JPH064138B2 - アンモニア酸化分解用触媒 - Google Patents

アンモニア酸化分解用触媒

Info

Publication number
JPH064138B2
JPH064138B2 JP63315058A JP31505888A JPH064138B2 JP H064138 B2 JPH064138 B2 JP H064138B2 JP 63315058 A JP63315058 A JP 63315058A JP 31505888 A JP31505888 A JP 31505888A JP H064138 B2 JPH064138 B2 JP H064138B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
ammonia
water
alumina
titanium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63315058A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02160047A (ja
Inventor
勉 鹿田
稔 浅沼
隆雄 碇屋
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Priority to JP63315058A priority Critical patent/JPH064138B2/ja
Publication of JPH02160047A publication Critical patent/JPH02160047A/ja
Publication of JPH064138B2 publication Critical patent/JPH064138B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コークス炉から回収したアンモニアを400〜7
00℃の低温で、窒素と水に酸化分解するに適したアンモ
ニア酸化分解用触媒に関するものである。
〔従来の技術〕
コークス炉より発生するガス中には、6〜10g/Nm3
アンモニアが含有されている。このアンモニアは配管の
腐蝕をもたらすと共に、コークス炉ガス燃焼時のNOxの
発生原因となることから、これを除去する必要がある。
コークス炉ガス(以下COGと記す。)からアンモニア
を除去する方法としては、一般にCOGを希硫酸で洗浄
し、硫安を回収する方法が採用されている。しかしなが
ら、この方法は、硫安肥料の需要が著しく減少し、また
市場価格が大幅に低落している昨今においては、採算性
が著しく悪く、したがって硫安製造によるアンモニアの
処理方法自体が工業的にほとんど価値のないものとなっ
ている。現在では、硫安製造を縮小し、他のアンモニア
処理方法、例えば高純度の液安を製造するフォッサム法
や、アンモニアを分離後、直接燃焼するコッパース法等
が採用されている。しかし、これらの方法においても、
アンモニアの経済的処理の観点から十分満足のできるも
のではないため、種々の改善が試みられている。また、
同時に新規のアンモニア処理プロセスの開発が精力的に
推し進められている。
このような状況の中で、本発明者らはCOGから回収し
たアンモニアを、空気の存在下で接触的に燃焼させて、
窒素と水に変換すると共に、その燃焼により発生する熱
により、アンモニアを接触的に分解して、水素を回収す
ることを特徴とするアンモニアの処理方法を開発した。
ところで、これまでアンモニアの酸化分解に有効な触媒
に関しては、多くの報告がある。例えば、特公昭54-273
14号公報にはクロム−X系複合酸化物が記載されてい
る。Xは鉄、マグネシウム、錫、アンチモン、バナジウ
ム、コバルト、リン、亜鉛、ニッケル、チタン、モリブ
デン、タングステンの中の1種以上である。また、特開
昭50-75182号公報には、炭化ケイ素に担持した酸化コバ
ルトあるいは酸化クロムが触媒として有効であることが
記載されている。さらに、特公昭57-58213号公報には、
ハニカム型成型品にアルミナ、白金、酸化コバルトを担
持した触媒が記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、これらの従来の触媒系は、窒素酸化物のアンモ
ニアによる還元浄化プロセスから流出したガス中に含ま
れる未反応アンモニアの処理、乾式ジアゾ複写機から排
出されるアンモニアの処理、あるいは自動車排気ガス中
のアンモニアの処理等主に数〜5,000ppm程度の低濃度の
アンモニアを酸化分解するためのものであった。そし
て、これらをパーセントオーダー以上のアンモニアの処
理に適用した場合には、アンモニアの窒素への変換率が
著しく低いか、あるいは高濃度の窒素酸化物を生成する
などの問題点を有していた。
本発明は、以上の様な問題点を解決するためになされた
ものであり、高濃度のアンモニアを高い効率で窒素に変
換するとともに窒素酸化物の発生を低く抑えることので
きるアンモニア酸化分解用触媒を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、このようなアンモニア酸化分解用触媒を
開発するべく鋭意研究の結果、アルミナの細孔内にチタ
ニアを沈着させ燃成したものを担体として用い、これに
銅の酸化物とバナジウムの酸化物を担持させた触媒を開
発するに至り、この触媒が前記目的の物性を有するもの
であることを見出して本発明を完成することができた。
アルミナは一般の触媒に利用されているものをそのまま
用いればよい。アルミナ上に沈着させるチタニアの割合
