JPH06254350A - 窒素酸化物の浄化方法 - Google Patents
窒素酸化物の浄化方法Info
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- JPH06254350A JPH06254350A JP5039082A JP3908293A JPH06254350A JP H06254350 A JPH06254350 A JP H06254350A JP 5039082 A JP5039082 A JP 5039082A JP 3908293 A JP3908293 A JP 3908293A JP H06254350 A JPH06254350 A JP H06254350A
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- Japan
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- oxygen
- catalyst
- nox
- contg
- exhaust gas
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 環状エーテルを用いて、アルミナを含有する
触媒の存在下、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。 【効果】 酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化物を実用
化レベルで除去できる。
触媒の存在下、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。 【効果】 酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化物を実用
化レベルで除去できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は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。
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。
【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。
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。
【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い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。
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い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。
【０００４】これまでにも燃焼排ガス中の窒素酸化物を
浄化するいく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、アンモニアや水素などの還元
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。
浄化するいく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、アンモニアや水素などの還元
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。
【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。
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。
【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見出されてい
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。
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見出されてい
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。
【０００７】このような課題に対してはいくつかの方法
が提案されている。例えば、米国特許第４２９７３２８
号明細書、特開昭６３−２８３７２７号公報、特開平４
−１５６９２２号公報では炭化水素を還元剤として用い
てゼオライト触媒やアルミナ触媒により酸素を含む燃焼
排ガス中の窒素酸化物を浄化する方法が提案されてい
る。
が提案されている。例えば、米国特許第４２９７３２８
号明細書、特開昭６３−２８３７２７号公報、特開平４
−１５６９２２号公報では炭化水素を還元剤として用い
てゼオライト触媒やアルミナ触媒により酸素を含む燃焼
排ガス中の窒素酸化物を浄化する方法が提案されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの米国
特許第４２９７３２８号明細書、特開昭６３−２８３７
２７号公報、特開平４−１５６９２２号公報などの公知
の方法では、酸素濃度が高くなったりあるいは炭化水素
濃度が低くなると、窒素酸化物の浄化率が著しく低下す
ること、自動車排ガスの実用化レベルでのガス空間速度
である５万ｈ-1以上、好ましくは１０万ｈ-1以上におけ
る窒素酸化物の浄化率が十分でないこと、および燃焼排
気ガス中に含まれる水蒸気が触媒の窒素酸化物浄化能を
低下させることなどの多くの問題がある。したがって自
動車から排出される窒素酸化物を浄化するためにはわず
かな量で、しかも水蒸気存在下でも窒素酸化物と選択的
に反応する還元剤および反応速度を大きく向上させる触
媒を用いる方法が必要とされる。
特許第４２９７３２８号明細書、特開昭６３−２８３７
２７号公報、特開平４−１５６９２２号公報などの公知
の方法では、酸素濃度が高くなったりあるいは炭化水素
濃度が低くなると、窒素酸化物の浄化率が著しく低下す
ること、自動車排ガスの実用化レベルでのガス空間速度
である５万ｈ-1以上、好ましくは１０万ｈ-1以上におけ
る窒素酸化物の浄化率が十分でないこと、および燃焼排
気ガス中に含まれる水蒸気が触媒の窒素酸化物浄化能を
低下させることなどの多くの問題がある。したがって自
動車から排出される窒素酸化物を浄化するためにはわず
かな量で、しかも水蒸気存在下でも窒素酸化物と選択的
に反応する還元剤および反応速度を大きく向上させる触
媒を用いる方法が必要とされる。
【０００９】本発明の目的は、酸素を含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を実用化レベルで浄化することにある。
