JP6308834B2 - Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst - Google Patents

Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst Download PDF

Info

Publication number
JP6308834B2
JP6308834B2 JP2014067684A JP2014067684A JP6308834B2 JP 6308834 B2 JP6308834 B2 JP 6308834B2 JP 2014067684 A JP2014067684 A JP 2014067684A JP 2014067684 A JP2014067684 A JP 2014067684A JP 6308834 B2 JP6308834 B2 JP 6308834B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
ammonia
component
heat
honeycomb
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.)
Active
Application number
JP2014067684A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015188820A (en
Inventor
堀内 俊孝
俊孝 堀内
久和 進藤
久和 進藤
英昭 常木
英昭 常木
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.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai 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 Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2014067684A priority Critical patent/JP6308834B2/en
Publication of JP2015188820A publication Critical patent/JP2015188820A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6308834B2 publication Critical patent/JP6308834B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

本発明は、アンモニアを分解して水素を製造するためのハニカム形状の非貴金属系触媒と該触媒を用いた水素の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a honeycomb-shaped non-noble metal catalyst for producing hydrogen by decomposing ammonia and a method for producing hydrogen using the catalyst.

アンモニアを分解して水素を製造するための技術として貴金属を用いたアンモニア触媒が従来より数多く提案されている。例えば、コークス炉から生じるアンモニアを分解して水素を得るための触媒として、担体にニッケル−ランタン−白金族元素を担持した触媒が提案されている(特許文献1)。また、コージェライト、ムライトまたは炭化ケイ素を主成分とするハニカム状セラミックス製成形体に遷移金属元素を含む触媒成分を被覆したアンモニア分解触媒(特許文献2)、酸化セリウムと酸化ジルコニウムとの複合酸化物からなる触媒担体に、第6A族、第7族、第8族、および第1B族からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を担持させたアンモニア酸化・分解触媒(特許文献3)、超微粒子粉末を球形、円柱形またはハニカム形状に成形した担体に、ルテニウムおよび促進剤を担持したアンモニア分解触媒(特許文献4)などが提案されている。一方で、希少資源代替の観点から、非貴金属系アンモニア分解触媒も提案されている。例えば、コバルトを高い割合で含有するアンモニア分解触媒(特許文献5)、ニッケルをゼオライト、またはシリカアルミナに担持したアンモニア分解触媒(特許文献6)などが提案されている。   A number of ammonia catalysts using noble metals have been proposed as techniques for decomposing ammonia to produce hydrogen. For example, as a catalyst for decomposing ammonia generated from a coke oven to obtain hydrogen, a catalyst in which a nickel-lanthanum-platinum group element is supported on a carrier has been proposed (Patent Document 1). Further, an ammonia decomposition catalyst (Patent Document 2) in which a honeycomb ceramic molded body mainly composed of cordierite, mullite or silicon carbide is coated with a catalyst component containing a transition metal element, a composite oxide of cerium oxide and zirconium oxide An ammonia oxidation / decomposition catalyst in which at least one metal selected from the group consisting of Group 6A, Group 7, Group 8, Group 1B is supported on a catalyst carrier comprising: There has been proposed an ammonia decomposition catalyst (Patent Document 4) in which ruthenium and a promoter are supported on a carrier in which a powder is formed into a spherical shape, a cylindrical shape, or a honeycomb shape. On the other hand, non-noble metal-based ammonia decomposition catalysts have also been proposed from the viewpoint of rare resource replacement. For example, an ammonia decomposition catalyst containing a high proportion of cobalt (Patent Document 5), an ammonia decomposition catalyst having nickel supported on zeolite or silica alumina (Patent Document 6), and the like have been proposed.

特開平05−329372号公報JP 05-329372 A 特開2012−005926号公報JP2012-005926A 特開2012−101157号公報JP 2012-101157 A 特開2011−78888号公報JP 2011-78888 A 特開2011−224554号公報JP2011-224554A 特開2010−284640号公報JP 2010-284640 A

アンモニアを分解して水素を製造する反応方式としては、アンモニアを直接アンモニア分解触媒反応器に流通させて反応器を加熱することで水素を製造する直接分解反応方式、原料ガスにアンモニアと酸素含有ガスを同時に供給してアンモニアの燃焼熱を利用してアンモニア分解反応を進行させるオートサーマルリフォーミング方式等がある。特にオートサーマルリフォーミング方式は、外部熱源が不要なシンプルな反応器設計が可能であり、高線速の反応の場合でも反応効率が高く維持できる利点がある。   As a reaction method for decomposing ammonia to produce hydrogen, direct decomposition reaction method for producing hydrogen by circulating ammonia directly into an ammonia decomposition catalyst reactor and heating the reactor, ammonia and oxygen-containing gas as raw material gas There is an auto-thermal reforming method in which ammonia decomposition reaction is advanced using ammonia combustion heat. In particular, the autothermal reforming method enables a simple reactor design that does not require an external heat source, and has the advantage that the reaction efficiency can be maintained high even in the case of a high linear velocity reaction.

本発明者らは、従来のアンモニア分解触媒を用いてオートサーマルリフォーミング方式によりアンモニア分解反応を行う際に、運転異常等によりアンモニアの供給が途絶え空気のみが供給される状態になると、非常に危険な状態になりうるという新たな課題があることを見出した。すなわち、反応中の触媒はアンモニア分解で生じた水素によって還元された状態にあるが、運転異常等によりアンモニアの供給が途絶えてしまい空気のみが供給される状態になると、それまで還元された触媒が酸化されることになる。そして、その酸化熱によって加熱されて高温になり、触媒自体がダメージを受けるだけでなく、場合によっては、暴走反応によってハニカム状の担体までもが溶融するほどの高温になる恐れもあることを認識した。   When performing ammonia decomposition reaction by the autothermal reforming method using a conventional ammonia decomposition catalyst, the present inventors are very dangerous if the supply of ammonia is interrupted due to abnormal operation or the like and only air is supplied. I found that there was a new problem that could be in a state. That is, the catalyst in the reaction is in a state reduced by hydrogen generated by ammonia decomposition, but when the supply of ammonia is stopped due to an operation abnormality or the like and only air is supplied, the catalyst that has been reduced until then is It will be oxidized. It is recognized that not only the catalyst itself is damaged by the heat of oxidation, but the catalyst itself is damaged, and in some cases, the runaway reaction may cause the honeycomb carrier to melt. did.

