JPH0671175A - Catalyst and method for removing nitrogen oxide - Google Patents

Catalyst and method for removing nitrogen oxide

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JPH0671175A
JPH0671175A JP5021789A JP2178993A JPH0671175A JP H0671175 A JPH0671175 A JP H0671175A JP 5021789 A JP5021789 A JP 5021789A JP 2178993 A JP2178993 A JP 2178993A JP H0671175 A JPH0671175 A JP H0671175A
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JP
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exhaust gas
catalyst
silver
nitrogen oxides
oxide
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Tatsuo Miyadera
達雄 宮寺
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
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Riken Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
Riken Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a catalyst capable of removing nitrogen oxide effectively from the combustion exhaust gas containing nitrogen oxide and an excessive amount of oxygen. CONSTITUTION:The nitrogen oxide removing catalyst comprises a porous inorganic oxide and silver or silver oxide supported thereon in an amount of 2-15 pts.wt. per 100 pts.wt. of the inorganic oxide based on the weight of silver element converted therefrom and the catalizing method thereof comprises reducing the nitrogen oxide in the exhaust gas at a temperature of 250-600 deg.C by using as a reducing agent the hydrocarbon added to the exhaust gas from outside and/or the residual hydrocarbon therein.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物と過剰の酸素
を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に除去する
ことのできる触媒及びそれを用いた窒素酸化物除去方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst capable of effectively removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and excess oxygen, and a method for removing nitrogen oxides using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーターなどから排出される各種の燃
焼排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸
化窒素等の窒素酸化物が含まれている。ここで、「過剰
の酸素を含む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要
な理論酸素量より多い酸素を含むことを意味する。ま
た、以下における窒素酸化物とは一酸化窒素及び/又は
二酸化窒素を指す。
2. Description of the Related Art Excessive amounts of combustion exhaust gas emitted from internal combustion engines such as automobile engines, combustion equipment installed in factories, household fan heaters, etc. Nitrogen oxides such as nitric oxide and nitrogen dioxide are contained together with oxygen. Here, "containing excess oxygen" means containing more oxygen than the theoretical oxygen amount necessary to burn unburned components such as carbon monoxide, hydrogen, and hydrocarbons contained in the exhaust gas. To do. Moreover, the nitrogen oxide in the following refers to nitric oxide and / or nitrogen dioxide.

【0003】この窒素酸化物は酸性雨の原因の一つとさ
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため、各種
燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさ
まざまな方法が検討されている。
This nitrogen oxide is considered to be one of the causes of acid rain and is a serious environmental problem. Therefore, various methods for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from various combustion devices have been studied.

【0004】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
As a method for removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing excess oxygen, a selective catalytic reduction method using ammonia is used, particularly for large-scale fixed combustion devices (large combustors such as factories). It has been put to practical use.

【0005】しかしながら、この方法においては、窒素
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。
However, in this method, ammonia used as a reducing agent for nitrogen oxides is expensive, and ammonia is toxic, so that unreacted ammonia is discharged so that nitrogen oxides in exhaust gas are not discharged. There are problems that the amount of ammonia injection must be controlled while measuring the concentration and that the apparatus is generally large.

【0006】また、別な方法として、水素、一酸化炭
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。
[0006] As another method, there is a non-selective catalytic reduction method for reducing nitrogen oxides by using a gas such as hydrogen, carbon monoxide or hydrocarbon as a reducing agent, but this method is effective. In order to reduce and remove nitrogen oxides, it is necessary to add a reducing agent in an amount equal to or larger than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas, and there is a drawback that a large amount of reducing agent is consumed. Therefore, the non-selective catalytic reduction method is practically effective only for the exhaust gas having a low residual oxygen concentration that is burned in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and is not versatile and impractical.

