JPH07155599A - Catalyst for removal of nox in water gas and its production - Google Patents

Catalyst for removal of nox in water gas and its production

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JPH07155599A
JPH07155599A JP5310829A JP31082993A JPH07155599A JP H07155599 A JPH07155599 A JP H07155599A JP 5310829 A JP5310829 A JP 5310829A JP 31082993 A JP31082993 A JP 31082993A JP H07155599 A JPH07155599 A JP H07155599A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
carrier
silica
nitrogen oxides
Prior art date
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Application number
JP5310829A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yokoyama
公一 横山
Yuji Fukuda
祐治 福田
Yasuyoshi Kato
泰良 加藤
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.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
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Abstract

PURPOSE:To prevent the reduction of the activity of an active component due to the sintering of titanium oxide and to obtain a high activity catalyst having high heat resistance. CONSTITUTION:Silica granules 2 or a silica compact 2 as a carrier substrate is coated with titanic ester and dried in a steam-contg. atmosphere at beta300 deg.C Cto form a thin film or filmlike fine particles of a titanium compd. on the silica substrate 2 and this substrate 2 is prefired at 200-700 deg.C in the air to obtain a catalyst carrier with a film and/or filmlike particles of titania 1 on the surface of the silica 2. One or more kinds of catalytically active components 3 selected from among V, W, Mo, Cu and Fe are carried on the carrier, dried and fired at 200-7004oC. The reduction of the activity of the active components 3 due to the sintering of the titania 1 can be prevented and the objective denitration catalyst having high activity even at a relatively high temp. is produced.

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、排ガス中の窒素酸化物
除去用触媒およびその製造方法に係り、特にチタニアを
担体とする触媒において、チタニアの焼結による触媒活
性の低下のない、耐熱性に優れた高活性の窒素酸化物除
去用触媒およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas and a method for producing the same, and particularly in a catalyst using titania as a carrier, the heat resistance of the catalyst is not lowered by the sintering of titania. The present invention relates to a highly active catalyst for removing nitrogen oxides and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃焼排ガス中の窒素酸化物の処理に現在
用いられているのは、図6に示すような脱硝方法であ
る。この方法によると、ボイラ11の煙道の400℃前
後の適当な温度領域に脱硝触媒を内蔵した脱硝装置12
を設け、アンモニア導入部13からアンモニアを注入す
ることにより、該アンモニア(NH3)を還元剤として窒
素酸化物(ほとんどNOであるが、NO2 、N2 O他の
成分も存在するためNOXという)を窒素(N2 )と水
蒸気(H2 O)に分解した後、排ガス煙突14から排出
する。この際、前記反応における反応速度および反応率
を向上させるために脱硝触媒を利用している。脱硝触媒
の製造方法は一般的に、担体となる高比表面積(約10
0m2/g以上)酸化物に活性成分となる酸化物を担持さ
せた後、焼成している。この際、該担体、特にチタニア
に活性成分を均質に分散させることにより、より高活性
な触媒が得られる。そのため、例えば五酸化バナジウム
の場合は、バナジン酸塩を蓚酸に溶解させた後、硫酸根
を含むチタニアスラリと混合することにより、分散性を
よくしていた。
2. Description of the Related Art A denitration method as shown in FIG. 6 is currently used for treating nitrogen oxides in combustion exhaust gas. According to this method, the denitration device 12 having the denitration catalyst built-in in an appropriate temperature range around 400 ° C. of the flue of the boiler 11
Is provided and by injecting ammonia from the ammonia introduction part 13, nitrogen oxide (almost NO, but also NO 2 , N 2 O and other components are present as a reducing agent using the ammonia (NH 3 ), so NO x is present. Is decomposed into nitrogen (N 2 ) and water vapor (H 2 O) and then discharged from the exhaust gas stack 14. At this time, a denitration catalyst is used to improve the reaction rate and reaction rate in the above reaction. Generally, a method for producing a denitration catalyst has a high specific surface area (about 10
(0 m 2 / g or more) The oxide is supported on the oxide and then baked. At this time, a more highly active catalyst can be obtained by uniformly dispersing the active ingredient in the carrier, particularly in titania. Therefore, for example, in the case of vanadium pentoxide, the dispersibility is improved by dissolving vanadate in oxalic acid and then mixing it with titania slurry containing sulfate.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記触媒にお
いては、活性成分が担体、特にチタニアの焼結を促進す
る働きをし、該担体の比表面積が30〜40m2/g程度
まで低下する場合があり、必ずしも効果は十分ではなか
った。一方、担体にシリカを用いた場合、担体としての
耐熱性は非常に優れているが、活性成分を担持してもチ
タニア担体程の活性は発現しないという問題があった。
However, in the above catalyst, when the active component acts to promote the sintering of the carrier, particularly titania, and the specific surface area of the carrier decreases to about 30-40 m 2 / g. However, the effect was not always sufficient. On the other hand, when silica is used as the carrier, the heat resistance as the carrier is very excellent, but there is a problem that the activity as much as the titania carrier is not exhibited even when the active ingredient is carried.