かくして、本発明の目的は、オートサーマルリフォーミング方式によるアンモニア分解反応において、高い分解性能を発揮し、なおかつ仮に酸化雰囲気状態になった場合であっても発生する酸化熱を抑制し、触媒自体へのダメージや暴走反応を抑制するための触媒形態を提供することにある。   Thus, the object of the present invention is to exhibit high decomposition performance in the ammonia decomposition reaction by the autothermal reforming method, and to suppress the heat of oxidation generated even in an oxidative atmosphere state, to the catalyst itself. It is to provide a catalyst form for suppressing damage and runaway reaction.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、下記構成を見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found the following configuration and have reached the present invention.

第一の発明は、ハニカム成形体に触媒成分を担持してなるアンモニアを分解して水素を製造するための触媒であって、該触媒成分が触媒活性成分と耐熱性酸化物とを含有し、該触媒活性成分が鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ、該触媒活性成分の担持量がハニカム成形体1リットル当たり20〜80gであることを特徴とする触媒である。触媒の形状は、ペレット状や粒子状あるいは粉末状の触媒では反応条件が高線速になると触媒を充填した反応器の圧力損失が増大してしまうため好ましくなく、ハニカム状の触媒が適している。   A first invention is a catalyst for producing hydrogen by decomposing ammonia formed by supporting a catalyst component on a honeycomb formed body, the catalyst component containing a catalytically active component and a heat-resistant oxide, The catalyst is characterized in that the catalytically active component is at least one element selected from iron, cobalt and nickel, and the supported amount of the catalytically active component is 20 to 80 g per liter of honeycomb formed body. . The shape of the catalyst is not preferable for pellets, particles, or powdered catalysts because the pressure loss of the reactor filled with the catalyst increases when the reaction conditions become high, and a honeycomb catalyst is suitable. .

また、還元後の当該触媒成分の空気流通下における酸素消費速度が、100℃において触媒成分1グラム・1秒当たり1.0×10−7〜1.0×10−5molであることが好ましい。 Further, the oxygen consumption rate of the catalyst component after reduction under air circulation is preferably 1.0 × 10 −7 to 1.0 × 10 −5 mol per gram of catalyst component at 100 ° C./second. .

そして、前記ハニカム成形体に前記触媒成分に含有される耐熱性酸化物とは別に、耐熱性酸化物をハニカム成形体1リットル当たり10〜100gを担持したのちに、前記触媒成分を担持することが好ましい。前記耐熱性酸化物は、アルミナ、シリカ、ジルコニア及びセリアから選ばれる少なくとも1種の酸化物であることが好ましい。   In addition to the heat-resistant oxide contained in the catalyst component in the honeycomb molded body, 10 to 100 g of the heat-resistant oxide per liter of the honeycomb molded body may be loaded, and then the catalyst component may be loaded. preferable. The heat-resistant oxide is preferably at least one oxide selected from alumina, silica, zirconia and ceria.

第二の発明は、前記の触媒を用いて、アンモニアを分解し水素を製造することを特徴とする水素の製造方法である。   A second invention is a method for producing hydrogen, wherein ammonia is decomposed to produce hydrogen using the catalyst.

本発明によれば、上記課題の解決により、オートサーマルリフォーミング方式によるアンモニア分解反応において、高い分解性能を発揮し、運転異常等によりアンモニアの供給が途絶えてしまった場合であっても、触媒の酸化熱を低減させることで触媒自体へのダメージ、あるいは暴走反応を抑制することができる。   According to the present invention, due to the solution of the above problem, in the ammonia decomposition reaction by the autothermal reforming method, high decomposition performance is exhibited, and even if the supply of ammonia is interrupted due to abnormal operation or the like, By reducing the oxidation heat, damage to the catalyst itself or runaway reaction can be suppressed.

以下、本発明にかかる水素製造用触媒および該触媒を用いた水素製造方法について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に限定されることはなく、以下の例示以外についても本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し、実施することができる。   Hereinafter, the hydrogen production catalyst and the hydrogen production method using the catalyst according to the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to these explanations, and the present invention is not limited to the following examples. It can change suitably and implement in the range which does not impair the meaning.

本発明にかかる水素製造用触媒は、ハニカム成形体に触媒成分を担持してなる触媒であって、該触媒成分が触媒活性成分と耐熱性酸化物とを含有し、該触媒活性成分が鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ、該触媒活性成分の担持量がハニカム成形体1リットル当たり20〜80gであアンモニアを分解して水素を製造するための触媒である。   A catalyst for producing hydrogen according to the present invention is a catalyst in which a catalyst component is supported on a honeycomb formed body, the catalyst component contains a catalytic active component and a heat-resistant oxide, and the catalytic active component is iron, It is at least one element selected from cobalt and nickel, and the amount of the catalytically active component supported is 20 to 80 g per liter of honeycomb formed body, and is a catalyst for producing hydrogen by decomposing ammonia.

1.触媒
本発明における水素製造用触媒は、触媒成分として触媒活性成分と耐熱性酸化物とを含むものであり、その触媒活性成分としては、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも1種の元素であればよい。その触媒活性成分の担持量としては、ハニカム成形体1リットル当たり20〜80gであればよく、好ましくは25〜70g、より好ましくは30〜60g、さらに好ましくは30〜50gである。触媒活性成分の担持量がハニカム成形体1リットル当たり20gより少ないと十分な触媒活性が得られず、80gより多いと触媒が酸化条件下に曝された際の酸化熱が高くなりすぎるため好ましくない。
1. Catalyst The hydrogen production catalyst in the present invention contains a catalytically active component and a heat-resistant oxide as catalyst components, and the catalytically active component may be at least one element selected from iron, cobalt and nickel. That's fine. The supported amount of the catalytically active component may be 20 to 80 g per liter of the honeycomb formed body, preferably 25 to 70 g, more preferably 30 to 60 g, and further preferably 30 to 50 g. If the amount of the catalytically active component supported is less than 20 g per liter of honeycomb formed body, sufficient catalytic activity cannot be obtained, and if it exceeds 80 g, the oxidation heat when the catalyst is exposed to oxidizing conditions becomes too high. .