【0007】そこで、ゼオライト又はそれに遷移金属を
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された(たとえば、特開昭63-100919 号、同63-28372
7 号、特開平1-130735号、及び日本化学会第59春季年会
(1990年)2A526、同第60秋季年会 (1990年)3L420、3L42
2 、3L423 、「触媒」vol.33 No.2 、59ページ、1991年
等) 。
Therefore, there has been proposed a method for removing nitrogen oxides by adding a reducing agent in an amount equal to or less than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas by using zeolite or a catalyst supporting a transition metal thereon (for example, a special method). Kaisho 63-100919, 63-28372
No. 7, JP-A-1-130735, and 59th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan
(1990) 2A526, 60th Autumn Meeting (1990) 3L420, 3L42
2, 3L423, "Catalyst" vol.33 No.2, page 59, 1991 etc.).

【0008】しかしながら、これらの方法では、水分を
含まないような模擬排ガスに対しては高い効率で窒素酸
化物を除去することはできるが、実際の排ガスでは水分
を10%程度含有するので、窒素酸化物の除去率が著し
く低下することがわかった。また、これらの方法では、
窒素酸化物の還元反応の最適温度が400 〜600 ℃程度と
高くなる不都合もある。
However, although these methods can remove nitrogen oxides with high efficiency from a simulated exhaust gas containing no water, the actual exhaust gas contains about 10% of water, so It was found that the oxide removal rate was significantly reduced. Also, with these methods,
There is also the disadvantage that the optimum temperature for the reduction reaction of nitrogen oxides is as high as 400 to 600 ° C.

【0009】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置および酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、デ
ィーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸
化物や、一酸化炭素、水素、炭化水素等の未燃焼分に対
する理論反応量以上の酸素を含有する燃焼排ガスから、
効率良く窒素酸化物を除去することができる窒素酸化物
除去触媒、及び除去方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to remove nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons, etc., such as combustion exhaust gas from a fixed combustion device and a gasoline engine, a diesel engine, etc. that burn under an excess oxygen condition. From the combustion exhaust gas that contains more than the theoretical reaction amount of oxygen for unburned components,
It is an object of the present invention to provide a nitrogen oxide removal catalyst and a removal method capable of efficiently removing nitrogen oxides.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、多孔質の無機酸化物に特定量の銀
成分を担持してなる触媒を用い、この触媒に特定の温度
及び接触時間で排ガスを接触させれば、水分を10%程
度含有する排ガスでも、排ガスに含まれる窒素酸化物の
量に見合うように排ガス中に添加された炭化水素及び/
又は排ガス中の残留炭化水素により、窒素酸化物を効果
的に除去することができることを発見し、本発明を完成
した。
As a result of earnest research in view of the above problems, the present inventor has used a catalyst in which a specific amount of a silver component is supported on a porous inorganic oxide, and the catalyst has a specific temperature. When the exhaust gas is brought into contact with the exhaust gas for a contact time, even if the exhaust gas contains about 10% of water, the amount of hydrocarbons added to the exhaust gas and //
Alternatively, the inventors have found that nitrogen oxides can be effectively removed by residual hydrocarbons in exhaust gas, and completed the present invention.

【0011】すなわち、窒素酸化物と、共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を除去する本発明の触媒は、多孔質の
無機酸化物100重量部に銀又は銀酸化物を銀元素に換
算して2〜15重量部担持してなり、外部から前記排ガ
ス中に添加された炭化水素及び/又は前記排ガス中の残
留炭化水素を還元剤として、250〜600℃で、前記
排ガス中の窒素酸化物を還元することを特徴とする。
That is, the catalyst of the present invention for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for coexisting unburned components is 100 parts by weight of a porous inorganic oxide. 2 to 15 parts by weight of silver or silver oxide converted into elemental silver is supported, and the hydrocarbon added from the outside into the exhaust gas and / or the residual hydrocarbon in the exhaust gas is used as a reducing agent, It is characterized in that nitrogen oxides in the exhaust gas are reduced at 600 ° C.