【0004】また、チタニア−シリカの二元系酸化物を
担体として用いることも効果的であり(特公昭57−3
0532号公報および特開昭54−66390号公
報)、本発明者の研究の結果では、特に焼結の防止に効
果がある。しかし、この方法では、活性成分がシリカと
チタニアのいずれの表面にも担持されるため、チタニア
のみの触媒担体よりも多量の触媒活性成分を担持する必
要があった。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、担体表面に活性成分を担持する場合に(1)担
体が焼結しにくいこと、(2)原料が安価で製造工程が
簡単であることの2点が容易に実現できる脱硝触媒およ
びその製造方法を提供することにある。
It is also effective to use a titania-silica binary oxide as a carrier (Japanese Patent Publication No. 57-3).
According to the results of the study by the present inventor, it is particularly effective in preventing the sintering. However, in this method, since the active component is supported on both surfaces of silica and titania, it is necessary to support a larger amount of the catalytic active component than the catalyst carrier containing only titania. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, (1) the carrier is difficult to sinter when the active ingredient is carried on the surface of the carrier, and (2) the raw material is inexpensive and the manufacturing process is simple. It is an object of the present invention to provide a denitration catalyst that can easily realize the above two points and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 (1)排ガス中の窒素酸化物をアンモニアにより接触還
元除去する触媒において、担体基体としての高比表面積
を有するシリカ表面を、薄い層状または粒子状のチタニ
アで被覆した触媒担体に、バナジウム、タングステン、
モリブデン、銅および鉄のうちの一種以上からなる触媒
活性化合物が担持されていることを特徴とする排ガス中
の窒素酸化物除去用触媒。 (2)排ガス中の窒素酸化物をアンモニアにより接触還
元除去する触媒の製造方法において、シリカ粉末とチタ
ン酸エステルを混合し、水蒸気の存在する雰囲気中で乾
燥することによって、該シリカ粉末表面の一部または全
部をチタン酸皮膜および/または粒子で覆った後、20
0℃以上700℃以下で予備焼成することによって得た
触媒担体表面に、バナジウム(V)、タングステン
(W)、モリブデン(MO )、銅(Cu ) および鉄(F
e ) のうち1種類以上からなる金属、酸化物または硫酸
塩の一種以上を活性成分として担持し200℃以上70
0℃以下で焼成することを特徴とする排ガス中の窒素酸
化物除去用触媒の製造方法。 (3)上記(2)において、シリカ粉末とチタン酸エス
テルをSi /Ti 原子比が8/2から5/5の間の比率
になるように混合することを特徴とする排ガス中の窒素
酸化物除去用触媒の製造方法。 (4)上記(2)において、活性成分を硫酸塩または硫
酸とともに添加することを特徴とする排ガス中の窒素酸
化物除去用触媒の製造方法。 (5)排ガス中の窒素酸化物をアンモニアにより接触還
元除去する触媒の製造方法において、シリカ成形体にチ
タン酸エステルを含浸し、水蒸気の存在する雰囲気中で
乾燥することによって、該シリカ粉末表面の一部または
全部をチタン酸皮膜および/または粒子で覆った後、2
00℃以上700℃以下で予備焼成することよって得た
触媒担体表面に、バナジウム(V)、タングステン
(W)、モリブデン(MO )、銅(Cu )および鉄(F
e )のうち1種類以上からなる金属、酸化物または硫酸
塩の一種以上を活性成分としてシリコンおよびチタン原
子にたいして0.5/99.5以上40/60以下の割
合に担持し200℃以上700℃以下で焼成することを
特徴とする排ガス中の窒素酸化物除去用触媒の製造方
法。
In order to achieve the above object, the invention claimed in the present application is as follows. (1) In a catalyst for catalytic reduction removal of nitrogen oxides in exhaust gas with ammonia, a catalyst carrier having a silica surface having a high specific surface area as a carrier substrate is coated with thin layered or particulate titania, vanadium, tungsten,
A catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas, which is loaded with a catalytically active compound composed of one or more of molybdenum, copper and iron. (2) In the method for producing a catalyst in which nitrogen oxides in exhaust gas are catalytically reduced and removed with ammonia, silica powder and titanic acid ester are mixed and dried in an atmosphere in which water vapor is present, whereby one surface of the silica powder is removed. After covering part or all with a titanic acid film and / or particles, 20
Vanadium (V), tungsten (W), molybdenum (M O ), copper (C u ), and iron (F) were formed on the surface of the catalyst carrier obtained by pre-calcination at 0 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
e ) supporting one or more metals, oxides or sulphates consisting of one or more of the above as active ingredients, and at 200 ° C or higher 70
A method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas, which comprises calcination at 0 ° C. or lower. (3) Nitrogen in the exhaust gas according to the above (2), characterized in that silica powder and titanic acid ester are mixed so that the atomic ratio of S i / T i is between 8/2 and 5/5. A method for producing a catalyst for removing oxides. (4) The method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas according to (2) above, wherein the active ingredient is added together with sulfate or sulfuric acid. (5) In the method for producing a catalyst in which nitrogen oxides in exhaust gas are catalytically reduced and removed with ammonia, a silica molded body is impregnated with a titanic acid ester and dried in an atmosphere in which steam is present to remove the surface of the silica powder. After covering a part or all with a titanic acid film and / or particles, 2
Vanadium (V), tungsten (W), molybdenum (M O ), copper (C u ) and iron (F) are formed on the surface of the catalyst carrier obtained by pre-baking at a temperature of 00 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
e ) One or more metals, oxides or sulphates consisting of one or more of the above) are supported as active components on silicon and titanium atoms in a ratio of 0.5 / 99.5 or more and 40/60 or less, and 200 to 700 ° C. A method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas, which comprises firing as follows.