一方、触媒成分中に含有される耐熱性酸化物としては、一般的に触媒担体などに用いられる多孔質酸化物を用いることができる。具体的には、アルミナ、シリカ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゼオライト、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、チタニア−ジルコニア、ジルコニア−セリア等から選ばれる少なくとも1種の酸化物を用いることできる。中でもアルミナ、シリカ、ジルコニア及びセリアから選ばれる少なくとも1種の酸化物が好適である。触媒成分中のこれら耐熱性酸化物の量は、5〜80質量%が好ましく、より好ましくは10〜70質量%である。触媒成分中の耐熱性酸化物の含有量が5%より少ないと触媒活性成分の凝集により触媒活性が著しく低下するため好ましくなく、80%より多いと触媒成分中の触媒活性成分が相対的に少なくなり十分な触媒活性を得ることができないため好ましくない。   On the other hand, as the heat-resistant oxide contained in the catalyst component, a porous oxide generally used for a catalyst carrier or the like can be used. Specifically, at least one oxide selected from alumina, silica, zirconia, ceria, titania, zeolite, silica-alumina, silica-titania, titania-zirconia, zirconia-ceria, and the like can be used. Among these, at least one oxide selected from alumina, silica, zirconia and ceria is preferable. The amount of these heat-resistant oxides in the catalyst component is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass. If the content of the heat-resistant oxide in the catalyst component is less than 5%, the catalyst activity is remarkably lowered due to aggregation of the catalyst active component, which is not preferable, and if it exceeds 80%, the catalyst active component in the catalyst component is relatively small. This is not preferable because sufficient catalytic activity cannot be obtained.

還元後の触媒成分の空気流通下における酸素消費速度は、100℃において触媒成分1グラム・1秒当たり1.0×10−7〜1.0×10−5molであることが好ましく、より好ましくは2.5×10−7〜7.5×10−6mol、さらに好ましくは5.0×10−7〜5.0×10−6molである。還元後の触媒成分の空気流通下における酸素消費速度が、100℃において触媒成分1グラム・1秒当たり1.0×10−7molより小さい場合、触媒活性成分が高温還元雰囲気下でも還元され難い触媒である場合が多く、このような難還元性触媒はアンモニア分解活性が低いため好ましくない。還元後の触媒成分の空気流通下における酸素消費速度が、100℃において触媒成分1グラム・1秒当たり1.0×10−5molより大きい場合、酸素に対する活性が高すぎるため金属酸化熱によるハニカムの過熱が著しく促進されてしまうため好ましくない。通常、還元後の触媒成分の空気流通下における酸素消費速度は、昇温酸化測定によって測定することができる。 The oxygen consumption rate in the air circulation of the catalyst component after reduction is preferably 1.0 × 10 −7 to 1.0 × 10 −5 mol per gram / second of the catalyst component at 100 ° C., more preferably. Is 2.5 × 10 −7 to 7.5 × 10 −6 mol, more preferably 5.0 × 10 −7 to 5.0 × 10 −6 mol. When the oxygen consumption rate of the catalyst component after the reduction under air flow is less than 1.0 × 10 −7 mol per gram of catalyst component at 100 ° C./second , the catalytically active component is hardly reduced even in a high-temperature reducing atmosphere. In many cases, the catalyst is a catalyst, and such a difficult-to-reduced catalyst is not preferred because of its low ammonia decomposition activity. When the oxygen consumption rate in the air flow of the catalyst component after reduction is greater than 1.0 × 10 −5 mol per gram of catalyst component at 100 ° C. per second, the activity against oxygen is too high and the honeycomb due to the heat of metal oxidation This is not preferable because overheating of the film is remarkably accelerated. Usually, the oxygen consumption rate in the air circulation of the reduced catalyst component can be measured by temperature-programmed oxidation measurement.

触媒成分としての担持量としては、ハニカム成形体1リットル当たり25〜250gとするのが好ましい。触媒成分の担持量がハニカム成形体1リットル当たり25gより少ないと触媒活性が低位であるため好ましくなく、250gより多いと含まれる触媒活性成分が多いため金属酸化熱による温度上昇が大きくなりすぎるため好ましくない。   The supported amount as the catalyst component is preferably 25 to 250 g per liter of the honeycomb formed body. If the amount of the catalyst component supported is less than 25 g per liter of the honeycomb formed body, the catalyst activity is low because it is not preferable. Absent.

また、本発明における触媒は、予めハニカム成形体に耐熱性酸化物を担持したのちに、触媒成分を担持した触媒が好ましい。すなわち、ハニカム成形体と触媒成分との間に耐熱性酸化物の層を有する触媒が好ましい。その理由としては、耐熱性酸化物層を有することによって触媒成分のハニカム成形体のセルの角部分への偏在を抑制し、含有する触媒活性成分を効率的に活用でき、さらに、耐熱性酸化物層側に酸化反応による酸化熱を逃がすことにより触媒成分がダメージを受けることを軽減し、酸化熱暴走の抑制に寄与することができると考えられる。   In addition, the catalyst in the present invention is preferably a catalyst in which a heat-resistant oxide is previously supported on a honeycomb formed body and then a catalyst component is supported. That is, a catalyst having a heat-resistant oxide layer between the honeycomb formed body and the catalyst component is preferable. The reason for this is that by having a heat-resistant oxide layer, uneven distribution of the catalyst component in the corners of the cells of the honeycomb formed body can be suppressed, and the contained catalyst active component can be used efficiently. It is thought that it is possible to reduce damage to the catalyst component by releasing the oxidation heat due to the oxidation reaction to the layer side, and to contribute to the suppression of oxidation heat runaway.

予めハニカム成形体に担持する耐熱性酸化物の量としては、ハニカム成形体1リットル当たりの担持量が10〜100gであればよく、好ましくは20〜100g、より好ましくは30〜100gである。   The amount of the heat-resistant oxide previously supported on the honeycomb formed body may be 10 to 100 g, preferably 20 to 100 g, and more preferably 30 to 100 g per liter of the honeycomb formed body.

上記ハニカム成形体に予め担持する耐熱性酸化物としては、触媒成分中に含有される耐熱性酸化物と同様の多孔質酸化物を用いることができる。具体的には、アルミナ、シリカ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゼオライト、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、チタニア−ジルコニア、ジルコニア−セリア等から選ばれる少なくとも1種の酸化物を用いることできる。中でもアルミナ、シリカ、ジルコニア及びセリアから選ばれる少なくとも1種の酸化物が好適である。   As the heat-resistant oxide previously supported on the honeycomb formed body, a porous oxide similar to the heat-resistant oxide contained in the catalyst component can be used. Specifically, at least one oxide selected from alumina, silica, zirconia, ceria, titania, zeolite, silica-alumina, silica-titania, titania-zirconia, zirconia-ceria, and the like can be used. Among these, at least one oxide selected from alumina, silica, zirconia and ceria is preferable.