【0012】また、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を除去する本発明の方法は、多孔質の無機
酸化物100重量部に銀又は銀酸化物を銀元素に換算し
て2〜15重量部担持してなる触媒を排ガス導管の途中
に設置し、250〜600℃で前記排ガスを前記触媒に
接触させ、その際、前記排ガス1ml(標準状態に換算し
た値)が前記触媒1gに接触する時間を0.3秒以下と
し、前記排ガス中の残留炭化水素と前記窒素酸化物とを
反応させて前記窒素酸化物を除去することを特徴とす
る。
Further, the method of the present invention for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount with respect to the coexisting unburned components is adjusted to 100 parts by weight of a porous inorganic oxide. A catalyst formed by supporting 2 to 15 parts by weight of silver or silver oxide converted to silver element is installed in the middle of the exhaust gas conduit, and the exhaust gas is brought into contact with the catalyst at 250 to 600 ° C. The time in which 1 ml (value converted to the standard state) is in contact with 1 g of the catalyst is 0.3 seconds or less, and the residual hydrocarbons in the exhaust gas are reacted with the nitrogen oxides to remove the nitrogen oxides. Is characterized by.

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
は、以下に示す触媒を用い、この触媒に排ガスを接触さ
せることにより、排ガス中の炭化水素及び/又は触媒の
設置部位より上流側で排ガスに添加された炭化水素を還
元剤として排ガス中の窒素酸化物を還元除去する。
The present invention will be described in detail below. In the present invention, the catalyst shown below is used, and by contacting the exhaust gas with this catalyst, the hydrocarbon in the exhaust gas and / or the hydrocarbon added to the exhaust gas on the upstream side of the site where the catalyst is installed are used as a reducing agent in the exhaust gas. The nitrogen oxides of are reduced and removed.

【0014】本発明の触媒は多孔質の無機酸化物に銀成
分を担持してなる。多孔質の無機酸化物としては、多孔
質のアルミナ、チタニア、ジルコニア、及びそれらの複
合酸化物等を使用することができるが、好ましくはγ−
アルミナ又はアルミナ系複合酸化物を用いる。γ−アル
ミナ又はアルミナ系複合酸化物を用いることにより、添
加した炭化水素及び/又は排ガス中の残留炭化水素と排
ガス中の窒素酸化物との反応が効率良く起こる。
The catalyst of the present invention comprises a porous inorganic oxide carrying a silver component. As the porous inorganic oxide, porous alumina, titania, zirconia, and their composite oxides can be used, but preferably γ-
Alumina or an alumina-based composite oxide is used. By using γ-alumina or an alumina-based composite oxide, the reaction between the added hydrocarbon and / or the residual hydrocarbon in the exhaust gas and the nitrogen oxide in the exhaust gas occurs efficiently.

【0015】γ−アルミナ等の無機酸化物は、ペレット
状、粉末状、ハニカム状、フォーム状、板状等の状態で
用いることができる。
The inorganic oxide such as γ-alumina can be used in the form of pellets, powder, honeycomb, foam, plate or the like.

【0016】なお、耐熱性に優れたコージェライトやム
ライト、又は他のセラミック材、もしくは金属からなる
ハニカム状やフォーム状の成形体(担体)の表面に、γ
−アルミナ等の無機酸化物からなる層を公知の方法(た
とえばウォッシュコート法等)により形成し、これを銀
成分の担持層とすることもできる。
On the surface of a honeycomb-shaped or foam-shaped molded body (carrier) made of cordierite, mullite, or another ceramic material or metal having excellent heat resistance,
-A layer made of an inorganic oxide such as alumina may be formed by a known method (for example, a wash coat method) and used as a silver component carrying layer.

【0017】多孔質の無機酸化物の比表面積は30m2
/g以上であるのが好ましい。比表面積が30m2 /g
未満であると、無機酸化物への銀成分(銀活性種)の分
散が悪くなり、良好な窒素酸化物の除去が行えない。
The specific surface area of the porous inorganic oxide is 30 m 2
/ G or more is preferable. Specific surface area of 30m 2 / g
If it is less than the above range, the dispersion of the silver component (silver active species) in the inorganic oxide becomes poor, and the nitrogen oxide cannot be removed well.

