JPH08117558A - 二酸化窒素を生成する方法 - Google Patents
二酸化窒素を生成する方法Info
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- JPH08117558A JPH08117558A JP6253376A JP25337694A JPH08117558A JP H08117558 A JPH08117558 A JP H08117558A JP 6253376 A JP6253376 A JP 6253376A JP 25337694 A JP25337694 A JP 25337694A JP H08117558 A JPH08117558 A JP H08117558A
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- exhaust gas
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- nitrogen oxide
- nitrogen
- oxidation
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 還元性物質、窒素酸化物および過剰の酸
素が存在する酸化雰囲気の排気ガス中の還元性物質を、
還元性物質酸化触媒により酸化し、次いで、排気ガス中
の窒素酸化物を窒素酸化物酸化触媒により二酸化窒素に
変換することよりなる二酸化窒素を生成する方法。 【効果】 排気ガス中の炭化水素等の還元性物質を
あらかじめ除去することにより、Ｐｔ等の窒素酸化物酸
化触媒が効率よくＮＯをＮＯ2に酸化する。生成したＮ
Ｏ2は反応性が高く、炭化水素等の還元剤による還元や
活性炭／アルカリを含む吸収剤による吸収等による浄化
がＮＯよりも容易になる。
素が存在する酸化雰囲気の排気ガス中の還元性物質を、
還元性物質酸化触媒により酸化し、次いで、排気ガス中
の窒素酸化物を窒素酸化物酸化触媒により二酸化窒素に
変換することよりなる二酸化窒素を生成する方法。 【効果】 排気ガス中の炭化水素等の還元性物質を
あらかじめ除去することにより、Ｐｔ等の窒素酸化物酸
化触媒が効率よくＮＯをＮＯ2に酸化する。生成したＮ
Ｏ2は反応性が高く、炭化水素等の還元剤による還元や
活性炭／アルカリを含む吸収剤による吸収等による浄化
がＮＯよりも容易になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素過剰の排気ガス、
即ち、排気ガス中に含まれる一酸化炭素、水素または炭
化水素等の還元性物質を完全に酸化させるのに必要な量
より過剰な量の酸素が含まれている酸化雰囲気の排気ガ
ス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく二酸化窒素へ変
換する方法に関する。
即ち、排気ガス中に含まれる一酸化炭素、水素または炭
化水素等の還元性物質を完全に酸化させるのに必要な量
より過剰な量の酸素が含まれている酸化雰囲気の排気ガ
ス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく二酸化窒素へ変
換する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車などの内燃機関や工場プラ
ントなどの排気ガス浄化方法として、排気ガス中の一酸
化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）等の酸化と、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の還元とを同時に行なって、排気ガス
を浄化する触媒を用いた方法が数多く知られている。近
年、リーンバーンエンジン、ディーゼルエンジン等のＣ
ＯやＨＣ等の還元性物質を完全に酸化させるのに必要な
量より過剰な量の酸素が含まれている酸化雰囲気の排気
ガス中のＮＯｘを効率よく除去する排気ガス浄化方法が
望まれている。このような酸化雰囲気下でＮＯｘを除去
する方法として、ＮＯｘ中の一酸化窒素（ＮＯ）を反応
性の高い二酸化窒素（ＮＯ2）に変換した後、種々の処
理を行うことが提案されている。例えば、特開平５−３
８４２０号公報において、ＮＯをあらかじめ貴金属を含
む触媒でＮＯ2に変換した後、還元剤を添加し触媒上で
反応させることで効率よくＮＯｘを除去できることが提
案されている。ＮＯ2を生成させる方法に際し、前述の
ように触媒を用いてＮＯを酸素で酸化する方法が知られ
ている。例えば、前述のようにＰｔ等の貴金属等を用い
た触媒によってＮＯを酸素で酸化することでＮＯ2が生
成することが知られている。
ントなどの排気ガス浄化方法として、排気ガス中の一酸
化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）等の酸化と、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の還元とを同時に行なって、排気ガス
を浄化する触媒を用いた方法が数多く知られている。近
年、リーンバーンエンジン、ディーゼルエンジン等のＣ