2.ハニカム成形体
本発明に用いられるハニカム成形体は、多角形のセルを有するハニカム成形体であれば良い。例えば、セルが三角形、四角形あるいは六角形であり、これらの辺が直線であることが好ましいが、ハニカム成形体を成形する都合上、多少曲がっていたり変形していたりしてもよい。ハニカム成形体のセルの数は、特に制限はないが、1cm当たり30〜160個、好ましくは60〜140個である。その壁の厚さは25〜130μm、好ましくは50〜110μmである。
2. Honeycomb formed body The honeycomb formed body used in the present invention may be a honeycomb formed body having polygonal cells. For example, the cells are preferably triangular, quadrangular, or hexagonal, and these sides are preferably straight, but may be somewhat bent or deformed for the convenience of forming a honeycomb formed body. The number of cells of the honeycomb formed body is not particularly limited, but is 30 to 160, preferably 60 to 140, per 1 cm 2 . The wall thickness is 25 to 130 μm, preferably 50 to 110 μm.

これらハニカム成形体の材質としては特に制限はなく、各種セラミックスや金属の何れも用いることができるが、アンモニアが金属腐食性を有する物質であることから、耐腐食性の材質が好ましく、具体的にはコージェライト、炭化ケイ素などのセラミックスを用いることが好ましい。   The material of these honeycomb formed bodies is not particularly limited, and any of various ceramics and metals can be used. However, since ammonia is a substance having metal corrosiveness, a corrosion-resistant material is preferable. It is preferable to use ceramics such as cordierite and silicon carbide.

当該ハニカム成形体の相当直径は1〜15cm、好ましくは1〜11cmであり、長さは1〜20 cm、好ましくは1〜15cmである。   The equivalent diameter of the honeycomb formed body is 1 to 15 cm, preferably 1 to 11 cm, and the length is 1 to 20 cm, preferably 1 to 15 cm.

3.触媒の製造方法
上記した触媒を得るための方法としては、この種の触媒の調製に一般的に用いられる方法を用いることができる。例えば(1)触媒成分を湿式粉砕して得られるスラリーに当該ハニカムを浸し、余剰のスラリーを除き、乾燥、焼成することで触媒を調製する方法、(2)耐熱性酸化物を湿式粉砕して得られるスラリーに当該ハニカムを浸し、余剰のスラリーを除き、乾燥または焼成した後、触媒活性成分の水性液に浸し、余剰の液を除き、乾燥または焼成する方法、(3)耐熱性酸化物前駆体であるゾル状物、場合によっては触媒活性成分の水性液を含む液状物に当該ハニカムを浸し、余剰の液状物を除き、乾燥、焼成することで触媒を調製する方法である。乾燥温度は50〜300℃、焼成温度は300〜700℃であることが好ましい。
3. Catalyst Production Method As a method for obtaining the above-described catalyst, a method generally used for preparing this type of catalyst can be used. For example, (1) a method of preparing a catalyst by immersing the honeycomb in a slurry obtained by wet pulverization of a catalyst component, removing excess slurry, drying and firing, and (2) wet pulverizing a heat-resistant oxide. (3) a heat-resistant oxide precursor, wherein the honeycomb is immersed in the resulting slurry, the excess slurry is removed, dried or fired, then immersed in an aqueous liquid of the catalytically active component, the excess liquid is removed and dried or fired. This is a method of preparing a catalyst by immersing the honeycomb in a sol-like material, or a liquid material containing an aqueous liquid of a catalytically active component, and removing excess liquid material, followed by drying and firing. The drying temperature is preferably 50 to 300 ° C and the firing temperature is preferably 300 to 700 ° C.

上記手順により触媒成分をハニカム成形体に担持するとき、担持される触媒成分量はスラリーの組成、粘度、固体成分濃度(液量に対する固体成分濃度)により異なるものとなるので、事前に上記調製方法をテストし、目標となる担持量となることを確認することが好ましい。もし一回の操作で触媒成分が目標とする担持量に対して少ないときは上記調製方法を複数回繰り返すことで目標となる担持量にすることができる。   When the catalyst component is supported on the honeycomb molded body by the above procedure, the amount of the catalyst component to be supported varies depending on the composition, viscosity, and solid component concentration (solid component concentration with respect to the liquid amount) of the slurry. It is preferable to confirm that the target loading amount is obtained. If the catalyst component is less than the target loading amount in a single operation, the target loading amount can be achieved by repeating the above preparation method a plurality of times.

また、スラリー粘度が高い場合には、界面活性剤の添加、pH調整することで担持するに好ましいスラリーに調整した後にハニカム成形体に担持することもできる。   When the slurry viscosity is high, the slurry can be supported on the honeycomb molded body after being adjusted to a slurry suitable for supporting by adding a surfactant and adjusting the pH.

4.水素製造方法
当該触媒を用いてオートサーマルリフォーミング方式によりアンモニアを分解し水素を製造するにあたり、原料ガス中の酸素によりアンモニアを部分的に燃焼して熱を得ることで吸熱反応であるアンモニア分解反応に当該燃焼熱を行い、効率よく水素を得ることができる。原料ガスとしては、アンモニアと空気、または酸素含有ガスを用いることができる。
4). Hydrogen production method Ammonia decomposition reaction, which is an endothermic reaction by partially burning ammonia with oxygen in the raw material gas to produce hydrogen by decomposing ammonia by autothermal reforming method using the catalyst The hydrogen can be efficiently obtained by performing the heat of combustion. As source gas, ammonia and air, or oxygen-containing gas can be used.

原料ガスの空間速度は1,000〜100,000h−1、好ましくは10,000〜100,000h−1であり、反応温度は400〜1000℃、好ましくは500〜800℃である。原料ガスに空気を用いる場合の原料ガス中のアンモニアに対する空気の流量比(Air/NH)は0.4〜1.2、好ましくは0.6〜1.0である。原料ガスに酸素含有ガスを用いる場合の原料ガス中のアンモニアに対する酸素の流量比は、0.08〜0.25、好ましくは0.12〜0.21である。 The space velocity of the source gas is 1,000 to 100,000 h −1 , preferably 10,000 to 100,000 h −1 , and the reaction temperature is 400 to 1000 ° C., preferably 500 to 800 ° C. When air is used as the raw material gas, the flow rate ratio of air to ammonia (Air / NH 3 ) in the raw material gas is 0.4 to 1.2, preferably 0.6 to 1.0. When an oxygen-containing gas is used as the source gas, the flow ratio of oxygen to ammonia in the source gas is 0.08 to 0.25, preferably 0.12 to 0.21.