【0018】上記したγ−アルミナ等の無機酸化物に担
持する銀成分の担持量は、無機酸化物を100重量部と
して、その2〜15重量部(銀元素換算値)とする。銀
成分が2重量部未満では低温側での窒素酸化物の除去率
が低下する。特に、排ガスの接触時間が短くなるとこの
傾向は顕著となる。また、15重量部を超す量の銀を担
持すると炭化水素自身の燃焼が起きやすく、窒素酸化物
の除去率はかえって低下する。好ましくは、銀の担持量
を無機酸化物100重量部に対して、5重量部を越えて
15重量部以下とする。なお、銀成分は、排ガスの温度
領域では金属又は酸化物の状態にあり、相互に容易に変
換し得る。
The amount of the silver component supported on the above-described inorganic oxide such as γ-alumina is 2 to 15 parts by weight (silver element conversion value) with 100 parts by weight of the inorganic oxide. When the silver component is less than 2 parts by weight, the removal rate of nitrogen oxides on the low temperature side decreases. In particular, this tendency becomes remarkable when the contact time of the exhaust gas becomes short. On the other hand, if silver is loaded in an amount of more than 15 parts by weight, the hydrocarbon itself is easily burned, and the nitrogen oxide removal rate is rather lowered. Preferably, the amount of silver supported is more than 5 parts by weight and 15 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide. The silver component is in the state of metal or oxide in the temperature range of exhaust gas and can be easily converted into each other.

【0019】γ−アルミナ等の無機酸化物に銀成分を担
持する方法としては、公知の浸漬法等を用いることがで
きる。その際、硝酸銀水溶液等の銀成分を有する溶液に
多孔質の無機酸化物を浸漬し、70℃程度で乾燥後、1
00〜600℃で段階的に昇温して焼成するのが好まし
い。焼成は、空気中又は空気流通下、あるいは水素ガス
流通下、もしくは真空排気しながら行うのが好ましい。
なお、水素ガス流通下で焼成した触媒は、その後、酸素
を含む窒素ガス流通下、好ましくは500 〜600℃、さら
に好ましくは550 〜600 ℃で再び焼成する。
As a method of supporting the silver component on the inorganic oxide such as γ-alumina, a known dipping method can be used. At that time, the porous inorganic oxide is dipped in a solution having a silver component such as an aqueous solution of silver nitrate and dried at about 70 ° C.
It is preferable to raise the temperature stepwise at 00 to 600 ° C. and perform the firing. The firing is preferably performed in air or under air circulation, or under hydrogen gas circulation, or while evacuating.
The catalyst calcined under the flow of hydrogen gas is then calcined again under the flow of nitrogen gas containing oxygen, preferably at 500 to 600 ° C, more preferably at 550 to 600 ° C.

【0020】なお、本発明においては、アルカリ金属元
素、又は白金族元素を銀と併用することができる。アル
カリ金属元素又は白金族元素の担持量は無機酸化物の1
重量%以下とする。
In the present invention, an alkali metal element or a platinum group element can be used in combination with silver. The supported amount of alkali metal element or platinum group element is 1 of inorganic oxide.
It should be less than or equal to weight%.

【0021】次に、本発明の方法について説明する。ま
ず、上述した触媒を排ガス導管の途中に設置する。
Next, the method of the present invention will be described. First, the catalyst described above is installed in the middle of the exhaust gas conduit.

