JPH08131827A - Denitration catalyst and denitration method using the same - Google Patents

Denitration catalyst and denitration method using the same

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JPH08131827A
JPH08131827A JP6290627A JP29062794A JPH08131827A JP H08131827 A JPH08131827 A JP H08131827A JP 6290627 A JP6290627 A JP 6290627A JP 29062794 A JP29062794 A JP 29062794A JP H08131827 A JPH08131827 A JP H08131827A
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alumina
catalyst
denitration
exhaust gas
titania
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JP6290627A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Naganami
武 長南
Taiji Kanno
泰治 管野
Masao Wakabayashi
正男 若林
Hiroyuki Ikeda
浩幸 池田
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To provide a denitration catalyst capable of efficiently removing NOx in waste gas in a low fuel-air ratio at a high space velocity of gas by depositing at least one of silver and silver oxide on an alumina-titania carrier obtd. by incorporating titania into specified activated alumina. CONSTITUTION: At least one of silver and silver oxide is deposited on an alumina-titania carrier obtd. by incorporating titania into activated alumina to obtain the objective denitration catalyst for removal of NOx in waste gas with hydrocarbon in an atmosphere contg. excess oxygen. The activated alumina has >=120m<2> /g specific surface area and specified relation between pore radius and pore volume measured by a gaseous nitrogen adsorption method. In the relation, the total pore volume (B) of pores each having 30-100Åpore radius is >=72% of the total pore volume (A) of pores each having <300Å pore radius and the total pore volume (C) of pores each having 10-300Å pore radius is <=20% of the total pore volume (A).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は移動発生源または定置発
生源からの排ガス、特に内燃機関の排気ガス中の窒素酸
化物の浄化に用いられる排気ガス浄化用の脱硝触媒に関
し、更に詳細には、希薄空燃比の内燃機関の排気ガス中
の窒素酸化物を高い空間速度で、且つ高い効率で浄化す
ることができるような脱硝触媒およびこれを用いた脱硝
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 denitration catalyst for purifying exhaust gas from a mobile generation source or a stationary generation source, particularly nitrogen oxide in exhaust gas of an internal combustion engine, and more specifically to a denitration catalyst. The present invention relates to a denitration catalyst capable of purifying nitrogen oxides in exhaust gas of an internal combustion engine having a lean air-fuel ratio with high space velocity and high efficiency, and a denitration method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用エンジンなどの内燃機関や工場
などの大型燃焼装置から排出される各種の燃焼排気ガス
中には、燃焼生成物である水や二酸化炭素(CO)と
共に一酸化窒素(NO)や、二酸化窒素(NO)など
の窒素酸化物(NOx)が相当量含まれている。NOx
やSOxは、人体に悪影響を与えるばかりでなく、地球
環境保全上から問題視される酸性雨の原因の一つにもな
っている。そのためこれら各種の排気ガスから効率よく
窒素酸化物を除去するための脱硝触媒の開発が望まれて
いる。
2. Description of the Related Art In various kinds of combustion exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine or a large combustion apparatus such as a factory, nitric oxide (CO 2 ) and nitrogen monoxide (CO 2 ) are produced. NO) and nitrogen oxides (NOx) such as nitrogen dioxide (NO 2 ) are contained in a considerable amount. NOx
Not only does SO and SOx adversely affect the human body, but they are also one of the causes of acid rain, which is regarded as a problem from the viewpoint of global environmental protection. Therefore, it is desired to develop a denitration catalyst for efficiently removing nitrogen oxides from these various exhaust gases.

【0003】NOx中のNOの理想的な除去方法は、下
記(1)式の反応式で示されるようなNOの直接分解を
行う方法である。該(1)式は、反応平衡論的には右辺
の生成系が圧倒的優位な反応である。
An ideal method of removing NO in NOx is a method of directly decomposing NO as shown by the following reaction formula (1). The equation (1) is a reaction in which the production system on the right side is overwhelmingly dominant in terms of reaction equilibrium.