[実施例]
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.

(触媒製造例1)
硝酸コバルト六水和物128.1g、硝酸セリウム六水和物13.6g、硝酸ランタン六水和物13.6g、およびオキシ硝酸ジルコニウム二水和物151.2gを秤量し、純水1Lに溶解して、金属硝酸塩水溶液を調製した。水酸化カリウム343.7gを純水2Lに溶解し、水酸化カリウム水溶液を調製した。水酸化カリウム水溶液を撹拌しながら、金属硝酸塩水溶液を滴下した。滴下終了後、得られた懸濁液を吸引ろ過して、純水で5回水洗を行い、沈殿物を得た。得られた沈殿物を120℃の乾燥機で一晩乾燥させた後、空気雰囲気下、650℃で1時間焼成することで、触媒成分を得た。触媒成分をアルミナ乳鉢で粗く粉砕した後、触媒成分粉100gと純水100g、およびコロイダルシリカゾル10gを混合し、ボールミルで12時間、湿式粉砕した。1cm当たり93個のセルを有する六角セルコージェライトハニカム成形体(融点:1450℃、壁厚76.2μm)に、得られた触媒成分のスラリーをウォッシュコート法によってコートし、余分なスラリーをエアブローによって吹き飛ばし、120℃で乾燥させる工程を4回繰り返し行った。得られた乾燥後ハニカム触媒を500℃で1時間焼成を行うことによって、触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒1)。得られた触媒1の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり60gであった。また、触媒1に用いた触媒成分を還元後、空気流通下における酸素消費速度を測定したところ、100℃において触媒成分1グラム・1秒当たり9.48×10−7molであった。
(Catalyst production example 1)
Weigh 128.1 g of cobalt nitrate hexahydrate, 13.6 g of cerium nitrate hexahydrate, 13.6 g of lanthanum nitrate hexahydrate, and 151.2 g of zirconium oxynitrate dihydrate and dissolve in 1 L of pure water. Then, a metal nitrate aqueous solution was prepared. 343.7 g of potassium hydroxide was dissolved in 2 L of pure water to prepare an aqueous potassium hydroxide solution. While stirring the potassium hydroxide aqueous solution, the metal nitrate aqueous solution was added dropwise. After completion of dropping, the obtained suspension was subjected to suction filtration, and washed with pure water 5 times to obtain a precipitate. The obtained precipitate was dried overnight at 120 ° C. and then calcined at 650 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a catalyst component. After roughly pulverizing the catalyst component in an alumina mortar, 100 g of the catalyst component powder, 100 g of pure water, and 10 g of colloidal silica sol were mixed, and wet pulverized with a ball mill for 12 hours. A hexagonal cell cordierite honeycomb molded body (melting point: 1450 ° C., wall thickness: 76.2 μm) having 93 cells per 1 cm 2 is coated with the catalyst component slurry by the wash coat method, and excess slurry is air blown. The step of blowing and drying at 120 ° C. was repeated 4 times. The obtained honeycomb catalyst after drying was fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a honeycomb catalyst coated with a catalyst component (Catalyst 1). The amount of the catalyst active component supported on the obtained catalyst 1 was 60 g per liter of the honeycomb formed body. Further, after reducing the catalyst component used in the catalyst 1, the oxygen consumption rate under air flow was measured and found to be 9.48 × 10 −7 mol per gram / second of the catalyst component at 100 ° C.

(触媒製造例2)
触媒製造例1のウォッシュコート法によるコートにおいて、工程数を2回に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒2)。得られた触媒2の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり30gであった。
(Catalyst production example 2)
In the coating by the wash coating method of Catalyst Production Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the number of steps was changed to 2 to obtain a honeycomb catalyst coated with a catalyst component (Catalyst 2). The amount of the catalyst active component supported on the obtained catalyst 2 was 30 g per liter of the honeycomb formed body.

(触媒製造例3)
硝酸コバルト六水和物291.0g、硝酸セリウム六水和物43.4gおよびジルコニアゾル(ZrO換算25質量%含有)49.3gを秤量し、純水1L(リットル)に溶解して、金属硝酸塩水溶液を調製した。水酸化カリウム147.6gを純水2Lに溶解し、水酸化カリウム水溶液を調製した。水酸化カリウム水溶液を撹拌しながら、金属硝酸塩水溶液を滴下した。滴下終了後、得られた懸濁液を吸引ろ過して、純水で5回水洗を行い、沈殿物を得た。得られた沈殿物を120℃の乾燥機で一晩乾燥させた後、空気雰囲気下、800℃で3時間焼成することで、触媒成分を得た。触媒成分をアルミナ乳鉢で粗粉砕した後、触媒成分粉100gと純水100gおよびコロイダルシリカゾル10gを混合し、ボールミルで6時間、湿式粉砕した。触媒調製例1と同じ六角セルコージェライトハニカム成形体に、得られた触媒成分のスラリーをウォッシュコート法によってコートし、余分なスラリーをエアブローによって吹き飛ばし、120℃で乾燥させる工程を1回のみ行った。得られた乾燥後ハニカム触媒を500℃で1時間焼成を行うことによって、触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒3)。得られた触媒3の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり37gであった。また、触媒3に用いた触媒成分を還元後、空気流通下における酸素消費速度を測定したところ、100℃において触媒1グラム・1秒当たり1.66×10−6molであった。
(Catalyst production example 3)
291.0 g of cobalt nitrate hexahydrate, 43.4 g of cerium nitrate hexahydrate, and 49.3 g of zirconia sol (containing 25% by mass in terms of ZrO 2 ) were weighed and dissolved in 1 L (liter) of pure water. A nitrate aqueous solution was prepared. 147.6 g of potassium hydroxide was dissolved in 2 L of pure water to prepare an aqueous potassium hydroxide solution. While stirring the potassium hydroxide aqueous solution, the metal nitrate aqueous solution was added dropwise. After completion of dropping, the obtained suspension was subjected to suction filtration, and washed with pure water 5 times to obtain a precipitate. The obtained precipitate was dried overnight with a 120 ° C. dryer, and then calcined at 800 ° C. for 3 hours in an air atmosphere to obtain a catalyst component. After roughly pulverizing the catalyst component in an alumina mortar, 100 g of catalyst component powder, 100 g of pure water and 10 g of colloidal silica sol were mixed, and wet pulverized with a ball mill for 6 hours. The same hexagonal cell cordierite honeycomb formed body as in Catalyst Preparation Example 1 was coated with the obtained catalyst component slurry by the wash coat method, and the excess slurry was blown off by air blow and dried at 120 ° C. only once. . The obtained honeycomb catalyst after drying was fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a honeycomb catalyst coated with a catalyst component (Catalyst 3). The amount of the catalyst active component supported in the obtained catalyst 3 was 37 g per liter of the honeycomb formed body. Further, after reducing the catalyst component used in the catalyst 3, the oxygen consumption rate under air flow was measured and found to be 1.66 × 10 −6 mol per gram of catalyst / second at 100 ° C.

