JP3772364B2 - アンモニア分解剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気中あるいは各種工場等の排ガス中に含まれるアンモニアを効率よく除去することが出来るアンモニア分解剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
法定悪臭８大物質であるアンモニアは従来、水あるいは酸性溶液に吸収させる湿式法、あるいは添着活性炭などを用いた吸着法、あるいは貴金属系触媒などにより酸化分解するなどの方法で処理されてきた。しかし、これらの方法はいずれもいくつかの問題点を有していた。すなわち湿式法は、工場排ガスなど比較的高濃度のアンモニアを処理するのに好適であるが、排水処理などを含め設備費が高くなる。吸着法はこれらの問題はないが、吸着効率が十分でなく、又、吸着層に吸着熱が蓄熱して昇温し、発火するなどの危険性を有している。又、酸化分解法は、その生成物はＮＯ_２などの窒素化合物となり好ましくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであって、アンモニアをＮＯ_Ｘを殆ど生成することなく効率よく分解除去するための分解剤の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、Ｘ線回折パターンにおける最大強度のピークの回折角度（２θ）が３７±１゜である酸化マンガンを主成分とするアンモニア分解剤であり、Ｘ線回折パターンにおける最大強度のピークの回折角度（２θ）が３７±１゜であってＣｕ及び／又はＦｅを含有する酸化マンガンを主成分とするアンモニア分解剤である。
【０００５】
上記酸化マンガンで十分アンモニア分解能が発揮されるが、これにＣｕ及び／又はＦｅを含有させた酸化マンガンは更に性能が向上する。
Ｃｕ及び／又はＦｅは通常酸化物の状態で存在させる。
Ｃｕ及び／又はＦｅは金属換算でアンモニア分解剤中の含有率が０．５〜１０重量％が好ましく、０．５以下では十分な効果が認められず、１０以上では酸化マンガンの機能が損なわれ、アンモニア分解能が低下する。
【０００６】
これらの分解剤がアンモニアの分解において高い活性を示すのはアンモニアが分解剤上で分解しているかもしくはアンモニアの一部が酸化されＮＯとなりそれが分解剤上においてアンモニアによる選択的還元反応を生起していることによると考えられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
これらの反応が有効に行なわれる好ましい温度域は１００〜４５０℃の範囲であり、より好ましくは１５０〜３００℃の範囲である。反応温度が１００℃より低い場合には、この反応の活性は低く、又、反応温度が４５０℃を超える場合には、担持したＮＨ_３の酸化反応が優先的に進行し、ＮＯ_Ｘの生成が多量にみられるので好ましくない。これらの触媒への熱の供給は、通常行なわれているようなガスを加熱する方法ももちろんであるが、触媒を導電性を有する構造体に担持し、通電加熱してもよい。
【０００８】
本発明による分解剤は、従来知られている成形方法によって、ハニカム状、球状等の種の形状に成形することができる。この成形に際し、成形助剤、成形補強体、無機繊維、有機バインダー等を適宜配合してもよい。又、予め成形された基材上にウォッシュコート法等によって被覆担持させることもできる。さらに従来知られているその他の吸着剤の調整方法によることもできる。
【０００９】
【実 施例】
以下具体的に実施例により説明する。
実施例１
和光純薬製特級硝酸マンガン６水和物１２１．８ｇを５０ｍｌのイオン交換水に溶解した硝酸マンガン水溶液を、和光純薬製特級過マンガン酸カリウム４０．０ｇを２００ｍｌのイオン交換水に溶解した過マンガン酸カリウム水溶液に攪拌下で滴下し、約３０分にて反応を終えた後、ろ過、イオン交換水にて水洗を行ない、６１ｇの乾燥物を得た。この時の比表面積は２０４ｍ^２／ｇであった。
