JPH05220349A - 酸化窒素の処理方法及び処理装置 - Google Patents
酸化窒素の処理方法及び処理装置Info
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- JPH05220349A JPH05220349A JP4287377A JP28737792A JPH05220349A JP H05220349 A JPH05220349 A JP H05220349A JP 4287377 A JP4287377 A JP 4287377A JP 28737792 A JP28737792 A JP 28737792A JP H05220349 A JPH05220349 A JP H05220349A
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化窒素を還元ガスとともに触媒に接触させ
て、酸化窒素を窒素に還元する選択還元法による酸化窒
素の処理方法及びその装置において、触媒の合成が比較
的容易にできるとともに、長期間の使用においてもその
還元活性を失い難い触媒を採用した酸化窒素の処理方法
及びその装置を得る。 【構成】 触媒として錫（Ｓｎ）又は酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2）を主成分とする材料を採用するとともに、還元ガ
スとして炭化水素を採用し、選択還元法によるＮＯｘの
還元・分解を３００℃以上でおこなう。装置としては、
錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主成分とする材料
が配設される触媒反応部６と、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とを備え、さらに
触媒反応部６を保温する保温手段８を設けて酸化窒素の
処理装置を構成する。
て、酸化窒素を窒素に還元する選択還元法による酸化窒
素の処理方法及びその装置において、触媒の合成が比較
的容易にできるとともに、長期間の使用においてもその
還元活性を失い難い触媒を採用した酸化窒素の処理方法
及びその装置を得る。 【構成】 触媒として錫（Ｓｎ）又は酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2）を主成分とする材料を採用するとともに、還元ガ
スとして炭化水素を採用し、選択還元法によるＮＯｘの
還元・分解を３００℃以上でおこなう。装置としては、
錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主成分とする材料
が配設される触媒反応部６と、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とを備え、さらに
触媒反応部６を保温する保温手段８を設けて酸化窒素の
処理装置を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン、ボイラ等の
排ガス中に含有される酸化窒素の無害化等を目的として
提案されている酸化窒素の処理方法及びその装置に関す
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、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及びこの方法を採用す
る装置に関するものである。
排ガス中に含有される酸化窒素の無害化等を目的として
提案されている酸化窒素の処理方法及びその装置に関す
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、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及びこの方法を採用す
る装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような酸化窒素の還元処理に
おいては、銅−ゼオライト系化合物が触媒として使用さ
れてきた。
おいては、銅−ゼオライト系化合物が触媒として使用さ
れてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この触
媒に関しては、活性のあるゼオライトの合成が難しく、
当該ゼオライトが高価であることや、活性成分である銅
が硫黄に被毒を受け易い等の問題があり、使用勝手が悪
かった。
媒に関しては、活性のあるゼオライトの合成が難しく、
当該ゼオライトが高価であることや、活性成分である銅
が硫黄に被毒を受け易い等の問題があり、使用勝手が悪
かった。
【０００４】よって本発明の目的は、触媒の合成が比較
的容易にできるとともに、長期間の使用においてもその
還元活性を失い難い触媒を採用した酸化窒素の処理方法
及びその装置を得ることにある。
的容易にできるとともに、長期間の使用においてもその
還元活性を失い難い触媒を採用した酸化窒素の処理方法
及びその装置を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による酸化窒素の処理方法の特徴手段は、触媒
が錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主成分とする材
料であるとともに、還元ガスとして炭化水素を採用し、
選択還元法による還元反応を３００℃以上でおこなうこ
とにある。さらに、本発明による酸化窒素の処理装置の
特徴構成は、錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主成
分とする触媒が配設される触媒反応部と、触媒反応部に
酸化窒素と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保温する保温手段が設けたこと
にあり、その作用・効果は次の通りである。
の本発明による酸化窒素の処理方法の特徴手段は、触媒
が錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主成分とする材
料であるとともに、還元ガスとして炭化水素を採用し、
選択還元法による還元反応を３００℃以上でおこなうこ
とにある。さらに、本発明による酸化窒素の処理装置の
特徴構成は、錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主成
分とする触媒が配設される触媒反応部と、触媒反応部に
酸化窒素と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保温する保温手段が設けたこと
にあり、その作用・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、処理対象の酸化窒素が炭化水素とともに供給さ
れ、３００℃以上に維持された錫及び酸化錫を主成分と
する化合物の触媒作用により、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ことができ、例えば、エンジ
ンから排出される排ガス内に含有される酸化窒素を良好
に無害化できる。また、この触媒は処理時間の経過によ
り被毒されることはなく、その合成も比較的容易であ
る。
合は、処理対象の酸化窒素が炭化水素とともに供給さ
れ、３００℃以上に維持された錫及び酸化錫を主成分と
する化合物の触媒作用により、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ことができ、例えば、エンジ
ンから排出される排ガス内に含有される酸化窒素を良好
に無害化できる。また、この触媒は処理時間の経過によ
り被毒されることはなく、その合成も比較的容易であ
る。
【０００７】本願の酸化窒素の分解処理装置を使用する
場合は、供給手段により触媒反応部に酸化窒素および炭
化水素が供給され、触媒反応部を所定の温度域（３００
℃以上）に維持することにより、前述の選択還元、もし
くは直接分解反応が行われる。
場合は、供給手段により触媒反応部に酸化窒素および炭
化水素が供給され、触媒反応部を所定の温度域（３００
℃以上）に維持することにより、前述の選択還元、もし
くは直接分解反応が行われる。
【０００８】
【発明の効果】本願に採用される触媒はＳｎもしくはＳ
ｎＯ2を主成分とするため、触媒の合成が比較的容易に
できるとともに、劣化を起こさず長期間の使用に対応で
きるようになった。さらに、例えば還元ガスとしてメタ
ンを採用する場合は、都市ガスの主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、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
能となった。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た。
ｎＯ2を主成分とするため、触媒の合成が比較的容易に
できるとともに、劣化を起こさず長期間の使用に対応で
きるようになった。さらに、例えば還元ガスとしてメタ
ンを採用する場合は、都市ガスの主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、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
能となった。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た。
【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（ＧＨＰ
と略称する）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には燃料ガス供給系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錫及び酸化錫を主
成分とする化合物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（ＧＨＰ
と略称する）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には燃料ガス供給系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錫及び酸化錫を主
