JPH038820B2 - - Google Patents

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JPH038820B2
JPH038820B2 JP60041922A JP4192285A JPH038820B2 JP H038820 B2 JPH038820 B2 JP H038820B2 JP 60041922 A JP60041922 A JP 60041922A JP 4192285 A JP4192285 A JP 4192285A JP H038820 B2 JPH038820 B2 JP H038820B2
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catalyst
slurry
water
sulfate
acid
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JP60041922A
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Kohei Ninomya
Shigeru Ito
Mitsuo Imaura
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、水に不溶性の硫酸バナジル(β−
VOSO4)、硫酸バリウムおよびチタン化合物から
なる窒素酸化物浄化用触媒の製法に関する。 更に詳しくは、本発明は、固定燃焼装置から排
出される窒素酸化物を含有する排ガス中の窒素酸
化物をアンモニアの如き還元性物質の存在下に還
元浄化する際に、排ガス中に共存する硫黄酸化物
やダスト等によるトラブルを防止でき、380℃を
こえるような高温の排ガス中の窒素酸化物でも長
時間にわたつて効率よく還元浄化することができ
る耐久性のすぐれた窒素酸化物還元浄化用触媒の
製法に関するものである。 〔従来の技術〕 重油や石炭等を使用するボイラ,発電所,製鉄
所などをはじめ、各種工場の固定燃焼装置から排
出される一酸化窒素(NO),二酸化窒素(NO2
などの窒素酸化物(NOx),さらにはNOxとと
もに二酸化硫黄(SO2),三酸化硫黄(SO3)な
どの硫黄酸化物(SOx)やダストを含有した排ガ
ス中のNOxを、次式に示すようにアンモニアの
如き還元性物質を存在下に還元して浄化する方法
およびその際に使用する窒素酸化物還元浄化触媒
については、すでに多数知られている。 4NO+NH3+O2→6H2O+4N2 6NO+4NH3→5N2+6H2O 6HO2+8NH3→7N2+12H2O 代表的な窒素酸化物浄化用触媒としては、鉄,
銅,バナジウムなどの酸化物を触媒成分とし、こ
れらをアルミナ,チタニアなどの担体に担持させ
たものがある。これらの触媒でもV2O5−TiO2
媒は、低温(300℃前後)でNOx除去活性が高
く,耐SOx性も大きく、すぐれた触媒であるが、
SO2をSO3に酸化する活性(SO2酸化活性)が大
きいため、SO3が多量に触媒上で生成し、これが
添加した還元性物質のアンモニアと結合して触媒
表面に蓄積したり、熱交換器や煙道などに酸性硫
酸アンモニウムのような硫黄化合物が付着堆積し
たりして、触媒の劣化,装置の腐蝕などをはじ
め、種々の運転上のトラブルを引きおこすという
欠点がある。 また担体および/または触媒成分として金属硫
酸塩を使用した窒素酸化物浄化用触媒についても
すでに多数知られている。これらの触媒は、耐
SOx性および寿命の点で比較的すぐれた触媒であ
るが、排ガス中のダストなどの付着により汚染さ
れた触媒を水洗により再生しようとした場合や運
転中に水が触媒にかかつたりした場合など触媒成
分が溶出したり、触媒が崩壊したりしてしまうと
いう難点がある。 例えば特開昭51−103869号公報の特許請求の範
囲には、非常に多くの金属硫酸塩触媒についての
記載があるが、この公報に記載の触媒は、その第
3ページ、左欄、第20行〜同ページ、右欄、第6
行の触媒調製時に焼成する必要はなく、触媒成分
も水洗によつて容易に分離できるとの記載からも
明らかであるように、触媒の耐水性において大き
な難点があり、水洗によつて触媒を再生しようと
すると、触媒が崩壊したり、触媒成分が溶出して
しまつたりする。 また特公昭57−30532号公報、特開昭59−35025
号公報等には、チタン化合物をケイ素化合物で処
理して焼成し、チタンおよびケイ素系の担体を調
製した後、バナジウム等の触媒成分を担持させて
再度焼成した触媒が記載されている。これらの触
媒は、その調製法が複雑であり、また長期間にわ
たつてのNOx除去活性が十分でなかつたりし、
工業的見地からみると改良の余地がある。 本出願人の出願に係る特公昭56−32020号公報
(西ドイツ公開特許公報第2842147号)には、硫酸
バリウムと水に不溶性の硫酸バナジルとからなる
触媒が記載されている。該公報に記載の触媒は、
耐水性および耐SOx性にすぐれ、SO2BをSO3
酸化する活性(SO2酸化活性)が低く、比較的低
温でNOx除去活性が高いという特長を有してい
る。また、特開昭59−59249号公報には、バナジ
ウムの原子価が5価のバナジウム化合物に水の存
在下で還元性物質を加えてバナジウムの原子価を
4価に還元したバナジウム化合物の溶液、硫酸ま
たは硫酸のアンモニウム塩、硫酸バリウム、およ
び水酸化チタンを混合した後、焼成することを特
徴とするチタン化合物,硫酸バリウムおよび水に
不溶性の硫酸バナジルからなる窒素酸化物還元浄
化用触媒の製法が記載されている。該公報に記載
の方法による触媒は、NH3NO(モル比)を1以
下にして300〜340℃で排ガスを処理した場合の
NOx除去活性が高く、脱硝後の排ガス中に残留
するアンモニアも少なく、SO2酸化活性も低いと
いう特長を有している。 前記特公昭56−32020号公報、特開昭59−59249
号公報などに記載の水に不溶性の硫酸バナジルを
含有する触媒は、前記したようなすぐれた特長を
有しているが、高温条件下、例えば排ガス温度が
380℃をこえるような高温下での長期間にわたる
NOx除去活性やSO2酸化活性に難点があり、こ
の点さらに改良の余地がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 燃焼装置の種類や脱硝装置のとりつけ位置など
によつても被処理排ガスの温度は異なるが、近年
は高温条件下、例えば380℃〜420℃程度の高温
の、NOxとともにSOx、ダスト等を含有する排
ガス中のNOx除去が要求されることが多い。 従来公知の触媒のなかには、SO2酸化活性が低
く、NOx除去活性も高い触媒についての提案は
あるが、前記したように高温条件下でのNOx除
去に適用した場合、NOx条去活性が低かつたり、
SO2酸化活性が大きかつたりする。 本発明は、高温の排ガス中のNOxの除去に適
用してもSO2酸化活性が低く、長期間にわたつて
高いNOx除去活性を安定して持続させることが
できる高温特性のすぐれたNOx浄化用触媒の製
法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、本出願人の出願に係る前記特公
昭56−32020号公報、特開昭59−59249号公報で提
案された水に不溶性のバナジルおよび硫酸バリウ
ムからなる触媒、水に不溶性の硫酸バナジル、硫
酸バリウムおよびチタン化合物からなる触媒の前
記特長を高温の排ガス中のNOx除去においても
十分に発揮させることができるようにさらに研究
を行つた結果、本発明に到つた。 本発明は、バナジウムの原子価が5価のバナジ
ウム化合物を還元性物質および溶媒の存在下に還
元してバナジウムの原子価を5価より小さい原子
価に還元したバナジウム化合物の溶液に、硫酸ま
たは硫酸のアンモニウム塩、硫酸バリウムおよび
チタン酸を混合したスラリを乾燥、焼成して、水
に不溶性の硫酸バナジル、硫酸バリウムおよびチ
タン化合物からなる窒素化物浄化用触媒を製造す
る方法において、チタン酸として、二酸化チタン
換算で二酸化チタン(TiO2)1gに対して水溶液
性硫酸根(SO2 4 -)の含有量(SO2 4 -/TiO2)が50
mg以下のチタン酸スラリを使用することを特徴と
する窒素酸化物浄化用触媒の製法に関するもので
ある。 本発明において、チタン酸スラリは水溶液硫酸
根(SO2 4 -)含有量が、スラリ中のチタン酸を二
酸化チタン(TiO2)に換算して二酸化チタン1g
に対し50mg以下、好ましくは30mg以下、特には10
mg以下のチタン酸スラリが用いられる。チタン酸
は比表面積が普通100〜300m2/gと大きく、また
一次粒子の平均径が30〜50Åと小さく、凝集しや
すいため、チタン酸を均一に分散させ、目的とす
る触媒性能を発現させるためにはチタン酸はチタ
ン酸スラリ、好ましくは水スラリとして用いる必
要がある。また水溶性硫酸根含有量が多いと、水
溶性硫酸根がチタン酸の凝集を助長させ、触媒調
製時にチタン酸の分散を妨げ、触媒活性成分であ
る水に不溶性の硫酸バナジルを均一に担持させる
ことができないので、チタン酸スラリは必要に応
じて水で十分に洗浄して水溶性硫酸根含有量の少
ないチタン酸スラリを用いる必要がある。チタン
酸スラリを混合する際チタン酸スラリにかえて乾
燥したものを用いたり、水溶性硫酸根含有量の多
いものを用いたりすると、長期におけるNOx除
去活性が低下したり、SO2酸化活性が大きくなつ
たりするので好ましくない。 チタン酸スラリは、四塩化チタンや硫酸チタン
のようなチタン塩類を中和加水分解または熱加水
分解することによつて得られるチタン酸を乾燥せ
ずに水で十分に洗浄したメタンチタン酸を主成分
とするチタン酸水スラリが好適であり、特に硫酸
法により製造したチタン酸水スラリが好適であ
る。チタン酸スラリの濃度は、二酸化チタン換算
で10〜40重量%、好ましくは15〜30重量%のもの
を用いるのが、チタン酸の分散性がよく、触媒の
高湿特性もよくなるので好適である。濃度が高す
ぎるとチタン酸の分散性が悪くなりやすく、また
濃度が低すぎると触媒の焼成に要する熱が多くな
る。 〔作 用〕 本発明において、高温条件下でもSO2酸化活性
が低く、NOx除去活性を長期にわたつて高く維
持できる触媒が得られる機構は十分解明されてい
ないが、水溶性硫酸根含有量の少ないチタン酸ス
ラリを使用すると、チタン酸の分散がよくなり、
熱的に不安定なチタン酸のシンタリングが、比表
面積は小さいが熱的に安定な硫酸バリウムによつ
て抑えられるとともに触媒成分である水に不溶性
の硫酸バナジルが硫酸バリウムおよびチタン酸に
均一に分散担持されるため、チタン酸の比表面積
が大きいという特長および熱的に安定であるとい
う硫酸バリウムの特長が十分に生かされることに
起因しているのではないかと思われる。 本発明の触媒の製法について詳しく説明する。 本発明においてバナジウムの原子価が5価のバ
ナジウム化合物としては、メタンバナジン酸アン
モニウム,メタバナジン酸、五酸化バナジウムな
どを挙げることができ、なかでもメタバナジン酸
アンモニウムが好適である。また還元性物質とし
ては5価のバナジウム化合物を5価より小さい原
子価(4価)に還元することができるものであれ
ばよく、例えばシユウ酸、クエン酸、酒石酸など
の有機カルボン酸を挙げることができ、なかでも
シユウ酸が好適である。 バナジウムの原子価が5価のバナジウム化合物
を還元性物質および溶媒の存在下に還元してバナ
ジウムの原子価を5価より小さい原子価に還元し
たバナジウム化合物の溶液を調製するにあたつて
は、例えば水の如き溶媒にメタバナジン酸アンモ
ニウムの如き5価のバナジウム化合物を溶解さ
せ、これにシユウ酸の如き還元性物質を加えて5
価のバナジウム化合物を還元する方法で行つて
も、また還元性物質を溶媒に溶解させた溶液に5
価のバナジウム化合物を加えて還元する方法で行
つてもよい。溶媒としては、5価のバナジウム化
合物および還元性物質を溶解するものであればよ
いが、一般には水が好適に使用される。 また本発明で使用する硫酸または硫酸のアンモ
ニウム塩としては、濃硫酸,硫酸アンモニウム、
酸性硫酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、過
硫酸アンモニウムなどを挙げることができ、なか
でも硫酸アンモニウムが安価であり、目的とする
触媒の再現性もよいので好適である。硫酸または
硫酸のアンモニウム塩は水に不溶溶性の硫酸バナ
ジルを形成させるうえで必要なものであるが、そ
の使用量は、使用する5価のバナジウム化合物の
バナジウム1グラム原子に対して、硫黄が1〜2
グラム原子になるような量が好適であり、2グラ
ム原子より多くなる量で使用しても多く使用した
ことによる利点はない。 硫酸バリウムとしては、一般に比表面積10m2
g以下で、平均粒径0.1〜1.0μの沈降性硫酸バリ
ウムが好適に使用される。 バナジウム化合物の溶液に、硫酸または硫酸の
アンモニウム塩,硫酸バリウムおよびチタン酸ス
ラリを混合する際の順序は、特に制限されること
はなく、これらが一緒になつた混合スラリにすれ
ばよく、加える順序はいずれでもよい。この段階
で重要な点は前記したように水溶性硫酸根の少な
いチタン酸スラリを用いることである。混合割合
は、バナジウム化合物の溶液が水に不溶性の硫酸
バナジル換算で0.5〜35重量%、好ましくは1〜
10重量%、硫酸バリウムが25〜95重量%、好まし
くは35〜70重量%、チタン酸スラリが二酸化チタ
ン(TiO2)換算で1〜65重量%、好ましくは20
〜50重量%の範囲になるように選択するのが適当
である。また混合する場合、更に成形性、仕上り
触媒の強度などを向上させるために、酸性白土、
活性白土、ベントナイト等の粘土鉱物を、仕上り
触媒に対して5〜30重量%の量になるような割合
で添加混合してもよい。 混合によつて得られる混合スラリのPHは、2〜
8、望ましくは3〜7になるようにするのがよ
い。混合によつてバナジウム化合物の一部は、硫
酸バリウムおよびチタン酸に吸着されるが、吸着
量、吸着状態などは、スラリのPHによつて大きく
影響されると推定され、スラリのPHを調整する
と、NOx除去活性が高く、SO2酸化活性が低い
高温特性のよい触媒を得るのがさらに容易になる
のでスラリのPHを前記範囲にするのが好適であ
る。スラリのPHは、一般にはPH調整剤を加えなく
ても前記範囲内に調整できるが、適当な酸または
アルカリを用いてPHを調整するのが適当である。
