JPH05168858A - 酸化窒素の処理方法及びその装置 - Google Patents
酸化窒素の処理方法及びその装置Info
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- JPH05168858A JPH05168858A JP3337386A JP33738691A JPH05168858A JP H05168858 A JPH05168858 A JP H05168858A JP 3337386 A JP3337386 A JP 3337386A JP 33738691 A JP33738691 A JP 33738691A JP H05168858 A JPH05168858 A JP H05168858A
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 選択還元法において、例えば還元ガスとして
メタン等のより低級な炭化水素をも使用でき、酸化窒素
の還元処理（これは結局、排ガスの除去・浄化につなが
る。）が可能な酸化窒素の処理方法を得るとともに、こ
の方法を使用する酸化窒素の処理装置を得る。 【構成】 酸化窒素を還元ガスとともに触媒に接触させ
て、前記酸化窒素を窒素に還元する選択還元法による酸
化窒素の処理方法において、触媒として、γ−アルミ
ナ、アルミニウムアルコキシドから合成されるアルミ
ナ、比表面積が１００以上のアルミナ等である高活性の
アルミナを採用し、還元ガスとして炭化水素を使用し
て、還元反応を４００℃から９００℃でおこなうととも
に、この触媒還元反応に必要な触媒反応部、供給手段、
保温装置を備えて装置系を構成する。
メタン等のより低級な炭化水素をも使用でき、酸化窒素
の還元処理（これは結局、排ガスの除去・浄化につなが
る。）が可能な酸化窒素の処理方法を得るとともに、こ
の方法を使用する酸化窒素の処理装置を得る。 【構成】 酸化窒素を還元ガスとともに触媒に接触させ
て、前記酸化窒素を窒素に還元する選択還元法による酸
化窒素の処理方法において、触媒として、γ−アルミ
ナ、アルミニウムアルコキシドから合成されるアルミ
ナ、比表面積が１００以上のアルミナ等である高活性の
アルミナを採用し、還元ガスとして炭化水素を使用し
て、還元反応を４００℃から９００℃でおこなうととも
に、この触媒還元反応に必要な触媒反応部、供給手段、
保温装置を備えて装置系を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン、ボイラ、タ
ービン等の燃焼機器の排ガス中のＮＯｘ成分除去に関す
るものであり、さらに詳細には酸化窒素を還元ガスとと
もに触媒に接触させて、窒素に還元する選択還元法を採
用した酸化窒素の処理方法及びこの方法を使用する酸化
窒素の処理装置に関する。
ービン等の燃焼機器の排ガス中のＮＯｘ成分除去に関す
るものであり、さらに詳細には酸化窒素を還元ガスとと
もに触媒に接触させて、窒素に還元する選択還元法を採
用した酸化窒素の処理方法及びこの方法を使用する酸化
窒素の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種選択還元法は、酸素共存下の雰囲
気中で酸化窒素を窒素に還元（窒素と酸素に分解）する
ために提案されているものである。従来、この方法にお
いては、触媒として、Ｃｕ−ゼオライト系化合物の触媒
等が使用され、還元性ガスとしてプロパンやプロピレ
ン、ブタン等のＣ3以上の高級炭化水素が使用される。
そして、この方法を採用する場合、触媒反応部に還元性
ガスを供給するとともに、処理対象の酸化窒素を同時に
供給し、酸化窒素を還元処理することにより、これを浄
化する。
気中で酸化窒素を窒素に還元（窒素と酸素に分解）する
ために提案されているものである。従来、この方法にお
いては、触媒として、Ｃｕ−ゼオライト系化合物の触媒
等が使用され、還元性ガスとしてプロパンやプロピレ
ン、ブタン等のＣ3以上の高級炭化水素が使用される。
そして、この方法を採用する場合、触媒反応部に還元性
ガスを供給するとともに、処理対象の酸化窒素を同時に
供給し、酸化窒素を還元処理することにより、これを浄
化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来技術においては、Ｃｕ−ゼオライト系化合物触媒を用
