JPH04197450A - 触媒ハニカム成型体 - Google Patents
触媒ハニカム成型体Info
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- JPH04197450A JPH04197450A JP2332835A JP33283590A JPH04197450A JP H04197450 A JPH04197450 A JP H04197450A JP 2332835 A JP2332835 A JP 2332835A JP 33283590 A JP33283590 A JP 33283590A JP H04197450 A JPH04197450 A JP H04197450A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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。
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、置換型層状アルミネートを原料としてハニカ
ム状に成型した、耐熱用燃焼触媒体に関するものである
。
ム状に成型した、耐熱用燃焼触媒体に関するものである
。
燃焼触媒、特に触媒燃焼を行うための触媒は、自動車排
ガス中の一酸化炭素や炭化水素類の燃焼除去、工場排ガ
スの除外、無煙燃焼等、様々な用途に用いられている。
ガス中の一酸化炭素や炭化水素類の燃焼除去、工場排ガ
スの除外、無煙燃焼等、様々な用途に用いられている。
ところで、従来用いられている燃焼触媒は、コージェラ
イト系担体やアルミナ担体にＰｄ等の貴金属元素を担持
させた低温用触媒がほとんどであるが、このような触媒
は耐熱性および強度が不十分であり、高温下で使用する
と焼結して比表面積（単位重量当たりの表面積）が著し
く低下し、またＰｄやｐｔ等の主要成分が揮散して本来
の機能を果すことができなくなる。
イト系担体やアルミナ担体にＰｄ等の貴金属元素を担持
させた低温用触媒がほとんどであるが、このような触媒
は耐熱性および強度が不十分であり、高温下で使用する
と焼結して比表面積（単位重量当たりの表面積）が著し
く低下し、またＰｄやｐｔ等の主要成分が揮散して本来
の機能を果すことができなくなる。
従って従来は、触媒の使用温度を約８００°Ｃ〜１００
０°Ｃの範囲内に制御することで触媒の劣化を防ぐ操作
が行われており、これが使用温度の拡大の大きな妨げと
なっている。換言すれば、燃焼触媒を用いた燃焼の温度
領域を拡大するためには、耐熱性に優れた触媒の開発が
急務とされている。
０°Ｃの範囲内に制御することで触媒の劣化を防ぐ操作
が行われており、これが使用温度の拡大の大きな妨げと
なっている。換言すれば、燃焼触媒を用いた燃焼の温度
領域を拡大するためには、耐熱性に優れた触媒の開発が
急務とされている。
さらに近年は、ガスタービンやボイラーにおいてもＮｏ
Ｘ低減の方法として触媒燃焼を行うことが要望されてお
り、この要望に答え得る触媒として、例えば１２００°
Ｃを超える高温でも高い燃焼活性を維持することができ
る高耐熱性触媒の開発が強く望まれている。
Ｘ低減の方法として触媒燃焼を行うことが要望されてお
り、この要望に答え得る触媒として、例えば１２００°
Ｃを超える高温でも高い燃焼活性を維持することができ
る高耐熱性触媒の開発が強く望まれている。
そこで、特開平１−２１００３１号公報には、耐熱性を
改良し、高温でも使用可能とした耐熱性触媒が開示され
ている。この触媒は、高温時における担持成分の焼結を
防ぐために触媒活性成分と触媒単体成分とが特別な規制
で混合された層状アルミネート構造を有しており、その
組成式は次のようになっている。
改良し、高温でも使用可能とした耐熱性触媒が開示され
ている。この触媒は、高温時における担持成分の焼結を
防ぐために触媒活性成分と触媒単体成分とが特別な規制
で混合された層状アルミネート構造を有しており、その
組成式は次のようになっている。
ＣＢＡＩＯ
１−！ ！ ！ １２−Ｙ １９−ＩＸここ
で、Ａ：Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒのうちの１種Ｃ：希土類元素
中の１種 Ｂ：Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ。
で、Ａ：Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒのうちの１種Ｃ：希土類元素
