JPH05345131A - 高温用燃焼触媒 - Google Patents
高温用燃焼触媒Info
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- JPH05345131A JPH05345131A JP4154825A JP15482592A JPH05345131A JP H05345131 A JPH05345131 A JP H05345131A JP 4154825 A JP4154825 A JP 4154825A JP 15482592 A JP15482592 A JP 15482592A JP H05345131 A JPH05345131 A JP H05345131A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温用燃焼触媒に関する。
【構成】 ＬａＣｒＯ3 系ペロブスカイト型複合酸化物
のＬａの一部をアルカリ土類元素で、Ｃｒの一部をＭｎ
で置換してなる高温用燃焼触媒。
のＬａの一部をアルカリ土類元素で、Ｃｒの一部をＭｎ
で置換してなる高温用燃焼触媒。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温用燃焼触媒に関し、
ガスタービン（発電用，電力−熱併給システム用，航空
機用，自動車用）、ボイラ用の燃料の燃焼触媒として有
利に適用できる同触媒に関する。
ガスタービン（発電用，電力−熱併給システム用，航空
機用，自動車用）、ボイラ用の燃料の燃焼触媒として有
利に適用できる同触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは天然ガスなどの燃料を高
温度で燃焼させ、得られた高温、高速のガスでタービン
を回転させ電力などにエネルギを変換させる装置であ
る。この際、燃焼触媒を用いない場合、高温度での燃料
の燃焼により空気中の窒素と酸素が反応して有害な窒素
酸化物（thermal ＮＯｘ）を発生する。一方、燃焼触媒
を用いた燃焼の場合、燃焼器だけでは燃焼困難な希薄な
予混合気でも触媒表面での酸化（燃焼）反応の助けで燃
焼を維持することができるため燃焼器内のピーク温度を
実質的にthermal ＮＯｘが生成しない温度以下にするこ
とが可能となる。このようなガスタービンなどの高温型
の燃焼触媒の場合、圧損の制限から触媒長さが決定され
るため、触媒は必然的に高速反応に対する高い活性が要
求されるだけでなくタービン温度（約１１００℃以上）
の燃焼ガスにさらされるため高い耐熱性も必要となる。
温度で燃焼させ、得られた高温、高速のガスでタービン
を回転させ電力などにエネルギを変換させる装置であ
る。この際、燃焼触媒を用いない場合、高温度での燃料
の燃焼により空気中の窒素と酸素が反応して有害な窒素
酸化物（thermal ＮＯｘ）を発生する。一方、燃焼触媒
を用いた燃焼の場合、燃焼器だけでは燃焼困難な希薄な
予混合気でも触媒表面での酸化（燃焼）反応の助けで燃
焼を維持することができるため燃焼器内のピーク温度を
実質的にthermal ＮＯｘが生成しない温度以下にするこ
とが可能となる。このようなガスタービンなどの高温型
の燃焼触媒の場合、圧損の制限から触媒長さが決定され
るため、触媒は必然的に高速反応に対する高い活性が要
求されるだけでなくタービン温度（約１１００℃以上）
の燃焼ガスにさらされるため高い耐熱性も必要となる。
【０００３】従来の燃焼触媒としてはＰｔ，Ｐｄ，Ｐｈ
などの貴金属を耐熱性の担体（例えば、コージェライ
ト：３ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 等）に担持し
たものがある。また、卑金属酸化物としてＣｏＯ3 やＣ
ｒ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 −Ｃｏ3Ｏ4 などの他にＬａＣｏ
Ｏ3 系ペロブスカイト型酸化物が提案されている。
などの貴金属を耐熱性の担体（例えば、コージェライ
ト：３ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 等）に担持し
たものがある。また、卑金属酸化物としてＣｏＯ3 やＣ
ｒ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 −Ｃｏ3Ｏ4 などの他にＬａＣｏ
Ｏ3 系ペロブスカイト型酸化物が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、貴金属
を活性成分に用いた触媒はコスト上不利であるだけでな
く、担体に耐熱性のものを用いても活性成分そのものの
シンタリングが起こりやすく、触媒活性の低下が問題と
なる。一方、卑金属酸化物系では高速流下での活性が充
分でなく、またＬａＣｏＯ3 系のペロブスカイト型複合
酸化物は貴金属と同程度の活性を有するものもあるが９
００℃程度の温度域からシンタリングを生じる。
を活性成分に用いた触媒はコスト上不利であるだけでな
く、担体に耐熱性のものを用いても活性成分そのものの
シンタリングが起こりやすく、触媒活性の低下が問題と
なる。一方、卑金属酸化物系では高速流下での活性が充
分でなく、またＬａＣｏＯ3 系のペロブスカイト型複合
酸化物は貴金属と同程度の活性を有するものもあるが９
００℃程度の温度域からシンタリングを生じる。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、安価で、高
い触媒活性を有し、燃焼温度での熱によるシンタリング
の少ない燃焼触媒を提供しようとするものである。
い触媒活性を有し、燃焼温度での熱によるシンタリング
の少ない燃焼触媒を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はＬａＣｒＯ3 系