ＯやＨＣ等の還元性物質を完全に酸化させるのに必要な
量より過剰な量の酸素が含まれている酸化雰囲気の排気
ガス中のＮＯｘを効率よく除去する排気ガス浄化方法が
望まれている。このような酸化雰囲気下でＮＯｘを除去
する方法として、ＮＯｘ中の一酸化窒素（ＮＯ）を反応
性の高い二酸化窒素（ＮＯ2）に変換した後、種々の処
理を行うことが提案されている。例えば、特開平５−３
８４２０号公報において、ＮＯをあらかじめ貴金属を含
む触媒でＮＯ2に変換した後、還元剤を添加し触媒上で
反応させることで効率よくＮＯｘを除去できることが提
案されている。ＮＯ2を生成させる方法に際し、前述の
ように触媒を用いてＮＯを酸素で酸化する方法が知られ
ている。例えば、前述のようにＰｔ等の貴金属等を用い
た触媒によってＮＯを酸素で酸化することでＮＯ2が生
成することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｐｔ等
の貴金属触媒による酸化方法においては、排気ガス中に
炭化水素等の還元性物質が共存する場合、有害な亜酸化
窒素（Ｎ2Ｏ）を窒素（Ｎ2）に比べ大量に生成する問題
点をもつ。特にＮＯ2平衡転化率の大きい低温（３００
℃以下）ではＮＯ2はほとんど生成せず、そのほとんど
がＮ2Ｏとなり窒素酸化物酸化触媒の役割をなさない問
題点を有する。また、その他触媒によるＮＯの酸化にお
いても、炭化水素の共存によりＮＯの酸化によるＮＯ2
の生成が抑制される問題点を有する。それ故これら問題
点を解決する排気ガス浄化方法の開発が望まれていた。
の貴金属触媒による酸化方法においては、排気ガス中に
炭化水素等の還元性物質が共存する場合、有害な亜酸化
窒素（Ｎ2Ｏ）を窒素（Ｎ2）に比べ大量に生成する問題
点をもつ。特にＮＯ2平衡転化率の大きい低温（３００
℃以下）ではＮＯ2はほとんど生成せず、そのほとんど
がＮ2Ｏとなり窒素酸化物酸化触媒の役割をなさない問
題点を有する。また、その他触媒によるＮＯの酸化にお
いても、炭化水素の共存によりＮＯの酸化によるＮＯ2
の生成が抑制される問題点を有する。それ故これら問題
点を解決する排気ガス浄化方法の開発が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
る方法に関して本発明者らは詳細に検討した。その結
果、以下の２点を見いだし本発明を完成するに至った。
る方法に関して本発明者らは詳細に検討した。その結
果、以下の２点を見いだし本発明を完成するに至った。
【０００５】１） 炭化水素等の還元性物質と窒素酸化
物および過剰の酸素が存在する酸化雰囲気の排気ガスに
おいて、還元性物質はＮＯの酸化を阻害、あるいは、Ｎ
Ｏｘとの反応による難分解性物質（例えばＮ2Ｏ）への
変換が優先して起こる。排気ガス中の炭化水素等の還元
性物質をあらかじめ酸化等により除去することにより、
Ｐｔ等の窒素酸化物酸化触媒が極めて効率よく該排気ガ
ス中のＮＯをＮＯ2に酸化可能である。
物および過剰の酸素が存在する酸化雰囲気の排気ガスに
おいて、還元性物質はＮＯの酸化を阻害、あるいは、Ｎ
Ｏｘとの反応による難分解性物質（例えばＮ2Ｏ）への
変換が優先して起こる。排気ガス中の炭化水素等の還元
性物質をあらかじめ酸化等により除去することにより、
Ｐｔ等の窒素酸化物酸化触媒が極めて効率よく該排気ガ
ス中のＮＯをＮＯ2に酸化可能である。
【０００６】２） 気相中の反応ではＮＯの酸素による
酸化は低温ほど反応速度が大きいが、実際の排気ガス処
理条件では気相中でＮＯ2はほとんど生成せず、触媒上
で選択的にＮＯの酸化がおこる。また、気相中とは異な
り、触媒上では高温ほど反応速度が大きい。しかし、Ｎ
Ｏ2には平衡転化率によって規定された平衡組成が存在
し、低温ほど平衡組成は大きいため、反応温度に対する
ＮＯ2の生成率には平衡転化率と反応速度とで規定され
た極大値が存在する。
酸化は低温ほど反応速度が大きいが、実際の排気ガス処
理条件では気相中でＮＯ2はほとんど生成せず、触媒上
で選択的にＮＯの酸化がおこる。また、気相中とは異な
り、触媒上では高温ほど反応速度が大きい。しかし、Ｎ
Ｏ2には平衡転化率によって規定された平衡組成が存在
し、低温ほど平衡組成は大きいため、反応温度に対する
ＮＯ2の生成率には平衡転化率と反応速度とで規定され
た極大値が存在する。
【０００７】すなわち、本発明は還元性物質、窒素酸化
物および過剰の酸素が存在する酸化雰囲気の排気ガス中
の窒素酸化物を二酸化窒素に変換する方法において、排
気ガス中の還元性物質を還元性物質酸化触媒により酸化
し、次いで、該排気ガス中の窒素酸化物を窒素酸化物酸
化触媒により二酸化窒素に変換する二酸化窒素の生成方
法に関する。
物および過剰の酸素が存在する酸化雰囲気の排気ガス中
の窒素酸化物を二酸化窒素に変換する方法において、排
気ガス中の還元性物質を還元性物質酸化触媒により酸化
し、次いで、該排気ガス中の窒素酸化物を窒素酸化物酸
化触媒により二酸化窒素に変換する二酸化窒素の生成方
法に関する。
【０００８】以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】各種燃焼設備から発生するＮＯｘはほぼ全
