, and as a result, hydrocarbons having a reduced molecular diameter can reduce nitrogen oxides in the pores of the adjacent small-pore zeolite. On the other hand, if a large-pore zeolite is placed on the upstream side and a small-pore zeolite is placed on the downstream side, hydrocarbons are completely oxidized to water and carbon dioxide by excess oxygen on the upstream side, and nitrogen oxides are reduced by the small-pore zeolite placed on the downstream side. Does not progress, and the effect of the present invention has not been obtained. Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The zeolite used in the present invention is a crystalline aluminosilicate, or Al, Si is converted to Fe, G
a skeleton-substituted zeolite substituted with a, P, or the like; or aluminum phosphate molecular sieves such as SAPO, AlPO. The large pore zeolite used in the present invention has a pore size of 7 angstroms or more, and includes zeolite β, Y, L, and Mazzite. Further, these zeolites may be dealuminated. Preferably, Y and zeolite β are used.
Zeolite having a small pore size has pores of less than 7 Å, and includes ferrierite, ZSM-5,
ZSM-8, ZSM-11, ZSM-22, ZSM-3
5, ZSM-57 and the like. Preferably ZSM-
5 As these zeolites, synthetic products or calcined products thereof are used, but ions such as Na in the zeolites may be treated with an ammonium salt or a mineral acid to be used as H-type or ammonium-type. The large pore zeolite and the small pore zeolite used in the present invention are required to ion-exchange transition metals. The transition metal may be any metal that is usually used for purifying exhaust gas, such as Ib such as Cu, Ag, or Au.
Group, VIII group such as Fe, Co, Ru, Rh, Pt, C
VIa group such as r, Mo, etc .; IIIa such as Sc, Y, La, etc.
Group or VIIa group such as Mn is used. Preferably, it is Cu or a rare earth metal. The amount of the transition metal introduced into the catalyst may be 0.02 to 3 in atomic ratio with respect to Al in the zeolite. The method for ion-exchanging the transition metal is not particularly limited, but can be carried out by ordinary ion exchange. As the transition metal source to be used, salts such as chlorides, nitrates, sulfates, and acetates of transition metals are suitably used. Further, transition metal ammine complex salts and the like can also be suitably used. The amount, concentration, exchange temperature, time, and the like of the transition metal during ion exchange are not particularly limited, and a generally used method may be used. The addition amount of the transition metal is preferably 0.2 to 2 times the atomic ratio of Al in the zeolite. The slurry concentration for ion exchange is preferably 5 to 50%, which is usually used. Further, the ion exchange temperature and time are preferably a temperature of room temperature to 100 ° C. and a time of 5 minutes to 3 days. Further, if necessary, the ion exchange operation can be repeated. In the catalyst used in the present invention, it is essential to mix a large-pore zeolite and a small-pore zeolite. Each zeolite is mixed in powder form, or after uniformly mixed in a slurry state, and then solid-liquid separated. Then, it can be prepared by a method such as drying. Alternatively, each zeolite may be mixed after being formed into a pellet. Preferably, it is desirable to mix in a powder form or a slurry form. The mixing of the large pore zeolite and the small pore zeolite is carried out after ion exchange of the transition metal. After mixing the raw material zeolite, the transition metal can be subjected to ion exchange. The exhaust gas purifying catalyst used in the present invention comprises:
It can also be used by mixing with a binder such as a clay mineral and molding. Alternatively, the raw material zeolite may be formed in advance, and the active metal may be introduced using the formed body. As a binder used when molding zeolite,
Clay minerals such as kaolin, attapulgite, montmorillonite, bentonite, allophane and sepiolite. Alternatively, a binderless zeolite molded body obtained by directly synthesizing a molded body without using a binder may be used. Alternatively, the catalyst for purifying exhaust gas used in the present invention may be wash-coated on a cordierite or metal honeycomb substrate and used. The exhaust gas purifying catalyst thus prepared is brought into contact with an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides and hydrocarbons to remove nitrogen oxides. It is essential that the exhaust gas used in the present invention contains nitrogen oxides and hydrocarbons and is in excess of oxygen, but it is also effective when it contains carbon monoxide, hydrogen, ammonia and the like. Although the hydrocarbon species is not particularly limited, it is particularly effective when a hydrocarbon containing C 6 or more is contained. The target exhaust gas may be one to which fuel oil such as gasoline or light oil is added as required. The concentration of each component in the exhaust gas is not particularly limited, but NO = 0.02 to 1 mol%, hydrocarbon: THC = 0.02 to 3 mol%, O 2 = 2 to 15 m
ol%, CO 2 = 0 to 15 mol%, H 2 O = 0 to 15 m
ol% is preferred. Particularly preferred hydrocarbon: THC =
0.1 to 1 mol%. Here, THC is the concentration when converted to methane. Exhaust gas with excess oxygen means that the exhaust gas contains oxygen in excess of the amount of oxygen required to completely oxidize carbon monoxide, hydrocarbons, and hydrogen. For example, in the case of exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like, exhaust gas discharged from a combustion state (lean region) having a large air-fuel ratio can be mentioned. The space velocity, temperature and the like for removing nitrogen oxides are not particularly limited, but the space velocity is 100 to 50,000.