【0006】[0006]

【作用】耐熱性に優れ焼結しにくい高比表面積(100
m2/g以上)シリカを担体基材として用い、その表面を
チタニアでコーティングする。その際、チタニアコーテ
ィング原料として工業用原料であるチタン酸エステル
(Ti(OR)4 :Rはアルキル基またはアリール基)を
用いることにより、300℃以下の水蒸気を含んだ低温
乾燥でチタン酸エステルが加水分解および縮合する。チ
タン酸エステルの粘度によっては、アルコールまたはケ
トンによって希釈してもよい。乾燥温度は20℃以上3
00℃以下であればよいが、50℃以上200℃以下が
望ましい。これは、チタン酸エステルの加水分解の際、
温度が低いと反応速度が遅くなるため、処理時間が長く
なるからであり、また、温度が高すぎると該反応速度が
早くなりすぎ粒子状のチタニアしか生成しなくなるから
である。乾燥により、アルキル基またはアリール基を含
んだチタン化合物薄膜状および/または膜状微粒子の大
きな分子がシリカ表面に形成される。しかし、この後、
乾燥温度以上かつ200℃から700℃以下望ましくは
350℃以上550℃以下で焼成することにより、アル
キル基またはアリール基が分解する際に、該分子はシリ
カ上に付着し、かつ十分な容積の微細な細孔をもつチタ
ニアになる。このようにシリカ上に分散したチタニア
は、本発明者の実験によると活性成分を担持して焼成し
ても焼結しにくい特性を示す。原因は不明であるが、図
7に示すように、本発明触媒におけるチタニアは該シリ
カ表面に膜および/または膜状粒子として存在している
ため、平面方向に選択的な物質移動するため、従来のチ
タニア担体のような3次元的な物質移動による焼結が進
展した場合に比べて熱的な変化を起こしにくいものと考
えられる。
[Function] High specific surface area (100
m 2 / g or more) silica is used as a carrier substrate, and its surface is coated with titania. At that time, by using a titanate ester (Ti (OR) 4 : R is an alkyl group or an aryl group) which is an industrial raw material as a titania coating raw material, the titanate ester can be obtained by low temperature drying containing steam at 300 ° C. or lower. Hydrolyzes and condenses. Depending on the viscosity of the titanate ester, it may be diluted with alcohol or ketone. Drying temperature is over 20 ℃ 3
It may be 00 ° C or lower, but 50 ° C or higher and 200 ° C or lower is desirable. This is due to the hydrolysis of titanate ester,
This is because if the temperature is low, the reaction rate becomes slow and the treatment time becomes long, and if the temperature is too high, the reaction rate becomes too fast and only particulate titania is produced. By drying, large molecules of titanium compound thin film-shaped and / or film-shaped fine particles containing an alkyl group or an aryl group are formed on the silica surface. But after this,
When the alkyl group or the aryl group is decomposed by baking at a drying temperature or higher and 200 ° C. to 700 ° C., preferably 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, the molecule adheres to silica and has a sufficient volume of fine particles. It becomes a titania with various pores. According to the experiments of the present inventor, the titania thus dispersed on silica exhibits a characteristic that it is difficult to sinter even if it carries an active ingredient and is fired. Although the cause is unknown, as shown in FIG. 7, since the titania in the catalyst of the present invention is present as a film and / or film-like particles on the surface of the silica, it causes selective mass transfer in the plane direction. It is considered that a thermal change is less likely to occur as compared with the case where the sintering by the three-dimensional mass transfer such as the above-mentioned titania carrier has progressed.

