JPH06190283A - 炭化水素燃焼用触媒 - Google Patents

炭化水素燃焼用触媒

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JPH06190283A
JPH06190283A JP4358057A JP35805792A JPH06190283A JP H06190283 A JPH06190283 A JP H06190283A JP 4358057 A JP4358057 A JP 4358057A JP 35805792 A JP35805792 A JP 35805792A JP H06190283 A JPH06190283 A JP H06190283A
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JP
Japan
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catalyst
combustion
methane
hydrocarbon
palladium
Prior art date
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Pending
Application number
JP4358057A
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English (en)
Inventor
Fumio Takashima
文雄 高島
Hiroshi Uchida
洋 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、約5000ppm以下、好ましく
は1000〜3000ppm程度の微量の炭化水素、特
にメタンを含有するガスなど、好ましくは燃料の燃焼排
ガスなどのようにさらに水蒸気5〜10容量%、酸素5
〜10容量%をそれぞれ含有するガスなどに適用した場
合、低温で活性が高く、熱効率などから、バーナー、燃
焼器、排ガス処理などの用途に有利な炭化水素、特にメ
タン燃焼用触媒を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 本発明の炭化水素燃焼用触媒は、高SiO2
/Al2 3 モル比を有するモルデナイト型ゼオライト
担体に、助触媒としてのセリウムを含浸により担持し、
次いで活性成分としてのパラジウムをイオン交換により
担持してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素、特にメタン
の燃焼用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】従来、例えば、「燃料協
会誌」第58巻第625号(1979年)、422〜4
31頁には、1%メタン−空気ガスについて、その燃焼
用触媒としてパラジウムアルミナ触媒がよく、例えば
0.5%Pd−アルミナの場合350℃のメタン転化率
20%、燃焼開始温度210℃というメザキら(Mez
aki et al.)の報告、4%メタン空気ガスに
ついて、その燃焼用触媒としてパラジウムアルミナ触媒
がすぐれている旨のマリンスキー(Malinsky)
の報告、メタン燃焼用触媒として、アルミナ担持イリジ
ウム触媒あるいはゼオライト担持パラジウム触媒が活性
が高い旨のファースら(Firth et al.)の
報告などが紹介されている。上記従来技術においては、
炭化水素燃焼用触媒の担体としてゼオライトを用いるこ
とは報告されているもののモルデナイト型ゼオライト担
体を用いることについては具体的に記載されておらず、
また1〜4%メタン−空気ガスに用いた場合については
記載されているが、炭化水素燃焼用触媒を、例えば燃料
の燃焼排ガスなどのように、炭化水素の含有量が300
0ppm程度の微量であって、しかも水蒸気が共存する
ようなガスを用いた場合については記載されていないこ
とは勿論、約5000ppm以下、好ましくは3000
ppm程度の微量の炭化水素、特にメタンを含有するガ
スを用いた場合についても具体的に記載されていない。
一方、上記燃焼排ガスの場合、廃熱回収が十分に行なわ
れ、その排出温度は200〜400℃となっているのが
普通であって、例えば、燃焼排ガス中に含有される微量
の炭化水素、特にメタンを燃焼除去するに当っては、2
00〜400℃程度の低温で燃焼させるのが、それに必
要な加熱エネルギーを低減することができるため好まし
く、低温で活性の高い、炭化水素燃焼用触媒の開発が要
望されている。本発明は、約5000ppm以下、好ま