成分とする化合物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】以下に上述の燃焼・排気系１の作動につい
て、還元ガスとしてメタンを例に採った場合について説
明する。 １ 浄化性能（還元ガス：メタン） ガスエンジン２の燃料ガスｐとして、１３Ａ都市ガス
（メタン）を使用する。ここで、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５３０℃
付近に維持する。ＳＶ値（ガス流量／反応部容積）は１
００００ｈ-1になるように調節する。上記の条件下での
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。（この表には、
錫（Ｓｎ）及び酸化錫（ＳｎＯ2）を主体とした化合物
として、金属より合成した酸化錫（Ａで示す）、塩化錫
により合成した酸化錫（Ｂで示す）、蓚酸錫より合成し
た酸化錫（Ｃで示す）、テトライソプロキシ錫（テトラ
アルコキシ錫と一般に称される）とトリイソプロポキシ
アルミニウム（トリアルコキシアルミニウムと一般に称
される）とを、１対１の割合で混合して合成した錫及び
アルミニウムの複合酸化物（Ｄで示す）、及びＤと同様
の製法によるが、錫とアルミニウムの割合が１対９であ
る複合酸化物（Ｅで示す）の各結果が示されている。）
て、還元ガスとしてメタンを例に採った場合について説
明する。 １ 浄化性能（還元ガス：メタン） ガスエンジン２の燃料ガスｐとして、１３Ａ都市ガス
（メタン）を使用する。ここで、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５３０℃
付近に維持する。ＳＶ値（ガス流量／反応部容積）は１
００００ｈ-1になるように調節する。上記の条件下での
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。（この表には、
錫（Ｓｎ）及び酸化錫（ＳｎＯ2）を主体とした化合物
として、金属より合成した酸化錫（Ａで示す）、塩化錫
により合成した酸化錫（Ｂで示す）、蓚酸錫より合成し
た酸化錫（Ｃで示す）、テトライソプロキシ錫（テトラ
アルコキシ錫と一般に称される）とトリイソプロポキシ
アルミニウム（トリアルコキシアルミニウムと一般に称
される）とを、１対１の割合で混合して合成した錫及び
アルミニウムの複合酸化物（Ｄで示す）、及びＤと同様
の製法によるが、錫とアルミニウムの割合が１対９であ
る複合酸化物（Ｅで示す）の各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。また錫単体の
酸化物と錫とアルミニウムの酸化物とを比較すると、複
合酸化物のほうが良好な浄化性能を示した。ここで、排
ガス中の酸化窒素の代表例としてのＮＯ、ＮＯ2に対す
るメタンの触媒上での反応は、以下のように記述され
る。
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。また錫単体の
酸化物と錫とアルミニウムの酸化物とを比較すると、複
合酸化物のほうが良好な浄化性能を示した。ここで、排
ガス中の酸化窒素の代表例としてのＮＯ、ＮＯ2に対す
るメタンの触媒上での反応は、以下のように記述され
る。
【００１３】
【化１】４ＮＯ＋ＣＨ4 → ２Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ ２ＮＯ2＋ＣＨ4 → Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ このような反応によりＮＯｘは還元され窒素、二酸化炭
素、水に変化して、無害化される。
素、水に変化して、無害化される。
【００１４】２ 還元温度（還元ガス：メタン） ２−１ 酸化錫（ＳｎＯ2） 触媒を酸化錫とする場合の反応温度と酸化窒素の還元性
能の関係を、図２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。 実験時の条件 ＮＯ濃度 １０００ｐｐｍ ＳＶ値（ガス流量／反応部容積） ２５０００ｈ-1 還元ガス メタン 温度変化に伴う還元性能の変化 図２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。一酸化窒素（ＮＯ）が実線で、メ
タン（ＣＨ4）が破線で、二酸化炭素(ＣＯ2)が一点鎖線
で、窒素（Ｎ2）が二点鎖線で示されている。さらに各
ガスの濃度のスケールについては、メタン、二酸化炭素
は図左に示すスケールに従い、窒素、一酸化窒素のスケ
ールはそれぞれ、０〜５００ｐｐｍ、０〜２０００ｐｐ
ｍである。温度変化に伴う還元性能について温度の上昇
に従って説明する。 （ａ）１００〜３００℃の温度域においては、ほとんど
反応は起こっていない。 （ｂ）３００〜７００℃域においてメタンの濃度が減少
するとともに、窒素の出現が確認でき、さらに二酸化炭
素の濃度も上昇している。このとき、一酸化窒素の減少
量は、窒素の出現量にモル比で対応している。ここで、
酸素量は完全に０となっていないことより選択還元が起
こっていることがわかる。ただし、窒素の出現量は、５
３０℃程度をピークとして７００℃に到るまでに減少傾
向に転じる。 （ｃ）７００℃〜８００℃で、窒素の出現が微小になる
とともに、８００℃以上の温度域においては、窒素の濃
度が増加傾向に転じている。ここでは、この温度域にお
いて化合物が有する一酸化窒素の直接分解特性が現れて
いるものと考えられる。
能の関係を、図２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。 実験時の条件 ＮＯ濃度 １０００ｐｐｍ ＳＶ値（ガス流量／反応部容積） ２５０００ｈ-1 還元ガス メタン 温度変化に伴う還元性能の変化 図２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。一酸化窒素（ＮＯ）が実線で、メ
タン（ＣＨ4）が破線で、二酸化炭素(ＣＯ2)が一点鎖線
で、窒素（Ｎ2）が二点鎖線で示されている。さらに各
ガスの濃度のスケールについては、メタン、二酸化炭素
は図左に示すスケールに従い、窒素、一酸化窒素のスケ
ールはそれぞれ、０〜５００ｐｐｍ、０〜２０００ｐｐ
ｍである。温度変化に伴う還元性能について温度の上昇
に従って説明する。 （ａ）１００〜３００℃の温度域においては、ほとんど
反応は起こっていない。 （ｂ）３００〜７００℃域においてメタンの濃度が減少
するとともに、窒素の出現が確認でき、さらに二酸化炭
素の濃度も上昇している。このとき、一酸化窒素の減少
量は、窒素の出現量にモル比で対応している。ここで、
酸素量は完全に０となっていないことより選択還元が起
こっていることがわかる。ただし、窒素の出現量は、５
３０℃程度をピークとして７００℃に到るまでに減少傾
向に転じる。 （ｃ）７００℃〜８００℃で、窒素の出現が微小になる
とともに、８００℃以上の温度域においては、窒素の濃
度が増加傾向に転じている。ここでは、この温度域にお
いて化合物が有する一酸化窒素の直接分解特性が現れて
いるものと考えられる。
【００１５】２−２ 複合酸化物（還元ガス：メタン） 還元触媒を錫及びアルミニウムの複合酸化物（表１にお
けるＤ、Ｅで記載のもの）とする場合の酸化窒素の処理
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３に基づいて説明する。 実験時の条件 ＮＯ濃度 ５００ ｐｐｍ ＳＶ値（ガス流量／反応部容積） １００００ｈ-1 還元ガス メタン 温度変化に伴う還元性能の変化 複合酸化物Ｄの結果が実線で、複合酸化物Ｅの結果が破
線で示されている。結果、３００℃以上の温度域におい
て、一酸化窒素の還元、分解反応が起こっている（他の
ガスについては、記載を省略する）。
けるＤ、Ｅで記載のもの）とする場合の酸化窒素の処理
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３に基づいて説明する。 実験時の条件 ＮＯ濃度 ５００ ｐｐｍ ＳＶ値（ガス流量／反応部容積） １００００ｈ-1 還元ガス メタン 温度変化に伴う還元性能の変化 複合酸化物Ｄの結果が実線で、複合酸化物Ｅの結果が破
線で示されている。結果、３００℃以上の温度域におい
て、一酸化窒素の還元、分解反応が起こっている（他の
ガスについては、記載を省略する）。
【００１６】酸化錫、複合酸化物の結果を、今日提案さ
れている化合物による酸化窒素の分解除去と比較すると
（この場合通常反応濃度は８００℃程度以上）、本願の
選択還元に於ける反応温度域が３００℃以上と低く、一
般の燃焼機器に対して適応しやすくなっている。
れている化合物による酸化窒素の分解除去と比較すると
（この場合通常反応濃度は８００℃程度以上）、本願の
選択還元に於ける反応温度域が３００℃以上と低く、一
般の燃焼機器に対して適応しやすくなっている。
【００１７】３ 耐久性 図４に、上記の複合酸化物Ｄの還元性能の経時変化をの
調査結果を示した。 横軸 時間（日）、縦軸 脱硝率（％） 実験時の条件 反応温度 ５００ ℃ 触媒 錫／アルミニウム混合比１対１の複
合酸化物 適応 ＧＨＰ 還元ガス メタン（１３Ａ） 混合比（バイパス比） ０．００５ 結果、１０００日に渡って脱硝率は変化していない。よ
って本願の触媒が被毒を受け難いものであることが判
る。
調査結果を示した。 横軸 時間（日）、縦軸 脱硝率（％） 実験時の条件 反応温度 ５００ ℃ 触媒 錫／アルミニウム混合比１対１の複
合酸化物 適応 ＧＨＰ 還元ガス メタン（１３Ａ） 混合比（バイパス比） ０．００５ 結果、１０００日に渡って脱硝率は変化していない。よ
って本願の触媒が被毒を受け難いものであることが判
る。
【００１８】〔別実施例〕１（還元ガス；エチレン） 上記の実験例において検討した化合物（Ａ，Ｄ、Ｅ）に
対して、還元ガスをエチレンとした場合の反応温度と酸
化窒素の還元性能の関係を、図５に基づいて説明する。 実験時の条件 ＮＯ濃度 ５００ ｐｐｍ ＳＶ値（ガス流量／反応部容積） １００００ｈ-1 還元ガス エチレン（５００ｐ
ｐｍ） （１）温度変化に伴う還元性能の変化 酸化スズＡの結果が実線で、複合酸化物Ｄの結果が破線
で、複合酸化物Ｅの結果が一点鎖線で示されている。結
果、３００℃以上の温度域において、一酸化窒素の還
元、分解反応が起こっており、５００℃近傍において十
分の還元性能を示している。この実験例においては、複
合酸化物Ｅの結果が、還元能力、還元の始まる低温側温
度限界において最も良好である（他のガスについては、
記載を省略する。）。
対して、還元ガスをエチレンとした場合の反応温度と酸
化窒素の還元性能の関係を、図５に基づいて説明する。 実験時の条件 ＮＯ濃度 ５００ ｐｐｍ ＳＶ値（ガス流量／反応部容積） １００００ｈ-1 還元ガス エチレン（５００ｐ
ｐｍ） （１）温度変化に伴う還元性能の変化 酸化スズＡの結果が実線で、複合酸化物Ｄの結果が破線
で、複合酸化物Ｅの結果が一点鎖線で示されている。結
果、３００℃以上の温度域において、一酸化窒素の還
元、分解反応が起こっており、５００℃近傍において十
分の還元性能を示している。この実験例においては、複
合酸化物Ｅの結果が、還元能力、還元の始まる低温側温
度限界において最も良好である（他のガスについては、
記載を省略する。）。
【００１９】〔別実施例〕２ （還元ガス；プロピレ
ン、ＬＰＧ） 還元ガスとしてプロピレン、ＬＰＧを使用した場合の結
果を、表２（プロパンのみを使用）、表３（プロピレ
ン、プロパンを主体とするＬＰＧを使用）に基づいて説
明する。 １ 浄化性能 （還元ガス；プロピイレン、ＬＰＧ） 表１に対応する結果を表２、表３に示す。
ン、ＬＰＧ） 還元ガスとしてプロピレン、ＬＰＧを使用した場合の結
果を、表２（プロパンのみを使用）、表３（プロピレ
ン、プロパンを主体とするＬＰＧを使用）に基づいて説
明する。 １ 浄化性能 （還元ガス；プロピイレン、ＬＰＧ） 表１に対応する結果を表２、表３に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】結果、還元ガスとしてのメタンの場合と同
様に還元ガスの混入比に比例して酸化窒素の除去率が上
昇している。排ガス中には当然酸化窒素、還元ガス、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。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。還元ガスとして採用されるメタンとプロピ
レンもしくはＬＰＧの脱硝能力を比較すると、後者のほ
うが、１０〜２０％高い性能を示している。
様に還元ガスの混入比に比例して酸化窒素の除去率が上
昇している。排ガス中には当然酸化窒素、還元ガス、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。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。還元ガスとして採用されるメタンとプロピ
レンもしくはＬＰＧの脱硝能力を比較すると、後者のほ
うが、１０〜２０％高い性能を示している。
【００２３】２ 還元温度 図２、図３に対応するプロパン及びプロピレンを使用し
た場合の反応温度と還元性能の関係を図６、図７に示し
た。
た場合の反応温度と還元性能の関係を図６、図７に示し
た。
【００２４】２−１ 酸化錫（ＳｎＯ2 ） 酸化錫の結果を、図６に基づいて反応温度とともに説明
する。 （ａ）１００〜３００℃の温度域において、ＮＯｘ濃度
は除々に減少している。 （ｂ）３００〜６００℃域においてプロパンの濃度が減
少するとともに、窒素の出現が確認できるとともに、二
酸化炭素の濃度も上昇している。ここで、酸素量は完全
に０となっていないことより選択還元が起こっているこ
とがわかる。ただし、窒素の出現量は、４８０℃付近を
ピークとして６００℃に到るまでに減少傾向に転じる。 （ｄ）６００℃以上の温度域においては、窒素の出現量
は微量ながら、温度上昇とともに、増加している。この
現象はメタン同様に、酸化錫による直接分解反応による
ものと考えられる。
する。 （ａ）１００〜３００℃の温度域において、ＮＯｘ濃度
は除々に減少している。 （ｂ）３００〜６００℃域においてプロパンの濃度が減
少するとともに、窒素の出現が確認できるとともに、二
酸化炭素の濃度も上昇している。ここで、酸素量は完全
に０となっていないことより選択還元が起こっているこ
とがわかる。ただし、窒素の出現量は、４８０℃付近を
ピークとして６００℃に到るまでに減少傾向に転じる。 （ｄ）６００℃以上の温度域においては、窒素の出現量
は微量ながら、温度上昇とともに、増加している。この
現象はメタン同様に、酸化錫による直接分解反応による
ものと考えられる。
【００２５】この例においてはプロパンの全排ガス量に
対する濃度を０．１％としたが、濃度を上げて０．５％
とした場合でも、良好に酸化窒素の還元が行われた。
対する濃度を０．１％としたが、濃度を上げて０．５％
とした場合でも、良好に酸化窒素の還元が行われた。
【００２６】２−２ 複合酸化物（還元ガス；プロピレ
ン） 図７に酸化錫（ＳｎＯ2）の結果（実線で示す）と複合
酸化物（Ｄ（破線で示す）、Ｅ（一点鎖線で示す））を
対象とした比較結果を示した。図からも明らかなよう
に、複合酸化物は酸化錫よりも、強い還元性能を示して
おり、この例の場合は、錫の混合比に係わらず、ほぼ同
程度の高い還元能を示している。一方、酸化錫（ＳｎＯ
2）の割合の増加に伴って、有効な温度領域が低温側へ
移行している。したがって、この化合物は、非常に使用
勝手が良い。
ン） 図７に酸化錫（ＳｎＯ2）の結果（実線で示す）と複合
酸化物（Ｄ（破線で示す）、Ｅ（一点鎖線で示す））を
対象とした比較結果を示した。図からも明らかなよう
に、複合酸化物は酸化錫よりも、強い還元性能を示して
おり、この例の場合は、錫の混合比に係わらず、ほぼ同
程度の高い還元能を示している。一方、酸化錫（ＳｎＯ
2）の割合の増加に伴って、有効な温度領域が低温側へ
移行している。したがって、この化合物は、非常に使用
勝手が良い。
【００２７】〔別実施例〕３ ディーゼル機関 表４に本願の酸化窒素の処理方法をディーゼル機関に適
応した場合の結果をしめす。検討の対象とした物質は、
上述のものと同様である（表１におけるＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅに示す）。
応した場合の結果をしめす。検討の対象とした物質は、
上述のものと同様である（表１におけるＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅに示す）。
【００２８】
【表４】
【００２９】結果、十分な分解能を示している。さて、
ディーゼル機関の場合は、通常排ガス中には、エチレン
などの不飽和炭化水素が含まれているため、この機関に
適応する場合は、還元ガスとしての炭化水素を特別に別
系統から添加せずとも炭化窒素の浄化をおこなうことが
可能である。
ディーゼル機関の場合は、通常排ガス中には、エチレン
などの不飽和炭化水素が含まれているため、この機関に
適応する場合は、還元ガスとしての炭化水素を特別に別
系統から添加せずとも炭化窒素の浄化をおこなうことが
可能である。
【００３０】〔その他の別実施例〕 （イ）還元ガスとしては、以上の例で示したメタン（１
３Ａ）、エチレン、プロパン（ＬＰＧ）、プロピレンの
他、炭化水素であればいかなるものでもよい。こういっ
た炭化水素においては、炭素数の増加に伴って、還元性
能は大きくなるため、上記のことは当然言える。
３Ａ）、エチレン、プロパン（ＬＰＧ）、プロピレンの
他、炭化水素であればいかなるものでもよい。こういっ
た炭化水素においては、炭素数の増加に伴って、還元性
能は大きくなるため、上記のことは当然言える。
【００３１】（ロ）化合物としては、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。さらに、複合酸化物の合成方法として
は、上述のテトライソプロキシ錫とトリイソプロポキシ
アルミニウムとを所定比で混合して、所定の生成物を得
た後、これを焼成するアルコキシド法の他、塩化アルミ
ニウム、塩化錫を出発物質とする塩化物法、さらに、金
属錫、アルミニウムから得る金属酸化法等、いかなる方
法によっても生成可能である。
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。さらに、複合酸化物の合成方法として
は、上述のテトライソプロキシ錫とトリイソプロポキシ
アルミニウムとを所定比で混合して、所定の生成物を得
た後、これを焼成するアルコキシド法の他、塩化アルミ
ニウム、塩化錫を出発物質とする塩化物法、さらに、金
属錫、アルミニウムから得る金属酸化法等、いかなる方
法によっても生成可能である。
【００３２】（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。
【００３３】（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。
【００３４】（ホ）さらに、炭化水素としてメタンを使
用する場合は、実施例のようにバイパス構成とする他、
燃焼部に於ける状態を一部未燃ガスが発生する状態と
し、メタンがそのまま排出されて、触媒反応部に供給さ
れる構成としてもよい。
用する場合は、実施例のようにバイパス構成とする他、
燃焼部に於ける状態を一部未燃ガスが発生する状態と
し、メタンがそのまま排出されて、触媒反応部に供給さ
れる構成としてもよい。
【００３５】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。
【図１】本願の排ガス浄化装置の構成を示す図
【図２】触媒を酸化錫、還元ガスをメタンとする場合の
還元性能を示す図
還元性能を示す図
【図３】触媒を複合酸化物、還元ガスをメタンとする場
合の還元性能を示す図
合の還元性能を示す図
【図４】錫／アルミニウム比１対１の複合酸化物触媒の
経時変化を示す図
経時変化を示す図
【図５】還元ガスをエチレンとする各触媒の還元性能を
示す図
示す図
【図６】還元ガスをプロパンとする酸化錫の還元性能を
示す図
示す図
【図７】還元ガスをプロピレンとする各触媒の還元性能
を示す図
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 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ａ 6850−3Ｋ (72)発明者 中平 貴年 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
Claims (5)
- 【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、 前記触媒が錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）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、前記選択還元法による還元反応を３００℃以上で
おこなう酸化窒素の処理方法。 - 【請求項２】 前記触媒が錫（Ｓｎ）とアルミニウム
（Ａｌ）との複合酸化物である請求項１記載の酸化窒素
の処理方法。 - 【請求項３】 前記炭化水素がメタンであるとともに、
前記触媒が酸化錫（ＳｎＯ2）を主成分とする材料であ
り、前記選択還元法による還元反応を３００〜７００℃
でおこなう請求項１記載の酸化窒素の処理方法。 - 【請求項４】 錫（Ｓｎ）又は酸化錫（ＳｎＯ2）を主
成分とする触媒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
る供給手段とを備え、さらに前記触媒反応部（６）を保
温する保温手段（８）を設けた酸化窒素の処理装置。 - 【請求項５】 前記触媒が錫（Ｓｎ）とアルミニウム
（Ａｌ）との複合酸化物である請求項４記載の酸化窒素
の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287377A JPH05220349A (ja) | 1991-12-02 | 1992-10-26 | 酸化窒素の処理方法及び処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-317263 | 1991-12-02 | ||
| JP31726391 | 1991-12-02 | ||
| JP4287377A JPH05220349A (ja) | 1991-12-02 | 1992-10-26 | 酸化窒素の処理方法及び処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220349A true JPH05220349A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=26556695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4287377A Pending JPH05220349A (ja) | 1991-12-02 | 1992-10-26 | 酸化窒素の処理方法及び処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05220349A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5853679A (en) * | 1992-12-28 | 1998-12-29 | Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Removal of nitrogen oxide from exhaust gas |
| US6399035B1 (en) * | 1995-12-26 | 2002-06-04 | Cosmo Research Institute | Reduction purification method of nitrogen oxide-containing exhaust gas |
| US7399729B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-15 | General Electric Company | Catalyst system for the reduction of NOx |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP4287377A patent/JPH05220349A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5853679A (en) * | 1992-12-28 | 1998-12-29 | Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Removal of nitrogen oxide from exhaust gas |
| US6399035B1 (en) * | 1995-12-26 | 2002-06-04 | Cosmo Research Institute | Reduction purification method of nitrogen oxide-containing exhaust gas |
| US7399729B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-15 | General Electric Company | Catalyst system for the reduction of NOx |
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