【0007】本発明は、化石燃料を燃焼させる際に発生
するNO、NO2 等の窒素酸化物に対して、NH3 を還
元剤として、N2 およびH2 Oに分解する作用を有する
バナジウム(V)、タングステン(W)、モリブデン
(MO ) 、銅(Cu )、スズ(Sn )、鉄(Fe )およ
びニッケル(Ni )のうち1種類以上の原子からなる金
属、酸化物または硫酸塩の一種以上からなる活性成分を
シリカ上のチタニア膜および/または粒子上に担持させ
た触媒とその製造方法に関するものである。
The present invention is directed to vanadium (having a function of decomposing into nitrogen oxides such as NO and NO 2 generated when burning fossil fuels into N 2 and H 2 O by using NH 3 as a reducing agent. V), tungsten (W), molybdenum (M O ), copper (C u ), tin (S n ), iron (F e ), and nickel (N i ), a metal or oxide composed of at least one atom. Further, the present invention relates to a catalyst in which an active ingredient comprising one or more sulfates is supported on a titania film on silica and / or particles and a method for producing the same.

【0008】本発明はいずれの場合においてもシリカ基
材上にチタニア膜および/または粒子を載せる際に、シ
リカとして高比表面積なシリカ粉末を、チタニア原料と
してはチタン酸エステルを用いることにより、混練後の
乾燥処理を、水蒸気が含まれている雰囲気で行なってい
る。この際、水蒸気濃度は高い方が加水分解の進展は早
いが、水蒸気濃度が低い場合でも、処理時間を長くする
ことにより同等の効果が得られる。
In any of the cases, the present invention uses a silica powder having a high specific surface area as silica and a titanate ester as a titania raw material for kneading when a titania film and / or particles are placed on a silica substrate. The subsequent drying process is performed in an atmosphere containing water vapor. At this time, the higher the water vapor concentration, the faster the progress of hydrolysis, but even if the water vapor concentration is low, the same effect can be obtained by prolonging the treatment time.

【0009】また、予備焼成温度および焼成温度は高い
方が熱的な安定性は増すが、担体の焼結現象が発生し、
比表面積が低下する場合もあるので、通常、350℃以
上550℃以下が好ましい。なお、活性成分を担持した
後、焼成温度以下の温度で水分を乾燥してもよい。な
お、以下の実施例は担体原料として高比表面積シリカ
(初期比表面積200m2/g)粉末とチタン酸エステル
としてチタン酸テトライソプロポキシド(以下、TTI
Pという)を用いているが、本発明はシリカ原料は粉末
である必要はなく、ハニカム、粒状または板状等種々の
形状の焼成体やシリカゲルであっても、比表面積が同等
であれば効果も同等であるし、チタン酸エステルもチタ
ン酸テトラステアリルやチタン酸テトラブチルのような
他のものでもかまわない。ただし、分子量の大きいチタ
ン酸エステルは融点も高くなるので、乾燥温度を融点以
上にする必要が生じる。
Further, the higher the pre-calcination temperature and the calcination temperature, the more the thermal stability increases, but the sintering phenomenon of the carrier occurs,
Since the specific surface area may decrease, it is usually preferably 350 ° C or higher and 550 ° C or lower. After supporting the active ingredient, the water content may be dried at a temperature not higher than the firing temperature. In the following examples, high specific surface area silica (initial specific surface area 200 m 2 / g) powder as a carrier raw material and titanic acid tetraisopropoxide (hereinafter referred to as TTI) as a titanate ester.
However, in the present invention, the silica raw material does not have to be a powder, and even if a fired body having various shapes such as a honeycomb, a granular shape, or a plate shape or silica gel is used as long as the specific surface areas are the same, Are the same, and the titanate ester may be another one such as tetrastearyl titanate or tetrabutyl titanate. However, since the titanic acid ester having a large molecular weight also has a high melting point, it is necessary to set the drying temperature above the melting point.

【0010】また、活性成分についても、バナジウムを
含んだもの以外でも、特許請求の範囲に記したものは活
性を発現するので使用可能である。さらに、硫酸塩を活
性成分として用いることおよび/または硫酸を添加する
ことによりさらに高活性化できる。また、同じ量の担体
にたいする活性成分の添加量は、多いほうが高活性であ
るが、一定量以上添加すると担体の割合が減少し、該担
体と活性成分との相互作用が減少するため逆に活性は低
下する。本発明では活性成分の割合は担体原子との比で
0.5/99.5以上40/60以下、望ましくは1/
99から20/80である。
As for the active ingredient, those other than those containing vanadium can be used because they express the activity. Furthermore, the activity can be further enhanced by using a sulfate as an active ingredient and / or adding sulfuric acid. In addition, the more the active ingredient is added to the same amount of the carrier, the higher the activity is.However, if it is added above a certain amount, the ratio of the carrier is decreased and the interaction between the carrier and the active ingredient is decreased. Will fall. In the present invention, the ratio of the active ingredient to the carrier atom is 0.5 / 99.5 or more and 40/60 or less, preferably 1 /
99 to 20/80.