【0022】排ガス中には、残留炭化水素としてアセチ
レン、メタン、エタン、プロピレン等が含まれるが、排
ガス中のNOx を還元するのに十分な量の残留炭化水素が
含まれていない場合には、外部から炭化水素を排ガス中
に導入する。炭化水素の導入位置は、触媒を設置した位
置より上流側である。
The exhaust gas contains acetylene, methane, ethane, propylene and the like as residual hydrocarbons, but when the residual hydrocarbons are not contained in an amount sufficient to reduce NOx in the exhaust gas, Hydrocarbons are introduced into the exhaust gas from the outside. The introduction position of the hydrocarbon is upstream of the position where the catalyst is installed.

【0023】外部から導入する炭化水素としては、プロ
ピレン、アセチレン、プロパン等の標準状態でガス状の
炭化水素の他に、標準状態で液体状の炭化水素も用いる
ことができる。標準状態で液体状の炭化水素としては、
具体的には、軽油、セタン、ヘプタン、灯油等が挙げら
れる。これらの液体状の炭化水素は、噴霧等の方法で排
ガス中に導入することができる。
As the hydrocarbon introduced from the outside, in addition to a gaseous hydrocarbon in a standard state such as propylene, acetylene, propane, a hydrocarbon in a liquid state in a standard state can be used. As a liquid hydrocarbon in the standard state,
Specific examples include light oil, cetane, heptane, and kerosene. These liquid hydrocarbons can be introduced into the exhaust gas by a method such as spraying.

【0024】外部から導入する炭化水素の量は、添加す
る炭化水素がガス状である場合には、排ガス中のNOx の
400容量%以下とするのが好ましい。より好ましくは
300容量%以下とする。また、液状の炭化水素を用い
る場合には、比(添加する液状炭化水素の重量/排ガス
中のNOx の重量)が0.2 〜5となるようにするのが好ま
しい。
The amount of hydrocarbons introduced from the outside is preferably 400% by volume or less of NOx in the exhaust gas when the added hydrocarbons are gaseous. More preferably, it is 300% by volume or less. When liquid hydrocarbons are used, it is preferable that the ratio (weight of liquid hydrocarbons added / weight of NOx in exhaust gas) be 0.2 to 5.

【0025】本発明では、炭化水素を含む排ガスが上記
した触媒と接触する時間を調節し、炭化水素と窒素酸化
物との反応を効率良く進行させる。実用的な立場で考え
て、炭化水素を含む排ガスと触媒との接触時間は0.3
秒・g/ml以下とする。ここで、接触時間は、炭化水素
を含有する排ガス1ml(ただし標準状態に換算した体
積)が1gの触媒と接触する時間(秒)を表している。
たとえば、接触時間が0.1秒・g/mlである場合、1
gの触媒を用いて、1mlの排ガスをこの触媒に0.1秒
間接触することを意味する。なお、排ガスの流通速度が
余り大きすぎると、浄化効率が低くなりすぎるので、こ
の接触時間の下限値を0.01秒・g/mlとするのが好
ましい。
In the present invention, the time during which the exhaust gas containing hydrocarbon contacts the above-mentioned catalyst is adjusted so that the reaction between hydrocarbon and nitrogen oxides proceeds efficiently. From a practical standpoint, the contact time between exhaust gas containing hydrocarbons and the catalyst is 0.3.
Seconds ・ g / ml or less Here, the contact time represents the time (second) in which 1 ml of the exhaust gas containing hydrocarbon (however, the volume converted to the standard state) is in contact with 1 g of the catalyst.
For example, if the contact time is 0.1 sec · g / ml, 1
With g catalyst, 1 ml of exhaust gas is contacted with this catalyst for 0.1 seconds. If the flow rate of the exhaust gas is too high, the purification efficiency will be too low. Therefore, it is preferable to set the lower limit of the contact time to 0.01 sec · g / ml.