は、アルミナに対し重量比で0.01〜0.5が好ましく、よ
り好ましくは0.02〜0.30である。
このような担体に担持される触媒活性成分は銅の酸化物
とバナジウムの酸化物である。銅の酸化物はCuO、Cu2O又
はその混合物であり、バナジウムの酸化物はV2O5であ
り、V2O4等を含むことができる。
触媒中の酸化銅の含有率は1〜30重量%が好ましく、ま
た酸化バナジウムの含有率は1〜30重量%が好ましい。
本発明に係わる触媒を製造する方法の最大の特徴は、ア
ルミナの細孔内にチタニアを沈着させ焼成したものを担
体として用いることにある。
この担体の製造方法としては、まず適当なチタン塩の水
溶液を整粒したアルミナに含浸させる。チタン塩は水溶
性のものであればよく、無機酸の塩、有機酸の塩のいず
れであってもよい。適当なチタン塩の例として硫酸チタ
ンがある。ただし、水中に投入すると加水分解して水酸
化チタンを生じやすいものは適当でない。アルミナにチ
タニアを担持する場合、通常は塩化チタンを用い含浸法
で行なわれる。しかしながら、塩化チタンは水に溶解す
る際に加水分解されやすく、冷水を用いても塩化チタン
の一部が水酸化チタンとなって水溶液中に存在する。そ
のため、この溶液を用いた含浸法ではアルミナの表面に
チタニアを均一に担持することは難しく、本発明の触媒
を製造するためには適当でない。一方、硫酸チタンを用
いた場合には、水溶液中で硫酸チタンが安定に存在し、
アルミナへの含浸担持は容易に行えるが、これを乾燥、
焼成するだけでは硫酸チタンのチタニアへの変換は十分
に行われず、試料中にはかなりの硫黄成分が残存する。
チタン塩水溶液の濃度は0.1〜1.5M程度が適当である。
チタン塩水溶液がアルミナの細孔に充分に浸透してか
ら、必要により余剰の水溶液を除去し、蒸発乾固させ
る。
このときアルミナの表面の水分が蒸発した時点、すなわ
ち用いたチタン塩水溶液の全量がアルミナの細孔を満た
した時点で塩基溶液と接触させる。塩基は前記のチタン
塩を形成している無機酸部分と反応して水溶性の塩を形
成し、かつ塩基自体はその後の焼成工程で熱分解して揮
散しうるものである。例えば、アンモニア、尿素、有機
塩基などが適当であり、アンモニアが特に好ましい。熱
分解されない塩基例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等は充分な水洗を行なってもアルミナの細孔中に残
存し、触媒活性を阻害するので好ましくない。塩基溶液
の濃度は0.5〜3.0N程度が適当である。塩基溶液を加え
ることによって、チタン塩はアルミナの細孔内で塩基に
より加水分解され、水酸化チタンとなって細孔の壁面に
沈着する。
これをイオン交換水等で十分洗浄し、塩基イオン及び無
機酸イオンを取り除いた後、乾燥し、焼成する。焼成は
大気中で行なえばよく、焼成温度は水酸化チタンTi(OH)
4、酸化チタン(TiO2)に変わりかつ塩基を熱分解して
揮散しうる温度、例えば300〜600℃、に保つ。
前述の方法で調製したチタニア−アルミナを担体とし、
これに活性成分である銅、バナジウムの酸化物を担持さ
せる。担持方法としては、それぞれの金属の可溶性金属
塩を用いる通常の含浸技術が利用できる。すなわち、銅
の酸化物は、硝酸銅等の水溶性でかつ酸部分が熱分解し
て揮散する酸よりなっている銅塩等の水溶液を前記担体
に含浸させればよい。また、バナジウムの酸化物も同様
にバナジン酸アンモニウム等の水溶性でかつ塩基部分が
熱分解して揮散する酸よりなっているバナジン酸塩等の
水溶液を前記担体に含浸させればよい。銅及びバナジウ
ムの酸化物はいずれを先に担持させてもよく、混合液を
使用して両方を同時に担持させてもよい。
上記のように調製された触媒組成物は空気中、90〜150
℃で約12〜36時間乾燥される。このあと必要があれば常
法により焼成してもよい。焼成は窒素中または空気中、
350〜600℃の温度で1〜10時間加熱して行うのが好まし
い。
本発明の触媒の使用方法は通常の触媒と同様でよく、例
えば必要により通気性を高める等の目的で他の充填物と
混合してから塔に充填して400〜700℃に加熱し、アンモ
ニアを含むガスを1〜100m3/触媒kg/hr程度の速度で流
せばよい。
〔作用〕
アンモニアガスを接触酸化分解してN2及びH2Oを生成さ
せる。触媒条件により少量のN2O等の窒素酸化物を副生
する。
〔実施例〕
(1)触媒の調製 水約200mlに24重量%の硫酸チタン(Ti(SO4)2)水溶液1
50.0gを溶解し、これに20〜40メッシュに整粒したアル
ミナ(ダイヤキャタリスト社製、DC−2282)48.0gに
投入した後、ウォーターバス上で水分を蒸発させた。こ
のものを1モル/1のアンモニア水約300ml中に投入し、
約30分間保持した後、さらに、アンモニウムイオン及び
硫酸イオンが検出されなくなるまで洗浄した。次に、こ
れを120℃で24時間乾燥した後、空気中、500℃で3時間
処理してTiO2-Al2O3(重量比でTiO:Al
1:9)を得た。
上記の方法で調製したTiO2-Al2O347.5gを、水約300ml
にメタバナジン酸アンモニア(NH4VO3)3.21g、及びシ
ュウ酸((COOH)2)7.0gを溶解した水溶液に投入し、蒸
発乾固した。これを120℃で24時間乾燥し、さらに空気
中、500℃で3時間焼成した。続いてこのものを40.0g
とり、水約300mlに硝酸銅(Cu(NO3)2・3H2O)6.07gを溶
解した水溶液中に投入した。蒸発乾固、乾燥後、空気中
500℃で3時間焼成して、本発明の触媒を得た。この
ものの組成はCuO:V:TiO:Al
=5:5:18:72(重量比)であった。