【0011】[0011]

【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。図1は本発明に基づいて作成した触媒粒子断
面の模式図である。チタニア1は細孔を有す高比表面積
なシリカ2を薄い層状または粒子状に覆っている。その
表面に活性成分3が担持されているが、表面のほとんど
をチタニア1が覆っているため、ほとんどの活性成分は
チタニア1上に担持されている。 実施例1 製造工程を図2に示す。まず、図3に示すような電気炉
4内部にエアポンプ5と蒸発器6で発生させた10%水
蒸気を供給する。この際、定量ポンプ7で蒸発器6に水
を供給することにより供給ガス8の絶対湿度が10%に
なるように制御した。結露しないように電気炉を約10
0℃に加熱した状態で、内部の湿度が一定になった後、
高比表面積シリカ粉末とTTIPのSi /Ti 原子比が
7/3になるように混練した原料を、るつぼ9に入れ、
電気炉内で150℃で2時間、ときおり、試料10を攪
拌しながら乾燥した。その後、大気中550℃で2時間
予備焼成した後、得られた担体粉末と活性成分として硫
酸バナジル粉末をV/(S i +Ti )原子比が15/8
5になるように水(原料粉末すべてに対して30 wt
%)とともに混練し、φ10×5t 成形した後、150
℃で2時間大気中で乾燥した後、大気中550℃で2時
間焼成した。 実施例2 実施例1と同じ装置を用い、予備焼成および焼成温度を
200℃にした以外は全く同じ条件で試験を行なった。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
explain. FIG. 1 shows the catalyst particle breakage prepared according to the present invention.
It is a schematic diagram of a surface. Titania 1 has high specific surface area with pores
The transparent silica 2 is covered with a thin layer or particles. That
The active ingredient 3 is carried on the surface, but most of the surface
Since Titania 1 covers most of the active ingredients,
It is carried on the titania 1. Example 1 The manufacturing process is shown in FIG. First, an electric furnace as shown in FIG.
10% water generated by air pump 5 and evaporator 6 inside 4
Supply steam. At this time, water is transferred to the evaporator 6 by the metering pump 7.
The absolute humidity of the supply gas 8 to 10% by supplying
Controlled to be. Approximately 10 times the electric furnace to prevent condensation
After heating to 0 ℃, after the internal humidity became constant,
High specific surface area silica powder and TTIP Si/ TiAtomic ratio is
Put the raw materials kneaded to 7/3 into the crucible 9,
Stir sample 10 for 2 hours at 150 ° C in an electric furnace.
It was dried with stirring. Then, in the air at 550 ° C for 2 hours
After pre-baking, the carrier powder obtained and
V / (S i+ Ti) Atomic ratio is 15/8
Water to 5 (30 wt% for all raw powders)
%) And kneading with φ10 × 5tAfter molding, 150
After drying in air at ℃ for 2 hours, at 550 ℃ in air for 2 hours
Fired for a while. Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, the pre-firing and firing temperatures were changed.
The test was conducted under exactly the same conditions except that the temperature was 200 ° C.

【0012】実施例3 実施例1と同じ装置を用い、予備焼成および焼成温度を
700℃にした以外は全く同じ条件で試験を行なった。 実施例4 実施例1と同じ装置を用い、乾燥時の内部湿度を100
%水蒸気にし、乾燥時間を30分にした以外は全く同じ
条件で試験を行なった。 実施例5 実施例1と同じ装置を用い、パラタングステン酸アンモ
ン水溶液を原子比W/(Si +Ti )=15/85で活
性成分として添加した以外は全く同じ条件で試験を行な
った。 実施例6 実施例1と同じ装置を用い、モリブデン酸アンモン水溶
液を原子比MO /(S i +Ti )=15/85で活性成
分とした以外は全く同じ条件で試験を行なった。 実施例7 実施例1と同じ装置を用い、硫酸銅水溶液を原子比Cu
/(Si +Ti )=15/85で活性成分とした以外は
全く同じ条件で試験を行なった。 実施例8 実施例1と同じ装置を用い、硫酸鉄を原子比Fe /(S
i +Ti )=15/85で活性成分とした以外は全く同
じ条件で試験を行なった。 実施例9 担体基材として、高比表面積シリカペレット(比表面積
約150m2/g、φ10×5t 、350℃焼成品)を用
いた以外は実施例1と全く同じ条件で試験を行なった。
Example 3 Using the same apparatus as in Example 1, the pre-firing and firing temperatures were changed.
The test was conducted under exactly the same conditions except that the temperature was 700 ° C. Example 4 The same apparatus as in Example 1 was used and the internal humidity during drying was 100%.
% Same as steam except that the drying time was 30 minutes
The test was conducted under the conditions. Example 5 Using the same apparatus as in Example 1, ammonium paratungstate
Aqueous solution with atomic ratio W / (Si+ Ti) = 15/85 live
Test under exactly the same conditions except that it was added as a sex ingredient
It was. Example 6 Using the same apparatus as in Example 1, ammonium molybdate aqueous solution
Liquid atomic ratio MO/ (S i+ Ti) = 15/85 activated
The test was conducted under exactly the same conditions except that the minutes were set. Example 7 Using the same apparatus as in Example 1, an aqueous solution of copper sulfate was used with an atomic ratio of C.u
/ (Si+ Ti) = 15/85 except the active ingredient
The test was conducted under exactly the same conditions. Example 8 Using the same apparatus as in Example 1, iron sulfate was added to atomic ratio Fe/ (S
i+ Ti) = 15/85, except that it was the active ingredient
The test was conducted under the same conditions. Example 9 As a carrier substrate, high specific surface area silica pellets (specific surface area
About 150m2/ G, φ10 x 5t, 350 ℃ baked product)
The test was conducted under exactly the same conditions as in Example 1 except that it was present.

