JPH06126177A - 排ガス中の亜酸化窒素除去触媒 - Google Patents
排ガス中の亜酸化窒素除去触媒Info
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- JPH06126177A JPH06126177A JP4275586A JP27558692A JPH06126177A JP H06126177 A JPH06126177 A JP H06126177A JP 4275586 A JP4275586 A JP 4275586A JP 27558692 A JP27558692 A JP 27558692A JP H06126177 A JPH06126177 A JP H06126177A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 排ガス中に含まれる亜酸化窒素を効率よく除
去する触媒を提供することにある。 【構成】 アルミナをハニカム形状に成形した担体に、
活性金属Pd又はRhを0.2重量%担持した亜酸化窒
素除去触媒。アルミナをハニカム形状に成形した担体
に、活性金属のRhを0.07重量%とCuを1.3重量
%担持した亜酸化窒素除去触媒。アルミナにコージェラ
イト、モルデナイト、シリカなどを混合した担体。
去する触媒を提供することにある。 【構成】 アルミナをハニカム形状に成形した担体に、
活性金属Pd又はRhを0.2重量%担持した亜酸化窒
素除去触媒。アルミナをハニカム形状に成形した担体
に、活性金属のRhを0.07重量%とCuを1.3重量
%担持した亜酸化窒素除去触媒。アルミナにコージェラ
イト、モルデナイト、シリカなどを混合した担体。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中の窒素酸化
物、特に亜酸化窒素を除去する触媒に関する。
物、特に亜酸化窒素を除去する触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】近年化石燃料の多用により排出される二
酸化炭素(CO2)等の温室効果物質による地球の温暖
化や、フロンなどによるオゾン層破壊など環境問題がク
ローズアップされており、特に温室効果、オゾン層破壊
の双方に寄与する亜酸化窒素以下N2Oと記述するが、
流動層ボイラの場合、起動開始、停止あるいは低負荷変
化時においては、排ガス中に含まれる一酸化窒素(N
O)及び二酸化窒素(NO 2)の量よりも多く排出され
るという報告もある。現在、固定発生源用脱硝触媒の主
流となっている酸化チタン系触媒には、N2Oのアンモ
ニア還元活性がほとんど無く、排ガス中のN2Oは大気
中にそのまま放出されているのが現状であり、そのため
に高活性なN2O除去触媒の開発が進められている。
酸化炭素(CO2)等の温室効果物質による地球の温暖
化や、フロンなどによるオゾン層破壊など環境問題がク
ローズアップされており、特に温室効果、オゾン層破壊
の双方に寄与する亜酸化窒素以下N2Oと記述するが、
流動層ボイラの場合、起動開始、停止あるいは低負荷変
化時においては、排ガス中に含まれる一酸化窒素(N
O)及び二酸化窒素(NO 2)の量よりも多く排出され
るという報告もある。現在、固定発生源用脱硝触媒の主
流となっている酸化チタン系触媒には、N2Oのアンモ
ニア還元活性がほとんど無く、排ガス中のN2Oは大気
中にそのまま放出されているのが現状であり、そのため
に高活性なN2O除去触媒の開発が進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、排ガス規制の対
象となっている窒素酸化物は、主として、一酸化窒素
(NO)、二酸化窒(NO2)であり、排ガス中のN2O
も窒素酸化物ではあるものの排出規制の対象外であるた
めに、何の排出低減策もないまま見過ごされている。環
境問題物質であるN2O排出源としては、ボイラからの
排ガスだけでなく、自動車排ガス、病院からの麻酔用ガ
ス、窒素肥料の分解などさまざまであり、これを除去す
る触媒の公知例として特開昭63−7826号公報があ
る。しかし、従来触媒の活性金属の担持量は2から30
重量%と多く、特に第VIII族の貴金属系触媒では、担持
量が多いほど酸化特性が大きくなり、かつ高価な貴金属
の為に設備費用が大きくなる。特に、酸化特性に関して
は、ボイラ排ガス中のN2Oを除去する場合、排ガス中
にSO2が共存する時に問題である。アンモニアによる
脱硝を行う装置を併設する場合、N2O除去触媒によっ
て酸化されたSO2がアンモニアと反応し、酸性硫安と
なって触媒層を閉塞させたり、アンモニア注入管を閉塞
させたりする。また、N2O分解触媒自体も排ガス中に
含まれるSO3によって活性が低下するという問題もあ
る。
象となっている窒素酸化物は、主として、一酸化窒素
(NO)、二酸化窒(NO2)であり、排ガス中のN2O
も窒素酸化物ではあるものの排出規制の対象外であるた
めに、何の排出低減策もないまま見過ごされている。環
境問題物質であるN2O排出源としては、ボイラからの
排ガスだけでなく、自動車排ガス、病院からの麻酔用ガ
ス、窒素肥料の分解などさまざまであり、これを除去す
る触媒の公知例として特開昭63−7826号公報があ
る。しかし、従来触媒の活性金属の担持量は2から30
重量%と多く、特に第VIII族の貴金属系触媒では、担持
量が多いほど酸化特性が大きくなり、かつ高価な貴金属
の為に設備費用が大きくなる。特に、酸化特性に関して
は、ボイラ排ガス中のN2Oを除去する場合、排ガス中
にSO2が共存する時に問題である。アンモニアによる
脱硝を行う装置を併設する場合、N2O除去触媒によっ
て酸化されたSO2がアンモニアと反応し、酸性硫安と
なって触媒層を閉塞させたり、アンモニア注入管を閉塞
させたりする。また、N2O分解触媒自体も排ガス中に
含まれるSO3によって活性が低下するという問題もあ
る。
【0004】本発明の目的は、排ガス中に含まれる亜酸
化窒素を効率よく除去する触媒を提供することにある。
化窒素を効率よく除去する触媒を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、周期率表の
第VIII属の金属とIb属のCuを含む排ガス中の亜酸化
窒素除去触媒において、前記金属を1種類あるいは2種
類以上選び、単一金属として0.001から2重量%を
担体に担持した排ガス中の亜酸化窒素除去触媒を提供す
ることにより達成される。
第VIII属の金属とIb属のCuを含む排ガス中の亜酸化
窒素除去触媒において、前記金属を1種類あるいは2種
類以上選び、単一金属として0.001から2重量%を
担体に担持した排ガス中の亜酸化窒素除去触媒を提供す
ることにより達成される。
【0006】上記目的は、周期率表の第VIII属の金属と
Ib属のCuを含む排ガス中の亜酸化窒素除去触媒にお
いて、前記金属を1種類あるいは2種類以上選び、単一
金属として0.001から2重量%を、複数の多孔性セ
ラミックスから構成される担体に担持した排ガス中の亜
酸化窒素除去触媒を提供することにより達成される。
Ib属のCuを含む排ガス中の亜酸化窒素除去触媒にお
いて、前記金属を1種類あるいは2種類以上選び、単一
金属として0.001から2重量%を、複数の多孔性セ
ラミックスから構成される担体に担持した排ガス中の亜
酸化窒素除去触媒を提供することにより達成される。
【0007】
【作用】上記活性金属により触媒を構成すれば、(1)
式で表される熱分解反応を少ない活性金属量で行い、環
境に無害な窒素と酸素に分解でき、かつ酸化特性を抑え
ることができる。
式で表される熱分解反応を少ない活性金属量で行い、環
境に無害な窒素と酸素に分解でき、かつ酸化特性を抑え
ることができる。
【0008】 2N2O→2N2+O2……………………………………………………(1) また、担体を数種類のセラミックスで構成することによ
って、担体の成形性、耐摩耗性の向上を図ることができ
る。
って、担体の成形性、耐摩耗性の向上を図ることができ
る。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例を図を用いて説明する。
【0010】本実施例の触媒は活性金属としてPd、R
h、Ir、Ru、Fe、Cu、Co、Niを1種類、あ
るいはそれ以上選び、担体に担持したものである。担体
としては、触媒作用をもたらす細孔を有するセラミック
スであることが望ましく、特にAl2O3、SiO2、Z
rO2が挙げられ、この他ゼオライトも用いることがで
きる。なお、これらの担体についても、活性金属と同様
に1種類あるいはそれ以上組み合わせ、調製し使用する
ことができる。触媒調製法は、混練法と含浸法がある。
前者は、担体の粉末と活性金属の可溶性塩溶液とを加熱
しながら蒸発乾固後、乾燥、500℃から750℃で焼
成し得ることができる。後者は、担体の粉末を成形し、
乾燥、焼成した後、活性金属の可溶性塩溶液に含浸し、
500℃から750℃で焼成し得ることができる。得ら
れた触媒は、粒状、板状、ハニカム状、各種支持体表面
へのコーティングされた状態など任意の形状で使用でき
る。触媒活性金属は、担体に対し1種類の金属として、
0.001から2重量%を担持する。
h、Ir、Ru、Fe、Cu、Co、Niを1種類、あ
るいはそれ以上選び、担体に担持したものである。担体
としては、触媒作用をもたらす細孔を有するセラミック
スであることが望ましく、特にAl2O3、SiO2、Z
rO2が挙げられ、この他ゼオライトも用いることがで
きる。なお、これらの担体についても、活性金属と同様
に1種類あるいはそれ以上組み合わせ、調製し使用する
ことができる。触媒調製法は、混練法と含浸法がある。
前者は、担体の粉末と活性金属の可溶性塩溶液とを加熱
しながら蒸発乾固後、乾燥、500℃から750℃で焼
成し得ることができる。後者は、担体の粉末を成形し、
乾燥、焼成した後、活性金属の可溶性塩溶液に含浸し、
500℃から750℃で焼成し得ることができる。得ら
れた触媒は、粒状、板状、ハニカム状、各種支持体表面
へのコーティングされた状態など任意の形状で使用でき
る。触媒活性金属は、担体に対し1種類の金属として、
0.001から2重量%を担持する。
【0011】燃焼炉からのN2Oを除去するための装置
の具体例を説明する。
の具体例を説明する。
【0012】図1は本実施例のN2O除去触媒を充填し
た触媒層を含む装置の構成を示すブロツク図である。
た触媒層を含む装置の構成を示すブロツク図である。
【0013】N2O分解触媒を充填した触媒層2は、図
1(a)に示すように従来の脱硝触媒3の上流側、図1
(b)に示すように後流側にも設置することができる。
また、同じ触媒層に充填しても良い。燃焼炉1から排出
されたN2Oを無害の窒素と酸素に分解し、還元剤であ
るアンモニアを用いることなく除去でき、N2Oの分解
後も排ガスの温度はかなり高いので熱交換器4により熱
回収を行い煙突5から大気中に放出される。
1(a)に示すように従来の脱硝触媒3の上流側、図1
(b)に示すように後流側にも設置することができる。
また、同じ触媒層に充填しても良い。燃焼炉1から排出
されたN2Oを無害の窒素と酸素に分解し、還元剤であ
るアンモニアを用いることなく除去でき、N2Oの分解
後も排ガスの温度はかなり高いので熱交換器4により熱
回収を行い煙突5から大気中に放出される。
【0014】なお、触媒層2の反応ガス温度は、触媒の
種類、充填量等によっても異なるが、通常250℃から
550℃の温度範囲が望ましい。
種類、充填量等によっても異なるが、通常250℃から
550℃の温度範囲が望ましい。
【0015】実施例1 アルミナをハニカム形状に成形した担体を、活性金属P
d、Rhのそれぞれの可溶性塩溶液に数分間浸漬し、1
00℃で1時間乾燥後550℃で2時間焼成する。得ら
れたPd触媒とRh触媒の活性評価条件は、反応温度を
450℃、空間速度SVを8000〔1/h〕で行い、
反応管の入口と出口のN2O濃度を非赤外分散モニタで
測定しN2O分解率を求め、性能を評価した。
d、Rhのそれぞれの可溶性塩溶液に数分間浸漬し、1
00℃で1時間乾燥後550℃で2時間焼成する。得ら
れたPd触媒とRh触媒の活性評価条件は、反応温度を
450℃、空間速度SVを8000〔1/h〕で行い、
反応管の入口と出口のN2O濃度を非赤外分散モニタで
測定しN2O分解率を求め、性能を評価した。
【0016】ガス条件は下記のとおりである。
【0017】N2O 200ppm NO 200ppm O2 3% H2O 10% 温度 450℃ 図2は本実施例のN2O除去触媒であるPd、Rh触媒
の性能評価図表である。本図に示すようにPd系触媒に
おいて、0.2重量%担持した触媒は、3.5重量%担持
した触媒と同等の性能である。またRh系触媒でも0.
2重量%担持すれば、1重量%担持した触媒と同等の性
能になる。貴金属系の触媒は、活性金属の担持量を多く
すればするほど、その酸化特性が大きくなることは知ら
れており、従来よりも担持量を少なくすることによっ
て、問題となる酸化特性を抑えることができる。
の性能評価図表である。本図に示すようにPd系触媒に
おいて、0.2重量%担持した触媒は、3.5重量%担持
した触媒と同等の性能である。またRh系触媒でも0.
2重量%担持すれば、1重量%担持した触媒と同等の性
能になる。貴金属系の触媒は、活性金属の担持量を多く
すればするほど、その酸化特性が大きくなることは知ら
れており、従来よりも担持量を少なくすることによっ
て、問題となる酸化特性を抑えることができる。
【0018】実施例2 アルミナをハニカム形状に成形した担体を、硝酸銅、硝
酸ロジウムを溶かした溶液に数分間浸漬し、100℃で
1時間乾燥後550℃で2時間焼成し、Cu濃度を変え
たRh−Cu触媒及びRh触媒を得た。空間速度SVを
8000〔1/h〕で反応温度を変えて触媒の温度特性
を評価した。ガス組成は実施例1同じである。
酸ロジウムを溶かした溶液に数分間浸漬し、100℃で
1時間乾燥後550℃で2時間焼成し、Cu濃度を変え
たRh−Cu触媒及びRh触媒を得た。空間速度SVを
8000〔1/h〕で反応温度を変えて触媒の温度特性
を評価した。ガス組成は実施例1同じである。
【0019】図3は本実施例のN2O除去触媒であるR
h−Cu触媒及びRh触媒の温度特性評価図表である。
h−Cu触媒及びRh触媒の温度特性評価図表である。
【0020】本図に示すようにRhにCuを添加するこ
とによって、高温での除去性能が向上する。Cuを多く
アルミナに担持した触媒は比較的高温でN2Oを分解す
る。一方、Rhをアルミナに担持した触媒は、比較的低
温からN2Oを分解することができるので、Cuを少量
添加することで高温での分解率が向上し、ウィンドウが
広がったと考えられる。
とによって、高温での除去性能が向上する。Cuを多く
アルミナに担持した触媒は比較的高温でN2Oを分解す
る。一方、Rhをアルミナに担持した触媒は、比較的低
温からN2Oを分解することができるので、Cuを少量
添加することで高温での分解率が向上し、ウィンドウが
広がったと考えられる。
【0021】実施例3 数種類のセラミックスを混合した担体からなる触媒を含
浸法で調製した0.2%〜Rh系触媒の評価条件及び結
果を表1に示す。ガス組成は実施例1及び実施例2と同
様である。
浸法で調製した0.2%〜Rh系触媒の評価条件及び結
果を表1に示す。ガス組成は実施例1及び実施例2と同
様である。
【0022】
【表1】
【0023】実施例1でも示したようにアルミナ担体に
活性金属を担持してもN2Oを分解することができる
が、表1に示すようにコージェライト、モルデナイト、
シリカなどを混合しても同様にN2Oを分解することが
できる。数種類のセラミックスを混合することによって
担体の成形性、耐摩耗性の向上を図ることができる。
活性金属を担持してもN2Oを分解することができる
が、表1に示すようにコージェライト、モルデナイト、
シリカなどを混合しても同様にN2Oを分解することが
できる。数種類のセラミックスを混合することによって
担体の成形性、耐摩耗性の向上を図ることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明の活性金属を担持した触媒によれ
ば、N2Oの熱分解反応を少ない活性金属量で行い、環
境に無害な窒素と酸素に分解でき、酸化特性を抑えるこ
とができる。
ば、N2Oの熱分解反応を少ない活性金属量で行い、環
境に無害な窒素と酸素に分解でき、酸化特性を抑えるこ
とができる。
【0025】また、担体を数種類のセラミックスで構成
することによって、担体の成形性、耐摩耗性の向上を図
ることができる。
することによって、担体の成形性、耐摩耗性の向上を図
ることができる。
【図1】本発明の実施例のN2O除去触媒を充填した触
媒層を含む装置の構成を示すブロツク図である。
媒層を含む装置の構成を示すブロツク図である。
【図2】本発明の実施例のN2O除去触媒であるPd、
Rh触媒の性能評価図表である。
Rh触媒の性能評価図表である。
【図3】本発明の実施例のN2O除去触媒であるRh−
Cu触媒及びRh触媒の温度特性評価図表である。
Cu触媒及びRh触媒の温度特性評価図表である。
1 燃焼炉 2 触媒層 3 脱硝触媒 4 熱交換器 5 煙突
Claims (4)
- 【請求項1】 周期率表の第VIII属の金属を含む排ガス
中の亜酸化窒素除去触媒において、前記金属をPd又は
Rhの単一金属として0.001から2重量%を担体に
担持したことを特徴とする排ガス中の亜酸化窒素除去触
媒。 - 【請求項2】 周期率表の第VIII属の金属とIb属のC
uを含む排ガス中の亜酸化窒素除去触媒において、前記
金属としてRh及びCuを選び、それぞれの金属の0.
001から2重量%を担体に担持したことを特徴とする
排ガス中の亜酸化窒素除去触媒。 - 【請求項3】 周期率表の第VIII属の金属を含む排ガス
中の亜酸化窒素除去触媒において、前記金属を単一金属
として0.001から2重量%を、複数の多孔性セラミ
ックスから構成される担体に担持したことを特徴とする
排ガス中の亜酸化窒素除去触媒。 - 【請求項4】 周期率表の第VIII属の金属とIb属のC
uを含む排ガス中の亜酸化窒素除去触媒において、前記
金属を2種類以上選び、単一金属として0.001から
2重量%を、複数の多孔性セラミックスから構成される
担体に担持したことを特徴とする排ガス中の亜酸化窒素
除去触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4275586A JPH06126177A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 排ガス中の亜酸化窒素除去触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4275586A JPH06126177A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 排ガス中の亜酸化窒素除去触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06126177A true JPH06126177A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17557524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4275586A Pending JPH06126177A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 排ガス中の亜酸化窒素除去触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06126177A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE102011121188A1 (de) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Thyssen Krupp Uhde Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Beseitigung von NOx und N20 |
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JP2015085224A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 株式会社豊田中央研究所 | N2o分解触媒及びそれを用いたn2o含有ガスの分解方法 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP4275586A patent/JPH06126177A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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