JPH06246162A - Catalyst for purifying waste gas and method for purifying nitrogen oxide - Google Patents

Catalyst for purifying waste gas and method for purifying nitrogen oxide

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JPH06246162A
JPH06246162A JP5331186A JP33118693A JPH06246162A JP H06246162 A JPH06246162 A JP H06246162A JP 5331186 A JP5331186 A JP 5331186A JP 33118693 A JP33118693 A JP 33118693A JP H06246162 A JPH06246162 A JP H06246162A
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JP
Japan
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catalyst
nitrogen oxide
zeolite
exhaust gas
oxygen
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JP5331186A
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Japanese (ja)
Inventor
Niro Nakatani
仁郎 中谷
Hiroshi Sonoyama
洋 園山
Hajime Kato
元 加藤
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize a sufficient rate of nitrogen oxide purification and to effectively remove nitrogen oxide from oxygen contg. waste combustion gas even when oxygen concentration is at a high level which is the practical one by using hydrocarbon in the presence of a catalyst for purifying waste gas consisting of zeolite contg. indium and rare earth metal. CONSTITUTION:A catalyst for purifying waste gas is constituted of zeolite contg. indium and rare earth metal and having >=10 SiO2/Al2O3 mole ratios. Nitrogen oxide is purified from oxygen contg. waste combustion gas in the presence of the catalyst by using hydrocarbon. Thus, even when the oxygen concentration is at a high level that is the practical one, sufficient rate of nitrogen oxide purification is realized to effectively remove the nitrogen oxide from the oxygen contg. waste combustion gas. Even at a gas hourly space velocity(GHSV) of >=100,000/h, a high rate of nitrogen oxide purification is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は排ガス浄化用触媒および
窒素酸化物の浄化方法に関し、さらに詳しくは、酸素を
含む燃焼排ガスから大気汚染物質である窒素酸化物を効
率的に浄化する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst and a method for purifying nitrogen oxides, and more particularly to a method for efficiently purifying nitrogen oxides, which are air pollutants, from combustion exhaust gas containing oxygen. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】環境保全の観点から、大気汚染物質の浄
化は大きな社会的な課題である。とりわけ産業活動の拡
大に伴う燃焼排ガスの浄化は、現在の緊急課題である。
2. Description of the Related Art From the viewpoint of environmental protection, purification of air pollutants is a major social issue. In particular, purification of combustion exhaust gas accompanying the expansion of industrial activities is an urgent issue at present.

【0003】固定発生源である工場や移動発生源である
自動車から排出される燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化
物は、光化学スモッグの原因と言われ人体に有害なガス
であり、特に一酸化窒素(NO)は浄化が難しく、最も
重要な検討課題となっている。
Nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas discharged from a factory which is a fixed generation source and an automobile which is a mobile generation source is a gas which is said to be a cause of photochemical smog and which is harmful to the human body, particularly nitric oxide. Since (NO) is difficult to purify, it is the most important subject for consideration.

【0004】これまでにも燃焼排ガス中の窒素酸化物を
浄化する幾つかの方法が提案されている。例えば接触還
元法と呼ばれる方法は、アンモニアや水素等の還元剤を
用い、触媒上でNOをN2 とH2 Oにして浄化する方法
である。しかしながら、この方法は危険な還元剤を利用
するため、その回収や漏れの対策が必要で、規模が大き
な固定発生源については有効であるが、自動車のような
移動発生源には適さない。
Several methods have been proposed so far for purifying nitrogen oxides in combustion exhaust gas. For example, a method called a catalytic reduction method is a method of purifying NO into N 2 and H 2 O on a catalyst by using a reducing agent such as ammonia or hydrogen. However, since this method uses a dangerous reducing agent, it is necessary to take measures for recovery and leakage of the reducing agent, which is effective for large-scale fixed sources, but is not suitable for mobile sources such as automobiles.

【0005】一方、排気ガスが還元性ガスであるガソリ
ンエンジンの排ガス浄化には、これまでに多くの触媒が
開発されて、一般に使用されている。しかしながら、こ
れらの触媒は、酸素共存下では窒素酸化物を浄化できな
いので用いることができない。
On the other hand, many catalysts have been developed and are generally used for purification of exhaust gas of a gasoline engine whose exhaust gas is a reducing gas. However, these catalysts cannot be used because they cannot purify nitrogen oxides in the presence of oxygen.