いる選択還元においては、還元性ガスとしてカーボン数
が３以上の炭化水素を用いる必要があった。これはメタ
ン（カーボン数１）が主成分の天然ガスを用いる燃焼機
器には適用しにくいものであった。即ち、例えば、これ
を家庭用燃焼機器に対して使用する場合は、プロパンや
プロピレン等のボンベをこの機器とともに備えておく必
要があり、装置が複雑になるとともに、機器に必要とな
る空間が大きくなる問題があった。さらに、安全性の問
題も生じていた。
来技術においては、Ｃｕ−ゼオライト系化合物触媒を用
いる選択還元においては、還元性ガスとしてカーボン数
が３以上の炭化水素を用いる必要があった。これはメタ
ン（カーボン数１）が主成分の天然ガスを用いる燃焼機
器には適用しにくいものであった。即ち、例えば、これ
を家庭用燃焼機器に対して使用する場合は、プロパンや
プロピレン等のボンベをこの機器とともに備えておく必
要があり、装置が複雑になるとともに、機器に必要とな
る空間が大きくなる問題があった。さらに、安全性の問
題も生じていた。
【０００４】そこで、本発明の目的は、選択還元法にお
いて、例えば還元ガスとしてメタン等のより低級な炭化
水素をも使用でき、酸化窒素の還元処理（これは結局、
排ガスの除去・浄化につながる。）が可能な酸化窒素の
処理方法を得るとともに、この方法を使用する酸化窒素
の処理装置を得ることである。
いて、例えば還元ガスとしてメタン等のより低級な炭化
水素をも使用でき、酸化窒素の還元処理（これは結局、
排ガスの除去・浄化につながる。）が可能な酸化窒素の
処理方法を得るとともに、この方法を使用する酸化窒素
の処理装置を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本願第一発明による酸化窒素の処理方法の特徴手段
は、触媒がγ−アルミナを主成分とする材料であるとと
もに、還元ガスが炭化水素であり、選択還元法における
還元反応を４００℃から９００℃でおこなうことにあ
る。さらに、その処理装置の特徴構成は、γ−アルミナ
を主成分とする材料が配設される触媒反応部と、この触
媒反応部に酸化窒素とメタンを主成分とする炭化水素を
同時に供給する供給手段とを備え、さらに触媒反応部を
常温より高い温度℃に保持する保温手段が設けられてい
ることである。また、本願第二発明においては、アルミ
ニウムアルコキシドを主な原料として合成されるアルミ
ナを触媒として、さらに、本願第三発明においては、Ｂ
ＥＴ法により測定した表面積が１００以上のアルミナを
主成分とする材料が触媒として選択される。そして、還
元ガス、反応温度については第一発明と同様である。こ
れらの発明の作用・効果は次の通りである。
の本願第一発明による酸化窒素の処理方法の特徴手段
は、触媒がγ−アルミナを主成分とする材料であるとと
もに、還元ガスが炭化水素であり、選択還元法における
還元反応を４００℃から９００℃でおこなうことにあ
る。さらに、その処理装置の特徴構成は、γ−アルミナ
を主成分とする材料が配設される触媒反応部と、この触
媒反応部に酸化窒素とメタンを主成分とする炭化水素を
同時に供給する供給手段とを備え、さらに触媒反応部を
常温より高い温度℃に保持する保温手段が設けられてい
ることである。また、本願第二発明においては、アルミ
ニウムアルコキシドを主な原料として合成されるアルミ
ナを触媒として、さらに、本願第三発明においては、Ｂ
ＥＴ法により測定した表面積が１００以上のアルミナを
主成分とする材料が触媒として選択される。そして、還
元ガス、反応温度については第一発明と同様である。こ
れらの発明の作用・効果は次の通りである。
【０００６】
【作用】つまり本願の酸化窒素の処理方法を使用する場
合は、酸化窒素が、４００℃〜９００℃の温度に維持さ
れた高活性なアルミナを主成分とする材料（第一発明の
場合はγ−アルミナ、第二発明の場合はアルミニウムア
ルコキシドを主な原料として合成されるアルミナ、第三
発明の場合はＢＥＴ法により測定した表面積が１００以
上のアルミナ）の触媒作用により、炭化水素と反応し、
窒素、二酸化炭素、水に変化する（ここで、窒素につい
ては還元反応となっている。）。この反応は、酸素共存
下においても選択的に進行する。さらに、このような高
活性のアルミナを採用した場合は、炭素数が３以上の炭
化水素のみならず、メタン等の炭素数の少ない炭化水素
