JPH07227523A - Contact reducing method of nitrogen oxide - Google Patents

Contact reducing method of nitrogen oxide

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JPH07227523A
JPH07227523A JP6068894A JP6889494A JPH07227523A JP H07227523 A JPH07227523 A JP H07227523A JP 6068894 A JP6068894 A JP 6068894A JP 6889494 A JP6889494 A JP 6889494A JP H07227523 A JPH07227523 A JP H07227523A
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JP
Japan
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nitrogen oxides
reducing agent
catalyst
ammonia
exhaust gas
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JP6068894A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadao Nakatsuji
忠夫 仲辻
Kazuhiko Nagano
一彦 永野
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method to increase selectivity in the reduction of nitrogen oxides without leaking ammonia in a method for contact reduction of nitrogen oxides in exhaust gas by using ammonia in the presence of a catalyst. CONSTITUTION:In the method for contact reduction of nitrogen oxides in exhaust gas by using a reducing agent, (a) ammonia and (b) at least one compd. selected from oxygen-contg. org. compds. and hydrocarbons are used as the reducing agent.

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、NHを還元剤として
用いる場合の窒素酸化物接触還元方法に関わり、詳しく
は工場、自動車などから排出される排気ガスの中に含ま
れる有害な窒素酸化物を還元除去する際に用いて好適な
NHによる窒素酸化物接触還元方法に関する。又とり
わけ低濃度窒素酸化物接触還元方法及び高効率窒素酸化
物接触還元方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for catalytic reduction of nitrogen oxides when NH 3 is used as a reducing agent, and more specifically, harmful nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from factories, automobiles and the like. The present invention relates to a nitrogen oxide catalytic reduction method using NH 3, which is suitable for use in reducing and removing substances. In particular, it relates to a low concentration nitrogen oxide catalytic reduction method and a high efficiency nitrogen oxide catalytic reduction method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、排気ガス中に含まれる窒素酸化物
は、該窒素酸化物を酸化した後、アルカリに吸収させ
る方法、NH、H、CO等の還元剤を用いてN
に変える方法などによって除去されてきた。しかしなが
ら、の方法による場合は、公害防止のためのアルカリ
の排液処理が必要となり、またの方法において還元剤
としてNHを用いる方法が窒素酸化物との反応選択性
が高く、大型固定発生源(火力発電所など)において実
用化がなされてきた。そこで高効率脱硝をえるためにN
をNOに対して過剰に排ガス中に添加すると還元率
が向上するもののリークNHが反応後の排ガス中に含
まれるため結局高い脱硝率が得られない問題点があっ
た。また排ガス中の窒素酸化物濃度が100ppmを下
回ると、その還元率が低下してしまうという問題があっ
た。また、H、CO、炭化水素を還元剤として用いる
場合、これらが低濃度に存在するNOxより高濃度に存
在するOと反応してしまうため、NOxを低減するた
めには多量の還元剤を必要とした。
2. Description of the Related Art Conventionally, nitrogen oxides contained in exhaust gas are converted into N 2 by oxidizing the nitrogen oxides and then absorbing it in alkali, or by using a reducing agent such as NH 3 , H 2 or CO.
It has been removed by the method of changing to. However, in the case of the method of (1), it is necessary to perform drainage treatment of alkali for prevention of pollution, and in the method of ( 3) , the method of using NH 3 as a reducing agent has a high reaction selectivity with nitrogen oxides and is a large fixed source. It has been put to practical use in thermal power plants and the like. Therefore, in order to obtain highly efficient denitration, N
When H 3 is excessively added to the exhaust gas with respect to NO, the reduction rate is improved, but since leaked NH 3 is contained in the exhaust gas after the reaction, there is a problem that a high denitration rate cannot be obtained. Further, when the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is less than 100 ppm, there is a problem that the reduction rate is reduced. Further, when H 2 , CO, or hydrocarbon is used as a reducing agent, these react with O 2 present at a higher concentration than NOx present at a low concentration. Therefore, a large amount of reducing agent is required to reduce NOx. Needed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、排ガス中の中高濃度はもちろん低濃度窒素酸化物を
高効率で還元することができる窒素酸化物接触還元法を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to efficiently reduce not only medium and high concentrations of exhaust gas but also low concentrations of nitrogen oxides. Another object of the present invention is to provide a nitrogen oxide catalytic reduction method.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、排ガスに含ま
れる窒素酸化物とりわけ低濃度の窒素酸化物を触媒の存
在下にアンモニアを用いて高効率に還元する方法におい
て、還元剤としてアンモニアに加えて含酸素有機化合物
及び炭化水素から選ばれる少なくとも1種を用いること
を特徴とする。本発明において、窒素酸化物とは、成分
として一酸化窒素をその他二酸化窒素や二酸化三窒素等
を含む。本発明による方法は、還元剤として(a)アン
モニアと(b)含酸素有機化合物及び炭化水素から選ば
れる少なくとも1種とを併用することを特徴とする。
The present invention relates to a method for highly efficiently reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas, particularly low-concentration nitrogen oxides, using ammonia in the presence of a catalyst. In addition, at least one selected from oxygen-containing organic compounds and hydrocarbons is used. In the present invention, the nitrogen oxides include nitric oxide as a component, as well as nitrogen dioxide, trinitrogen dioxide and the like. The method according to the present invention is characterized in that (a) ammonia and (b) at least one selected from oxygen-containing organic compounds and hydrocarbons are used in combination as a reducing agent.