【００１０】
実施例２
和光純薬製特級硝酸マンガン６水和物１２１．８ｇと和光純薬製特級硫酸第一鉄７水和物５９．０ｇを４００ｍｌのイオン交換水に溶解した硝酸マンガン−硫酸第一鉄混合水溶液を、和光純薬製特級過マンガン酸カリウム４０．０ｇを２００ｍｌのイオン交換水に溶解した過マンガン酸カリウム水溶液に攪拌下で滴下し、約３０分にて反応を終えた後、ろ過、イオン交換水にて水洗を行ない、６３ｇの乾燥物を得た。この時の比表面積は２４９ｍ^２／ｇで、乾燥物中のＦｅの含有率は６．５％であった。
【００１１】
実施例３
実施例２において、硫酸第一鉄７水和物の重量を１１．８ｇとした以外は実施例１と同様にして、６５ｇの乾燥物を得た。この時の比表面積は２４０ｍ^２／ｇで、乾燥物中のＦｅの含有率は１．２％であった。
【００１２】
実施例４
実施例２において、硫酸第一鉄７水和物の重量を１７７ｇとした以外は実施例１と同様にして、６３ｇの乾燥物を得た。この時の比表面積は２３４ｍ^２／ｇで、乾燥物中のＦｅの含有率は１８．４％であった。
【００１３】
実施例５
実施例２において、硫酸第一鉄７水和物の代わりに和光純薬製特級硝酸銅３水和物５１．３ｇを用いること以外は実施例１と同様にして、６２ｇの乾燥物を得た。この時の比表面積は２０８ｍ^２／ｇで、乾燥物中のＣｕの含有率は６．１％であった。
【００１４】
比較例１
和光純薬製特級炭酸マンガン１００ｇと和光純薬製特級炭酸銅６．０ｇを混合した後、空気中３００℃で５時間焼成した。得られた焼成物を０．１Ｎの硝酸水溶液１ｌに投入し３０分間攪拌して酸処理を行なった後、ろ過、イオン交換水にて水洗を行ない、８２ｇの乾燥物を得た。この時の比表面積は１８５ｍ²／ｇで、乾燥物中のＣｕの含有率は５．８％であった。
【００１５】
比較例２
比表面積１１５ｍ²／ｇの活性二酸化チタン１００ｇに適宜イオン交換水を加えてスラリーとし、Ｈ₂ＰｔＣｌ₅ 溶液を金属Ｐｔ換算で１．０ｇとなるように添加した。このスラリーを１時間攪拌した後、ＮＨ₄ＯＨ溶液によりｐＨ９に調整し、攪拌しながら１０ｗｔ％のヒドラジン溶液１００ｍｌを加えてＰｔを還元した。このスラリーをろ過、水洗、乾燥し、４００℃で４時間焼成後、粉砕してＰｔ−ＴｉＯ₂ (重量比１／１００）の粉末を得た。
【００１６】
性能評価試験
実施例１〜５、比較例１及び２によって得た触媒を用いて、下記の試験条件でアンモニア分解反応を行ない、その除去率を求めた。尚、アンモニア濃度は検知管を用いて測定した。
（１）ガス組成
ＮＨ₃ ２５ｐｐｍ
空気 バランス
（２）空間速度 ２０，０００ｈ ^-1
（３）温度 １５０℃
【００１７】
触媒の調製
実施例１〜５、比較例１及び２で得られた粉体５０ｇと日産化学製シリカゾル（商品名スノーテックス−Ｎ）５０ｇとイオン交換水を適宜加えて顆粒状に形成し、２０メッシュアンダー３０メッシュオーバーとした。試験結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
上記の如く本発明によるアンモニア分解剤は優れた効果を発揮する。

Claims (3)

1. 硝酸マンガン水溶液を過マンガン酸カリウム水溶液に滴下し、反応させて得られた、Ｘ線回折パターンにおける最大強度のピークの回折角度（２θ）が３７±１°である酸化マンガンを主成分とするアンモニア分解剤。
2. 硝酸マンガン−硫酸第一鉄混合水溶液を過マンガン酸カリウム水溶液に滴下し、反応させて得られた、Ｘ線回折パターンにおける最大強度のピークの回折角度（２θ）が３７±１°であって、Ｆｅを含有する酸化マンガンを主成分とするアンモニア分解剤。
3. 硝酸マンガン−硝酸銅混合水溶液を過マンガン酸カリウム水溶液に滴下し、反応させて得られた、Ｘ線回折パターンにおける最大強度のピークの回折角度（２θ）が３７±１°であって、Ｃｕを含有する酸化マンガンを主成分とするアンモニア分解剤。