JP4918241B2 - 排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジンを有する車両、ガスタービンおよび燃焼炉等から排出される排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）および三酸化硫黄（ＳＯ₃）を除去する排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置に関し、特に排ガスに含まれるＳＯ₃濃度およびＮＯｘ濃度を減少させることができ、硫黄分の高い石炭あるいは重質油等を燃料として燃焼させるボイラの排ガス処理に適用して有用な排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置に関する。

ボイラ、ガスタービンおよび燃焼炉等から排出される排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する方法として、窒素酸化物除去触媒（以下「脱硝触媒」と略す）の存在下で、アンモニア（ＮＨ₃）を還元剤としＮＯｘを無害な窒素および水に分解するアンモニア接触還元法が実用化されている。

前記ボイラ等では、硫黄分の高い石炭あるいはＣ重油などを燃料として利用するものがある。このような燃料を燃焼させて生じる排ガスには高濃度の二酸化硫黄（ＳＯ₂）および三酸化硫黄（ＳＯ₃）が存在する。このような排ガスを処理する際には、ＮＯｘを還元して除去するＮＯｘ還元除去反応と同時に、ＳＯ₂から三酸化硫黄（ＳＯ₃）への酸化反応が生じて、排ガス中のＳＯ₃が増加する。このＳＯ₃と、前記ＮＯｘ還元除去反応にて還元剤として使用される未反応分のＮＨ₃とが、低温領域で容易に結合して、酸性硫酸アンモニウム等の化合物が生成する。この酸性硫酸アンモニウム等の化合物およびＳＯ₃により、後流に配置されている熱交換器等の各種装置の内部や配管が腐食して、目詰まりや一部閉塞等が生じ圧力損失を上昇させてしまう。そのため、集塵機の集塵能力を向上させるなどの対策を講じる必要がある。

優れた脱硝性能と、ＳＯ₂からＳＯ₃への酸化反応が生じにくい低ＳＯ₂酸化能とを有する脱硝触媒として、タングステン酸化物やバナジウム酸化物−タングステン酸化物等をチタニアに担持させた触媒が知られている。

特開平１０−２４９１６３号公報 特開平１１−２６７４５９号公報

しかし、このような脱硝触媒を用いても、０．１％オーダでＳＯ₂からＳＯ₃への酸化反応が生じることが知られている。脱硝反応と同時に起こるＳＯ₂からＳＯ₃への酸化反応をゼロ、さらには、排ガス中のＳＯ₃濃度を低減することが望まれ、これまでにも、例えば、特許文献１に記載の発明、および特許文献２に記載の発明など種々の技術が提案されている。

そこで、本発明は、上記実情に鑑みて提案されたもので、触媒の性能低下および触媒後流に配置される装置の腐食の原因となる酸性硫安等を含むＳ物質の出発物質である排ガスに共存するＳＯ₃およびＮＯｘをさらに効率良く低減し、且つ、触媒そのものの中でのＳＯ₃の生成をさらに抑制する排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係る排ガス処理触媒は、排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理触媒であって、チタニア、シリカの少なくとも１種の単独酸化物またはこれらの複合酸化物、及び酸化タングステンからなる担体に金を担持し、前記金を担持した担体を基材の表面に塗布してなることを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る排ガス処理触媒は、第１の発明に記載された排ガス処理触媒であって、前記基材がチタニア−酸化タングステン系脱硝触媒、コージェライト、またはムライトであることを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る排ガス処理触媒は、第２の発明に記載された排ガス処理触媒であって、前記基材の酸化タングステンが、前記基材のチタニア１００重量部に対して０．１〜２５重量部であることを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る排ガス処理方法は、排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理方法であって、第１乃至第３の発明の何れかに記載された排ガス処理触媒にアンモニアを添加した前記排ガスを接触させて、前記三酸化硫黄を還元させると共に、前記窒素酸化物を還元させたことを特徴とする。

上述した課題を解決する第５の発明に係る排ガス処理装置は、排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理装置であって、アンモニアを添加した前記排ガスに接触して配置され、第１乃至第３の発明の何れかに記載された排ガス処理触媒と、前記排ガス処理触媒の下流に配置された脱硝触媒とを有し、前記排ガス処理触媒にて前記三酸化硫黄を還元させると共に前記窒素酸化物を還元させ、前記脱硝触媒にて前記窒素酸化物をさらに還元させたことを特徴とする。

第１の発明に係る排ガス処理触媒によれば、担体に担持される金が基材の表面に適度に塗布されることとなり、前記担体が塗布される前記基材を、硫黄酸化物および窒素酸化物を含みアンモニアが添加される排ガスに接触させることにより、前記金による前記アンモニアの分解反応を抑制して、前記排ガスに含まれる前記硫黄酸化物のうち三酸化硫黄の還元反応および前記排ガスに含まれる前記窒素酸化物の還元反応を促進するので、前記三酸化硫黄の濃度および前記窒素酸化物の濃度を減少させることができる。脱硝性能をさらに向上させることができる。

第２の発明に係る排ガス処理触媒によれば、第１の発明に記載された排ガス処理触媒と同様な作用効果を奏する他、担体が塗布された基材を、硫黄酸化物および窒素酸化物を含みアンモニアが添加される排ガスに接触させることになり、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の還元反応、および前記排ガスに含まれる窒素酸化物の還元反応を促進するので、前記三酸化硫黄の濃度および前記窒素酸化物の濃度をさらに減少させることができる。

第３の発明に係る排ガス処理触媒によれば、第２の発明に記載された排ガス処理触媒と同様な作用効果を奏する他、担体が塗布された基材を、硫黄酸化物および窒素酸化物を含みアンモニアが添加される排ガスに接触させることになり、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の還元反応、および前記排ガスに含まれる窒素酸化物の還元反応を促進するので、前記三酸化硫黄の濃度および前記窒素酸化物の濃度をさらに一層減少させることができる。

第４の発明に係る排ガス処理方法によれば、排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理方法であって、第１乃至第３の発明の何れかに記載された排ガス処理触媒にアンモニアを添加した前記排ガスを接触させて、前記三酸化硫黄を還元させると共に、前記窒素酸化物を還元させたことにより、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の濃度、および前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を減少させることができる。

第５の発明に係る排ガス処理装置によれば、排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理装置であって、アンモニアを添加した前記排ガスに接触して配置され、第１乃至第３の発明の何れかに記載された排ガス処理触媒と、前記排ガス処理触媒の下流に配置された脱硝触媒とを有し、前記排ガス処理触媒にて前記三酸化硫黄を還元させると共に前記窒素酸化物を還元させ、前記脱硝触媒にて前記窒素酸化物をさらに還元させたことにより、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の濃度、および前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を低減することができ、排ガス処理装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

以下に、本発明に係る排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置の概略図である。

本発明の一実施形態に係る排ガス処理触媒は、還元剤としてアンモニアを用いる（添加する）ことで、ボイラ、ガスタービン、燃焼炉、およびディーゼルエンジンを有する車両等から排出され、硫黄酸化物（ＳＯ_X）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む排ガスからＳＯ₃を除去する（下記（１）式を参照）と同時にＮＯｘを除去する（下記（３）および（４）式を参照）ことができる。

さらに、チタニア−酸化タングステン系脱硝触媒からなる基材の上層（表面）に、チタニア、シリカの少なくとも１種の単独酸化物またはこれらの複合酸化物からなり、金を担持した担体を塗布してなる排ガス処理触媒を用いることにより、前記担体に担持される前記金が前記基材の表面に適度に塗布されることとなり、排ガス中においてＳＯ₂からＳＯ₃への酸化作用（下記（２）式を参照）が抑制されて、ＳＯ₃からＳＯ₂への還元反応および排ガスに含まれる窒素酸化物の還元反応が促進される。よって、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の濃度、および前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を減少させることができる。

ＳＯ₃＋２ＮＨ₃＋Ｏ₂→ ＳＯ₂＋Ｎ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ ・・・・・ （１）
２ＳＯ₂ ＋ Ｏ₂ → ２ＳＯ₃ ・・・・・・・・・・ （２）
４ＮＯ ＋ ４ＮＨ₃ ＋ Ｏ₂ → ４Ｎ₂＋ ６Ｈ₂Ｏ ・・・・・ （３）
ＮＯ ＋ ＮＯ₂ ＋ ２ＮＨ₃ → ２Ｎ₂＋ ３Ｈ₂Ｏ ・・・・・ （４）

金を担持する担体として、チタン、シリカの少なくとも１種の単独酸化物、またはこれらの複合酸化物を使用することができる。また、前記担体に酸化タングステンを含有させることにより、脱硝性能をさらに向上させることができる。

活性金属として担持する金は、担体１００重量部に対して０．０２重量部以上で活性を有し、好ましくは０．１重量部以上で高い活性を有する。すなわち、前記担体への金の担持量を上記範囲にすることにより、ＳＯ₃からＳＯ₂への還元反応、および排ガスに含まれる窒素酸化物の還元反応が促進される。前記担体への金の担持方法は、前記担体が粉末状であればスプレードライ法で行うことができ、前記担体がハニカム型や粒状等に成型されたものであれば含浸法で行うことができる。

基材として用いるチタニア−酸化タングステン系脱硝触媒はチタニア１００重量部に対し、酸化タングステン量が０．１〜２５重量部である。前記基材の酸化タングステン量が上述した重量部を有することにより、排ガス処理触媒に、硫黄酸化物および窒素酸化物を含みアンモニアが添加される排ガスを接触させることで、前記排ガスから三酸化硫黄および前記窒素酸化物をより顕著に減少させることができる。
また、自動車等の移動発生源の近傍では、振動による触媒の破損を回避するため、強度に優れたコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）あるいはムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）等が基材として用いられる。

本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置３は、図１に示すように、上述した排ガス処理触媒１と、この排ガス処理触媒１に直列に配置される脱硝触媒２とを有する。排ガス４にはアンモニア５が添加される。排ガス処理触媒１はアンモニア５が添加された排ガス４に接触して配置され、脱硝触媒２は排ガス処理触媒１の下流側に配置される。脱硝触媒２としては、従来から用いられる触媒が使用される。アンモニア５を添加した排ガス４を排ガス処理装置３に流通させることにより、排ガス４中におけるＳＯ₂からＳＯ₃への酸化作用が抑制され、排ガス４中においてＳＯ₃からＳＯ₂への還元処理および脱硝処理が同時に行なわれる。すなわち、排ガス処理触媒１にて排ガス４中のＳＯ₃が還元されてＳＯ₂を生成すると共に、排ガス４中のＮＯｘが還元されて窒素を生成し、脱硝触媒２にて排ガス４中のＮＯｘがさらに還元されて窒素を生成する。

よって、１台の排ガス処理装置３にて、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の濃度、および前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を十分に低減することができるので、排ガス処理装置３の小型化や低コスト化を図ることができる。

参考例１

［参考触媒調整法１］
球状チタニア（直径：２ｍｍ〜４ｍｍ）に対し、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液に含浸して、例えばＡｕ濃度を４０ｇ／Ｌに調整した塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液に１分間含浸して、１００重量部のチタニア当り１重量部のＡｕを該チタニアに含浸担持させた。例えば、球状チタニアの含水量がチタニア１ｇ当り０．２５ｍＬのとき、球状チタニア１００重量部に対し金１重量部を含浸担持させるには、塩化金酸溶液の濃度は、以下の通り計算される。

したがって、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液中の金濃度を４０ｇ／Ｌに調整した溶液に球状チタニアを１分間含浸させることにより、球状チタニア１００重量部に対し金１重量部が含浸することとなる。
続いて、金を含浸担持した球状チタンを乾燥した後、５００℃にて５時間焼成した。

このチタニア−金球状触媒に水を加えて、湿式ボールミルで粉砕を行い、コート用スラリー（Ｎｏ．１）とした。

次に、基材として用いるチタニア−酸化タングステンのハニカム型触媒（５．９ｍｍピッチ、壁厚１．０ｍｍ）、いわゆるチタニア−酸化タングステン系脱硝触媒を上記スラリー（Ｎｏ．１）に浸漬し、この触媒を乾燥した後５００℃にて５時間焼成した。

このように焼成してなる粉末スラリーのコート量を基材の表面積１ｍ²当り１００ｇ塗布し、得られたハニカム型触媒を参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）とした。

参考例２

［参考触媒調整法２］
粉末状チタニア（石原産業株式会社製）と塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液とを混合してスラリーを調整した後、このスラリーをスプレイドライ（噴霧乾燥）して、１００重量部のチタニア粉末当り１重量部の金を該粉末に担持させ、５００℃にて５時間焼成した。

このチタニア−金の粉末触媒に水を加え、湿式ボールミルで粉砕を行い、コート用スラリー（Ｎｏ．２）とした。

以下、参考触媒調整法１と同様に操作し、得られたハニカム型触媒を参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．２）とした。

参考例３

［参考触媒調整法３］
粉末シリカ（富士シリシア化学株式会社製）と塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液とを混合してスラリーを調整した後、このスラリーをスプレイドライ（噴霧乾燥）して、１００重量部のシリカ粉末当り１重量部の金を該粉末に担持させ、５００℃にて５時間焼成した。

このシリカ−金の粉末触媒に水を加え、湿式ボールミルで粉砕を行い、コート用スラリー（Ｎｏ．３）とした。

以下、参考触媒調整法１と同様に操作し、得られたハニカム型触媒を参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．３）とした。

参考例４

［参考触媒調整法４］
オルトチタン酸テトライソプロピル（日本曹達株式会社製、Ｔｉ（ＯｉＣ₃Ｈ₇）₄）１，１２６ｇとオルトケイ酸テトラエチル（多摩化学株式会社製、Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）５７．６ｇを混合し、別の容器にある８０℃の熱湯中へ添加し、前記混合物を２時間撹拌して、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂原料を加水分解させ、ＴｉＯ₂−ＳｉＯ₂の水酸化物を含むスラリーを得た。その後、このスラリーをろ過し、乾燥した後、５００℃で５時間焼成して、９５重量部のＴｉＯ₂と５重量部のＳｉＯ₂からなるＴｉＯ₂−ＳｉＯ₂の複合酸化物粉末（Ｎｏ．１）を調整した。

複合酸化物粉末（Ｎｏ．１）と塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液とを混合してスラリーを調整した後、このスラリーをスプレイドライ（噴霧乾燥）して、１００重量部のチタニア−シリカ粉末当り１重量部の金を該粉末に担持させ、５００℃にて５時間焼成した。

このチタニア−シリカ−金の粉末触媒に水を加え、湿式ボールミルで粉砕を行い、コート用スラリー（Ｎｏ．４）とした。

以下、参考触媒調整法１と同様に操作し、得られたハニカム型触媒を参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．４）とした。

［触媒調整法１］
１００重量部のチタニア（ＴｉＯ₂）当り、９重量部の酸化タングステン（ＷＯ₃）を含有するハニカム型触媒に対し、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液を含浸して、１００重量部のチタニア−酸化タングステン触媒当り１重量部の金を該触媒に含浸させた。続いて、金を含浸担持したチタニア−酸化タングステン触媒を乾燥した後、５００℃にて５時間焼成した。

このチタニア−酸化タングステン−金のハニカム型触媒をクラッシャーで１０ｍｍ以下とし、さらに水を加えて湿式ボールミルで粉砕を行い、コート用スラリー（Ｎｏ．５）とした。

以下、参考触媒調整法１と同様に操作し、得られたハニカム型触媒を排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）とした。

［触媒調整法２］
１００重量部のチタニア（ＴｉＯ₂）当り、９重量部の酸化タングステン（ＷＯ₃）を含有するハニカム型触媒に対し、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液を含浸して、１００重量部のチタニア−酸化タングステン触媒当り２重量部の金を該触媒に含浸させた。続いて、金を含浸担持したチタニア−酸化タングステン触媒を乾燥した後、５００℃にて５時間焼成した。

このチタニア−酸化タングステン−金のハニカム型触媒をクラッシャーで１０ｍｍ以下とし、さらに水を加えて湿式ボールミルで粉砕を行い、コート用スラリー（Ｎｏ．６）とした。

以下、参考触媒調整法１と同様に操作し、得られたハニカム型触媒を排ガス処理触媒（Ｎｏ．２）とした。

［触媒調整法３］
参考触媒調整法４と同様に操作して得られた複合酸化粉末（Ｎｏ．１）１０００ｇと１０％のメチルアミン溶液１Ｌにパラタングステン酸アンモニウム（（ＮＨ₄）₁₀Ｗ₁₂Ｏ₄₁・５Ｈ₂Ｏ）１０１．３ｇを溶解した溶液を混合した後、さらに水３Ｌを加え混合してスラリーを調整した。このスラリーをスプレイドライ（噴霧乾燥）して、１００重量部の複合酸化粉末（Ｎｏ．１）当り、９重量部の酸化タングステン（ＷＯ₃）を担持させ、５００℃にて５時間焼成した。

続いて、ＴｉＯ₂−ＳｉＯ₂−ＷＯ₃粉末と塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液とを混合してスラリーを調整した後、このスラリーをスプレイドライ（噴霧乾燥）して、１００重量部のチタニア−シリカ−酸化タングステン粉末当り１重量部の金を該粉末に担持させ、５００℃にて５時間焼成した。このチタニア−シリカ−酸化タングステン−金の粉末触媒に水を加え、湿式ボールミルで粉砕を行いコート用スラリー（Ｎｏ．７）とした。

以下、参考触媒調整法１と同様に操作し、得られたハニカム型触媒を排ガス処理触媒（Ｎｏ．３）とした。

［触媒調整法４］
基材として用いるコージェライトのハニカム（４．２ｍｍピッチ、壁厚０．６ｍｍ）を触媒調整法２で得られたコート用スラリー（Ｎｏ．６）に浸漬し、この触媒を乾燥した後５００℃にて５時間焼成した。

このように焼成してなる粉末スラリーのコート量を基材の表面積１ｍ²当り１００ｇ塗布して、得られたハニカム型触媒を排ガス処理触媒（Ｎｏ．４）とした。

（比較例１）
［比較触媒調整法１］
１００重量部のチタニア（ＴｉＯ₂）当り、９重量部の酸化タングステン（ＷＯ₃）を含有するハニカム型触媒（ＴｉＯ₂−ＷＯ₃ハニカム型触媒）に対し、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ₄）溶液を含浸して、１００重量部のチタニア−酸化タングステン触媒当り１重量部の金を該触媒に含浸させた。続いて、金を含浸担持したチタニア−酸化タングステン触媒を乾燥した後、５００℃にて５時間焼成した。

このように焼成してなるハニカム型触媒を比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）とした。

（比較例２）
［比較触媒調整法２］
１００重量部のチタニア（ＴｉＯ₂）当り、９重量部の酸化タングステン（ＷＯ₃）を含有するハニカム型触媒を比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．２）とした。

（比較例３）
［比較触媒調整法３］
１００重量部のチタニア（ＴｉＯ₂）当り、９重量部の酸化タングステン（ＷＯ₃）と０．７重量部の五酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₅）を含有するハニカム型触媒を比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．３）とした。

［ＳＯ₃還元性能および脱硝性能の測定］
上記参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）、排ガス処理触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）および比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）をそれぞれ表１に示す形状、すなわち３０ｍｍ（５穴）×３０ｍｍ（５穴）×４６２ｍｍ長さの触媒に形成し、排ガス処理触媒（Ｎｏ．４）を３０ｍｍ（７穴）×３０ｍｍ（７穴）×３１７ｍｍ長さの触媒に形成し、このように形成した触媒を直列に２本連結させる。このような形状の参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）、排ガス処理触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）および比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）に対して、下記の表１に示す条件で排ガスを流通させて、当該触媒の１本目出口（ＡＶ＝４２．７４（ｍ³Ｎ／ｍ²・ｈ））、２本目出口（ＡＶ＝２１．３７（ｍ³Ｎ／ｍ²・ｈ）において、ＳＯ₃還元率および脱硝性能をそれぞれ測定した。表１において、Ｕｇｓは空塔速度（流体の流量／流路断面積）を示し、ＡＶは面積速度（ガス量／触媒での全接触面積）を示す。

上記表１による測定結果を下記表２に示す。
表２において、ＳＯ₃還元率および脱硝率は、下記式にてそれぞれ表される。
ＳＯ₃還元率（％） ＝ （１−出口ＳＯ₃濃度／入口ＳＯ₃濃度）×１００
脱硝率（％） ＝ （１−出口ＮＯｘ濃度／入口ＮＯｘ濃度）×１００