量がＮＯであり、外部に排出される間に気相中で酸素と
の反応により生成するＮＯ2は反応速度が遅いため極め
て少ない。それ故、通常の燃焼設備では９０％以上がＮ
Ｏである。
量がＮＯであり、外部に排出される間に気相中で酸素と
の反応により生成するＮＯ2は反応速度が遅いため極め
て少ない。それ故、通常の燃焼設備では９０％以上がＮ
Ｏである。
【００１０】本発明において、還元性物質とは一般に燃
焼設備から排出される排気ガス中に含まれるもので、例
えば、水素、ＣＯ、炭化水素等であり、特に炭化水素と
しては、メタン、プロパン、ブタン等の炭素数が１〜３
０位の鎖状／環状飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ン、ブテン、アセチレン、ブタジエン等の炭素数が１〜
３０位の鎖状／環状不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ＭＴＢＥ等の炭素数が６〜３０位の芳香
族炭化水素等が挙げられる。また、さらには炭素を含む
クラスターであるパティキュレート等も還元性物質とな
る。
焼設備から排出される排気ガス中に含まれるもので、例
えば、水素、ＣＯ、炭化水素等であり、特に炭化水素と
しては、メタン、プロパン、ブタン等の炭素数が１〜３
０位の鎖状／環状飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ン、ブテン、アセチレン、ブタジエン等の炭素数が１〜
３０位の鎖状／環状不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ＭＴＢＥ等の炭素数が６〜３０位の芳香
族炭化水素等が挙げられる。また、さらには炭素を含む
クラスターであるパティキュレート等も還元性物質とな
る。
【００１１】本発明においては、上述のような還元性物
質、窒素酸化物および過剰の酸素が存在する酸化雰囲気
の排気ガス中の還元性物質をまず還元性物質酸化触媒に
より酸化する。
質、窒素酸化物および過剰の酸素が存在する酸化雰囲気
の排気ガス中の還元性物質をまず還元性物質酸化触媒に
より酸化する。
【００１２】還元性物質酸化触媒としては、前記還元性
物質を共存する酸素によって酸化できる能力のある触媒
であれば特に制限はなく、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ等
の貴金属を成分として含む触媒やＣｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等の
遷移金属を成分として含む触媒、Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、希土
類等を成分として含む触媒が挙げられ、また、前記成分
の複合酸化物や、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等の遷移金属、希土
類、アルカリ土類金属等からなるペロブスカイト構造を
持つ複合酸化物等が挙げられる。前記成分を含む触媒
は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等の多
孔質担体に前記成分を担持したものを一般に使用するこ
とができる。これら触媒は一種単独あるいは２種以上組
み合わせて使用してもよい。さらにこれら触媒はハニカ
ム等の基材に担持して使用することもできる。
物質を共存する酸素によって酸化できる能力のある触媒
であれば特に制限はなく、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ等
の貴金属を成分として含む触媒やＣｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等の
遷移金属を成分として含む触媒、Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、希土
類等を成分として含む触媒が挙げられ、また、前記成分
の複合酸化物や、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等の遷移金属、希土
類、アルカリ土類金属等からなるペロブスカイト構造を
持つ複合酸化物等が挙げられる。前記成分を含む触媒
は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等の多
孔質担体に前記成分を担持したものを一般に使用するこ
とができる。これら触媒は一種単独あるいは２種以上組
み合わせて使用してもよい。さらにこれら触媒はハニカ
ム等の基材に担持して使用することもできる。
【００１３】還元性物質酸化触媒による前記還元性物質
の酸化反応温度は還元性物質のほとんどが酸化により除
去されるような温度であれば特に制限はなく、また触媒
の種類や排気ガス中の成分濃度、後述の空間速度等によ
り一義的に規定はできないが、通常、還元性物質が８０
％以上、二酸化炭素等の無害な物質に変換される反応温
度や、Ｎ2Ｏ等分解困難な物質が生成する温度よりも高
温であることがことが好ましい。例えば、Ｐｄを含む触