The temperature may be 0 hr -1 and the temperature is 200 to 800 ° C. 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. Production Example 1 Ammonium-exchanged Z having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40
SM-5; 50 g was weighed at a concentration of 0.1 mol, which was twice as large as the number of moles of Al 2 O 3 contained therein.
Per liter of an aqueous solution of copper (II) acetate hydrate,
Immediately, add 2.5% aqueous ammonia to adjust the pH of the aqueous solution to 1
The mixture was adjusted to 0.5 and stirred at room temperature for 16 hours. After the solid-liquid separation, the product was sufficiently washed with water and subjected to copper ion exchange. After performing this ion exchange operation twice, it was dried at 110 ° C. for 10 hours. The copper ion exchanged zeolite thus obtained was used as catalyst A. When the copper content of this catalyst was examined by chemical analysis, the copper content was expressed as a Cu / Al atomic ratio with respect to Al in the zeolite of 0.1.
53 were included. Production Example 2 Proton-exchanged Y-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 6; 50 g was weighed so as to be 1 times the number of moles of Al 2 O 3 contained therein. Concentration 0.1mol /
Liter of an aqueous solution of copper (II) acetate hydrate
Stirring was performed at 0 ° C. for 20 hours. After the solid-liquid separation, the product was sufficiently washed with water and subjected to copper ion exchange. After performing this ion exchange operation five times, the resultant was dried at 110 ° C. for 10 hours. The copper ion exchanged zeolite thus obtained was used as catalyst B. When the copper content of this catalyst was examined by chemical analysis, it was found that the Cu / Al atomic ratio was 0.31 with respect to Al in the zeolite. Production Example 3 Proton-exchanged β-zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 35; 50 g was weighed so as to be 4 times the number of moles of Al 2 O 3 contained therein. Concentration 0.1m
ol / liter of an aqueous solution of copper (II) acetate hydrate and stirred at 40 ° C. for 20 hours. After the solid-liquid separation, the product was sufficiently washed with water and subjected to copper ion exchange. After performing this ion exchange operation twice, it was dried at 110 ° C. for 10 hours. The copper ion exchanged zeolite thus obtained was used as catalyst C. When the copper content of this catalyst was examined by chemical analysis, it was found that the content of Cu in the zeolite was 0.72 based on the atomic ratio of Cu / Al. Production Example 4 Proton-exchanged Y-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 6; 50 g was weighed so as to be 1 times the mole number of Al 2 O 3 contained therein. Concentration 1.0mol /
Liter of an aqueous solution of lanthanum (III) chloride,
Stirring was performed at 80 ° C. for 20 hours. After the solid-liquid separation, the mixture was sufficiently washed with water and ion exchanged. After performing this ion exchange operation once, it was dried at 110 ° C. for 10 hours. The lanthanum exchanged zeolite thus obtained was used as catalyst D. When the lanthanum content of this catalyst was examined by chemical analysis, it was found that the lanthanum content was 0.06 with respect to Al of the zeolite in La / Al atomic ratio. Example 1 2.0 g of the catalyst A obtained in Production Example 1 and 1.5 g of the catalyst B obtained in Production Example 2 were uniformly mixed in an agate mortar. After press molding, the mixture was crushed and sized to 12 to 20 mesh to obtain Catalyst 1. Example 2 The catalyst A obtained in Production Example 1 and the catalyst B obtained in Production Example 2 were each press-molded, sized to 12 to 20 mesh, and 1 cc of each was mixed. Prepared. Example 3 <Evaluation of catalyst activity 1> The catalysts 1 and 2 prepared in Examples 1 and 2 were each replaced with 2 cc.
Filled into a fixed-bed reaction tube at normal pressure, and isooctane was added to a gas simulating exhaust gas from a diesel engine with THC = 1700p
pm added gas (Table 1) at space velocity 30000 / hr
Flowed away. After pretreatment at 550 ° C for 30 minutes, N
The O purification rate was measured. Table 2 shows the obtained results. NO
The purification rate is expressed by the following equation. NO purification rate (%) = (NOin−NOou)
t) / NOin × 100 NOin: NO concentration at fixed bed reaction tube inlet NOout: NO concentration at fixed bed reaction tube outlet NO concentration [Table 2] Comparative Example 1 The catalyst A obtained in Production Example 1 was press-molded and then crushed.
The particles were sized to 2 to 20 mesh to prepare Comparative Catalyst 1. Comparative Example 2 Catalyst B obtained in Production Example 2 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1,
Comparative catalyst 2 was used. Comparative Example 3 The catalyst A obtained in Production Example 1 and the catalyst B obtained in Production Example 2 were each press-molded, crushed, and sized to 12 to 20 mesh. 1 cc of catalyst B; 1 cc of catalyst A; Comparative Example 4 <Evaluation 1 of Activity of Comparative Catalyst> Using the catalysts 1 to 3 prepared in Comparative Examples 1 to 3, the NO purification rate was measured in the same manner as in Example 3. Table 3 shows the obtained results. [Table 3] Example 4 A catalyst 3 was prepared in the same manner as in Example 1 by using 5.0 g of the catalyst A obtained in Production Example 1 and 4.2 g of the catalyst C obtained in Production Example 3. Example 5 <Evaluation 1 of catalyst activity> Using the catalyst 3 prepared in Example 4, the NO purification rate was measured in the same manner as in Example 3. Table 4 shows the obtained results. [Table 4] Comparative Example 5 The catalyst C obtained in Production Example 3 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1,
Comparative catalyst 4 was used. Comparative Example 6 Catalyst A obtained in Production Example 1 and Catalyst C obtained in Production Example 3 were each press-molded, crushed and sized to 12 to 20 mesh. 1 cc of the catalyst C was disposed on the upstream side with respect to the exhaust gas flow direction, and 1 cc of the catalyst A was disposed on the downstream side with respect to the exhaust gas flow direction. Comparative Example 7 <Evaluation 1 of Activity of Comparative Catalyst> Using the catalysts 4 to 5 prepared in Comparative Examples 5 and 6, the NO purification rate was measured in the same manner as in Example 3. Table 5 shows the obtained results.
Shown in [Table 5] Example 6 A catalyst 4 was prepared in the same manner as in Example 1 using 4.0 g of the catalyst A obtained in Production Example 1 and 3.1 g of the catalyst D obtained in Production Example 4. Example 7 <Evaluation 1 of Catalyst Activity> Using the catalyst 4 prepared in Example 6, the NO purification rate was measured in the same manner as in Example 3. Table 6 shows the obtained results. [Table 6] Comparative Example 8 Catalyst D obtained in Production Example 4 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1,
This was designated as Comparative Catalyst 6. Comparative Example 9 Catalyst A obtained in Production Example 1 and Catalyst D obtained in Production Example 4 were each press-molded, crushed and sized to 12 to 20 mesh. 1 cc of the catalyst D was disposed on the upstream side with respect to the exhaust gas flow direction, and 1 cc of the catalyst A was disposed on the downstream side with respect to the exhaust gas flow direction. Comparative Example 10 <Evaluation 1 of Activity of Comparative Catalyst> Using the catalysts 6 and 7 prepared in Comparative Examples 8 and 9, the NO purification rate was measured in the same manner as in Example 3. Table 7 shows the obtained results.
Shown in [Table 7] Example 8 <Evaluation 2 of activity of catalyst> The catalyst 3 prepared in Example 4 was packed in a 2 cc normal pressure fixed bed reaction tube, and 8000 ppm of light oil was added to gas simulating exhaust gas of a diesel engine by THC. Gas (Table 8)
Was flowed at a space velocity of 30000 / hr, and the activity was evaluated.