【0006】ところで、NOの接触分解、すなわちNO
を直接N2 とO2 に分解する方法は、排気ガスを触媒層
に通じるだけで済み、極めて簡単なため利用範囲は広
い。これについても従来より種々の触媒がみいだされて
いる。Pt、Cu、Co系触媒がNOの分解活性に効果
があるが、いずれも生成する酸素によって被毒を受ける
という問題があった。通常ディーゼルエンジンの排ガス
や希薄燃焼方式のガソリンエンジン排ガスは酸素を含む
ため、これまでの触媒では対応できず、新規な方法の開
発が望まれている。
By the way, catalytic decomposition of NO, that is, NO
The method of directly decomposing Pd into N 2 and O 2 only needs to pass the exhaust gas to the catalyst layer and is extremely simple, so that it has a wide range of applications. Various catalysts have heretofore been found in this regard. Although Pt, Cu, and Co-based catalysts have an effect on NO decomposing activity, they all have a problem that they are poisoned by generated oxygen. Since exhaust gas from a diesel engine and exhaust gas from a lean-burn gasoline engine usually contain oxygen, conventional catalysts cannot handle it, and development of a new method is desired.

【0007】このような課題に対しては幾つかの触媒が
提案されている。例えば、(A)米国特許第42973
28号明細書や特開昭63−283727号公報では銅
やコバルトなどを含有するゼイオライト触媒により酸素
を含む燃焼ガス中の窒素酸化物を炭化水素の存在下で浄
化する方法が提案されている。一方、最近(B)Chemis
try Letters P.1025 - 1026 (1992)ではガリウムやイン
ジウムをイオン交換したZSM−5型ゼオライトが酸素
10%と高い条件のもとで窒素酸化物の浄化率が高いこ
とが示されている。
Several catalysts have been proposed for such problems. For example, (A) US Pat.
No. 28 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-283727 propose a method of purifying nitrogen oxides in a combustion gas containing oxygen in the presence of hydrocarbons with a zeoliite catalyst containing copper, cobalt or the like. On the other hand, recently (B) Chemis
Try Letters P.1025-1026 (1992) shows that ZSM-5 type zeolite ion-exchanged with gallium or indium has a high purification rate of nitrogen oxides under a high condition of 10% oxygen.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記(A)な
どの公知の触媒では酸素濃度が高くなると、炭化水素の
酸素による燃焼反応が増加し、窒素酸化物の浄化能力が
著しく低下し、実用化のためには多くの問題がある。ま
た、上記(B)においては、自動車排ガス中の炭化水素
濃度は窒素酸化物に対して充分存在しているわけではな
いために微量の炭化水素で窒素酸化物を効率よく浄化す
る必要があるが、これら触媒は炭化水素濃度が減少する
と窒素酸化物の浄化能力が低下するという問題があっ
た。したがって、実用化するためには窒素酸化物の浄化
能力をさらに高めた触媒が要求される。
However, in the known catalysts such as the above (A), when the oxygen concentration becomes high, the combustion reaction of hydrocarbons with oxygen increases, and the ability to purify nitrogen oxides remarkably deteriorates. There are a lot of problems to be realized. Further, in the above (B), since the hydrocarbon concentration in the automobile exhaust gas is not sufficiently present with respect to the nitrogen oxides, it is necessary to efficiently purify the nitrogen oxides with a slight amount of hydrocarbons. However, these catalysts have a problem that the ability to purify nitrogen oxides decreases as the hydrocarbon concentration decreases. Therefore, in order to put it into practical use, a catalyst having a further improved nitrogen oxide purification capability is required.

【0009】本発明の目的は、酸素を含む燃焼排ガスか
ら炭化水素により窒素酸化物を実用化レベルで浄化する
ことにある。
It is an object of the present invention to purify nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing oxygen with hydrocarbons at a practical level.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためのものであり、本発明者らはインジウムと希土
類金属を含有するゼオライトからなる触媒の存在下、酸
素を含む燃焼排ガス中の窒素酸化物を炭化水素により効
率よく浄化できることをみいだした。また、本発明の触
媒によれば自動車排ガス浄化触媒に要求される5万h-1
以上さらには10万h-1以上の高いガス空間速度(GH
SV)でも充分に高い窒素酸化物浄化能力を示すことを
みいだした。
Means for Solving the Problems The present invention is to solve the above-mentioned problems. The present inventors have found that in the presence of a catalyst composed of zeolite containing indium and a rare earth metal, in a combustion exhaust gas containing oxygen. It was found that nitrogen oxides can be efficiently purified by hydrocarbons. Further, according to the catalyst of the present invention, 50,000 h −1 required for an automobile exhaust gas purification catalyst
More than 100,000 h -1 or more high gas space velocity (GH
It has been found that SV) shows a sufficiently high nitrogen oxide purification capacity.

