JPH06218233A - 亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法 - Google Patents

亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法

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JPH06218233A
JPH06218233A JP5047580A JP4758093A JPH06218233A JP H06218233 A JPH06218233 A JP H06218233A JP 5047580 A JP5047580 A JP 5047580A JP 4758093 A JP4758093 A JP 4758093A JP H06218233 A JPH06218233 A JP H06218233A
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JP
Japan
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nitrous oxide
aqueous solution
catalyst
waste gas
alumina
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Application number
JP5047580A
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English (en)
Inventor
Masafumi Yoshimoto
雅文 吉本
Tadao Nakatsuji
忠夫 仲辻
Kazuhiko Nagano
一彦 永野
Kenji Nakahira
健二 中平
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】還元性ガスの共存下において、アルミナ(Al
)に、(a)、ルテニウム(Ru)、イリジウム
(Ir)から選ばれる少なくとも1種、及び(b)、銅
(Cu)、コバルト(Co)、鉄(Fe)から選ばれる
少なくとも1種を担持した触媒を用いる亜酸化窒素分解
方法。 【効果】排ガス中の亜酸化窒素を、低温度においても効
率よく接触分解することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中の窒素酸化
物、とりわけ亜酸化窒素(NO)の分解除去用触媒に
係わり、詳しくは工場、自動車、ゴミ焼却炉、下水汚泥
焼却炉などの廃棄物処理設備などから排出される排気ガ
ス中に含まれる亜酸化窒素を分解除去する際に用いる好
適な方法に関する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多種の
排ガス中の窒素酸化物(以下、NOx)は、健康に有害
であり、かつ光化学スモッグや酸性雨の発生原因ともな
りうるため、その排出は厳しく制限されており、その効
果的な除去手段の開発が望まれている。ところで、従来
排出規制が義務づけられている窒素酸化物は主として一
酸化窒素(NO)及び二酸化窒素(NO)である。
【0003】これらNOxの除去方法としては、触媒を
用いて排ガス中のNOxを低減する方法が既にいくつか
実用化されている。例えば(イ)ガソリン自動車におけ
る三元触媒法や、(ロ)ボイラー等の大型設備排出源か
らの排ガスについて、アンモニアを用いる選択的接触還
元法が挙げられる。また、最近では(ハ)炭化水素を用
いた排ガス中のNOx除去方法として、銅等の金属を担
持したゼオライト、あるいはアルミナ等の金属酸化物を
触媒として炭化水素の共存下でNOを含むガスと接触さ
せる方法などが提案されるている。ところが、こうした
方法ではいずれも、排ガス中のNOの処理は不可能で
はないが十分ではなく、従来これらは、前述した脱硝設
備の後流に未処理のまま排出されてきた。これは、これ
までNOに対する法的な規制値がなく、又、JISの
ような公的な測定方法も定められてなかつたことなどと
も関連しており、実質的にはこれらの処理は、脱硝の対
象としては黙視されてきたというのが現実であった。
【0004】ところが、前述した脱硝方法においては、
その運転条件によってNOが生成することが認められ
ており、又、最近ではゴミ焼却炉や下水汚泥焼却炉など
からも比較的高濃度のNOが生成することも報告され
ている。加えて近年、NOは、CO、フロン、CH
等とともに、成層圏でのオゾン層の破壊、ないしは温
室効果による温度上昇などもたらす地球規模的汚染物質
として特に注目されてきている。
【0005】こうした事情からNOの処理方法、とり
わけその分解触媒についての関心が高まっており、いく
つかの方法が提案されてきた。それらは例えば、ゼオラ
イト系の担体に各種の遷移金属を担持させたものあるい
は又、酸化マグネシウムや酸化亜鉛などの塩基性担体に
各種の遷移金属を担持させたものである。しかしながら
これらはいずれも活性を示す温度が高く、低温では充分
なる性能が得られず、又処理ガス中に水分があるとその
影響を強く受けて失活するなどの弱点を有していた。本
発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、排ガス中のNOを効率よく分解
することが出来る好適な方法を提供することにある。
【0006】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る亜酸化窒素分解方法は、還元性ガスの共
存下において、アルミナ(Al)に、(a)、ル
テニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、イリジウム(I
r)から選ばれる少なくとも1種及びび(b)、銅(C
u)、コバルト(Co)、鉄(Fe)から選ばれる少な
くとも1種を担持させてなる触媒を用いることを特徴と
している。
【0007】本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、例
えば次のようにして調製される。すなわち、本発明にお
けるアルミナは、種々の活性アルミナ(γ−Al
)及びαーAlを用いることが出来る。こ
うしたものとしては、住友化学製の球状活性アルミナK
HD−24(−46)、同NKHD−24(−46)な
どをのγ−Al、あるいは又、A−26、AMS
−2、AMS−9、AMS−12などの球状α−Al
及び又、不二見インコーポレィテッド(株)製のA
MS−31、AMS−32、AMS−33、AMS−3
4などの球状α−Alを例示することが出来る。
【0008】本発明に係る触媒は、例えば以下の方法に
より調製することが出来る。前述したアルミナ担体を、
(b)成分であるCu、Co、Feなどの金属の硫酸
塩、硝酸塩、酢酸塩及び塩化物の水溶液中に一定時間浸
漬させ、これら金属を含浸し、乾燥した後、500℃〜
1000℃で3〜5時間焼成する。この焼成によって、
高温で添加量が多い場合には、メタルアルミネートが生
成することがXRDによって確かめられた。次に、こう
して得られたアルミナを、(a)成分であるRu、R
h、Irなどの貴金属の塩化物の水溶液中に一定時間浸
漬させ、これら貴金属を含浸し、乾燥した後、ヒドラジ
ンで還元し乾燥後、400℃〜500℃で3〜5時間焼
成する。以上のようにして本発明に係る触媒が得られる
が、これら貴金属の好適な担持量は、貴金属として0.
3〜3wt%である。0,3wt%以下では、これらの
効果が十分に発揮されず、又2wt%を越えてもそれに
見合うだけの活性の向上は得られなかった。又、Cu、
Co、Feなどの金属の好適な担持量は、Cu、Coの
場合酸化物として1〜80wt%であり、Fe場合は1
〜160wt%である。
【0009】本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、従
来公知の成形方法により、ハニカム状球状等の種々の形
状に成形することが出来る。さらに又、アルミナ担体の
みを成形し、金属及び貴金属を成形後に含浸させてもよ
い。さらに又、別に成形したセラミツクス担体あるいは
セラミツクファイバー製基材、コージエライト製ハニカ
ム等の上に前述した触媒粉をウォッシュコートしてもよ
い。又、成形の際には、成形助剤、無機繊維、有機バイ
ンダー等を適宜配合してもよい。
【0010】本発明による触媒を用いる酸化窒素の接触
分解において、用いられる還元性ガスとしては、例え
ば、気体状のものとして、CO及びメタン、エタン、プ
ロパン、プロピレン、ブチレン等の炭化水素ガス、液体
状のものとして、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の単一成分系の炭化水素、
ガソリン、灯油、軽油、重油等の鉱油系炭化水素等、及
び、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル等のアルコール類等を用いることができる。特に、本
発明によれば、上記したなかでも、CO、アセチレン、
メチルアセチレン、1−ブチン等の低級アルキン、エチ
レン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、2−ブ
テン等の低級アルケン、ブタジエン、イソプレン等の低
級ジエン、プロパン、ブタン等の低級アルカン等、及び
メタノール、エタノール等の低級アルコール類等が好ま
しく用いられる。これら還元性ガスは、単独で用いても
よく、又必要に応じて二種以上併用してもよい。
【0011】上記還元性ガスは、その種類によって異な
るが、通常、亜酸化窒素に対するモル比で、0.1〜2
程度の範囲にて用いられる。還元性ガスの使用量が亜酸
化窒素に対するモル比にて、0.1未満であるときは、
亜酸化窒素に対して十分な分解活性を得ることができ
ず、他方、モル比が2を越えるときは、未反応の還元性
ガスの排出量が多くなるために、亜酸化窒素の接触分解
処理の後に、これを回収するための後処理が必要とな
る。
【0012】上記還元性ガスが亜酸化窒素に対して選択
的分解活性を示す温度は、アルキン<CO<アルケン<
芳香族系炭化水素<アルカンの順に高くなる。また、同
系の炭化水素においては、炭素数が大きくなるに従っ
て、その温度は低くなる。本発明による触媒が亜酸化窒
素に対して分解活性を示す最適な温度は、使用する還元
性ガスや触媒種により異なるが、通常、100〜800
℃である。この温度領域においては、空間速度(SV)
500〜100000程度で排ガスを流通させることが
好ましい。本発明において特に好適な温度領域は200
〜400℃である。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。 (I)、触媒の調製 実施例1 粒径が2mm〜4mm、細孔容積0.38ml/g、吸
水率48%の住友化学製の球状活性アルミナNKHD−
24をCuCl・2HO水溶液中に浸漬し、Cuと
して5wt%となるよう含浸し、余分な水分を吹きとば
した後120℃で5時間乾燥した。さらに900℃で4
時間焼成した。次にこれを、RhCl水溶液中に浸漬
し、Rhとして0.5wt%となるように含浸した。余
分な水分を吹きとばした後、100℃で5時間乾燥し
た。次に5%のヒドラジン溶液にて気泡が出なくなるま
で浸漬し、還元した。これらを温水で十分水洗し、余分
な水分を吹きとばした後100℃で2時間乾燥、さらに
500℃で4時間焼成してRhを0.5wt%、CuO
を5wt%担持した球状アルミナ触媒を得た。
【0014】実施例2 実施例1において、RhCl水溶液にかえて、RuC
水溶液とする以外は実施例1と同様にして、Ruを
0.5wt%、CuOを5wt%担持した球状アルミナ
触媒を得た。
【0015】実施例3 実施例1において、RhCl水溶液にかえて、IrC
水溶液とする以外は実施例1と同様にして、Ruを
0.5wt%、CuOを5wt%担持した球状アルミナ
触媒を得た。
【0016】実施例4 実施例1において、CuCl・2HO水溶液にかえ
て、CoCl・6HO水溶液とする以外は実施例1
と同様にして、Rhを0.5wt%、CoOを5wt%
担持した球状アルミナ触媒を得た。
【0017】実施例5 実施例1において、CuCl・2HO水溶液にかえ
て、FeCl・6HO水溶液とする以外は実施例1
と同様にして、Rhを0.5wt%、Feを5w
t%担持した球状アルミナ触媒を得た。
【0018】実施例6 実施例3において、IrCl水溶液の濃度を2倍とす
る以外は実施例3と同様にして、Irを1.0wt%、
CuOを5wt%担持した球状アルミナ触媒を得た。
【0019】実施例7 実施例3において、IrCl水溶液の濃度を4倍とす
る以外は実施例3と同様にして、Irを2.0wt%、
CuOを5wt%担持した球状アルミナ触媒を得た。
【0020】実施例8 実施例1において、CuCl・2HO水溶液の濃度
を2倍とする以外は実施例1と同様にして、Rhを0.
5wt%、CuOを10wt%担持した球状アルミナ触
媒を得た。
【0021】実施例9 実施例1において、CuCl・2HO水溶液の濃度
を4倍とする以外は実施例1と同様にして、Rhを0.
5wt%、CuOを20wt%担持した球状アルミナ触
媒を得た。
【0022】実施例10 実施例1において、KHD−24にかえて、粒径が2m
m〜4mm、細孔容積0.33ml/g、吸水率33%
の不二見インコーポレイテッド(株)製の球状アルミナ
AMS−34とする以外は、実施例1と同様にして、R
hを0.5wt%、CuOを5wt%担持した球状アル
ミナ触媒を得た。
【0023】実施例11 実施例2において、KHD−24にかえて、実施例10
で用いたAMS−34とする以外は、実施例2と同様に
して、Ruを0.5wt%、CuOを5wt%担持した
球状アルミナ触媒を得た。
【0024】実施例12 実施例3において、KHD−24にかえて、実施例10
で用いたAMS−34とする以外は、実施例2と同様に
して、Irを0.5wt%、CuOを5wt%担持した
球状アルミナ触媒を得た。
【0025】比較例1 実施例1において、CuCl・2HO水溶液による
処理をせずして、Rhを0.5wt%担持した球状アル
ミナ触媒を得た。
【0026】比較例2 実施例1において、CuCl・2HO水溶液による
処理をせずして、Ruを0.5wt%担持した球状アル
ミナ触媒を得た。
【0027】比較例3 実施例1において、CuCl・2HO水溶液による
処理をせずして、Irを0.5wt%担持した球状アル
ミナ触媒を得た。
【0028】(II)、評価試験 実施例1〜12、比較例1〜3で得た触媒について、下
記の試験条件により、常圧流通式反応装置を用い、還元
製ガスの共存及び非共存したで亜酸化窒素含有ガスの接
触分解を行い、亜酸化窒素分のNへの転換率をガスク
ロマトグラフ法によりNを定量し、測定した。試験条件 、ガス組成 NO 50ppm 還元性ガス 100ppm O 5% HO 2% He 残部 還元性ガス:一酸化炭素、エチレン、プロピレン、メタ
ノール 、空間速度 10000Hr 、反応温度 250℃、350℃、450℃ 結果を表1〜表2に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法は、排ガス中の亜酸
化窒素を低温度においても効率よく分解処理することが
出来るなど、優れた特有の効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23J 15/00 ZAB A 7367−3K (72)発明者 中平 健二 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】還元性ガスの共存下において、アルミナ
    (Al)に、(a)、ルテニウム(Ru)、ロジ
    ウム(Rh)、イリジウム(Ir)から選ばれる少なく
    とも1種、及び(b)、銅(Cu)、コバルト(C
    o)、鉄(Fe)から選ばれる少なくとも1種を担持す
    ることを特徴とする触媒を用いる亜酸化窒素分解方法。
JP5047580A 1993-01-26 1993-01-26 亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法 Pending JPH06218233A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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