【0026】また、本発明では、炭化水素と窒素酸化物
とが反応する部位である触媒設置部位における排ガスの
温度を250〜600℃に保つ。排ガスの温度が250
℃未満であると炭化水素と窒素酸化物との反応が進行せ
ず、良好な窒素酸化物の除去を行うことができない。一
方、600℃を超す温度とすると炭化水素自身の燃焼が
始まり、炭化水素による窒素酸化物の還元除去が行えな
い。
Further, in the present invention, the temperature of the exhaust gas at the catalyst installation site, which is the site where hydrocarbons and nitrogen oxides react, is maintained at 250 to 600 ° C. Exhaust gas temperature is 250
If the temperature is lower than ° C, the reaction between hydrocarbons and nitrogen oxides does not proceed, and it is impossible to remove nitrogen oxides satisfactorily. On the other hand, if the temperature exceeds 600 ° C., the combustion of the hydrocarbon itself starts, and the nitrogen oxide cannot be reduced and removed by the hydrocarbon.

【0027】[0027]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 市販のペレット状の多孔質γ−アルミナ(直径1.5mm 、
長さ約6mm、比表面積200 m2 /g)10gを硝酸銀水
溶液に浸漬し、70℃で乾燥後、5容量%の水素を含む
窒素気流下で、150℃、200℃、300℃、400
℃、500℃、及び600℃の各温度でそれぞれ2時間
焼成し、その後、酸素を10%含有する窒素気流下、5
00℃で2時間焼成し、ペレット状γ−アルミナに対し
て6重量%(元素換算値)の銀を担持した。
The present invention will be described in more detail by the following specific examples. Example 1 Commercially available pelletized porous γ-alumina (diameter 1.5 mm,
10 g of a length of about 6 mm and a specific surface area of 200 m 2 / g) was immersed in an aqueous solution of silver nitrate and dried at 70 ° C., then under a nitrogen stream containing 5% by volume of hydrogen, 150 ° C., 200 ° C., 300 ° C., 400
2 hours each at ℃, 500 ℃, and 600 ℃, then, under a nitrogen stream containing 10% oxygen, 5
It was calcined at 00 ° C. for 2 hours, and 6% by weight (elemental conversion value) of silver was supported on the pelletized γ-alumina.

【0028】得られた触媒約1.5gを反応管内に設置
し、表1に示す組成のガス(一酸化窒素、二酸化炭素、
酸素、プロピレン、及び窒素からなる乾燥成分の合計1
00容量%に、さらに水分10容量%を添加したもの)
を毎分1.7リットル(標準状態換算値)の流量で流し
て(接触時間0.05秒・g/ml)、反応管内の排ガス
温度を300〜600℃の範囲の保ち、プロピレンと窒
素酸化物とを反応させた。
About 1.5 g of the obtained catalyst was placed in a reaction tube, and a gas having the composition shown in Table 1 (nitrogen monoxide, carbon dioxide,
A total of 1 dry ingredients consisting of oxygen, propylene, and nitrogen
(00% by volume added with 10% by volume of water)
At a flow rate of 1.7 liters per minute (converted to standard conditions) (contact time 0.05 sec.g / ml) to keep the exhaust gas temperature in the reaction tube in the range of 300 to 600 ° C and oxidize propylene and nitrogen. Reacted with things.

【0029】反応管通過後のガスの窒素酸化物(一酸化
窒素、二酸化窒素の合計量)の濃度を化学発光式窒素酸
化物分析計により測定し、窒素酸化物の除去率を求め
た。結果を図1に示す。なお、ここでの除去率とは、表
1のガス中の一酸化窒素のうち、どれぐらいが除去され
たかを百分率で示すものであり、表1のガス中の一酸化
窒素のモル数をAとし、反応管通過後のガス中の窒素酸
化物(一酸化窒素、二酸化窒素の合計量)のモル数をB
としたとき、〔(A−B)/A〕×100 (%)で表され
る。
The concentration of nitrogen oxides (total amount of nitric oxide and nitrogen dioxide) of the gas after passing through the reaction tube was measured by a chemiluminescence type nitrogen oxide analyzer to determine the removal rate of nitrogen oxides. The results are shown in Fig. 1. The removal rate here indicates how much of the nitric oxide in the gas in Table 1 was removed, as a percentage, and the number of moles of nitric oxide in the gas in Table 1 is A And the number of moles of nitrogen oxides (total amount of nitric oxide and nitrogen dioxide) in the gas after passing through the reaction tube is B
Is expressed as [(A−B) / A] × 100 (%).