【0011】すなわち、本発明は、インジウムおよび希
土類金属を含有するSiO2 /Al2 3 モル比が10
以上のゼオライトからなる排ガス浄化用触媒およびかか
る触媒の存在下、炭化水素を用いて、酸素を含む燃焼排
ガスから窒素酸化物を浄化するとを特徴とする窒素酸化
物の浄化方法である。
That is, according to the present invention, the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio containing indium and rare earth metal is 10 or less.
An exhaust gas purifying catalyst comprising the above zeolite, and a nitrogen oxide purifying method characterized by purifying nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing oxygen in the presence of such a catalyst using hydrocarbons.

【0012】本発明でいうゼオライトとは結晶性アルミ
ノケイ酸塩であり、組成は一般に次式(1)で示され
る。
The zeolite referred to in the present invention is a crystalline aluminosilicate, and its composition is generally represented by the following formula (1).

【0013】 xM2/nO・Al・ySiO・zHO ……(1) (式中、nは陽イオンMの原子価、xは0. 8〜2. 0
の範囲の数、yは2. 0以上の数、zは0以上の数であ
る)ゼオライトの基本構造はSi、Al、Oが規則正し
く三次元的に結合したもので、構造単位の違いにより、
種々の結晶構造をとる。ゼオライトには多くの種類が知
られているが、X線回折によって特徴づけられ、その結
晶構造により名称が異なる。例えば天然品として、モル
デナイト、エリオナイト、フェリエライト、シャバサイ
ト等があり、合成品としてはこれら天然品の合成体、X
型、Y型、MFI型等が知られている。
XM 2 / n O.Al 2 O 3 .ySiO 2 .zH 2 O (1) (wherein, n is the valence of the cation M, and x is 0.8 to 2.0.
, Y is a number of 2.0 or more, and z is a number of 0 or more.) The basic structure of the zeolite is a regular three-dimensional bond of Si, Al and O.
It has various crystal structures. Many kinds of zeolites are known, but they are characterized by X-ray diffraction and have different names depending on their crystal structure. For example, as natural products, there are mordenite, erionite, ferrierite, chabazite, etc., and as synthetic products, synthetic products of these natural products, X
Type, Y type, MFI type and the like are known.

【0014】本発明で使用するゼオライトは耐熱性、耐
水蒸気性の観点からSiO2 /Al2 3 のモル比が1
0以上であることが必要である。ゼオライト構造として
は特に限定はされないが好ましくはMFI、モルデナイ
ト、フェリエライトである。天然品、合成品どちらでも
構わないが、前者では不純物を含み精製に手間がかかる
ことから、合成品が好ましく用いられる。
The zeolite used in the present invention has a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 of 1 from the viewpoint of heat resistance and steam resistance.
It must be 0 or more. The zeolite structure is not particularly limited, but MFI, mordenite and ferrierite are preferable. Either a natural product or a synthetic product may be used, but in the former case, a synthetic product is preferably used since it contains impurities and requires purification.

【0015】一般的にゼオライトの合成法を挙げれば、
適当なシリカ源、アルミナ源、アルカリ源、または場合
によってはアルミナ源に代えて金属化合物(例えばF
e、Ga等)を混合し、100〜250℃程度の水熱条
件下で結晶化させることで容易に得られる。また前記の
混合物にテンプレートと呼ばれる有機物を添加する方法
も提案されている。ゼオライトは一般に市販されてお
り、それらを用いてもよい。
Generally speaking, zeolite synthesis methods are as follows:
A suitable silica source, alumina source, alkali source, or optionally a metal compound (eg, F 2) in place of the alumina source.
e, Ga, etc.) and are mixed together and crystallized under hydrothermal conditions of about 100 to 250 ° C. A method of adding an organic substance called a template to the above mixture has also been proposed. Zeolites are generally commercially available, and they may be used.