を還元ガスとして使用する場合もその反応が進行する。
合は、酸化窒素が、４００℃〜９００℃の温度に維持さ
れた高活性なアルミナを主成分とする材料（第一発明の
場合はγ−アルミナ、第二発明の場合はアルミニウムア
ルコキシドを主な原料として合成されるアルミナ、第三
発明の場合はＢＥＴ法により測定した表面積が１００以
上のアルミナ）の触媒作用により、炭化水素と反応し、
窒素、二酸化炭素、水に変化する（ここで、窒素につい
ては還元反応となっている。）。この反応は、酸素共存
下においても選択的に進行する。さらに、このような高
活性のアルミナを採用した場合は、炭素数が３以上の炭
化水素のみならず、メタン等の炭素数の少ない炭化水素
を還元ガスとして使用する場合もその反応が進行する。
【０００７】本願の酸化窒素の分解処理装置を使用する
場合は、供給手段により前述の高活性を有するアルミナ
が配設された触媒反応部に酸化窒素および炭化水素が供
給され、前述の還元反応が行われる。
場合は、供給手段により前述の高活性を有するアルミナ
が配設された触媒反応部に酸化窒素および炭化水素が供
給され、前述の還元反応が行われる。
【０００８】
【発明の効果】従って、本願の発明を採用することによ
り、例えば炭化水素として炭素数の少ないメタンを採用
する場合も、酸化窒素の還元が行えるようになった。こ
こで、還元ガスとしてメタンを採用する場合は、都市ガ
ス成分であるメタンが使用できるため、これを燃料とし
た燃焼器においては、例えば同一の都市ガス供給元から
燃焼器をバイパスしてメタンを燃焼器の排ガス中に供給
して、混合状態のガスを触媒部に導くだけでＮＯｘフリ
ーの清浄なガスを得ることが可能となる。即ち、燃焼器
への適応が非常に容易であるとともに、装置構成におい
ても、プロパン等のボンベを別個に設置する必要がない
ため、省スペースな排ガス浄化システムを提供できる。
結果的に安全性の高い排ガス浄化システムを提供でき
る。
り、例えば炭化水素として炭素数の少ないメタンを採用
する場合も、酸化窒素の還元が行えるようになった。こ
こで、還元ガスとしてメタンを採用する場合は、都市ガ
ス成分であるメタンが使用できるため、これを燃料とし
た燃焼器においては、例えば同一の都市ガス供給元から
燃焼器をバイパスしてメタンを燃焼器の排ガス中に供給
して、混合状態のガスを触媒部に導くだけでＮＯｘフリ
ーの清浄なガスを得ることが可能となる。即ち、燃焼器
への適応が非常に容易であるとともに、装置構成におい
ても、プロパン等のボンベを別個に設置する必要がない
ため、省スペースな排ガス浄化システムを提供できる。
結果的に安全性の高い排ガス浄化システムを提供でき
る。
【０００９】
【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１には本願の発明をガスエンジンヒートポンプに適応す
る場合の燃焼・排気系１の構成が示されている。このガ
スエンジンヒートポンプのガスエンジン２は燃料ガス供
給系３及び燃焼空気供給系４よりそれぞれ燃料ガスｐと
燃焼用空気ａが供給される。そして、ガスエンジン２内
の燃焼により発生する酸化窒素を含有する排気ガスｇが
排気系５へ放出される。この排気系５には、ぺレット状
に成型されたγ−アルミナを主成分とする材料が配設さ
れている触媒反応部６が介装されている。また使用に際
して、この触媒反応部６を反応に適した温度（４００℃
〜９００℃）に維持する保温手段としての保温装置８
が、触媒反応部６の周部に設置されている。従って、触
媒反応部６は排ガスｇの保有する熱と、保温装置８によ
り反応に適当な温度に保たれる（ここで、ガスエンジン
による排ガスの温度が充分に高い場合は、この保温装置
８は必要とされない。）一方、図示するようにガスエン
ジン２をバイパスして還元ガスである燃料ガスｐを燃料
ガス供給系３から直接排気系５へ導くバイパス系９が設
けられている。このバイパス系９にはマスフローコント
ローラといった流量制御器１０が配設されており、バイ
パス系９より排ガスｇに供給される還元ガス（燃料ガ
ス）の量（排ガスに対する還元ガスの量）が制御され
る。そして運転状態において、酸化窒素を含有する排ガ
スは、触媒反応部６を通過することにより浄化されて排
気側７へ排出される。この構造において、排気系５、バ
イパス系９、流量制御器１０は、触媒反応部６に酸化窒
素及び還元ガスを同時に供給する。そこで、この機構を
供給手段と呼ぶ。
１には本願の発明をガスエンジンヒートポンプに適応す
る場合の燃焼・排気系１の構成が示されている。このガ
スエンジンヒートポンプのガスエンジン２は燃料ガス供
給系３及び燃焼空気供給系４よりそれぞれ燃料ガスｐと
燃焼用空気ａが供給される。そして、ガスエンジン２内
の燃焼により発生する酸化窒素を含有する排気ガスｇが
排気系５へ放出される。この排気系５には、ぺレット状
に成型されたγ−アルミナを主成分とする材料が配設さ
れている触媒反応部６が介装されている。また使用に際
して、この触媒反応部６を反応に適した温度（４００℃
〜９００℃）に維持する保温手段としての保温装置８
が、触媒反応部６の周部に設置されている。従って、触
媒反応部６は排ガスｇの保有する熱と、保温装置８によ
り反応に適当な温度に保たれる（ここで、ガスエンジン
による排ガスの温度が充分に高い場合は、この保温装置
８は必要とされない。）一方、図示するようにガスエン
ジン２をバイパスして還元ガスである燃料ガスｐを燃料
ガス供給系３から直接排気系５へ導くバイパス系９が設
けられている。このバイパス系９にはマスフローコント
ローラといった流量制御器１０が配設されており、バイ
パス系９より排ガスｇに供給される還元ガス（燃料ガ
ス）の量（排ガスに対する還元ガスの量）が制御され
る。そして運転状態において、酸化窒素を含有する排ガ
スは、触媒反応部６を通過することにより浄化されて排
気側７へ排出される。この構造において、排気系５、バ
イパス系９、流量制御器１０は、触媒反応部６に酸化窒
素及び還元ガスを同時に供給する。そこで、この機構を
供給手段と呼ぶ。
【００１０】以下に前述の触媒反応部６に配設されてい
る触媒について説明する。この触媒は、前述のようにγ
−アルミナを主成分とするものである。その製法を説明
すると、これはアルミニウムアルコキシド（アルミニウ
ム トリ イソプロポキシド、アルミニウムメトキシド
又はアルミニウムエトキシド等）を主な原料として合成
され、γ−アルミナ＋η−アルミナ（主にγ−アルミ
ナ）を含有するものとなっている。さらにこのアルミナ
は、ＢＥＴ法により測定した比表面積が１００以上であ
る。以下に上述の燃焼・排気系１の作動について説明す
る。先ず、燃料ガス（これは還元ガスとしても働く。）
として、メタン（１３Ａ都市ガス）を採用した場合の例
について以下に説明する。前述のガスエンジン２を理論
空燃比より酸素過剰（λ＞１）な状態で燃焼させ、この
排熱と保温装置８により触媒反応部６の温度を６００°
Ｃ付近に維持する。ここで、供給側酸素濃度を３％に、
ＳＶ値（ガス流量／反応部容積）は１００００ｈ-1にな
るように調節する。左記の条件下での燃料ガスｐの混入
比（排ガスｇ量に対するバイパスされる燃料ガスの比）
と排ガスｇ中に含有される酸化窒素の浄化率及び触媒の
関係を表１に示した。（但し、この表にはアルミナとし
て、γ−アルミナが主成分である上述のアルミニウムア
ルコキシドから合成されたもの（比表面積２００ｍ2／
ｇ）、アルミニウム金属硝酸酸化によって合成されたア
ルミナ（比表面積１５０）、クロマトグラフイー用高活
性アルミナ比表面積１００ｍ2／ｇ））の結果が示され
ている。
る触媒について説明する。この触媒は、前述のようにγ
−アルミナを主成分とするものである。その製法を説明
すると、これはアルミニウムアルコキシド（アルミニウ
ム トリ イソプロポキシド、アルミニウムメトキシド
又はアルミニウムエトキシド等）を主な原料として合成
され、γ−アルミナ＋η−アルミナ（主にγ−アルミ
ナ）を含有するものとなっている。さらにこのアルミナ
は、ＢＥＴ法により測定した比表面積が１００以上であ
る。以下に上述の燃焼・排気系１の作動について説明す
る。先ず、燃料ガス（これは還元ガスとしても働く。）
として、メタン（１３Ａ都市ガス）を採用した場合の例
について以下に説明する。前述のガスエンジン２を理論
空燃比より酸素過剰（λ＞１）な状態で燃焼させ、この
排熱と保温装置８により触媒反応部６の温度を６００°
Ｃ付近に維持する。ここで、供給側酸素濃度を３％に、
ＳＶ値（ガス流量／反応部容積）は１００００ｈ-1にな
るように調節する。左記の条件下での燃料ガスｐの混入
比（排ガスｇ量に対するバイパスされる燃料ガスの比）
と排ガスｇ中に含有される酸化窒素の浄化率及び触媒の
関係を表１に示した。（但し、この表にはアルミナとし
て、γ−アルミナが主成分である上述のアルミニウムア
ルコキシドから合成されたもの（比表面積２００ｍ2／
ｇ）、アルミニウム金属硝酸酸化によって合成されたア
ルミナ（比表面積１５０）、クロマトグラフイー用高活
性アルミナ比表面積１００ｍ2／ｇ））の結果が示され
ている。
【００１１】
【表１】
【００１２】結果、還元ガスであるメタンの混入比の増
加に従って酸化窒素の除去率が上昇した。この状態にお
いて排ガス中には当然酸化窒素、メタン、酸素、二酸化
炭素が共存しており、酸化窒素が還元されていることよ
り選択還元が起こっていることがわかる。 （１）反応温度と酸化窒素の還元性能の関係 上記の酸化窒素の処理方法に於ける、反応温度と酸化窒
素の還元性能の関係を、図２〜図６に基づいて説明す
る。使用した装置構成は図１のものと同様である。各実
験時の条件を以下に箇条書きする。 実験結果 １（図２に示す） ＳＶ値 １００００ ＮＯ １０００ｐｐｍ ＣＨ4 ５
０００ｐｐｍ Ｏ2 ２％ ＣＯ2 １２％の場合 実験結果 ２（図３に示す） ＳＶ値 ３００００ ＮＯ ５００ｐｐｍ ＣＨ4 ５０
００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＣＯ2 ６％の場合 実験結果 ３（図４に示す） ＳＶ値 ３００００ ＮＯ ５００ｐｐｍ ＣＨ4 ５０
００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＣＯ2 ６％ Ｈ2Ｏ ９％ Ｈ2６６０ｐｐ
ｍ ＣＯ１０００ｐｐｍ 実験結果 ４（図５に示す） ＳＶ値 ３００００ ＮＯ ５００ｐｐｍ １３Ａ２５
００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＣＯ2 ６％ Ｈ2Ｏ ９％ Ｈ2６６０ｐｐ
ｍ ＣＯ１０００ｐｐｍ 実験結果 ５（図６に示す） ＳＶ値 １００００ ＮＯ １０００ｐｐｍ １３Ａ５
０００ｐｐｍ Ｏ2 ２％ ＣＯ2 １２％ Ｈ2Ｏ １９％
加に従って酸化窒素の除去率が上昇した。この状態にお
いて排ガス中には当然酸化窒素、メタン、酸素、二酸化
炭素が共存しており、酸化窒素が還元されていることよ
り選択還元が起こっていることがわかる。 （１）反応温度と酸化窒素の還元性能の関係 上記の酸化窒素の処理方法に於ける、反応温度と酸化窒
素の還元性能の関係を、図２〜図６に基づいて説明す
る。使用した装置構成は図１のものと同様である。各実
験時の条件を以下に箇条書きする。 実験結果 １（図２に示す） ＳＶ値 １００００ ＮＯ １０００ｐｐｍ ＣＨ4 ５
０００ｐｐｍ Ｏ2 ２％ ＣＯ2 １２％の場合 実験結果 ２（図３に示す） ＳＶ値 ３００００ ＮＯ ５００ｐｐｍ ＣＨ4 ５０
００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＣＯ2 ６％の場合 実験結果 ３（図４に示す） ＳＶ値 ３００００ ＮＯ ５００ｐｐｍ ＣＨ4 ５０
００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＣＯ2 ６％ Ｈ2Ｏ ９％ Ｈ2６６０ｐｐ
ｍ ＣＯ１０００ｐｐｍ 実験結果 ４（図５に示す） ＳＶ値 ３００００ ＮＯ ５００ｐｐｍ １３Ａ２５
００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＣＯ2 ６％ Ｈ2Ｏ ９％ Ｈ2６６０ｐｐ
ｍ ＣＯ１０００ｐｐｍ 実験結果 ５（図６に示す） ＳＶ値 １００００ ＮＯ １０００ｐｐｍ １３Ａ５
０００ｐｐｍ Ｏ2 ２％ ＣＯ2 １２％ Ｈ2Ｏ １９％
【００１３】図２〜図５においては、縦軸が夫々のガス
の濃度を、横軸が触媒反応部の温度を示している。ＮＯ
（フルスケール１０００ｐｐｍ（ただし、図２に示すも
ののみフルスケール２０００ｐｐｍ））が実線で、メタ
ン（フルスケール１００００ｐｐｍ）が破線で、二酸化
炭素（フルスケール１０００００ｐｐｍ（ただし、図２
に示すもののみフルスケール２０００００ｐｐｍ））が
一点鎖線で、窒素（フルスケール１０００ｐｐｍ（ただ
し、図４、図５に示すもののみフルスケール１００００
及び４０００ｐｐｍ））が二点鎖線、酸素（フルスケー
ル１０００００ｐｐｍ（ただし、図２に示すもののみ３