中の１種 Ｂ：Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ。
Ｃｒの中の１種
Ｚ＜０．４゜
０．１≦Ｘ≦４
Ｘ≦Ｙ≦２Ｘ
ａ ＝ １− （Ｘ−２（Ｘ−Ｙ）＋ＸＸ−３Ｙ） ／
２である。
２である。
このような触媒によれば、約１２００°Ｃの高温下でも
高い活性能力を維持することができる。
高い活性能力を維持することができる。
上記公報に記載される触媒は、約１０００〜１３００゜
Ｃの焼成温度で目的の結晶構造（マグネトプラム構造）
に変化するものであり、その比表面積を大きな値に維持
するほど、高い活性を期待することができる。ところが
、上記比表面積をあまり大きく設定すると、結晶が満足
に成長していないために充１分な熱的強度および機械的
強度が得られず、特に、高い強度が要求される触媒ノ１
ニカム成型体として成型した場合には熱応力により壊れ
易く、その使用は困難となる。また反面、触媒の強度を
上げようとして結晶の成長を進め、比表面積を小さくし
過ぎると、いくら使用温度が高くして反応速度を大きく
しても満足な燃焼率は得られず、本来の目的である高温
時の触媒の活性性能の向上を図ることができなくなる。
Ｃの焼成温度で目的の結晶構造（マグネトプラム構造）
に変化するものであり、その比表面積を大きな値に維持
するほど、高い活性を期待することができる。ところが
、上記比表面積をあまり大きく設定すると、結晶が満足
に成長していないために充１分な熱的強度および機械的
強度が得られず、特に、高い強度が要求される触媒ノ１
ニカム成型体として成型した場合には熱応力により壊れ
易く、その使用は困難となる。また反面、触媒の強度を
上げようとして結晶の成長を進め、比表面積を小さくし
過ぎると、いくら使用温度が高くして反応速度を大きく
しても満足な燃焼率は得られず、本来の目的である高温
時の触媒の活性性能の向上を図ることができなくなる。
本発明は、このような事情に鑑み、高温時の活性が十分
に得られ、しかもノ１ニカム成型体とルで不都合なく使
用できる強度を維持することができる触媒ハニカム成型
体を提供することを目的とする。
に得られ、しかもノ１ニカム成型体とルで不都合なく使
用できる強度を維持することができる触媒ハニカム成型
体を提供することを目的とする。
本発明者等は、触媒の比表面積と燃焼率および強度との
関係について研究を重ねた結果、比表面積を２ｍ２／ｇ
未満と、すると燃焼率が低すぎて触媒としての機能が果
せなくなり、逆に、比表面積が２４ｍ２／ｇを超えると
、比表面積を増加させても燃焼率の向上は望めず、また
強度が不十分なために成型体としての使用が困難となる
ことを突きとめた。
関係について研究を重ねた結果、比表面積を２ｍ２／ｇ
未満と、すると燃焼率が低すぎて触媒としての機能が果
せなくなり、逆に、比表面積が２４ｍ２／ｇを超えると
、比表面積を増加させても燃焼率の向上は望めず、また
強度が不十分なために成型体としての使用が困難となる
ことを突きとめた。
そこで本発明は、上記課題を解決する手段として、置換
型層状アルミネートを原料としてこれを成型した燃焼触
媒−において、その比表面積を２ｍ２／ｇ以上でかつ２
４ｍ２／ｇ以下としたものである。
型層状アルミネートを原料としてこれを成型した燃焼触
媒−において、その比表面積を２ｍ２／ｇ以上でかつ２
４ｍ２／ｇ以下としたものである。
なお、上記置換型層状アルミネートの具体的な組成式は
次の通りである。
次の通りである。
Ａ ＣＢ Ａｔ Ｏ・（１）ｉｔ ！
Ｉ １２−７ １９４ここで、Ａ：Ｃａ、Ｂａ、Ｓ
ｒのうちの１種Ｃ：希土類元素中の１種 Ｂ：Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ。
Ｉ １２−７ １９４ここで、Ａ：Ｃａ、Ｂａ、Ｓ
ｒのうちの１種Ｃ：希土類元素中の１種 Ｂ：Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ。
Ｃｒの中の１種
Ｚ＜０．４
０、１ ≦Ｘ≦４
Ｘ≦Ｙ≦ ２ Ｘ
〔作 用〕
上記構成によれば、比表面積を２ｍ２／ｇ以上とするこ
とにより、満足な燃焼率が得られ、触媒としての機能が
十分に確保される。しかも、比表面積を２４ｍ２／ｇ以
下とすることにより、触媒の強度もハニカム成型体とし
ての使用に耐え得る値に保たれることとなる。
とにより、満足な燃焼率が得られ、触媒としての機能が
十分に確保される。しかも、比表面積を２４ｍ２／ｇ以
下とすることにより、触媒の強度もハニカム成型体とし