【0016】本発明に用いる希土類金属として例えばラ
ンタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウムなどの
ランタノイド系やイットリウムなどを挙げることができ
る。
Examples of the rare earth metal used in the present invention include lanthanoids such as lanthanum, cerium, praseodymium and neodymium, and yttrium.

【0017】本発明において、インジウムおよび希土類
金属のゼオライトへの導入方法は特に限定されない。導
入方法としてはゼオライト中のカチオンとインジウムカ
チオンおよび希土類金属カチオンを交換するイオン交換
法や、ゼオライトを目的とする金属を含む溶液に浸す含
浸法等が挙げられる。イオン交換法の場合、ゼオライト
をインジウムあるいは希土類金属塩の溶液に分散し、そ
の中にアルカリ性の溶液例えばアンモニア水を添加して
pHを調整する方法もまた好ましく用いられる。
In the present invention, the method of introducing indium and rare earth metal into zeolite is not particularly limited. Examples of the introduction method include an ion exchange method for exchanging cations in the zeolite with indium cations and rare earth metal cations, and an impregnation method for immersing the zeolite in a solution containing a target metal. In the case of the ion exchange method, a method in which zeolite is dispersed in a solution of indium or a rare earth metal salt and an alkaline solution such as aqueous ammonia is added to adjust the pH is also preferably used.

【0018】本発明で用いるインジウムおよび希土類金
属の原料化合物は水溶性塩であればどの様な形でも使用
できる。例えば、硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩等を挙げるこ
とができる。金属種としてはカチオンを生成するものが
好ましい。また導入の順序として、特定の金属を先に導
入する方法および同時に導入する方法が考えられるが特
に限定されない。本発明において用いられるゼオライト
のインジウム含有量は0.4〜12重量%であり、好ま
しくは1〜8重量%であり、希土類金属含有量は0.1
〜14重量%であり、好ましくは0.3〜10重量%で
ある。
The raw material compounds of indium and rare earth metal used in the present invention can be used in any form as long as they are water-soluble salts. For example, sulfates, hydrochlorides, nitrates and the like can be mentioned. As the metal species, those that generate cations are preferable. As the order of introduction, a method of first introducing a specific metal and a method of simultaneously introducing a specific metal are conceivable, but are not particularly limited. The indium content of the zeolite used in the present invention is 0.4 to 12% by weight, preferably 1 to 8% by weight, and the rare earth metal content is 0.1.
-14% by weight, preferably 0.3-10% by weight.

【0019】本発明の触媒はゼオライトにインジウムお
よび希土類金属を導入した後、例えば、シリカ、アルミ
ナ等の無機酸化物や粘土をバインダーとして、球状、柱
状、ハニカム状等の適当な形に成型してもよく、あるい
はアルミナ、コージェライトなどからなる例えばハニカ
ムのような成型体にコーテングしてもよい。またゼオラ
イトにインジウムおよび希土類金属を導入する前にバイ
ンダーを添加して成型し、その後インジウムおよび希土
類金属を導入しても良い。いずれにしても特に限定され
るものではない。
The catalyst of the present invention is prepared by introducing indium and a rare earth metal into zeolite, and then molding it into an appropriate shape such as spherical, columnar or honeycomb by using an inorganic oxide such as silica or alumina or clay as a binder. Alternatively, it may be coated with a molded body made of alumina, cordierite, or the like, such as a honeycomb. It is also possible to add a binder before introducing indium and rare earth metal into the zeolite and mold the zeolite, and then introduce indium and rare earth metal. In any case, it is not particularly limited.