【0013】実施例10 活性成分として、メタバナジン酸アンモンの蓚酸溶液を
用いた以外は実施例1と全く同じ条件で試験を行なっ
た。 実施例11 担体用のSi /Ti 原子比が5/5である以外は実施例
と全く同じ条件で試験を行なった。 実施例12 活性成分の添加量がV/(Si +Ti )原子比で0.5
/99.5である以外は実施例と全く同じ条件で試験を
行なった。 実施例13 活性成分の添加量がV/(Si +Ti )原子比で40/
60である以外は実施例と全く同じ条件で試験を行なっ
た。
Example 10 A test was conducted under exactly the same conditions as in Example 1 except that an oxalic acid solution of ammonium metavanadate was used as the active ingredient. Example 11 A test was conducted under exactly the same conditions as in the example except that the S i / T i atomic ratio for the carrier was 5/5. Example 12 The addition amount of the active ingredient was 0.5 in terms of V / (S i + T i ) atomic ratio.
The test was carried out under exactly the same conditions as in the example except that it was /99.5. Example 13 The addition amount of the active ingredient was 40 / in terms of V / (S i + T i ) atomic ratio.
The test was conducted under the same conditions as in the example except that the value was 60.

【0014】比較例1 乾燥時に10%水蒸気の代わりに窒素を送った以外は実
施例1と同じ条件で処理を行なった。 比較例2 触媒担体として、該高比表面積シリカ粉末のみを用いた
以外は水蒸気中での乾燥も含めて実施例1と同じ条件で
処理を行なった。 比較例3 触媒担体として、TTIPのみを用いた以外は水蒸気中
での乾燥も含めて実施例1と同じ条件で処理を行なっ
た。 比較例4 触媒担体原料として、四塩化ケイ素および四塩化チタン
を用い、アンモニア共沈法による混合物を用いた以外は
水蒸気中での乾燥も含めて実施例1と同じ条件で処理を
行なった。 比較例5 活性成分の添加量がV/(Si +Ti )原子比で50/
50である以外は実施例1と全く同じ条件で試験を行な
った。 比較例6 活性成分の添加量がV/(Si +Ti )原子比で0.1
/99.9である以外は実施例1と全く同じ条件で試験
を行なった。 比較例7 予備焼成温度を750℃にした以外は実施例1と同じ条
件で処理を行なった。 比較例8 焼成温度を750℃にした以外は実施例1と同じ条件で
処理を行なった。
Comparative Example 1 Treatment was carried out under the same conditions as in Example 1 except that nitrogen was sent instead of 10% steam during drying. Comparative Example 2 Treatment was carried out under the same conditions as in Example 1 including drying in steam except that only the high specific surface area silica powder was used as the catalyst carrier. Comparative Example 3 Treatment was carried out under the same conditions as in Example 1 including drying in steam except that only TTIP was used as the catalyst carrier. Comparative Example 4 Treatment was carried out under the same conditions as in Example 1 including drying in steam except that silicon tetrachloride and titanium tetrachloride were used as catalyst carrier raw materials and a mixture by an ammonia coprecipitation method was used. Comparative Example 5 The addition amount of the active ingredient was 50 / in terms of V / (S i + T i ) atomic ratio.
The test was conducted under the same conditions as in Example 1 except that the value was 50. Comparative Example 6 The addition amount of the active ingredient was 0.1 in terms of V / (S i + T i ) atomic ratio.
The test was performed under exactly the same conditions as in Example 1 except that the value was /99.9. Comparative Example 7 Treatment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the pre-baking temperature was 750 ° C. Comparative Example 8 Treatment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the firing temperature was 750 ° C.