PH調整剤としては焼成時に揮散するものが好まし
く、酸としては塩酸の如き鉱酸、酢酸の如き有機
酸などが使用できアルカリとしてはアンモニア、
アンモニア水などやエタノールアミン、メチルア
ミンの如きアミン類が好適である。 混合したスラリは、これを濃縮してハニカム
状、粒状などに成形した後乾燥し、次いで焼成し
ても、また乾燥した後に成形して焼成してもよ
い。乾燥、焼成によつて目的とする触媒が得られ
る。 乾燥は、一般に空気雰囲気下に90〜200℃の温
度で水のような揮発成分がなくなる程度に行うの
が適当である。 また焼成は、200〜500℃、好ましくは350〜450
℃の温度で行うのが適当であり、焼成時間は一般
には1〜24時間、好ましくは3〜16時間程度が適
当である。また焼成雰囲気は特に制限されず、例
えば亜硫酸ガス、アンモニア、水蒸気、窒素、酸
素などいずれを含む雰囲気でもよいが、空気の如
き酸素含有ガス雰囲気が経済的でもあり、また好
適でもある。 焼成することによつて原料として使用したバナ
ジウム化合物は、水に不溶性の硫酸バナジル(β
−VOSO4)になるので、触媒中のバナジウム化
合物としては水溶性の硫酸バナジル以外に他のバ
ナジウム化合物はほとんど含まれていないが、少
量(全バナジウム化合物の5重量%以下程度)で
あれば他のバナジウム化合物が含まれていても差
支えない。なお水に不溶性の硫酸バナジルそれ自
体は、赤外線吸収スペクトルによると、水溶性硫
酸バナジル(α−VOSO4)に見られない940-1cm
および510-1cmに特徴的な吸収ピークを有してお
り、ASTM19−1400にバナジウム(IV)オキサ
イドサルフエイト〔Vanadium(IV)Oxide
Salfate〕として記載されている。触媒中の硫酸
バナジル濃度が5重量%以下の場合には、940-1
cmおよび510-1cmの赤外線吸収スペクトルは顕著
ではないが、ESCAを用いて分析すると、バナジ
ウムの原子価は4価であり、また触媒を水につけ
てもバナジウムの溶出がないことから、水に不溶
性の硫酸バナジルと認められる。 また原料として使用したチタン酸スラリのチタ
ン酸は、触媒中でどのようなチタン化合物になつ
ているかX線回折スペクトルなどでは十分明らか
ではないが、チタン酸と二酸化チタンを含む複雑
なチタン化合物になつているのではないかと推定
される。 〔実施例〕 各例において、NOx除去活性(初期活性)の
試験は、9〜12meshに破砕した触媒12mlをステ
ンレス製反応に充填し、反応管、に、
NO300ppm、NH3300ppm、SO2800ppm、
H2O10%、O23%および残りN2からなるモデルガ
ス(NH3/NO=1,モル比)を、空間速度
30000hr-1の流量で流し、320℃、350℃、380℃お
よび410℃に保持し、24時間後、反応管入口およ
び出口におけるガス中のNOx含有量を化学発光
式NOx分析計で測定し、次式に従つてNOx(%)
を求める方法で行つた。 NOx除去率(%)=X1−X2/X1×100 X1=反応管入口におけるガス中のNOx濃度 X2=反応管出口におけるガス中のNOx濃度 また各触媒とも初期におけるNOx除去活性を
測定した後、380℃で、2000hrの耐久試験を行つ
た。 またSO2の酸化活性の試験は、前記モデルガス
を前記と同様にして空間速度10000hr-1の流量で
流し、350℃および380℃に保持し、72時間後、反
応管入口および出口におけるガス中のSO2および
SO3濃度を分析,測定し、次式によりSO2酸化率
(%)を求める方法で行つた。 SO2酸化率=Z/Y×100 Y=反応管入口におけるガス中のSO2濃度 Z=反応管出口におけるガス中のSO3濃度 また各例のチタン酸スラリ中の水溶性硫酸根
(SO2- 4)含有量(mg)は、TiO2(チタン酸を二酸
化チタンに換算)1gに対する量であり、その含
有量の測定はバリウムで固定する方法で行つた。 実施例 1 硫酸タンの熱加水分解法で製造されたメタチタ
ン酸の水スラリ(硫酸法で製造したメタチタン酸
の水スラリ)を水洗して、水溶性硫酸根含有量
3.2mgのメタチタン酸水スラリ(TiO2換算スラリ
濃度25重量%)を準備した。 水6に、メタバナジン酸アンモニウム0.217
Kgを加えて70℃に加温し、撹拌下にシユウ酸(2
水塩)0.351Kgを徐々に加えてバナジウムを還元
してバナジウム化合物の溶液を調製し、これに順
次硫酸アンモニウム0.368Kg、沈降性硫酸バリウ
ム粉末5.4Kgおよび先に準備したメタチタン酸水
スラリを二酸化チタンで換算で4.4Kg加えて混合
し、PH3.5の混合スラリを得た。 混合スラリを撹拌下100℃に加熱してペースト
状にし、押出成形機で4mmφの棒状に成形し、空
気雰囲気下150℃で5時間乾燥した後、空気雰囲
気下450℃で4時間焼成して触媒を得た。 得られた触媒組成は、水に不溶性の硫酸バナジ
ル2.0重量%、硫酸バリウム54.0重量%およびチ
タン化合物(TiO2換算)44.0重量%からなり、
触媒の比表面積は73m2/gであつた。初期におけ
るNOx除去率およびSO2酸化率を第1表に、ま
た長期におけるNOx除去率を第2表に示す。 実施例 2 実施例1において沈降性硫酸バリウム粉末の使
用量およびメタチタン酸水スラリの使用量をかえ
たほかは、実施例1と同様にして、水に不溶性の
硫酸バナジル2.0重量%、硫酸バリウム70.0重量
%およびチタン化合物(TiO2換算)28.0重量%
からなる触媒を製造した。なお混合スラリのPHは
3.1であつた。 触媒の比表面積は42m2/gであり、触媒性能試
験結果は第1表および第2表に示す。 実施例 3 実施例1において沈降性硫酸バリウム粉末の使
用量およびメタチタン酸水スラリの使用量をか
え、押出成形する前のペースト状物に、触媒中の
酸性白土が15重量%になるように酸性白土を混練
したほかは、実施例1と同様にして、水に不溶性
の硫酸バナジル2.0重量%、硫酸バリウム45.7重
量%、チタン化合物37.3重量%および酸性白土
15.0重量%からなる触媒を製造した。なお混合ス
ラリのPHは3.3であつた。 触媒の比表面積では67m2/gであり、触媒性能
試験結果は第1表および第2表に示す。 実施例 4 実施例1においてメタチタン酸水スラリとして
水溶性硫酸根含有量29mgのメタチタン酸水スラリ
(TiO2換算スラリ濃度30重量%)を使用したほか
は、実施例1と同様にして、水に不溶性の硫酸バ
ナジル2.0重量%、硫酸バリウム54.0重量%およ
びチタン化合物(TiO2換算)44.0重量%からな
る触媒を製造した。なお混合スラリのPHは2.6で
あつた。 触媒の比表面積は49m2/gであり、触媒性能試
験結果は第1表および第2表に示す。 実施例 5 実施例1においてメタチタン酸水スラリとして
水溶性硫酸根含有量0.5mgのメタチタン酸水スラ
リ(TiO2換算スラリ濃度30重量%)を使用した
ほかは、実施例例1と同様にして、水に不溶性の
硫酸バナジル2.0重量%、硫酸バリウム54.0重量
%およびチタン化合物(TiO2換算)44.0重量%
からなる触媒を製造した。なお混合スラリのPHは
3.8であつた。 触媒の比表面積は68m2/gであり、触媒性能試
験結果は第1表および第2表に示す。 実施例 6 実施例1において混合スラリのPH3.5を希アン