ペロブスカイト型複合酸化物のＬａの一部をアルカリ土
類元素で、Ｃｒの一部をＭｎで置換してなる高温用燃焼
触媒である。
ペロブスカイト型複合酸化物のＬａの一部をアルカリ土
類元素で、Ｃｒの一部をＭｎで置換してなる高温用燃焼
触媒である。
【０００７】本発明の高温用燃焼触媒はＬａＣｒＯ3 系
ペロブスカイト型複合酸化物のＬａサイトの一部をアル
カリ土類金属（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）で、またＣｒサイト
の一部をＭｎで置換してなるもので、Ｌａ1-x ＭｘＣｒ
1-y Ｍｎy Ｏ3 （但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａ）で表わ
されるものである。Ｌａサイトのアルカリ土類金属の固
溶置換量は４０〜５０ mol％で、それ以上になるとイオ
ン半径の大きいアルカリ土類金属は置換固溶できずに単
独の酸化物を形成するようになる。また、Ｃｒサイトへ
のＭｎの固溶置換量は０〜１００ mol％置換固溶が可能
である。本発明のＬａ1-x ＭｘＣｒ1-y Ｍｎy Ｏ3 にお
いて、ｘは０．１〜０．５好ましくは０．２〜０．３、
ｙは０．１〜０．５好ましくは０．１〜０．３である。
ペロブスカイト型複合酸化物のＬａサイトの一部をアル
カリ土類金属（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）で、またＣｒサイト
の一部をＭｎで置換してなるもので、Ｌａ1-x ＭｘＣｒ
1-y Ｍｎy Ｏ3 （但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａ）で表わ
されるものである。Ｌａサイトのアルカリ土類金属の固
溶置換量は４０〜５０ mol％で、それ以上になるとイオ
ン半径の大きいアルカリ土類金属は置換固溶できずに単
独の酸化物を形成するようになる。また、Ｃｒサイトへ
のＭｎの固溶置換量は０〜１００ mol％置換固溶が可能
である。本発明のＬａ1-x ＭｘＣｒ1-y Ｍｎy Ｏ3 にお
いて、ｘは０．１〜０．５好ましくは０．２〜０．３、
ｙは０．１〜０．５好ましくは０．１〜０．３である。
【０００８】
【作用】本発明によるＬａ1-x ＭｘＣｒ1-y Ｍｎy Ｏ3
（Ｍ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）は一般にペロブスカイト型酸
化物がＡＯ3 マトリックスに基づく高い安定性を有すの
に加えて、その中でもＬａＣｒＯ3 系ペロブスカイト型
複合酸化物は難焼結性であり、熱的にきわめて安定して
いる。これにその酸化物は単独で用いても比較的高い活
性を呈するＭｎでＣｒの一部を置換して導入したこと
と、Ｌａ（３価）の一部をその酸化数が異なるＳｒ，Ｃ
ａ，Ｂａなどのアルカリ土類金属（２価）で置換するこ
とによる原子価制御及び格子欠陥濃度の変化により高い
酸化（燃焼）活性が得られる。
（Ｍ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）は一般にペロブスカイト型酸
化物がＡＯ3 マトリックスに基づく高い安定性を有すの
に加えて、その中でもＬａＣｒＯ3 系ペロブスカイト型
複合酸化物は難焼結性であり、熱的にきわめて安定して
いる。これにその酸化物は単独で用いても比較的高い活
性を呈するＭｎでＣｒの一部を置換して導入したこと
と、Ｌａ（３価）の一部をその酸化数が異なるＳｒ，Ｃ
ａ，Ｂａなどのアルカリ土類金属（２価）で置換するこ
とによる原子価制御及び格子欠陥濃度の変化により高い
酸化（燃焼）活性が得られる。
【０００９】以上のように、本発明による触媒は高い燃
焼触媒活性を有し、燃焼温度付近での熱シンタリングの
少ない高温度用燃焼触媒が得られる。
焼触媒活性を有し、燃焼温度付近での熱シンタリングの
少ない高温度用燃焼触媒が得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の高温用燃焼触媒の一実施例を
従来の触媒と比較してあげ、本発明の効果を立証する。
本発明の一実施例触媒としてはＬａ1-x ＭｘＣｒ1-y Ｍ
ｎy Ｏ3 として、酢酸ランタン、酢酸ストロンチウム、
酢酸クロム及び酢酸マンガンをｘ＝０．３，ｙ＝０．３
となるように秤量し、重量分率で蒸留水５０部に対し
て、これら出発原料３０部と平均粒子径が３μのコージ
ェライト（３ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）２０
部を添加し、この溶液を１００℃空気中にて蒸発乾燥さ
せた後、８５０℃、空気中で１０時間焼成することによ
り得られたＬａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｃｒ0. 7 Ｍｎ0.3 Ｏ3 を用
いた。
従来の触媒と比較してあげ、本発明の効果を立証する。
本発明の一実施例触媒としてはＬａ1-x ＭｘＣｒ1-y Ｍ
ｎy Ｏ3 として、酢酸ランタン、酢酸ストロンチウム、
酢酸クロム及び酢酸マンガンをｘ＝０．３，ｙ＝０．３
となるように秤量し、重量分率で蒸留水５０部に対し
て、これら出発原料３０部と平均粒子径が３μのコージ
ェライト（３ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）２０
部を添加し、この溶液を１００℃空気中にて蒸発乾燥さ
せた後、８５０℃、空気中で１０時間焼成することによ
り得られたＬａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｃｒ0. 7 Ｍｎ0.3 Ｏ3 を用
いた。
【００１１】また、比較触媒としてはコージェライト担
体に塩化白金塩を含浸させたＰｔ触媒と各金属の酢酸塩