【0015】図4に実施例1と比較例1〜8の相対的な
活性の比較値を示す。測定は、模擬燃焼排ガスで実験を
行なった。排ガスの組成はCO2 :500 ppm、NOX
濃度:200 ppm、O2 濃度:3.0%で残りは窒素ガ
スであった。脱硝実験は温度350℃、ガス流速17 m
/hの条件下で行ない、触媒入口のNH3 /NOX 比は1
で実施した。いずれも比較例に比べて実施例1は活性が
2倍以上と明らかに優れていることがわかる。特に、比
較例4と実施例1の差は担体単位重量当たりの活性成分
担持量が同じならば、本発明の担体の方が二元系酸化物
よりも優れていることを示している。また、比較例2お
よび3がいずれも低活性なことは、本発明の触媒担体
は、いずれか一方の担体成分が効果を示すのではなく、
複合化されてはじめて効果的となることを示している。
FIG. 4 shows comparative values of the relative activities of Example 1 and Comparative Examples 1-8. For the measurement, an experiment was conducted using simulated combustion exhaust gas. The composition of the exhaust gas is CO 2: 500 ppm, NO X
The concentration was 200 ppm, the O 2 concentration was 3.0%, and the balance was nitrogen gas. The denitration experiment was performed at a temperature of 350 ° C and a gas flow rate of 17 m.
/ h condition, the NH 3 / NO x ratio at the catalyst inlet is 1
It was carried out in. It can be seen that in each case, the activity of Example 1 is clearly superior to that of Comparative Example, which is two times or more. In particular, the difference between Comparative Example 4 and Example 1 shows that the carrier of the present invention is superior to the binary oxide when the amount of the active ingredient supported per unit weight of the carrier is the same. Further, the low activity of Comparative Examples 2 and 3 means that, in the catalyst carrier of the present invention, one of the carrier components does not exhibit the effect,
It is shown that it becomes effective only after being compounded.

【0016】一方、実施例1〜13についても上記脱硝
率測定法で計測し比較した。結果を図5に示す。いずれ
も、図4に示した比較例と比べると活性面で優れてお
り、実施例1の脱硝率に比べて85%以上であった。高
温で焼成するとやや触媒活性は低めであるが、熱的な安
定性は増大するので、使用温度が高い場合は利用でき
る。また、実施例1と10を比較すると、活性成分に硫
酸塩を用いると活性が向上するが、硫酸根を添加した場
合、若干排ガス中のSO2 酸化率は上昇するので、その
場合(SO2 含有量の多い排ガス)は、硫酸を含まない
金属または酸化物系の活性成分を用いる必要がある。
On the other hand, Examples 1 to 13 were also measured by the above denitration rate measuring method and compared. Results are shown in FIG. All of them were superior in the activity side as compared with the comparative example shown in FIG. 4, and were 85% or more as compared with the denitration rate of Example 1. When calcined at a high temperature, the catalytic activity is rather low, but the thermal stability increases, so it can be used when the operating temperature is high. Further, comparing Examples 1 and 10, the activity is improved when a sulfate is used as an active ingredient, but when the sulfate is added, the SO 2 oxidation rate in the exhaust gas is slightly increased. In that case (SO 2 Exhaust gas with a large content) needs to use a metal- or oxide-based active component that does not contain sulfuric acid.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、比較的安価な高比表面
積シリカを基体としてこれにチタニアを被覆したもの
を、脱硝触媒の触媒担体として利用することができる。
また得られた脱硝触媒は450℃以上の比較的高温な使
用条件でも高活性でかつ長寿命であるため、高温脱硝用
触媒として好適に使用可能である。
According to the present invention, a relatively inexpensive high specific surface area silica substrate coated with titania can be used as a catalyst carrier for a denitration catalyst.
Further, the obtained denitration catalyst is highly active and has a long life even under a relatively high temperature use condition of 450 ° C. or higher, and thus can be suitably used as a high temperature denitration catalyst.

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

【図1】本発明の脱硝触媒の基本的な構造を示す概念
図。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic structure of a denitration catalyst of the present invention.

【図2】本発明の触媒の製造工程を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the catalyst of the present invention.

【図3】実施例1の触媒の製造装置を示す概観図。FIG. 3 is a schematic view showing an apparatus for producing a catalyst of Example 1.

【図4】実施例1と比較例1〜8の触媒活性を比較した
図。
FIG. 4 is a diagram comparing the catalytic activities of Example 1 and Comparative Examples 1-8.

【図5】実施例1から13の触媒活性を示した図。FIG. 5 is a diagram showing the catalytic activity of Examples 1 to 13.

【図6】従来の脱硝装置を示す概略図。FIG. 6 is a schematic view showing a conventional denitration device.