上記触媒とTiO2の含有率の異なる触媒CuO−V
−TiO−Al=5:5:9:81及びCu
O−V−TiO−Al=5:5:5:8
5)を該触媒の場合と同一の方法により調製して、触
媒及び触媒を得た。
比較例に使用する触媒は次のようにして調製した。水約
400mlに硝酸クロム(Cr(NO3)2・9H2O)105.3gを溶解し、
この水溶液に20〜40メッシュに整粒したアルミナ80gを
投入して蒸発乾固した。その後、空気中120℃で24時間
乾燥し、さらに空気中500℃で3時間焼成して比較例1
に使用する触媒を得た。
比較例2に使用する触媒は、水約400mlに硝酸クロム5
2.7g及び硝酸コバルト(Co(NO3)2・6H2O)36.3gを溶解
し、これにアルミナ80.0gを投入した後、触媒と同じ
要領で調製して得た。
比較例3に使用する触媒は、水約400mlに硝酸コバル
ト72.5gを溶解し、これに炭化ケイ素(イビデン社製、
SCN−P)80.0gを投入した後、触媒と同じ要領で
調製して得た。
比較例4に使用する触媒は、水約300mlにメタバナジン
酸アンモニウム(NH4VO3)6.43gとシュウ酸((COOH)2)1
4.0gとを溶解し、さらに24重量%の硫酸チタン(Ti(SO
4)2)水溶液125.1gを加えた水溶液に、75〜106μmに整
粒したアルミナ(ダイヤキャタリスト製,DC−2282)8
5.0gを投入した後、触媒と同じ要領で調製して得
た。このものの組成はV:TiO:Al
=5:10:85(重量比)であった。
比較例5に使用する触媒は、水約300mlに硝酸銅(Cu
(NO3)2・3H2O)15.2gと24重量%の硫酸チタン(Ti(S
O4)2)水溶液125.1gとを溶解し、これに75〜106μmに
整粒したアルミナ(ダイヤキャタリスト製,DC−228
2)85.0gを投入した後、触媒と同じ要領で調製して得
た。このものの組成はCuO:TiO:Al
5:10:85(重量比)であった。
比較例6に使用する触媒は、水約300mlにメタバナジ
ン酸アンモニウム(NH4VO3)3.21gとシュウ酸((COOH)
2)7.0gとを溶解し、これに75〜106μmに整粒したアル
ミナ(ダイヤキャタリスト製,DC−2282)47.5gを投
入し、蒸発乾固した。次いで120℃で24時間乾燥し、さ
らに空気中、500℃で3時間焼成した。次にこのものを4
0.0gとり、水約300mlに硝酸銅(Cu(NO3)2・3H2O)6.07g
を溶解した水溶液に投入した。蒸発乾固、乾燥後、空気
中、500℃で3時間焼成して、触媒を得た。このものの組
成はCuO:V:Al=5:5:90(重
量比)であった。
比較例7に使用する触媒は、水約300mlにメタバナジ
ン酸アンモニウム(NH4VO3)3.21gとシュウ酸((COOH)
2)7.0gとを溶解し、これに75〜106μmに整粒したチタ
ニア(ダイヤキャタリスト製,DC−3132)47.5gを投
入し、蒸発乾固した。次いで120℃で24時間乾燥し、さ
らに空気中、500℃で3時間焼成した。次にこのものを4
0.0gとり、水約300mlに硝酸銅(Cu(NO3)2・3H2O)6.07g
を溶解した水溶液に投入した。蒸発乾固、乾燥後、空気
中、500℃で3時間焼成して、触媒を得た。このものの組
成はCuO:V:TiO=5:5:90(重量
比)であった。
(2)アンモニア酸化分解反応 上記触媒0.5mlを石英砂5.0mlにより混合希釈したものを
石英製の反応管に充填した。所定の反応温度において、
大気圧でNH:O:He比がモル比で7.0:5.
2:87.8のアンモニア、酸素及びヘリウムの混合ガ
スを毎分1190mlの流速で反応管に流通させ、反応を行っ
た。なお、このときのアンモニア基準の空間速度は1000
0ml/ml・hである。
以上の操作により得られた反応生成物ならびに未反応ア
ンモニア、酸素は、ガスクロマトグラフ及び化学発光式
NO/NOxメータにより分析した。その結果を第1表に示
す。
〔発明の効果〕 本発明のアンモニア酸化分解触媒は、高いアンモニア酸
化分解活性を有するとともに窒素への選択性が極めて高
く、さらに窒素酸化物の発生量が著しく低い等顕著な効
果を有するものである。このような本発明の触媒は例え
ば、アンモニアの触媒酸化分解法とその排熱を利用した
アンモニアの触媒分解法を組み合わせたプロセスにおい
て、アンモニアを効率的に酸化分解し、窒素と水に変換
することのできるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−58067(JP,A) 特開 昭52−47566(JP,A) 特開 昭52−43767(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミナの細孔内にチタニアを沈着させ焼
    成したものを担体とし、これに銅の酸化物とバナジウム
    の酸化物を担持せしめてなるアンモニア酸化分解用触媒
JP63315058A 1988-12-15 1988-12-15 アンモニア酸化分解用触媒 Expired - Lifetime JPH064138B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63315058A JPH064138B2 (ja) 1988-12-15 1988-12-15 アンモニア酸化分解用触媒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63315058A JPH064138B2 (ja) 1988-12-15 1988-12-15 アンモニア酸化分解用触媒

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02160047A JPH02160047A (ja) 1990-06-20
JPH064138B2 true JPH064138B2 (ja) 1994-01-19

Family

ID=18060930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63315058A Expired - Lifetime JPH064138B2 (ja) 1988-12-15 1988-12-15 アンモニア酸化分解用触媒

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH064138B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7410626B2 (en) 2003-09-10 2008-08-12 Basf Catalysts Llc Layered ammonia oxidation catalyst
JP5535436B2 (ja) * 2004-09-30 2014-07-02 ポール・コーポレーション 触媒活性多孔質エレメント
CN108043451A (zh) * 2017-12-12 2018-05-18 清华大学 一种铜基负载型氨氧化催化剂及其制备方法
CN113842921B (zh) * 2021-10-27 2023-11-24 合肥神舟催化净化器股份有限公司 基于三元金属氧化物的柴油机用氨氧化催化剂及制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5243767A (en) * 1975-10-03 1977-04-06 Toray Ind Inc Method of treating nh3-cont. exhaust gas
JPS5824171B2 (ja) * 1975-10-15 1983-05-19 株式会社日立製作所 アンモニアサンカブンカイホウホウ
JPS5258067A (en) * 1975-11-10 1977-05-13 Hitachi Ltd Method of oxidative decomposing ammonia

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02160047A (ja) 1990-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4210628A (en) Removal of nitrogen oxides
US4624937A (en) Process for removing surface oxides from activated carbon catalyst
US4696772A (en) Amine oxidation using carbon catalyst having oxides removed from surface
JP2841411B2 (ja) アンモニアから水素の取得方法
JPH0638915B2 (ja) 窒素酸化物の選択的還元法に使用できる新規な触媒
US4152296A (en) Process for preparing catalysts for removal of nitrogen oxides
US5139756A (en) Catalytic oxidation of ammonia
JPS62168547A (ja) 銀触媒及びそれの製造方法
JPH064138B2 (ja) アンモニア酸化分解用触媒
JP2841410B2 (ja) アンモニア分解用触媒
JP3219613B2 (ja) アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解除去方法
JP3197857B2 (ja) 脱硝方法
JPS62270404A (ja) 塩素の製造方法
JPH0617203B2 (ja) 塩素の製造方法
JPH06104837B2 (ja) アンモニアの処理方法
JPH08309188A (ja) アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解方法
CA2026943A1 (en) Catalytic oxidation of ammonia
JP3502966B2 (ja) 二酸化窒素除去法
JP2619470B2 (ja) 窒素酸化物と一酸化炭素を同時に除去する触媒
JP4352537B2 (ja) アクリロニトリル及び/又はアクリル酸の製造方法
JPH09276700A (ja) アンモニア分解触媒およびアンモニア処理方法
JP3245651B2 (ja) 排ガス脱硝剤の製造方法
KR20020057941A (ko) 다이옥신 및/또는 질소산화물 제거용 촉매 및 이의 제조방법
RU2064832C1 (ru) Способ получения катализатора для окисления сернистых соединений в отходящих газах
JPH0833843A (ja) 燃焼排ガス中の窒素酸化物還元除去用触媒