(触媒製造例4)
触媒製造例1のウォッシュコート法において、αアルミナ粉100gと純水100g及びコロイダルシリカゾル10gを湿式粉砕したスラリーを前記ウォッシュコート法で1回コートした後、触媒調製例1に記載の触媒成分含有スラリーを4回繰り返しウォッシュコートすることで、耐熱性酸化物と触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒4)得られた触媒4の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり58gであった。また、耐熱性酸化物層の担持量はハニカム成形体1L当たり50gであった。
(Catalyst production example 4)
In the wash coating method of Catalyst Production Example 1, a slurry obtained by wet-pulverizing 100 g of α-alumina powder, 100 g of pure water and 10 g of colloidal silica sol was coated once by the wash coating method, and then the catalyst component-containing slurry described in Catalyst Preparation Example 1 Was repeated four times to obtain a honeycomb catalyst coated with a heat-resistant oxide and a catalyst component (Catalyst 4). The amount of the catalyst active component supported on the obtained catalyst 4 was 58 g per liter of the honeycomb molded body. It was. Further, the amount of the heat-resistant oxide layer supported was 50 g per liter of the honeycomb formed body.

(触媒製造例5)
触媒製造例1のウォッシュコート法において、工程数を6回に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒5)。得られた触媒5の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり90gであった。
(Catalyst production example 5)
In the washcoat method of Catalyst Production Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the number of steps was changed to 6 to obtain a honeycomb catalyst coated with a catalyst component (Catalyst 5). The amount of the catalyst active component supported on the obtained catalyst 5 was 90 g per liter of the honeycomb formed body.

(触媒製造例6)
触媒製造例1のウォッシュコート法において、工程数を1回に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒6)。得られた触媒6の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり15gであった。
(Catalyst Production Example 6)
In the washcoat method of Catalyst Production Example 1, except that the number of steps was changed to one, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a honeycomb catalyst coated with a catalyst component (Catalyst 6). The amount of the catalyst active component supported on the obtained catalyst 6 was 15 g per liter of the honeycomb formed body.

(触媒製造例7)
触媒製造例3のウォッシュコート法において、工程数を3回に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、触媒成分をコートしたハニカム触媒を得た(触媒7)。得られた触媒7の触媒活性成分の担持量はハニカム成形体1L当たり110gであった。
(Catalyst Production Example 7)
In the washcoat method of Catalyst Production Example 3, the same operation as in Example 1 was performed except that the number of steps was changed to 3 to obtain a honeycomb catalyst coated with a catalyst component (Catalyst 7). The amount of the catalyst active component supported on the obtained catalyst 7 was 110 g per liter of the honeycomb formed body.

(実施例1〜7)
[触媒活性評価]
上記で得られたハニカム触媒1〜7の活性評価を行った。具体的には、外径25mm、長さ40mmの円筒形にくり抜いたハニカム触媒にハニカム内温度測定用のK型熱電対を差し込み、管型反応器内に搭載した。反応器入口側から原料ガスとしてアンモニアを6.55L/分、空気を4.91L/分で流通させながら断熱反応を行った。アンモニアの燃焼熱により当該反応温度としては400〜600℃となり、反応器出口ガスは、未反応のNHを希硫酸でトラップした後、容積式流量計で出口ガス流量を測定した。得られた結果を表1に示した。
(Examples 1-7)
[Catalyst activity evaluation]
Activity evaluation of the honeycomb catalysts 1 to 7 obtained above was performed. Specifically, a K-type thermocouple for measuring the temperature in the honeycomb was inserted into a honeycomb catalyst hollowed out into a cylindrical shape having an outer diameter of 25 mm and a length of 40 mm, and mounted in a tubular reactor. An adiabatic reaction was carried out while circulating ammonia as a raw material gas at 6.55 L / min and air at 4.91 L / min from the reactor inlet side. The reaction temperature was 400 to 600 ° C. due to the combustion heat of ammonia, and the reactor outlet gas was obtained by trapping unreacted NH 3 with dilute sulfuric acid and then measuring the outlet gas flow rate with a positive displacement flow meter. The obtained results are shown in Table 1.

[アンモニア転化率の求め方]
アンモニア転化率は下記式(1)によって求めた。
NH転化率(%)=
反応後の出口ガス流量(mL/分)×0.00764−13.95 (1)
式(1)において、反応後の出口ガス流量に基づいて原料ガス中のアンモニア(NH)の水素(H)への転化率を算出することができる。式(1)の前提として、原料ガス中に導入するNH濃度、空気濃度、希釈ガスなど他のガス濃度を一定に設定した場合に用いることができ、当該式(1)は当該触媒活性評価条件で有効な式である。
[How to find the ammonia conversion rate]
The ammonia conversion rate was determined by the following formula (1).
NH 3 conversion (%) =
Outlet gas flow rate after reaction (mL / min) × 0.00764-13.95 (1)
In Formula (1), the conversion rate of ammonia (NH 3 ) in the raw material gas to hydrogen (H 2 ) can be calculated based on the outlet gas flow rate after the reaction. As a premise of the formula (1), it can be used when other gas concentrations such as NH 3 concentration, air concentration, dilution gas introduced into the raw material gas are set constant, and the formula (1) is used to evaluate the catalytic activity. It is an expression that is valid under conditions.

アンモニアの反応としては、アンモニアと空気中の酸素とが反応して窒素と水が生じるアンモニア燃焼反応と、アンモニアが分解して水素と窒素を生じるアンモニア分解反応とが生じる。   As the reaction of ammonia, there are an ammonia combustion reaction in which ammonia and oxygen in the air react to generate nitrogen and water, and an ammonia decomposition reaction in which ammonia decomposes to generate hydrogen and nitrogen.

アンモニア燃焼反応は、通常300℃程度でほぼ100%完結する反応であるから、上記した触媒活性評価条件下であれば、100%燃焼していると考えられる。したがって、原料ガス中において、1モルのアンモニアと3/4モルの酸素を消費し、反応後には1/2モルの窒素と3/2モルの水が生じることになる。原料ガス中の酸素1モルに対して反応後の出口ガスは1/3モルのガス量が増加することになる。   Since the ammonia combustion reaction is normally a reaction that is almost 100% complete at about 300 ° C., it is considered that 100% combustion occurs under the above-described catalytic activity evaluation conditions. Therefore, 1 mol of ammonia and 3/4 mol of oxygen are consumed in the raw material gas, and 1/2 mol of nitrogen and 3/2 mol of water are generated after the reaction. The amount of gas of 1/3 mol of the exit gas after the reaction is increased with respect to 1 mol of oxygen in the raw material gas.

一方、アンモニア分解反応は、アンモニアが1モル分解すると3/2モルの水素と1/2モルの窒素を生じる。原料ガス中のアンモニア1モルに対して反応後の出口ガスは1モルのガス量が増加することになる。   On the other hand, in the ammonia decomposition reaction, when 1 mol of ammonia is decomposed, 3/2 mol of hydrogen and 1/2 mol of nitrogen are produced. The amount of 1 mole of the exit gas after the reaction is increased with respect to 1 mole of ammonia in the raw material gas.

ここで、式(1)における0.00764および13.95とは、上記量論関係により触媒活性評価条件下における反応後出口ガス量とアンモニア転化率の線形関係より求まる数値(それぞれ傾きと切片に相当)である。   Here, 0.00764 and 13.95 in the equation (1) are numerical values obtained from the linear relationship between the post-reaction outlet gas amount and the ammonia conversion rate under the catalytic activity evaluation conditions (the slope and the intercept respectively). Equivalent).

したがって、単に反応後出口ガス量を計測するだけでアンモニアの転化率を算出することができる。   Therefore, the ammonia conversion rate can be calculated simply by measuring the post-reaction outlet gas amount.

[酸化熱評価]
触媒活性評価時において、原料ガスとしてアンモニアの供給のみを停止して、10秒間空気のみを流通させた際のK型熱電対の温度変化を測定した。そして、測定後にハニカム触媒を取り出し、外観に変化がないかどうかを確認した。また、酸化熱評価後に再度前記触媒活性評価を行い、触媒活性の変化も確認した。得られた結果を表1に示した。
[Oxidation heat evaluation]
At the time of catalyst activity evaluation, only the supply of ammonia as a source gas was stopped, and the temperature change of the K-type thermocouple when only air was circulated for 10 seconds was measured. Then, after the measurement, the honeycomb catalyst was taken out and it was confirmed whether or not the appearance was changed. Further, the catalytic activity was evaluated again after the evaluation of heat of oxidation, and changes in the catalytic activity were also confirmed. The obtained results are shown in Table 1.

[酸素消費速度評価]
還元後の触媒成分の空気中における酸素消費速度評価は、昇温酸化測定により評価できる。昇温酸化測定には、触媒分析装置(日本ベル株式会社製触媒分析装置BEL−CAT−A)を用いた。触媒成分10mgを秤量し、サンプル管に充填した。前処理として、5%H/Arガスを流速50mL/分で流通させながら、還元温度600℃で1時間還元処理を行った。次に、ヘリウムガスを流速50mL/分で流通させながら60℃程度まで降温し、降温後20分間ヘリウムガスで水素パージを行った。その後、5%O/Heガスを流速50mL/分で流通させて20分間安定化させたのち、昇温速度5K/分で500℃まで昇温し、昇温酸化測定を行った。5%O/Heガスでキャリブレーションを行うことで、昇温酸化測定により得られたTCDシグナルから触媒成分の酸素消費速度を得た。ここで、測定時のTCDシグナルの感度はHiとした。
[Oxygen consumption rate evaluation]
The evaluation of the oxygen consumption rate in the air of the catalyst component after the reduction can be performed by the temperature rising oxidation measurement. A catalyst analyzer (catalyst analyzer BEL-CAT-A manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) was used for the temperature rising oxidation measurement. 10 mg of the catalyst component was weighed and filled into a sample tube. As pretreatment, reduction treatment was performed for 1 hour at a reduction temperature of 600 ° C. while 5% H 2 / Ar gas was passed at a flow rate of 50 mL / min. Next, the temperature was lowered to about 60 ° C. while flowing helium gas at a flow rate of 50 mL / min, and hydrogen purge was performed with helium gas for 20 minutes after the temperature was lowered. Thereafter, 5% O 2 / He gas was allowed to flow at a flow rate of 50 mL / min and stabilized for 20 minutes, and then the temperature was raised to 500 ° C. at a temperature rising rate of 5 K / min, and temperature-raising oxidation measurement was performed. By calibrating with 5% O 2 / He gas, the oxygen consumption rate of the catalyst component was obtained from the TCD signal obtained by the temperature-programmed oxidation measurement. Here, the sensitivity of the TCD signal during measurement was Hi.

表1

Figure 0006308834
Table 1
Figure 0006308834

※熱電対の計測上限(1000℃)以上
実施例1,4および比較例1,3においては、酸化熱による温度上昇が熱電対の計測上限(1000℃)を超えたため、正確な温度が測定できなかった。しかし、実施例1,4においては、高熱に曝されたものの触媒の外観に変化は見られず、再度のアンモニア分解反応においてもアンモニア転化率に若干の低下は見られるが高いアンモニア転化率を示した。同様に、実施例2および実施例3においても、外観の変化は見られず、再度のアンモニア分解反応においても高いアンモニア転化率を示した。
* Thermocouple measurement upper limit (1000 ° C) or higher In Examples 1 and 4 and Comparative Examples 1 and 3, the temperature rise due to oxidation heat exceeded the thermocouple measurement upper limit (1000 ° C), so accurate temperature can be measured. There wasn't. However, in Examples 1 and 4, although the appearance of the catalyst was not changed although it was exposed to high heat, the ammonia conversion rate showed a slight decrease in the ammonia decomposition reaction again, but showed a high ammonia conversion rate. It was. Similarly, in Example 2 and Example 3, no change in appearance was observed, and a high ammonia conversion rate was exhibited in the ammonia decomposition reaction again.

