JPH0765734B2 - Hydrocarbon fuel catalytic combustor - Google Patents

Hydrocarbon fuel catalytic combustor

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JPH0765734B2
JPH0765734B2 JP13225691A JP13225691A JPH0765734B2 JP H0765734 B2 JPH0765734 B2 JP H0765734B2 JP 13225691 A JP13225691 A JP 13225691A JP 13225691 A JP13225691 A JP 13225691A JP H0765734 B2 JPH0765734 B2 JP H0765734B2
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alumina
porous particles
based porous
catalyst
organic solvent
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康之 水嶋
誠 堀
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株式会社コロイドリサーチ
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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、メタン、エタンなどの
炭化水素を触媒を用いて低温で燃焼させる触媒燃焼に用
いるための触媒燃焼器に関し、特に前記炭化水素を効率
よく、また完全燃焼させるための触媒燃焼器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic combustor for use in catalytic combustion in which hydrocarbons such as methane and ethane are burned at a low temperature using a catalyst, and particularly to efficiently and completely burn the hydrocarbons. For a catalytic combustor for.

【0002】[0002]

【従来の技術】メタン、エタンなどの炭化水素を燃焼さ
せた場合には、燃焼における高温によりNOxが発生
し、また不完全燃焼が生起するという問題が起こるの
で、これを解決する技術として、触媒を用い、触媒層内
で触媒表面不均一反応と気相のラジカル均一反応により
燃焼を完結させるよう、触媒燃焼の技術が開発され、こ
の技術は触媒バーナー、石油ストーブ、発電用ガスター
ビンなどで使用され、またこの考え方は自動車排ガス浄
化装置にも適用されている。それを具体的に行う触媒燃
焼器では、予混合予加熱域で空気流に燃料ガスを導入し
て混合した後、例えばハニカム構造の耐火物担体に触媒
活性成分を担持して構成したハニカム触媒からなる触媒
層に通すような構成となっている。
2. Description of the Related Art When hydrocarbons such as methane and ethane are combusted, NOx is generated due to the high temperature in combustion, and incomplete combustion occurs, which is a problem. , A catalyst combustion technology was developed to complete combustion by a catalyst surface heterogeneous reaction and a gas phase radical homogeneous reaction in the catalyst layer.This technology is used in catalyst burners, oil stoves, gas turbines for power generation, etc. This concept is also applied to automobile exhaust gas purification equipment. In a catalytic combustor that specifically performs that, after introducing and mixing fuel gas into the air stream in the premixing preheating zone, for example, from a honeycomb catalyst configured by supporting a catalytically active component on a refractory carrier having a honeycomb structure. The catalyst layer is configured to pass through.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のハニカ
ム構造の耐火物担体のようなモノリス担体に触媒層を一
様にコーティングした触媒を用いる場合には、その触媒
層の入口部分では加熱されていないため触媒の活性が低
く、したがって温度が上昇せず、これに対して触媒層の
後半では反応の進行に伴って温度が上昇するため、触媒
の活性がより大きくなって反応が激しくなり、温度が一
層上昇するという傾向がある。このため、この触媒層で
は入口温度と出口温度の差が激しくなり、場所によって
触媒が働かない、又は熱で劣化してしまうという問題が
あった。
However, in the case of using a catalyst in which a catalyst layer is uniformly coated on a monolithic carrier such as the above-mentioned refractory carrier having a honeycomb structure, the catalyst layer is heated at the inlet portion thereof. Since the activity of the catalyst is low because it does not exist, the temperature does not rise, whereas in the latter half of the catalyst layer, the temperature rises as the reaction progresses, so the activity of the catalyst becomes larger and the reaction becomes more vigorous. Tends to rise further. Therefore, in this catalyst layer, there is a problem that the difference between the inlet temperature and the outlet temperature becomes large, and the catalyst does not work or deteriorates due to heat depending on the place.