媒であれば３００℃以上、Ｐｔを含む触媒であればＮ2
Ｏを副生しない温度、例えば４５０℃以上でおこなうこ
とができる。
の酸化反応温度は還元性物質のほとんどが酸化により除
去されるような温度であれば特に制限はなく、また触媒
の種類や排気ガス中の成分濃度、後述の空間速度等によ
り一義的に規定はできないが、通常、還元性物質が８０
％以上、二酸化炭素等の無害な物質に変換される反応温
度や、Ｎ2Ｏ等分解困難な物質が生成する温度よりも高
温であることがことが好ましい。例えば、Ｐｄを含む触
媒であれば３００℃以上、Ｐｔを含む触媒であればＮ2
Ｏを副生しない温度、例えば４５０℃以上でおこなうこ
とができる。
【００１４】上記のように、排気ガス中の還元性物質を
還元性物質酸化触媒によりあらかじめ酸化して得た排気
ガスは、組成として酸素、水、二酸化炭素、ＮＯ、還元
性物質との反応で生成するＮ2、ＮＯの酸素酸化で生成
するＮＯ2を少なくとも含む。しかしＮＯ2の量は、ＮＯ
2生成の平衡転化率が高温ほどＮＯに傾いているため多
くは得られない。例えば４％の酸素を含む排気ガスの５
００℃以上の高温で還元性物質の処理を行った場合、Ｎ
Ｏ2生成は１５％以下である。
還元性物質酸化触媒によりあらかじめ酸化して得た排気
ガスは、組成として酸素、水、二酸化炭素、ＮＯ、還元
性物質との反応で生成するＮ2、ＮＯの酸素酸化で生成
するＮＯ2を少なくとも含む。しかしＮＯ2の量は、ＮＯ
2生成の平衡転化率が高温ほどＮＯに傾いているため多
くは得られない。例えば４％の酸素を含む排気ガスの５
００℃以上の高温で還元性物質の処理を行った場合、Ｎ
Ｏ2生成は１５％以下である。
【００１５】本発明においては、さらに、還元性物質を
酸化して得た排気ガス中のＮＯを窒素酸化物酸化触媒に
よりＮＯ2に変換する。ＮＯ2の変換に際しては前記排気
ガスを酸化触媒と接触させる等、公知の方法を用いるこ
とができる。
酸化して得た排気ガス中のＮＯを窒素酸化物酸化触媒に
よりＮＯ2に変換する。ＮＯ2の変換に際しては前記排気
ガスを酸化触媒と接触させる等、公知の方法を用いるこ
とができる。
【００１６】窒素酸化物酸化触媒としては、前記ＮＯを
共存する酸素によってＮＯ2に酸化できる能力のある触
媒であれば特に制限はなく、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ
等の貴金属を成分として含む触媒やＣｕ、Ｆｅ等の遷移
金属を成分として含む触媒、Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、希土類等
を成分として含む触媒が挙げられ、前記成分を含む触媒
は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等の多
孔質担体に前記成分を担持したものが一般に使用され
る。また、ペロブスカイト構造を持つ複合酸化物等が挙
げられる。これら触媒は一種単独あるいは２種以上組み
合わせて使用してもよい。さらにこれら触媒はハニカム
等の基材に担持して使用することもできる。これらのう
ち、特にＰｔを少なくとも含む貴金属を含有するゼオラ
イトが好ましい。
共存する酸素によってＮＯ2に酸化できる能力のある触
媒であれば特に制限はなく、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ
等の貴金属を成分として含む触媒やＣｕ、Ｆｅ等の遷移
金属を成分として含む触媒、Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、希土類等
を成分として含む触媒が挙げられ、前記成分を含む触媒
は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等の多
孔質担体に前記成分を担持したものが一般に使用され
る。また、ペロブスカイト構造を持つ複合酸化物等が挙
げられる。これら触媒は一種単独あるいは２種以上組み
合わせて使用してもよい。さらにこれら触媒はハニカム
等の基材に担持して使用することもできる。これらのう
ち、特にＰｔを少なくとも含む貴金属を含有するゼオラ
イトが好ましい。
【００１７】本発明におけるＮＯの酸化は、通常共存す
る酸素によって前記触媒上で充分おるが、必要があれ
ば、オゾン等の酸化性物質を添加しても差し支えない。
る酸素によって前記触媒上で充分おるが、必要があれ
ば、オゾン等の酸化性物質を添加しても差し支えない。
【００１８】窒素酸化物酸化触媒による前記ＮＯの酸化
反応温度はＮＯが酸化によりＮＯ2に効率よく変換でき
るような温度であれば、特に制限はなく、また触媒の種
類や排気ガス中の成分濃度、後述の空間速度等により一
義的に規定はできないが、ＮＯ2の生成に関しては、低
温ほど大きい平衡転化率によって規定された平衡組成が
存在し、さらにＮＯ2酸化反応速度は、低温ほど大きい
気相中とは異なり、触媒上では高温ほど大きいため、反
応温度に対するＮＯ2の生成率にはＮＯ2酸化反応速度と
平衡転化率とで規定される極大値が存在する。そのた
め、その極大値付近になるように反応温度は設定するこ
とが好ましい。例えば、Ｐｔを成分として含む触媒にお
いては、前記極大値は通常１２０〜３００℃に存在する
ため、その範囲における最適温度でＮＯの酸化を行うこ
とが好ましい。
反応温度はＮＯが酸化によりＮＯ2に効率よく変換でき
るような温度であれば、特に制限はなく、また触媒の種
類や排気ガス中の成分濃度、後述の空間速度等により一
義的に規定はできないが、ＮＯ2の生成に関しては、低
温ほど大きい平衡転化率によって規定された平衡組成が
存在し、さらにＮＯ2酸化反応速度は、低温ほど大きい
気相中とは異なり、触媒上では高温ほど大きいため、反
応温度に対するＮＯ2の生成率にはＮＯ2酸化反応速度と
平衡転化率とで規定される極大値が存在する。そのた
め、その極大値付近になるように反応温度は設定するこ
とが好ましい。例えば、Ｐｔを成分として含む触媒にお
いては、前記極大値は通常１２０〜３００℃に存在する
ため、その範囲における最適温度でＮＯの酸化を行うこ
とが好ましい。
【００１９】本発明において、「酸化雰囲気の排気ガ
ス」とは、排気ガス中に含まれるＣＯ、水素および等の
還元性物質を完全に酸化して水と炭酸ガスに変換するの
に必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が含まれている排
気ガスをいい、例えば、自動車等の内燃機関から排気ガ
スの場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）が、大きい状態（燃料
のリーン領域）で排出される排気ガスである。すなわ
ち、排気ガス中に含まれるＣＯ、水素およびＨＣ等の還
元性物質を完全に酸化して水と炭酸ガスに変換するのに
必要な酸素濃度をＡ、排気ガス中の酸素濃度をＢとした
場合、Ｂ／Ａは１より大きな値であり、本発明における
排気ガスでは、通常Ｂ／Ａ＝２〜２０００となる。
ス」とは、排気ガス中に含まれるＣＯ、水素および等の
還元性物質を完全に酸化して水と炭酸ガスに変換するの
に必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が含まれている排
気ガスをいい、例えば、自動車等の内燃機関から排気ガ
スの場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）が、大きい状態（燃料
のリーン領域）で排出される排気ガスである。すなわ
ち、排気ガス中に含まれるＣＯ、水素およびＨＣ等の還
元性物質を完全に酸化して水と炭酸ガスに変換するのに
必要な酸素濃度をＡ、排気ガス中の酸素濃度をＢとした
場合、Ｂ／Ａは１より大きな値であり、本発明における
排気ガスでは、通常Ｂ／Ａ＝２〜２０００となる。
【００２０】例えば、自動車等の内燃機関から排気ガス
の場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）が１５以上と大きい状態
（燃料のリーン領域）で排出される排気ガスである。
の場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）が１５以上と大きい状態
（燃料のリーン領域）で排出される排気ガスである。
【００２１】また、排気ガスを前記触媒層に導入する
際、空間速度（ＳＶ）は特に制限はないが、例えば、５
００〜５５０，０００／時間の範囲が活性を維持するた
めに好ましい。
際、空間速度（ＳＶ）は特に制限はないが、例えば、５
００〜５５０，０００／時間の範囲が活性を維持するた
めに好ましい。
【００２２】このようにして効率よく得られたＮＯ2は
公知の方法により容易に除去が可能である。すなわち、
アルカリ水溶液や活性炭等の公知の方法により吸収除去
が容易に行うことができる。また、還元剤を再び添加し
て公知の触媒上で選択的にＮＯ2を還元する（いわゆる
脱ＮＯｘ反応）方法においても、ＮＯや酸素より反応が
高いＮＯ2は還元剤とより選択的に反応するために、高
酸素濃度雰囲気における選択的な窒素酸化物の除去が容
易となる。
公知の方法により容易に除去が可能である。すなわち、
アルカリ水溶液や活性炭等の公知の方法により吸収除去
が容易に行うことができる。また、還元剤を再び添加し
て公知の触媒上で選択的にＮＯ2を還元する（いわゆる
脱ＮＯｘ反応）方法においても、ＮＯや酸素より反応が
高いＮＯ2は還元剤とより選択的に反応するために、高
酸素濃度雰囲気における選択的な窒素酸化物の除去が容
易となる。
【００２３】
【作用】酸化雰囲気の排気ガス中の炭化水素等の還元性
物質をあらかじめ酸化等により除去することにより、Ｐ
ｔ等の窒素酸化物酸化触媒がＮ2Ｏの副生することなく
効率よく該排気ガス中のＮＯをＮＯ2に酸化可能であ
る。
物質をあらかじめ酸化等により除去することにより、Ｐ
ｔ等の窒素酸化物酸化触媒がＮ2Ｏの副生することなく
効率よく該排気ガス中のＮＯをＮＯ2に酸化可能であ
る。
【００２４】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。
【００２５】参考例（還元性物質酸化触媒および窒素酸
化物酸化触媒の調製） 還元性物質酸化触媒としてＰｔ担持ゼオライトおよびＰ
ｄ担持アルミナを、窒素酸化物酸化触媒としてＰｔ担持
ゼオライトをそれぞれ調製した。