【0005】本発明においては、上記第2の還元剤であ
る含酸素有機化合物としては、例えば、アルコール類、
エーテル類、カルボン酸エステル類、ケトン類等を好ま
しい例として挙げることができるが、しかし、これらに
限定されるものではない。
In the present invention, examples of the oxygen-containing organic compound that is the second reducing agent include alcohols,
Preferred examples include ethers, carboxylic acid esters, ketones, etc., but are not limited thereto.

【0006】より具体的には、上記アルコール類として
は、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、芳香脂肪族
アルコール等を用いることができるが、なかでも、常温
では液体であり、後述するような反応温度では気体であ
る炭素数1〜6の脂肪族飽和若しくは不飽和アルコール
が好ましく、このような脂肪族アルコールとして、例え
ば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ブチルアルコール、イソブチルアル
コール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコー
ル、アリルアルコール等を挙げることができる。特に、
本発明において反応選択性の点からメタノール又はエタ
ノールが好ましい。
More specifically, aliphatic alcohols, aromatic alcohols, araliphatic alcohols and the like can be used as the above alcohols, but among them, they are liquids at room temperature and the reaction temperature as described below is used. Then, an aliphatic saturated or unsaturated alcohol having 1 to 6 carbon atoms which is a gas is preferable, and examples of such an aliphatic alcohol include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol and s- Butyl alcohol, t-butyl alcohol, allyl alcohol, etc. can be mentioned. In particular,
In the present invention, methanol or ethanol is preferable from the viewpoint of reaction selectivity.

【0007】上記エーテル類としては、例えば、ジメチ
ルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等
を、カルボン酸エステル類としては、例えば、酢酸メチ
ル、酢酸エチル等を、また、ケトン類としては、例え
ば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン等を挙げることができる。上述したような含酸素
有機化合物は、単独で用いてもよく、又は必要に応じ
て、二種以上を併用してもよい。
Examples of the above ethers include dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether and the like, examples of carboxylic acid esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and examples of ketones such as acetone and Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc. can be mentioned. The oxygen-containing organic compounds as described above may be used alone or in combination of two or more, if necessary.

【0008】本発明による触媒を用いる窒素酸化物の接
触還元において、炭化水素からなる第2の還元剤として
は、例えば、気体状のものとして、メタン、エタン、プ
ロパン、プロピレン、ブチレン等の炭化水素ガス、液体
状のものとして、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ヘプ
タン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の単一成分系の
炭化水素、ガソリン、灯油、軽油、重油等の鉱油系炭化
水素等を用いることができる。特に、本発明によれば、
上記したなかでも、アセチレン、メチルアセチレン、1
−ブチン等の低級アルキン、エチレン、プロピレン、イ
ソプチレン、1−ブテン、2−ブテン等の低級アルケ
ン、ブタジエン、イソプレン等の低級ジエン、プロパ
ン、ブタン等の低級アルカン等が還元剤として好ましく
用いられる。これら炭化水素は、単独で用いてもよく、
又は必要に応じて二種以上併用してもよい。
In the catalytic reduction of nitrogen oxides using the catalyst according to the present invention, examples of the second reducing agent composed of hydrocarbon include gaseous hydrocarbons such as methane, ethane, propane, propylene and butylene. As the gas or liquid, a single-component hydrocarbon such as pentane, hexane, octane, heptane, benzene, toluene, xylene, or a mineral oil-based hydrocarbon such as gasoline, kerosene, light oil or heavy oil can be used. . In particular, according to the invention,
Among the above, acetylene, methylacetylene, 1
Lower alkynes such as butyne, lower alkenes such as ethylene, propylene, isoptylene, 1-butene and 2-butene, lower dienes such as butadiene and isoprene, lower alkanes such as propane and butane are preferably used as the reducing agent. These hydrocarbons may be used alone,
Alternatively, two or more kinds may be used in combination as necessary.

【0009】本発明による方法を実際に行うには、触媒
を反応器に充填し、窒素酸化物を含む排ガスにアンモニ
ア及び第2の還元剤を加え、これを上記反応器を通過さ
せる。この時アンモニアに第2の還元剤の添加順序につ
いては触媒層の前であれば特に限定されるものではなく
いずれが先になってもよい。
To carry out the process according to the invention, the catalyst is loaded into a reactor, ammonia and a second reducing agent are added to the exhaust gas containing nitrogen oxides and this is passed through the reactor. At this time, the order of adding the second reducing agent to ammonia is not particularly limited as long as it is before the catalyst layer, and any of them may be added first.

【0010】本発明においては、アンモニアは、これと
併用する第2の還元剤の量にもよるが、通常、排ガスに
含まれる窒素酸化物に対して0.1〜1.0倍モル量の
範囲にて用いられ、特に好ましくは反応後に含まれるア
ンモニア量をできるだけ小さくするために0.2〜0.
9倍モル量の範囲にて用いられる。用いる第1の還元剤
の量が排ガスに含まれる窒素酸化物の0.1倍モル量よ
りも少ないときは、十分な触媒活性を得ることができ
ず、他方、0.9倍モル量を越えるときは、未反応のア
ンモニアが多くなり、これらを処理することが必要とな
るので好ましくない。
In the present invention, ammonia is usually 0.1 to 1.0 times the molar amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas, although it depends on the amount of the second reducing agent used in combination with ammonia. It is used in the range of 0.2 to 0.1, particularly preferably in order to minimize the amount of ammonia contained after the reaction.
It is used in a 9-fold molar amount range. When the amount of the first reducing agent used is less than 0.1 times the molar amount of nitrogen oxide contained in the exhaust gas, sufficient catalytic activity cannot be obtained, while on the other hand, it exceeds 0.9 times the molar amount. At this time, unreacted ammonia is increased, and it is necessary to treat them, which is not preferable.

【0011】また、第2の還元剤は、排ガスに含まれる
窒素酸化物に対して、通常、0.1〜10倍モル量の範
囲にて用いられ、好ましくは1〜5倍モル量の範囲にて
用いられる。第2の還元剤の量が排ガスに含まれる窒素
酸化物の0.1倍モル量よりも少ないときは、十分な触
媒活性を得ることができず、他方、10倍モル量を越え
るときは、未反応の第2の還元剤や、その部分酸化物等
の生成が多くなって、これらを処理することが必要とな
るので好ましくない。しかしこれら部分酸化物は、NO
x還元触媒の後段に、Ptなどの貴金属触媒やCuOな
どの遷移金属酸化物触媒などの完全酸化触媒を付設する
ことにより、無害なCOやHOなどに転化させるこ
とができる。
The second reducing agent is usually used in a range of 0.1 to 10 times, and preferably 1 to 5 times the molar amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas. Used in. When the amount of the second reducing agent is less than 0.1 times the molar amount of nitrogen oxide contained in the exhaust gas, sufficient catalytic activity cannot be obtained, while when it exceeds 10 times the molar amount, The unreacted second reducing agent, its partial oxides, and the like are increased in quantity, and it becomes necessary to treat them, which is not preferable. However, these partial oxides are
By attaching a complete oxidation catalyst such as a noble metal catalyst such as Pt or a transition metal oxide catalyst such as CuO after the x reduction catalyst, it can be converted into harmless CO 2 or H 2 O.

【0012】本発明に従って、還元剤として、第1の還
元剤と共に、第2の還元剤を併用することによって、第
1の還元剤又は第2の還元剤を単独にてそれぞれ還元剤
として用いた場合に比べて、窒素酸化物をの還元の選択
性が著しく高められる。また第1の還元剤であるアンモ
ニアの添加モル比を0.1〜0.9に設定し、第2の還
元剤の添加量をNOのモル量の1〜5倍とすることによ
って、アンモニアをリークせず、窒素酸化物を高効率に
選択還元することができる。
According to the present invention, the first reducing agent and the second reducing agent are used together as the reducing agent, so that the first reducing agent or the second reducing agent is used alone as the reducing agent. Compared with the case, the selectivity of reduction of nitrogen oxide is remarkably enhanced. Further, by setting the addition molar ratio of ammonia as the first reducing agent to 0.1 to 0.9 and setting the addition amount of the second reducing agent to 1 to 5 times the molar amount of NO, the ammonia is added. Nitrogen oxide can be selectively reduced with high efficiency without leaking.