【0020】本発明で用いる炭化水素とは、炭素と水素
から構成される化合物であり、通常いわゆるオレフィン
類、パラフィン類、環状化合物あるいはこれらの化合物
を含有する炭化水素類である。好ましくは、揮発性で本
発明の処理温度において気体状のものであればよい。さ
らに好ましくは炭素数が1〜6程度のオレフィン類、パ
ラフィン類、ナフテン類および環状不飽和炭化水素類か
ら選ばれる少なくとも1種の炭化水素である。好ましい
炭化水素の具体例としては、例えば、エチレン、プロピ
レン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン、メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロプ
ロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサ
ン、シクロヘキセンなどが挙げられる。また、燃焼排ガ
ス中に含まれる未燃の炭化水素も好ましく用いられるこ
とはもちろんのことである。触媒上で存在させる炭化水
素は燃焼排ガス中に含まれている窒素酸化物に対してメ
タン換算で0.2から5モル比、より好ましくは0.4
から4モル比存在させるのが好ましい。0.2モル比以
下では窒素酸化物の浄化率が低くなり、一方5モル比以
上では過剰な炭化水素が存在し新たな炭化水素浄化装置
が必要になり好ましくない。
The hydrocarbon used in the present invention is a compound composed of carbon and hydrogen, usually so-called olefins, paraffins, cyclic compounds or hydrocarbons containing these compounds. It is preferably volatile and gaseous at the processing temperature of the present invention. More preferably, it is at least one hydrocarbon selected from olefins having 1 to 6 carbon atoms, paraffins, naphthenes and cyclic unsaturated hydrocarbons. Specific examples of preferable hydrocarbons include ethylene, propylene, butylene, pentene, hexene, methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane and cyclohexene. It goes without saying that unburned hydrocarbons contained in the combustion exhaust gas are also preferably used. The hydrocarbons present on the catalyst are in a ratio of 0.2 to 5 in terms of methane with respect to nitrogen oxides contained in the combustion exhaust gas, more preferably 0.4.
It is preferable to exist in a molar ratio of from 4 to 4. If it is less than 0.2 mol ratio, the purification rate of nitrogen oxides will be low, while if it is more than 5 mol ratio, excess hydrocarbon will be present and a new hydrocarbon purification device will be required, which is not preferable.

【0021】また、本発明でいう燃焼排ガスとは酸素を
含有するものであり、好ましくは0.1容量%以上の酸
素を含有するものである。この燃焼排ガスは通常の内燃
機関やボイラー等から排出されるものである。本発明は
とりわけ、ディーゼルエンジン、希薄燃焼方式のガソリ
ンエンジンからの燃焼排ガスのように、酸素を多量に含
有する排ガスに対し特に有効である。ディーゼルエンジ
ンの燃焼排ガス中の酸素濃度は運転条件により変化する
が、代表的にいえば8〜16%であり、希薄燃焼方式の
ガソリンエンジンでは3〜8%である。
The flue gas used in the present invention contains oxygen, and preferably contains 0.1% by volume or more of oxygen. This combustion exhaust gas is emitted from a normal internal combustion engine, boiler, or the like. The present invention is particularly effective for exhaust gas containing a large amount of oxygen, such as combustion exhaust gas from a diesel engine or a lean-burn gasoline engine. The oxygen concentration in the combustion exhaust gas of the diesel engine varies depending on operating conditions, but is typically 8 to 16%, and is 3 to 8% in the lean-burn gasoline engine.

【0022】本発明による窒素酸化物浄化温度は触媒層
温度で好ましくは200から800℃、より好ましくは
250から600℃の範囲である。この浄化温度が低い
と窒素酸化物の浄化が不十分であり、また、浄化温度が
高すぎると共存させた炭化水素が燃焼を起こし、窒素酸
化物の浄化が低下し好ましくない。
The nitrogen oxide purification temperature according to the present invention is a catalyst layer temperature of preferably 200 to 800 ° C, more preferably 250 to 600 ° C. If this purification temperature is low, the purification of nitrogen oxides will be insufficient, and if the purification temperature is too high, the coexisting hydrocarbons will burn and the purification of nitrogen oxides will decrease, which is not preferable.

【0023】従来の方法では、触媒容積当たりの燃焼排
ガス処理速度即ちガス空間速度を高くすると、例えば5
万h-1以上、さらには10万h-1以上にすると窒素酸化
物の浄化能が低下し自動車のような移動発生源に対して
は実用化レベルにほど遠いものがあった。然るに、本発
明の方法に従うと、自動車排ガスのような高いガス空間
速度においても充分な窒素酸化物浄化能を示す。
In the conventional method, when the combustion exhaust gas treatment rate per catalyst volume, that is, the gas space velocity is increased, for example, 5
Ten thousand h -1 or more, there is even more far from the practical level for reduces the purification performance of nitrogen oxides when 100,000 h -1 or more mobile sources such as automobiles. Therefore, according to the method of the present invention, a sufficient nitrogen oxide purifying ability is exhibited even at a high gas space velocity such as automobile exhaust gas.