ら窒素酸化物を実用化レベルで浄化することにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】本発明は前記課題を解決するた
めのものであり、本発明者らは環状エーテルを用いて、
アルミナを含有する触媒の存在下、酸素を含む燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物を効率よく浄化できることを見いだし
た。また、本発明の方法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以上で
のガス空間速度（ＧＨＳＶ）でも、また水蒸気が共存し
ていても高い窒素酸化物浄化率が得られることを見出し
た。さらに、本発明に基づいて自動車などの移動発生源
のみならず、固定発生源である内燃機関やボイラーなど
の排ガス中の窒素酸化物浄化にも有効に応用できる。
めのものであり、本発明者らは環状エーテルを用いて、
アルミナを含有する触媒の存在下、酸素を含む燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物を効率よく浄化できることを見いだし
た。また、本発明の方法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以上で
のガス空間速度（ＧＨＳＶ）でも、また水蒸気が共存し
ていても高い窒素酸化物浄化率が得られることを見出し
た。さらに、本発明に基づいて自動車などの移動発生源
のみならず、固定発生源である内燃機関やボイラーなど
の排ガス中の窒素酸化物浄化にも有効に応用できる。
【００１１】すなわち、本発明は、環状エーテルを用
い、アルミナを含有する触媒の存在下、酸素を含む燃焼
排ガス中の窒素酸化物を浄化することを特徴とする窒素
酸化物の浄化方法である。
い、アルミナを含有する触媒の存在下、酸素を含む燃焼
排ガス中の窒素酸化物を浄化することを特徴とする窒素
酸化物の浄化方法である。
【００１２】本発明で触媒の主成分として用いるアルミ
ナとしてはα、κ、θ、δ、γ、η、χ、ρ型のうち、
α型以外のアルミナが好ましく用いられ、またこれらの
混合物でもよい。また、用いるアルミナはＳｉＯ2 が２
０ｗｔ％以下、Ｆｅ2 Ｏ3 が２ｗｔ％以下、ＭｇＯやＣ
ａＯが２ｗｔ％以下およびＮａ2 Ｏが２ｗｔ％以下の不
純物を含んでいてもよい。アルミナの調製法としては一
般的にアルミナ水和物の熱分解法が用いられる。アルミ
ニウム水和物としてアルミニウム塩、アルミナ酸アルカ
リ、アルミニウムアルコキシド、金属アルミニウムおよ
びバイヤー法から作ったものが用いられる。また、この
アルミナに希土類あるいは遷移金属を担持してもよく、
酸化珪素あるいは二酸化チタンと複合化してもよい。こ
のアルミナが粉末の場合にはそのまま打錠成形したり、
あるいはアルミナゾル、シリカゾルなどのバインダーと
ともに押出成形して形状を整えるのが好ましい。また、
このアルミナをそのままハニカムの形状にしてもよく、
あるいはアルミナ粉末をバインダーとともにコージェラ
イトなどからできたハニカムにコーティングしてもよ
い。
ナとしてはα、κ、θ、δ、γ、η、χ、ρ型のうち、
α型以外のアルミナが好ましく用いられ、またこれらの
混合物でもよい。また、用いるアルミナはＳｉＯ2 が２
０ｗｔ％以下、Ｆｅ2 Ｏ3 が２ｗｔ％以下、ＭｇＯやＣ
ａＯが２ｗｔ％以下およびＮａ2 Ｏが２ｗｔ％以下の不
純物を含んでいてもよい。アルミナの調製法としては一
般的にアルミナ水和物の熱分解法が用いられる。アルミ
ニウム水和物としてアルミニウム塩、アルミナ酸アルカ
リ、アルミニウムアルコキシド、金属アルミニウムおよ
びバイヤー法から作ったものが用いられる。また、この
アルミナに希土類あるいは遷移金属を担持してもよく、
酸化珪素あるいは二酸化チタンと複合化してもよい。こ
のアルミナが粉末の場合にはそのまま打錠成形したり、
あるいはアルミナゾル、シリカゾルなどのバインダーと
ともに押出成形して形状を整えるのが好ましい。また、
このアルミナをそのままハニカムの形状にしてもよく、
あるいはアルミナ粉末をバインダーとともにコージェラ
イトなどからできたハニカムにコーティングしてもよ
い。
【００１３】本発明で用いる環状エーテルとは、炭素と
酸素から構成される環状構造部を有する化合物である。
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。好ましい環状エーテルの具体例と
しては、脂環族環状エーテルが挙げられ、例えば、エチ
レンオキサイド、プルピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイド、ジオキサン、トリオキサンなどが挙げられる。
酸素から構成される環状構造部を有する化合物である。
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。好ましい環状エーテルの具体例と
しては、脂環族環状エーテルが挙げられ、例えば、エチ
レンオキサイド、プルピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイド、ジオキサン、トリオキサンなどが挙げられる。
【００１４】触媒上で存在させる環状エーテルは燃焼排
ガス中に含まれている窒素酸化物に対してモル換算で
０．１から５モル比、より好ましくは０．２から４モル
比存在させるのが好ましい。０．１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
な環状エーテルが存在し新たな環状エーテル浄化装置が
必要になり好ましくない。
ガス中に含まれている窒素酸化物に対してモル換算で
０．１から５モル比、より好ましくは０．２から４モル
比存在させるのが好ましい。０．１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
な環状エーテルが存在し新たな環状エーテル浄化装置が
必要になり好ましくない。
【００１５】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
機関やボイラーなど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。
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
機関やボイラーなど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。
【００１６】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環状エーテルが燃焼を起こし、窒
素酸化物の浄化が低下し好ましくない。