あるいは硝酸塩を用いて製造したＬａＳｒＭｎＯ3 を用
いた。
体に塩化白金塩を含浸させたＰｔ触媒と各金属の酢酸塩
あるいは硝酸塩を用いて製造したＬａＳｒＭｎＯ3 を用
いた。
【００１２】触媒燃焼特性は固定流通反応装置を用いて
行ない燃料としてメタン：３ vol％、空気：９７ vol％
の混合物を用いた。ガス入口温度は７５０℃、触媒層温
度は１１００〜１２００℃であった。その結果の各触媒
の活性を図１に示す。図１より、２００時間後も本発明
触媒Ｌａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｃｒ0.7 Ｍｎ0.3 Ｏ3 は高い活性
を有すことが判る。また反応前後の比表面積を表１に示
す。本発明触媒Ｌａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｃｒ0.7Ｍｎ0.3 Ｏ3
は比較触媒ＬａＳｒＭｎＯ3 と対比し、その比表面積が
２００時間後もほとんど変化なくその耐熱性が示唆され
る。
行ない燃料としてメタン：３ vol％、空気：９７ vol％
の混合物を用いた。ガス入口温度は７５０℃、触媒層温
度は１１００〜１２００℃であった。その結果の各触媒
の活性を図１に示す。図１より、２００時間後も本発明
触媒Ｌａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｃｒ0.7 Ｍｎ0.3 Ｏ3 は高い活性
を有すことが判る。また反応前後の比表面積を表１に示
す。本発明触媒Ｌａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｃｒ0.7Ｍｎ0.3 Ｏ3
は比較触媒ＬａＳｒＭｎＯ3 と対比し、その比表面積が
２００時間後もほとんど変化なくその耐熱性が示唆され
る。
【００１３】
【表１】
【００１４】以上、本発明触媒の特殊な具体例によって
本発明触媒の効果を示したが、本発明触媒Ｌａ1-x Ｍｘ
Ｃｒ1-y Ｍｎy Ｏ3 （Ｍ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）におい
て、ｘを０．１〜０．５、ｙを０．１〜０．５の範囲で
変動させ、Ｓｒの代わりにＣａ，Ｂａを用いてもほゞ同
様な効果が得られた。
本発明触媒の効果を示したが、本発明触媒Ｌａ1-x Ｍｘ
Ｃｒ1-y Ｍｎy Ｏ3 （Ｍ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）におい
て、ｘを０．１〜０．５、ｙを０．１〜０．５の範囲で
変動させ、Ｓｒの代わりにＣａ，Ｂａを用いてもほゞ同
様な効果が得られた。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば触媒活性は高く、また熱
的にも安定な高温燃焼触媒が提供される。
的にも安定な高温燃焼触媒が提供される。
【図１】本発明の高温燃焼触媒の効果を示す図表。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＬａＣｒＯ3 系ペロブスカイト型複合酸
化物のＬａの一部をアルカリ土類元素で、Ｃｒの一部を
Ｍｎで置換してなる高温用燃焼触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154825A JPH05345131A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 高温用燃焼触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154825A JPH05345131A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 高温用燃焼触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05345131A true JPH05345131A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15592705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4154825A Withdrawn JPH05345131A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 高温用燃焼触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05345131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9999891B2 (en) | 2013-01-16 | 2018-06-19 | Orenda Automation Technologies Inc. | Air cooled rotating disc and mill assembly for reducing machines |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4154825A patent/JPH05345131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9999891B2 (en) | 2013-01-16 | 2018-06-19 | Orenda Automation Technologies Inc. | Air cooled rotating disc and mill assembly for reducing machines |
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