【0024】本発明の浄化方法を実施するには燃焼排ガ
ス中に含まれる炭化水素を利用できるのはもちろんのこ
とであるが、燃焼排ガス中の炭化水素濃度を増大させる
ため炭化水素として既設の燃料タンクに入った軽油、ガ
ソリン等の燃料油の一部を用い、これをエンジンへ送ら
ずにバイパスラインを通して、排ガス出口側に設けられ
た触媒層に直接添加してもよく、また、バイパスライン
に改質部を設け、ガソリン等の燃料油の一部を改質処理
等を施してから触媒層に添加してもよい。
Of course, the hydrocarbons contained in the combustion exhaust gas can be used to carry out the purification method of the present invention, but in order to increase the concentration of hydrocarbons in the combustion exhaust gas, existing fuels as hydrocarbons can be used. It is possible to use a part of fuel oil such as light oil and gasoline in a tank and directly add it to the catalyst layer provided on the exhaust gas outlet side through the bypass line without sending it to the engine. A reforming section may be provided, and a part of fuel oil such as gasoline may be subjected to a reforming treatment or the like and then added to the catalyst layer.

【0025】さらに、ディーゼル・エンジンの場合エン
ジン内での燃料噴射時期を遅らせることにより爆発燃焼
条件を変化させ排ガス中の炭化水素濃度を増大させるこ
とが出来る。また、触媒層の温度を適当な範囲に維持す
るためにクーラー等で所定の温度にした燃焼排ガスを導
入してもよく、燃焼排ガスが所定の温度に達しない場合
は触媒層を加熱してもよい。
Further, in the case of a diesel engine, by delaying the fuel injection timing within the engine, it is possible to change the explosive combustion conditions and increase the hydrocarbon concentration in the exhaust gas. Further, in order to maintain the temperature of the catalyst layer in an appropriate range, combustion exhaust gas that has been brought to a predetermined temperature by a cooler or the like may be introduced, and if the combustion exhaust gas does not reach the predetermined temperature, the catalyst layer may be heated. Good.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明を実施例をもって説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0027】実施例1 (触媒調製)SiO2 /Al2 3 が約25のNa型の
MFI型ゼオライト20gを32.0gの硝酸セリウム
・6水和物を含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、
室温で一晩撹拌し、その後ろ過した。ついで、水250
mlで2回洗浄した。次にこれを17.5gの硝酸イン
ジウム・3水和物を含む1. 0 リットルの水溶液に分
散し、室温で一晩撹拌し、その後ろ過した。水250m
lで2回洗浄した後110℃で一晩乾燥させた。ゼオラ
イトにイオン交換されたインジウムの担持量は金属とし
て5.2重量%であり、セリウムの担持量は金属として
3.4重量%であった。
Example 1 (Catalyst preparation) 20 g of Na-type MFI-type zeolite having about 25 SiO 2 / Al 2 O 3 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 32.0 g of cerium nitrate hexahydrate. Then
Stir overnight at room temperature, then filter. Then, water 250
Washed twice with ml. Next, this was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 17.5 g of indium nitrate trihydrate, stirred at room temperature overnight, and then filtered. 250m of water
It was washed twice with 1 and dried at 110 ° C. overnight. The loaded amount of indium ion-exchanged with zeolite was 5.2% by weight as a metal, and the loaded amount of cerium was 3.4% by weight as a metal.

【0028】実施例2 SiO2 /Al2 3 が約35のNa型のMFI型ゼオ
ライト20gを32.0gの硝酸セリウム・6水和物を
含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で一晩撹
拌し、その後ろ過した。ついで、水250mlで2回洗
浄した。次にこれを17.5gの硝酸インジウム・3水
和物を含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で
一晩撹拌し、その後ろ過した。水250mlで2回洗浄
した後110℃で一晩乾燥させた。ゼオライトにイオン
交換されたインジウムの担持量は金属として3.7重量
%であり、セリウムの担持量は金属として2.0重量%
であった。
Example 2 20 g of Na-type MFI-type zeolite having about 35 SiO 2 / Al 2 O 3 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 32.0 g of cerium nitrate hexahydrate, and the mixture was stirred at room temperature. Stir overnight and then filter. Then, it was washed twice with 250 ml of water. Next, this was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 17.5 g of indium nitrate trihydrate, stirred at room temperature overnight, and then filtered. After washing twice with 250 ml of water, it was dried at 110 ° C. overnight. The amount of indium ion-exchanged with zeolite was 3.7% by weight as a metal, and the amount of cerium was 2.0% by weight as a metal.
Met.

