JPH03202156A - 高温排ガス用脱硝触媒 - 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〕 本発明は燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物（以下、Ｎ
ＯＸという）を無害な窒素に還元する触媒に関し、更に
詳しくはボイラーやガスタービン排ガス、各種工業炉な
どから排出される燃焼排ガス中のＮＯＸを５００℃以上
の高温でアンモニアの存在下に還元分解する触媒に関す
る。

〔従来の技術〕

現在、燃焼排ガス中のＮＯｘの除去法としては、排ガス
中にアンモニアを添加し、触媒の存在下に無害な窒素に
する乾式接触還元法が主流となっており数多くの触媒が
知られている。例えば酸化チタンを主成分とし、活性金
属成分にバナジウム、タングステン、モリブデンなどを
用いたものがある。これらの触媒は実用的には２００℃
〜４５０℃の排ガス温度の範囲で使用されており、それ
以上の温度では添加したアンモニアの酸化分解等によっ
て必ずしも十分な活性を示さない欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

これに対して、ガスタービン排ガスやガラス溶解炉など
のように排ガス温度が５００℃以上で排出されるものが
ある。ガスタービン排ガスは一般に５００〜６００℃で
あり、ガラス溶解炉では４５０〜６５０℃のガスが排出
されるといわれている。そのためこのようなガスを従来
の触媒で処理するためには、−度、熱交換器等で排ガス
温度を下げてやる必要があり、脱硝システムが複雑にな
るという欠点があった。

本発明の目的は上記欠点をなくすため、５００℃以上の
高温においてもＮＯｘの除去率が高く実用的な触媒を提
供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は窒素酸化物を含有する排ガスにアンモニアガス
を添加し、反応温度５００〜７００℃の範囲において接
触的に窒素酸化物を還元除去する触媒であって、５Ｉ０
２／Ａ１□０３モル比が２０以上である高シリカ型ゼオ
ライトにＣ８２０３換算でセリウムを０．５〜１０ｗｔ
％担持してなることを特徴とする高温排ガス用脱硝触媒
である。

すなわち、本発明触媒は、触媒担体として従来触媒が酸
化チタンを用いているのに対して、耐熱安定性のすぐれ
た高シリカ型ゼオライトを用い、活性成分としてはセリ
ウムを用いた点にある。

高シリカ型ゼオライトは、その結晶構造がＺＳＭ−５型
のもので、その組成が５Ｉ０２／Ａ１１０３モル比で２
５以上が耐熱及び耐ＳＯｘ性の面で好ましく、活性成分
のセリウムはＣ８Ｊ］＋換算で０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ
％の添加量が性能面から好ましい範囲である。

触媒の調製はセリウムの硝酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩
水溶液を高シリカゼオライト担体に含浸あるいはイオン
交換し乾燥した後、３００〜６００℃の温度で焼成して
行う。触媒の形状は粒状、円柱状、ハニカム形状などに
目的に応じて成型して用い、触媒の強度を得るため、グ
ラスファイバーや無機粘土などを添加してもよい。

本発明の触媒が５００℃以上の高温で高活性を達成する
理由は、必ずしも明確ではないが、一つには触媒担体に
用いた高シリカゼオライトの固体酸性に起因しているも
のと思われる。

ＮＬを添加して接触的に排ガス中のＮＯＸを除去する触
媒として高シリカ型のゼオライトを用いたものとしては
、例えば特開昭６１−３８２２５号公報にＺＳＭ−５型
高シリカゼオライトに白金あるいはニッケルを含有させ
た触媒の提案があるが、このものはその実施例において
ガス温度が最高４２７℃までのデータしり＼示されてお
らず、５００℃以上の高温下での効果については言及さ
れていない。

第１図に従来触媒に用いられている酸化チタンと本発明
触媒に用いた高シリカゼオライトの固体酸性度を、ピリ
ジン吸着ＴＰＤ法によって調べたＴＰＤクロマトグラム
を示したが、高シリカゼオライトは酸化チタンに比べて
酸量も多く、また、強い酸点が多いことがわかる。アン
モニアによるＮＯＸの接触還元は触媒に吸着したアンモ
ニアとガス側のＮＯＸが反応するＲｅｄｅａｌＢｕｓｙ
機構によるとされており、第１図にみられる高シリカゼ
オライトの強酸点の存在により、これを適用した本発明
の触媒は５００℃以上の高温になってもアンモニアの触
媒への吸着が有効に生じることにより、高活性を維持す
るものと思われる。

（実施例−１〜７） Ｓｉ０２／Ａｌ２Ｏ３モル比＝３５のＺＳＭ−５型構造
をした高シリカゼオライトに、硝酸セリウム水溶液を含
浸し、１００℃で乾燥後、６００℃、３時間電気炉で焼
成し、セリウム含有量がＣｅ２Ｏ３換算で０．３ｗｔ％
、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、３ｗｔ％、５ｗｔ％、１０
ｗｔ％、１５ｗｔ％の触媒粉末を得た。

得られた触媒粉末をそれぞれ実施例−１、実施例−２、
実施例−３、実施例−４、実施例−５、実施例−６、実
施例−７とする。

（実施例−８〜１４） ＳｉＯ□／Ａｌ２Ｏ３モル比＝２５のＺＳＭ−５型構造
をした高シリカゼオライトを用いた以外は実施例−１と
同様にしてセリウム含有率がＣｅＪ３換算で０．３ｗｔ
％、０．５ｖｉｔ％、１ｗｔ％、３１Ｉｉｔ％、５ｗｔ
％、１０ｗｔ％、１５ｗｔ％の触媒粉末を得た。

それぞれ実施例−８、実施例−９、実施例１０、実施例
−１１、実施例−１２、実施例１３、実施例−１４とす
る。

（実験例） 得られた触媒粉末を次に示す条件で脱硝性能を調べた。

ガス温度　　５００℃、５５０℃ 触媒量　　　１０ｍｇ ガス量　　　１００　Ｎｃｃ／ｍｉｎ ガス組成 Ｎｏ　　　　　５００　ｐｐｍ ＮＬ　　　　５００ｐｐｍ ０２　　　５％ 残　　　　　　　Ｈｅ 比較例として従来型のＴｉ０ｚ　ＭＬ　（８ｗｔ％）粉
末についても測定を行った。

結果を表１に示した。

比較例の従来型触媒に比べて、実施例のセリウム０．５
ｗｔ％　（Ｃｅ２Ｌ換算）　以上の触媒は特に５５０℃
で性能がすぐれていることがわかる。

またセリウムの含有量は１０ｗｔ％　（ＣＢ２０３換算
）を越えてもあまり性能向上の効果はない。

〔発明の効果〕

本発明によって５００〜７００℃のような高温下におい
ても、ＮＨ，による選択還元によって、ＮＯＸを無害化
する触媒が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた高シリカゼオライト及
び従来触媒担体である酸化チタンの固体酸特性を示すピ
リジン吸着ＴＰＤクロマトグラムを示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒素酸化物を含有する排ガスにアンモニアガスを添加し
   、反応温度５００〜７００℃の範囲において接触的に窒
   素酸化物を還元除去する触媒であって、ＳｉＯ＿２／Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３モル比が２０以上である高シリカ型ゼオラ
   イトにＣｅ＿２Ｏ＿３換算でセリウムを０．５〜１０ｗ
   ｔ％担持してなることを特徴とする高温排ガス用脱硝触
   媒。