JPH07256115A - 燃焼触媒 - Google Patents

燃焼触媒

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Publication number
JPH07256115A
JPH07256115A JP6050225A JP5022594A JPH07256115A JP H07256115 A JPH07256115 A JP H07256115A JP 6050225 A JP6050225 A JP 6050225A JP 5022594 A JP5022594 A JP 5022594A JP H07256115 A JPH07256115 A JP H07256115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activator
catalyst
combustion
coated
catalytic reaction
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.)
Pending
Application number
JP6050225A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Imai
哲也 今井
Iwao Tsukuda
岩夫 佃
Satonobu Yasutake
聡信 安武
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 Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP6050225A priority Critical patent/JPH07256115A/ja
Publication of JPH07256115A publication Critical patent/JPH07256115A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼触媒、特にガスタービン用触媒燃焼器に
適用される燃焼触媒に関する。 【構成】 金属を基材として活性体を担持させたハニカ
ム構造の燃焼触媒において、金属ケーシング内に複数の
金属製管を集合させてなり、該金属製管の内壁または外
壁のいずれか一方に触媒反応を起こす活性体がコートさ
れ、他方には活性体がコートされていないか、または上
記活性体よりも低活性の活性体がコートされているよう
に構成されてなる燃焼触媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼触媒に関し、特にガ
スタービン用触媒燃焼器に適用される燃焼触媒に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のハニカム構造の燃焼触媒の一例を
図5に示す。図5に示す従来の燃焼触媒は流体流路(以
下、セルと称す)表面1の全てに触媒反応を起こす活性
体2を有している。また、本発明者らは、図6に示すよ
うに、ハニカムのセルのうち、触媒反応を起こす活性体
を有する流路に隣接するセルのうちの少なくとも一つの
セルを触媒反応を起こす活性体を有しないようにしてな
ることを特徴とする燃焼触媒を先に提案した(特願平4
−235699号参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図5に示すような触媒
反応により燃焼させるいわゆる触媒燃焼では、燃焼しが
たい希薄予混合気あるいは低カロリーガスの予混合気の
燃焼が可能となる利点があるが、ハニカム状の燃焼触媒
では燃焼熱により、ハニカム基材、担体、活性体からな
る壁面(以下、触媒壁面という)が加熱され、そのた
め、下記のような不具合が発生する。 (1)触媒壁面が過熱し焼損したり触媒活性が劣化する
などの欠点があり、充分な寿命を有しない。 (2)触媒壁面が過熱すると、触媒活性が時間的及び空
間的に変化するいわゆる自己振動現象を生じ触媒性能が
変化する。また、その繰り返しにより触媒寿命が短くな
る欠点がある。
【0004】また、図6に示すようなハニカム構造の燃
焼触媒において、触媒反応を起こす活性体を有するセル
及びこれに隣接するセルのうちの少なくとも一つのセル
を触媒反応を起こす活性体を有しないようにした触媒で
は、活性体を有するセルでは燃焼反応の進行に伴いガス
温度が他のセルより高くなるため、活性体を有するセル
へガスが充分流れなくなり、燃焼率が低くなるという問
題がある。本発明は上記技術水準に鑑み、従来のハニカ
ム型燃焼触媒におけるような不具合のない燃焼触媒を提
供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は (1)金属を基材として活性体を担持させたハニカム構
造の燃焼触媒において、金属ケーシング内に複数の金属
製管を集合させてなり、該金属製管の内壁または外壁の
いずれか一方に触媒反応を起こす活性体がコートされ、
他方には活性体がコートされていないように構成してな
ることを特徴とする燃焼触媒。 (2)上記(1)における金属製管が、その内壁または
外壁のいずれか一方に触媒反応を起こす活性体がコート
され、他方には上記活性体よりも低活性の活性体がコー
トされているように構成されてなることを特徴とする燃
焼触媒。 である。
【0006】
【作用】活性体を有する壁面で囲まれたセルに可燃性予
混合気を供給すると触媒反応により燃焼反応が行われ
る。これにより触媒壁面は加熱されるが、隣接するセル
は活性体を有していないか、前記セルよりも低い活性体
を有しているため、この隣接セルに可燃性予混合気を供
給しても燃焼反応が行われないか、わずかに行われるの
みである。したがって、この予混合気は触媒壁面を冷却
することとなり、触媒燃焼を行わせても燃焼壁面が過熱
されることはない。
【0007】また本発明では、金属製管の内壁または外
壁のいずれか一方に活性体をコートし、これらの金属製
管を図1〜図4に示すように集合させたものを燃焼触媒
としており、図1〜図4からもわかるように、活性体を
有する壁面で囲まれたセルと活性体を有していないか、
前記セルよりも低い活性体を有する壁面で囲まれたセル
の形状及び断面積が異なるため、ガス流速及びそれに伴
い物質移動係数、伝熱係数がセルにより異なるから、触
媒壁面温度の制御が可能となる。なお、図1〜図4では
金属製管を集合する金属ケーシングは図示省略してあ
る。
【0008】また、金属を基材としたハニカム構造の触
媒では、一般にコルゲート加工したものが、殆どである
が(特開昭59−162317号、63−125641
号各公報など、日産技報 No.24、p.12、19
88年など)、本発明のように複数の金属製管を集合さ
せてモノリシス構造の燃焼触媒を製造する方法を用いる
ことにより、セルの断面積が容易に変えることができ、
かつ一方の壁面のみに活性体をコートすることも容易で
あり、触媒の製造面からも、従来の触媒よりも優れてい
る。
【0009】また、本発明の金属製管の材料としては、
800℃以上で長時間使用できるものであれば特に制限
はなく、例えば、ステンレス鋼(SUS310など)、
Fe−20%Cr−5%Al系の合金でLaなどを微量
添加した耐酸化性ステンレス鋼、ニッケル合金(インコ
ネル、ハステロイなど)などが利用できる。
【0010】
【実施例】ジルコニア・アルミナ複合酸化物(Zr
2 :Al2 3 の重量比=20:80)粉末を硝酸パ
ラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後500℃で焼成した粉
末(活性体と称す)にバインダを添加したスラリーを1
平方インチ当たり60個の開口部(60セル)を有する
ハニカム状のコージェライト基材(セルピッチ 約3.
3mm、セル壁厚 約0.55mm)にコートし、10
00℃で焼き付けることにより、下記に示す比較触媒
1、2を調製した。図5に示すような全てのセルに活性
体をコートした長さ100mmの比較触媒1(PdOコ
ート量:100g/リットル−ハニカム、ZrO2 ・A
2 3 コート量:180g/リットル−ハニカム)及
びコージェライト基材のみかけ表面積当たりのコート量
を同一にして図6に示すように一つおきのセルに活性体
をコートした長さ100mmの比較触媒2(PdOコー
ト量:52g/リットル−ハニカム、ZrO2 ・Al2
3 コート量:93.6g/リットル−ハニカム)を調
製した。
【0011】ジルコニア・アルミナ複合酸化物(ZrO
2 :Al2 3 の重量比=20:80)粉末を硝酸パラ
ジウム水溶液に浸漬し、乾燥後500℃で焼成した粉末
(活性体と称す)にバインダを添加したスラリーを外径
6mm、内径4mm、長さ100mmのSUS310製
の管にコートし、1000℃で焼き付けることにより、
下記表1及び図1〜図4に示すような触媒1〜4を調製
した。なお、触媒4は外径6mm、内径4mm、長さ1
00mmの管と外径4mm、内径2mm、長さ100m
mの管とを図4に示すように集合させたものである。
【0012】
【表1】
【0013】これらの触媒を、メタン3.6%(残部:
空気)含有ガスを用い、入口ガス圧力:3kg/cm2
G、入口ガス温度400℃、実ガス流速20m/sの条
件で燃焼試験を行った結果を表2に示す。
【0014】
【表2】
【0015】表2に示すように、従来の比較触媒1,2
では燃焼時の触媒壁面温度が1000℃以上まで上昇し
たのに対して、本発明の触媒1〜触媒4では触媒壁面温
度が900℃以下に保持できた。また、上記燃焼試験を
同一条件で1000時間継続した結果、比較触媒1につ
いてはメタン燃焼率が27%に、また比較触媒2につい
てはメタン燃焼率が21%に低下したのに対し、本発明
の触媒1、触媒2、触媒3、触媒4についてはメタン燃
焼率が、各々36%、33%、42%、24%とわずか
に低下しただけであった。
【0016】以上、本発明のハニカム構造燃焼触媒の実
施例として、金属製管の断面が円型のものについて説明
したが、断面が四角型、三角型、六角型、正弦型、星型
等のものでも、さらにはこれら断面の異なる金属管を任
意に集合させても、同様な効果を奏することは自明であ
ろう。
【0017】
【発明の効果】本発明により、触媒壁面温度が1000
℃以下で、かつ燃焼しにくいメタンの燃焼率を20%以
上に保持でき、長時間の使用に対しても燃焼率の低下が
生じない燃焼触媒を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の触媒1の構成の説明図。
【図2】本発明の一実施例の触媒2の構成の説明図。
【図3】本発明の一実施例の触媒3の構成の説明図。
【図4】本発明の一実施例の触媒4の構成の説明図。
【図5】従来の燃焼触媒の一態様の比較触媒1の構成の
説明図。
【図6】従来の燃焼触媒の一態様の比較触媒2の構成の
説明図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属を基材として活性体を担持させたハ
    ニカム構造の燃焼触媒において、金属ケーシング内に複
    数の金属製管を集合させてなり、該金属製管の内壁また
    は外壁のいずれか一方に触媒反応を起こす活性体がコー
    トされ、他方には活性体がコートされていないように構
    成してなることを特徴とする燃焼触媒。
  2. 【請求項2】 請求項1における金属製管が、その内壁
    または外壁のいずれか一方に触媒反応を起こす活性体が
    コートされ、他方には上記活性体よりも低活性の活性体
    がコートされているように構成されてなることを特徴と
    する燃焼触媒。
JP6050225A 1994-03-22 1994-03-22 燃焼触媒 Pending JPH07256115A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6050225A JPH07256115A (ja) 1994-03-22 1994-03-22 燃焼触媒

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JP6050225A JPH07256115A (ja) 1994-03-22 1994-03-22 燃焼触媒

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JPH07256115A true JPH07256115A (ja) 1995-10-09

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ID=12853105

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JP6050225A Pending JPH07256115A (ja) 1994-03-22 1994-03-22 燃焼触媒

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JP (1) JPH07256115A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6174159B1 (en) * 1999-03-18 2001-01-16 Precision Combustion, Inc. Method and apparatus for a catalytic firebox reactor
WO2001075364A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Precision Combustion, Inc. Method and apparatus for a catalytic firebox reactor
WO2002092212A3 (en) * 2001-05-15 2004-02-12 Precision Combustion Inc Conduit positioner

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WO2001075364A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Precision Combustion, Inc. Method and apparatus for a catalytic firebox reactor
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20001107