【0004】この問題について、特に炭化水素が難燃性
のメタンの場合には入口側で反応が起きにくいため、特
開昭59−41706号公報では、入口側に低い予熱温
度で反応を起こさせうるパラジウムを活性成分として含
有する第1触媒層を設け、そのあとに白金を活性成分と
して含有する第2触媒層を設けた燃料の完全燃焼用触媒
システムが提案されている。
With respect to this problem, especially when the hydrocarbon is methane which is flame retardant, the reaction does not easily occur on the inlet side. Therefore, in JP-A-59-41706, the reaction is caused on the inlet side at a low preheating temperature. There has been proposed a catalyst system for complete combustion of fuel in which a first catalyst layer containing active palladium as an active component is provided, and then a second catalyst layer containing platinum as an active component is provided.

【0005】この触媒システムでは低い予熱温度で反応
が生起しうる条件を触媒の活性成分の種類の選択によっ
てもたらすようにしており、入口側には低温で活性の高
い活性成分としてパラジウムを選択し、またその後の第
2触媒層ではメタンを完全燃焼するに適する白金を活性
成分として使用しているものである。
In this catalyst system, the conditions under which a reaction can occur at a low preheating temperature are brought about by selecting the type of the active component of the catalyst, and palladium is selected as the active component having a high activity at a low temperature on the inlet side, Further, in the subsequent second catalyst layer, platinum suitable for completely burning methane is used as an active ingredient.

【0006】しかし、この触媒システムではその目的と
する作用はもっぱら活性成分の種類の選択によっている
のであるため、その効果を十分に得るためには活性成分
として高価であるパラジウムや白金を多量に必要とする
ことになったり、またこれらの活性成分をアルミナ及び
/又はジルコニアによって被覆されたモノリス担体に担
持させるさいにその分布の形成を注意深く行わなければ
ならないなどの問題点がある。
However, in this catalyst system, the intended action depends mainly on the selection of the type of the active ingredient, so in order to obtain the effect sufficiently, a large amount of expensive palladium or platinum is required as the active ingredient. In addition, there is a problem in that the formation of the distribution must be carefully performed when the active ingredient is loaded on the monolith carrier coated with alumina and / or zirconia.

【0007】本発明は、前記触媒燃焼器において入口側
において低い予熱温度で反応が生起しうるようにし、そ
の後において反応が十分進行して燃焼するようにすると
ともにその高い反応温度に耐えられるようにして、長期
にわたって使用しうるようにした触媒燃焼器を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention enables a reaction to occur at a low preheating temperature on the inlet side in the catalytic combustor, and allows the reaction to sufficiently proceed and burn thereafter and to withstand the high reaction temperature. It is an object of the present invention to provide a catalytic combustor which can be used for a long period of time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、触媒の作用は
触媒の活性成分だけによって決まるのではなく、活性成
分とそれを担持する担体の成分や組織などとの総合によ
って決まる点に着目して、活性成分だけではなく、それ
を担持する担体の成分などを選択することによって前記
の目的を達成しようとするものである。
The present invention focuses on the fact that the action of the catalyst is determined not only by the active component of the catalyst, but by the total of the active component and the components and structure of the carrier that supports it. Therefore, the above-mentioned object is to be achieved by selecting not only the active ingredient but also the ingredient of the carrier that carries it.

【0009】すなわち、本発明はPt及び/又はPdを
活性成分とし、これらの活性成分を担持するアルミナ系
多孔質触媒粒子でコーティングされたモノリス担体で構
成された炭化水素燃料の触媒燃焼器において、入口側に
SiをAlとSiの合計量に対して0.5〜20モル%
含有するアルミナ−シリカ系多孔質粒子で前記の活性成
分を担持した第1触媒層を設け、その後にアルミナ又は
LaをAlとLaとの合計量に対して0.1〜20モル
%含有するアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で前記
活性成分を担持した第2触媒層を設けて成ることを特徴
とする炭化水素燃料の触媒燃焼器によって前記の目的を
達成することができる。
That is, the present invention provides a catalytic combustor for a hydrocarbon fuel, which comprises Pt and / or Pd as an active ingredient and is composed of a monolith carrier coated with alumina-based porous catalyst particles carrying these active ingredients, Si on the inlet side is 0.5 to 20 mol% with respect to the total amount of Al and Si
An alumina-silica-based porous particle containing a first catalyst layer supporting the above active component is provided, and thereafter alumina or alumina containing 0.1 to 20 mol% of La based on the total amount of Al and La. The above object can be achieved by a catalytic combustor for a hydrocarbon fuel, which is characterized in that a second catalyst layer in which the active component is supported by lanthanum oxide-based porous particles is provided.

【0010】金属をアルミナなどの担体に担持した触媒
では、金属が活性成分として作用するだけでなく、その
担体もアルミナなどは触媒活性成分として作用すること
が知られており、しかもその金属の活性成分と担体との
組合せによって、その金属活性成分だけの場合よりも大
きな触媒としての効果が得られるのであって、触媒燃焼
器の入口側では温度が低く、反応が起きにくいが、本発
明ではSiをAlとSiとの合計量に対して0.5〜2
0モル%含有するアルミナ−シリカ系多孔質粒子でPt
及び/又はPdの活性成分を担持したものは低温でも燃
焼反応を容易に起こすことを発見し、それを用いて第1
触媒層を形成している。
In a catalyst in which a metal is supported on a carrier such as alumina, it is known that not only the metal acts as an active component, but also the carrier such as alumina acts as a catalytic active component. The combination of the component and the carrier provides a greater catalytic effect than that of the metal active component alone, and the temperature is low at the inlet side of the catalytic combustor, and the reaction is less likely to occur. 0.5 to 2 with respect to the total amount of Al and Si
Alumina-silica based porous particles containing 0 mol% Pt
It has been found that the one carrying Pd and / or the active ingredient of Pd easily causes a combustion reaction even at a low temperature, and using it,
It forms a catalyst layer.

【0011】このSiをAlとSiとの合計量に対して
0.5〜20モル%含有するアルミナ−シリカ多孔質系
粒子はどのような方法で製造したものでもよく、アルミ
ニウム塩−ケイ酸ソーダなどから製造したものでよい
が、これらあるいはケイ素アルコキシド−アルミニウム
アルコキシドから製造したシリカ−アルミナ湿潤ゲルを
その気孔内に有機系溶媒で満たすようにし、それを該有
機系溶媒自身又は該有機系溶媒−CO2 混合系の超臨界
条件を経由して乾燥されたゲルを加熱処理して得たもの
を用いるのが好ましい。AlとSiとの合計量に対する
Siの含有割合が0.5モル%未満であるとき、又は2
0モル%を超えるときには、その反応に対する活性が小
さくて適しない。このアルミナ−シリカ系多孔質粒子は
必要によりマグネシア、ジルコニアなどの他の成分を含
有することができる。
The alumina-silica porous particles containing Si in an amount of 0.5 to 20 mol% with respect to the total amount of Al and Si may be produced by any method, such as aluminum salt-sodium silicate. The silica-alumina wet gel produced from these or silicon alkoxide-aluminum alkoxide may be filled with an organic solvent in its pores, and the organic solvent itself or the organic solvent- It is preferable to use the one obtained by heat-treating the dried gel through the supercritical condition of the CO 2 mixed system. When the content ratio of Si to the total amount of Al and Si is less than 0.5 mol%, or 2
When it exceeds 0 mol%, the activity for the reaction is too small to be suitable. If necessary, the alumina-silica based porous particles may contain other components such as magnesia and zirconia.

【0012】このアルミナ−シリカ系多孔質粒子に白金
酸塩のような白金塩及び/又は硝酸パラジウムのような
パラジウム塩の溶液を含浸させるなどした後、活性化さ
せることにより、Pt及び/又はPdを担持させる。ま
た、事前にアルミナ−シリカゾルに前記塩溶液を含浸さ
せることにより担持させてもよい。前記多孔質粒子にP
t及び/又はPdを担持させたものをモノリス担体にコ
ーティングすることにより触媒燃焼器の入口側に第1触
媒層を形成する。
The alumina-silica based porous particles are impregnated with a solution of a platinum salt such as a platinum salt and / or a palladium salt such as palladium nitrate, and then activated to obtain Pt and / or Pd. Are carried. Alternatively, it may be supported by impregnating alumina-silica sol with the salt solution in advance. P is added to the porous particles.
The first catalyst layer is formed on the inlet side of the catalytic combustor by coating the monolith carrier with t and / or Pd supported thereon.

【0013】また、本発明ではアルミナ又はLaをAl
とLaとの合計量に対して0.1〜20モル%含有する
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で前記活性成分を
担持したもので第2触媒層を形成しているため、耐火性
に富み、気相燃焼反応における高温に耐え、長時間その
触媒活性を失うことがない。触媒燃焼器の下流側では平
均温度が上昇し、最大反応速度を示し、そこでは通常の
触媒反応プロセスに比べるとはるかに高い温度であるた
め、高い触媒活性を有することは必要がなく、その触媒
燃焼器での最高温度は触媒材料の最高使用可能温度で決
まるので、ここでは多孔質粒子としてアルミナ又はLa
をAlとLaとの合計量に対して0.1〜20モル%含
有するアルミナ−酸化ランタン系からなるものを使用し
てその最高温度を高めうるようにしている。アルミナは
その融点が高いものであるため耐火性に富むことはよく
知られているが、LaをAlとLaとの合計量に対して
0.1〜20モル%含有するアルミナ−酸化ランタン系
のものは安定した耐火性を有し、両者とも比較的低い温
度で炭化水素燃料を完全に燃焼させることができる。
In the present invention, alumina or La is replaced with Al.
Since the second catalyst layer is formed by the alumina-lanthanum oxide-based porous particles containing 0.1 to 20 mol% of the total amount of Al and La, the second catalyst layer is formed, the fire resistance is excellent. It withstands high temperatures in the gas phase combustion reaction and does not lose its catalytic activity for a long time. On the downstream side of the catalytic combustor, it is not necessary to have a high catalytic activity, because the average temperature rises and shows the maximum reaction rate, where it is much higher than in the normal catalytic reaction process. Since the maximum temperature in the combustor is determined by the maximum usable temperature of the catalyst material, alumina or La as porous particles is used here.
The maximum temperature can be increased by using an alumina-lanthanum oxide system containing 0.1 to 20 mol% of Al with respect to the total amount of La. It is well known that alumina has a high melting point and thus is excellent in fire resistance, but an alumina-lanthanum oxide-based alumina containing 0.1 to 20 mol% of La with respect to the total amount of Al and La is used. The ones have stable fire resistance and both are capable of completely burning hydrocarbon fuels at relatively low temperatures.

【0014】ここで使用するアルミナ及び前記アルミナ
−酸化ランタン系多孔質粒子はどのような方法で製造し
たものでもよいが、アルミナ−シリカ系多孔質粒子の場
合と同様に、アルミナ湿潤ゲル又はアルミナ−酸化ラン
タン湿潤ゲルをその気孔内に有機系溶媒で満たすように
し、それらを該有機系溶媒自身又は該有機系溶媒−CO
2 混合系の超臨界条件を経由して乾燥されたゲルを加熱
処理して得たものを用いることが好ましい。アルミナ及
びアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子はその性質をさ
らに改善するため他の成分を含有することもできる。こ
の第2触媒層に担持させる活性成分の濃度は第1触媒層
に担持させる活性成分の濃度より低くすることができ
る。本発明では、アルミナ−シリカ系、アルミナ、及び
アルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子を「アルミナ系多
孔質粒子」と総称する。
The alumina used here and the alumina-lanthanum oxide type porous particles may be produced by any method, but as in the case of the alumina-silica type porous particles, the alumina wet gel or alumina- The lanthanum oxide wet gel was filled with an organic solvent in its pores, and they were filled with the organic solvent itself or the organic solvent-CO.
It is preferable to use a gel obtained by heat-treating a dried gel via a supercritical condition of a two- mix system. The alumina and the alumina-lanthanum oxide-based porous particles may contain other components in order to further improve their properties. The concentration of the active ingredient supported on the second catalyst layer can be lower than the concentration of the active ingredient supported on the first catalyst layer. In the present invention, the alumina-silica-based, alumina, and alumina-lanthanum oxide-based porous particles are collectively referred to as "alumina-based porous particles".

【0015】本発明の触媒燃焼器を製造するには、一つ
のモノリス担体上に両触媒層を形成する方式のときに
は、モノリス担体の入口側の部分にアルミナ−シリカ系
多孔質粒子をコーティングし、残りの部分にアルミナ又
はアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子をコーティング
し、その全体にPt及び/又はPdの塩溶液を含浸して
活性成分を担持させるようにしてもよいが、予め活性成
分を担持した多孔質粒子をコーティングするのがよい。
また、そのさい各コーティング層での活性成分濃度を異
なるようにするのであれば、各コーティング層を別々の
塩濃度をもつPt及び/又はPdの塩溶液により含浸し
てもよい。また、第1触媒層を形成したモノリス担体と
第2触媒層を形成した別のモノリス担体を結合して触媒
燃焼器を形成するようにしてもよい。この触媒燃焼器に
おける第1触媒層と第2触媒層の流れ方向の長さの割合
は適切な値を実験によって定めればよいが、例えば、第
1触媒層の長さは全触媒層全体の長さの10〜60%と
することができる。なお、第2触媒層の後に例えばアル
ミナ−シリカ系多孔質粒子からなる第3触媒層などを設
けて触媒層全体を構成することができるし、また触媒層
の数を増やすことができる。
In order to manufacture the catalytic combustor of the present invention, when both catalyst layers are formed on one monolith carrier, alumina-silica based porous particles are coated on the inlet side portion of the monolith carrier, The remaining portion may be coated with alumina or alumina-lanthanum oxide-based porous particles, and the whole may be impregnated with a salt solution of Pt and / or Pd to support the active ingredient. The coated porous particles are preferably coated.
Further, if the active ingredient concentration in each coating layer is made different at that time, each coating layer may be impregnated with a salt solution of Pt and / or Pd having different salt concentrations. Alternatively, the monolith carrier having the first catalyst layer and another monolith carrier having the second catalyst layer may be combined to form a catalytic combustor. An appropriate value for the ratio of the lengths of the first catalyst layer and the second catalyst layer in the flow direction in this catalytic combustor may be determined by an experiment, but for example, the length of the first catalyst layer is the same as that of all the catalyst layers. It can be 10 to 60% of the length. The entire catalyst layer can be formed by providing a third catalyst layer made of, for example, alumina-silica based porous particles after the second catalyst layer, or the number of catalyst layers can be increased.

【0016】[0016]

【作用】本発明は、活性成分を担持するアルミナ系多孔
質粒子の組成を変えることにより触媒燃焼器においてメ
タンなどの燃料を効率良く、かつ完全に燃焼させること
ができる。すなわち、入口側にSiをAlとSiとの合
計量に対して0.5〜20モル%含有するアルミナ−シ
リカ系多孔質粒子で活性成分を担持した第1触媒層を設
けたので、そこでより低い温度で反応を生起させること
ができる。さらに、その後の第2触媒層でアルミナ又は
LaをAlとLaとの合計量に対して0.1〜20モル
%含有するアルミナ−酸化ランタン系多孔質粒子で活性
成分を担持しているため、耐火性が大きく、反応が十分
に進行するとともに長時間使用することができ、かつ高
温で反応を行わせることができるので、燃料を完全に燃
焼させることができる。
According to the present invention, fuel such as methane can be efficiently and completely combusted in the catalytic combustor by changing the composition of the alumina-based porous particles carrying the active ingredient. That is, since the first catalyst layer supporting the active ingredient with alumina-silica based porous particles containing 0.5 to 20 mol% of Si with respect to the total amount of Al and Si is provided on the inlet side, The reaction can occur at low temperatures. Furthermore, since the active ingredient is supported by alumina-lanthanum oxide-based porous particles containing 0.1 to 20 mol% of alumina or La with respect to the total amount of Al and La in the subsequent second catalyst layer, Since it has a high fire resistance, the reaction proceeds sufficiently, it can be used for a long time, and the reaction can be performed at a high temperature, the fuel can be completely burned.

【0017】特に、ゾル−ゲル法及び超臨界乾燥を使っ
てつくられる多孔質粒子を活性成分を担持する担体とし
て用いた場合には、前記した作用が一層大きくなる。
In particular, when the porous particles produced by the sol-gel method and supercritical drying are used as the carrier for supporting the active ingredient, the above-mentioned action is further enhanced.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではない。 実施例1 本発明の触媒燃焼器の効果を確認するために次の実験を
行った。 (1) 粒径が1〜3mmの、Pdをそれぞれ1wt%担持
したアルミナ多孔質粒子(エアロゲル)及びアルミナ−
シリカ10mol%多孔質粒子(エアロゲル)を120
0℃の温度で100時間空気中で加熱処理した後、これ
らをそれぞれ触媒層として形成し、メタン流通系で触媒
燃焼活性を調べた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to this embodiment. Example 1 The following experiment was conducted in order to confirm the effect of the catalytic combustor of the present invention. (1) Alumina porous particles (aerogel) having a particle size of 1 to 3 mm and each carrying 1 wt% of Pd and alumina-
Silica 10 mol% porous particles (aerogel) 120
After heat treatment in air at a temperature of 0 ° C. for 100 hours, these were each formed as a catalyst layer, and catalytic combustion activity was examined in a methane flow system.

【0019】反応条件 混合ガス組成 メタン 1 vol% 空 気 99 vol% 混合ガス流量 1 リットル/mi
n 触媒充填量 1 g 触媒層での空間速度 約35,000 h-1 これらの触媒層における温度を変えてメタンの転換率を
測定したところ、図2に示す結果が得られた。多孔質粒
子がアルミナの場合には、600℃より少し上の温度で
メタンを完全に燃焼させることができるが、温度が低く
なって350℃位になるとほとんど反応しない。またア
ルミナ−シリカの場合には300℃以下の低温でも反応
が開始する利点はあるが、600〜700℃程度ではメ
タンが完全に燃焼せず、完全に燃焼させるためには、8
00℃以上の高温を要し、そのような高温ではアルミナ
−シリカの組織が変化して触媒としての活性が早く失わ
れることが懸念される。 (2) 次に、前記触媒層の入口側に前記の加熱処理したア
ルミナ−シリカ多孔質粒子(エアロゲル)を0.5g充
填し、その後に前記の加熱処理したアルミナ多孔質粒子
(エアロゲル)を0.5g充填し、(1) と同じ条件で反
応を行い、メタンの変換率を測定したところ、図1に示
す結果が得られた。図1によれば300℃程度の低温に
おいて活性があり、かつ600℃より少し上の温度でメ
タンを完全に燃焼させることができる。図1において実
線の曲線aは上の本発明に基く測定結果を示すものであ
り、点線の曲線b及びcは、図2における曲線b及びc
を比較のために併記したものである。図1によれば、本
発明における改善の度合が明らかである。
Reaction conditions Composition of mixed gas Methane 1 vol% Air 99 vol% Mixed gas flow rate 1 liter / mi
n catalyst loading 1 g space velocity in catalyst bed about 35,000 h -1 When the methane conversion was measured by changing the temperature in these catalyst layers, the results shown in FIG. 2 were obtained. When the porous particles are alumina, methane can be completely burned at a temperature slightly higher than 600 ° C, but when the temperature becomes low and reaches 350 ° C, it hardly reacts. Further, in the case of alumina-silica, there is an advantage that the reaction starts even at a low temperature of 300 ° C. or lower, but at about 600 to 700 ° C., methane does not completely burn.
It requires a high temperature of 00 ° C. or higher, and at such a high temperature, there is a concern that the structure of alumina-silica is changed and the activity as a catalyst is quickly lost. (2) Next, 0.5 g of the heat-treated alumina-silica porous particles (aerogel) was filled on the inlet side of the catalyst layer, and then the heat-treated alumina porous particles (aerogel) was absent. When 0.5 g was charged and the reaction was performed under the same conditions as in (1) and the conversion rate of methane was measured, the results shown in FIG. 1 were obtained. According to FIG. 1, it is active at a low temperature of about 300 ° C., and methane can be completely burned at a temperature slightly higher than 600 ° C. In FIG. 1, a solid curve a represents the measurement result based on the present invention, and dotted curves b and c represent the curves b and c in FIG.
Are also shown for comparison. According to FIG. 1, the degree of improvement in the present invention is clear.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、入口側に特定のアルミ
ナ−シリカ系多孔質粒子で活性成分を担持した第1触媒
層を設けたので、低い温度で反応を開始させることがで
きるので、容易に反応を開始することができ、それによ
り触媒層全体の温度を上げることができ、しかも第1触
媒層の後にアルミナ又は特定のアルミナ−酸化ランタン
系多孔質粒子で活性成分を担持した第2触媒層を設けた
ので、あまり高くない温度でメタン等の燃料を完全に燃
焼することができ、かつ耐火性が大きいので長時間使用
することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, since the first catalyst layer supporting the active ingredient with specific alumina-silica based porous particles is provided on the inlet side, the reaction can be started at a low temperature. The reaction can be easily initiated, whereby the temperature of the entire catalyst layer can be raised, and the second component in which the active ingredient is supported by alumina or specific alumina-lanthanum oxide-based porous particles after the first catalyst layer Since the catalyst layer is provided, fuel such as methane can be completely burned at a temperature not too high, and since it has high fire resistance, it can be used for a long time.

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

【図1】図1は、実施例1における本発明に従う触媒層
でのメタン変換率を示す。
FIG. 1 shows a methane conversion rate in a catalyst layer according to the present invention in Example 1.

【図2】図2は、実施例1における従来技術に従う触媒
層でのメタン変換率を示す。
FIG. 2 shows the methane conversion rate in the catalyst layer according to the prior art in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 本発明に従う触媒層でのメタン変換率の曲線。 b Pd担持アルミナ多孔質粒子触媒層でのメタン変換
率の曲線。 c Pd担持アルミナ−シリカ多孔質粒子触媒層でのメ
タン変換率の曲線。
a curve of methane conversion in the catalyst layer according to the present invention. b Curve of methane conversion rate in Pd-supported alumina porous particle catalyst layer. c Curve of methane conversion rate in Pd-supported alumina-silica porous particle catalyst layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Pt及び/又はPdを活性成分とし、こ
れらの活性成分を担持するアルミナ系多孔質触媒粒子で
コーティングされたモノリス担体で構成された炭化水素
燃料の触媒器において入口側にSiをAlとSiとの合
計量に対して0.5〜20モル%含有するアルミナ−シ
リカ系多孔質粒子で前記の活性成分を担持した第1触媒
層を設け、その後にアルミナ又はLaをAlとLaとの
合計量に対して0.1〜20モル%含有するアルミナ−
酸化ランタン系多孔質粒子で前記活性成分を担持した第
2触媒層を設けて成ることを特徴とする炭化水素燃料の
触媒燃焼器。
1. A hydrocarbon fuel catalyst comprising Pt and / or Pd as an active ingredient and a monolithic carrier coated with alumina-based porous catalyst particles carrying these active ingredients, wherein Si is introduced on the inlet side. A first catalyst layer supporting the above-mentioned active ingredient is provided with alumina-silica based porous particles containing 0.5 to 20 mol% with respect to the total amount of Al and Si, and then alumina or La is added to Al and La. Alumina containing 0.1 to 20 mol% based on the total amount of
A catalytic combustor for a hydrocarbon fuel, comprising a second catalyst layer in which the active component is supported by lanthanum oxide-based porous particles.
【請求項2】 前記アルミナ系多孔質粒子として、その
気孔内を有機系溶媒で満たされたアルミナ系湿潤ゲルを
該有機系溶媒自身又は該有機系溶媒−CO2混合系の超
臨界条件を経由して乾燥されたゲルを加熱処理して得た
アルミナ系多孔質粒子を用いることを特徴とする請求項
1記載の炭化水素燃料の触媒燃焼器。
2. As the alumina-based porous particles, an alumina-based wet gel whose pores are filled with an organic solvent is passed through a supercritical condition of the organic solvent itself or the organic solvent-CO 2 mixed system. The catalytic combustor for hydrocarbon fuel according to claim 1, wherein alumina-based porous particles obtained by heat-treating the dried gel are used.
【請求項3】 前記活性成分を担持したアルミナ系多孔
質粒子として、その気孔内を有機系溶媒で満たされたア
ルミナ−貴金属系湿潤ゲルを該有機系溶媒自身又は該有
機系溶媒−CO2 混合系の超臨界条件を経由して乾燥さ
れたゲルを加熱処理して得た前記活性成分を担持したア
ルミナ系多孔質粒子を用いることを特徴とする請求項1
記載の炭化水素燃料の触媒燃焼器。
3. Alumina-precious metal wet gel whose pores are filled with an organic solvent is used as the alumina-based porous particles carrying the active ingredient, the organic solvent itself or the organic solvent-CO 2 mixture. 2. Alumina-based porous particles supporting the active ingredient obtained by heat-treating a gel dried under supercritical conditions of a system are used.
A hydrocarbon fuel catalytic combustor as described.
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