一方、比較例1および比較例3においては、酸化熱によるハニカムの溶解が起こっており、その結果、セルの閉塞が発生し、再度アンモニア分解反応を実施できなかった。   On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 3, the honeycomb was dissolved by the oxidation heat, and as a result, the cells were clogged and the ammonia decomposition reaction could not be performed again.

また、触媒活性成分量の少ない比較例2においては、酸化熱は抑制されてはいるが、アンモニア転化率自体が低位であった。   Moreover, in Comparative Example 2 with a small amount of catalytically active component, although the heat of oxidation was suppressed, the ammonia conversion rate itself was low.

本発明はオートサーマルリフォーミング方式によるアンモニアを分解して水素を得る技術に利用することができ、燃料電池用の水素源などに用いることができる他、一般的な化学反応の水素源に用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a technique for obtaining hydrogen by decomposing ammonia by an autothermal reforming method, and can be used for a hydrogen source for a fuel cell or the like, or used for a hydrogen source for general chemical reaction. Can do.

Claims (5)

ハニカム成形体に触媒成分を担持してなるオートサーマルリフォーミング方式によりアンモニアを分解して水素を製造するための触媒であって、該触媒成分が触媒活性成分と耐熱性酸化物とを含有し、該触媒活性成分が鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ、該触媒活性成分の担持量がハニカム成形体1リットル当たり20〜80gであることを特徴とする触媒。 A catalyst for producing hydrogen by decomposing ammonia by an autothermal reforming method in which a catalyst component is supported on a honeycomb formed body, the catalyst component containing a catalytically active component and a heat-resistant oxide, A catalyst characterized in that the catalytically active component is at least one element selected from iron, cobalt and nickel, and the amount of the catalytically active component supported is 20 to 80 g per liter of honeycomb formed body. 還元後の前記触媒成分の空気流通下における酸素消費速度は、100℃において触媒成分1グラム・1秒当たり1.0×10−7〜1.0×10−5molであることを特徴とする請求項1に記載の触媒。 The oxygen consumption rate in the air circulation of the catalyst component after reduction is 1.0 × 10 −7 to 1.0 × 10 −5 mol per gram / second of the catalyst component at 100 ° C. The catalyst according to claim 1. 前記ハニカム成形体に前記触媒成分に含有される耐熱性酸化物とは別に、耐熱性酸化物をハニカム成形体1リットル当たり10〜100gを担持したのち、前記触媒成分を担持してなる請求項1または2に記載の触媒。   2. The honeycomb formed body, in addition to the heat-resistant oxide contained in the catalyst component, 10 to 100 g of a heat-resistant oxide per liter of the honeycomb formed body is supported, and then the catalyst component is supported. Or the catalyst according to 2. 前記耐熱性酸化物がアルミナ、シリカ、ジルコニア及びセリアから選ばれる少なくとも1種の酸化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の触媒。   The catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat-resistant oxide is at least one oxide selected from alumina, silica, zirconia and ceria. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の触媒を用いて、オートサーマルリフォーミング方式によりアンモニアを分解し水素を製造することを特徴とする水素の製造方法。 A method for producing hydrogen, comprising decomposing ammonia by an autothermal reforming method to produce hydrogen using the catalyst according to any one of claims 1 to 4.
JP2014067684A 2014-03-28 2014-03-28 Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst Active JP6308834B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014067684A JP6308834B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014067684A JP6308834B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015188820A JP2015188820A (en) 2015-11-02
JP6308834B2 true JP6308834B2 (en) 2018-04-11

Family

ID=54423816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014067684A Active JP6308834B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6308834B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004050062A (en) * 2002-07-19 2004-02-19 Nissan Motor Co Ltd Catalyst structure
JP5763890B2 (en) * 2009-03-17 2015-08-12 株式会社日本触媒 Hydrogen production catalyst and hydrogen production method using the same
JP2012005926A (en) * 2010-06-22 2012-01-12 Toyota Industries Corp Ammonia-decomposing catalyst and ammonia-decomposing method using the same
JP5879029B2 (en) * 2010-11-09 2016-03-08 日立造船株式会社 Ammonia oxidation / decomposition catalyst
JP2012213682A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Nippon Shokubai Co Ltd Ammonia decomposition catalyst and ammonia decomposition method using the catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015188820A (en) 2015-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5744274B1 (en) Zirconia-based porous body and method for producing the same
JP5879029B2 (en) Ammonia oxidation / decomposition catalyst
EP2683467B1 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP2015166083A5 (en) Bifunctional catalyst for selective ammonia oxidation
JP6308844B2 (en) Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst
JP5483705B2 (en) Hydrogen production catalyst and hydrogen production method using the same
RU2559337C2 (en) Mixed catalyst
JP2012005926A (en) Ammonia-decomposing catalyst and ammonia-decomposing method using the same
JP2011140011A (en) Method for producing co oxidation catalyst and co oxidation catalyst obtained thereby
JP6684669B2 (en) Ammonia decomposition catalyst and method for producing hydrogen-containing gas using this catalyst
KR101579776B1 (en) Manufacturing method of perovskite-type nickel based catalysts
WO2009139088A1 (en) Catalyst for purifying nitrogen oxide
JP2007185588A (en) Catalyst for exhaust gas purification
JP6308834B2 (en) Catalyst for producing hydrogen and method for producing hydrogen using the catalyst
JP4296430B2 (en) Catalyst for water gas shift reaction and process for producing the same
JP6751606B2 (en) Ammonia decomposition catalyst and method for producing hydrogen-containing gas using this catalyst
CN100352544C (en) Catalyst used for methanol oxidation oxidizing and reforming hydrogen production and preparation method thereof
JP5555026B2 (en) Method for producing chlorine from hydrogen chloride using a fluidized bed reactor
JP2012213682A (en) Ammonia decomposition catalyst and ammonia decomposition method using the catalyst
JP4087621B2 (en) Catalyst for removing carbon monoxide in hydrogen gas
JP2011125839A (en) Catalyst for cleaning exhaust
JP2005270821A (en) Carbon monoxide combustion catalyst and production method therefor
JP2005067917A (en) Co removal catalyst system and method for selective removal of co
TWI414354B (en) Water gas shift reactions, water gas shift catalysts, and methods for manufacturing the catalysts
JP4547607B2 (en) Exhaust gas purification catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170731

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170809

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170928

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: 20180220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6308834

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150