Table 9 shows the obtained results. [Table 8] [Table 9] Comparative Example 11 <Evaluation 2 of Comparative Catalyst Activity> Comparative Catalysts 1, 4 and Comparative Example 6 prepared in Comparative Examples 1 and 5
Table 10 shows the results of measurement of the NO purification rate in the same manner as in Example 8 using the comparative catalyst 5a prepared in the same manner as in Example 8. [Table 10] As is clear from Tables 2 to 7, 9, and 10, hydrocarbons and nitrogen oxides can be produced by uniformly mixing the large pore zeolite and the small pore zeolite ion-exchanged with the transition metal. Nitrogen oxides can be efficiently removed from the contained oxygen-excess exhaust gas.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/86,53/94 B01J 21/00 - 38/74 JSTPlus(JOIS) CAplus(STN)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 53 / 86,53 / 94 B01J 21/00-38/74 JSPlus (JOIS) CAplus (STN)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】遷移金属でイオン交換した7オングストロ
−ム以上の細孔を有する大孔径ゼオライト及び遷移金属
でイオン交換した7オングストロ−ム未満の細孔を有す
小孔径ゼオライトとを混合した触媒を用いて、炭化水
素及び窒素酸化物を含有する酸素過剰の排ガスから窒素
酸化物を除去する方法。
(57) [Claim 1] 7 angstros ion-exchanged with a transition metal
- large pore zeolite and a transition metal having pores greater than arm
Has pores of less than 7 angstroms ion-exchanged with
Small and pore zeolites using a mixed catalyst, a method for removing nitrogen oxides from an oxygen excess exhaust gas containing hydrocarbons and nitrogen oxides that.
JP14058593A 1993-06-11 1993-06-11 Exhaust gas purification method Expired - Fee Related JP3511638B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14058593A JP3511638B2 (en) 1993-06-11 1993-06-11 Exhaust gas purification method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14058593A JP3511638B2 (en) 1993-06-11 1993-06-11 Exhaust gas purification method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH078754A JPH078754A (en) 1995-01-13
JP3511638B2 true JP3511638B2 (en) 2004-03-29

Family

ID=15272120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14058593A Expired - Fee Related JP3511638B2 (en) 1993-06-11 1993-06-11 Exhaust gas purification method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3511638B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1044056B1 (en) * 1997-12-10 2004-06-30 Volvo Car Corporation Porous material, method and arrangement for catalytic conversion of exhaust gases
JP2004167306A (en) * 2002-11-18 2004-06-17 Ict:Kk Exhaust gas cleaning catalyst and exhaust gas cleaning method
JP4425797B2 (en) * 2002-11-18 2010-03-03 株式会社アイシーティー Exhaust gas purification catalyst manufacturing method and exhaust gas purification method
WO2012131914A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 イビデン株式会社 Honeycomb structure and exhaust gas purifying device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH078754A (en) 1995-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2057702C (en) Catalyst for purifying exhaust gas
EP0555889B1 (en) Process for reducing nitrogen oxides from exhaust gas
EP0526896A1 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
US5206196A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
JP3511638B2 (en) Exhaust gas purification method
JPH08323151A (en) Method for purifying waste gas containing nitrogen oxides
JPH08173761A (en) Method for removing nitrogen oxide
JP3511637B2 (en) Exhaust gas purification method
KR0146879B1 (en) Mordenite containing zeolite catalyst for nox removal
JP3242126B2 (en) Nitrogen oxide removal method
JP3362401B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3324130B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3482661B2 (en) Nitrogen oxide removal method
JP3395220B2 (en) Nitrogen oxide removal method
JP3395219B2 (en) Nitrogen oxide removal method
JP3395221B2 (en) Nitrogen oxide removal method
JPH04219147A (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH0389942A (en) Exhaust gas purifying catalyst and purifying method with it utilized therefor
JP3242946B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same
JPH04219143A (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH0760059A (en) Removing process for nitrogen oxide
JPH06198192A (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH05269386A (en) Catalyst for reduction removing nitrogen oxide and method for reduction removing
JPH08108043A (en) Method for removing nitrogen oxide
JPH0929067A (en) Removal of nitrogen oxide

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031229

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees