JP5285459B2 - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method Download PDF

Info

Publication number
JP5285459B2
JP5285459B2 JP2009028484A JP2009028484A JP5285459B2 JP 5285459 B2 JP5285459 B2 JP 5285459B2 JP 2009028484 A JP2009028484 A JP 2009028484A JP 2009028484 A JP2009028484 A JP 2009028484A JP 5285459 B2 JP5285459 B2 JP 5285459B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
ammonia
exhaust gas
iron
tungsten
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
JP2009028484A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010184171A (en
Inventor
浩文 大塚
宏益 清水
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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 Osaka Gas Co Ltd, Sakai Chemical Industry Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2009028484A priority Critical patent/JP5285459B2/en
Publication of JP2010184171A publication Critical patent/JP2010184171A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5285459B2 publication Critical patent/JP5285459B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、アンモニアを還元剤として用いて燃焼排ガスなどに含まれる窒素酸化物を浄化したり、アンモニアを窒素に酸化するとともに、併せて一酸化炭素や炭化水素などの可燃性成分を酸化除去するための排ガス浄化用触媒および排ガスの浄化方法に関する。   The present invention purifies nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas using ammonia as a reducing agent, oxidizes ammonia to nitrogen, and oxidizes and removes flammable components such as carbon monoxide and hydrocarbons. The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification method.

燃焼排ガスや硝酸製造プロセスの排ガスなどに含まれる窒素酸化物(NOx:x=1または2、すなわち、一酸化窒素および二酸化窒素)は、酸性雨や光化学スモッグ、呼吸器疾患などを引き起こすことから環境上有害であると考えられており、その排出は規制されている。ボイラーやディーゼルエンジン排ガスのように酸素を過剰に含む排ガス中の窒素酸化物の浄化には、還元剤としてアンモニアを添加して、酸化チタン−酸化バナジウムあるいは酸化チタン−酸化バナジウム−酸化タングステンからなる触媒に排ガスを接触させ、窒素酸化物を無害の窒素に変換するアンモニア選択還元法が広く用いられている。例えば、特開昭50−51966号公報(特許文献1)には、窒素酸化物を、アンモニアの存在下、酸化バナジウムを酸化チタンまたは酸化ジルコニウムに担持させた触媒と接触させる窒素酸化物の接触還元分解法が開示されている。   Nitrogen oxides (NOx: x = 1 or 2, ie, nitric oxide and nitrogen dioxide) contained in combustion exhaust gas and nitric acid production process exhaust gases cause acid rain, photochemical smog, respiratory disease, etc. It is considered harmful and its emissions are regulated. To purify nitrogen oxides in exhaust gas containing excessive oxygen, such as boiler and diesel engine exhaust gas, ammonia is added as a reducing agent, and the catalyst is made of titanium oxide-vanadium oxide or titanium oxide-vanadium oxide-tungsten oxide. An ammonia selective reduction method is widely used in which exhaust gas is brought into contact with nitrogen to convert nitrogen oxides into harmless nitrogen. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-51966 (Patent Document 1) discloses a catalytic reduction of nitrogen oxide in which nitrogen oxide is contacted with a catalyst in which vanadium oxide is supported on titanium oxide or zirconium oxide in the presence of ammonia. A decomposition method is disclosed.

アンモニア選択還元法は、排ガス中の窒素酸化物に対するアンモニアのモル比を厳密に制御すれば、ほぼ100%に近い脱硝率が得られる特徴がある。しかし、一部の燃焼排ガスなどでは、排ガス中の窒素酸化物濃度が時間的に変動するため、アンモニア注入量の制御が極めて難しく、アンモニアが過剰となった際に処理ガス中にアンモニアが残存するリーク(漏出)アンモニアの問題がある。この問題を避けるには、アンモニアの添加量を窒素酸化物の量に比べてやや少なめにする方法があるが、この方法では、脱硝率の低下を伴う。   The ammonia selective reduction method is characterized in that a denitration rate close to 100% can be obtained if the molar ratio of ammonia to nitrogen oxide in exhaust gas is strictly controlled. However, in some combustion exhaust gases, etc., the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas fluctuates over time, so it is extremely difficult to control the amount of ammonia injected, and ammonia remains in the process gas when the ammonia becomes excessive. There is a problem with leaking ammonia. In order to avoid this problem, there is a method in which the amount of ammonia added is slightly smaller than the amount of nitrogen oxide, but this method involves a reduction in the denitration rate.

別の方法として、前述のアンモニア脱硝触媒に対し、少量の貴金属を添加して、過剰のアンモニアを分解する方法が提案されている。例えば、特開平5−146634号公報(特許文献2)には、チタン、バナジウム、タングステン、モリブデンから選ばれた一種以上の元素の酸化物を含む組成物を第一成分とし、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた貴金属の塩類もしくはゼオライト、アルミナ、シリカなどの多孔体にあらかじめ担持された前記貴金属を含有する組成物を第二成分とした組成物で構成され、窒素酸化物を接触還元すると同時に還元剤として注入された未反応状態のアンモニアを分解することを特徴とする脱硝機能を備えたアンモニア分解触媒が開示されている。この文献には、前記アンモニア分解触媒を用いると、アンモニアと窒素酸化物との反応に加えて、アンモニアの分解反応が併発するので、アンモニアが過剰となってもリークアンモニアを低く抑えられることが開示されている。また、特開平8−290062号公報(特許文献3)には、チタン酸化物およびモリブデン、タングステン、バナジウムから選ばれた一種以上の元素の酸化物を含む組成物または銅もしくは鉄を担持したゼオライトを含む組成物を第1成分とし、イリジウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムから選ばれた少なくとも一つの金属と白金とを含み、前記金属の白金に対する重量比が0を超えて5以下の割合で多孔体に担持した第2成分とで構成された、窒素酸化物のアンモニア還元機能とアンモニアの酸化分解機能を有する排ガス浄化触媒が開示されており、前記と同様の効果を奏することが開示されている。さらに、特開2002−336699号公報(特許文献4)には、アンモニアを含有するガスをアンモニア分解触媒と接触させてアンモニアを分解除去する方法において、アンモニア分解触媒として、γ−Al、θ−Al、ZrOなどから選ばれた少なくとも一種以上の多孔質物質を含む担体に活性金属としてルテニウムを担持した触媒を使用するアンモニア分解除去方法が開示されている。この文献には、酸性点を有する担体にルテニウムを担持した触媒を用いて、アンモニアを分解除去すると、窒素酸化物を生成することなく窒素を生成するので、アンモニア脱硝反応後の過剰のアンモニアを分解するのに有用であることが記載されている。 As another method, a method has been proposed in which a small amount of noble metal is added to the ammonia denitration catalyst described above to decompose excess ammonia. For example, in JP-A-5-146634 (Patent Document 2), a composition containing an oxide of one or more elements selected from titanium, vanadium, tungsten, and molybdenum is used as a first component, and platinum, palladium, and rhodium are used. It is composed of a composition containing the noble metal previously supported on a porous body such as a noble metal salt selected from zeolite, alumina, silica, etc. as a second component, and simultaneously reduces and simultaneously reduces nitrogen oxides. An ammonia decomposition catalyst having a denitration function characterized by decomposing unreacted ammonia injected as an agent is disclosed. This document discloses that when the ammonia decomposition catalyst is used, in addition to the reaction between ammonia and nitrogen oxides, the decomposition reaction of ammonia occurs at the same time, so that even if the ammonia is excessive, the leaked ammonia can be kept low. Has been. JP-A-8-290062 (Patent Document 3) discloses a composition containing titanium oxide and an oxide of one or more elements selected from molybdenum, tungsten and vanadium, or a zeolite carrying copper or iron. The composition containing the first component, comprising at least one metal selected from iridium, palladium, rhodium, and ruthenium and platinum, wherein the weight ratio of the metal to platinum exceeds 0 and is 5 or less. An exhaust gas purification catalyst having an ammonia reduction function of nitrogen oxides and an oxidative decomposition function of ammonia, which is composed of a supported second component, is disclosed, and it is disclosed that the same effects as described above are achieved. Furthermore, in JP 2002-336699 A (Patent Document 4), in a method of decomposing and removing ammonia by contacting a gas containing ammonia with an ammonia decomposition catalyst, γ-Al 2 O 3 , A method for decomposing and removing ammonia using a catalyst in which ruthenium is supported as an active metal on a support containing at least one porous material selected from θ-Al 2 O 3 , ZrO 2 and the like is disclosed. In this document, when ammonia is decomposed and removed using a catalyst having ruthenium supported on a carrier having an acidic point, nitrogen is generated without generating nitrogen oxides, so excessive ammonia after ammonia denitration reaction is decomposed. It is described that it is useful to do.

酸化チタン−酸化バナジウム−酸化タングステン系触媒は、火力発電所やごみ焼却場などで幅広く使用されているが、自動車排ガス浄化のように振動で触媒が粉化、飛散するような用途では、使用に注意が必要であるとの指摘もある。この問題に対応して、特開2005−238195号公報(特許文献5)には、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、および酸化タングステンから選ばれた2以上の酸化物からなる複合酸化物と、希土類金属又は遷移金属(ただし、Cu, Co, Ni, Mn, Cr, Vを除く)とを有効成分として含有する脱硝用触媒が開示されている。このほか、シュミーグ(Schmieg)およびリー(Lee)、SAEテクニカルペーパーシリーズ(SAE Technical Paper Series)、2005-01-3881(2005年)(非特許文献1)には、鉄や銅を担持したゼオライト触媒が開示されている。   Titanium oxide-vanadium oxide-tungsten oxide catalysts are widely used in thermal power plants and garbage incinerators, but they are used in applications where the catalyst is pulverized or scattered by vibration, such as in automobile exhaust gas purification. Some point out that attention is needed. In response to this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-238195 (Patent Document 5) discloses a composite oxide composed of two or more oxides selected from silica, alumina, titania, zirconia, and tungsten oxide, and a rare earth element. A catalyst for denitration containing a metal or a transition metal (except Cu, Co, Ni, Mn, Cr, V) as an active ingredient is disclosed. In addition, Schmieg and Lee, SAE Technical Paper Series, 2005-01-3881 (2005) (Non-patent Document 1) include zeolite catalysts supporting iron and copper. Is disclosed.

内燃機関の排ガス中には、窒素酸化物に加えて一酸化炭素や、炭化水素も微量含まれている。一酸化炭素も有害であるので、その除去も併せて行えると有利である。しかし、酸化チタン−酸化バナジウム−酸化タングステン系触媒の一酸化炭素除去性能は低い。特開平1−266849号公報(特許文献6)には、主成分として酸化チタンを含有し、第二成分としてモリブデン、タングステン、バナジウム、セリウム、ニッケル、コバルト、マンガンのうち少なくとも1種を含有し、さらに第三成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムのうち少なくとも1種以上、および/または鉄、クロム、銅の酸化物のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含有する触媒が、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元と、一酸化炭素の同時浄化に有効であることが開示されている。しかし、この触媒では、窒素酸化物の還元と一酸化炭素の同時浄化が可能な温度範囲が限られる問題がある。特開2003−305338号公報(特許文献7)には、鉄置換型ゼオライトを第1成分、貴金属担持ゼオライト等を第2成分とし、貴金属の含有量が前記第1成分及び第2成分の総質量に対し0〜100ppmである触媒が、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元と、一酸化炭素の同時浄化に有効であることが開示されている。しかし、ゼオライトは、水蒸気の共存する条件では、格子中のアルミニウム原子の脱落や結晶格子の崩壊が起こるため、性能が低下する虞があり、耐久性に難点がある。   The exhaust gas from the internal combustion engine contains a small amount of carbon monoxide and hydrocarbons in addition to nitrogen oxides. Since carbon monoxide is also harmful, it is advantageous if it can also be removed. However, the carbon monoxide removal performance of the titanium oxide-vanadium oxide-tungsten oxide catalyst is low. JP-A-1-266668 (Patent Document 6) contains titanium oxide as a main component, and contains at least one of molybdenum, tungsten, vanadium, cerium, nickel, cobalt, and manganese as a second component, Furthermore, a catalyst containing at least one or more selected from platinum, palladium, rhodium and ruthenium and / or at least one selected from iron, chromium and copper oxides as a third component is a reducing agent for ammonia. It is disclosed that it is effective for the reduction of nitrogen oxides and simultaneous purification of carbon monoxide. However, this catalyst has a problem that the temperature range in which the reduction of nitrogen oxides and the simultaneous purification of carbon monoxide are limited. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-305338 (Patent Document 7) discloses an iron-substituted zeolite as a first component, a noble metal-supported zeolite or the like as a second component, and the noble metal content is the total mass of the first component and the second component. It is disclosed that a catalyst of 0 to 100 ppm is effective for reducing nitrogen oxides using ammonia as a reducing agent and simultaneously purifying carbon monoxide. However, zeolite has a problem in durability because the performance of the zeolite may drop under the condition where water vapor coexists, and aluminum atoms in the lattice fall off or the crystal lattice collapses.

炭化水素類は、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元反応を阻害することも知られている(例えば、非特許文献1)。炭化水素類は、光化学スモッグの原因物質ともなるので、やはり除去が望まれているが、酸化チタン−酸化バナジウム−酸化タングステン触媒は、炭化水素類の除去にはあまり有効ではない。特開2006−68663号公報(特許文献8)には、酸化チタンを主成分とする担体に酸化マンガンを担持した触媒が、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元反応と臭気成分(アセトアルデヒド)の酸化除去に有効であることが記載されている。しかし、この触媒は一酸化炭素の除去性能は十分ではない。そのため、内燃機関の排ガス処理では、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元用触媒と、白金族金属を担持した酸化用触媒とを併用するのが一般的である。例えば、特開2005−48733号公報(特許文献9)には、往復動式エンジンからの排ガスを浄化するための排ガス浄化装置を備えた熱電併給装置であって、前記排ガス浄化装置が、前記エンジンから排出させる排ガスの上流側から下流側に向かって、酸化触媒を含む酸化ユニット、排熱回収装置を含む回収ユニット、脱硝触媒を含む脱硝ユニットの順で配設されている熱電併給装置が開示されている。この文献には、前記酸化触媒は、耐火性無機担体に貴金属元素が担持されていること、及び貴金属元素としては、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金が好ましいことが記載されている。しかし、この装置では、2種の触媒が必要であり、費用がかさむ点が課題となっている。   Hydrocarbons are also known to inhibit the reduction reaction of nitrogen oxides using ammonia as a reducing agent (for example, Non-Patent Document 1). Hydrocarbons are also a causative agent of photochemical smog, so removal is still desired, but the titanium oxide-vanadium oxide-tungsten oxide catalyst is not very effective in removing hydrocarbons. JP-A-2006-68663 (Patent Document 8) discloses a catalyst in which manganese oxide is supported on a carrier mainly composed of titanium oxide, a reduction reaction of nitrogen oxides using ammonia as a reducing agent, and an odor component (acetaldehyde). It is described that it is effective for removing oxidants. However, this catalyst does not have sufficient carbon monoxide removal performance. Therefore, in the exhaust gas treatment of an internal combustion engine, it is common to use a nitrogen oxide reduction catalyst using ammonia as a reducing agent and an oxidation catalyst carrying a platinum group metal in combination. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-48733 (Patent Document 9) discloses a cogeneration apparatus including an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas from a reciprocating engine, wherein the exhaust gas purification device is the engine. Disclosed is a combined heat and power supply device arranged in the order of an oxidation unit including an oxidation catalyst, a recovery unit including an exhaust heat recovery device, and a denitration unit including a denitration catalyst from the upstream side to the downstream side of exhaust gas discharged from ing. This document describes that the oxidation catalyst has a noble metal element supported on a refractory inorganic carrier, and that the noble metal element is preferably rhodium, iridium, palladium, or platinum. However, this apparatus requires two kinds of catalysts, and the problem is that it is expensive.

特開昭50−51966号公報(特許請求の範囲)JP-A-50-51966 (Claims) 特開平5−146634号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Laid-Open No. 5-146634 (Claims) 特開平8−290062号公報(特許請求の範囲)JP-A-8-290062 (Claims) 特開2002−336699号公報(特許請求の範囲)JP 2002-336699 A (Claims) 特開2005−238195号公報(特許請求の範囲)JP 2005-238195 A (Claims) 特開平1−266849号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Laid-Open No. 1-266849 (Claims) 特開2003−305338号公報(特許請求の範囲)JP 2003-305338 A (Claims) 特開2006−68663号公報(特許請求の範囲)JP 2006-68663 A (Claims) 特開2005−48733号公報(特許請求の範囲)JP-A-2005-48733 (Claims)

シュミーグ(Schmieg)およびリー(Lee)、SAEテクニカルペーパーシリーズ(SAE Technical Paper Series)、2005-01-3881(2005年)Schmieg and Lee, SAE Technical Paper Series, 2005-01-3881 (2005)

本発明の目的は、酸素雰囲気下において、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元反応と、可燃性成分(例えば、一酸化炭素及び炭化水素など)の除去とを単一の触媒で両立できる触媒(排気ガス浄化触媒)およびこの触媒を用いた排ガス浄化方法を提供することにある。   An object of the present invention is to achieve both a reduction reaction of nitrogen oxides using ammonia as a reducing agent and removal of combustible components (for example, carbon monoxide and hydrocarbons) in a single catalyst in an oxygen atmosphere. A catalyst (exhaust gas purification catalyst) and an exhaust gas purification method using the catalyst are provided.

本発明の他の目的は、窒素酸化物濃度が変動する条件でも、アンモニアの漏出を抑制しつつ高い脱硝率を得ることができる触媒及びこの触媒を用いた排ガス浄化方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a catalyst capable of obtaining a high denitration rate while suppressing leakage of ammonia even under conditions in which the concentration of nitrogen oxides varies, and an exhaust gas purification method using this catalyst.

本発明のさらに他の目的は、酸素雰囲気下において、アンモニアを窒素に酸化する酸化反応と、可燃性成分(例えば、一酸化炭素及び炭化水素など)の除去とを単一の触媒で両立できる触媒(排気ガス浄化触媒)およびこの触媒を用いた排ガス浄化方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a catalyst capable of achieving both an oxidation reaction for oxidizing ammonia into nitrogen and removal of combustible components (for example, carbon monoxide and hydrocarbons) in a single catalyst in an oxygen atmosphere. (Exhaust gas purification catalyst) and an exhaust gas purification method using this catalyst.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、酸化チタン、鉄およびタングステンを含有する担体に、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)およびロジウム(Rh)から選ばれた少なくとも1種の白金族金属を担持した触媒が、(i)酸素過剰の雰囲気において、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元反応と、一酸化炭素および炭化水素などの可燃性成分の除去を同時に行うことができること、また窒素酸化物に対してアンモニアが過剰に存在する場合でもアンモニアを窒素に分解してアンモニアの漏出を抑制できること、及び/又は(ii)酸素過剰の雰囲気において、アンモニアを窒素に酸化する反応と、一酸化炭素および炭化水素などの可燃性成分の除去を同時に行うことができることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the support containing titanium oxide, iron and tungsten is at least one selected from palladium (Pd), iridium (Ir) and rhodium (Rh). (I) In an oxygen-excess atmosphere, the catalyst supporting platinum group metal simultaneously performs the reduction reaction of nitrogen oxide using ammonia as a reducing agent and the removal of combustible components such as carbon monoxide and hydrocarbons. And / or (ii) oxidize ammonia to nitrogen in an oxygen-rich atmosphere even when ammonia is excessively present relative to nitrogen oxides, and ammonia can be decomposed into nitrogen and leakage of ammonia can be suppressed. Discovered that reaction and removal of combustible components such as carbon monoxide and hydrocarbons can be performed simultaneously, completing the present invention It was.

すなわち、本発明の触媒は、酸化チタン、鉄およびタングステンを含有する担体に、パラジウム、イリジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも1種の白金族金属を担持した触媒である。このような触媒は、例えば、酸素雰囲気下(酸素過剰の雰囲気)において、アンモニアの存在下に窒素酸化物を還元するとともに、可燃性成分(例えば、一酸化炭素及び/又は炭化水素など)を酸化除去するための触媒として利用できる。また、このような触媒は、酸素雰囲気下(酸素過剰の雰囲気)において、アンモニアを窒素に酸化(酸化して除去)するとともに、可燃性成分(例えば、一酸化炭素及び/又は炭化水素など)を酸化除去するための触媒としても利用できる。   That is, the catalyst of the present invention is a catalyst in which at least one platinum group metal selected from palladium, iridium and rhodium is supported on a support containing titanium oxide, iron and tungsten. Such a catalyst, for example, reduces nitrogen oxides in the presence of ammonia in an oxygen atmosphere (oxygen-rich atmosphere) and oxidizes combustible components (for example, carbon monoxide and / or hydrocarbons). It can be used as a catalyst for removal. In addition, such a catalyst oxidizes (oxidizes and removes) ammonia into nitrogen in an oxygen atmosphere (oxygen-excess atmosphere), and removes a combustible component (for example, carbon monoxide and / or hydrocarbon). It can also be used as a catalyst for oxidative removal.

前記触媒において、白金族金属は少なくともパラジウムを含んでいてもよく、このパラジウムの割合は、前記担体に対して質量比で0.005〜0.025%程度であってもよい。特に、前記白金族金属は、パラジウムと、イリジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも1種とを含んでいてもよく、イリジウムおよびロジウムから選択された少なくとも1種の割合は、パラジウムに対して質量比で0.5〜5倍程度であってもよい。また、前記触媒(又は前記担体)は、さらに、硫酸成分を含んでいてもよい。   In the catalyst, the platinum group metal may contain at least palladium, and the proportion of palladium may be about 0.005 to 0.025% by mass with respect to the support. In particular, the platinum group metal may contain palladium and at least one selected from iridium and rhodium, and the ratio of at least one selected from iridium and rhodium is in a mass ratio with respect to palladium. It may be about 0.5 to 5 times. In addition, the catalyst (or the support) may further contain a sulfuric acid component.

本発明には、前記触媒を用いて、酸素雰囲気下、アンモニアの存在下に窒素酸化物を還元するとともに、可燃性成分を酸化除去する方法も含まれる。このような方法は、例えば、窒素酸化物、アンモニア、可燃性成分(一酸化炭素および炭化水素など)を含む燃焼排ガスを、前記触媒に接触させ、窒素酸化物を還元除去するとともに、一酸化炭素および炭化水素などの可燃性成分を酸化除去する排ガス浄化方法であってもよい。このような浄化方法は、代表的には、酸素を含む排ガス(詳細には、酸素、窒素酸化物、可燃性成分を含む排ガス)の浄化方法であって、前記排ガスに、アンモニア及び/又はその前駆体(まとめてアンモニア成分ということがある)を添加した後、前記排ガス(アンモニア成分を添加した前記排ガス)を前記触媒(すなわち、酸化チタン、鉄およびタングステンを含有する担体に、パラジウム、イリジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも1種の白金族金属を担持した触媒)に流通させ(又は接触させ)、前記排ガス中の窒素酸化物および可燃性成分を浄化する(詳細には、窒素酸化物を還元し、かつ可燃性成分を酸化除去して浄化する)方法であってもよい。このような方法において、排ガスは、例えば、内燃機関の燃焼排ガスであってもよい。この方法において、前記アンモニア及び/又はその前駆体(例えば、尿素、炭酸アンモニウムなど)は、排ガス中の窒素酸化物に対して、アンモニアのモル比で0.75〜1.25倍程度添加してもよい。   The present invention also includes a method for reducing nitrogen oxides in the presence of ammonia in an oxygen atmosphere and oxidizing and removing combustible components using the catalyst. Such a method includes, for example, bringing flue gas containing nitrogen oxides, ammonia, and combustible components (such as carbon monoxide and hydrocarbons) into contact with the catalyst, reducing and removing nitrogen oxides, and carbon monoxide. And an exhaust gas purification method that oxidizes and removes combustible components such as hydrocarbons. Such a purification method is typically a purification method of exhaust gas containing oxygen (specifically, exhaust gas containing oxygen, nitrogen oxides, and combustible components), and the exhaust gas contains ammonia and / or its After adding a precursor (sometimes collectively referred to as an ammonia component), the exhaust gas (the exhaust gas to which the ammonia component has been added) is added to the catalyst (that is, a carrier containing titanium oxide, iron and tungsten), palladium, iridium and It is passed through (or brought into contact with) a catalyst supporting at least one platinum group metal selected from rhodium to purify nitrogen oxides and combustible components in the exhaust gas (specifically, reducing nitrogen oxides) And a method of purifying the flammable component by oxidizing and removing it). In such a method, the exhaust gas may be, for example, a combustion exhaust gas of an internal combustion engine. In this method, the ammonia and / or its precursor (for example, urea, ammonium carbonate, etc.) is added in a molar ratio of ammonia of about 0.75 to 1.25 times with respect to nitrogen oxides in the exhaust gas. Also good.

また、本発明には、酸素を含む排ガス(詳細には、酸素、アンモニア、可燃性成分を含む排ガス)の浄化方法であって、前記排ガスを触媒に流通させ(又は接触させ)、前記排ガス中のアンモニアを窒素に酸化するとともに可燃性成分を浄化する方法も含まれる。   The present invention also provides a method for purifying exhaust gas containing oxygen (specifically, exhaust gas containing oxygen, ammonia, and a combustible component), wherein the exhaust gas is circulated (or brought into contact with) a catalyst, And a method for purifying combustible components while oxidizing ammonia into nitrogen.

本発明の触媒は、酸素雰囲気下において、アンモニアを還元剤とする窒素酸化物の還元反応と、可燃性成分(一酸化炭素、炭化水素など)の除去とを単一の触媒で両立できる。さらに、高い窒素酸化物還元能を有すると共に、過剰のアンモニアを窒素に変換する能力も有している。そのため、この触媒を用いて窒素酸化物の処理を行えば、窒素酸化物濃度が変動する条件でも、アンモニアの漏出を抑制しつつ高い脱硝率を得ることができる。このような本発明の触媒は、一酸化炭素や炭化水素などの可燃性成分の除去にも効果があるので、単一の触媒で総合的な排ガスの浄化が可能となる。また、本発明の触媒は、酸素雰囲気下において、アンモニアを窒素に酸化する酸化反応と、可燃性成分(例えば、一酸化炭素及び炭化水素など)の除去とを単一の触媒で両立できる。   The catalyst of the present invention can achieve both the reduction reaction of nitrogen oxides using ammonia as a reducing agent and the removal of combustible components (carbon monoxide, hydrocarbons, etc.) in a single catalyst in an oxygen atmosphere. Furthermore, it has high nitrogen oxide reducing ability and also has the ability to convert excess ammonia into nitrogen. Therefore, when nitrogen oxide treatment is performed using this catalyst, a high NOx removal rate can be obtained while suppressing leakage of ammonia even under conditions where the nitrogen oxide concentration varies. Such a catalyst of the present invention is also effective in removing combustible components such as carbon monoxide and hydrocarbons, so that exhaust gas purification can be comprehensively performed with a single catalyst. Further, the catalyst of the present invention can achieve both an oxidation reaction for oxidizing ammonia into nitrogen and removal of combustible components (for example, carbon monoxide and hydrocarbons) in a single catalyst in an oxygen atmosphere.

本発明の触媒は、酸化チタン、鉄およびタングステンを含有する担体(鉄およびタングステンを含む酸化チタン担体)に、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)およびロジウム(Rh)から選ばれた少なくとも1種の白金族金属が担持して構成されている。   The catalyst of the present invention comprises at least one selected from palladium (Pd), iridium (Ir) and rhodium (Rh) on a carrier containing titanium oxide, iron and tungsten (titanium oxide carrier containing iron and tungsten). A platinum group metal is supported.

担体は、酸化チタン、鉄(鉄成分)、タングステン(タングステン成分)を含んでいる限り、これらの含有形態は限定されないが、通常、酸化チタンを主成分として、鉄およびタングステンを含む場合が多い。代表的には、担体は、鉄およびタングステンが酸化チタンに担持された形態(すなわち、前記担体は、担体としての酸化チタンに鉄およびタングステンが担持された担体)である場合が多い。例えば、前記担体(又は前記触媒)における酸化チタンの割合は、質量比で40〜99%、好ましくは50〜98%(例えば、55〜97%)、さらに好ましくは60〜96%(例えば、70〜95%)程度であってもよい。   As long as the carrier contains titanium oxide, iron (iron component), and tungsten (tungsten component), the form of inclusion thereof is not limited, but usually contains titanium and iron and tungsten as a main component. Typically, the support is often in a form in which iron and tungsten are supported on titanium oxide (that is, the support is a support in which iron and tungsten are supported on titanium oxide as a support). For example, the proportion of titanium oxide in the carrier (or the catalyst) is 40 to 99%, preferably 50 to 98% (for example, 55 to 97%), more preferably 60 to 96% (for example, 70) by mass ratio. (About -95%).

前記担体又は前記触媒において、酸化チタンに対する鉄の割合(酸化物などとして含まれている場合は金属原子換算の割合、以下、タングステン、Pd、Ir、Rhにおいて同じ)は、質量比で0.3〜20%(例えば、0.4〜15%)、好ましくは0.5〜10%(例えば、0.7〜7%)、さらに好ましくは1〜5%程度であってもよい。また、酸化チタンに対するタングステンの割合は、質量比で0.3〜30%(例えば、0.5〜25%)、好ましくは1〜20%(例えば、3〜18%)、さらに好ましくは5〜15%程度であってもよい。   In the support or the catalyst, the ratio of iron to titanium oxide (the ratio in terms of metal atom when included as an oxide, hereinafter the same for tungsten, Pd, Ir, and Rh) is 0.3 by mass ratio. -20% (for example, 0.4-15%), Preferably it is 0.5-10% (for example, 0.7-7%), More preferably, about 1-5% may be sufficient. Moreover, the ratio of tungsten with respect to titanium oxide is 0.3-30% (for example, 0.5-25%) by mass ratio, Preferably it is 1-20% (for example, 3-18%), More preferably, it is 5-5%. It may be about 15%.

さらに、タングステンの割合は、鉄に対して質量比で、例えば、0.03〜20倍(例えば、0.05〜15倍)、好ましくは0.1〜10倍(例えば、0.5〜8倍)、さらに好ましくは1〜7倍(例えば、1.5〜5倍)程度であってもよい。   Furthermore, the ratio of tungsten is 0.03 to 20 times (for example, 0.05 to 15 times), preferably 0.1 to 10 times (for example, 0.5 to 8 times), for example, by mass ratio with respect to iron. Times), more preferably about 1 to 7 times (for example, 1.5 to 5 times).

なお、前記担体における鉄およびタングステンの含有形態は、特に限定されず、酸化物、塩(硫酸塩などの無機塩など)などの形態で担体に含有されていてもよい。代表的には、前記担体は、酸化チタン粒子上に、鉄およびタングステンが酸化物粒子(微細粒子)として担持(分散担持)されている場合が多い。   In addition, the form of iron and tungsten contained in the carrier is not particularly limited, and may be contained in the carrier in the form of an oxide, salt (such as an inorganic salt such as sulfate), or the like. Typically, the carrier often supports (disperses and supports) iron and tungsten as oxide particles (fine particles) on titanium oxide particles.

本発明の触媒は、上記のような担体に、Pd、IrおよびRhから選ばれる少なくとも1つの白金族金属が担持された触媒である。本発明の触媒は、担体としての酸化チタンに、鉄成分(例えば、酸化鉄)、タングステン成分(例えば、酸化タングステン)、および前記白金族金属が担持された触媒であってもよい。このような触媒において、白金族金属は、Pd、IrおよびRhをどのように組み合わせて用いてもよいが、可燃性成分の除去性能を確保する上では、少なくともPdを含んでいるのが好ましく、特に、Pdと、IrおよびRhから選択された少なくとも1種とで構成されているのが好ましい。   The catalyst of the present invention is a catalyst in which at least one platinum group metal selected from Pd, Ir and Rh is supported on the carrier as described above. The catalyst of the present invention may be a catalyst in which an iron component (for example, iron oxide), a tungsten component (for example, tungsten oxide), and the platinum group metal are supported on titanium oxide as a support. In such a catalyst, the platinum group metal may be used in any combination of Pd, Ir and Rh. However, in order to ensure the removal performance of the combustible component, it is preferable that the platinum group metal contains at least Pd. In particular, it is preferably composed of Pd and at least one selected from Ir and Rh.

前記触媒において、前記担体(又は酸化チタン)に対する白金族金属の割合は、質量比で、例えば、0.001〜0.1%(例えば、0.002〜0.08%)、好ましくは0.005〜0.07%(例えば、0.007〜0.06%)、さらに好ましくは0.008〜0.05%(例えば、0.01〜0.04%)程度であってもよい。   In the catalyst, the ratio of the platinum group metal to the support (or titanium oxide) is, for example, 0.001 to 0.1% (for example, 0.002 to 0.08%), preferably 0.00. It may be about 005 to 0.07% (for example, 0.007 to 0.06%), more preferably about 0.008 to 0.05% (for example, 0.01 to 0.04%).

特に、前記触媒において、前記担体(又は酸化チタン)に対するPdの割合は、質量比で、例えば、0.001〜0.035%(例えば、0.002〜0.03%)、好ましくは0.005〜0.025%(例えば、0.006〜0.02%)、さらに好ましくは0.007〜0.018%(例えば、0.008〜0.015%)程度であってもよい。Pdの含有量をこのような範囲とすると、可燃性成分の除去性能を高めやすく、また、アンモニアの酸化を適度に進行させ、窒素酸化物の浄化性能を高めやすい。また、IrおよびRhから選択された少なくとも1種の割合は、Pdに対して、例えば、質量比で、0.1〜10倍(例えば、0.3〜7倍)、好ましくは0.5〜5倍(例えば、0.7〜4倍)、さらに好ましくは1〜4倍(例えば、1.5〜3倍)程度であってもよく、通常1〜3倍程度であってもよい。さらに、IrとRhとの割合(質量比)は、前者/後者=0/100〜100/0の範囲から選択でき、例えば、10/90〜90/10、好ましくは20/80〜80/20、さらに好ましくは30/70〜70/30程度であってもよい。   Particularly, in the catalyst, the ratio of Pd to the support (or titanium oxide) is, for example, 0.001 to 0.035% (for example, 0.002 to 0.03%), preferably 0.00. It may be about 005 to 0.025% (for example, 0.006 to 0.02%), more preferably about 0.007 to 0.018% (for example, 0.008 to 0.015%). When the content of Pd is in such a range, it is easy to improve the removal performance of the combustible component, and it is easy to improve the nitrogen oxide purification performance by appropriately promoting the oxidation of ammonia. In addition, the ratio of at least one selected from Ir and Rh is, for example, 0.1 to 10 times (for example, 0.3 to 7 times), preferably 0.5 to, mass ratio with respect to Pd. It may be about 5 times (for example, 0.7 to 4 times), more preferably about 1 to 4 times (for example, 1.5 to 3 times), and usually about 1 to 3 times. Furthermore, the ratio (mass ratio) of Ir and Rh can be selected from the range of the former / the latter = 0/100 to 100/0, for example, 10/90 to 90/10, preferably 20/80 to 80/20. More preferably, it may be about 30/70 to 70/30.

なお、前記触媒(又は前記担体)は、本発明の効果を害しない範囲であれば、鉄およびタングステン以外の金属(例えば、マンガン、ニッケルなど)を微量含んでいてもよいが、触媒活性の点で、通常、バナジウムを含まない(実質的に含まない)場合が多い。   The catalyst (or the support) may contain a trace amount of metals other than iron and tungsten (for example, manganese, nickel, etc.) as long as the effects of the present invention are not impaired. In many cases, vanadium is usually not included (substantially free).

また、前記触媒(又は前記担体)は、硫酸成分を含んで(担持して)いてもよい。例えば、担体は、硫酸成分(又は硫酸基)を、硫黄(S)原子基準で、例えば、0.1〜10質量%(例えば、0.2〜8質量%)、好ましくは0.3〜5質量%、さらに好ましくは0.5〜3質量%程度含んでいてもよい。このような硫酸成分は、触媒活性の点で好ましい。   The catalyst (or the carrier) may contain (support) a sulfuric acid component. For example, the carrier has a sulfuric acid component (or sulfate group) based on sulfur (S) atoms, for example, 0.1 to 10% by mass (for example, 0.2 to 8% by mass), preferably 0.3 to 5%. It may contain about 0.5% by mass, more preferably about 0.5-3% by mass. Such a sulfuric acid component is preferable in terms of catalytic activity.

本発明の触媒の比表面積は、通常10〜100m/g程度であり、好ましくは20〜80m/g、さらに好ましくは30〜70m/g程度であってもよい。 The specific surface area of the catalyst of the present invention is usually about 10 to 100 m 2 / g, preferably 20 to 80 m 2 / g, more preferably about 30 to 70 m 2 / g.

本発明の触媒の製造方法は、特に限定されず、例えば、(i)酸化チタン、鉄およびタングステンを含む担体に、前記白金族金属を担持させることにより製造してもよく、(ii)酸化チタンを含む担体に、前記白金族金属を担持させた後、鉄およびタングステンを含有させて製造してもよい。通常、本発明の触媒は、上記方法(i)により製造する場合が多い。   The method for producing the catalyst of the present invention is not particularly limited. For example, the catalyst may be produced by supporting the platinum group metal on a carrier containing (i) titanium oxide, iron and tungsten, and (ii) titanium oxide. After the platinum group metal is supported on a carrier containing, iron and tungsten may be contained. Usually, the catalyst of the present invention is often produced by the above method (i).

方法(i)において、酸化チタン、鉄およびタングステンを含む担体は、例えば、酸化チタンに、鉄およびタングステンを含有させることにより製造できる。鉄およびタングステンは、酸化チタンに同時に含有させてもよく、酸化チタンに一方の成分(タングステン又は鉄)を含有(又は担持)させた後、他方の成分(鉄又はタングステン)を含有(担持)させてもよい。特に、酸化チタンにタングステンを含有(又は担持)させた後、鉄を含有させる場合が多い。なお、酸化チタンは、市販品を用いてもよく、慣用の方法(例えば、チタンテトラアルコキシドやチタンテトラハライドを縮合させる方法など)で合成したものを用いてもよい。また、一方の成分(タングステン又は鉄)を含む酸化チタン(例えば、酸化チタン−酸化タングステン触媒)を市販品として用い、この酸化チタンに他方の成分(例えば、鉄)を含有させてもよい。   In the method (i), the support containing titanium oxide, iron and tungsten can be produced, for example, by allowing titanium oxide to contain iron and tungsten. Iron and tungsten may be contained in titanium oxide at the same time. After one component (tungsten or iron) is contained (or supported) in titanium oxide, the other component (iron or tungsten) is contained (supported). May be. In particular, it is often the case that iron is contained after containing (or supporting) tungsten in titanium oxide. In addition, a commercial item may be used for titanium oxide, and what was synthesize | combined by the usual method (For example, the method of condensing titanium tetraalkoxide, titanium tetrahalide, etc.) may be used. Moreover, titanium oxide (for example, titanium oxide-tungsten oxide catalyst) containing one component (tungsten or iron) may be used as a commercial product, and the other component (for example, iron) may be contained in this titanium oxide.

含有(担持)させる方法としては、含浸法や混練法など公知の方法を利用できる。いずれの方法においても、含有(担持)には、通常、焼成工程を要する場合が多い。例えば、酸化チタン(又は鉄を含有する酸化チタン)にタングステンを含有させる場合、酸化チタン(又は鉄を含有する酸化チタン)とタングステン化合物(タングステン源)との混合物を、例えば、400℃以上(例えば、400〜650℃)、好ましくは420〜600℃、さらに好ましくは450〜550℃程度の温度で焼成してもよい。また、酸化チタン(又はタングステンを含有する酸化チタン)に鉄を含有させる場合、酸化チタン(又はタングステンを含有する酸化チタン)と鉄化合物(鉄源)との混合物を、例えば、400℃以上(例えば、400〜650℃)、好ましくは420〜600℃、さらに好ましくは450〜550℃程度の温度で焼成してもよい。焼成は、酸素雰囲気下(例えば、空気中)で行ってもよい。なお、鉄化合物やタングステン化合物は、含浸法、混練法のいずれにおいても、通常、溶液(特に水溶液)の形態(又は溶解可能な溶媒の存在下)で使用する場合が多い。例えば、前記混合物は、一方の成分(例えば、鉄化合物)を含む溶液に、他方の成分(酸化チタン、タングステンを含有する酸化チタンなど)を浸漬することにより得られる。このような場合、通常、混合物から溶媒(特に水)を蒸発(蒸発乾固)などにより除去した後、焼成する場合が多い。   As a method of containing (supporting), a known method such as an impregnation method or a kneading method can be used. In any method, inclusion (support) usually requires a firing step in many cases. For example, when tungsten is contained in titanium oxide (or titanium oxide containing iron), a mixture of titanium oxide (or titanium oxide containing iron) and a tungsten compound (tungsten source) is, for example, 400 ° C. or higher (for example, 400 to 650 ° C.), preferably 420 to 600 ° C., more preferably 450 to 550 ° C. Further, when iron is contained in titanium oxide (or titanium oxide containing tungsten), a mixture of titanium oxide (or titanium oxide containing tungsten) and an iron compound (iron source) is, for example, 400 ° C. or more (for example, 400 to 650 ° C.), preferably 420 to 600 ° C., more preferably 450 to 550 ° C. Firing may be performed in an oxygen atmosphere (for example, in air). In many cases, the iron compound or the tungsten compound is usually used in the form of a solution (particularly an aqueous solution) (or in the presence of a soluble solvent) in both the impregnation method and the kneading method. For example, the mixture can be obtained by immersing the other component (titanium oxide, titanium oxide containing tungsten, etc.) in a solution containing one component (for example, an iron compound). In such a case, usually, the solvent (particularly water) is often removed from the mixture by evaporation (evaporation to dryness) or the like, and then calcined.

鉄化合物としては、無機酸鉄[硫酸鉄(硫酸鉄(II)、硫酸鉄(III)など)、硝酸鉄など]、ハロゲン化鉄(塩化鉄、臭化鉄など)などが挙げられる。これらの鉄化合物は、通常、水溶性であり、好適に使用できる。これらの鉄化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの鉄化合物のうち、無機酸鉄を用いる場合が多い。特に、硫酸鉄を用いると、前記触媒(又は担体)に簡便に硫酸成分を含有させることができる。   Examples of the iron compound include inorganic acid iron [iron sulfate (iron sulfate (II), iron sulfate (III), etc.), iron nitrate, etc.], iron halide (iron chloride, iron bromide, etc.) and the like. These iron compounds are usually water-soluble and can be suitably used. These iron compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these iron compounds, inorganic acid iron is often used. In particular, when iron sulfate is used, the catalyst (or support) can easily contain a sulfuric acid component.

タングステン化合物としては、タングステン酸(パラタングステン酸、メタタングステン酸など)、タングステン酸アンモニウム(タングステン酸アンモニウム・パラ五水和物など)などが挙げられる。これらのタングステン化合物もまた、通常、水溶性であり、好適に使用できる。これらのタングステン化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the tungsten compound include tungstic acid (such as paratungstic acid and metatungstic acid) and ammonium tungstate (such as ammonium tungstate and parapentahydrate). These tungsten compounds are also usually water-soluble and can be suitably used. These tungsten compounds can be used alone or in combination of two or more.

前記担体(又は酸化チタン)に対する白金族金属(パラジウム、イリジウム、ロジウム)の担持方法もまた、前記と同様に、含浸法など公知の方法が適用できる。いずれの方法においても、含有(担持)には、焼成工程を要する場合が多い。なお、白金族金属を2種以上組み合わせる場合、これらの白金族金属は、前記担体に同時に含有(担持)させてもよく、別々に(段階的に)含有(担持)させてもよい。例えば、前記担体(又は酸化チタン)と白金族金属化合物(白金族金属源)との混合物を、例えば、400℃以上(例えば、400〜650℃)、好ましくは420〜600℃、さらに好ましくは450〜550℃、通常400〜600℃程度の温度で焼成してもよい。焼成は、酸素雰囲気下(例えば、空気中)で行ってもよい。なお、白金族金属化合物は、含浸法、混練法のいずれにおいても、通常、溶液(特に水溶液)の形態(又は溶解可能な溶媒の存在下)で使用する場合が多い。このような場合、通常、混合物から溶媒(特に水)を蒸発(蒸発乾固)などにより除去した後、焼成する場合が多い。   As the method for supporting the platinum group metal (palladium, iridium, rhodium) on the carrier (or titanium oxide), a known method such as an impregnation method can be applied as described above. In any method, the inclusion (support) often requires a firing step. When two or more platinum group metals are combined, these platinum group metals may be contained (supported) at the same time or may be contained (supported) separately (stepwise). For example, a mixture of the carrier (or titanium oxide) and a platinum group metal compound (platinum group metal source) is, for example, 400 ° C. or higher (for example, 400 to 650 ° C.), preferably 420 to 600 ° C., more preferably 450 It may be fired at a temperature of about 550 ° C, usually about 400-600 ° C. Firing may be performed in an oxygen atmosphere (for example, in air). The platinum group metal compound is usually used in the form of a solution (particularly an aqueous solution) (or in the presence of a soluble solvent) in both the impregnation method and the kneading method. In such a case, usually, the solvent (particularly water) is often removed from the mixture by evaporation (evaporation to dryness) or the like, and then calcined.

白金族金属化合物としては、塩[無機酸塩(硫酸塩、硝酸塩(硝酸パラジウム、硝酸イリジウム、硝酸ロジウムなど)、錯塩(テトラアンミンパラジウム硝酸塩、ペンタアンミンアクアロジウム硝酸塩、ヘキサアンミンイリジウム水酸化物など)など]、ハロゲン化物(塩化パラジウム酸、塩化イリジウム酸、塩化ロジウム酸など)などが挙げられる。これらの白金族金属化合物は、通常、水溶性である場合が多く、好適に使用できる。これらの白金族金属化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   Platinum group metal compounds include salts such as inorganic acid salts (sulfates, nitrates (palladium nitrate, iridium nitrate, rhodium nitrate, etc.), complex salts (tetraammine palladium nitrate, pentaammine aquadium nitrate, hexaammine iridium hydroxide, etc.) ], Halides (palladium chloride, iridium chloride, rhodium chloride, etc.) These platinum group metal compounds are usually water-soluble and can be suitably used. A metal compound can be used individually or in combination of 2 or more types.

なお、前記のように、硫酸成分を含有させる場合、硫酸成分は金属化合物(硫酸鉄など)の形態で使用することにより含有させてもよく、上記製造工程の適当な段階(例えば、酸化チタンに鉄及び/又はタングステンを含有させる段階)で硫酸基を含む化合物(例えば、硫酸アンモニウムなど)を使用して含有させてもよく、これらを組み合わせて含有させてもよい。   In addition, as mentioned above, when the sulfuric acid component is contained, the sulfuric acid component may be contained by using it in the form of a metal compound (such as iron sulfate). In the step of containing iron and / or tungsten, a compound containing a sulfate group (for example, ammonium sulfate) may be used, or a combination thereof may be contained.

本発明の触媒は、その形状を問わず、顆粒状、ペレット成型体あるいはハニカム成型体として使用できるが、圧力損失を低減する観点からはハニカム成型体とするのが好ましい。ハニカムに成型する方法として、耐火性セラミック上に触媒をコートする方法と、必要に応じてバインダーを添加し、ハニカム形状に押し出し成型する(さらに必要により焼成する)方法があるが、触媒性能の点からは後者の方が優れている。   The catalyst of the present invention can be used as a granule, a pellet molded body or a honeycomb molded body regardless of its shape, but is preferably a honeycomb molded body from the viewpoint of reducing pressure loss. There are two methods for forming into a honeycomb: a method in which a catalyst is coated on a refractory ceramic and a method in which a binder is added if necessary, and extrusion is performed into a honeycomb shape (further firing if necessary). From the latter, the latter is better.

ハニカム成型体とする場合には、成型工程は任意の段階で行うことができ、例えば、(i)酸化チタンを成型した後、これに順次、タングステン、鉄、白金族金属を担持(例えば、含浸担持)して成型体触媒としてもよく、(ii)タングステンを担持した酸化チタンをまず調製してこれを成型し、この成型体に鉄、白金族金属を担持(例えば、含浸担持)して成型体触媒としてもよく、(iii)すべての成分を担持した触媒を成型して成型体触媒としてもよい。   In the case of forming a honeycomb molded body, the molding process can be performed at any stage. For example, (i) after forming titanium oxide, tungsten, iron, and platinum group metals are sequentially supported (for example, impregnated). (Ii) Titanium oxide supporting tungsten is first prepared and molded, and then iron or platinum group metal is supported (for example, impregnated) on the molded body. It may be a body catalyst, or (iii) a catalyst supporting all components may be molded to form a molded body catalyst.

このような本発明の触媒は、排ガスの浄化に有効である。そのため、本発明には、上記の触媒を用いた排ガスの浄化方法も含む。このような浄化方法は、例えば、(i)排ガス(被処理ガス)に、アンモニア及び/又はその前駆体(アンモニア成分)を添加した後、前記排ガスを前記触媒に流通させ、前記排ガス中の窒素酸化物および可燃性成分を浄化する方法や、(ii)排ガス(被処理ガス)を前記触媒に流通させ、前記排ガス中のアンモニアを窒素に酸化するとともに可燃性成分を浄化する方法などが含まれる。   Such a catalyst of the present invention is effective for purification of exhaust gas. Therefore, the present invention also includes a method for purifying exhaust gas using the above catalyst. Such a purification method includes, for example, (i) adding ammonia and / or a precursor thereof (ammonia component) to exhaust gas (treated gas), then circulating the exhaust gas through the catalyst, and adding nitrogen in the exhaust gas. Includes a method for purifying oxides and combustible components, and (ii) a method for purifying combustible components while oxidizing exhaust gas (treated gas) through the catalyst to oxidize ammonia in the exhaust gas to nitrogen. .

処理するガス(被処理ガス)の対象は限定されないが、被処理ガス(排ガス)は、通常、酸素(例えば、2〜15%程度の酸素)を含んでいる。また、前記浄化方法(i)において、被処理ガスは、窒素酸化物を10〜3000ppm(モル又は体積割合、ガスの割合において同じ)程度の濃度で含んでいてもよい。さらに、被処理ガスは、2〜20%の水蒸気、1〜10%の二酸化炭素を含んでいてもよい。また、燃焼排ガスは硫黄酸化物を含むことが多いが、本発明の触媒は、0.1〜100ppm程度の硫黄酸化物を含むガスにも適用できる。   Although the object of the gas to be processed (processed gas) is not limited, the gas to be processed (exhaust gas) usually contains oxygen (for example, about 2 to 15% oxygen). Further, in the purification method (i), the gas to be treated may contain nitrogen oxide at a concentration of about 10 to 3000 ppm (molar or volume ratio, the same in gas ratio). Further, the gas to be treated may contain 2 to 20% water vapor and 1 to 10% carbon dioxide. Although combustion exhaust gas often contains sulfur oxides, the catalyst of the present invention can also be applied to gases containing about 0.1 to 100 ppm of sulfur oxides.

排ガス(燃焼排ガスなど)は、通常可燃性成分として微量の一酸化炭素を含むが、その濃度がTHC(全炭化水素)換算で1000ppm程度の高濃度[例えば、1000ppm以上(例えば、1000〜5000ppm、特に、1500〜4500ppm程度)]であっても、本発明の触媒の窒素酸化物還元性能は大きな影響を受けることはない。また、排ガス(燃焼排ガスなど)では、しばしば炭化水素や含酸素化合物などの可燃性成分を含むが、このような可燃性成分(例えば、炭化水素)の濃度がTHC(全炭化水素)換算で200〜2000ppm(例えば、300〜1800ppm、特に、500〜1500ppm)程度であっても、本発明の触媒の窒素酸化物還元性能は大きな影響を受けることはない。   Exhaust gas (combustion exhaust gas, etc.) usually contains a small amount of carbon monoxide as a combustible component, but its concentration is as high as about 1000 ppm in terms of THC (total hydrocarbons) [for example, 1000 ppm or more (for example, 1000 to 5000 ppm, In particular, the nitrogen oxide reduction performance of the catalyst of the present invention is not greatly affected. Further, exhaust gas (combustion exhaust gas, etc.) often contains combustible components such as hydrocarbons and oxygen-containing compounds. The concentration of such combustible components (for example, hydrocarbons) is 200 in terms of THC (total hydrocarbons). Even if it is about -2000 ppm (for example, 300-1800 ppm, especially 500-1500 ppm), the nitrogen oxide reduction performance of the catalyst of the present invention is not greatly affected.

本発明の排ガス浄化方法(i)では、アンモニア(アンモニア成分)を含む排ガス(窒素酸化物含有ガス)を前記触媒に通じる(流通させる又は接触させる)。アンモニアを含む排ガスは、通常、排ガス(酸素、窒素酸化物、さらには一酸化炭素、炭化水素などの可燃性成分を含む排ガス)にアンモニアを添加することにより得ることができ、アンモニアの添加の方法は、公知の方法が適用できる。例えば、液化アンモニアを用いてガス状のアンモニアを添加してもよく、尿素や炭酸アンモニウムなどの熱分解によりアンモニアを生じる化合物(アンモニア前駆体)の水溶液を噴霧してもよい。例えば、アンモニア成分は、アンモニア、アンモニア前駆体(アンモニアを生成する化合物)のいずれか又はその双方を用いてもよい。アンモニア(アンモニア成分)の添加量は、少なすぎると十分な脱硝率が得られず、多すぎるとアンモニアリーク量が増えるおそれがあり、また経済性も悪化するので、窒素酸化物に対するアンモニアのモル比で、通常0.75〜1.25倍、好ましくは0.8〜1.2倍、さらに好ましくは0.9〜1.1倍程度であってもよい。   In the exhaust gas purification method (i) of the present invention, exhaust gas (nitrogen oxide-containing gas) containing ammonia (ammonia component) is communicated (circulated or brought into contact) with the catalyst. The exhaust gas containing ammonia can be usually obtained by adding ammonia to exhaust gas (exhaust gas containing combustible components such as oxygen, nitrogen oxides, carbon monoxide, and hydrocarbons). A known method can be applied. For example, gaseous ammonia may be added using liquefied ammonia, or an aqueous solution of a compound (ammonia precursor) that generates ammonia by thermal decomposition such as urea or ammonium carbonate may be sprayed. For example, the ammonia component may be either ammonia, an ammonia precursor (a compound that generates ammonia), or both. If the amount of ammonia (ammonia component) added is too small, a sufficient denitration rate will not be obtained, and if it is too large, the amount of ammonia leak may increase, and the economy will also deteriorate, so the molar ratio of ammonia to nitrogen oxides In general, it may be about 0.75 to 1.25 times, preferably about 0.8 to 1.2 times, and more preferably about 0.9 to 1.1 times.

触媒の使用温度(排ガスと接触させる際の温度、接触温度、流通温度)は、鉄、タングステンおよび白金族金属成分の担持量、除去したい炭化水素類の種類によって適宜選択してよいが、通常は300〜500℃程度で使用するのが好ましく、より好ましくは300〜450℃、さらに好ましくは350〜450℃程度で使用する。ホルムアルデヒドなどアルデヒド類は比較的容易に酸化除去されるが、エチレンや酢酸などは反応性が比較的低いので、より高い温度で触媒を使用することが望ましい。なお、触媒の使用温度(排ガスと接触させる際の温度、接触温度、流通温度)は、低すぎると触媒性能が不十分となって、脱硝率や可燃性成分の除去率が低下し、またアンモニアのリーク量が増えるおそれがある。一方、高すぎても脱硝率が低下し、触媒の耐久性も悪化する。   The use temperature of the catalyst (temperature when contacting with exhaust gas, contact temperature, circulation temperature) may be appropriately selected depending on the amount of iron, tungsten and platinum group metal components supported, and the type of hydrocarbons to be removed. It is preferable to use at about 300-500 degreeC, More preferably, it is used at about 300-450 degreeC, More preferably, it is used at about 350-450 degreeC. Aldehydes such as formaldehyde can be oxidized and removed relatively easily, but ethylene and acetic acid have relatively low reactivity, so it is desirable to use a catalyst at a higher temperature. If the catalyst operating temperature (temperature when contacting with exhaust gas, contact temperature, circulation temperature) is too low, the catalyst performance will be insufficient, the denitration rate and the removal rate of combustible components will decrease, and ammonia There is a risk that the amount of leakage increases. On the other hand, if it is too high, the denitration rate is lowered and the durability of the catalyst is also deteriorated.

触媒の使用量は、多すぎると経済性が悪化し、少なすぎると性能が不十分となる虞がある。従って、ガス時間あたり空間速度(GHSV)は、2,000〜100,000h−1、好ましくは3,000〜50,000h−1、さらに好ましくは5,000〜30,000h−1程度であってもよい。このような範囲であると、経済性および脱硝性能を両立して好適である。なお、反応性が比較的低い可燃性成分に対して高い転化率を要する場合には、2,000〜15,000h−1の範囲としてもよい。 If the amount of the catalyst used is too large, the economic efficiency deteriorates, and if it is too small, the performance may be insufficient. Accordingly, a space velocity per gas hourly (GHSV) is, 2,000~100,000H -1, a preferably 3,000~50,000H -1, more preferably 5,000~30,000h about -1 Also good. Within such a range, both economic efficiency and denitration performance are suitable. In addition, when a high conversion rate is required for a combustible component having a relatively low reactivity, the range may be 2,000 to 15,000 h −1 .

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
市販の酸化チタン−酸化タングステン系脱硝触媒(堺化学工業製、SCN−515)を破砕して篩い分けて粒径1〜2mmに揃えた。得られた粉状物18.7gを、硫酸鉄(III)水和物(Feとして24.3質量%含有)3.9gを純水20gに溶解した水溶液に15時間浸漬した。その後、120℃のホットプレート上で蒸発乾固した後、120℃の乾燥器で1時間乾燥し、さらに500℃で6時間焼成して、鉄タングステンチタニアを得た。
Example 1
A commercially available titanium oxide-tungsten oxide denitration catalyst (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., SCN-515) was crushed and sieved to a particle size of 1 to 2 mm. 18.7 g of the obtained powdery substance was immersed in an aqueous solution in which 3.9 g of iron (III) sulfate hydrate (containing 24.3 mass% as Fe) was dissolved in 20 g of pure water for 15 hours. Then, after evaporating and drying on a 120 degreeC hotplate, it dried with the 120 degreeC dryer for 1 hour, and also baked at 500 degreeC for 6 hours, and obtained iron tungsten titania.

テトラアンミンパラジウム硝酸塩(Pd(NH(NO)0.0028gとヘキサアンミンイリジウム水酸化物(Ir(NH(OH))水溶液(Irとして5質量%含有)0.04gとを9mlの純水で混合希釈した。得られた水溶液に、前記鉄タングステンチタニア10gを浸漬し、100℃のホットプレート上で乾燥し、さらに500℃で4時間焼成して、0.01%Pd−0.02%Ir/鉄タングステンチタニア触媒(鉄タングステンチタニアに対して0.01質量%のPdおよび0.02質量%のIrを含む触媒を意味する。以下同様。)を得た。 Tetraamminepalladium nitrate (Pd (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 ) 0.0028 g and hexaammineiridium hydroxide (Ir (NH 3 ) 6 (OH) 3 ) aqueous solution (containing 5% by mass as Ir) 0.04 g Were diluted with 9 ml of pure water. In the obtained aqueous solution, 10 g of the iron tungsten titania is immersed, dried on a hot plate at 100 ° C., and further fired at 500 ° C. for 4 hours to obtain 0.01% Pd−0.02% Ir / iron tungsten titania. A catalyst (meaning a catalyst containing 0.01% by mass of Pd and 0.02% by mass of Ir with respect to iron tungsten titania, the same applies hereinafter) was obtained.

この触媒を4.5ml量りとり、石英製反応管(内径20mm)に充填した。加熱炉で触媒層温度を所定の温度に保ち、所定のガスを流通して触媒活性を評価した。試験に用いたガスの組成(モル%)は:一酸化窒素300ppm、酸素10%、水蒸気10%、一酸化炭素500ppm,エチレン200ppm,二酸化硫黄0.5ppmと、アンモニアが225,300,375,450ppm(それぞれ、後述の表の[NH]/[NO]=0.75,1.0,1.25,1.5に対応)で残部がヘリウムである。 4.5 ml of this catalyst was weighed and filled in a quartz reaction tube (inner diameter 20 mm). The catalyst layer temperature was kept at a predetermined temperature in a heating furnace, and a predetermined gas was circulated to evaluate the catalyst activity. The composition (mol%) of the gas used in the test is: 300 ppm nitrogen monoxide, 10% oxygen, 10% water vapor, 500 ppm carbon monoxide, 200 ppm ethylene, 0.5 ppm sulfur dioxide, and 225,300,375,450 ppm ammonia. The balance is helium in (corresponding to [NH 3 ] / [NO] = 0.75, 1.0, 1.25, 1.5 in the table below, respectively).

まず、触媒層の温度を300〜500℃(300℃、350℃、400℃、450℃、おおよび500℃)のそれぞれの温度で[NH]/[NO]=0.75,1.0,1.25,1.5に順次変えて、触媒の初期活性を測定した。次いで、触媒層の温度を500℃に保って[NH]/[NO]=1.0のガスを12時間流通し、引き続いて触媒層の温度を300〜500℃のそれぞれの温度で[NH]/[NO]=0.75,1.0,1.25,1.5に順次変えて、耐久処理後の触媒活性を測定した。ガス流量は、いずれの条件でも毎分1.2リットル(0℃、1気圧の状態における体積)とした(GHSV 16,000h−1)。反応前後のガスの窒素酸化物濃度を化学発光式NOx分析計で、エチレン、一酸化炭素濃度をガスクロマトグラフで測定し、NOx、COおよびHC転化率を計算した。 First, the temperature of the catalyst layer is 300 to 500 ° C. (300 ° C., 350 ° C., 400 ° C., 450 ° C., and 500 ° C.), [NH 3 ] / [NO] = 0.75, 1.0 , 1.25 and 1.5 in order, and the initial activity of the catalyst was measured. Next, the gas of [NH 3 ] / [NO] = 1.0 was passed for 12 hours while maintaining the temperature of the catalyst layer at 500 ° C., and subsequently the temperature of the catalyst layer was changed to [NH at each temperature of 300 to 500 ° C. 3 ] / [NO] = 0.75, 1.0, 1.25, 1.5. The catalytic activity after the endurance treatment was measured. The gas flow rate was 1.2 liters per minute (volume at 0 ° C., 1 atm) under any conditions (GHSV 16,000 h −1 ). The nitrogen oxide concentration of the gas before and after the reaction was measured with a chemiluminescent NOx analyzer, and the ethylene and carbon monoxide concentrations were measured with a gas chromatograph, and the NOx, CO, and HC conversion rates were calculated.

なお、各転化率は下記の式で計算される。
NOx転化率(%)=100×{1−(反応後NOx濃度)/(反応前NOx濃度)}
CO転化率(%)=100×{1−(反応後CO濃度)/(反応前CO濃度)}
HC転化率(%)=100×{1−(反応後エチレン濃度)/(反応前エチレン濃度)}
ここで、反応前とはガス流通方向に対して触媒より上流側、反応後とはガス流通方向に対して触媒より下流側で測定したことを意味する。
Each conversion rate is calculated by the following formula.
NOx conversion rate (%) = 100 × {1- (post-reaction NOx concentration) / (pre-reaction NOx concentration)}
CO conversion rate (%) = 100 × {1- (post-reaction CO concentration) / (pre-reaction CO concentration)}
HC conversion (%) = 100 × {1- (ethylene concentration after reaction) / (ethylene concentration before reaction)}
Here, “before the reaction” means that the measurement is performed upstream of the catalyst with respect to the gas flow direction, and “after the reaction” means that the measurement is performed on the downstream side of the catalyst with respect to the gas distribution direction.

結果を表1に示す。表1に示すとおり、NH/NO=1.0の条件では、450℃以下の温度で80%以上のNOx転化率が得られる一方、350℃以上の温度では、COおよびHC転化率は90%を超える。従って、350℃〜450℃の範囲で、窒素酸化物の還元と、COおよび炭化水素の酸化除去を同時に行うことが可能となる。 The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, under the condition of NH 3 /NO=1.0, a NOx conversion rate of 80% or more is obtained at a temperature of 450 ° C. or lower, while a CO and HC conversion rate of 90% is obtained at a temperature of 350 ° C. or higher. %. Therefore, in the range of 350 ° C. to 450 ° C., the reduction of nitrogen oxides and the oxidative removal of CO and hydrocarbons can be performed simultaneously.

また、反応後のアンモニア濃度は、400℃の場合、NH/NO=1.25および1.5のいずれの条件でも20ppm以下であった。すなわち、実施例1で得られた触媒によれば、NOxに対してNHが過剰となっても、リークアンモニアは、最小限に抑制できる。 Further, the ammonia concentration after the reaction was 20 ppm or less under the conditions of NH 3 /NO=1.25 and 1.5 at 400 ° C. That is, according to the catalyst obtained in Example 1, even when NH 3 becomes excessive with respect to NOx, leaked ammonia can be suppressed to the minimum.

(比較例1)
実施例1で調製したパラジウムおよびイリジウムを担持する前の鉄タングステンチタニアの触媒活性を、実施例1と同様にして評価した。結果を表2に示す。表2に示すとおり、この触媒は、窒素酸化物の還元には高い活性を示すものの、COおよび炭化水素の酸化除去活性は低い。なお、CO転化率が負となるのは、エチレンの不完全酸化によりCOが生成したためと考えられる。
(Comparative Example 1)
The catalytic activity of iron tungsten titania before supporting palladium and iridium prepared in Example 1 was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. As shown in Table 2, the catalyst exhibits high activity for reducing nitrogen oxides, but has low CO and hydrocarbon oxidation removal activity. The reason why the CO conversion rate becomes negative is thought to be that CO was generated by incomplete oxidation of ethylene.

(実施例2)
実施例1において、ガスの組成(モル%)を:酸素10%、水蒸気10%、一酸化炭素500ppm,エチレン200ppm,二酸化硫黄0.5ppm、アンモニア300ppmで残部がヘリウム(一酸化窒素を含まない)としたこと以外は実施例1と同様にして、触媒活性(COおよびHC転化率ならびにアンモニア分解によるNおよびNOx生成率)を測定した。
(Example 2)
In Example 1, the gas composition (mol%) was: oxygen 10%, water vapor 10%, carbon monoxide 500 ppm, ethylene 200 ppm, sulfur dioxide 0.5 ppm, ammonia 300 ppm, the balance being helium (no nitrogen monoxide) Except for the above, catalytic activity (CO and HC conversion rate and N 2 and NOx production rate due to ammonia decomposition) was measured in the same manner as in Example 1.

なお、COおよびHCは前記式で計算され、N生成率およびNOx生成率は下記の式で計算される。
生成率(%)=200×{(反応後窒素濃度)/(反応前NH濃度)}
NOx生成率(%)=100×{(反応後窒素酸化物濃度)/(反応前NH濃度)}
結果を表3に示す。表3に示すとおり、実施例1で得られた触媒は、アンモニア分解活性が高く、窒素酸化物を多量に生成することもなく、可燃性成分の酸化にも有効である。
CO and HC are calculated by the above equations, and the N 2 production rate and the NOx production rate are calculated by the following equations.
N 2 production rate (%) = 200 × {(post-reaction nitrogen concentration) / (pre-reaction NH 3 concentration)}
NOx production rate (%) = 100 × {(post-reaction nitrogen oxide concentration) / (pre-reaction NH 3 concentration)}
The results are shown in Table 3. As shown in Table 3, the catalyst obtained in Example 1 has high ammonia decomposition activity, does not produce a large amount of nitrogen oxides, and is effective for oxidizing combustible components.

(比較例2)
比較例1の触媒について、実施例2と同様にして、COおよびHC転化率ならびにアンモニア分解によるNおよびNOx生成率を測定した。結果を表4に示す。表4に示すとおり、比較例1で得られた触媒では、アンモニア分解活性も可燃性成分の酸化活性も低い。
(Comparative Example 2)
For the catalyst of Comparative Example 1, the CO and HC conversion rates and the N 2 and NOx production rates due to ammonia decomposition were measured in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 4. As shown in Table 4, the catalyst obtained in Comparative Example 1 has low ammonia decomposition activity and low oxidation activity of combustible components.

(比較例3)
市販の酸化チタン(石原産業社製 MC−90)60gを、硫酸バナジル(VOSO・nHO;VOSOとして62%含有)15gを90gの純水に溶解した溶液に15時間浸漬した。エバポレーターで水分を除去し、120℃の乾燥器で乾燥した後、空気中480℃で焼成して、チタニア−バナジア触媒(BET比表面積43m/g)を得た。この触媒の活性を実施例1と同様に評価した。ただし、[NH]/[NO]=1.0のガスを12時間流通する温度は450℃とし、450℃、400℃、350℃、300℃および275℃における活性を測定した。結果を表5に示す。表5に示すとおり、この触媒ではCO転化率が低く、温度によっては負の転化率となった。これはエチレンの不完全酸化によりCOが生成されるためと考えられる。
(Comparative Example 3)
60 g of commercially available titanium oxide (MC-90 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was immersed in a solution of 15 g of vanadyl sulfate (VOSO 4 · nH 2 O; 62% contained as VOSO 4 ) dissolved in 90 g of pure water for 15 hours. Water was removed with an evaporator, dried in a dryer at 120 ° C., and then calcined in air at 480 ° C. to obtain a titania-vanadia catalyst (BET specific surface area 43 m 2 / g). The activity of this catalyst was evaluated in the same manner as in Example 1. However, the temperature at which the gas of [NH 3 ] / [NO] = 1.0 was circulated for 12 hours was 450 ° C., and the activities at 450 ° C., 400 ° C., 350 ° C., 300 ° C. and 275 ° C. were measured. The results are shown in Table 5. As shown in Table 5, this catalyst had a low CO conversion rate and a negative conversion rate depending on the temperature. This is presumably because CO is generated by incomplete oxidation of ethylene.

(比較例4)
前記のチタニア−バナジア触媒に、塩化白金酸(HPtCl)を用いて0.02%(質量基準)のPtを担持し、0.02%Pt/チタニア−バナジア触媒を得て、その活性を比較例3と同様に評価した。結果を表6に示す。表6に示す通り、CO除去性能はある程度改善するが、450℃でもCO転化率は40%程度にすぎない。
(Comparative Example 4)
The titania-vanadia catalyst was loaded with 0.02% (mass basis) of Pt using chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 ) to obtain a 0.02% Pt / titania-vanadia catalyst, and its activity Was evaluated in the same manner as in Comparative Example 3. The results are shown in Table 6. As shown in Table 6, the CO removal performance is improved to some extent, but the CO conversion is only about 40% even at 450 ° C.

本発明は、原動機などの燃焼機器から排出される燃焼排ガスや化学プロセスの排ガスなどに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素および炭化水素など可燃性成分の浄化に利用できる。窒素酸化物に対して過剰量のアンモニアが添加された場合にも漏出するアンモニア量が低く抑制されるので、窒素酸化物濃度の時間変動の大きい燃焼排ガスやプロセス排ガスの処理に特に有用である。また、一酸化炭素や炭化水素類も酸化除去できるので、酸化触媒を別置することなく、有害成分の同時浄化が可能となって、環境面および経済面に優れる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to purify combustible components such as nitrogen oxides, carbon monoxide, and hydrocarbons contained in combustion exhaust gas discharged from combustion equipment such as a prime mover or chemical process exhaust gas. Even when an excessive amount of ammonia is added to the nitrogen oxide, the amount of ammonia leaking out is suppressed to a low level, which is particularly useful for the treatment of combustion exhaust gas and process exhaust gas having a large time fluctuation of the nitrogen oxide concentration. In addition, since carbon monoxide and hydrocarbons can be removed by oxidation, harmful components can be simultaneously purified without separately providing an oxidation catalyst, which is excellent in terms of environment and economy.

また、本発明の触媒は、排ガス中のアンモニアおよび可燃性成分の除去にも有効であり、これらの成分を含有する排ガスの浄化にも適用できる。また、本発明の触媒は、公知の脱硝触媒と併用することもできる。例えば、排ガスを、まず、酸化チタン−酸化バナジウム−酸化タングステン触媒などの公知の触媒に通じ、次いで本発明の触媒に通じるように構成した場合には、次の効果が得られる。まず、前段の触媒で脱硝反応が完結しなかった場合には、本発明の触媒に通じるガスには窒素酸化物、アンモニアおよび可燃性成分が含まれることになるが、本発明の触媒により、これらのすべてが低減される。前段の触媒で、脱硝反応は完結したがリークアンモニアが残存した場合には、本発明の触媒に通じるガスには、アンモニアおよび可燃性成分が含まれることになるが、本発明の触媒によれば、アンモニアおよび可燃性成分が低減されるとともに、窒素酸化物を増加させることもない。   In addition, the catalyst of the present invention is effective for removing ammonia and combustible components in the exhaust gas, and can be applied to purification of exhaust gas containing these components. The catalyst of the present invention can be used in combination with a known denitration catalyst. For example, when the exhaust gas is configured to first pass through a known catalyst such as a titanium oxide-vanadium oxide-tungsten oxide catalyst and then to the catalyst of the present invention, the following effects are obtained. First, when the denitration reaction is not completed with the catalyst of the previous stage, the gas leading to the catalyst of the present invention contains nitrogen oxides, ammonia and combustible components. All of that is reduced. When the denitration reaction is completed with the catalyst in the previous stage, but leaked ammonia remains, the gas leading to the catalyst of the present invention contains ammonia and combustible components. According to the catalyst of the present invention, Ammonia and combustible components are reduced and nitrogen oxides are not increased.

Claims (8)

酸素雰囲気下において、アンモニアの存在下に窒素酸化物を還元するとともに、可燃性成分を酸化除去するための触媒であって、酸化チタン、鉄およびタングステンを含有する担体に、パラジウム、イリジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも1種の白金族金属を担持した触媒。   A catalyst for reducing nitrogen oxides in the presence of ammonia and oxidizing and removing flammable components in an oxygen atmosphere, comprising a support containing titanium oxide, iron and tungsten, from palladium, iridium and rhodium A catalyst supporting at least one selected platinum group metal. 酸素雰囲気下において、アンモニアを窒素に酸化するとともに、可燃性成分を酸化除去するための触媒であって、酸化チタン、鉄およびタングステンを含有する担体に、パラジウム、イリジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも1種の白金族金属を担持した触媒。   A catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen and oxidizing and removing combustible components in an oxygen atmosphere, and a carrier containing titanium oxide, iron and tungsten, and at least one selected from palladium, iridium and rhodium A catalyst carrying a platinum group metal. 白金族金属が少なくともパラジウムを含み、パラジウムの割合が担体に対して質量比で0.005〜0.025%である請求項1又は2に記載の触媒。   The catalyst according to claim 1 or 2, wherein the platinum group metal contains at least palladium, and the proportion of palladium is 0.005 to 0.025% by mass with respect to the support. 白金族金属が、パラジウムと、イリジウムおよびロジウムから選ばれた少なくとも1種とを含み、イリジウムおよびロジウムから選択された少なくとも1種の割合が、パラジウムに対して質量比で0.5〜5倍である請求項1〜3のいずれかに記載の触媒。   The platinum group metal contains palladium and at least one selected from iridium and rhodium, and the ratio of at least one selected from iridium and rhodium is 0.5 to 5 times by mass with respect to palladium. The catalyst according to any one of claims 1 to 3. さらに、硫酸成分を含む請求項1〜4のいずれかに記載の触媒。   Furthermore, the catalyst in any one of Claims 1-4 containing a sulfuric acid component. 酸素を含む排ガスの浄化方法であって、前記排ガスに、アンモニア及び/又はその前駆体を添加した後、前記排ガスを請求項1記載の触媒に流通させ、前記排ガス中の窒素酸化物および可燃性成分を浄化する方法。 A method for purifying exhaust gas containing oxygen, in the exhaust gas, after the addition of ammonia and / or a precursor thereof, the flue gas was passed through to claim 1 Symbol placement of the catalyst, the nitrogen oxides in the flue gas and the combustible A method of purifying sexual components. アンモニア及び/又はその前駆体を、排ガス中の窒素酸化物に対して、アンモニアのモル比で0.75〜1.25倍添加する請求項6記載の方法。   The method according to claim 6, wherein ammonia and / or a precursor thereof is added 0.75 to 1.25 times in molar ratio of ammonia to nitrogen oxide in the exhaust gas. 酸素を含む排ガスの浄化方法であって、前記排ガスを請求項2記載の触媒に流通させ、前記排ガス中のアンモニアを窒素に酸化するとともに可燃性成分を浄化する方法。 A method for purifying exhaust gas containing oxygen, the flue gas was passed through to claim 2 Symbol placement of the catalyst, method of ammonia in the exhaust gas purifying combustible components as well as oxidation to nitrogen.
JP2009028484A 2009-02-10 2009-02-10 Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method Expired - Fee Related JP5285459B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009028484A JP5285459B2 (en) 2009-02-10 2009-02-10 Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009028484A JP5285459B2 (en) 2009-02-10 2009-02-10 Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010184171A JP2010184171A (en) 2010-08-26
JP5285459B2 true JP5285459B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=42765164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009028484A Expired - Fee Related JP5285459B2 (en) 2009-02-10 2009-02-10 Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5285459B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102921432B (en) * 2012-10-09 2014-07-30 常州大学 Method for preparing catalyst used in promotion of conversion of ammonia nitrogen in oil refining waste water
ES2908342T3 (en) 2013-07-23 2022-04-28 Ptt Global Chemical Public Co Ltd Succinic acid production method using facilitated diffusion for sugar import

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3812236A (en) * 1972-06-22 1974-05-21 Standard Oil Co Removal of ammonia and organic impurities from an ammonia plant effluent
JPS61291026A (en) * 1985-06-17 1986-12-20 Hitachi Ltd Method for simultaneously removing nitrogen oxide and carbon monoxide
JP3337498B2 (en) * 1992-08-28 2002-10-21 バブコック日立株式会社 Method for producing catalyst for purifying exhaust gas and method for purifying exhaust gas
JPH07313885A (en) * 1994-05-23 1995-12-05 Agency Of Ind Science & Technol Nitrogen oxides removing catalyst and method
JP2982623B2 (en) * 1994-07-27 1999-11-29 株式会社日本触媒 Detoxification method of ammonia-containing exhaust gas
JPH08215573A (en) * 1995-02-15 1996-08-27 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Ammonia decomposition catalyst containing sulfur compound
JPH09150039A (en) * 1995-12-01 1997-06-10 Babcock Hitachi Kk Apparatus and method for purifying exhaust gas
JP4216945B2 (en) * 1999-04-19 2009-01-28 株式会社日本触媒 Exhaust gas purification method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010184171A (en) 2010-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008296224A (en) Nitrogen oxide removing catalyst, nitrogen oxide removing method using it, and nitrogen oxide removing device
JP5285459B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method
JP2003236343A (en) Method for decontaminating exhaust gas and apparatus for denitration at low temperature
JP4994008B2 (en) Purification equipment for exhaust gas containing nitrogen oxides and metallic mercury
JP4499513B2 (en) Method for treating exhaust gas containing nitrogen oxides and odor components
JP2004358454A (en) Exhaust gas cleaning catalyst and cleaning method
JP3474514B2 (en) Low temperature denitration catalyst and low temperature denitration method
JP3994862B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and purification method
JP2007239616A (en) Exhaust emission control device, exhaust emission control method, and purification catalyst
JP6126858B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH08141398A (en) Catalyst for decomposing ammonia
JP6640357B2 (en) Exhaust gas denitration catalyst, exhaust gas treatment system, and exhaust gas treatment method
JP3626999B2 (en) Exhaust gas purification material and exhaust gas purification method
JP2009056459A (en) Catalyst and method for cleaning exhaust gas
JPH06126177A (en) Catalyst for removing nitrous oxide in exhaust gas
JPH09150039A (en) Apparatus and method for purifying exhaust gas
JPH0663359A (en) Nitrogen oxides purifying method and waste gas treating device
JP4881226B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method
JP2004322077A (en) Exhaust gas clarification catalyst and exhaust gas clarification method
JP2004261754A (en) Exhaust gas purifying catalyst and purifying method
JP2005279372A (en) Denitrification catalyst and denitrification method using it
JPH06154602A (en) Catalyst for removal of nitrogen oxide
JP2006068662A (en) Treatment method for exhaust gas containing odor component
JP2010036137A (en) Catalyst for removing nitrogen oxide, apparatus and method for removing nitrogen oxide using the same
JP2005048733A (en) Co-generation system with exhaust emission control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130430

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130531

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5285459

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees