JPH05296423A - 可燃性ガスの燃焼方法 - Google Patents
可燃性ガスの燃焼方法Info
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- JPH05296423A JPH05296423A JP9133392A JP9133392A JPH05296423A JP H05296423 A JPH05296423 A JP H05296423A JP 9133392 A JP9133392 A JP 9133392A JP 9133392 A JP9133392 A JP 9133392A JP H05296423 A JPH05296423 A JP H05296423A
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- ignited
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可燃性ガスの燃焼方法に関する。
【構成】 酸化パラジウムまたはパラジウム含有触媒を
用いて可燃性ガスを燃焼させる方法において、耐熱基材
にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独または
これらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の酸化物か
らなる複合酸化物をコートした担体にパラジウムを担持
させた触媒を前段に、また耐熱基材にアルミナ、シリ
カ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物の
うちの少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化物
と希土類元素の酸化物をコートした担体にパラジウムを
担持させた触媒を後段に配置して可燃性ガスを燃焼させ
る方法。
用いて可燃性ガスを燃焼させる方法において、耐熱基材
にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独または
これらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の酸化物か
らなる複合酸化物をコートした担体にパラジウムを担持
させた触媒を前段に、また耐熱基材にアルミナ、シリ
カ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物の
うちの少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化物
と希土類元素の酸化物をコートした担体にパラジウムを
担持させた触媒を後段に配置して可燃性ガスを燃焼させ
る方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可燃性ガス、例えば一酸
化炭素、水素、炭化水素などのガスを触媒を用いて燃焼
させる方法に関し、特に最も燃焼しにくいメタンを低温
から高温の幅広い温度範囲で安定して燃焼させうる触媒
燃焼方法に関する。
化炭素、水素、炭化水素などのガスを触媒を用いて燃焼
させる方法に関し、特に最も燃焼しにくいメタンを低温
から高温の幅広い温度範囲で安定して燃焼させうる触媒
燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、メタンなど低級炭化水素ガス
を燃料として用い、しかも一般的には燃焼条件範囲とは
云えない希釈状態で燃焼反応させて高温のガスを得るた
めの触媒燃焼方法は従来より知られている。この従来方
法における燃焼用触媒としてはハニカム型のコージェラ
イトやムライトなどのセラミックスを基材として、この
基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアの少な
くとも一種以上の酸化物を含有する担体をウォッシュコ
ートし、活性成分としてパラジウムなどの貴金属を担持
させた触媒などが提案されている。
を燃料として用い、しかも一般的には燃焼条件範囲とは
云えない希釈状態で燃焼反応させて高温のガスを得るた
めの触媒燃焼方法は従来より知られている。この従来方
法における燃焼用触媒としてはハニカム型のコージェラ
イトやムライトなどのセラミックスを基材として、この
基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアの少な
くとも一種以上の酸化物を含有する担体をウォッシュコ
ートし、活性成分としてパラジウムなどの貴金属を担持
させた触媒などが提案されている。
【０００３】また、最近ではアルミナ、シリカ、チタニ
ア、ジルコニアの少なくとも一種以上の酸化物および希
土類元素の酸化物を含有する担体にパラジウムを担持さ
せた触媒などが提案されている。
ア、ジルコニアの少なくとも一種以上の酸化物および希
土類元素の酸化物を含有する担体にパラジウムを担持さ
せた触媒などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た触媒を単独で使用する可燃性ガスの燃焼方法では、希
土類元素を含有しない担体を用いた触媒のように低温着
火性には優れているが、８００℃以上でパラジウムの凝
集が起こって活性が低下するし、また耐熱性のある希土
類元素を添加した担体を使用した触媒では逆に低温着火
性が悪いという問題点がある。
た触媒を単独で使用する可燃性ガスの燃焼方法では、希
土類元素を含有しない担体を用いた触媒のように低温着
火性には優れているが、８００℃以上でパラジウムの凝
集が起こって活性が低下するし、また耐熱性のある希土
類元素を添加した担体を使用した触媒では逆に低温着火
性が悪いという問題点がある。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、低温でも可
燃性ガスを燃焼させることができ、しかも高温において
も安定して完全酸化燃焼させうる方法を提供するもので
ある。
燃性ガスを燃焼させることができ、しかも高温において
も安定して完全酸化燃焼させうる方法を提供するもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は酸化パラジウム
またはパラジウム含有触媒を用いて可燃性ガスを燃焼さ
せる方法において、耐熱基材にアルミナ、シリカ、チタ
ニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうちの少
なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化物をコート
した担体にパラジウムを担持させた触媒を前段に、また
耐熱基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単
独またはこれらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の
酸化物からなる複合酸化物と希土類元素の酸化物をコー
トした担体にパラジウムを担持させた触媒を後段に配置
して可燃性ガスを燃焼させることを特徴とする可燃性ガ
スの燃焼方法である。
またはパラジウム含有触媒を用いて可燃性ガスを燃焼さ
せる方法において、耐熱基材にアルミナ、シリカ、チタ
ニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物のうちの少
なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化物をコート
した担体にパラジウムを担持させた触媒を前段に、また
耐熱基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単
独またはこれらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の
酸化物からなる複合酸化物と希土類元素の酸化物をコー
トした担体にパラジウムを担持させた触媒を後段に配置
して可燃性ガスを燃焼させることを特徴とする可燃性ガ
スの燃焼方法である。
【０００７】本発明でいう触媒とは、ペレット（球また
は円筒など）状またはハニカム型の担体にパラジウムを
０．０１重量％〜３０重量％（全触媒重量基準）担持さ
せたものである。また、ここでいう担体とは、ムライ
ト、コージェライト、アルミニウムチタネート、ジルコ
ニア、ジルコニアスピネル、ジルコン−ムライトなどの
耐熱基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単
独またはこれらの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸
化物からなる複合酸化物またはさらに希土類元素の酸化
物を含有したものをウォッシュコートしたものを意味す
る。
は円筒など）状またはハニカム型の担体にパラジウムを
０．０１重量％〜３０重量％（全触媒重量基準）担持さ
せたものである。また、ここでいう担体とは、ムライ
ト、コージェライト、アルミニウムチタネート、ジルコ
ニア、ジルコニアスピネル、ジルコン−ムライトなどの
耐熱基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単
独またはこれらの酸化物のうち少なくとも２種以上の酸
化物からなる複合酸化物またはさらに希土類元素の酸化
物を含有したものをウォッシュコートしたものを意味す
る。
【０００８】
【作用】本発明の可燃性ガスの触媒燃焼方法において
は、前段（ガス入口側）に、前記耐熱基材にアルミナ、
シリカ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化
物のうち少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化
物をコートした担体に活性成分のパラジウムを担持した
触媒を、後段に上記担体にさらに希土類元素の酸化物を
含有した担体にパラジウムを担持した触媒を配置するの
で、低温着火性がよく、高温でも安定して燃焼させるこ
とができる。最も燃焼しにくいメタンの燃焼を例に説明
すると前段の触媒で４００℃以下でメタンの酸化を開始
させ、前段の触媒層温度を７００℃以下になるように制
御し、後段の触媒で７００〜１０００℃の温度範囲にな
るように制御することにより安定した燃焼を保つことが
できる。以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
は、前段（ガス入口側）に、前記耐熱基材にアルミナ、
シリカ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化
物のうち少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化
物をコートした担体に活性成分のパラジウムを担持した
触媒を、後段に上記担体にさらに希土類元素の酸化物を
含有した担体にパラジウムを担持した触媒を配置するの
で、低温着火性がよく、高温でも安定して燃焼させるこ
とができる。最も燃焼しにくいメタンの燃焼を例に説明
すると前段の触媒で４００℃以下でメタンの酸化を開始
させ、前段の触媒層温度を７００℃以下になるように制
御し、後段の触媒で７００〜１０００℃の温度範囲にな
るように制御することにより安定した燃焼を保つことが
できる。以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【０００９】
（実施例）１０００℃で２４時間焼成したγ−アルミナ
粉末（粒径６０μｍ、比表面積７０ｍ2 ／ｇ）を１平方
インチ当り２００個の開口部（２００セル）を有するコ
ージェライト製ハニカム基材へウォッシュコートし、５
００℃、５時間焼成して担体１を調製した。γ−アルミ
ナのコート量はハニカム基材１００重量部当り４０重量
部であった。γ−アルミナの代わりに、シリカ（比表面
積８１ｍ2 ／ｇ）、チタニア（比表面積５６ｍ2 ／
ｇ）、ジルコニア（比表面積３７ｍ2 ／ｇ）、シリカ−
アルミナ複合酸化物（比表面積９０ｍ2 ／ｇ）を用いた
以外は同様の方法で担体２〜５を調製した。担体１〜５
を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００℃、
５時間焼成して酸化パラジウム５重量％（触媒全重量基
準）担持した触媒１〜５を調製した。
粉末（粒径６０μｍ、比表面積７０ｍ2 ／ｇ）を１平方
インチ当り２００個の開口部（２００セル）を有するコ
ージェライト製ハニカム基材へウォッシュコートし、５
００℃、５時間焼成して担体１を調製した。γ−アルミ
ナのコート量はハニカム基材１００重量部当り４０重量
部であった。γ−アルミナの代わりに、シリカ（比表面
積８１ｍ2 ／ｇ）、チタニア（比表面積５６ｍ2 ／
ｇ）、ジルコニア（比表面積３７ｍ2 ／ｇ）、シリカ−
アルミナ複合酸化物（比表面積９０ｍ2 ／ｇ）を用いた
以外は同様の方法で担体２〜５を調製した。担体１〜５
を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００℃、
５時間焼成して酸化パラジウム５重量％（触媒全重量基
準）担持した触媒１〜５を調製した。
【００１０】四塩化チタン溶液５００ｇをイオン交換水
１リットルに溶解し、この溶液を１規定の水酸化ナトリ
ウム水溶液中に滴下してチタン酸の沈澱物を生成させ
た。沈澱物は洗浄、ろ過後、オキシ硝酸ジルコニウム３
５０ｇを加え十分混練して５００℃、５時間焼成、続い
て１０００℃、２４時間焼成してチタニア−ジルコニア
複合酸化物（ＴｉＯ2 ：ＺｒＯ2 ＝５６：４４重量比）
を調製した。これをコージェライト製ハニカム基材へウ
ォッシュコートし、５００℃、５時間焼成して担体６を
調製した。担体６を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾
燥後、５００℃、５時間焼成して酸化パラジウム１０重
量％（触媒全重量基準）担持した触媒６を調製した。
１リットルに溶解し、この溶液を１規定の水酸化ナトリ
ウム水溶液中に滴下してチタン酸の沈澱物を生成させ
た。沈澱物は洗浄、ろ過後、オキシ硝酸ジルコニウム３
５０ｇを加え十分混練して５００℃、５時間焼成、続い
て１０００℃、２４時間焼成してチタニア−ジルコニア
複合酸化物（ＴｉＯ2 ：ＺｒＯ2 ＝５６：４４重量比）
を調製した。これをコージェライト製ハニカム基材へウ
ォッシュコートし、５００℃、５時間焼成して担体６を
調製した。担体６を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾
燥後、５００℃、５時間焼成して酸化パラジウム１０重
量％（触媒全重量基準）担持した触媒６を調製した。
【００１１】オキシ塩化ジルコニウム１０６ｇをイオン
交換水に溶解させ、ｐＨ＝２になるようにイオン交換水
を加える。次にγ−アルミナ３６５ｇを加え、３時間攪
拌後、アンモニア水をｐＨ＝９になるまで滴下する。１
時間そのまま攪拌後、沈澱物をろ過、洗浄し、さらに乾
燥器で一昼夜乾燥後、電気炉で５００℃、５時間焼成続
いて１０００℃、２４時間焼成してジルコニア−アルミ
ナ複合酸化物（ＺｒＯ 2 ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝１０：９０重量
比）を調製した。これをコージェライト製ハニカム基材
にウォッシュコートし、５００℃、５時間焼成して担体
７を得た。担体７を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾
燥後５００℃で５時間焼成して酸化パラジウム１５重量
％（触媒全重量基準）担持させた触媒７を得た。
交換水に溶解させ、ｐＨ＝２になるようにイオン交換水
を加える。次にγ−アルミナ３６５ｇを加え、３時間攪
拌後、アンモニア水をｐＨ＝９になるまで滴下する。１
時間そのまま攪拌後、沈澱物をろ過、洗浄し、さらに乾
燥器で一昼夜乾燥後、電気炉で５００℃、５時間焼成続
いて１０００℃、２４時間焼成してジルコニア−アルミ
ナ複合酸化物（ＺｒＯ 2 ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝１０：９０重量
比）を調製した。これをコージェライト製ハニカム基材
にウォッシュコートし、５００℃、５時間焼成して担体
７を得た。担体７を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾
燥後５００℃で５時間焼成して酸化パラジウム１５重量
％（触媒全重量基準）担持させた触媒７を得た。
【００１２】上記方法で調製した担体１〜７を硝酸ラン
タン、硝酸セリウム、硝酸ネオジウムの各水溶液に浸漬
後、１００℃で乾燥、５００℃で焼成し、希土類元素の
酸化物を含有した担体８〜１４を調製した。担体８〜１
４を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００℃
で焼成したものを、さらに１０００℃で５時間焼成して
酸化パラジウム１０重量％担持した触媒８〜１４を調製
した。
タン、硝酸セリウム、硝酸ネオジウムの各水溶液に浸漬
後、１００℃で乾燥、５００℃で焼成し、希土類元素の
酸化物を含有した担体８〜１４を調製した。担体８〜１
４を硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後、５００℃
で焼成したものを、さらに１０００℃で５時間焼成して
酸化パラジウム１０重量％担持した触媒８〜１４を調製
した。
【００１３】触媒１〜７を前段（ガス入口側）、触媒８
〜１４を後段（ガス出口側）に配置し、メタン３％（残
部：空気）、ガス空間速度３００，０００ｈ-1の条件
で、触媒層入口温度を２℃／ｍｉｎで昇温させ、メタン
が急激に燃焼を開始する着火温度と入口温度３５０℃で
のメタン燃焼率を測定した結果及び触媒層出口温度９０
０℃で１００時間のエージング試験を行った後の試験結
果を表１に示す。
〜１４を後段（ガス出口側）に配置し、メタン３％（残
部：空気）、ガス空間速度３００，０００ｈ-1の条件
で、触媒層入口温度を２℃／ｍｉｎで昇温させ、メタン
が急激に燃焼を開始する着火温度と入口温度３５０℃で
のメタン燃焼率を測定した結果及び触媒層出口温度９０
０℃で１００時間のエージング試験を行った後の試験結
果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】（比較例）希土類元素の酸化物を含有して
ない触媒１〜７を前段及び後段に、また希土類元素の酸
化物を含有する触媒８〜１４を前段及び後段に配置し、
実施例と同様の試験を行った結果を表２に示す。
ない触媒１〜７を前段及び後段に、また希土類元素の酸
化物を含有する触媒８〜１４を前段及び後段に配置し、
実施例と同様の試験を行った結果を表２に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２のように希土類元素の酸化物を含有し
てない触媒を組み合わせた場合、着火温度は３５０℃以
下であるが、燃焼率は急激に低下した。また希土類元素
の酸化物を含有する触媒を組み合わせた場合、着火温度
は４３５℃以上になり、低温燃焼が困難であった。
てない触媒を組み合わせた場合、着火温度は３５０℃以
下であるが、燃焼率は急激に低下した。また希土類元素
の酸化物を含有する触媒を組み合わせた場合、着火温度
は４３５℃以上になり、低温燃焼が困難であった。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば酸
化開始温度が低く（着火性がよく）しかも高温において
も安定して可燃性ガスを完全酸化燃焼させる方法を提供
することができる。
化開始温度が低く（着火性がよく）しかも高温において
も安定して可燃性ガスを完全酸化燃焼させる方法を提供
することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化パラジウムまたはパラジウム含有触
媒を用いて可燃性ガスを燃焼させる方法において、耐熱
基材にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア単独ま
たはこれらの酸化物のうちの少なくとも２種以上の酸化
物からなる複合酸化物をコートした担体にパラジウムを
担持させた触媒を前段に、また耐熱基材にアルミナ、シ
リカ、チタニア、ジルコニア単独またはこれらの酸化物
のうちの少なくとも２種以上の酸化物からなる複合酸化
物と希土類元素の酸化物をコートした担体にパラジウム
を担持させた触媒を後段に配置して可燃性ガスを燃焼さ
せることを特徴とする可燃性ガスの燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9133392A JPH05296423A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 可燃性ガスの燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9133392A JPH05296423A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 可燃性ガスの燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296423A true JPH05296423A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14023520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9133392A Pending JPH05296423A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 可燃性ガスの燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296423A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011047551A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Hitachi Zosen Corp | ガス加熱装置および同装置を用いた燃料電池システム |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP9133392A patent/JPH05296423A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011047551A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Hitachi Zosen Corp | ガス加熱装置および同装置を用いた燃料電池システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991102 |