しくは3000ppm程度の微量の炭化水素、特にメタ
ンを含有するガスなど、好ましくは例えば、燃料の燃焼
排ガスなどのように、特に水蒸気が5〜10容量%、酸
素が5〜10容量%それぞれ共存し、約5000ppm
以下、好ましくは1000〜3000ppm程度の微量
の炭化水素、特にメタンを含有するガスなどに適用した
場合、低温で活性が高く、熱効率などから、バーナー、
燃焼器、排ガス処理などの用途に有利な炭化水素、特に
メタン燃焼用触媒を提供することを目的とするもであ
る。
【0003】
【問題点を解決するための手段】本発明は、高SiO2
/Al2 3 モル比を有するモルデナイト型ゼオライト
担体に、助触媒としてのセリウムを含浸により担持し、
次いで活性成分としてのパラジウムをイオン交換により
担持してなる炭化水素燃焼用触媒を提供するものであ
る。
【0004】本発明の触媒の担体に用いられる高SiO
2 /Al2 3 モル比を有するモルデナイト型ゼオライ
トとして、東ソー社製、製品名HSZ−690HOD
(SiO2 /Al2 3 モル比=203)などがあげら
れる。
【0005】本発明の触媒において、担体にセリウムを
含浸により担持する方法としては、例えば、セリウムの
硝酸塩の水溶液を担体に含浸させ、乾燥・焼成して担持
させる方法などがあげられる。セリウムの担持量は、通
常0.1〜5.0重量%、好ましくは0.2〜2.0重
量%の範囲にあり、該担持量が0.1重量%未満では触
媒の活性に及ぼすその添加効果が不十分となり、5.0
重量%を超えるとパラジウムの担持が不十分となるおそ
れがある。
【0006】本発明の触媒において、担体に助触媒とし
てのセリウムを担持した後、イオン交換によりさらに活
性成分としてのパラジウムを担持する。イオン交換によ
りパラジウムを担持する方法としては、例えばパラジウ
ムの硝酸塩の水溶液にセリウムを担持した担体を添加
し、40℃の温度でイオン交換する方法があげられる。
パラジウムをイオン交換後、公知の方法により乾燥し、
次いで焼成することにより本発明の触媒が得られる。か
くして得られた触媒は、例えば12〜28メッシュ程度
の粒状に成形して使用することが可能であり、ハニカム
にも使用できる。
【0007】パラジウムの担持量は、通常0.05〜3
重量%、好ましくは0.5〜1.5重量%である。上記
担持量が0.05重量%未満では、活性が不十分であっ
て好ましくなく、3重量%を超えると担体の効果がなく
なり好ましくない。
【0008】本発明における炭化水素として、例えばメ
タン、エタン、プロパン、ブタンなどをあげることがで
きる。本発明の触媒は、約5000ppm以下、好まし
くは1000〜3000ppm程度の微量の炭化水素、
特にメタンを含有するガスなど、好ましくは例えば燃料
の燃焼排ガスなどのように、特に水蒸気が5〜10容量
%、酸素が5〜10容量%それぞれ共存し、約5000
ppm以下、好ましくは1000〜3000ppm程度
の微量の炭化水素、特にメタンを含有するガスなどに適
用することができる。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、約5000ppm以
下、好ましくは1000〜3000ppm程度の微量の
炭化水素、特にメタンを含有するガスなど、好ましくは
例えば燃料の燃焼排ガスなどのように、特に水蒸気が5
〜10容量%、酸素が5〜10容量%それぞれ共存し、
約5000ppm以下、好ましくは1000〜3000
ppm程度の微量の炭化水素、特にメタンを含有するガ
スなどに適用した場合、従来の触媒に比べて著しく低い
温度で炭化水素、特にメタンを効率よく燃焼させること
が可能であって、低温活性にすぐれ、熱効率などから、
バーナー、燃焼器、排ガス処理などの用途に有利な炭化
水素、特にメタン燃焼用触媒が提供される。
【0010】
【実施例】以下実施例および比較例により本発明をさら
に詳しく説明する。
【0011】実施例1 セリウムの担持量が1.0重量%となるように硝酸セリ
ウム水和物(6H2 O)の水溶液を調製し、該水溶液
に、東ソー社製商品名MSZ−690HOD(SiO2
/Al2 3 モル比=203)モルデナイト型ゼオライ
トを12〜28メッシュに整粒したもの10gを加えて
1時間含浸後、乾燥し、500℃で3時間焼成した。次
いで、得られたセリウム担持担体を、Pd(NO3 2
・1.3H2 Oの0.5gを純水150ccに溶かした
水溶液に添加し、40℃で3時間イオン交換した。次い
で水洗後自然乾燥し、さらに115℃で3時間乾燥し、
500℃で3時間焼成して、本発明の触媒(以下触媒1
ということがある)を得た。パラジウムの担持量は0.
8重量%であった。上記触媒1を充填したマイクロリア
クター(固定床流通型反応装置)に、酸素ガス10容量
%、水蒸気10容量%、メタン2500ppmおよび残
り窒素ガスよりなる混合ガス(以下炭化水素1と略称す
ることがある)を通し、SV40000h-1の条件下、
燃焼温度を変化させて燃焼実験を行なった。燃焼温度と
メタン反応率との関係を表1に示す。
【0012】実施例2 セリウムの担持量を0.2重量%とした以外実施例1と
同様の実験を行なった。パラジウムの担持量は0.9重
量%であった。得られた触媒を触媒2とする。得られた
結果を表1に示す。
【0013】比較例1 セリウムを担持しなかった以外、実施例1と同様の実験
を行なった。パラジウムの担持量は0.8重量%であっ
た。得られた触媒を比較触媒1とする。得られた結果を
表1に示す。
【0014】比較例2 実施例1と同様の方法でパラジウムを担持させた後、実
施例1と同様にしてセリウムを担持させた以外、実施例
1と同様の実験を行なった。パラジウムの担持量は0.
6重量%であった。得られた触媒を比較触媒2とする。
得られた結果を表1に示す。
【0015】比較例3 実施例1と同様にしてパラジウムを担持した後、セリウ
ムを40℃で3時間イオン交換し、さらに500℃で3
時間焼成した以外、実施例1と同様の実験を行なった。
パラジウムの担持量は0.4重量%であった。得られた
触媒を比較触媒3とする。得られた結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】本発明の触媒において、担体に助触媒とし
てのセリウムを担持した後、イオン交換によりさらに活
性成分としてのパラジウムを担持する。イオン交換によ
りパラジウムを担持する方法としては、例えばパラジム
ウの硝酸塩の水溶液にセリウムを担持した担体を添加
し、40℃の温度でイオン交換する方法があげられる。
上記硝酸パラジウム水溶液のpH値は通常1.5〜3.
0の範囲が好ましい。パラジウムをイオン交換後、公知
の方法により乾燥し、次いで焼成することにより本発明
の触媒が得られる。かくして得られた触媒は、例えば1
2〜28メッシュ程度の粒状に成形して使用することが
可能であり、ハニカムにも使用できる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】実施例1 セリウムの担持量が1.0重量%となるように硝酸セリ
ウム水和物(6HO)の水溶液を調製し、該水溶液
に、東ソー社製商品名MSZ−690HOD(SiO
/Alモル比=203)モルデナイト型ゼオライ
トを12〜28メッシュに整粒したもの10gを加えて
1時間含浸後、乾燥し、500℃で3時間焼成した。次
いで、得られたセリウム担持担体を、Pd(NO
・1.3HOの0.5gを純水150ccに溶かした
水溶液に添加し、40℃で3時間イオン交換した。上記
硝酸パラジウム水溶液のpH値は2.0であった。次い
で水洗後自然乾燥し、さらに115℃で3時間乾燥し、
500℃で3時間焼成して、本発明の触媒(以下触媒1
ということがある)を得た。パラジウムの担持量は0.
8重量%であった。上記触媒1を充填したマイクロリア
クター(固定床流通型反応装置)に、酸素ガス10容量
%、水蒸気10容量%、メタン2500ppmおよび残
り窒素ガスよりなる混合ガス(以下炭化水素1と略称す
ることがある)を通し、SV40000h−1の条件
下、燃焼温度を変化させて燃焼実験を行なった。燃焼温
度とメタン反応率との関係を表1に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高SiO2 /Al2 3 モル比を有する
    モルデナイト型ゼオライト担体に、助触媒としてのセリ
    ウムを含浸により担持し、次いで活性成分としてのパラ
    ジウムをイオン交換により担持してなる炭化水素燃焼用
    触媒。
JP4358057A 1992-12-25 1992-12-25 炭化水素燃焼用触媒 Pending JPH06190283A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005533637A (ja) * 2002-07-19 2005-11-10 シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド 窒素酸化物の除去方法およびその触媒
CN103191733A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法
JP2019069402A (ja) * 2017-10-06 2019-05-09 トヨタ自動車株式会社 自動車用排ガス浄化用触媒

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CN103191733B (zh) * 2012-01-09 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法
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