【0013】本発明において用いる窒素酸化物を接触還
元するための触媒は、周期律表第Ib、IIb、III
a、IIIb、IVa、IVb、Va、VIa、VII
a又はVIII族の元素のイオン又は酸化物である。こ
れらは、通常、従来より知られている担体であるアルミ
ナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア
や、H−ZSM−5、H−モルデナイト等のゼオライト
にイオン交換法、含浸法、混練法等によって担持され
る。触媒は、これら担体に担持されて、ハニカム構造
体、リング状構造体、ペレット、粒状物等、適宜の形状
にて用いられる。
The catalysts for catalytic reduction of nitrogen oxides used in the present invention are, for example, Ib, IIb and III of the periodic table.
a, IIIb, IVa, IVb, Va, VIa, VII
It is an ion or oxide of a or a group VIII element. These are usually the conventionally known carriers such as alumina, silica, silica-alumina, titania, zirconia, H-ZSM-5, H-mordenite, and other zeolites, which are ion-exchanged, impregnated, kneaded, etc. Carried by. The catalyst is supported on these carriers and used in an appropriate shape such as a honeycomb structure, a ring-shaped structure, a pellet, or a granular material.

【0014】上記元素のイオンをイオン交換法によって
上記のような担体に担持させる場合は、上記元素のイオ
ンの担体への担持率は、通常、0.01〜5重量%の範
囲がよい。他方、上記元素の酸化物を触媒として担持さ
せる場合は、触媒としてのその酸化物の担持率は、通
常、0.1〜10重量%の範囲がよい。
When the ions of the above-mentioned elements are carried on the carrier as described above by the ion exchange method, the ratio of the ions of the above-mentioned elements carried on the carrier is usually in the range of 0.01 to 5% by weight. On the other hand, when the oxide of the above element is supported as a catalyst, the supporting rate of the oxide as a catalyst is usually in the range of 0.1 to 10% by weight.

【0015】上記元素を例示すれば、周期律表第Ib族
の元素として、例えば、Cu、Ag等を、第IIb族の
元素として、例えば、Zn等を、第IIIa族元素とし
て、例えば、La、Ce等を、第IIIb族元素とし
て、例えば、Al、Ga等を、第IVa族元素として、
例えば、Ti、Zr等を、第IVb族元素として、例え
ば、Ge、Sn等、第Va族元素として、例えば、V、
Nb族等を、第VIa族元素としては、例えば、Cr、
Mo、W等を、第VIIa族元素としては、例えば、M
n等を、また、第VIII族元素として、例えば、F
e、Co、Ni等をそれぞれ挙げることができる。
As examples of the above-mentioned elements, as elements of Group Ib of the periodic table, for example, Cu, Ag, etc., as elements of Group IIb, for example, Zn, etc., as Group IIIa elements, for example, La. , Ce, etc. as group IIIb elements, for example, Al, Ga etc. as group IVa elements,
For example, Ti, Zr, etc. are group IVb elements, for example, Ge, Sn, etc., and group Va elements are, for example, V,
Examples of the VIa group element such as Nb group are Cr,
Mo, W, etc., as the Group VIIa element, for example, M
n or the like as a Group VIII element, for example, F
Examples thereof include e, Co and Ni.

【0016】なおこれら触媒種の中で好ましい触媒種
は、添加する第2の還元種によって異なる。例えばメタ
ノールを還元剤とする場合コバルト、Ni、Fe、Ag
などの金属酸化物あるいは硫酸塩を1〜5wt%アルミ
ナに担持した触媒が好ましく、エタノールを還元剤とす
る場合Agなどの金属酸化物あるいは硫酸塩を1〜5w
t%アルミナに担持した触媒が好ましい。またエチレ
ン、プロピレン、プロパンなどの低級炭化水素を還元剤
とする場合、Cu、Ce、Al、Tiなどの金属酸化物
をアルミナ、チタニアに1〜5wt%担持した触媒が好
ましい。
Among these catalyst species, the preferred catalyst species depends on the second reducing species to be added. For example, when methanol is used as the reducing agent, cobalt, Ni, Fe, Ag
It is preferable to use a catalyst in which a metal oxide or sulfate of 1 to 5 wt% is supported on alumina. When ethanol is used as a reducing agent, a metal oxide or sulfate of Ag or the like is 1 to 5 w.
Catalysts supported on t% alumina are preferred. When a lower hydrocarbon such as ethylene, propylene or propane is used as the reducing agent, a catalyst in which a metal oxide such as Cu, Ce, Al or Ti is supported on alumina or titania in an amount of 1 to 5 wt% is preferable.