【図7】本発明における焼結防止機構を示す概略図。FIG. 7 is a schematic view showing a sintering prevention mechanism in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…チタニア、2…シリカ、3…活性成分、4…電気
炉、5…エアポンプ、6…蒸発器、7…水定量供給ポン
プ、8…供給ガス、9…るつぼ、10…試料、11…ボ
イラ、12…脱硝装置、13…アンモニア導入部、14
…排ガス煙突。
1 ... titania, 2 ... silica, 3 ... active ingredient, 4 ... electric furnace, 5 ... air pump, 6 ... evaporator, 7 ... water metering pump, 8 ... supply gas, 9 ... crucible, 10 ... sample, 11 ... boiler , 12 ... Denitration device, 13 ... Ammonia introduction part, 14
… Exhaust gas chimney.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/22 ZAB A 9342−4G 23/28 ZAB A 9342−4G 23/30 ZAB A 9342−4G 23/72 ZAB A 9342−4G 23/74 ZAB 9342−4G 23/745 27/053 ZAB A 9342−4G 9342−4G B01J 23/74 301 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location B01J 23/22 ZAB A 9342-4G 23/28 ZAB A 9342-4G 23/30 ZAB A 9342-4G 23/72 ZAB A 9342-4G 23/74 ZAB 9342-4G 23/745 27/053 ZAB A 9342-4G 9342-4G B01J 23/74 301 A

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排ガス中の窒素酸化物をアンモニアによ
り接触還元除去する触媒において、担体基体としての高
比表面積を有するシリカ表面を、薄い層状または粒子状
のチタニアで被覆した触媒担体に、バナジウム、タング
ステン、モリブデン、銅および鉄のうちの一種以上から
なる触媒活性化合物が担持されていることを特徴とする
排ガス中の窒素酸化物除去用触媒。
1. In a catalyst for catalytically reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas by ammonia, a silica carrier having a high specific surface area as a carrier substrate is coated with a thin layered or particulate titania catalyst carrier, vanadium, A catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas, which is loaded with a catalytically active compound composed of one or more of tungsten, molybdenum, copper and iron.
【請求項2】 排ガス中の窒素酸化物をアンモニアによ
り接触還元除去する触媒の製造方法において、シリカ粉
末とチタン酸エステルを混合し、水蒸気の存在する雰囲
気中で乾燥することによって、該シリカ粉末表面の一部
または全部をチタン酸皮膜および/または粒子で覆った
後、200℃以上700℃以下で予備焼成することによ
って得た触媒担体表面に、バナジウム(V)、タングス
テン(W)、モリブデン(MO )、銅(Cu ) および鉄
(Fe ) のうち1種類以上からなる金属、酸化物または
硫酸塩の一種以上を活性成分として担持し200℃以上
700℃以下で焼成することを特徴とする排ガス中の窒
素酸化物除去用触媒の製造方法。
2. A method for producing a catalyst for catalytically reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas with ammonia, wherein silica powder and titanic acid ester are mixed and dried in an atmosphere in which steam is present to obtain a surface of the silica powder. Was covered with a titanic acid film and / or particles, and then pre-calcined at 200 ° C. or higher and 700 ° C. or lower on the surface of the catalyst carrier to obtain vanadium (V), tungsten (W), molybdenum (M O ), copper (C u ), and iron (F e ), at least one of which is a metal, an oxide, or a sulfate, which is carried as an active ingredient, and is baked at 200 ° C. or higher and 700 ° C. or lower. To produce a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas.
【請求項3】 請求項2において、シリカ粉末とチタン
酸エステルをSi /Ti 原子比が8/2から5/5の間
の比率になるように混合することを特徴とする排ガス中
の窒素酸化物除去用触媒の製造方法。
3. The exhaust gas according to claim 2, wherein the silica powder and the titanate ester are mixed so that the atomic ratio of S i / T i is between 8/2 and 5/5. A method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides.
【請求項4】 請求項2において、活性成分を硫酸塩ま
たは硫酸とともに添加することを特徴とする排ガス中の
窒素酸化物除去用触媒の製造方法。
4. The method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas according to claim 2, wherein the active ingredient is added together with sulfate or sulfuric acid.
【請求項5】 排ガス中の窒素酸化物をアンモニアによ
り接触還元除去する触媒の製造方法において、シリカ成
形体にチタン酸エステルを含浸し、水蒸気の存在する雰
囲気中で乾燥することによって、該シリカ粉末表面の一
部または全部をチタン酸皮膜および/または粒子で覆っ
た後、200℃以上700℃以下で予備焼成することよ
って得た触媒担体表面に、バナジウム(V)、タングス
テン(W)、モリブデン(MO )、銅(Cu )および鉄
(Fe )のうち1種類以上からなる金属、酸化物または
硫酸塩の一種以上を活性成分としてシリコンおよびチタ
ン原子にたいして0.5/99.5以上40/60以下
の割合に担持し200℃以上700℃以下で焼成するこ
とを特徴とする排ガス中の窒素酸化物除去用触媒の製造
方法。
5. A method for producing a catalyst for catalytically reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas with ammonia, the silica powder being obtained by impregnating a silica molded product with a titanate ester and drying in an atmosphere containing water vapor. Vanadium (V), tungsten (W), molybdenum (molybdenum (V), tungsten (W), and molybdenum ( M O ), copper (C u ), and iron (F e ), at least one of which is a metal, oxide or sulfate of 0.5 or more and 99.5 or more as an active ingredient. A method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas, which comprises supporting the catalyst at a ratio of / 60 or less and calcining at 200 ° C or more and 700 ° C or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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