【0030】 表1 成分 濃度 一酸化窒素 800 ppm 二酸化炭素 10 容量% 酸素 10 容量% プロピレン 1714ppm 窒素 残部 水分 上記した成分からなるガス量に対して10容量%Table 1 Component Concentration Nitric oxide 800 ppm Carbon dioxide 10% by volume Oxygen 10% by volume Propylene 1714 ppm Nitrogen balance Moisture 10% by volume based on the amount of gas composed of the above components

【0031】実施例2 実施例1と同様にしてγ−アルミナペレットに銀8重量
%を担持した触媒を調製した。この触媒と表1に示すガ
スを用い、実施例1と同様にして窒素酸化物の除去試験
を行った。試験結果を図1に示す。
Example 2 In the same manner as in Example 1, a catalyst in which 8% by weight of silver was supported on γ-alumina pellets was prepared. Using this catalyst and the gases shown in Table 1, a nitrogen oxide removal test was conducted in the same manner as in Example 1. The test results are shown in FIG.

【0032】実施例3 粉末状γ−アルミナ(平均粒径40μm、比表面積200
2 /g)10gを硝酸銀水溶液に浸漬し、70℃で乾
燥後、5容量%の水素を含む窒素気流下で、150℃、
200℃、300℃、400℃、500℃、及び600
℃の各温度でそれぞれ2時間焼成し、粉末状γ−アルミ
ナに対して5重量%の銀を担持した。得られた粉末約1
gを、市販のコージェライト製ハニカム成形体(直径3
0mm、長さ12.5mm、セル数400/平方インチ)の
表面にウォッシュコート法によりコートし、酸素を10
%含有する窒素気流下、600℃で2時間焼成して窒素
酸化物除去触媒を有する浄化材を得た。
Example 3 Powdery γ-alumina (average particle size 40 μm, specific surface area 200
m 2 / g) 10 g was immersed in an aqueous solution of silver nitrate, dried at 70 ° C., and then 150 ° C. under a nitrogen stream containing 5% by volume of hydrogen.
200 ° C, 300 ° C, 400 ° C, 500 ° C, and 600
It was fired at each temperature of ° C for 2 hours, and 5% by weight of silver was supported on the powdery γ-alumina. About 1 powder obtained
g is a commercially available cordierite honeycomb molded body (diameter 3
The surface of 0 mm, length 12.5 mm, cell number 400 / square inch) is coated by the wash coat method and oxygen is applied to 10
%, A purifying material having a nitrogen oxide removing catalyst was obtained by firing at 600 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream.

【0033】この浄化材を用い、ガスの流量を毎分4.4
リットル(空間速度30000 h-1)とした以外は、実施例
1と同様にして窒素酸化物の除去試験を行った。試験結
果を図1に示す。
Using this purifying material, the flow rate of gas is 4.4 per minute.
A nitrogen oxide removal test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the liter (space velocity: 30000 h -1 ) was used. The test results are shown in FIG.

【0034】比較例1 実施例1で用いたγ−アルミナペレットと同一のもの
(銀担持なし)を触媒として用い、他は実施例1と同様
にして窒素酸化物の除去試験を行った。結果を図1に示
す。
Comparative Example 1 A nitrogen oxide removal test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the same γ-alumina pellets used in Example 1 (without supporting silver) were used as a catalyst. The results are shown in Fig. 1.