【0029】実施例3 SiO2 /Al2 3 が約25のNa型のMFI型ゼオ
ライト20gを12.5gの硝酸ランタン・6水和物を
含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で一晩撹
拌し、その後ろ過した。ついで、水250mlで2回洗
浄した。同様にしてこの操作を再度繰り返した。次にこ
れを17.5gの硝酸インジウム・3水和物を含む1.
0 リットルの水溶液に分散し、室温で一晩撹拌し、そ
の後ろ過した。水250mlで2回洗浄した後110℃
で一晩乾燥させた。ゼオライトにイオン交換されたイン
ジウムの担持量は金属として4.5重量%であり、ラン
タンの担持量は金属として0.6重量%であった。
Example 3 20 g of Na-type MFI-type zeolite having about 25 SiO 2 / Al 2 O 3 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 12.5 g of lanthanum nitrate hexahydrate, and the mixture was stirred at room temperature. Stir overnight and then filter. Then, it was washed twice with 250 ml of water. This operation was repeated again in the same manner. It is then charged with 17.5 g of indium nitrate trihydrate 1.
Dispersed in 0 liter of aqueous solution, stirred overnight at room temperature and then filtered. After washing twice with 250 ml of water, 110 ℃
Dried overnight. The loaded amount of indium ion-exchanged with zeolite was 4.5% by weight as a metal, and the loaded amount of lanthanum was 0.6% by weight as a metal.

【0030】比較例1 SiO2 /Al2 3 が約25のNa型のMFI型ゼオ
ライト20gを17.5 gの硝酸インジウム・3水和
物を含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で一
晩撹拌し、その後ろ過した。ついで、水250mlで2
回洗浄した後110℃で一晩乾燥させた。ゼオライトに
イオン交換されたインジウムの担持量は金属として6.
5重量%であった。
Comparative Example 1 20 g of Na-type MFI-type zeolite having about 25 SiO 2 / Al 2 O 3 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 17.5 g of indium nitrate trihydrate, and the mixture was allowed to stand at room temperature. Stir overnight at rt and then filter. Then 250 ml of water for 2
After washing twice, it was dried at 110 ° C. overnight. The supported amount of indium ion-exchanged with zeolite is 6.
It was 5% by weight.

【0031】比較例2 SiO2 /Al2 3 が約25のNa型のMFI型ゼオ
ライト20gを32.0gの硝酸セリウム・6水和物を
含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で一晩撹
拌し、その後ろ過した。同様にしてこの操作を再度繰り
返した。ついで、水250mlで2回洗浄し、ろ過後1
10℃で一晩乾燥させた。ゼオライトにイオン交換され
たセリウムの担持量は金属として4.2重量%であっ
た。
Comparative Example 2 20 g of Na-type MFI-type zeolite having SiO 2 / Al 2 O 3 of about 25 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 32.0 g of cerium nitrate hexahydrate and allowed to stand at room temperature. Stir overnight and then filter. This operation was repeated again in the same manner. Then, wash with 250 ml of water twice, and after filtration 1
It was dried overnight at 10 ° C. The supported amount of cerium ion-exchanged with zeolite was 4.2% by weight as a metal.

【0032】比較例3 SiO2 /Al2 3 が約35のNa型のMFI型ゼオ
ライト20gを32.0gの硝酸セリウム・6水和物を
含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で一晩撹
拌し、その後ろ過した。同様にしてこの操作を再度繰り
返した。ついで、水250mlで2回洗浄し、ろ過後1
10℃で一晩乾燥させた。ゼオライトにイオン交換され
たセリウムの担持量は金属として2.8重量%であっ
た。
Comparative Example 3 20 g of Na-type MFI-type zeolite having SiO 2 / Al 2 O 3 of about 35 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 32.0 g of cerium nitrate hexahydrate, and the mixture was dispersed at room temperature. Stir overnight and then filter. This operation was repeated again in the same manner. Then, wash with 250 ml of water twice, and after filtration 1
It was dried overnight at 10 ° C. The supported amount of cerium ion-exchanged with zeolite was 2.8% by weight as a metal.