上記表２に示される結果から、現状の脱硝触媒（比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．２，Ｎｏ．３））では、ＳＯ₃還元性能がマイナス側である、すなわちＳＯ₂をＳＯ₃に酸化するのに対し、本発明に係る排ガス処理触媒は、ＳＯ₃還元性能および脱硝性能を有することが判った。参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３，Ｎｏ．４）の測定結果から、金を担持する担体として、チタニア、シリカの少なくとも１種の単独酸化物、またはこれらの複合酸化物（チタニア−シリカの複合酸化物）が有効に働くことが判った。参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）、排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）の測定結果、および参考排ガス処理触媒（Ｎｏ．４）、排ガス処理触媒（Ｎｏ．３）の測定結果から、チタニア、チタニア−シリカの担体に酸化タングステン（ＷＯ₃）を含有させることで、ＳＯ₃還元性能および脱硝性能が向上することが判った。

また、排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）と比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）の測定結果から、触媒成分が同じチタン−タングステン−金であっても、比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）では、触媒１本目出口のＳＯ₃還元性能が触媒２本目出口のＳＯ₃還元性能より上回ることが判った。

これは、金を担持した触媒において、脱硝反応の速度とＳＯ₃還元性能の速度では前者が速く、脱硝反応は触媒表面で反応が完結するため、触媒内部ではＮＨ₃濃度が低下することによる、と考えられる。そのため、このようなＮＨ₃濃度の低下に伴い、ＳＯ₃からＳＯ₂への還元能は、ＳＯ₂からＳＯ₃への酸化能を下回るようになる。したがって、比較排ガス処理触媒（Ｎｏ．１）では触媒内部まで金が存在しており、見かけ上ＳＯ₃濃度は上昇することが判った。

排ガス処理触媒（Ｎｏ．２）と排ガス処理触媒（Ｎｏ．４）の測定結果から、コートした触媒粉が同じであっても、基材の種類により、ＳＯ₃還元性能の差および脱硝性能の差を生じることが判った。

本発明は、ディーゼルエンジンを有する車両、ガスタービンおよび燃焼炉等から排出される排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）および三酸化硫黄（ＳＯ₃）を除去する排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置に利用することが可能であり、特に排ガスに含まれるＳＯ₃濃度およびＮＯｘ濃度を減少させることができ、硫黄分の高い石炭あるいは重質油等を燃料として燃焼させるボイラの排ガス処理に適用して有用な排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置に利用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置の概略図である。

１ 排ガス処理触媒
２ 脱硝触媒
３ 排ガス処理装置
４ 排ガス
５ アンモニア

Claims (5)

1. 排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理触媒であって、
   チタニア、シリカの少なくとも１種の単独酸化物またはこれらの複合酸化物、及び酸化タングステンからなる担体に金を担持し、前記金を担持した担体を基材の表面に塗布してなる
   ことを特徴とする排ガス処理触媒。
2. 前記基材は、チタニア−酸化タングステン系脱硝触媒、コージェライト、またはムライトである
   ことを特徴とする請求項１に記載された排ガス処理触媒。
3. 前記基材の酸化タングステンは、前記基材のチタニア１００重量部に対して０．１〜２５重量部である
   ことを特徴とする請求項２に記載された排ガス処理触媒。
4. 排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理方法であって、
   請求項１乃至請求項３の何れかに記載された排ガス処理触媒にアンモニアを添加した前記排ガスを接触させて、前記三酸化硫黄を還元させると共に、前記窒素酸化物を還元させた
   ことを特徴とする排ガス処理方法。
5. 排ガスに含まれる窒素酸化物および三酸化硫黄を除去する排ガス処理装置であって、
   アンモニアを添加した前記排ガスに接触して配置され、請求項１乃至請求項３の何れかに記載された排ガス処理触媒と、前記排ガス処理触媒の下流に配置された脱硝触媒とを有し、前記排ガス処理触媒にて前記三酸化硫黄を還元させると共に前記窒素酸化物を還元させ、前記脱硝触媒にて前記窒素酸化物をさらに還元させた
   ことを特徴とする排ガス処理装置。

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