JPH02174935A - 窒素酸化物除去用板状触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排ガス中の窒素酸化物除去用触媒に係り、特
に高ｒ！！腐食や加速酸化に対して抵抗性の優れた窒素
酸化物除去用板状触媒に関する。

〔従来の技術］ 大気汚染公害防止の観点から、火力発電用ボイラ等の大
型燃焼装置においては、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ
）を無害なガスに変換するため脱硝装置が設けられてい
る。現在使用されているほとんどの脱硝装置は、触媒作
用下でＮＯｘとＮ　Ｎ３（アンモニア）を反応させて無
害なＮ２　（窒素）とＨｌｏ（水）に変化させるもので
ある。こうした乾式脱硝装置は、ユーティリティが少な
いことおよび脱硝効率が高いことから、国内のボイラ等
の大型燃焼装置の大部分に取付けられている。

最近では、欧米でもＮＯｘによる大気汚染がクローズア
ップされてきており、脱硝装置が注目されている。

脱硝装置に使用される触媒としては粒状、ハニカム状、
板状の各触媒があるが、ダスト分を多量に含む排ガス処
理には、ダストによる閉塞防止とガスの通過圧力損失の
低減という点から、ハニカム触媒または板状触媒が主と
して採用されている。

第４図は、板状触媒を用いた脱硝装置の部分構造図およ
びその部分拡大図を示す。ラス状に加工したステンレス
鋼製造の多孔板基材４に触媒３を付着させ、それを板状
に成形して板状脱硝触媒２を形成する。実際の脱硝装置
には、板状触媒２を空間をもたせる形で重ね合わせ、ブ
ロック１にして組込んでいる。こうした板状触媒は、空
気抵抗が小さいことから排ガスの圧力低下（プレッシャ
ードロップ）を小さくでき、また基材に金属を用いてい
ることから振動や衝撃等、外心力に対して優れた強度を
有しているという特徴がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記脱硝装置は、３００〜５００°Ｃで運転されるため
、通常の運転中では全く問題にならないが、未燃炭素等
が触媒上に付着し、何らかの理由により発火発熱して７
００°Ｃ以上に昇温した場合、触媒基材はｌ８Ｃｒ　　
８Ｎｉ系または１８Ｃｒ系のステンレス鋼であるため高
温酸化を生じ、触媒の強度が劣下するという問題があっ
た。特に重油焚ボイラのように、排ガス中にｖ２０３等
の高温腐食７、または加速酸化を生じさせる物質を含み
、未燃分の発火と重なった場合、単なる空気中よりも低
温で短時間に触媒基材が損傷を受ける問題が生じる。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点をなくし、
経済性、製造性の問題を引き起こすことなく、耐高温加
速酸化性の優れた基材を有する板状触媒を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した本発明の目的は、金属製薄板からなる基材上に
触媒活性原料を担持させて焼成した窒素酸化物除去用触
媒において、上記基材表面の成分組成を、下記式で計算
して得たＰ値が２０以上となるようにした窒素酸化物除
去用板状触媒によって達成される。

Ｐ＝３．３　Ｓ　ｉ　＋０．３２Ｎ　ｉ　＋０．２１　
Ｃｒ　＋３．０ＡＩ２（ここで、Ｓ　１ＳＮｉ、Ｃｒ、
ＡＮは材料中の当該各成分の重量％） 〔作用〕 脱硝触媒用基材の表面組成を本発明になる合金組成にす
ることにより、耐高温酸化性、耐加速酸化性および耐高
温腐食性が著しく増加するので、たとえ脱硝触媒上に未
燃物が付着発火し、昇温したり、■！０３等の排ガス中
の高温腐食煤が付着して高温腐食の雰囲気にさらされて
も、高温腐食や加速酸化が生じることばない。

本発明のような高Ｎｉ高Ｃｒ合金、が耐高温腐食性や耐
加速酸化性が優れているのは、高温になった場合に生じ
るＮｉとＣｒの酸化物皮膜による酸素拡散障壁効果によ
る。また、ＮｉＣｒ系合金を用いたのは、ステンレス鋼
として最も汎用性があり、かつ適正な高温強度を有し、
製造性、経済性の問題も引き起こさないためである。

前記式で示したＳｔ、Ａｊ！も耐高温酸化性に有効であ
るが、これはこれらの成分が高温にさらされた場合、表
面にＳｉｎｇまたはＡｌｔＯｚの皮膜を形成し、これが
バリヤになるためである。しかし、Ｓｔ、Ａｊ！は強度
上、それぞれ３ないし５％程度しか添加できないため、
本発明基材の主成分は高Ｃｒ高Ｎｉ合金となる。

〔実施例〕

以下、本発明になる具体的実施例を図面により説明する
。

第１Ａ図は、触媒基材の成分を本発明になる計算式を用
いてＰ値を２０以上にした基材５を用いて触媒３を担持
させた板状脱硝触媒の部分断面図を示す。基材は、第１
Ｂ図に示すように、薄い平板に多数の線状切込みを入れ
、切込みと直角方向に引張って多孔板としたものを使用
する。上記多孔板の拡大図とその断面を第１Ｂ図に合わ
せて示す。Ｐ値が２０％以上になる市販の相当材料とし
ては、インコネル６００（７５Ｎｉ　　１５．５Ｃｒ）
、インコネル６９０（６１，５Ｎｌ、２　Ｂ、　６　Ｃ
ｒ　　０．２Ａ／り、インコネル６７１（５１Ｎｉ４７
Ｃｒ）、インコネル６２５　（６ＯＮｉ　　２２Ｃｒ　
　８．６　Ｍ　ｏ　）および純Ｎｉ、純Ｃｒがあり、実
際の選定に当たっては、経済性、強度、施工性を考慮し
て選定すればよい。また、前出式よりＰを２０％以上に
なるように新材料を合金化しても目的は達成できる。

第２図は、触媒基材５として従来材の５ＵＳ４３０また
は５ｔＪＳ３０４　（符号７）を用い、表面処理層８に
より、基材表面のＰ値を２０％以上にした基材５を用い
た板状脱硝触媒の部分断面図を示す。３は触媒活性成分
層である。

触媒基材表面組成から求めたＰ値を２０％以−トにする
表面処理方法としては、 １）ＮｉまたはＣｒメツキ（電解、無電解いずれも） ２）相当成分材のメツキ ３）相当成分材のイオンブレーティング４）相当成分材
のイオン打込み ５）相当成分材の溶射 ６）クロマイでまたはカロライズ処理 等が考えられ、これらは成分が２０％以上のＰ値でコン
トロールされていればすべて本発明の効果を有するが、
経済性や実機連続製造性を考慮すると、上記１）または
２）が最も好ましい。

第３図は、発明者らの実験結果を示す図である。

成分が種々異なる材料２０種類について■、０゜を含む
高′ＩＡ（９００″Ｃ）の環境中、加速酸化試験を行な
い、酸化増量（Ｗｅｉｇｈｔ　　Ｇａｔｎ、■／　ｃ４
　）と各材料の成分から求めたＰをプロットしたもので
ある。本発明の規定にょるＩ〕値が２０％以上の材料で
は、低Ｐの５ＵＳ３０４などに較べ酸化増量が１／１０
以下に低減し、優れた耐加速酸化性を示すとともに、本
Ｐ値による規定が妥当であることがわかる。

前述したように脱硝触媒基材として、本発明になる基材
を用いることにより、高温での耐食性や耐加速酸化性が
向上するので、排ガス中の未燃分が触媒に付着堆積した
ものが発火して生じた昇温条件で、Ｖ２Ｏ５等の高温腐
食や加速酸化を生じさせる物質が存在しても、基材の損
傷を著しく低減できる。

第１表は、本発明になる基材のＶ、Ｏ，を含む環境での
高温腐食試験結果を示す。従来基材では、１０〜４０ｍ
ｇ／ｄ・２ｈのより大きな酸化増量になっているが、本
発明基材の酸化増量はいずれも２■／ｃｄ・２ｈ以下で
、優れた耐食性、耐酸化性を示している。

［発明の効果］ 本発明によれば、耐酸化性、耐高温腐食性および耐加速
酸化性の優れた基材を持った脱硝触媒を、強度、経済性
、施工性の問題を引き起こすことなく捷供できるので、
たとえ未燃分やＶｚＯ２等の腐食性物質が付着し、高温
腐食や高温加速酸化の条件にさらされても、触媒基材の
損傷を最小限に食い止めることができる。

【図面の簡単な説明】

第ｍＡ図、第１Ｂ図、第２図は、それぞれ本発明になる
板状脱硝触媒の部分断面図、第３図は、■２０．を含む
高温環境での酸化増量とＰ値の関係図、第４図は、従来
技術になる板状脱硝触媒の部分図である。 出願人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　川　北　武　長 （１）金属板 第１Ａ 図 第１Ｂ図 枳°１．） Ｐ　＝　３．３１５ ＋０３４Ｎｉ　＋　０．２１Ｃｒ　−１−２，９５／Ｖ
：脱硝触媒ブロック ；板状脱硝触媒部分図 ；触媒 コラス板状基材 第４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　金属製薄板からなる基材上に触媒活性原料を担持させ
   て焼成した窒素酸化物除去用触媒において、上記基材表
   面の成分組成を、下記式で計算して得たＰ値が２０以上
   となるようにしたことを特徴とする窒素酸化物除去用板
   状触媒。 Ｐ＝３．３Ｓｉ＋０．３２Ｎｉ＋０．２１Ｃｒ＋３．０
   Ａｌここで、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌは材料中の当該各
   成分の重量％を示す（Ｐ：ピーパットと呼ぶ）。