化物酸化触媒の調製） 還元性物質酸化触媒としてＰｔ担持ゼオライトおよびＰ
ｄ担持アルミナを、窒素酸化物酸化触媒としてＰｔ担持
ゼオライトをそれぞれ調製した。
【００２６】（Ｐｔ担持ゼオライトの調製）シリカ／ア
ルミナ比が４０のＮａ型ＺＳＭ−５：１５ｇを、テトラ
アンミンジクロロ白金塩１水和物（Ｐｔ（ＮＨ3）4Ｃｌ
2・Ｈ2Ｏ）がゼオライト中のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）のモ
ル数と等しい量だけ溶解した水溶液１３５ｇに３５℃で
投入し、２０時間かくはんすることによりイオン交換処
理を行った。処理終了後、固体をろ別し、さらに固体を
純水で充分洗浄した。乾燥器で１１０℃／１２時間乾燥
し、電気炉を用いて、大気中で、２００℃／２時間つい
で６００℃／３時間さらに８００℃／３時間で熱処理を
することによりＰｔ担持ゼオライト触媒を得た。化学分
析の結果、このＰｔ担持ゼオライト触媒におけるＰｔの
含有量は、触媒に対して７重量％、Ｐｔ／Ａｌ2Ｏ3＝
０．９１（モル比）であった。
ルミナ比が４０のＮａ型ＺＳＭ−５：１５ｇを、テトラ
アンミンジクロロ白金塩１水和物（Ｐｔ（ＮＨ3）4Ｃｌ
2・Ｈ2Ｏ）がゼオライト中のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）のモ
ル数と等しい量だけ溶解した水溶液１３５ｇに３５℃で
投入し、２０時間かくはんすることによりイオン交換処
理を行った。処理終了後、固体をろ別し、さらに固体を
純水で充分洗浄した。乾燥器で１１０℃／１２時間乾燥
し、電気炉を用いて、大気中で、２００℃／２時間つい
で６００℃／３時間さらに８００℃／３時間で熱処理を
することによりＰｔ担持ゼオライト触媒を得た。化学分
析の結果、このＰｔ担持ゼオライト触媒におけるＰｔの
含有量は、触媒に対して７重量％、Ｐｔ／Ａｌ2Ｏ3＝
０．９１（モル比）であった。
【００２７】（Ｐｄ担持アルミナの調製）市販の活性ア
ルミナ（住友化学（株）社製）ＮＫＨＤ−２４を１２〜
２０メッシュに粉砕したもの４．８０００ｇを１００ｍ
ｌ茄子型フラスコにいれ、テトラアンミンジクロロパラ
ジウム塩・１水和物（Ｐｄ（ＮＨ3）4Ｃｌ2・Ｈ2Ｏ）
０．４９５１ｇを水８ｍｌに溶解したものをさらに前記
フラスコに加えた。ロータリーエバポレーターで減圧下
加熱して水を留去、さらに蒸発乾固させた。得られた固
体を乾燥器を用いて１３０℃で乾燥した。さらに電気炉
を用いて大気中で、２００℃／２時間ついで６００℃／
３時間さらに８００℃／３時間で熱処理をおこない、Ｐ
ｄ担持アルミナを得た。Ｐｄは仕込み時で４ｗｔ％であ
った（Ｐｄ金属として）。
ルミナ（住友化学（株）社製）ＮＫＨＤ−２４を１２〜
２０メッシュに粉砕したもの４．８０００ｇを１００ｍ
ｌ茄子型フラスコにいれ、テトラアンミンジクロロパラ
ジウム塩・１水和物（Ｐｄ（ＮＨ3）4Ｃｌ2・Ｈ2Ｏ）
０．４９５１ｇを水８ｍｌに溶解したものをさらに前記
フラスコに加えた。ロータリーエバポレーターで減圧下
加熱して水を留去、さらに蒸発乾固させた。得られた固
体を乾燥器を用いて１３０℃で乾燥した。さらに電気炉
を用いて大気中で、２００℃／２時間ついで６００℃／
３時間さらに８００℃／３時間で熱処理をおこない、Ｐ
ｄ担持アルミナを得た。Ｐｄは仕込み時で４ｗｔ％であ
った（Ｐｄ金属として）。
【００２８】実施例１ 還元性物質酸化触媒および窒素酸化物酸化触媒を用いて
排気ガスの中のＮＯの酸化によるＮＯ2の生成をおこな
った。
排気ガスの中のＮＯの酸化によるＮＯ2の生成をおこな
った。
【００２９】常圧固定床反応管を２本直列につなぎ、排
気ガス導入側に近い側の反応管に還元性物質酸化触媒
を、排気ガス排出側に近い側の反応管に窒素酸化物酸化
触媒をそれぞれ充填した（触媒は各々プレス成形後粉砕
して１２〜２０メッシュに整粒し、その０．５ｃｃを常
圧固定床反応管に充填した）。
気ガス導入側に近い側の反応管に還元性物質酸化触媒
を、排気ガス排出側に近い側の反応管に窒素酸化物酸化
触媒をそれぞれ充填した（触媒は各々プレス成形後粉砕
して１２〜２０メッシュに整粒し、その０．５ｃｃを常
圧固定床反応管に充填した）。
【００３０】下記に示す組成のガス（以下、反応ガスと
いう）を１６６．６ｍｌ／分で、還元性物質酸化触媒と
窒素酸化物酸化触媒の各々を所定温度で加熱した反応管
へ還元性物質酸化触媒側から流通させ、ＮＯからＮＯ2
への変換をおこなった。反応処理後の排気ガス組成をガ
スクロマトグラフおよびＮＯｘ分光計にて測定し、ＮＯ
からＮＯ2への変換を定量した。なお反応ガス組成は表
１の通りである。
いう）を１６６．６ｍｌ／分で、還元性物質酸化触媒と
窒素酸化物酸化触媒の各々を所定温度で加熱した反応管
へ還元性物質酸化触媒側から流通させ、ＮＯからＮＯ2
への変換をおこなった。反応処理後の排気ガス組成をガ
スクロマトグラフおよびＮＯｘ分光計にて測定し、ＮＯ
からＮＯ2への変換を定量した。なお反応ガス組成は表
１の通りである。
【００３１】
【表１】
【００３２】還元性物質酸化触媒として、Ｐｄ担持アル
ミナ、窒素酸化物酸化触媒としてＰｔ担持ゼオライトを
用い、還元性物質酸化触媒の反応温度を４５０℃、窒素
酸化物酸化触媒の反応温度を２２０℃として排気ガスの
処理を行いＮＯ2の生成を測定したところ、ＮＯの８５
％がＮＯ2に変換された。
ミナ、窒素酸化物酸化触媒としてＰｔ担持ゼオライトを
用い、還元性物質酸化触媒の反応温度を４５０℃、窒素
酸化物酸化触媒の反応温度を２２０℃として排気ガスの
処理を行いＮＯ2の生成を測定したところ、ＮＯの８５
％がＮＯ2に変換された。
【００３３】この処理された排気ガスに、還元剤として
Ｃ3Ｈ6を濃度が１５００ｐｐｍとなるように添加して混
合ガスとし、脱ＮＯｘ触媒０．５ｃｃ（成形は前述に同
じ）を充填し所定温度で加熱した常圧固定床反応管に前
述の混合ガスを導入して脱ＮＯｘ反応を行った。その結
果、脱ＮＯｘ触媒が４ｗｔ．％Ｃｕ担持／アルミナ（調
製法は硫酸銅を原料とした以外、前述のＰｄ担持アルミ
ナの場合に同じ）のとき、３００℃において導入したＮ
Ｏ2の８０％が、また、脱ＮＯｘ触媒が活性アルミナ
（前述市販品）の場合、４００℃において導入されたＮ
Ｏ2の８５％がそれぞれＮ2に変換された。
Ｃ3Ｈ6を濃度が１５００ｐｐｍとなるように添加して混
合ガスとし、脱ＮＯｘ触媒０．５ｃｃ（成形は前述に同
じ）を充填し所定温度で加熱した常圧固定床反応管に前
述の混合ガスを導入して脱ＮＯｘ反応を行った。その結
果、脱ＮＯｘ触媒が４ｗｔ．％Ｃｕ担持／アルミナ（調
製法は硫酸銅を原料とした以外、前述のＰｄ担持アルミ
ナの場合に同じ）のとき、３００℃において導入したＮ
Ｏ2の８０％が、また、脱ＮＯｘ触媒が活性アルミナ
（前述市販品）の場合、４００℃において導入されたＮ
Ｏ2の８５％がそれぞれＮ2に変換された。
【００３４】実施例２ 還元性物質酸化触媒および窒素酸化物酸化触媒としてＰ
ｔ担持ゼオライトを用い、還元性物質酸化触媒の反応温
度を４５０℃、窒素酸化物酸化触媒の反応温度を２２０
℃として排気ガスの処理を行いＮＯ2の生成を測定した
ところ、ＮＯの８５％がＮＯ2に変換された。
ｔ担持ゼオライトを用い、還元性物質酸化触媒の反応温
度を４５０℃、窒素酸化物酸化触媒の反応温度を２２０
℃として排気ガスの処理を行いＮＯ2の生成を測定した
ところ、ＮＯの８５％がＮＯ2に変換された。
【００３５】比較例１ 還元性物質酸化触媒である、Ｐｄ担持アルミナのみを用
い４５０℃で排気ガス処理を行い、ＮＯ2の生成を測定
したところ、ＮＯ2は生成していなかった。
い４５０℃で排気ガス処理を行い、ＮＯ2の生成を測定
したところ、ＮＯ2は生成していなかった。
【００３６】比較例２ 窒素酸化物酸化触媒である、Ｐｔ担持ゼオライトのみを
用い４５０℃で排気ガス処理を行い、ＮＯ2の生成を測
定したところ、ＮＯの１５％がＮＯ2に変換されてい
た。また、２２０℃で排気ガス処理を行い、ＮＯ2の生
成を測定したところ、ＮＯの７％がＮＯ2に変換されて
おり、Ｎ2ＯがＮＯ基準で４５％生成していた。
用い４５０℃で排気ガス処理を行い、ＮＯ2の生成を測
定したところ、ＮＯの１５％がＮＯ2に変換されてい
た。また、２２０℃で排気ガス処理を行い、ＮＯ2の生
成を測定したところ、ＮＯの７％がＮＯ2に変換されて
おり、Ｎ2ＯがＮＯ基準で４５％生成していた。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、酸化雰囲気の排気ガス
中の炭化水素等の還元性物質をあらかじめ酸化等により
除去することにより、Ｐｔ等の窒素酸化物酸化触媒が効
率よく該排気ガス中のＮＯをＮＯ2に酸化可能である。
前記生成したＮＯ2は反応性が高く、炭化水素等の還元
剤による還元や活性炭／アルカリを含む吸収剤による吸
収等による浄化がＮＯよりも容易になる。
中の炭化水素等の還元性物質をあらかじめ酸化等により
除去することにより、Ｐｔ等の窒素酸化物酸化触媒が効
率よく該排気ガス中のＮＯをＮＯ2に酸化可能である。
前記生成したＮＯ2は反応性が高く、炭化水素等の還元
剤による還元や活性炭／アルカリを含む吸収剤による吸
収等による浄化がＮＯよりも容易になる。
【００３８】本発明は、自動車等の内燃機関のみなら
ず、硝酸製造工場、各種燃焼設備などの窒素酸化物を含
有する排気ガスの浄化に利用でき、産業上極めて有意義
なものである。
ず、硝酸製造工場、各種燃焼設備などの窒素酸化物を含
有する排気ガスの浄化に利用でき、産業上極めて有意義
なものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０１Ｂ 21/36 Ｄ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２ Ｄ
Claims (3)
- 【請求項１】 還元性物質、窒素酸化物および過剰の酸
素が存在する酸化雰囲気の排気ガス中の窒素酸化物を二
酸化窒素に変換する方法において、排気ガス中の還元性
物質を還元性物質酸化触媒により酸化し、次いで、該排
気ガス中の窒素酸化物を窒素酸化物酸化触媒により二酸
化窒素に変換する二酸化窒素を生成する方法。 - 【請求項２】 上記排気ガス中の窒素酸化物を窒素酸化
物酸化触媒により二酸化窒素に変換するに際し、その反
応温度を二酸化窒素酸化反応速度と窒素酸化物平衡転化
率とによって規定された極大値付近に設定することを特
徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 上記窒素酸化物酸化触媒が、少なくとも
Ｐｔを含む貴金属を含有するゼオライトである請求項１
または請求項２に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6253376A JPH08117558A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 二酸化窒素を生成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6253376A JPH08117558A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 二酸化窒素を生成する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08117558A true JPH08117558A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17250504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6253376A Pending JPH08117558A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 二酸化窒素を生成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08117558A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008513344A (ja) * | 2004-09-23 | 2008-05-01 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 亜酸化窒素の精製及び濃縮方法 |
| JP2009516633A (ja) * | 2005-11-22 | 2009-04-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 一酸化二窒素を単離する方法 |
| WO2010102000A3 (en) * | 2009-03-03 | 2011-01-06 | Saian Corporation | High concentration no2 generating system and method for generating high concentration no2 using the generating system |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP6253376A patent/JPH08117558A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008513344A (ja) * | 2004-09-23 | 2008-05-01 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 亜酸化窒素の精製及び濃縮方法 |
| JP2009516633A (ja) * | 2005-11-22 | 2009-04-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 一酸化二窒素を単離する方法 |
| WO2010102000A3 (en) * | 2009-03-03 | 2011-01-06 | Saian Corporation | High concentration no2 generating system and method for generating high concentration no2 using the generating system |
| JP2012519644A (ja) * | 2009-03-03 | 2012-08-30 | 株式会社サイアン | 高濃度ｎｏ２の生成装置および該生成装置を用いた高濃度ｎｏ２の生成方法 |
| US8425852B2 (en) | 2009-03-03 | 2013-04-23 | Saian Corporation | High concentration NO2 generating system and method for generating high concentration NO2 using the generating system |
| US8580086B2 (en) | 2009-03-03 | 2013-11-12 | Noxilizer, Inc. | High concentration NO2 generating system and method for generating high concentration NO2 using the generating system |
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