００００ｐｐｍ））で示されている。そして、図６にお
いては、ＮＯ（フルスケール２０００ｐｐｍ）が実線
で、メタン（フルスケール５０００ｐｐｍ）が破線で、
エタン（フルスケール１０００ｐｐｍ）が一点鎖線で、
プロパン（フルスケール１０００ｐｐｍ）が実線で、窒
素（フルスケール２０００ｐｐｍ）が二点鎖線で示され
ている。結果、上記条件の混合ガス中で昇温したとこ
ろ、４００℃から９００℃の間でＮＯが減少し、窒素が
発生していることが分かる。温度を前述の領域に保つこ
とにより、ＮＯｘの浄化を行うことができる。この触媒
の浄化最適温度は５２０℃〜７５０℃で、中温の排ガス
の機器に適用しやすい。
の濃度を、横軸が触媒反応部の温度を示している。ＮＯ
（フルスケール１０００ｐｐｍ（ただし、図２に示すも
ののみフルスケール２０００ｐｐｍ））が実線で、メタ
ン（フルスケール１００００ｐｐｍ）が破線で、二酸化
炭素（フルスケール１０００００ｐｐｍ（ただし、図２
に示すもののみフルスケール２０００００ｐｐｍ））が
一点鎖線で、窒素（フルスケール１０００ｐｐｍ（ただ
し、図４、図５に示すもののみフルスケール１００００
及び４０００ｐｐｍ））が二点鎖線、酸素（フルスケー
ル１０００００ｐｐｍ（ただし、図２に示すもののみ３
００００ｐｐｍ））で示されている。そして、図６にお
いては、ＮＯ（フルスケール２０００ｐｐｍ）が実線
で、メタン（フルスケール５０００ｐｐｍ）が破線で、
エタン（フルスケール１０００ｐｐｍ）が一点鎖線で、
プロパン（フルスケール１０００ｐｐｍ）が実線で、窒
素（フルスケール２０００ｐｐｍ）が二点鎖線で示され
ている。結果、上記条件の混合ガス中で昇温したとこ
ろ、４００℃から９００℃の間でＮＯが減少し、窒素が
発生していることが分かる。温度を前述の領域に保つこ
とにより、ＮＯｘの浄化を行うことができる。この触媒
の浄化最適温度は５２０℃〜７５０℃で、中温の排ガス
の機器に適用しやすい。
【００１４】（２）アルミナの比表面積と酸化窒素の還
元性能の関係 上記の酸化窒素の処理方法に於ける、ＢＥＴ法により測
定されたアルミナの比表面積と、酸化窒素の減少率の関
係を、図７に基づいて説明する。使用した装置構成は図
１のものと同様である。結果、アルミナの比表面積と酸
化窒素の減少率はほぼ線型な関係を保っており、実用可
能な範囲である、５０％以上の減少率が得られるのは、
この比表面積が１００以上の場合である。さらに、上述
のような高活性のアルミナを製造する場合に、その平均
細孔径を、図８、図９に示すように、２０〜６０Å（図
８に示す）、もしくは２０〜６０Å及び８０〜１２０Å
（図９に示す）に分布極大を有するものとして調整し、
還元ガスとしてメタンを使用した場合は、より良好なＮ
Ｏｘ浄化性能が得られた。以下にメタンに代えてプロパ
ンを還元ガスとして使用した場合の結果を、表２に基づ
いて説明する。装置構成および条件は還元ガスとしてメ
タンを使用した場合のものと同じである。表２に表１に
対応する結果ＬＰＧ用自動車に適用した例を示した。構
成及び条件は、触媒の温度を５６０℃に保つようにした
こと以外は表１の場合に同じである。
元性能の関係 上記の酸化窒素の処理方法に於ける、ＢＥＴ法により測
定されたアルミナの比表面積と、酸化窒素の減少率の関
係を、図７に基づいて説明する。使用した装置構成は図
１のものと同様である。結果、アルミナの比表面積と酸
化窒素の減少率はほぼ線型な関係を保っており、実用可
能な範囲である、５０％以上の減少率が得られるのは、
この比表面積が１００以上の場合である。さらに、上述
のような高活性のアルミナを製造する場合に、その平均
細孔径を、図８、図９に示すように、２０〜６０Å（図
８に示す）、もしくは２０〜６０Å及び８０〜１２０Å
（図９に示す）に分布極大を有するものとして調整し、
還元ガスとしてメタンを使用した場合は、より良好なＮ
Ｏｘ浄化性能が得られた。以下にメタンに代えてプロパ
ンを還元ガスとして使用した場合の結果を、表２に基づ
いて説明する。装置構成および条件は還元ガスとしてメ
タンを使用した場合のものと同じである。表２に表１に
対応する結果ＬＰＧ用自動車に適用した例を示した。構
成及び条件は、触媒の温度を５６０℃に保つようにした
こと以外は表１の場合に同じである。
【００１５】
【表２】
【００１６】結果、還元ガスとしてのメタンの場合と同
様にプロパンの混入比に比例して酸化窒素の除去率が上
昇している。この状態において排ガス中には当然酸化窒
素、プロパン、酸素、二酸化炭素が共存しており、酸化
窒素が還元されていることより選択還元が起こっている
ことがわかる。この反応により酸化窒素は還元され窒素
と二酸化炭素と水とに変化し、無害化される。
様にプロパンの混入比に比例して酸化窒素の除去率が上
昇している。この状態において排ガス中には当然酸化窒
素、プロパン、酸素、二酸化炭素が共存しており、酸化
窒素が還元されていることより選択還元が起こっている
ことがわかる。この反応により酸化窒素は還元され窒素
と二酸化炭素と水とに変化し、無害化される。
【００１７】〔別実施例〕本願の別実施例を以下に箇条
書きする。 （イ）還元ガスとしては、上記してメタン、プロパンの
他、エタン、ブタン等の炭化水素でもよい。さらに、こ
の還元ガスを供給する場合に、排ガス中に添加する他、
燃焼機器排ガス中に含まれる未燃の炭化水素を利用する
ことも可能である。
書きする。 （イ）還元ガスとしては、上記してメタン、プロパンの
他、エタン、ブタン等の炭化水素でもよい。さらに、こ
の還元ガスを供給する場合に、排ガス中に添加する他、
燃焼機器排ガス中に含まれる未燃の炭化水素を利用する
ことも可能である。
【００１８】（ロ）触媒としては、使用状態で前述の条
件を満たしていればよく、その合成過程における、出発
原料物質は特に限定されるものではなく、合成方法につ
いても固相反応法、液相反応法等あるがとくに限定する
ものではない。
件を満たしていればよく、その合成過程における、出発
原料物質は特に限定されるものではなく、合成方法につ
いても固相反応法、液相反応法等あるがとくに限定する
ものではない。
【００１９】（ハ）さらに前述の実施例においては、化
合物をペレット状のまま酸化窒素を含むガス中に配設し
たが、これはハニカム状等いかなる形状に成形して使用
してもよい。
合物をペレット状のまま酸化窒素を含むガス中に配設し
たが、これはハニカム状等いかなる形状に成形して使用
してもよい。
【００２０】（ニ）さらに、上記の実施例においては、
ガスエンジンを備えた燃焼・排気系１に於ける酸化窒素
の処理についてその実施例を示したが、本願の方法はプ
ラント等に於ける酸化窒素の処理等、いかなる場合に対
しても使用することができる。また実施例においても、
還元ガスとガスエンジンに供給される燃料ガスが異なっ
たものであってもよい。さらに、流量制御器としてはマ
スフローコントローラの他、ニードルバルブ、キャピラ
リ等も採用できる。
ガスエンジンを備えた燃焼・排気系１に於ける酸化窒素
の処理についてその実施例を示したが、本願の方法はプ
ラント等に於ける酸化窒素の処理等、いかなる場合に対
しても使用することができる。また実施例においても、
還元ガスとガスエンジンに供給される燃料ガスが異なっ
たものであってもよい。さらに、流量制御器としてはマ
スフローコントローラの他、ニードルバルブ、キャピラ
リ等も採用できる。
【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【００２２】
【図１】本願の燃焼・排気系の構成を示す図
【図２】還元ガスとしてメタンを使用した場合の酸化窒
素の第一実験例の結果を示す図
素の第一実験例の結果を示す図
【図３】還元ガスとしてメタンを使用した場合の酸化窒
素の第二実験例の結果を示す図
素の第二実験例の結果を示す図
【図４】還元ガスとしてメタンを使用した場合の酸化窒
素の第三実験例の結果を示す図
素の第三実験例の結果を示す図
【図５】還元ガスとしてメタンを使用した場合の酸化窒
素の第四実験例の結果を示す図
素の第四実験例の結果を示す図
【図６】還元ガスとしてメタンを使用した場合の酸化窒
素の第五実験例の結果を示す図
素の第五実験例の結果を示す図
【図７】アルミナの比表面積と酸化窒素の還元性能の関
係を示す図
係を示す図
【図８】有効な触媒の平均細孔径分布を示す図
【図９】有効な別触媒の平均細孔径分布を示す図
６ 触媒反応部 ８ 保温手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｂ 7910−3Ｇ 3/10 Ａ 7910−3Ｇ (72)発明者 中山 勝利 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 森川 茂 京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会 社関西新技術研究所内 (72)発明者 小林 孝 京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会 社関西新技術研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 酸化窒素を還元ガスとともに触媒に接触
させて、前記酸化窒素を窒素に還元する選択還元法によ
る酸化窒素の処理方法であって、 前記触媒がγ−アルミナを主成分とする材料であるとと
もに、前記還元ガスが炭化水素であり、前記選択還元法
における還元反応を４００℃から９００℃でおこなう酸
化窒素の処理方法。 - 【請求項２】 酸化窒素を還元ガスとともに触媒に接触
させて、前記酸化窒素を窒素に還元する選択還元法によ
る酸化窒素の処理方法であって、 アルミニウムアルコキシドを主な原料として合成される
アルミナを前記触媒として選択するとともに、前記還元
ガスとして炭化水素を採用し、前記選択還元法における
還元反応を４００℃から９００℃でおこなう酸化窒素の
処理方法。 - 【請求項３】 酸化窒素を還元ガスとともに触媒に接触
させて、前記酸化窒素を窒素に還元する選択還元法によ
る酸化窒素の処理方法であって、前記触媒がＢＥＴ法に
より測定した比表面積が１００以上のアルミナを主成分
とする材料であるとともに、前記還元ガスが炭化水素で
あり、前記選択還元法における還元反応を、４００℃か
ら９００℃でおこなう酸化窒素の処理方法。 - 【請求項４】 前記アルミナの平均細孔径が、２０〜６
０Å、もしくは２０〜６０Å及び８０〜１２０Åに分布
極大を有する請求項３記載の酸化窒素の処理方法。 - 【請求項５】 γ−アルミナを主成分とする材料が配設
される触媒反応部（６）と、前記触媒反応部（６）に酸
化窒素と炭化水素を同時に供給する供給手段を備え、さ
らに前記触媒反応部（６）を常温より高い温度に保温す
る保温手段（８）が設けられている酸化窒素の処理装
置。 - 【請求項６】 ＢＥＴ法により測定した表面積が１００
以上のアルミナを主成分とする材料が配設される触媒反
応部（６）と、前記触媒反応部（６）に酸化窒素と炭化
水素を同時に供給する供給手段を備え、さらに前記触媒
反応部（６）を常温より高い温度に保温する保温手段
（８）が設けられている酸化窒素の処理装置。 - 【請求項７】 前記アルミナの平均細孔径が、２０〜６
０Å、もしくは２０〜６０Å及び８０〜１２０Åに分布
極大を有する請求項６記載の酸化窒素の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337386A JPH05168858A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 酸化窒素の処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337386A JPH05168858A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 酸化窒素の処理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168858A true JPH05168858A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18308145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337386A Pending JPH05168858A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 酸化窒素の処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05168858A (ja) |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3337386A patent/JPH05168858A/ja active Pending
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