【0017】本発明による方法において、窒素酸化物を
含有する排ガスは、200〜600℃の範囲の温度にて
上記触媒を充填した反応器に導かれる。特に、反応温度
は、300〜500℃の範囲が好ましい。更に、本発明
によれば、上記温度領域において、空間速度(SV)5
00〜100000H−1程度にて、排ガスを反応器に
導くことによって、排ガスに含まれる窒素酸化物を効率
的に接触還元することができる。
In the process according to the invention, the exhaust gas containing nitrogen oxides is introduced into the reactor filled with the catalyst at a temperature in the range of 200 to 600 ° C. In particular, the reaction temperature is preferably in the range of 300 to 500 ° C. Furthermore, according to the present invention, in the above temperature range, the space velocity (SV) 5
By introducing the exhaust gas to the reactor at about 100 to 100000 H −1 , the nitrogen oxides contained in the exhaust gas can be efficiently catalytically reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

(1)触媒の調製 実施例1 硝酸鉄(Fe(NO))・9HO)11.30g
をイオン交換水100ml中に溶解させた。120℃に
て24時間乾燥させたγ−アルミナのペレット(住友化
学工業(株)製NK−324)を上記硝酸鉄水溶液に加
えγ−アルミナのペレットの細孔中に十分に硝酸イオン
を含浸させた。次いで、このように処理したγ−アルミ
ナのペレットを濾別し、表面に付着した過剰の水溶液を
除去し、120℃で18時間乾燥させた後、500℃で
4時間焼成して、FeをFeとして1重量%担持
させた触媒A−1を得た。
(1) Preparation Example 1 iron nitrate catalyst (Fe (NO 3)) 3 · 9H 2 O) 11.30g
Was dissolved in 100 ml of deionized water. Γ-Alumina pellets (NK-324 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) dried at 120 ° C. for 24 hours were added to the iron nitrate aqueous solution to sufficiently impregnate the pores of the γ-alumina pellets with nitrate ions. It was Then, the γ-alumina pellets thus treated were filtered off to remove the excess aqueous solution adhering to the surface, dried at 120 ° C. for 18 hours, and then calcined at 500 ° C. for 4 hours to obtain Fe 2 O. A catalyst A-1 supporting 1% by weight of 3 as Fe was obtained.

【0020】実施例2 硝酸マンガン(Mn(NO・6HO)8.16
gを用いた以外は、実施例1と同様にして、MnO
Mnとして1重量%担持させた触媒A−2を得た。
[0020] Example 2 manganese nitrate (Mn (NO 3) 2 · 6H 2 O) 8.16
A catalyst A-2 supporting 1% by weight of MnO 2 as Mn was obtained in the same manner as in Example 1 except that g was used.

【0021】実施例3 硝酸クロム(Cr(NO・9HO)12.02
gを用いた以外は、実施例1と同様にして、Cr
をCrとして1重量%担持させた触媒A−3を得た。
[0021] Example 3 chromium nitrate (Cr (NO 3) 3 · 9H 2 O) 12.02
Cr 2 O 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that g was used.
A catalyst A-3 supporting 1% by weight of Cr as Cr was obtained.

【0022】実施例4 硝酸コバルト(Co(NO・6HO)7.72
gを用いた以外は、実施例1と同様にして、Co
をCoとして1重量%担持させた触媒A−4を得た。
[0022] Example 4 cobalt nitrate (Co (NO 3) 2 · 6H 2 O) 7.72
Co 3 O 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that g was used.
Was obtained as Co to obtain 1% by weight of catalyst A-4.

【0023】実施例5 硝酸コバルト38.6gを用いた以外は、実施例1と同
様にして、CoをCoとして5重量%担持させた
触媒A−5を得た。
Example 5 A catalyst A-5 carrying 5% by weight of Co 3 O 4 as Co was obtained in the same manner as in Example 1 except that 38.6 g of cobalt nitrate was used.

【0024】実施例6 硝酸ニッケル(Ni(NO・6HO)7.74
gを用いた以外は、実施例1と同様にしてNiOをNi
として1重量%担持させた触媒A−6を得た。
[0024] Example 6 nickel nitrate (Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O) 7.74
NiO was replaced with Ni in the same manner as in Example 1 except that g was used.
As a result, 1% by weight of Catalyst A-6 was obtained.

【0025】実施例7 硝酸銅(Cu(NO・3HO)5.94gを用
いた以外は、実施例1と同様にして、CuOをCuとし
て1重量%担持させた触媒A−7を得た。
Example 7 In the same manner as in Example 1 except that 5.94 g of copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O) was used, a catalyst A containing 1% by weight of CuO as Cu was prepared. Got 7.

【0026】実施例8 硝酸亜鉛(Zn(NO・6HO)4.53gを
用いた以外は、実施例1と同様にして、ZnOをZnと
して1重量%担持させた触媒A−8を得た。
[0026] except for using Example 8 zinc nitrate (Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O) 4.53g, in the same manner as in Example 1, was 1 wt% on ZnO as Zn catalyst A- Got 8.

【0027】実施例9 硝酸バナジル(VOSO)5.00gを用いた以外
は、実施例1と同様にして、VをVとして1重量
%担持させた触媒A−9を得た。
Example 9 A catalyst A-9 carrying 1% by weight of V 2 O 5 as V was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5.00 g of vanadyl nitrate (VOSO 4 ) was used.

【0028】実施例10 メタタングステン酸アンモニウム(WOとして50重
量%)6.56ggをイオン交換水100mlに溶解さ
せた。120℃にて24時間乾燥させた直径2mmの酸
化チタンのペレット(堺化学工業(株)製CS−24)
を上記メタタングステン酸アンモニウム水溶液に加え、
この後、実施例1と同様に処理して、WOをWとして
1重量%担持させた触媒A−10を得た。
Example 10 6.56 g of ammonium metatungstate (50% by weight as WO 3 ) was dissolved in 100 ml of ion-exchanged water. Pellets of titanium oxide having a diameter of 2 mm and dried at 120 ° C. for 24 hours (CS-24 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)
To the ammonium metatungstate aqueous solution,
After that, the same treatment as in Example 1 was carried out to obtain a catalyst A-10 supporting 1% by weight of WO 3 as W.

【0029】実施例11 硝酸セリウム(Ce(NO3)3・6H2O)28・5
gをイオン交換水100mlに溶解させた。120℃に
て24時間乾燥させた直径2mmのペンタシル型酸型ゼ
オライトのペレット(VAWアルミニウムAG社製SM
−27をシリカゾルにてペレットに成形したもの)約1
00ml(60g)を上記硝酸セリウム水溶液に加え、
30分間放置して、上記硝酸セリウム水溶液を上記ゼオ
ライトのペレットの細孔中に十分含浸させた。
Example 11 Cerium nitrate (Ce (NO3) 3.6H2O) 28.5
g was dissolved in 100 ml of deionized water. Pellets of pentasil-type acid-type zeolite with a diameter of 2 mm dried at 120 ° C. for 24 hours (SM manufactured by VAW Aluminum AG)
-27 molded into pellets with silica sol) Approx. 1
00 ml (60 g) was added to the above cerium nitrate aqueous solution,
After standing for 30 minutes, the pores of the zeolite pellets were sufficiently impregnated with the cerium nitrate aqueous solution.

【0030】次いで、このように処理したゼオライトの
ペレットを濾別し、ペレットの表面に付着した過剰の水
溶液を除去した後、これを6重量%のアンモニア水20
0mlに投入し、1時間放置して、ゼオライトの細孔内
で硝酸セリウムを中和加水分解させた。次いで、このよ
うにして、酸化セリウムを担持させたゼオライトをイオ
ン交換水にて十分に洗浄した後、500℃で3時間焼成
して、酸化セリウムを担持率10重量%にて担持させた
ゼオライトからなる触媒A−11を得た。
Next, the zeolite pellets thus treated were filtered off to remove the excess aqueous solution adhering to the surface of the pellets, which was then washed with 6% by weight of ammonia water 20.
The mixture was added to 0 ml and left for 1 hour to neutralize and hydrolyze cerium nitrate in the pores of the zeolite. Then, in this way, the zeolite supporting cerium oxide was thoroughly washed with ion-exchanged water, and then calcined at 500 ° C. for 3 hours to remove the zeolite supporting cerium oxide at a supporting rate of 10% by weight. Catalyst A-11 was obtained.

【0031】実施例12 酸型モルデナイト(SiO/Al比16、日本
化学工業(株)製HM−23)100gを硝酸ジルコニ
ル水溶液(ZrOとして100g/l濃度)に浸漬
し、攪拌しながら、70℃に1時間保持し、水素イオン
をジルコニウムイオンとイオン交換させた。これを濾
過、水洗して得たゼオライトケーキを乾燥させた後、6
50℃で4時間焼成して、Zrを3.3重量%担持させ
たZr−モルデナイトからなる触媒A−12を得た。こ
の触媒の比表面積は391m/gであった。
Example 12 100 g of acid type mordenite (SiO 2 / Al 2 O 3 ratio 16, HM-23 manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was immersed in an aqueous zirconyl nitrate solution (concentration of 100 g / l as ZrO 2 ) and stirred. While maintaining at 70 ° C. for 1 hour, hydrogen ions were exchanged with zirconium ions. This was filtered, washed with water, and the obtained zeolite cake was dried.
The catalyst was calcined at 50 ° C. for 4 hours to obtain a catalyst A-12 made of Zr-mordenite carrying 3.3% by weight of Zr. The specific surface area of this catalyst was 391 m 2 / g.

【0032】実施例13 塩化スズ(SnCl)3.43gを用いた以外は、実
施例1と同様にして、SnOをSnとして1重量%担
持させた触媒A−13を得た。
Example 13 A catalyst A-13 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3.43 g of tin chloride (SnCl 4 ) was used to carry 1% by weight of SnO 2 as Sn.

【0033】実施例14 実施例1において用いたものと同じγ−アルミナ自体を
触媒−14とした。
Example 14 The same γ-alumina as that used in Example 1 was used as the catalyst-14.

【0034】(2)評価試験 実施例1〜14、で得た触媒について、下記の試験条件
により、窒素酸化物含有ガスの窒素酸化物接触還元を行
い、窒素酸化物の除去率を下記の算式により求めた。 (試験条件I) ガス組成 NO 5ppm NH 5ppm 含酸素有機化合物あるいは炭化水素 表に記載の通り SO 100ppm O 10% HO 5% N バランス ▲−▼空間速度 10,000Hr−1 反応温度 200℃、300℃、350℃、40
0℃
(2) Evaluation test The catalysts obtained in Examples 1 to 14 were subjected to nitrogen oxide catalytic reduction of nitrogen oxide-containing gas under the following test conditions, and the nitrogen oxide removal rate was calculated by the following formula. Sought by. (Test condition I) Gas composition NO 5ppm NH 3 5ppm Oxygen-containing organic compound or hydrocarbon As described in the table SO 2 100ppm O 2 10% H 2 O 5% N 2 balance ▲-▼ space velocity 10,000Hr -1 reaction Temperature 200 ℃, 300 ℃, 350 ℃, 40
0 ° C

【0035】結果は表1に示すとおりである。The results are shown in Table 1.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】(試験条件II) 実施例15 還元剤として、触媒A−5を用い、ガス組成において、
第1の還元剤としてNHの添加量が4ppm(窒素酸
化物に対して0.8倍モル)であり、第2の還元剤とし
てメタノール20ppm(窒素酸化物に対して4倍モ
ル)、及びアセトン20ppm(窒素酸化物に対して4
倍モル)となるようにそれぞれの還元剤を用いその他の
反応条件は試験条件Iと同様にして反応を行った。なお
この時反応御のガス中のNH濃度も同様に測定した。
結果を表2に示す。
(Test Conditions II) Example 15 Catalyst A-5 was used as a reducing agent, and in a gas composition,
The addition amount of NH 3 as the first reducing agent is 4 ppm (0.8 times moles with respect to nitrogen oxides), the second reducing agent is 20 ppm of methanol (4 times moles with respect to nitrogen oxides), and Acetone 20ppm (4 with respect to nitrogen oxides
The reaction was performed in the same manner as in the test condition I except that each reducing agent was used in an amount of 2 times the molar amount. At this time, the NH 3 concentration in the reaction control gas was similarly measured.
The results are shown in Table 2.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】(試験条件III)触媒としてA−4を用
い、還元剤として、アンモニアとメタノールを併用し、
それぞれの量を種々に変化させた。還元剤としてアンモ
ニアを用いた場合は、その添加量がガス組成において
2.5〜5ppm(窒素酸化物に対して0.5〜1.0
倍モル)の範囲となるように、またメタノールを用いた
場合は、その添加量がガス組成において5〜25ppm
(窒素酸化物に対して1〜5倍モル)となるように用い
た。なおその他の試験条件は、試験条件Iと同様にして
反応を行った。結果を表3に示す。
(Test condition III) A-4 was used as a catalyst, and ammonia and methanol were used together as a reducing agent.
Each amount was variously changed. When ammonia is used as the reducing agent, its addition amount is 2.5 to 5 ppm in gas composition (0.5 to 1.0 with respect to nitrogen oxides).
The amount of addition is 5 to 25 ppm in terms of gas composition when methanol is used.
It was used so as to be 1 to 5 times the molar amount of nitrogen oxide. The other test conditions were the same as those of Test Condition I, and the reaction was performed. The results are shown in Table 3.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】(試験条件IV)触媒としてA−4を用
い、アンモニアを4ppm(窒素酸化物に対して0.5
倍モル)第2の還元剤としてエタノール又はイソプロパ
ノールをガス組成に対して20ppmとなるように用い
た。なおその他の試験条件は試験条件Iと同様にして反
応を行った。結果を表4に示す。
(Test condition IV) A-4 was used as a catalyst, and ammonia was added at 4 ppm (0.5 to the nitrogen oxide).
Double mole) Ethanol or isopropanol was used as the second reducing agent so as to be 20 ppm with respect to the gas composition. The other test conditions were the same as those of Test Condition I, and the reaction was carried out. The results are shown in Table 4.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】比較例1 触媒としてA−1及びA−5を用い還元剤としてアンモ
ニア又はメタノールあるいはアセトンを単独で用いた。
還元剤量はアンモニアの場合4ppm、メタノールある
いはアセトンの場合20ppmとなるように用いた。結
果を表5に示す。
Comparative Example 1 A-1 and A-5 were used as catalysts, and ammonia or methanol or acetone was used alone as a reducing agent.
The amount of reducing agent used was 4 ppm for ammonia and 20 ppm for methanol or acetone. The results are shown in Table 5.

【0044】[0044]

【表5】 [Table 5]

【0045】[0045]

【発明の効果】上記の如く、本発明はNOxを高効率
で、とりわけ低濃度窒素酸化物を効率よく処理ガス中に
還元剤であるアンモニアをリークせず還元することがで
きる。
As described above, according to the present invention, NOx can be reduced with high efficiency, and particularly low-concentration nitrogen oxides can be reduced efficiently without leaking ammonia as a reducing agent into the processing gas.

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/04 ZAB A 23/06 ZAB A 23/14 ZAB A 23/22 ZAB A 23/26 ZAB A 23/30 ZAB A 23/34 ZAB A 23/72 ZAB A 23/74 ZAB 23/745 23/755 B01D 53/36 ZAB B01J 23/74 301 A 321 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B01J 21/04 ZAB A 23/06 ZAB A 23/14 ZAB A 23/22 ZAB A 23/26 ZAB A 23/30 ZAB A 23/34 ZAB A 23/72 ZAB A 23/74 ZAB 23/745 23/755 B01D 53/36 ZAB B01J 23/74 301 A 321 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、NHにより接
触還元する方法において、さらに含酸素有機化合物及び
炭化水素から選ばれる少なくとも1種を還元剤として添
加することを特徴とする窒素酸化物還元方法。
1. A method for catalytically reducing nitrogen oxides in exhaust gas with NH 3 , wherein at least one selected from oxygen-containing organic compounds and hydrocarbons is further added as a reducing agent. How to reduce.
【請求項2】排ガス中に含まれる窒素酸化物に対して、
(a)アンモニアを1.0倍モル量以下の範囲にて用い
るとともに(b)含酸素有機化合物及び炭化水素から選
ばれる少なくとも1種を0.1〜10倍モルの範囲にて
用いる請求項1記載の窒素酸化物の接触還元方法
2. With respect to nitrogen oxides contained in exhaust gas,
(A) Ammonia is used in a range of 1.0 times or less, and (b) at least one selected from oxygen-containing organic compounds and hydrocarbons is used in a range of 0.1 to 10 times. Method for catalytic reduction of nitrogen oxides described
【請求項3】含酸素有機化合物がアルコール類、エーテ
ル類、ケトン類又はカルボン酸エステル類である請求項
1又は2記載の窒素酸化物の接触還元方法
3. The method for catalytic reduction of nitrogen oxides according to claim 1, wherein the oxygen-containing organic compound is an alcohol, an ether, a ketone or a carboxylic acid ester.
【請求項4】アルコール類がメタノール、エタノール又
はイソプロパノールである請求項1又は3記載の窒素酸
化物の接触還元方法
4. The method for catalytic reduction of nitrogen oxides according to claim 1, wherein the alcohol is methanol, ethanol or isopropanol.
【請求項5】炭化水素がオレフィン類である請求項1又
は2記載の窒素酸化物の接触還元方法
5. The method for catalytic reduction of nitrogen oxides according to claim 1, wherein the hydrocarbon is an olefin.
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