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環状エーテルが燃焼を起こし、窒
素酸化物の浄化が低下し好ましくない。
【００１７】従来の炭化水素を用いる方法では、触媒容
積あたりの燃焼排ガス処理速度すなわちガス空間速度を
高くすると、例えば５万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。しかも排ガスに含
まれる水蒸気による反応阻害効果が大きかった。しかる
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十分な窒素酸化物浄化能を示
し、水蒸気による触媒活性の低下はほとんどない。
積あたりの燃焼排ガス処理速度すなわちガス空間速度を
高くすると、例えば５万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。しかも排ガスに含
まれる水蒸気による反応阻害効果が大きかった。しかる
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十分な窒素酸化物浄化能を示
し、水蒸気による触媒活性の低下はほとんどない。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例をもって説明する。
【００１９】実施例１ 市販のγ型アルミナ触媒を用い、表１に示す反応条件で
酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、環状エー
テルとしてエチレンオキサイド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。
酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、環状エー
テルとしてエチレンオキサイド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。
【００２０】
【表１】
【００２１】実施例２ 実施例１と同じアルミナ触媒を用い、表３に示す反応条
件で酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、水蒸
気８％、環状エーテルとしてエチレンオキサイド２５０
ppm 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。
件で酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、水蒸
気８％、環状エーテルとしてエチレンオキサイド２５０
ppm 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。
【００２２】
【表２】
【００２３】比較例１ 実施例１と同じアルミナ触媒を用い、表４に示す反応条
件で酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、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。
件で酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、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。
【００２４】
【表３】
【００２５】比較例２ 実施例１と同じアルミナ触媒を用い、表５に示す反応条
件で酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、水蒸
気８％、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。
件で酸素１２容量％、一酸化窒素１，０００ppm 、水蒸
気８％、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。
【００２６】
【表４】
【００２７】
【表５】
【００２８】表２の結果から明らかなように、環状エー
テルを還元剤として用いれば、アルミナを含有する触媒
の存在下、高い空間速度の反応条件において、さらには
水蒸気存在下においても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。
テルを還元剤として用いれば、アルミナを含有する触媒
の存在下、高い空間速度の反応条件において、さらには
水蒸気存在下においても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。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、酸素を含む燃焼排ガス
から窒素酸化物を実用化レベルで除去できる。
から窒素酸化物を実用化レベルで除去できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 環状エーテルを用いて、アルミナを含有
する触媒の存在下、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039082A JPH06254350A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 窒素酸化物の浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039082A JPH06254350A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 窒素酸化物の浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06254350A true JPH06254350A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=12543178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5039082A Pending JPH06254350A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 窒素酸化物の浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06254350A (ja) |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP5039082A patent/JPH06254350A/ja active Pending
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