JPH05184940A - 窒素酸化物除去用触媒、除去方法及び装置 - Google Patents
窒素酸化物除去用触媒、除去方法及び装置Info
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- JPH05184940A JPH05184940A JP4023308A JP2330892A JPH05184940A JP H05184940 A JPH05184940 A JP H05184940A JP 4023308 A JP4023308 A JP 4023308A JP 2330892 A JP2330892 A JP 2330892A JP H05184940 A JPH05184940 A JP H05184940A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は排ガスからの窒素酸化物の除去にあ
たり、脱硝率の向上、炭素繊維の損耗度の軽減及び騒音
の低減を目的とする。 【構成】 炭素繊維に金属酸化物を担持する。炭素とし
て８００〜２０００℃の温度で焼成したものを用いる。
金属酸化物としては、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｖ等の酸化物を用いる。処理装置の内部に金
属酸化物を担持した炭素繊維を装填する。
たり、脱硝率の向上、炭素繊維の損耗度の軽減及び騒音
の低減を目的とする。 【構成】 炭素繊維に金属酸化物を担持する。炭素とし
て８００〜２０００℃の温度で焼成したものを用いる。
金属酸化物としては、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｖ等の酸化物を用いる。処理装置の内部に金
属酸化物を担持した炭素繊維を装填する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスからの窒素酸化
物（以下ＮＯｘとも云う。）の除去、特にディーゼルエ
ンジン排ガスからの窒素酸化物除去に適した窒素酸化物
除去用触媒、除去方法及び除去装置に関する。
物（以下ＮＯｘとも云う。）の除去、特にディーゼルエ
ンジン排ガスからの窒素酸化物除去に適した窒素酸化物
除去用触媒、除去方法及び除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒素酸化物除去には、例えば火力
発電所排ガスのような固定型の大規模処理に対するアン
モニアを還元剤に、５酸化バナジウム―酸化チタン触媒
を用いた次の反応式（１式）で窒素酸化物を除去する窒
素酸化物除去（触媒講座、第７巻、Ｐ．２５３、講談
社）がある。 ＮＯｘ＋ＮＨ３＋Ｏ２ → Ｎ２＋Ｈ２Ｏ ・・・（１）
発電所排ガスのような固定型の大規模処理に対するアン
モニアを還元剤に、５酸化バナジウム―酸化チタン触媒
を用いた次の反応式（１式）で窒素酸化物を除去する窒
素酸化物除去（触媒講座、第７巻、Ｐ．２５３、講談
社）がある。 ＮＯｘ＋ＮＨ３＋Ｏ２ → Ｎ２＋Ｈ２Ｏ ・・・（１）
【０００３】また、３元触媒を用いた次の反応式（２
式）で窒素酸化物を除去する窒素酸化物除去方法（触媒
講座、第９巻、Ｐ．１９５、講談社）が存在する。 ＮＯｘ＋ＣＯ＋炭化水素 → Ｎ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ ・・・（２）
式）で窒素酸化物を除去する窒素酸化物除去方法（触媒
講座、第９巻、Ｐ．１９５、講談社）が存在する。 ＮＯｘ＋ＣＯ＋炭化水素 → Ｎ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ ・・・（２）
【０００４】しかしながら、３元触媒には還元剤として
ＮＨ3を用いるのが効果的であるが、ディーゼル自動車
の排ガスの窒素酸化物除去に対してアンモニアを用いる
場合はアンモニアの毒性のため取扱いが難しく移動体に
は不向きであり、三元触媒のみ用いる場合はディーゼル
自動車の排ガスのような高酸素濃度のもとでは作用しな
い。
ＮＨ3を用いるのが効果的であるが、ディーゼル自動車
の排ガスの窒素酸化物除去に対してアンモニアを用いる
場合はアンモニアの毒性のため取扱いが難しく移動体に
は不向きであり、三元触媒のみ用いる場合はディーゼル
自動車の排ガスのような高酸素濃度のもとでは作用しな
い。
【０００５】炭素繊維による窒素酸化物の除去は炭素繊
維自体を還元剤として次の反応式（３式）で示されるこ
とが知られている（特開平３―８１５１５号）。 ＮＯｘ＋Ｃ → Ｎ２＋ＣＯ＋ＣＯ２ ・・・（３）
維自体を還元剤として次の反応式（３式）で示されるこ
とが知られている（特開平３―８１５１５号）。 ＮＯｘ＋Ｃ → Ｎ２＋ＣＯ＋ＣＯ２ ・・・（３）
【０００６】しかしながら通常の方法で製造した炭素繊
維は特に２５０℃未満のＮＯｘとの反応性に乏しく窒素
酸化物の除去効率は低い。
維は特に２５０℃未満のＮＯｘとの反応性に乏しく窒素
酸化物の除去効率は低い。
【０００７】そこで本出願人は先に６００℃以上８００
℃未満の温度で焼成してなる炭素繊維が、排ガスからの
窒素酸化物の除去に適することを見出し、先に出願した
（特願平３―１６０７５２号）。しかしながらこのもの
はＮＯｘ除去処理中に炭素繊維が損耗する欠点があっ
た。
℃未満の温度で焼成してなる炭素繊維が、排ガスからの
窒素酸化物の除去に適することを見出し、先に出願した
（特願平３―１６０７５２号）。しかしながらこのもの
はＮＯｘ除去処理中に炭素繊維が損耗する欠点があっ
た。
【０００８】又、多孔質炭素繊維や活性炭素繊維に脱硝
触媒を担持した窒素酸化物除去用の炭素繊維も発表され
ている（特開昭５１―６１７５号、特公昭５４―２２９
７号）。
触媒を担持した窒素酸化物除去用の炭素繊維も発表され
ている（特開昭５１―６１７５号、特公昭５４―２２９
７号）。
【０００９】しかしこれらの炭素繊維は特別な処理を行
っているので高価で脱硝コストが増大すると共に、ＮＯ
ｘ除去処理中に炭素繊維も損耗する。
っているので高価で脱硝コストが増大すると共に、ＮＯ
ｘ除去処理中に炭素繊維も損耗する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような欠点をなくし、特にディーゼル自動車排ガスの
ような高濃度の酸素を含む移動体の排ガスからの窒素酸
化物の除去に適した窒素酸化物除去用触媒、除去方法及
び装置を提供することにある。
のような欠点をなくし、特にディーゼル自動車排ガスの
ような高濃度の酸素を含む移動体の排ガスからの窒素酸
化物の除去に適した窒素酸化物除去用触媒、除去方法及
び装置を提供することにある。
【００１１】さらに詳しくは炭素繊維と金属酸化物との
併用により、特に２００〜４００℃の低温域において脱
硝性能の向上と騒音の低減を達成するものである。
併用により、特に２００〜４００℃の低温域において脱
硝性能の向上と騒音の低減を達成するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）不融化
したピッチ系炭素繊維の原糸を不活性ガス雰囲気にて８
００〜２０００℃の温度で焼成してなる炭素繊維に金属
酸化物を担持してなることを特徴とする窒素酸化物除去
用触媒。
したピッチ系炭素繊維の原糸を不活性ガス雰囲気にて８
００〜２０００℃の温度で焼成してなる炭素繊維に金属
酸化物を担持してなることを特徴とする窒素酸化物除去
用触媒。
【００１３】（２）炭素繊維の比表面積が１０ｍ2／ｇ
以下である（１）記載の触媒。
以下である（１）記載の触媒。
【００１４】（３）窒素酸化物除去用触媒を容器内に配
置し、窒素酸化物を含有した１５０〜６５０℃の高温排
ガスを容器内を通過させ、その通過時高温排ガスが触媒
に接触することを特徴とする窒素酸化物の除去方法。
置し、窒素酸化物を含有した１５０〜６５０℃の高温排
ガスを容器内を通過させ、その通過時高温排ガスが触媒
に接触することを特徴とする窒素酸化物の除去方法。
【００１５】（４）入口管と出口管を有し、内部に窒素
酸化物除去用触媒を配置し、窒素酸化物を含有した１５
０〜６５０℃の高温排ガスを入口管から導入し、触媒と
接触させ、次いで出口管から排出するよう構成したこと
を特徴とする窒素酸化物の除去装置、である。
酸化物除去用触媒を配置し、窒素酸化物を含有した１５
０〜６５０℃の高温排ガスを入口管から導入し、触媒と
接触させ、次いで出口管から排出するよう構成したこと
を特徴とする窒素酸化物の除去装置、である。
【００１６】
【作用】本発明の炭素繊維は、石炭ピッチ、石油ピッ
チ、セルロース、アクリル又はフェノール系のものが使
用でき、８００〜２０００℃の温度で焼成したものであ
る。ＢＥＴ法で測定した比表面積は通常１００ｍ2／ｇ
以下、通常１〜３ｍ2／ｇ程度である。
チ、セルロース、アクリル又はフェノール系のものが使
用でき、８００〜２０００℃の温度で焼成したものであ
る。ＢＥＴ法で測定した比表面積は通常１００ｍ2／ｇ
以下、通常１〜３ｍ2／ｇ程度である。
【００１７】焼成温度が８００℃未満では先に述べたよ
うにＮＯｘ除去処理中に炭素繊維が酸化してＣＯ2とな
り損耗し易い欠点があった（図７参照）。
うにＮＯｘ除去処理中に炭素繊維が酸化してＣＯ2とな
り損耗し易い欠点があった（図７参照）。
【００１８】又２０００℃よりも高温で焼成すると炭素
が黒鉛化し、表面反応特性が低下し、脱硝効率が低下す
る。
が黒鉛化し、表面反応特性が低下し、脱硝効率が低下す
る。
【００１９】炭素繊維の形状は、原綿、クロス、マッ
ト、フェルト、ヤーン、シート、チョップ状のものが代
表的である。
ト、フェルト、ヤーン、シート、チョップ状のものが代
表的である。
【００２０】金属酸化物は、鉄、銅、コバルト、ニッケ
ル、マンガン、クロム、タングステン、バナジウム等の
金属酸化物が用いられる。
ル、マンガン、クロム、タングステン、バナジウム等の
金属酸化物が用いられる。
【００２１】担持の方法は、通常触媒を担体に担持させ
る方法なども利用でき、金属酸化物を炭素繊維に付着又
は含有せしめればよく、特に限定するものではなく、た
とえば、金属塩化物の水溶液に炭素繊維を浸漬し、その
後熱処理して金属塩化物を金属酸化物に変化させる方法
も好適に使用できる。
る方法なども利用でき、金属酸化物を炭素繊維に付着又
は含有せしめればよく、特に限定するものではなく、た
とえば、金属塩化物の水溶液に炭素繊維を浸漬し、その
後熱処理して金属塩化物を金属酸化物に変化させる方法
も好適に使用できる。
【００２２】又、スプレー、溶射などの方法でもよい。
【００２３】付着又は含有させる量は、特に限定するも
のではないが、炭素繊維に対して、金属酸化物０．０１
〜１０重量％程度で充分である。
のではないが、炭素繊維に対して、金属酸化物０．０１
〜１０重量％程度で充分である。
【００２４】高温排ガスは、内燃機関その他の各種燃焼
装置から発生する燃焼排ガスで、特にＮＯｘを含む１５
０〜６５０℃の高温排ガスを好適に処理できる。
装置から発生する燃焼排ガスで、特にＮＯｘを含む１５
０〜６５０℃の高温排ガスを好適に処理できる。
【００２５】以下、本発明の処理方法及び装置の実施態
様を図１〜４に基づいて説明する。
様を図１〜４に基づいて説明する。
【００２６】図１はディーゼルエンジン自動車における
排ガス処理系統図を示し、エンジン１内で燃焼した燃焼
ガスは各シリンダーの排気管からマニホールド２を通っ
て排気管３に入りＮＯｘ吸着器４に装填された触媒を担
持した炭素繊維の間を通って、消音器５を経て排気管端
６を通って大気に放出される。
排ガス処理系統図を示し、エンジン１内で燃焼した燃焼
ガスは各シリンダーの排気管からマニホールド２を通っ
て排気管３に入りＮＯｘ吸着器４に装填された触媒を担
持した炭素繊維の間を通って、消音器５を経て排気管端
６を通って大気に放出される。
【００２７】図２には、ＮＯｘ吸着器の内容を示す。エ
ンジンからの排気管から吐出した燃焼ガスは、吸着器容
器７の中に装着された触媒材８に衝突し、その表面に接
触して、出口管１０より排出される。
ンジンからの排気管から吐出した燃焼ガスは、吸着器容
器７の中に装着された触媒材８に衝突し、その表面に接
触して、出口管１０より排出される。
【００２８】触媒材８は炭素繊維フェルト、マットまた
はクロス状のものに金属酸化物触媒を担持したものを用
い、広い面積で燃焼ガスと接触し、燃焼排ガス中のＮＯ
ｘを吸着還元反応により低減させる。
はクロス状のものに金属酸化物触媒を担持したものを用
い、広い面積で燃焼ガスと接触し、燃焼排ガス中のＮＯ
ｘを吸着還元反応により低減させる。
【００２９】また図３は、触媒剤８を燃焼ガス流れと垂
直に配置し、接触効率を高くしたものである。
直に配置し、接触効率を高くしたものである。
【００３０】また図４は、触媒材を８１および８２のよ
うに２列または２列以上に配列し、燃焼ガスとの接触面
積を大きくして、効率を向上させるものである。
うに２列または２列以上に配列し、燃焼ガスとの接触面
積を大きくして、効率を向上させるものである。
【００３１】図２と図４の方法を採用すると燃焼ガス流
れの抵抗が減少し、エンジン、ガスタービンまたはボイ
ラーの背圧上昇を阻止できるので、燃料消費を低下させ
ない利点がある。
れの抵抗が減少し、エンジン、ガスタービンまたはボイ
ラーの背圧上昇を阻止できるので、燃料消費を低下させ
ない利点がある。
【００３２】
【実施例】図２の装置を用い、１５００℃で焼成した炭
素繊維を塩化第二鉄の水溶液に浸漬し、次いで１０５℃
で１ｈｒ乾燥し、酸化第二鉄１％を担持した炭素繊維ク
ロスを作り、これを図２の装置に装填した。
素繊維を塩化第二鉄の水溶液に浸漬し、次いで１０５℃
で１ｈｒ乾燥し、酸化第二鉄１％を担持した炭素繊維ク
ロスを作り、これを図２の装置に装填した。
【００３３】ディーゼルエンジン排ガスを入口管より装
置内に導入し、排ガスの温度を変え、出口管における脱
硝率を測定し、図５に示した。
置内に導入し、排ガスの温度を変え、出口管における脱
硝率を測定し、図５に示した。
【００３４】比較のために金属酸化物を担持しない炭素
繊維単味のものの脱硝率を示した。
繊維単味のものの脱硝率を示した。
【００３５】図６には流速の影響を示した。
【００３６】
【発明の効果】本発明により低温時の脱硝効率の向上及
び炭素繊維の酸化損耗を軽減することができた。
び炭素繊維の酸化損耗を軽減することができた。
【図１】排ガス処理系統図である。
【図２】処理装置の断面説明図である。
【図３】処理装置の断面説明図である。
【図４】ＣＦクロスを２重巻にした処理装置の断面説明
図である。（１）は縦断面図、（２）は横断面図であ
る。
図である。（１）は縦断面図、（２）は横断面図であ
る。
【図５】排ガス温度と脱硝率との関係図である。
【図６】排ガス流速と脱硝率との関係図である。
【図７】炭素繊維の酸化減量率と稼動時間の関係図であ
る。
る。
１ エンジン ２ マニホールド ３ 排気管 ４ ＮＯｘ吸着器 ５ 消音器 ６ 排気管 ７ 吸着器容器 ８ 触媒材 ８１ 触媒材 ８２ 触媒材 ９ 入口管 １０ 出口管
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ａ 6850−3Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】 不融化したピッチ系炭素繊維の原糸を不
活性ガス雰囲気にて８００〜２０００℃の温度で焼成し
てなる炭素繊維に金属酸化物を担持してなることを特徴
とする窒素酸化物除去用触媒。 - 【請求項２】 炭素繊維の比表面積が１０ｍ2／ｇ以下
である請求項１記載の触媒。 - 【請求項３】 窒素酸化物除去用触媒を容器内に配置
し、窒素酸化物を含有した１５０〜６５０℃の高温排ガ
スを容器内を通過させ、その通過時高温排ガスが触媒に
接触することを特徴とする窒素酸化物の除去方法。 - 【請求項４】 入口管と出口管を有し、内部に窒素酸化
物除去用触媒を配置し、窒素酸化物を含有した１５０〜
６５０℃の高温排ガスを入口管から導入し、触媒と接触
させ、次いで出口管から排出するよう構成したことを特
徴とする窒素酸化物の除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023308A JPH05184940A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 窒素酸化物除去用触媒、除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023308A JPH05184940A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 窒素酸化物除去用触媒、除去方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184940A true JPH05184940A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12106973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4023308A Withdrawn JPH05184940A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 窒素酸化物除去用触媒、除去方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05184940A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0783369A4 (en) * | 1994-09-27 | 1998-12-09 | Chevron Usa Inc | PROCESSES FOR DEMERCAPTANIZATION OF OIL DISTILLATION PRODUCTS |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP4023308A patent/JPH05184940A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0783369A4 (en) * | 1994-09-27 | 1998-12-09 | Chevron Usa Inc | PROCESSES FOR DEMERCAPTANIZATION OF OIL DISTILLATION PRODUCTS |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |