JPH06154609A - 窒素酸化物除去触媒及び除去方法 - Google Patents
窒素酸化物除去触媒及び除去方法Info
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- JPH06154609A JPH06154609A JP4335446A JP33544692A JPH06154609A JP H06154609 A JPH06154609 A JP H06154609A JP 4335446 A JP4335446 A JP 4335446A JP 33544692 A JP33544692 A JP 33544692A JP H06154609 A JPH06154609 A JP H06154609A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定燃焼装置、酸素過剰条件で燃焼するガソ
リンエンジン、ディーゼルエンジン等からの燃焼排ガス
のように、窒素酸化物及び一酸化炭素、炭化水素等の未
燃焼分に対する理論反応量以上の酸素を含有する燃焼排
ガスから、効率良く窒素酸化物を除去することができる
触媒及びそれを用いる除去方法を提供する。 【構成】 多孔質の無機酸化物に、銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持してなる窒素
酸化物除去触媒。
リンエンジン、ディーゼルエンジン等からの燃焼排ガス
のように、窒素酸化物及び一酸化炭素、炭化水素等の未
燃焼分に対する理論反応量以上の酸素を含有する燃焼排
ガスから、効率良く窒素酸化物を除去することができる
触媒及びそれを用いる除去方法を提供する。 【構成】 多孔質の無機酸化物に、銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持してなる窒素
酸化物除去触媒。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物と過剰の酸素
を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に除去する
ことのできる触媒及び方法に関する。
を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に除去する
ことのできる触媒及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーターなどから排出される各種の燃
焼排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸
化窒素等の窒素酸化物（一般にNOx と呼ばれる）が含ま
れている。ここで、窒素酸化物とは一般に、一酸化窒素
及び／又は二酸化窒素を指し、また、「過剰の酸素を含
む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭素、水素、
炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要な理論酸素
量より多い酸素を含むことを意味する。
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーターなどから排出される各種の燃
焼排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸
化窒素等の窒素酸化物（一般にNOx と呼ばれる）が含ま
れている。ここで、窒素酸化物とは一般に、一酸化窒素
及び／又は二酸化窒素を指し、また、「過剰の酸素を含
む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭素、水素、
炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要な理論酸素
量より多い酸素を含むことを意味する。
【０００３】このような窒素酸化物は酸性雨の原因の一
つとされ、環境上の大きな問題となっている。そのた
め、各種燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除
去するさまざまな方法が検討されている。
つとされ、環境上の大きな問題となっている。そのた
め、各種燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除
去するさまざまな方法が検討されている。
【０００４】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
（工場等の大型燃焼機等）に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
（工場等の大型燃焼機等）に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
【０００５】しかしながら、上記の方法においては、窒
素酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価である
こと、また未反応のアンモニアが排出しないように排ガ
ス中の窒素酸化物濃度を計測しながらアンモニア注入量
を制御しなければならないこと、さらに装置が大型とな
ること等の問題点がある。
素酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価である
こと、また未反応のアンモニアが排出しないように排ガ
ス中の窒素酸化物濃度を計測しながらアンモニア注入量
を制御しなければならないこと、さらに装置が大型とな
ること等の問題点がある。
【０００６】また、別な方法として、水素、一酸化炭
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。
【０００７】そこで、ゼオライト又はそれに遷移金属を
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された（たとえば、特開昭63-100919 号、同63-28372
7 号、特開平1-130735号、及び日本化学会第59春季年会
(1990年)2A526、同第60秋季年会 (1990年)3L420、3L42
2 、3L423 等) 。
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された（たとえば、特開昭63-100919 号、同63-28372
7 号、特開平1-130735号、及び日本化学会第59春季年会
(1990年)2A526、同第60秋季年会 (1990年)3L420、3L42
2 、3L423 等) 。
【０００８】しかしながら、これらの方法では、水分を
含まないような模擬排ガスに対しては高い効率で窒素酸
化物を除去することはできるが、実際の排ガスでは水分
を１０％程度含有するので、窒素酸化物の除去率が著し
く低下することがわかった。また、これらの方法では、
窒素酸化物の還元反応の最適温度が400 〜600 ℃程度と
比較的高くなる不都合もある。
含まないような模擬排ガスに対しては高い効率で窒素酸
化物を除去することはできるが、実際の排ガスでは水分
を１０％程度含有するので、窒素酸化物の除去率が著し
く低下することがわかった。また、これらの方法では、
窒素酸化物の還元反応の最適温度が400 〜600 ℃程度と
比較的高くなる不都合もある。
【０００９】また、メタノールを排ガス中に添加し、こ
のメタノール含有排ガスを３００℃程度でアルミナに接
触させ、窒素酸化物を低減する方法（「触媒」vol.33、
No.2、59ページ、1991年）も提案されているが、この方
法では窒素酸化物の低減特性が低く、実際的ではない。
のメタノール含有排ガスを３００℃程度でアルミナに接
触させ、窒素酸化物を低減する方法（「触媒」vol.33、
No.2、59ページ、1991年）も提案されているが、この方
法では窒素酸化物の低減特性が低く、実際的ではない。
【００１０】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置、酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、ディー
ゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸化物
及び一酸化炭素、炭化水素等の未燃焼分に対する理論反
応量以上の酸素を含有する燃焼排ガスから、効率良く窒
素酸化物を除去することができる触媒及びそれを用いる
除去方法を提供することである。
置、酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、ディー
ゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸化物
及び一酸化炭素、炭化水素等の未燃焼分に対する理論反
応量以上の酸素を含有する燃焼排ガスから、効率良く窒
素酸化物を除去することができる触媒及びそれを用いる
除去方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、残留炭化水素、及び／又は排ガス
に含まれる窒素酸化物の量に見合った量だけ添加した炭
化水素又は含酸素有機化合物を含む排ガスを、多孔質の
無機酸化物にCuとSn等を複合担持した触媒に所定の温度
で接触させてやれば、水分を１０％程度含有する排ガス
であっても、窒素酸化物を効果的に除去することができ
ることを発見し、本発明を完成した。
の結果、本発明者は、残留炭化水素、及び／又は排ガス
に含まれる窒素酸化物の量に見合った量だけ添加した炭
化水素又は含酸素有機化合物を含む排ガスを、多孔質の
無機酸化物にCuとSn等を複合担持した触媒に所定の温度
で接触させてやれば、水分を１０％程度含有する排ガス
であっても、窒素酸化物を効果的に除去することができ
ることを発見し、本発明を完成した。
【００１２】すなわち、窒素酸化物と、共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を除去する本発明の触媒は、多孔質の
無機酸化物に銅又は銅の酸化物と、Sn、Al、Ga、Inから
なる群より選ばれた少なくとも一種の金属及び／又はそ
の酸化物とを担持してなることを特徴とする。
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を除去する本発明の触媒は、多孔質の
無機酸化物に銅又は銅の酸化物と、Sn、Al、Ga、Inから
なる群より選ばれた少なくとも一種の金属及び／又はそ
の酸化物とを担持してなることを特徴とする。
【００１３】また、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を除去する本発明の第一の方法は、排ガス
導管の途中に多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持してなる触媒
を設置し、前記触媒の上流側において、炭化水素又は含
酸素有機化合物を前記排ガスに添加し、前記炭化水素又
は含酸素有機化合物を添加した排ガスを前記触媒に２０
０〜６００℃で接触させることにより、前記窒素酸化物
と前記炭化水素または含酸素有機化合物とを反応させて
前記窒素酸化物を除去することを特徴とする。
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を除去する本発明の第一の方法は、排ガス
導管の途中に多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持してなる触媒
を設置し、前記触媒の上流側において、炭化水素又は含
酸素有機化合物を前記排ガスに添加し、前記炭化水素又
は含酸素有機化合物を添加した排ガスを前記触媒に２０
０〜６００℃で接触させることにより、前記窒素酸化物
と前記炭化水素または含酸素有機化合物とを反応させて
前記窒素酸化物を除去することを特徴とする。
【００１４】さらに、窒素酸化物と、共存する未燃焼成
分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガス
から窒素酸化物を除去する本発明の第二の方法は、排ガ
ス導管の途中に多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持してなる触媒
を設置し、前記排ガスを前記触媒に２００〜６００℃で
接触させることにより、前記窒素酸化物と前記排ガス中
の残留炭化水素とを反応させて前記窒素酸化物を除去す
ることを特徴とする。
分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガス
から窒素酸化物を除去する本発明の第二の方法は、排ガ
ス導管の途中に多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持してなる触媒
を設置し、前記排ガスを前記触媒に２００〜６００℃で
接触させることにより、前記窒素酸化物と前記排ガス中
の残留炭化水素とを反応させて前記窒素酸化物を除去す
ることを特徴とする。
【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
は、多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物と、Sn、A
l、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも一種の金
属及び／又はその酸化物とを担持してなる触媒を用い、
残留炭化水素、又はさらに必要に応じて添加した炭化水
素又は含酸素有機化合物を含有する排ガスを上記触媒に
接触させ、もって排ガス中の窒素酸化物と炭化水素又は
含酸素有機化合物を反応させて窒素酸化物を除去する。
は、多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物と、Sn、A
l、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも一種の金
属及び／又はその酸化物とを担持してなる触媒を用い、
残留炭化水素、又はさらに必要に応じて添加した炭化水
素又は含酸素有機化合物を含有する排ガスを上記触媒に
接触させ、もって排ガス中の窒素酸化物と炭化水素又は
含酸素有機化合物を反応させて窒素酸化物を除去する。
【００１６】まず、排ガスに含まれる炭化水素又は含酸
素有機化合物と排ガス中の窒素酸化物との反応サイトと
なる触媒としては、多孔質の無機酸化物に銅とSn等とを
担持してなるものを用いる。多孔質の無機酸化物として
は、多孔質のアルミナ、チタニア、ジルコニア、及びそ
れらの複合酸化物等を使用することができるが、好まし
くはγ−アルミナ、又はアルミナ系複合酸化物を用い
る。
素有機化合物と排ガス中の窒素酸化物との反応サイトと
なる触媒としては、多孔質の無機酸化物に銅とSn等とを
担持してなるものを用いる。多孔質の無機酸化物として
は、多孔質のアルミナ、チタニア、ジルコニア、及びそ
れらの複合酸化物等を使用することができるが、好まし
くはγ−アルミナ、又はアルミナ系複合酸化物を用い
る。
【００１７】本発明では、上記したγ−アルミナ、アル
ミナ系複合酸化物等の無機酸化物に銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持した触媒を用
いるが、上記触媒活性種の合計担持量は、無機酸化物の
重量の０．２〜２０重量％（元素換算値）とするのがよ
い。好ましい合計担持量は０．５〜１５重量％とする。
ミナ系複合酸化物等の無機酸化物に銅又は銅の酸化物
と、Sn、Al、Ga、Inからなる群より選ばれた少なくとも
一種の金属及び／又はその酸化物とを担持した触媒を用
いるが、上記触媒活性種の合計担持量は、無機酸化物の
重量の０．２〜２０重量％（元素換算値）とするのがよ
い。好ましい合計担持量は０．５〜１５重量％とする。
【００１８】Cu又はCuの酸化物の担持量は無機酸化物に
対して０．０１〜１重量％（元素換算値）とする。Cuの
担持量が０．０１重量％未満では銅の担持による効果が
顕著とならず、また、１重量％を越えると、Sn等の担持
効果がなくなり、窒素酸化物除去性能が低下する。好ま
しいCu又はCuの酸化物の担持量は０．０１〜０．８重量
％である。Sn、Al、Ga、In、又はその酸化物の担持量
は、触媒活性種の合計担持量が無機酸化物の重量の０．
２〜１５重量％となるようにする。なお、Cu又はCuの酸
化物／Sn、Al、Ga、又はIn、又はその酸化物の重量比は
１：３０〜１：３００とするのが好ましい。Cu又はCuの
酸化物／Sn等の重量比が１：３０を越えたり、また１：
３００未満であると、窒素酸化物の除去率が低下する。
対して０．０１〜１重量％（元素換算値）とする。Cuの
担持量が０．０１重量％未満では銅の担持による効果が
顕著とならず、また、１重量％を越えると、Sn等の担持
効果がなくなり、窒素酸化物除去性能が低下する。好ま
しいCu又はCuの酸化物の担持量は０．０１〜０．８重量
％である。Sn、Al、Ga、In、又はその酸化物の担持量
は、触媒活性種の合計担持量が無機酸化物の重量の０．
２〜１５重量％となるようにする。なお、Cu又はCuの酸
化物／Sn、Al、Ga、又はIn、又はその酸化物の重量比は
１：３０〜１：３００とするのが好ましい。Cu又はCuの
酸化物／Sn等の重量比が１：３０を越えたり、また１：
３００未満であると、窒素酸化物の除去率が低下する。
【００１９】γ−アルミナなどの無機酸化物に銅、Sn等
を担持する方法して、公知の含浸法、共沈法等を用いる
ことができる。その際、硝酸銅、塩化第一錫等の水溶液
またはエタノール溶液に上述した多孔質の無機酸化物を
浸漬し、７０℃程度で乾燥後、１００〜６００℃で段階
的に昇温して焼成することにより行うことができる。こ
の焼成は空気中、窒素雰囲気下、あるいは酸化雰囲気下
や水素ガス流下で行うことができる。窒素雰囲気かや水
素ガス流下で焼成したときは、最後に酸化処理を行う。
なお、焼成されて得られる触媒において、銅、Sn等は酸
化物の形で存在すると思われる。
を担持する方法して、公知の含浸法、共沈法等を用いる
ことができる。その際、硝酸銅、塩化第一錫等の水溶液
またはエタノール溶液に上述した多孔質の無機酸化物を
浸漬し、７０℃程度で乾燥後、１００〜６００℃で段階
的に昇温して焼成することにより行うことができる。こ
の焼成は空気中、窒素雰囲気下、あるいは酸化雰囲気下
や水素ガス流下で行うことができる。窒素雰囲気かや水
素ガス流下で焼成したときは、最後に酸化処理を行う。
なお、焼成されて得られる触媒において、銅、Sn等は酸
化物の形で存在すると思われる。
【００２０】触媒（Cu、Sn等を担持したγ−アルミナ等
の無機酸化物）は、ペレット状、粉末状、ハニカム状、
フォーム状、板状等の状態で、排ガス導管の途中に設置
する。なお、上述した触媒がペレット状や粉末状の場合
には、ケーシングに入れて排ガス導管の途中に設置する
のがよい。また、実用的には(a) 耐熱性に優れたコージ
ェライトやムライト、又は他のセラミック材、もしくは
(b) 金属からなるハニカム状やフォーム状のフィルタ
（担体）の表面に、粉末状の触媒（Cu、Sn等を担持した
粉末状の無機酸化物）を公知の方法（たとえばウォッシ
ュコート法等）によりコートしたり、無機酸化物をフィ
ルタ（成形体）にコートした後、Cu、Sn等を担持して用
いてもよい。
の無機酸化物）は、ペレット状、粉末状、ハニカム状、
フォーム状、板状等の状態で、排ガス導管の途中に設置
する。なお、上述した触媒がペレット状や粉末状の場合
には、ケーシングに入れて排ガス導管の途中に設置する
のがよい。また、実用的には(a) 耐熱性に優れたコージ
ェライトやムライト、又は他のセラミック材、もしくは
(b) 金属からなるハニカム状やフォーム状のフィルタ
（担体）の表面に、粉末状の触媒（Cu、Sn等を担持した
粉末状の無機酸化物）を公知の方法（たとえばウォッシ
ュコート法等）によりコートしたり、無機酸化物をフィ
ルタ（成形体）にコートした後、Cu、Sn等を担持して用
いてもよい。
【００２１】排ガス中には、残留炭化水素としてエチレ
ン、プロピレン等がある程度含まれる。排ガス中の窒素
酸化物を還元するのに十分でない場合では、さらに外部
から炭化水素又は含酸素有機化合物を排ガス中に導入す
る。排ガス中に炭化水素又は含酸素有機化合物を添加す
るのは上記触媒を設置した部位の上流側となる。
ン、プロピレン等がある程度含まれる。排ガス中の窒素
酸化物を還元するのに十分でない場合では、さらに外部
から炭化水素又は含酸素有機化合物を排ガス中に導入す
る。排ガス中に炭化水素又は含酸素有機化合物を添加す
るのは上記触媒を設置した部位の上流側となる。
【００２２】本発明で排ガスに添加する炭化水素とし
て、ガス状炭化水素、液体の炭化水素（軽油、灯油、重
油など）が挙げられる。また、添加する含酸素有機化合
物として、たとえば、アルコール類、ケトン類、アルデ
ヒド類、カルボン酸類、エーテル類、エステル類等が挙
げられる。実用的には、メタノール、エタノール等の比
較的低分子量のアルコール類を用いるのが好ましい。
て、ガス状炭化水素、液体の炭化水素（軽油、灯油、重
油など）が挙げられる。また、添加する含酸素有機化合
物として、たとえば、アルコール類、ケトン類、アルデ
ヒド類、カルボン酸類、エーテル類、エステル類等が挙
げられる。実用的には、メタノール、エタノール等の比
較的低分子量のアルコール類を用いるのが好ましい。
【００２３】外部から導入する炭化水素又は含酸素有機
化合物の量は、排ガス中の窒素酸化物の重量の０．１〜
５倍となるようにするのが好ましい。０．１倍未満であ
ると窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、５倍
を超えると、燃費悪化につながる。
化合物の量は、排ガス中の窒素酸化物の重量の０．１〜
５倍となるようにするのが好ましい。０．１倍未満であ
ると窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、５倍
を超えると、燃費悪化につながる。
【００２４】本発明では、炭化水素又は含酸素有機化合
物を含む排ガスが上記した触媒と接触する時間を調節
し、窒素酸化物の還元反応を効率良く進行させるため
に、排ガスと触媒との接触時間は0.006 秒・ｇ／ml以上
とするのが好ましい。ここで、接触時間は、炭化水素を
含有する排ガス１ml（ただし標準状態に換算した体積）
が１ｇの触媒と接触する時間（秒）を表している。接触
時間が0.006 秒・ｇ／ml未満であると、浄化効率が低く
なる。好ましい接触時間は0.007 秒・ｇ／ml以上とす
る。
物を含む排ガスが上記した触媒と接触する時間を調節
し、窒素酸化物の還元反応を効率良く進行させるため
に、排ガスと触媒との接触時間は0.006 秒・ｇ／ml以上
とするのが好ましい。ここで、接触時間は、炭化水素を
含有する排ガス１ml（ただし標準状態に換算した体積）
が１ｇの触媒と接触する時間（秒）を表している。接触
時間が0.006 秒・ｇ／ml未満であると、浄化効率が低く
なる。好ましい接触時間は0.007 秒・ｇ／ml以上とす
る。
【００２５】また、本発明では、炭化水素又は含酸素有
機化合物と窒素酸化物との反応が起きる触媒の設置部位
における排ガスの温度を２００〜６００℃に保つ。排ガ
スの温度が２００℃未満であると窒素酸化物の還元反応
特性が低下し、良好な窒素酸化物の除去を行うことがで
きない。一方、６００℃を超す温度とすると添加した有
機化合物自身の燃焼が始まり、これらの物質の添加によ
る窒素酸化物の還元除去が効率良く行えない。好ましく
は、排ガス温度を２５０〜５５０℃とする。
機化合物と窒素酸化物との反応が起きる触媒の設置部位
における排ガスの温度を２００〜６００℃に保つ。排ガ
スの温度が２００℃未満であると窒素酸化物の還元反応
特性が低下し、良好な窒素酸化物の除去を行うことがで
きない。一方、６００℃を超す温度とすると添加した有
機化合物自身の燃焼が始まり、これらの物質の添加によ
る窒素酸化物の還元除去が効率良く行えない。好ましく
は、排ガス温度を２５０〜５５０℃とする。
【００２６】
【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例１ 市販のペレット状の多孔質γ−アルミナ１０ｇ（直径1.
5mm 、長さ約６mm、比表面積200m2 /g）を硝酸ガリウム
と硝酸銅の水溶液に浸漬し、７０℃で乾燥後、１５０
℃、２００℃、３００℃、４００℃、５００℃、及び６
００℃で各２時間空気中で焼成した。γ−アルミナに対
して０．０７重量％のCu（元素換算値）と５重量％のガ
リウム（元素換算値）を担持したペレット状の触媒を得
た。
細に説明する。実施例１ 市販のペレット状の多孔質γ−アルミナ１０ｇ（直径1.
5mm 、長さ約６mm、比表面積200m2 /g）を硝酸ガリウム
と硝酸銅の水溶液に浸漬し、７０℃で乾燥後、１５０
℃、２００℃、３００℃、４００℃、５００℃、及び６
００℃で各２時間空気中で焼成した。γ−アルミナに対
して０．０７重量％のCu（元素換算値）と５重量％のガ
リウム（元素換算値）を担持したペレット状の触媒を得
た。
【００２７】この触媒３．６ｇを反応管に充填し、表１
に示す組成のガス（一酸化窒素、酸素、及び窒素からな
る乾燥成分の合計１００容量％に、さらに水分１０容量
％を添加したもの）を毎分４．４リットル（標準状態）
の流速（接触時間０．０５ｇ・秒／ｍｌ、空間速度３
０，０００ｈ-1）で流して、反応管内の排ガス温度を３
００〜６００℃とし、窒素酸化物の除去実験を行なっ
た。
に示す組成のガス（一酸化窒素、酸素、及び窒素からな
る乾燥成分の合計１００容量％に、さらに水分１０容量
％を添加したもの）を毎分４．４リットル（標準状態）
の流速（接触時間０．０５ｇ・秒／ｍｌ、空間速度３
０，０００ｈ-1）で流して、反応管内の排ガス温度を３
００〜６００℃とし、窒素酸化物の除去実験を行なっ
た。
【００２８】反応管通過後のガス中の窒素酸化物（一酸
化窒素と二酸化窒素の合計量）の濃度を化学発光式窒素
酸化物分析計により測定し、窒素酸化物の除去率を求め
た。結果を図１に示す。
化窒素と二酸化窒素の合計量）の濃度を化学発光式窒素
酸化物分析計により測定し、窒素酸化物の除去率を求め
た。結果を図１に示す。
【００２９】 表１ 成分 濃度（容量割合） 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 ％ プロピレン 1700 ppm 窒素 残部 水分 上記した成分からなるガス量に対して10％
【００３０】実施例２ 実施例１と同様の方法により、γ−アルミナに対して
０．０５重量％のCu（元素換算値）と５重量％のSn（元
素換算値）を担持したペレット状の触媒を得た。この触
媒を用い、表１に示す組成のガスを用いて、実施例１と
同じ条件で窒素酸化物の除去実験を行なった。結果を図
１に示す。
０．０５重量％のCu（元素換算値）と５重量％のSn（元
素換算値）を担持したペレット状の触媒を得た。この触
媒を用い、表１に示す組成のガスを用いて、実施例１と
同じ条件で窒素酸化物の除去実験を行なった。結果を図
１に示す。
【００３１】実施例３ 実施例１と同様の方法により、γ−アルミナ粉末（比表
面積２００ｍ2 ／ｇ）に０．０７重量％のCu（元素換算
値）と５重量％のGa（元素換算値）を担持して得た触媒
約１ｇを、市販のコージェライト製ハニカム状成形体
（直径30mm、長さ約12.5mm）にコートした。この触媒を
コートした成形体を用い、表１に示す組成のガスを用い
て、実施例１と同じ条件（空間速度３０，０００ｈ-1）
で窒素酸化物の除去実験を行なった。結果を図１に示
す。
面積２００ｍ2 ／ｇ）に０．０７重量％のCu（元素換算
値）と５重量％のGa（元素換算値）を担持して得た触媒
約１ｇを、市販のコージェライト製ハニカム状成形体
（直径30mm、長さ約12.5mm）にコートした。この触媒を
コートした成形体を用い、表１に示す組成のガスを用い
て、実施例１と同じ条件（空間速度３０，０００ｈ-1）
で窒素酸化物の除去実験を行なった。結果を図１に示
す。
【００３２】比較例１ 実施例１で用いたγ−アルミナのみを触媒として用い、
表１に示す組成のガスを用いて窒素酸化物の除去実験を
行なった。結果を図１に示す。
表１に示す組成のガスを用いて窒素酸化物の除去実験を
行なった。結果を図１に示す。
【００３３】比較例２ 実施例１で用いたγ−アルミナに対して、Sn１重量％、
Cu５重量％、La２重量％、Cs２重量％を担持したペレッ
ト状の触媒を用い、実施例１と同様の条件で、表１に示
す組成のガスを用いて窒素酸化物の除去実験を行なっ
た。結果を図１に示す。
Cu５重量％、La２重量％、Cs２重量％を担持したペレッ
ト状の触媒を用い、実施例１と同様の条件で、表１に示
す組成のガスを用いて窒素酸化物の除去実験を行なっ
た。結果を図１に示す。
【００３４】図１からわかるように、実施例１〜３にお
いては、広い排ガス温度領域で効果的な窒素酸化物の除
去がみられた。一方、比較例１、２では、測定温度の全
般にわたって、窒素酸化物の除去率は実施例に比して著
しく小さかった。特に、SnとCuの重量比を変化させた比
較例２では、顕著な窒素酸化物除去率の低下が見られ
た。
いては、広い排ガス温度領域で効果的な窒素酸化物の除
去がみられた。一方、比較例１、２では、測定温度の全
般にわたって、窒素酸化物の除去率は実施例に比して著
しく小さかった。特に、SnとCuの重量比を変化させた比
較例２では、顕著な窒素酸化物除去率の低下が見られ
た。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の触媒及び
方法によれば、過剰の酸素を含む排ガス中の窒素酸化物
を効率良く除去することができる。また、本発明の触媒
及び方法では、排ガス中に水分が１０％程度含まれてい
た場合でも窒素酸化物の除去を効率良く行うことができ
る。さらに、窒素酸化物の除去温度（排ガス温度）も２
００〜６００℃と、これまでの除去触媒及び除去方法に
比して低温とすることができる。
方法によれば、過剰の酸素を含む排ガス中の窒素酸化物
を効率良く除去することができる。また、本発明の触媒
及び方法では、排ガス中に水分が１０％程度含まれてい
た場合でも窒素酸化物の除去を効率良く行うことができ
る。さらに、窒素酸化物の除去温度（排ガス温度）も２
００〜６００℃と、これまでの除去触媒及び除去方法に
比して低温とすることができる。
【００３６】本発明の窒素酸化物除去触媒及び除去方法
は、各種燃焼機、自動車等の排ガスに含まれる窒素酸化
物の除去に広く利用することができる。
は、各種燃焼機、自動車等の排ガスに含まれる窒素酸化
物の除去に広く利用することができる。
【図１】実施例１〜３及び比較例１、２における排ガス
温度と窒素酸化物の除去率との関係を示すグラフであ
る。
温度と窒素酸化物の除去率との関係を示すグラフであ
る。
Claims (5)
- 【請求項１】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を除去する触媒であって、多孔質の無機酸化物
に、銅又は銅の酸化物と、Sn、Al、Ga、Inからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種の金属及び／又はその酸化物
とを担持してなることを特徴とする窒素酸化物除去触
媒。 - 【請求項２】 請求項１に記載の窒素酸化物除去触媒に
おいて、前記多孔質の無機酸化物がアルミナ又はアルミ
ナ系複合酸化物であることを特徴とする窒素酸化物除去
触媒。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の窒素酸化物除去
触媒において、前記銅又は銅の酸化物と、Sn、Al、Ga、
Inからなる群より選ばれた少なくとも一種の金属及び／
又はその酸化物との合計担持量が、前記多孔質の無機酸
化物に対して０．２〜２０重量％（元素換算値）である
ことを特徴とする窒素酸化物除去触媒。 - 【請求項４】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を除去する方法において、排ガス導管の途中に
多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物と、Sn、Al、G
a、Inからなる群より選ばれた少なくとも一種の金属及
び／又はその酸化物とを担持してなる触媒を設置し、前
記触媒の上流側において、炭化水素又は含酸素有機化合
物を前記排ガスに添加し、前記炭化水素又は含酸素有機
化合物を添加した排ガスを前記触媒に２００〜６００℃
で接触させることにより、前記窒素酸化物と前記炭化水
素または含酸素有機化合物とを反応させて前記窒素酸化
物を除去することを特徴とする窒素酸化物除去方法。 - 【請求項５】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を除去する方法において、排ガス導管の途中に
多孔質の無機酸化物に銅又は銅の酸化物と、Sn、Al、G
a、Inからなる群より選ばれた少なくとも一種の金属及
び／又はその酸化物とを担持してなる触媒を設置し、前
記排ガスを前記触媒に２００〜６００℃で接触させるこ
とにより、前記窒素酸化物と前記排ガス中の残留炭化水
素とを反応させて前記窒素酸化物を除去することを特徴
とする窒素酸化物除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335446A JPH06154609A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 窒素酸化物除去触媒及び除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335446A JPH06154609A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 窒素酸化物除去触媒及び除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06154609A true JPH06154609A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=18288654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4335446A Pending JPH06154609A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 窒素酸化物除去触媒及び除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06154609A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2727636A1 (fr) * | 1994-12-02 | 1996-06-07 | Rhone Poulenc Chimie | Compositions catalytiques a base de cuivre pour la reduction des emissions des oxydes d'azote |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP4335446A patent/JPH06154609A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2727636A1 (fr) * | 1994-12-02 | 1996-06-07 | Rhone Poulenc Chimie | Compositions catalytiques a base de cuivre pour la reduction des emissions des oxydes d'azote |
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