ての使用に耐え得る値に保たれることとなる。
試験１
種々の比表面積をもつ置換型層状アルミネート触媒体に
ついて、次の条件下で燃焼試験を行った。
ついて、次の条件下で燃焼試験を行った。
触媒組成式： Ｓ ｒ Ｌａ ＭｎＡ １．．
０．９−。
０．９−。
０．８ ０．２
触媒量：６ｍｌ
触媒形状：タブレット成型体
メタン濃度・２ マ０１％（空気バランス）空間速度：
１０００００ ｈ’ 次頁の第１表は、上記燃焼試験においてメタンの燃焼率
１０％を得た時の温度Ｔ １および曲１０％ げ強度試験により得られた曲げ強度を示したものである
。なお、比表面積の測定にはＢＥＴ−点法（単分子吸着
量と分子占有断面積とに基づいて表面積を算出する方法
）を用いている。
１０００００ ｈ’ 次頁の第１表は、上記燃焼試験においてメタンの燃焼率
１０％を得た時の温度Ｔ １および曲１０％ げ強度試験により得られた曲げ強度を示したものである
。なお、比表面積の測定にはＢＥＴ−点法（単分子吸着
量と分子占有断面積とに基づいて表面積を算出する方法
）を用いている。
第１表
この表から明らかなように、比表面積が２４ｍ２／ｇを
超えると、比表面積を増加しても燃焼率の向上はほとん
ど望めず、曲げ強度の低下を招くのみで何ら利点を得る
ことはできない。さらに、各比表面積をもつ触媒を実際
にハニカム成型体として成型することを試みた結果、２
５ｍ２／ｇを超えるものは非常に脆く、実際に試験装置
に組込むと熱応力等によって壊れてしまい、実用に供さ
ないことが判明した。
超えると、比表面積を増加しても燃焼率の向上はほとん
ど望めず、曲げ強度の低下を招くのみで何ら利点を得る
ことはできない。さらに、各比表面積をもつ触媒を実際
にハニカム成型体として成型することを試みた結果、２
５ｍ２／ｇを超えるものは非常に脆く、実際に試験装置
に組込むと熱応力等によって壊れてしまい、実用に供さ
ないことが判明した。
一方、比表面積が２ｍ２／ｇ未満のものは燃焼率が悪く
、触媒燃焼用としての使用が困難となっている。
、触媒燃焼用としての使用が困難となっている。
従って、触媒体の強度を十分に保ち、かつ燃焼率の向上
を図るためには、比表面積が２ｍ”／ｇ以上でかつ２４
ｍ２／ｇ以下であることが条件となる。
を図るためには、比表面積が２ｍ”／ｇ以上でかつ２４
ｍ２／ｇ以下であることが条件となる。
試験２
第１図は、本発明ハニカム成型体をガスタービン用燃焼
器に適用した場合を想定して構成した試験装置を示した
ものである。図において、ガス管１０内には、ハニカム
成形された４つのハニカム触媒体０１〜Ｃ４が入口側（
低温側）から順に適当な間隔をおいて充填されており、
各ハニカム触媒体０１〜Ｃ４の入口側部分と出口側部分
および最終出口部分には、燃焼温度検出用の熱電対Ｔ。
器に適用した場合を想定して構成した試験装置を示した
ものである。図において、ガス管１０内には、ハニカム
成形された４つのハニカム触媒体０１〜Ｃ４が入口側（
低温側）から順に適当な間隔をおいて充填されており、
各ハニカム触媒体０１〜Ｃ４の入口側部分と出口側部分
および最終出口部分には、燃焼温度検出用の熱電対Ｔ。
〜Ｔ４．Ｔａが配置されている。
このような装置において、下記の諸条件で燃焼を実行し
、 １５６時間に及ぶ耐久試験を行った。なお、各試験
におけるハニカム触媒体には、外径５０ｍｍ、厚み２５
■、セル数３００のものを用いている。
、 １５６時間に及ぶ耐久試験を行った。なお、各試験
におけるハニカム触媒体には、外径５０ｍｍ、厚み２５
■、セル数３００のものを用いている。
入口ガス温度・ ６００°Ｃ
燃料濃度：２．３％
（なお、燃料濃度２．３％で断熱火炎温度は１２４０’
Ｃである。） 線速度（流速）：３．５Ｎ山／Ｓ １段目触媒：Ｓｒ Ｌａ ＭｎＡｌ、０１．、
−、。
Ｃである。） 線速度（流速）：３．５Ｎ山／Ｓ １段目触媒：Ｓｒ Ｌａ ＭｎＡｌ、０１．、
−、。
０．８ ０．２
２段目触媒：Ｓｒ Ｌａ ＭｎＡｌ、、０．９
−。
−。
０．８ ０．２
３段目触媒：Ｓｒ Ｌａ ＭｎＡ１１１０１９
−ｃｌ。
−ｃｌ。
０．８ ０．２
４段目触媒： Ｓ ｒ Ｌ ａ Ｍ ｎ Ａ
Ｉ ｒ １０１９−（Ｘｏ、８ Ｇ、２ （全触媒は全て同一） この試験結果を第２，３図および第２，３表に示す。第
２図は装置における触媒層温度分布を、第３図は燃焼率
の経時変化を、菓２表は各時刻における燃焼率等の値を
、第３表は１５６ｈ経過後の結果をそれぞれ示している
。これらのデータから明らかなように、各触媒はいずれ
も試験後項れることなく、また形状が変化することなく
、シかも充分な性能を維持しており、実用に耐え得る触