【0033】比較例4 SiO2 /Al2 3 が約25のNa型のMFI型ゼオ
ライト20gを12.5gの硝酸ランタン・6水和物を
含む1. 0 リットルの水溶液に分散し、室温で一晩撹
拌し、その後ろ過した。同様にしてこの操作を再度繰り
返した。ついで、水250mlで2回洗浄し、ろ過後1
10℃で一晩乾燥させた。ゼオライトにイオン交換され
たランタンの担持量は金属として0.8重量%であっ
た。
Comparative Example 4 20 g of Na-type MFI-type zeolite having SiO 2 / Al 2 O 3 of about 25 was dispersed in 1.0 liter of an aqueous solution containing 12.5 g of lanthanum nitrate hexahydrate and allowed to stand at room temperature. Stir overnight and then filter. This operation was repeated again in the same manner. Then, wash with 250 ml of water twice, and after filtration 1
It was dried overnight at 10 ° C. The supported amount of lanthanum ion-exchanged with zeolite was 0.8% by weight as metal.

【0034】実施例4〜6 (触媒評価)実施例1〜3で得られた触媒を用い、表1
に示す反応条件で酸素12容量%、一酸化窒素1000
ppm、炭化水素としてエチレン250ppmを含むガ
スで反応を行い、一酸化窒素の除去性能を調べた。NO
の転化率はNOのN2 への転化率から求めた。その結果
を表2に示す。
Examples 4 to 6 (Catalyst evaluation) Using the catalysts obtained in Examples 1 to 3, Table 1
12% by volume of oxygen and 1000 of nitric oxide under the reaction conditions shown in
The reaction was carried out with a gas containing 50 ppm of ethylene and 250 ppm of ethylene as a hydrocarbon to examine the removal performance of nitric oxide. NO
The conversion rate of was calculated from the conversion rate of NO to N 2 . The results are shown in Table 2.

【0035】比較例5〜8 比較例1〜4で得られた触媒を用い、表1に示す反応条
件で酸素12容量%、一酸化窒素1000ppm、炭化
水素としてエチレン250ppmを含むガスで反応を行
い、一酸化窒素の除去性能を調べた。NOの転化率はN
OのN2 への転化率から求めた。その結果を表2に示
す。
Comparative Examples 5-8 Using the catalysts obtained in Comparative Examples 1 to 4, reaction was carried out under the reaction conditions shown in Table 1 with a gas containing 12% by volume of oxygen, 1000 ppm of nitric oxide, and 250 ppm of ethylene as hydrocarbon. , The removal performance of nitric oxide was investigated. The conversion rate of NO is N
It was determined from the conversion rate of O to N 2 . The results are shown in Table 2.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】表2の結果から明らかなように、インジウ
ムおよび希土類金属を含有するSiO2 /Al2 3
が10以上のゼオライトからなる触媒を用いれば、微量
の炭化水素を用いて、酸素を含む燃焼排ガスから効率的
に窒素酸化物を浄化できることがわかった。
As is clear from the results shown in Table 2, when a catalyst comprising a zeolite containing indium and a rare earth metal and having a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 10 or more is used, a trace amount of hydrocarbon is used to generate oxygen. It was found that the nitrogen oxides can be efficiently purified from the combustion exhaust gas containing the nitrogen oxides.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、酸素濃度が実用レベル
の高いレベルであっても十分な窒素酸化物浄化率を示
し、酸素を含む燃焼ガスから窒素酸化物を効率よく除去
できる。また、10万h−1以上でのガス空間速度(G
HSV)でも高い窒素酸化物浄化率が得られる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, even if the oxygen concentration is at a high level of practical use, a sufficient nitrogen oxide purification rate is exhibited, and nitrogen oxides can be efficiently removed from combustion gas containing oxygen. Also, 100,000 gas space velocity in h -1 or more (G
Even with HSV), a high nitrogen oxide purification rate can be obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インジウムおよび希土類金属を含有する
SiO2 /Al2 3 モル比が10以上のゼオライトか
らなる排ガス浄化用触媒。
1. An exhaust gas purifying catalyst comprising zeolite containing indium and a rare earth metal and having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 10 or more.
【請求項2】 請求項1記載の触媒の存在下、炭化水素
を用いて、酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化物を浄化
することを特徴とする窒素酸化物の浄化方法。
2. A method for purifying nitrogen oxides, which comprises purifying nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing oxygen using hydrocarbons in the presence of the catalyst according to claim 1.
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