【0035】以上からわかるように、各実施例において
は、350〜600℃の排ガス温度で窒素酸化物の良好
な除去がみられた。一方、銀又は銀酸化物を担持しない
触媒を用いると、500℃以下の排ガス温度では良好な
窒素酸化物の除去がみられない。
As can be seen from the above, in each example, good removal of nitrogen oxides was observed at the exhaust gas temperature of 350 to 600 ° C. On the other hand, when a catalyst that does not support silver or silver oxide is used, good removal of nitrogen oxide is not observed at an exhaust gas temperature of 500 ° C. or lower.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
れば、過剰の酸素を含む排ガス中の窒素酸化物を効率良
く除去することができる。また、本発明の方法では、排
ガス中に水分が10%程度含まれている場合でも窒素酸
化物の除去を効率良く行うことができる。
As described in detail above, according to the method of the present invention, nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen can be efficiently removed. Further, according to the method of the present invention, nitrogen oxides can be efficiently removed even when the exhaust gas contains about 10% of water.

【0037】本発明の窒素酸化物除去方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガスに含まれる窒素酸化物の除去に広
く利用することができる。
The nitrogen oxide removing method of the present invention can be widely used for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas from various combustors, automobiles and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1〜3及び比較例1における排ガス温度
と窒素酸化物の除去率との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between exhaust gas temperature and nitrogen oxide removal rate in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を除去する触媒であって、多孔質の無機酸化物
100重量部に銀又は銀酸化物を銀元素に換算して2〜
15重量部担持してなり、外部から前記排ガス中に添加
された炭化水素及び/又は前記排ガス中の残留炭化水素
を還元剤として、250〜600℃で、前記排ガス中の
窒素酸化物を還元することを特徴とする窒素酸化物除去
触媒。
1. A catalyst for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than a theoretical reaction amount for coexisting unburned components, wherein 100 parts by weight of a porous inorganic oxide is silver. Alternatively, the silver oxide can be converted into elemental silver to be 2 to
15 parts by weight are carried, and the nitrogen oxides in the exhaust gas are reduced at 250 to 600 ° C. by using the hydrocarbon added to the exhaust gas from the outside and / or the residual hydrocarbon in the exhaust gas as a reducing agent. A nitrogen oxide removal catalyst characterized by the following.
【請求項2】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を除去する方法において、多孔質の無機酸化物
100重量部に銀又は銀酸化物を銀元素に換算して2〜
15重量部担持してなる触媒を排ガス導管の途中に設置
し、250〜600℃で前記排ガスを前記触媒に接触さ
せ、その際、前記排ガス1ml(標準状態に換算した値)
が前記触媒1gに接触する時間を0.3秒以下とし、前
記排ガス中の残留炭化水素と前記窒素酸化物とを反応さ
せて前記窒素酸化物を除去することを特徴とする窒素酸
化物除去方法。
2. A method for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for coexisting unburned components, wherein silver or silver is added to 100 parts by weight of a porous inorganic oxide. 2 to convert oxides to elemental silver
A catalyst supporting 15 parts by weight was installed in the middle of an exhaust gas conduit, and the exhaust gas was brought into contact with the catalyst at 250 to 600 ° C., at that time, 1 ml of the exhaust gas (value converted to a standard state).
For contacting 1 g of the catalyst for 0.3 seconds or less, and removing the nitrogen oxides by reacting the residual hydrocarbons in the exhaust gas with the nitrogen oxides. .
【請求項3】 請求項2に記載の方法において、炭化水
素を前記触媒の設置部位の上流側に添加し、前記排ガス
中の残留炭化水素及び添加した炭化水素により、前記窒
素酸化物を還元除去することを特徴とする方法。
3. The method according to claim 2, wherein a hydrocarbon is added upstream of the site where the catalyst is installed, and the nitrogen oxide is reduced and removed by the residual hydrocarbon and the added hydrocarbon in the exhaust gas. A method characterized by:
【請求項4】 請求項2又は3に記載の方法において、
前記多孔質の無機酸化物がアルミナ又はアルミナ系複合
酸化物であることを特徴とする方法。
4. The method according to claim 2 or 3, wherein
The method, wherein the porous inorganic oxide is alumina or an alumina-based composite oxide.
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