媒であることが立証されている。
Ｉ ｒ １０１９−（Ｘｏ、８ Ｇ、２ （全触媒は全て同一） この試験結果を第２，３図および第２，３表に示す。第
２図は装置における触媒層温度分布を、第３図は燃焼率
の経時変化を、菓２表は各時刻における燃焼率等の値を
、第３表は１５６ｈ経過後の結果をそれぞれ示している
。これらのデータから明らかなように、各触媒はいずれ
も試験後項れることなく、また形状が変化することなく
、シかも充分な性能を維持しており、実用に耐え得る触
媒であることが立証されている。
第２表
なお、試験結果は示していないが、前記 （１）式に示
されるような組成式をもつ層状アルミネート触媒であれ
ば、上記比表面積に関する条件を満たすことにより、上
記と同様の効果を得ることができる。
されるような組成式をもつ層状アルミネート触媒であれ
ば、上記比表面積に関する条件を満たすことにより、上
記と同様の効果を得ることができる。
以上のように本発明は、置換型層状アルミネートを原料
とした触媒ハニカム成型体において、その比表面積を２
ｍ２／ｇ以上でかつ２４ｍ２／ｇ以下としたものである
ので、比表面積を十分に確保することにより燃焼率の向
上を図り、かつ、比表面積を適当な値に抑えることによ
り、ノ＼ニカム成型体としての使用に耐え得る強度を確
保することができる効果がある。
とした触媒ハニカム成型体において、その比表面積を２
ｍ２／ｇ以上でかつ２４ｍ２／ｇ以下としたものである
ので、比表面積を十分に確保することにより燃焼率の向
上を図り、かつ、比表面積を適当な値に抑えることによ
り、ノ＼ニカム成型体としての使用に耐え得る強度を確
保することができる効果がある。
第１図は燃焼触媒システムを想定して構成された燃焼試
験装置の全体図、第２図は燃焼試験における装置の温度
分布を示すグラフ、第３図は同燃焼試験における燃焼率
の経時変化を示すグラフである。 Ｃｌ−Ｃ４・・・触媒ハニカム成型体。 特許出願人 大阪瓦斯 株式会社同
東洋シーシーアイ 株式会社 同 株式会社 神戸製鋼折代 理 人
弁理士 小谷 悦司同 弁理士
長１） 正向 弁理士 伊藤 孝夫。 第 ２ 図 触媒イ立５ｒ
験装置の全体図、第２図は燃焼試験における装置の温度
分布を示すグラフ、第３図は同燃焼試験における燃焼率
の経時変化を示すグラフである。 Ｃｌ−Ｃ４・・・触媒ハニカム成型体。 特許出願人 大阪瓦斯 株式会社同
東洋シーシーアイ 株式会社 同 株式会社 神戸製鋼折代 理 人
弁理士 小谷 悦司同 弁理士
長１） 正向 弁理士 伊藤 孝夫。 第 ２ 図 触媒イ立５ｒ
Claims (1)
- １、置換型層状アルミネートを原料としてハニカム状に
成型した触媒ハニカム成型体において、その比表面積を
２ｍ＾２／ｇ以上でかつ２４ｍ＾２／ｇ以下としたこと
を特徴とする触媒ハニカム成型体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332835A JPH04197450A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 触媒ハニカム成型体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332835A JPH04197450A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 触媒ハニカム成型体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04197450A true JPH04197450A (ja) | 1992-07-17 |
Family
ID=18259336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2332835A Pending JPH04197450A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 触媒ハニカム成型体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04197450A (ja) |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2332835A patent/JPH04197450A/ja active Pending
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