JPH0760059A - Removing process for nitrogen oxide - Google Patents

Removing process for nitrogen oxide

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JPH0760059A
JPH0760059A JP5207479A JP20747993A JPH0760059A JP H0760059 A JPH0760059 A JP H0760059A JP 5207479 A JP5207479 A JP 5207479A JP 20747993 A JP20747993 A JP 20747993A JP H0760059 A JPH0760059 A JP H0760059A
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Japan
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exhaust gas
zeolite
catalyst
copper
phosphate
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JP5207479A
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Hiroshi Miura
比呂志 三浦
Senji Kasahara
泉司 笠原
Hidekazu Aoyama
英和 青山
Kazuhiko Sekizawa
和彦 関沢
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a process for cleaning exhaust gas by using an exhaust gas cleaning catalyst of superior durability at the high temperature in the presence of initial activity and water vapor, particularly exhaust gas containing oxygen excessively exhausted out of an internal combustion engine of an automobile or the like without using a reducer such as ammonia. CONSTITUTION:A catalyst composed of SiO2/Al2O3 molar ratio of at least 15 or more on which copper phosphate and active metallic seeds of one kind or more are supported, is brought into contact with exhaust gas of excessive oxygen containing a nitrogen oxide and hydrocarbon.

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、ボイラー、自動車エン
ジン等から排出される窒素酸化物を含有する酸素過剰の
排ガスを触媒を用いて処理する方法に関し、更に詳細に
は、活性及び耐久性の非常に優れた触媒を用いて窒素酸
化物を除去する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating an oxygen-rich exhaust gas containing nitrogen oxides discharged from a boiler, an automobile engine, etc. by using a catalyst, and more specifically, to a method for treating activity and durability. The present invention relates to a method for removing nitrogen oxides using a very excellent catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボイラー、自動車エンジン等から排出さ
れる排ガス中の窒素酸化物を除去する方法として、触媒
の存在下でアンモニアを用いる選択的接触還元法、ま
た、排ガスを触媒に通し、未燃焼の一酸化炭素及び炭化
水素により還元する非選択的接触還元法等が実用化され
ている。
2. Description of the Related Art As a method for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from a boiler, an automobile engine, etc., a selective catalytic reduction method using ammonia in the presence of a catalyst, and an unburned gas by passing the exhaust gas through the catalyst The non-selective catalytic reduction method of reducing carbon monoxide and hydrocarbons has been put to practical use.

【0003】特開昭60−125250号公報には、還
元剤非共存下で窒素酸化物を直接接触分解できる触媒と
して銅イオン交換したゼオライトが提案されている。
JP-A-60-125250 proposes a copper ion-exchanged zeolite as a catalyst capable of directly catalytically decomposing nitrogen oxides in the absence of a reducing agent.

【0004】また、ディーゼルエンジン、低燃費化を目
的とした希薄燃焼エンジンの排ガス浄化用に、酸素過剰
下でも、未燃焼の一酸化炭素,炭化水素等の還元成分に
より窒素酸化物を選択的に還元できる触媒として、卑金
属をゼオライト等に含有させた触媒が提案されている
(特開昭63−100919号公報)。
Further, for purification of exhaust gas of diesel engines and lean-burn engines for the purpose of reducing fuel consumption, nitrogen oxides are selectively removed by reducing components such as unburned carbon monoxide and hydrocarbons even in the presence of excess oxygen. As a catalyst that can be reduced, a catalyst in which a base metal is contained in zeolite or the like has been proposed (JP-A-63-100919).

【0005】しかしながら、これらの提案されている触
媒は、特に高温での耐久性に問題があり、実用化される
に至っていない。
However, these proposed catalysts have problems in durability, especially at high temperatures, and have not been put into practical use.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アン
モニア等の還元剤を使用することなく、自動車等の内燃
機関から排出される、特に酸素過剰の排ガスを、初期活
性、並びに水蒸気の存在する高温での耐久性に優れる排
ガス浄化用触媒を用いて排ガスを浄化する方法を提供す
るものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to obtain exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile, especially in excess of oxygen, without using a reducing agent such as ammonia, and to obtain initial activity and presence of water vapor. The present invention provides a method for purifying exhaust gas using an exhaust gas-purifying catalyst having excellent durability at high temperatures.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意検討した結果、リン酸銅及び一種類以上の
活性金属を導入した触媒を用いることにより、高温で使
用された後も効率よく排ガス浄化できることを見出し、
本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have found that by using a catalyst into which copper phosphate and one or more kinds of active metals are introduced, the efficiency is improved even after being used at high temperature. Finding that exhaust gas can be purified well,
The present invention has been completed.

【0008】すなわち本発明は、SiO2/Al23
ル比が少なくとも15以上のゼオライトに、リン酸銅お
よび一種類以上の活性金属種を含有させた触媒を用い
て、窒素酸化物及び炭化水素を含有する酸素過剰の排ガ
スから窒素酸化物を除去する方法を提供するものであ
る。
That is, the present invention uses a catalyst in which copper phosphate and one or more kinds of active metal species are contained in a zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15 or more, to obtain nitrogen oxides and carbonization. It is intended to provide a method for removing nitrogen oxides from an oxygen-excess exhaust gas containing hydrogen.

【0009】以下、本発明をより詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0010】本発明で用いられる触媒は、SiO2/A
23モル比が少なくとも15以上のゼオライトに、リ
ン酸銅および一種類以上の活性金属種を含有させた触媒
である。
The catalyst used in the present invention is SiO 2 / A
A catalyst in which copper phosphate and one or more kinds of active metal species are contained in a zeolite having an l 2 O 3 molar ratio of at least 15 or more.

【0011】本発明において用いられる原料ゼオライト
のSiO2/Al23モル比は、15以上であることが
必須である。また、SiO2/Al23モル比はその上
限が限定されるものではない。SiO2/Al23モル
比が15未満であると、十分な耐久性が得られない。好
ましくは15〜200である。
It is essential that the raw material zeolite used in the present invention has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 15 or more. The upper limit of the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is not limited. If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than 15, sufficient durability cannot be obtained. It is preferably 15 to 200.

【0012】また、ゼオライトの種類は特に限定されな
いが、例えば、モルデナイト、フェリエライト、ゼオラ
イトβ、ZSM−5、ZSM−8、ZSM−11、ZS
M−12、ZSM−20、ZSM−35等のゼオライト
が使用できる。その中でもZSM−5が好適に用いられ
る。またこれらのゼオライトの製造方法は限定されるも
のではない。またゼオライトY、ゼオライトL等のゼオ
ライトを脱アルミニウムしたものであっても良い。
The type of zeolite is not particularly limited, and examples thereof include mordenite, ferrierite, zeolite β, ZSM-5, ZSM-8, ZSM-11 and ZS.
Zeolites such as M-12, ZSM-20 and ZSM-35 can be used. Among them, ZSM-5 is preferably used. Further, the method for producing these zeolites is not limited. Alternatively, the zeolite such as zeolite Y or zeolite L may be dealuminated.

【0013】原料ゼオライトは、合成品あるいはそのか
焼品等が用いられるが、原料ゼオライト中のNa等のイ
オンをアンモニウム塩あるいは鉱酸等で処理し、H型あ
るいはアンモニウム型として用いることもできる。更に
は、K,Cs,Ba等でイオン交換して用いることもで
きる。
As the raw material zeolite, a synthetic product or a calcined product thereof is used, but it is also possible to treat the ions such as Na in the raw material zeolite with an ammonium salt or a mineral acid and use it as an H type or an ammonium type. Further, K, Cs, Ba or the like can be used after ion exchange.

【0014】触媒へのリン酸銅の導入方法は特に限定さ
れないが、例えば通常の水溶液又は有機溶媒を使用した
含浸担持法、蒸発乾固法、また、固相や液相でリン酸銅
と物理的に混合する物理混合法、また、銅塩水溶液(例
えば、酢酸銅、硝酸銅、硫酸銅、塩化銅等の可溶性の銅
塩)とリン酸塩水溶液(例えばオルトリン酸、ピロリン
酸、メタリン酸、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水
素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム等の可溶性の
リン酸塩)をゼオライト存在下で混合し、リン酸銅を沈
殿させる沈殿法等より導入することも出来る。この場
合、沈殿法による導入が好ましい。リン酸銅の導入量は
特に限定されないが、リン酸銅中のP原子がゼオライト
中のAl原子のモル数に対して0.01〜10倍が好ま
しく、さらには0.10〜1.00倍がより好ましい。
リン酸銅を含有した触媒を安定化するために、100℃
〜900℃、好ましくは300〜800℃で熱処理を行
なってもよい。熱処理の雰囲気は特に限定されないが、
真空、空気、水蒸気等の雰囲気が挙げられる。
The method of introducing copper phosphate into the catalyst is not particularly limited, but for example, an impregnation-supporting method using an ordinary aqueous solution or an organic solvent, an evaporative dryness method, or a method in which solid phase or liquid phase and copper phosphate and physical properties are used. Physical mixing method, or a copper salt aqueous solution (for example, soluble copper salts such as copper acetate, copper nitrate, copper sulfate, and copper chloride) and a phosphate aqueous solution (for example, orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, A soluble phosphate such as ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate) may be mixed in the presence of zeolite, and copper phosphate may be precipitated by a precipitation method or the like. In this case, the introduction by the precipitation method is preferable. The amount of copper phosphate introduced is not particularly limited, but the amount of P atoms in copper phosphate is preferably 0.01 to 10 times, more preferably 0.10 to 1.00 times, the number of moles of Al atoms in the zeolite. Is more preferable.
100 ° C. to stabilize the catalyst containing copper phosphate
The heat treatment may be performed at up to 900 ° C, preferably 300 to 800 ° C. The atmosphere for heat treatment is not particularly limited,
Examples of the atmosphere include vacuum, air, and steam.

【0015】リン酸銅を導入したゼオライトは、一種以
上の活性金属種が導入される。活性金属種としては通常
排ガス浄化に使用される金属であれば良く、例えば、C
u,Ag,Au等のIb族、Fe,Co,Ni,Ru,
Rh,Pd,Pt等のVIII族、Cr,Mo等のVI
a族、あるいは、Mn等のVIIa族が用いられる。特
に好ましくはCuあるいはCoである。
One or more kinds of active metal species are introduced into the zeolite into which copper phosphate is introduced. The active metal species may be any metal that is usually used for exhaust gas purification, such as C
Ib group such as u, Ag, Au, Fe, Co, Ni, Ru,
Group VIII such as Rh, Pd and Pt, VI such as Cr and Mo
Group a or Group VIIa such as Mn is used. Particularly preferred is Cu or Co.

【0016】活性金属の導入方法は特に限定されず、含
浸担持法、蒸発乾固法、イオン交換法等の手法を用いる
ことができる。活性金属はゼオライトのイオン交換サイ
トに存在する場合に、高温でより高耐久性となる為に、
イオン交換法で活性金属を導入することが好ましい。
The method of introducing the active metal is not particularly limited, and a method such as an impregnating and supporting method, an evaporation-drying method and an ion exchange method can be used. When the active metal exists in the ion exchange site of zeolite, it becomes more durable at high temperature,
It is preferable to introduce the active metal by the ion exchange method.

【0017】イオン交換は、リン酸銅を導入したゼオラ
イトを、活性金属の塩を含む水溶液中に混合し、攪拌、
洗浄して行われる。
Ion exchange is carried out by mixing copper phosphate-introduced zeolite with an aqueous solution containing a salt of an active metal, stirring,
It is done by washing.

【0018】活性金属の塩としては、活性金属の塩化
物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の塩が好適に用いられ
る。また、活性金属のアンミン錯塩等も好適に用い得
る。
As the active metal salt, salts of active metal chlorides, nitrates, sulfates, acetates and the like are preferably used. Further, an ammine complex salt of an active metal or the like can also be preferably used.

【0019】イオン交換の際の活性金属の添加量、濃
度、交換温度、時間等は特に限定されず、一般的に行わ
れている方法で良い。活性金属の添加量は、十分な活
性、耐久性を持たせる為には、ゼオライト中のAlに対
し、0.5〜20倍当量が好ましい。また、イオン交換
のスラリ−濃度は、通常行われる5〜50%が好まし
い。また、イオン交換温度、時間は、十分な活性、耐久
性を持たせる為に、室温〜100℃の温度、5分〜3日
の時間であることが好ましい。また、必要に応じて、イ
オン交換操作を繰り返し行うこともできる。
The addition amount, concentration, exchange temperature, time, etc. of the active metal at the time of ion exchange are not particularly limited, and a commonly used method may be used. The amount of the active metal added is preferably 0.5 to 20 times equivalent to Al in the zeolite in order to provide sufficient activity and durability. Further, the ion exchange slurry concentration is preferably 5 to 50% which is usually performed. Further, the ion exchange temperature and time are preferably room temperature to 100 ° C. and 5 minutes to 3 days in order to have sufficient activity and durability. Further, the ion exchange operation can be repeated if necessary.

【0020】以上の様にして、本発明で用いられる排ガ
ス浄化触媒を調製することができる。
The exhaust gas purifying catalyst used in the present invention can be prepared as described above.

【0021】また、原料ゼオライトに一種以上の活性金
属を導入した後に、上記の方法でリン酸銅を導入して排
ガス浄化触媒として用いることもできる。
It is also possible to introduce one or more active metals into the raw material zeolite and then introduce copper phosphate by the above method to use it as an exhaust gas purifying catalyst.

【0022】本発明で用いられる排ガス浄化用触媒は、
粘土鉱物等のバインダーと混合し成形して使用すること
もできる。また、予め原料ゼオライトあるいはリン酸銅
を導入したゼオライトを成形し、その成形体にリン酸銅
あるいは活性金属を導入させることもできる。ゼオライ
トを成形する際に用いられるバインダーとしては、カオ
リン、アタパルガイト、モンモリロナイト、ベントナイ
ト、アロフェン、セピオライト等の粘土鉱物である。あ
るいは、バインダーを用いずに成形体を直接合成したバ
インダレスゼオライト成形体であっても良い。また、コ
ージェライト製あるいは金属製のハニカム状基材に本発
明で用いられる排ガス浄化用触媒をウォッシュコートし
て用いることもできる。
The exhaust gas-purifying catalyst used in the present invention is
It can also be used by mixing with a binder such as clay mineral and molding. It is also possible to preform the raw material zeolite or zeolite into which copper phosphate has been introduced in advance and introduce copper phosphate or an active metal into the formed body. Binders used when forming zeolite are clay minerals such as kaolin, attapulgite, montmorillonite, bentonite, allophane, and sepiolite. Alternatively, it may be a binderless zeolite molded product obtained by directly synthesizing a molded product without using a binder. Further, the exhaust gas-purifying catalyst used in the present invention can be wash-coated on a honeycomb-shaped substrate made of cordierite or metal.

【0023】この様にして調製された排ガス浄化用触媒
は、窒素酸化物及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガスと
接触させ、窒素酸化物除去を行う。本発明で用いられる
排ガスは、窒素酸化物及び炭化水素を含み酸素過剰であ
ることが必須であるが、一酸化炭素,水素,アンモニア
等が含まれている場合にも有効である。酸素過剰の排ガ
スとは、排ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素、水
素を完全に酸化するのに必要な酸素量よりも過剰な酸素
が含まれていることを示す。例えば、自動車等の内燃機
関から排出される排ガスの場合には、空燃比が大きい状
態(リーン領域)である。
The exhaust gas-purifying catalyst thus prepared is contacted with an exhaust gas in excess of oxygen containing nitrogen oxides and hydrocarbons to remove nitrogen oxides. It is essential that the exhaust gas used in the present invention contains nitrogen oxides and hydrocarbons and is in excess of oxygen, but it is also effective when it contains carbon monoxide, hydrogen, ammonia and the like. Exhaust gas in excess of oxygen means that excess oxygen is contained in excess of the amount of oxygen required to completely oxidize carbon monoxide, hydrocarbons and hydrogen contained in the exhaust gas. For example, in the case of exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like, the air-fuel ratio is large (lean region).

【0024】窒素酸化物を除去する際の空間速度、温度
等は特に限定されないが、空間速度100〜50000
0hr-1、温度200〜800℃であることが好まし
い。
The space velocity, temperature, etc. for removing nitrogen oxides are not particularly limited, but the space velocity is 100 to 50,000.
It is preferable that the temperature is 0 hr −1 and the temperature is 200 to 800 ° C.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例において本発明を更に詳細に説
明する。しかし、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

【0026】実施例1 攪拌状態にある実容積2リットルのオーバーフロータイ
プの反応槽に、珪酸ソーダ水溶液(SiO2;250g
/リットル,Na2O;82g/リットル,Al23
2.8g/リットル)と、硫酸アルミニウム水溶液(A
23;8.8g/リットル,H2SO4;370g/リ
ットル)とをそれぞれ3リットル/hr,1リットル/
hrの速度で連続的に供給した。反応温度は30〜32
℃、排出されるスラリーのpHは6.7〜7.0であっ
た。
Example 1 A sodium silicate aqueous solution (SiO 2 ; 250 g) was placed in an overflow type reaction tank having an actual volume of 2 liters in a stirring state.
/ L, Na 2 O; 82 g / L, Al 2 O 3 ;
2.8 g / liter) and an aluminum sulfate aqueous solution (A
L 2 O 3 ; 8.8 g / liter, H 2 SO 4 ; 370 g / liter) and 3 liter / hr, 1 liter / hr, respectively.
It was continuously fed at a rate of hr. Reaction temperature is 30-32
C., the pH of the discharged slurry was 6.7 to 7.0.

【0027】排出スラリーを固液分離し十分水洗した
後、Na2O;0.75wt%,Al23;0.77w
t%,SiO2;36.1wt%,H2O;62.5wt
%の粒状無定形アルミノ珪酸塩均一化合物を得た。該均
一化合物2,860gと3.2wt%のNaOH水溶液
6,150gとをオートクレーブに仕込み、160℃で
72時間攪拌下で結晶化した。生成物を固液分離、水
洗、乾燥してZSM−5型ゼオライトを得た。化学分析
の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモル比
で表わして次の組成を有していた。
After solid-liquid separation of the discharged slurry and sufficient washing with water, Na 2 O; 0.75 wt%, Al 2 O 3 ; 0.77 w
t%, SiO 2 ; 36.1 wt%, H 2 O; 62.5 wt
% Of granular amorphous aluminosilicate homogeneous compound was obtained. The homogenous compound (2,860 g) and 3.2 wt% NaOH aqueous solution (6,150 g) were charged into an autoclave, and crystallized at 160 ° C. for 72 hours with stirring. The product was subjected to solid-liquid separation, washed with water and dried to obtain ZSM-5 type zeolite. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0028】1.03Na2O,Al23,41SiO2 このゼオライト10gを、NH4Cl;2gを含む水溶
液100ccに添加し、60℃にて20時間攪拌した
後、洗浄、乾燥してNH4イオン交換を行ない、アンモ
ニウム型ゼオライトを得た。
1.03Na 2 O, Al 2 O 3 , 41SiO 2 10 g of this zeolite was added to 100 cc of an aqueous solution containing 2 g of NH 4 Cl; the mixture was stirred at 60 ° C. for 20 hours, washed, dried and NH. Four ion exchanges were performed to obtain an ammonium type zeolite.

【0029】このアンモニウム型ゼオライト;10gを
0.034mol/リットルの酢酸銅水溶液142cc
に添加して撹拌する。そこに0.092mol/リット
ルのリン酸二水素アンモニウム水溶液71ccを滴下
し、リン酸銅を沈殿させ、60℃で2時間撹拌した後、
洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通下で500℃、5
時間焼成してリン酸銅含有ゼオライトを得た。
10 g of this ammonium type zeolite; 142 cc of 0.034 mol / liter copper acetate aqueous solution
And stir. 71 cc of 0.092 mol / liter ammonium dihydrogen phosphate aqueous solution was added dropwise thereto to precipitate copper phosphate, and after stirring at 60 ° C. for 2 hours,
Washed and dried. Then, under air circulation, 500 ° C, 5
It was calcined for a time to obtain a copper phosphate-containing zeolite.

【0030】このリン酸銅含有ゼオライトを、0.1m
ol/リットル酢酸銅水溶液41ccに添加し、50℃
で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を
行った。この操作を4回繰返した後、乾燥して触媒1を
調製した。化学分析の結果、その組成は無水ベースにお
ける酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。
0.1 μm of this copper phosphate-containing zeolite
Add to 41 cc of ol / liter copper acetate aqueous solution at 50 ° C
After stirring at 20 ° C. for 20 hours, it was washed and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation 4 times, it dried and the catalyst 1 was prepared. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0031】2.39CuO,0.28P25,Al2
3,41SiO2 実施例2 実施例1で得られたアンモニウム型ゼオライト;10g
を0.06mol/リットルの硫酸銅水溶液100cc
に添加して撹拌する。そこに0.035mol/リット
ルのリン酸水素二カリウム水溶液100ccを滴下し、
リン酸銅を沈殿させた後、洗浄し、乾燥した。次いで、
空気流通下で500℃、5時間焼成してリン酸銅含有ゼ
オライトを得た。
2.39 CuO, 0.28 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 2 Ammonium-type zeolite obtained in Example 1; 10 g
100 cc of 0.06 mol / liter copper sulfate aqueous solution
And stir. Then, 100 cc of 0.035 mol / liter dipotassium hydrogen phosphate aqueous solution was dropped,
After the copper phosphate was precipitated, it was washed and dried. Then
The mixture was calcined under air flow at 500 ° C. for 5 hours to obtain a copper phosphate-containing zeolite.

【0032】このリン酸銅含有ゼオライトを、0.1m
ol/リットル酢酸銅水溶液41ccに添加し、40℃
で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を
行った。この操作を3回繰返した後、乾燥して触媒2を
調製した。化学分析の結果、その組成は無水ベースにお
ける酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。
This copper phosphate-containing zeolite is
ol / liter copper acetate aqueous solution 41cc, 40 ℃
After stirring at 20 ° C. for 20 hours, it was washed and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation 3 times, it dried and the catalyst 2 was prepared. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0033】1.35CuO,0.12P25,Al2
3,41SiO2 実施例3 実施例1と同様な方法で調製した合成直後のナトリウム
型ゼオライト;10gを、KCl;2.8gを含む水溶
液100ccに添加し、60℃にて20時間攪拌した
後、洗浄し、この操作を2回繰返した後、乾燥してカリ
ウム型ゼオライトを得た。化学分析の結果、その組成は
無水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成
を有していた。
1.35 CuO, 0.12 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 3 10 g of as-synthesized sodium-type zeolite prepared in the same manner as in Example 1; 10 g, was added to 100 cc of an aqueous solution containing 2.8 g of KCl, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 20 hours. After washing, and repeating this operation twice, it was dried to obtain a potassium-type zeolite. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0034】K2O,Al23,41SiO2 このカリウム型ゼオライト;10gを0.06mol/
リットルの硫酸銅水溶液100ccに添加して撹拌す
る。そこに0.035mol/リットルのリン酸水素二
カリウム水溶液100ccを滴下し、リン酸銅を沈殿さ
せた後、洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通下で50
0℃、5時間焼成してリン酸銅含有ゼオライトを得た。
K 2 O, Al 2 O 3 , 41SiO 2 This potassium type zeolite; 10 g of 0.06 mol /
Add to 100 liters of copper sulphate aqueous solution and stir. Then, 100 cc of 0.035 mol / liter dipotassium hydrogen phosphate aqueous solution was added dropwise to precipitate copper phosphate, which was then washed and dried. Then 50 under air circulation
It was calcined at 0 ° C. for 5 hours to obtain a copper phosphate-containing zeolite.

【0035】このリン酸銅含有ゼオライトを、0.1m
ol/リットル酢酸銅水溶液41ccに添加し、40℃
で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を
行った。この操作を3回繰返した後、乾燥して触媒3を
調製した。化学分析の結果、その組成は無水ベースにお
ける酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。
0.1 μm of this copper phosphate-containing zeolite
ol / liter copper acetate aqueous solution 41cc, 40 ℃
After stirring at 20 ° C. for 20 hours, it was washed and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation 3 times, it dried and the catalyst 3 was prepared. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0036】1.71CuO,0.15P25,0.2
4K2O,Al23,41SiO2 実施例4 実施例1と同様な方法で調製したアンモニウム型ゼオラ
イト;10gを0.1mol/リットル酢酸銅水溶液4
1ccに添加し、アンモニア水によりpH=10.5に
調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオ
ン交換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾燥
してCu交換型ゼオライトを得た。
1.71 CuO, 0.15 P 2 O 5 , 0.2
4K 2 O, Al 2 O 3 , 41SiO 2 Example 4 Ammonium-type zeolite prepared by the same method as in Example 1; 10 g of 0.1 mol / liter copper acetate aqueous solution 4
1 cc was added, pH was adjusted to 10.5 with aqueous ammonia, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours, washed, and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation twice, it was dried to obtain a Cu-exchanged zeolite.

【0037】このCu交換型ゼオライト;10gを市販
のリン酸銅(片山化学工業製)0.23gと一緒に乳鉢
で混合した後、空気流通下で500℃、5時間焼成して
触媒4を調製した。化学分析の結果、その組成は無水ベ
ースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を有し
ていた。
10 g of this Cu-exchanged zeolite; 0.23 g of commercially available copper phosphate (manufactured by Katayama Chemical Industry Co., Ltd.) were mixed in a mortar and then calcined at 500 ° C. for 5 hours under air flow to prepare catalyst 4. did. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0038】1.49CuO,0.15P25,Al2
3,41SiO2 実施例5 実施例1と同様な方法で調製したアンモニウム型ゼオラ
イト;10gを0.1mol/リットル酢酸銅水溶液4
1ccに添加し、アンモニア水によりpH=10.5に
調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオ
ン交換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾燥
してCu交換型ゼオライトを得た。
1.49 CuO, 0.15 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41 SiO 2 Example 5 Ammonium-type zeolite prepared by the same method as in Example 1; 10 g of 0.1 mol / liter copper acetate aqueous solution 4
1 cc was added, pH was adjusted to 10.5 with aqueous ammonia, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours, washed, and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation twice, it was dried to obtain a Cu-exchanged zeolite.

【0039】このCu 交換型ゼオライト;10gを0.
06mol/リットルの硫酸銅水溶液100ccに添加
して撹拌する。そこに0.035mol/リットルのリ
ン酸水素二カリウム水溶液100ccを滴下し、リン酸
銅を沈殿させた後、洗浄し、乾燥した。次いで、空気流
通下で500℃、5時間焼成して、触媒5を調製した。
化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物
のモル比で表わして次の組成を有していた。
10 g of this Cu exchange type zeolite;
Add to 100 cc of 06 mol / liter copper sulfate aqueous solution and stir. Then, 100 cc of 0.035 mol / liter dipotassium hydrogen phosphate aqueous solution was added dropwise to precipitate copper phosphate, which was then washed and dried. Next, the catalyst 5 was prepared by firing at 500 ° C. for 5 hours under air circulation.
As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0040】2.85CuO,0.35P25,Al2
3,41SiO2 実施例6 Cuイオン交換の代わりにCoイオン交換を行ったこと
以外は、実施例1と同様に行い、触媒6を調製した。C
oイオン交換は以下のように行った。
2.85 CuO, 0.35 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 6 A catalyst 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Co ion exchange was performed instead of Cu ion exchange. C
o Ion exchange was performed as follows.

【0041】リン酸銅を担持したゼオライトを、0.2
2mol/リットルの酢酸Co(II)水溶液90cc
に添加し、60℃で20時間攪拌した後、洗浄し、Co
イオン交換を行った。この操作を2回繰り返した後、乾
燥して触媒6を調製した。化学分析の結果、その組成は
無水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成
を有していた。
Zeolite carrying copper phosphate was added to 0.2
90 cc of 2 mol / liter aqueous Co (II) acetate solution
And stirred at 60 ° C. for 20 hours, then washed with Co
Ion exchange was performed. This operation was repeated twice and then dried to prepare catalyst 6. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.

【0042】1.30CoO,0.78CuO,0.2
5P25,Al23,41SiO2 実施例7 実施例1〜6で得られた触媒1〜6を用いて耐久性評価
を行った。
1.30 CoO, 0.78 CuO, 0.2
5P 2 O 5, Al 2 O 3, were durability evaluation using the catalyst 6 obtained in 41SiO 2 Example 7 Examples 1-6.

【0043】各触媒をプレス成形した後粉砕して12〜
20メッシュに整粒した。その2ccを常圧固定床流通
式反応管に充填し、リーンバーンエンジンの排ガスを模
擬したガス(表1)を空間速度120,000/hrで
流しながら800℃で5時間耐久処理した。その後、5
50℃で30分の前処理を行なった後、各温度での定常
浄化活性を測定した。定常浄化活性は、各温度で1時間
保持した後の転化率とした。得られた結果を表2に示
す。
Each catalyst is press-molded and then pulverized to 12 to
The size was adjusted to 20 mesh. 2 cc of the mixture was charged into a fixed pressure fixed bed flow type reaction tube and subjected to a durability treatment at 800 ° C. for 5 hours while flowing a gas (Table 1) simulating the exhaust gas of a lean burn engine at a space velocity of 120,000 / hr. Then 5
After pretreatment at 50 ° C. for 30 minutes, the steady-state purification activity at each temperature was measured. The steady-state purification activity was defined as the conversion rate after holding at each temperature for 1 hour. The obtained results are shown in Table 2.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】比較例1 実施例5において、リン酸銅の担持を行わなかったこと
以外は実施例5と同様にして、Cu型ZSM−5(比較
触媒1)を得た。また、化学分析の結果、その組成は無
水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有
していた。
Comparative Example 1 Cu type ZSM-5 (Comparative Catalyst 1) was obtained in the same manner as in Example 5 except that copper phosphate was not carried. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition represented by the molar ratio of oxides in the anhydrous base.

【0047】1.03CuO,Al23,41SiO2 比較例2 実施例6において、リン酸銅の担持を行わなかったこと
以外は実施例6と同様にして、Co型ZSM−5(比較
触媒2)を得た。また、化学分析の結果、その組成は無
水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有
していた。
1.03 CuO, Al 2 O 3 , 41 SiO 2 Comparative Example 2 Co-type ZSM-5 (comparative catalyst) was prepared in the same manner as in Example 6 except that copper phosphate was not supported. 2) was obtained. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition represented by the molar ratio of oxides in the anhydrous base.

【0048】1.40CoO,Al23,41SiO2 比較例3 比較例1〜2で得られた比較触媒1〜2を用いて、実施
例7と同様にして触媒耐久性評価を行った。得られた結
果を表3に示す。
1.40 CoO, Al 2 O 3 , 41 SiO 2 Comparative Example 3 Comparative catalysts 1 and 2 obtained in Comparative Examples 1 and 2 were used to evaluate the catalyst durability in the same manner as in Example 7. The results obtained are shown in Table 3.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【発明の効果】表2および表3より明らかなように、本
発明の方法によれば、触媒が高温で使用された後にも、
効率良く窒素酸化物を除去することができる。
As is clear from Tables 2 and 3, according to the method of the present invention, even after the catalyst is used at high temperature,
Nitrogen oxide can be removed efficiently.

───────────────────────────────────────────────────── 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 B01D 53/36 102 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B01D 53/36 102 H

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】SiO2/Al23モル比が少なくとも1
5以上のゼオライトに、リン酸銅および一種以上の活性
金属種を含有させた触媒を、窒素酸化物及び炭化水素を
含有する酸素過剰の排ガスに接触させることを特徴とす
る窒素酸化物の除去方法。
1. A SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 1.
A method for removing nitrogen oxides, which comprises contacting a catalyst in which 5 or more zeolites contain copper phosphate and one or more active metal species with exhaust gas in excess of oxygen containing nitrogen oxides and hydrocarbons. .
JP5207479A 1992-12-24 1993-08-23 Removing process for nitrogen oxide Pending JPH0760059A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5207479A JPH0760059A (en) 1993-08-23 1993-08-23 Removing process for nitrogen oxide
CA002112190A CA2112190C (en) 1992-12-24 1993-12-22 Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas
US08/171,156 US5427753A (en) 1992-12-24 1993-12-22 Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas
AU52660/93A AU668614B2 (en) 1992-12-24 1993-12-22 Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas
EP93120833A EP0603900B1 (en) 1992-12-24 1993-12-23 Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas
DE69319707T DE69319707T2 (en) 1992-12-24 1993-12-23 Process for the removal of nitrogen oxides from oxygen-rich exhaust gas

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998023373A1 (en) * 1996-11-27 1998-06-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Process for producing a catalyst for cleaning exhaust gas

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