モニウム水を滴下してPH6.5にしたほかは、実施
例1と同様にして、水に不溶性の硫酸バナジル
2.0重量%、硫酸バリウム54.0重量およびチタン
化合物(TiO2換算)44.0重量%からなる触媒を
製造した。 触媒の比表面積は75m2/gであり、触媒性能試
験結果は第1表および第2表に示す。 実施例 7 実施例1において混合スラリのPH3.5モノエタ
ノールアミンを滴下してPH6.0にしたほかは、実
施例1と同様にして、水に不溶性の硫酸バナジル
2.0重量%、硫酸バリウム54.0重量%およびチタ
ン化合物(TiO2換算)44.0重量%からなる触媒
を製造した。 触媒の比表面積は74m2/gであり、触媒性能試
験結果は第1表および第2表に示す。 比較例 1 実施例1においてメタチタン酸水スラリを使用
しなかつたほかは、実施例1と同様にして、水に
不溶性の硫酸バナジル7.5重量%および硫酸バリ
ウム92.5重量%からなる触媒を製造した。なお混
合スラリのPHは1.5であつた。 触媒の比表面積は5m2/gであり、触媒性能試
験結果は第3表および第4表に示す。 比較例 2 実施例1において硫酸バリウム粉末を使用しな
かつたほかは、実施例1と同様にして、水に不溶
性の硫酸バナジル2.0重量%およびチタン化合物
(TiO2換算)98.0重量%からなる触媒を製造し
た。なお混合スラリのPHは3.4であつた。 触媒の比表面積は89m2/gであり、触媒性能試
験結果は第3表および第4表に示す。 比較例 3 実施例1と同様の水溶性硫酸根含有量3.2mgの
メタチタン酸スラリを空気雰囲気下120℃で6時
間乾燥したチタン酸を、メタチタン酸水スラリの
かわりに混合したほかは、実施例1と同様にし
て、水に不溶性の硫酸バナジル2.0重量%、硫酸
バリウム54.0重量%およびチタン化合物(TiO2
換算)44.0重量%からなる触媒を製造した。なお
混合スラリのPHは3.4であつた。 触媒の比表面積は48m2/gであり、触媒性能試
験結果は第3表および第4表に示す。 比較例 4 実施例1のメタチタン酸スラリのかわりに、水
溶性硫酸根含有量68.5mgのメタチタン酸水スラリ
(TiO2換算スラリ濃度30重量%)を使用したほか
は、実施例1と同様にして、水に不溶性の硫酸バ
ナジル2.0重量%、硫酸バリウム54.0重量%およ
びチタン化合物(TiO2換算)44.0重量%からな
る触媒を製造した。なお混合スラリのPHは2.2で
あつた。 触媒の比表面積は43m2/gであり、触媒性能試
験結果は第3表および第4表に示す。 比較例 5 実施例1においてバナジウム化合物の溶液に、
硫酸アンモニウムとメタチタン酸水スラリを混合
して120℃で乾燥させた後、沈降性硫酸バリウム
粉末および少量の水を加えてペースト状にし、こ
れを押出成形機で成形したほかは、実施例1と同
様にして、水に不溶性の硫酸バナジル2.0重量%、
硫酸バリウム54.0重量%およびチタン化合物
(TiO2換算)44.0重量%からなる触媒を製造し
た。 触媒の比表面積は55m2/gであり、触媒性能試
験結果は第3表および第4表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention is directed to water-insoluble vanadyl sulfate (β-
VOSO 4 ), barium sulfate, and a titanium compound. More specifically, the present invention aims at reducing sulfur coexisting in the exhaust gas when nitrogen oxides in the exhaust gas containing nitrogen oxides discharged from a fixed combustion device are reduced and purified in the presence of a reducing substance such as ammonia. A highly durable product for reducing and purifying nitrogen oxides that can prevent problems caused by oxides and dust, and can efficiently reduce and purify nitrogen oxides in exhaust gas at temperatures exceeding 380°C over a long period of time. This relates to a method for producing a catalyst. [Conventional technology] Nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) are emitted from fixed combustion equipment in various factories, including boilers, power plants, and steel plants that use heavy oil and coal.
NOx in exhaust gas, which contains nitrogen oxides (NOx) such as sulfur dioxide (SO 2 ), sulfur trioxide (SO 3 ), and dust, is expressed by the following formula: Many methods of reducing and purifying reducing substances such as ammonia in the presence of such substances and nitrogen oxide reduction and purification catalysts used in the process are already known. 4NO+NH 3 +O 2 →6H 2 O+4N 2 6NO+4NH 3 →5N 2 +6H 2 O 6HO 2 +8NH 3 →7N 2 +12H 2 O Typical nitrogen oxide purification catalysts include iron,
There are catalysts that use oxides such as copper and vanadium as catalyst components and support them on carriers such as alumina and titania. Among these catalysts, the V 2 O 5 -TiO 2 catalyst has high NOx removal activity at low temperatures (around 300°C) and high SOx resistance, making it an excellent catalyst.
Since the activity of oxidizing SO 2 to SO 3 (SO 2 oxidation activity) is large, a large amount of SO 3 is generated on the catalyst, which combines with the added reducing substance ammonia and accumulates on the catalyst surface, or is heated. The drawback is that sulfur compounds such as acidic ammonium sulfate may accumulate in the exchanger or flue, causing various operational problems such as deterioration of the catalyst and corrosion of equipment. Furthermore, many nitrogen oxide purification catalysts using metal sulfates as carriers and/or catalyst components are already known. These catalysts are
Although the catalyst has relatively good SOx properties and long life, there are cases where an attempt is made to regenerate the catalyst by washing with water, or when the catalyst is contaminated by adhesion of dust in the exhaust gas, or when water comes into contact with the catalyst during operation. There are disadvantages in that the catalyst components may be eluted or the catalyst may disintegrate. For example, in the claims of JP-A-51-103869, there are descriptions of a large number of metal sulfate catalysts, but the catalyst described in this publication is on the third page, left column, 20th page. Row ~ Same page, right column, No. 6
As is clear from the description that there is no need to calcinate the catalyst during the preparation of the catalyst and that the catalyst components can be easily separated by washing with water, there is a major drawback in the water resistance of the catalyst, and it is difficult to regenerate the catalyst by washing with water. If you try to do so, the catalyst may collapse or the catalyst components may be eluted. Also, Japanese Patent Publication No. 57-30532, Japanese Patent Publication No. 59-35025
No. 1, etc., discloses a catalyst in which a titanium compound is treated with a silicon compound and fired to prepare a titanium and silicon-based carrier, and then a catalyst component such as vanadium is supported and fired again. The preparation method for these catalysts is complicated, and their long-term NOx removal activity may not be sufficient.
From an industrial standpoint, there is room for improvement. Japanese Patent Publication No. 56-32020 (West German Published Patent Publication No. 2842147) filed by the present applicant describes a catalyst comprising barium sulfate and vanadyl sulfate which is insoluble in water. The catalyst described in the publication is
It has excellent water resistance and SOx resistance, low activity to oxidize SO 2 B to SO 3 (SO 2 oxidation activity), and high NOx removal activity at relatively low temperatures. Furthermore, JP-A No. 59-59249 discloses a solution of a vanadium compound in which the valence of vanadium is reduced to 4 by adding a reducing substance to a vanadium compound in which the valence of vanadium is 5 in the presence of water; A method for producing a catalyst for nitrogen oxide reduction and purification comprising a titanium compound, barium sulfate, and water-insoluble vanadyl sulfate, which comprises mixing sulfuric acid or an ammonium salt of sulfuric acid, barium sulfate, and titanium hydroxide, and then calcining the mixture. Are listed. The catalyst prepared by the method described in this publication has a NH 3 NO (molar ratio) of 1 or less when exhaust gas is treated at 300 to 340°C.
It has the features of high NOx removal activity, little ammonia remaining in the exhaust gas after denitrification, and low SO 2 oxidation activity. Said Japanese Patent Publication No. 56-32020, Japanese Patent Application Publication No. 59-59249
The catalyst containing water-insoluble vanadyl sulfate described in the above publication has the excellent features described above, but under high temperature conditions, for example when the exhaust gas temperature is
For long periods of time at high temperatures exceeding 380℃
There are drawbacks to NOx removal activity and SO 2 oxidation activity, and there is room for further improvement in this respect. [Problems to be solved by the invention] Although the temperature of the exhaust gas to be treated varies depending on the type of combustion equipment and the installation position of the denitrification equipment, in recent years it has been It is often required to remove NOx from exhaust gas, which contains SOx, dust, etc. along with NOx. Among the conventionally known catalysts, there have been proposals for catalysts with low SO 2 oxidation activity and high NOx removal activity, but as mentioned above, when applied to NOx removal under high temperature conditions, the NOx removal activity is low and the NOx removal activity is low. Or,
SO2 oxidation activity is large and low. The present invention has low SO 2 oxidation activity even when applied to the removal of NOx in high-temperature exhaust gas, and has excellent high-temperature characteristics that can stably maintain high NOx removal activity over a long period of time. The purpose of the present invention is to provide a method for producing a catalyst. [Means for Solving the Problems] The present inventors have discovered the water-insoluble vanadyl and As a result of further research, we were able to make full use of the features of catalysts made of barium sulfate, water-insoluble vanadyl sulfate, barium sulfate, and titanium compounds in the removal of NOx from high-temperature exhaust gas. We have arrived at the present invention. The present invention involves adding sulfuric acid or sulfuric acid to a solution of a vanadium compound in which the valence of vanadium is lower than 5 by reducing the valence of vanadium in the presence of a reducing substance and a solvent. A method for producing a catalyst for purification of nitrides consisting of water-insoluble vanadyl sulfate, barium sulfate, and titanium compounds by drying and calcining a slurry containing a mixture of ammonium salt, barium sulfate, and titanic acid. In terms of titanium, the content of aqueous sulfate radicals (SO 2 4 - ) (SO 2 4 - /TiO 2 ) per 1 g of titanium dioxide ( TiO 2 ) is 50
The present invention relates to a method for producing a catalyst for purifying nitrogen oxides, which uses a titanic acid slurry of less than mg. In the present invention, the titanic acid slurry has an aqueous sulfuric acid radical (SO 2 4 - ) content of 1 g of titanium dioxide (TiO 2 ) when the titanic acid in the slurry is converted to titanium dioxide (TiO 2 ).
50 mg or less, preferably 30 mg or less, especially 10
mg or less of titanate slurry is used. Titanic acid usually has a large specific surface area of 100 to 300 m 2 /g, and the average diameter of its primary particles is small, 30 to 50 Å, making it easy to aggregate. Therefore, it is necessary to uniformly disperse titanic acid to achieve the desired catalytic performance. For this purpose, titanic acid must be used as a titanate slurry, preferably an aqueous slurry. In addition, when the content of water-soluble sulfate groups is high, the water-soluble sulfate groups promote the aggregation of titanic acid, hinder the dispersion of titanic acid during catalyst preparation, and uniformly support the water-insoluble vanadyl sulfate, which is the active component of the catalyst. Therefore, it is necessary to thoroughly wash the titanate slurry with water as necessary and use a titanate slurry with a low content of water-soluble sulfate groups. When mixing titanate slurry, if you use a dried titanate slurry instead of titanate slurry or use one with a high content of water-soluble sulfate groups, the long-term NOx removal activity may decrease and the SO 2 oxidation activity may increase. I don't like it because it makes me feel tired. Titanium acid slurry is mainly made of methane titanate, which is obtained by thoroughly washing titanium acid with water without drying it, which is obtained by neutralizing hydrolysis or thermal hydrolysis of titanium salts such as titanium tetrachloride and titanium sulfate. A titanic acid aqueous slurry as a component is preferable, and a titanic acid aqueous slurry produced by a sulfuric acid method is particularly preferable. It is preferable to use a titanic acid slurry with a concentration of 10 to 40% by weight, preferably 15 to 30% by weight in terms of titanium dioxide, as this will improve the dispersibility of titanic acid and the high humidity characteristics of the catalyst. . If the concentration is too high, the dispersibility of titanic acid tends to deteriorate, and if the concentration is too low, more heat is required for firing the catalyst. [Function] In the present invention, the mechanism by which a catalyst with low SO 2 oxidation activity and high NOx removal activity even under high-temperature conditions is obtained has not been fully elucidated; Using less titanate slurry will improve the dispersion of titanate,
Sintering of thermally unstable titanic acid is suppressed by barium sulfate, which has a small specific surface area but is thermally stable, and the catalyst component, vanadyl sulfate, which is insoluble in water, is uniformly distributed between barium sulfate and titanic acid. This is thought to be due to the fact that titanic acid's large specific surface area and barium sulfate's thermal stability are fully utilized because they are dispersed and supported. The method for producing the catalyst of the present invention will be explained in detail. In the present invention, examples of the vanadium compound having a pentavalent vanadium include ammonium methanvanadate, metavanadate, vanadium pentoxide, and the like, with ammonium metavanadate being particularly preferred. Further, the reducing substance may be any substance that can reduce a pentavalent vanadium compound to a valence smaller than pentavalent (quadrivalent), such as organic carboxylic acids such as oxalic acid, citric acid, and tartaric acid. Of these, oxalic acid is preferred. In preparing a solution of a vanadium compound in which the valence of vanadium is reduced to a valence of less than 5 by reducing the valence of vanadium in the presence of a reducing substance and a solvent, For example, a pentavalent vanadium compound such as ammonium metavanadate is dissolved in a solvent such as water, and a reducing substance such as oxalic acid is added thereto.
Even if the method is carried out by reducing a vanadium compound of high valence, it is also possible to add
The reduction may also be carried out by adding a vanadium compound of vanadium. The solvent may be any solvent as long as it can dissolve the pentavalent vanadium compound and the reducing substance, but water is generally preferably used. In addition, the sulfuric acid or ammonium salt of sulfuric acid used in the present invention includes concentrated sulfuric acid, ammonium sulfate,
Examples include acidic ammonium sulfate, ammonium sulfite, ammonium persulfate, etc. Among them, ammonium sulfate is preferred because it is inexpensive and has good reproducibility of the intended catalyst. Sulfuric acid or an ammonium salt of sulfuric acid is necessary to form vanadyl sulfate, which is insoluble in water. ~2
Amounts such as gram atoms are preferred, and there is no advantage to using more than 2 gram atoms. Barium sulfate generally has a specific surface area of 10m 2 /
Precipitated barium sulfate having an average particle diameter of 0.1 to 1.0 μm is preferably used. The order in which sulfuric acid or ammonium salt of sulfuric acid, barium sulfate, and titanate slurry are mixed into the solution of vanadium compound is not particularly limited, and it is sufficient to form a mixed slurry in which these are combined, and the order in which they are added is Either is fine. The important point at this stage is to use a titanic acid slurry with a small amount of water-soluble sulfate groups, as described above. The mixing ratio of the vanadium compound solution is 0.5 to 35% by weight, preferably 1 to 35% by weight in terms of vanadyl sulfate, which is insoluble in water.
10% by weight, barium sulfate 25 to 95% by weight, preferably 35 to 70% by weight, and titanate slurry 1 to 65% by weight in terms of titanium dioxide (TiO 2 ), preferably 20% by weight.
It is appropriate to select the amount within the range of ~50% by weight. In addition, when mixing, acid clay,
Clay minerals such as activated clay and bentonite may be added and mixed in an amount of 5 to 30% by weight based on the finished catalyst. The pH of the mixed slurry obtained by mixing is between 2 and 2.
8, preferably 3 to 7. A part of the vanadium compound is adsorbed by barium sulfate and titanic acid through mixing, but the adsorption amount and adsorption state are estimated to be greatly affected by the pH of the slurry, and adjusting the pH of the slurry It is preferable that the PH of the slurry be within the above range because it becomes easier to obtain a catalyst with high NOx removal activity, low SO 2 oxidation activity, and good high-temperature properties. The PH of the slurry can generally be adjusted within the above range without adding a PH regulator, but it is appropriate to adjust the PH using a suitable acid or alkali.
As the pH adjuster, it is preferable to use one that volatilizes during firing.As the acid, mineral acids such as hydrochloric acid and organic acids such as acetic acid can be used.As the alkali, ammonia,
Aqueous ammonia and amines such as ethanolamine and methylamine are suitable. The mixed slurry may be concentrated, shaped into a honeycomb shape, granules, etc., dried, and then fired, or dried, shaped, and fired. The desired catalyst can be obtained by drying and calcination. Generally, drying is suitably carried out in an air atmosphere at a temperature of 90 to 200°C to the extent that volatile components such as water are eliminated. Also, firing is performed at 200 to 500℃, preferably 350 to 450℃.
C., and the firing time is generally 1 to 24 hours, preferably 3 to 16 hours. The firing atmosphere is not particularly limited, and may be any atmosphere containing sulfur dioxide gas, ammonia, water vapor, nitrogen, oxygen, etc., but an oxygen-containing gas atmosphere such as air is economical and preferred. The vanadium compound used as a raw material by calcination is converted into water-insoluble vanadyl sulfate (β
-VOSO 4 ), the catalyst contains almost no other vanadium compounds other than water-soluble vanadyl sulfate, but if it is in small amounts (approximately 5% by weight or less of the total vanadium compounds), other vanadium compounds may be present. There is no problem even if it contains vanadium compounds. According to the infrared absorption spectrum, vanadyl sulfate itself, which is insoluble in water, is 940 -1 cm
It has a characteristic absorption peak at 510 -1 cm and has a characteristic absorption peak at 510 -1 cm.
Sulfate]. If the concentration of vanadyl sulfate in the catalyst is 5% by weight or less, 940 -1
The infrared absorption spectra at cm and 510 -1 cm are not remarkable, but when analyzed using ESCA, vanadium has a valence of 4, and vanadium does not elute even when the catalyst is immersed in water. Recognized as insoluble vanadyl sulfate. Furthermore, although it is not clear from X-ray diffraction spectra what kind of titanium compound the titanic acid in the titanic acid slurry used as a raw material becomes in the catalyst, it turns out to be a complex titanium compound containing titanic acid and titanium dioxide. It is presumed that this is the case. [Example] In each example, the NOx removal activity (initial activity) was tested by filling a stainless steel reaction tube with 12 ml of catalyst crushed into 9 to 12 mesh, and
NO300ppm, NH3 300ppm, SO2 800ppm ,
A model gas consisting of 10% H 2 O, 3% O 2 and the remaining N 2 (NH 3 /NO = 1, molar ratio) was
It was flowed at a flow rate of 30000 hr -1 and maintained at 320°C, 350°C, 380°C and 410°C, and after 24 hours, the NOx content in the gas at the inlet and outlet of the reaction tube was measured using a chemiluminescent NOx analyzer. NOx (%) according to the following formula
I did it by the method of finding. NOx removal rate (%) = X 1 −X 2 /X 1 ×100 X 1 = NOx concentration in the gas at the inlet of the reaction tube After measuring, a durability test was conducted at 380℃ for 2000 hours. In addition, to test the oxidation activity of SO 2 , the model gas was flowed at a flow rate of 10,000 hr -1 in the same manner as described above, maintained at 350°C and 380°C, and after 72 hours, the gas at the inlet and outlet of the reaction tube was SO 2 and
The SO 3 concentration was analyzed and measured, and the SO 2 oxidation rate (%) was calculated using the following formula. SO 2 oxidation rate = Z / Y × 100 Y = SO 2 concentration in the gas at the reaction tube inlet Z = SO 3 concentration in the gas at the reaction tube outlet - 4 ) The content (mg) is the amount per 1g of TiO 2 (titanic acid converted to titanium dioxide), and the content was measured by fixing with barium. Example 1 An aqueous slurry of metatitanic acid produced by a thermal hydrolysis method of tan sulfate (an aqueous slurry of metatitanic acid produced by a sulfuric acid method) was washed with water to determine the content of water-soluble sulfate groups.
3.2 mg of metatitanic acid aqueous slurry (slurry concentration in terms of TiO 2 25% by weight) was prepared. Ammonium metavanadate 0.217 in water 6
Kg was added and heated to 70℃, and while stirring, oxalic acid (2
A solution of a vanadium compound is prepared by reducing vanadium by gradually adding 0.351 kg of aqueous salt, and to this solution, 0.368 kg of ammonium sulfate, 5.4 kg of precipitated barium sulfate powder, and the previously prepared metatitanic acid aqueous slurry are added with titanium dioxide. 4.4 kg in terms of conversion was added and mixed to obtain a mixed slurry with a pH of 3.5. The mixed slurry was heated to 100°C with stirring to form a paste, formed into a 4 mm diameter rod using an extruder, dried at 150°C in an air atmosphere for 5 hours, and then calcined at 450°C in an air atmosphere for 4 hours to form a catalyst. I got it. The resulting catalyst composition consisted of 2.0% by weight of water-insoluble vanadyl sulfate, 54.0% by weight of barium sulfate, and 44.0% by weight of a titanium compound (calculated as TiO2 ),
The specific surface area of the catalyst was 73 m 2 /g. The initial NOx removal rate and SO 2 oxidation rate are shown in Table 1, and the long-term NOx removal rate is shown in Table 2. Example 2 The same procedure as Example 1 was carried out except that the amount of precipitated barium sulfate powder and metatitanic acid aqueous slurry used was changed, except that water-insoluble vanadyl sulfate 2.0% by weight and barium sulfate 70.0% were used. Weight% and titanium compound ( TiO2 equivalent) 28.0% by weight
A catalyst consisting of The pH of the mixed slurry is
It was 3.1. The specific surface area of the catalyst was 42 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 1 and 2. Example 3 In Example 1, the amount of precipitated barium sulfate powder and metatitanic acid aqueous slurry used was changed, and the paste before extrusion was acidified so that the acid clay in the catalyst was 15% by weight. Except for kneading the clay, the same procedure as in Example 1 was carried out to prepare water-insoluble vanadyl sulfate 2.0% by weight, barium sulfate 45.7% by weight, titanium compound 37.3% by weight and acidic clay.
A catalyst consisting of 15.0% by weight was produced. Note that the pH of the mixed slurry was 3.3. The specific surface area of the catalyst was 67 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 1 and 2. Example 4 In the same manner as in Example 1, except that a metatitanic acid aqueous slurry having a water-soluble sulfate radical content of 29 mg (TiO 2 equivalent slurry concentration 30% by weight) was used as the metatitanic acid aqueous slurry. A catalyst consisting of 2.0% by weight of insoluble vanadyl sulfate, 54.0% by weight of barium sulfate and 44.0% by weight of a titanium compound (calculated as TiO 2 ) was produced. Note that the pH of the mixed slurry was 2.6. The specific surface area of the catalyst was 49 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 1 and 2. Example 5 The same procedure as in Example 1 was carried out, except that a metatitanic acid aqueous slurry with a water-soluble sulfate radical content of 0.5 mg (slurry concentration 30% by weight in terms of TiO 2 ) was used as the metatitanic acid aqueous slurry in Example 1. Water-insoluble vanadyl sulfate 2.0% by weight, barium sulfate 54.0% by weight and titanium compound (calculated as TiO 2 ) 44.0% by weight
A catalyst consisting of The pH of the mixed slurry is
It was 3.8. The specific surface area of the catalyst is 68 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 1 and 2. Example 6 Vanadyl sulfate, which is insoluble in water, was prepared in the same manner as in Example 1, except that the PH3.5 of the mixed slurry in Example 1 was changed to PH6.5 by dropping dilute ammonium water.
2.0% by weight of barium sulfate, 54.0% by weight of barium sulfate, and 44.0% by weight of titanium compound (calculated as TiO 2 ). The specific surface area of the catalyst is 75 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 1 and 2. Example 7 Water-insoluble vanadyl sulfate was prepared in the same manner as in Example 1, except that PH3.5 monoethanolamine of the mixed slurry was added dropwise to adjust the pH to 6.0.
2.0% by weight of barium sulfate, 54.0% by weight of barium sulfate, and 44.0% by weight of titanium compound (calculated as TiO 2 ). The specific surface area of the catalyst was 74 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 1 and 2. Comparative Example 1 A catalyst consisting of 7.5% by weight of water-insoluble vanadyl sulfate and 92.5% by weight of barium sulfate was produced in the same manner as in Example 1, except that the metatitanic acid aqueous slurry was not used in Example 1. Note that the pH of the mixed slurry was 1.5. The specific surface area of the catalyst is 5 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 3 and 4. Comparative Example 2 A catalyst consisting of 2.0% by weight of water-insoluble vanadyl sulfate and 98.0% by weight of a titanium compound (calculated as TiO 2 ) was prepared in the same manner as in Example 1, except that barium sulfate powder was not used in Example 1. Manufactured. Note that the pH of the mixed slurry was 3.4. The specific surface area of the catalyst was 89 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 3 and 4. Comparative Example 3 Example 3 was the same as in Example 1, except that titanic acid obtained by drying the same metatitanic acid slurry with a water-soluble sulfate radical content of 3.2 mg at 120°C for 6 hours in an air atmosphere was mixed instead of the metatitanic acid aqueous slurry. 1, 2.0% by weight of water-insoluble vanadyl sulfate, 54.0% by weight of barium sulfate, and a titanium compound (TiO 2
A catalyst containing 44.0% by weight (converted) was produced. Note that the pH of the mixed slurry was 3.4. The specific surface area of the catalyst is 48 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 3 and 4. Comparative Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out, except that a metatitanic acid aqueous slurry having a water-soluble sulfate radical content of 68.5 mg (slurry concentration 30% by weight in terms of TiO 2 ) was used instead of the metatitanic acid slurry in Example 1. A catalyst consisting of 2.0% by weight of water-insoluble vanadyl sulfate, 54.0% by weight of barium sulfate, and 44.0% by weight of a titanium compound (calculated as TiO 2 ) was produced. Note that the pH of the mixed slurry was 2.2. The specific surface area of the catalyst was 43 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 3 and 4. Comparative Example 5 In Example 1, the vanadium compound solution was
Same as Example 1, except that ammonium sulfate and metatitanic acid aqueous slurry were mixed and dried at 120°C, then precipitated barium sulfate powder and a small amount of water were added to make a paste, and this was molded using an extruder. and 2.0% by weight of vanadyl sulfate, which is insoluble in water.
A catalyst consisting of 54.0% by weight of barium sulfate and 44.0% by weight of a titanium compound (calculated as TiO 2 ) was produced. The specific surface area of the catalyst is 55 m 2 /g, and the catalyst performance test results are shown in Tables 3 and 4.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

実施例および比較例から明らかであるように、
本発明によつて得られる触媒は、高温においても
NOx除去活性を長期にわたつて安定して高く維
持することができ、SO2酸化活性も低く、さらに
は単位時間当りの排ガス処理能力も高いという特
長を有している。また本発明によると、一度焼成
するだけで耐久性のある触媒が得られ、触媒原料
としても特に高価なものを必要としない利点があ
る。 これに対してチタン酸スラリを使用しないで製
造したチタン化合物を含まない触媒(比較例1)
は、長期でもNOx除去活性は安定しているが初
期および長期ともNOx除去活性が低いだけでな
く、SO2酸化活性も大きい。また硫酸バリウムを
使用しないで製造した硫酸バリウムを含まない触
媒(比較例2)は、初期におけるNOx除去活性
が高く、SO2酸化活性も低いが、長期における
NOx除去活性が悪い。 またチタン酸スラリにかえてチタン酸粉末を使
用して製造した触媒(比較例3)は、長期におけ
るNOx除去活性が低い。 またチタン酸スラリとして水溶性硫酸根含有量
の高いものを使用した触媒(比較列4)は、SO2
酸化活性が大きい。またバナジウム化合物の溶液
にチタン酸スラリを混合し、乾燥させた後、硫酸
バリウムを混合して製造した触媒(比較例5)
は、長期におけるNOx除去活性が低い。
As is clear from the examples and comparative examples,
The catalyst obtained by the present invention can be used even at high temperatures.
It has the features of being able to maintain stable high NOx removal activity over a long period of time, low SO 2 oxidation activity, and high exhaust gas treatment capacity per unit time. Further, according to the present invention, a durable catalyst can be obtained by firing only once, and there is an advantage that a particularly expensive catalyst raw material is not required. On the other hand, a catalyst containing no titanium compound produced without using titanate slurry (Comparative Example 1)
The NOx removal activity is stable even in the long term, but not only is the NOx removal activity low both initially and over the long term, but the SO 2 oxidation activity is also large. In addition, a barium sulfate-free catalyst produced without using barium sulfate (Comparative Example 2) has high initial NOx removal activity and low SO 2 oxidation activity, but the long-term
Poor NOx removal activity. Further, the catalyst manufactured using titanic acid powder instead of titanic acid slurry (Comparative Example 3) has low NOx removal activity over a long period of time. In addition, the catalyst using a titanate slurry with a high content of water-soluble sulfate groups (comparison row 4) has SO 2
High oxidation activity. In addition, a catalyst manufactured by mixing titanate slurry with a vanadium compound solution, drying it, and then mixing barium sulfate (Comparative Example 5)
has low long-term NOx removal activity.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 バナジウムの原子価が5価のバナジウム化合
物を還元性物質および溶媒の存在下に還元してバ
ナジウムの原子価を5価より小さい原子価に還元
したバナジウム化合物の溶液に、硫酸または硫酸
のアンモニウム塩,硫酸バリウムおよびチタン酸
を混合したスラリを乾燥,焼成して,水に不溶性
の硫酸バナジル,硫酸バリウムおよびチタン化合
物からなる窒素酸化物浄化用触媒を製造する方法
において、チタン酸として、二酸化チタン換算で
二酸化チタン(TiO2)1gに対して水溶性硫酸根
(SO2 4 -)の含有量(SO2 4 -/TiO2)が50mg以下の
チタン酸スラリを使用することを特徴とする窒素
酸化物浄化用触媒の製法。 2 チタン酸スラリの水溶性硫酸根の含有量が、
30mg以下である特許請求の範囲第1項記載の窒素
酸化物浄化用触媒の製法。 3 バナジウム化合物の溶液に硫酸または硫酸の
アンモニウム塩,硫酸バリウムおよびチタン酸ス
ラリを混合したスラリのPHが、2〜8である特許
請求の範囲第1項記載の窒素酸化物浄化用触媒の
製法。 4 混合したスラリのPHが、3〜7である特許請
求の範囲第3項記載の窒素酸化物浄化用触媒の製
法。 5 チタン酸スラリのチタン酸濃度が、二酸化チ
タン(TiO2)換算で10〜40重量%である特許請
求の範囲第1項記載の窒素酸化物浄化用触媒の製
法。 6 チタン酸スラリが、硫酸法により製造したチ
タン酸水スラリである特許請求の範囲第1項記載
の窒素酸化物浄化用触媒の製法。
[Claims] 1. A solution of a vanadium compound in which the valence of vanadium is reduced to a valence lower than 5 by reducing a vanadium compound whose valence is 5 in the presence of a reducing substance and a solvent, In a method for producing a nitrogen oxide purification catalyst consisting of water-insoluble vanadyl sulfate, barium sulfate and a titanium compound by drying and calcining a slurry in which sulfuric acid or an ammonium salt of sulfuric acid, barium sulfate and titanic acid are mixed, titanium As the acid, use a titanic acid slurry with a water-soluble sulfate radical (SO 2 4 - ) content (SO 2 4 - /TiO 2 ) of 50 mg or less per 1 g of titanium dioxide (TiO 2 ) in terms of titanium dioxide . A method for producing a nitrogen oxide purification catalyst characterized by: 2 The content of water-soluble sulfate radicals in the titanate slurry is
A method for producing a catalyst for purifying nitrogen oxides according to claim 1, wherein the amount is 30 mg or less. 3. The method for producing a nitrogen oxide purifying catalyst according to claim 1, wherein the slurry obtained by mixing sulfuric acid or an ammonium salt of sulfuric acid, barium sulfate, and titanic acid slurry with a solution of a vanadium compound has a pH of 2 to 8. 4. The method for producing a catalyst for nitrogen oxide purification according to claim 3, wherein the mixed slurry has a pH of 3 to 7. 5. The method for producing a catalyst for purifying nitrogen oxides according to claim 1, wherein the titanic acid concentration of the titanic acid slurry is 10 to 40% by weight in terms of titanium dioxide ( TiO2 ). 6. The method for producing a catalyst for nitrogen oxide purification according to claim 1, wherein the titanic acid slurry is a titanic acid aqueous slurry produced by a sulfuric acid method.
JP60041922A 1985-03-05 1985-03-05 Production of catalyst for purifying nitrogen oxides Granted JPS61204040A (en)

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