【0004】 2NO=N+O (1) この反応に依存する脱硝技術として特開昭60−125
250号公報記載の方法が挙げられる。この脱硝技術
は、Cuをイオン交換法によりゼオライトに担持させた
触媒を用いるものであり、この触媒がNOの直接分解反
応を促進するとしている。しかしながら、この脱硝技術
では(1)式の反応によって生成した酸素が触媒活性点
に優先的に付着するために、脱硝効率が次第に低下して
しまうという問題があった。また、反応系内に過剰の酸
素が存在する条件(酸素過剰雰囲気) では、完全に
(1)式の反応が阻害されてしまうという欠点もあっ
た。
2NO = N 2 + O 2 (1) Japanese Patent Laid-Open No. 60-125 discloses a denitration technique that depends on this reaction.
The method described in Japanese Patent Publication No. 250 is cited. This denitration technique uses a catalyst in which Cu is supported on a zeolite by an ion exchange method, and this catalyst promotes the direct decomposition reaction of NO. However, this denitration technique has a problem that the denitration efficiency is gradually lowered because oxygen generated by the reaction of the formula (1) is preferentially attached to the catalyst active site. Further, there is a drawback that the reaction of the formula (1) is completely hindered under the condition that excess oxygen exists in the reaction system (oxygen excess atmosphere).

【0005】他方、地球温暖化防止の観点から近年希薄
燃焼方式の内燃機関が注目を集めている。従来の自動車
用ガソリンエンジンは、空燃比λ=1付近で制御された
化学量論的な燃焼を行うものであって、その排気ガス処
理に対しては排気ガス中の一酸化炭素(CO)、炭化水
素(HC)およびNOxを主として白金(Pt)、ロジ
ウム(Rh)、パラジウム(Pd)およびセリア(Ce
)を含むアルミナ触媒に接触させてこれらの有害成
分を同時に除去する三元触媒方式が採用されていた。し
かし、この三元触媒方式による方法では、希薄燃焼方式
のリーンバーンガソリンエンジンにおける排気ガスに対
する浄化には十分な効果が得られなかった。また、ディ
ーゼルエンジンは元来リーンバーンエンジンであるが、
最近その排気ガスについては、浮遊粒子状物質とNOx
の両者に対してかなり厳しい規制が行われるようになっ
てきた。
On the other hand, from the viewpoint of preventing global warming, an internal combustion engine of the lean burn type has recently been drawing attention. A conventional automobile gasoline engine performs controlled stoichiometric combustion in the vicinity of an air-fuel ratio λ = 1, and carbon monoxide (CO) in exhaust gas is used for exhaust gas treatment. Mainly hydrocarbons (HC) and NOx, platinum (Pt), rhodium (Rh), palladium (Pd) and ceria (Ce)
A three-way catalyst system has been adopted in which these harmful components are simultaneously removed by contacting with an alumina catalyst containing O 2 ). However, this three-way catalyst method has not been sufficiently effective in purifying exhaust gas in a lean burn gasoline engine of a lean burn method. Also, although the diesel engine is originally a lean burn engine,
Recently, regarding the exhaust gas, suspended particulate matter and NOx
Both of them have come under strict regulation.

【0006】従来、酸素過剰雰囲気下でNOxを還元除
去する方法としては、還元ガスとして僅かな量でも選択
的に触媒に吸着されるNHを使用して行う方法が既に
確立されており、いわゆる固定発生源であるボイラーや
ディーゼルエンジンからの排気ガスの脱硝触媒として工
業化されている。しかしこの方法においては、未反応の
還元剤の回収処理のために特別な装置を必要とし、これ
に臭気の強いアンモニアを用いることもあって、自動車
などの移動発生源からの排気ガスの脱硝技術には適用す
ることができない。
Conventionally, as a method for reducing and removing NOx in an oxygen-excess atmosphere, a method has been already established in which NH 3 which is selectively adsorbed by a catalyst even in a small amount as a reducing gas is used. It is industrialized as a NOx removal catalyst for exhaust gas from boilers and diesel engines, which are fixed sources. However, this method requires a special device for the recovery treatment of unreacted reducing agent, and ammonia with a strong odor may be used for this purpose, which is a denitration technology for exhaust gas from mobile sources such as automobiles. Cannot be applied to.

【0007】近年、酸素過剰雰囲気の希薄燃焼ガス中に
残存する未燃炭化水素を還元剤としてNOxの還元反応
を進行させることができることが報告されて以来、該反
応を促進させるための触媒について種々の提案がなされ
ている。例えば、アルミナやアルミナに遷移金属を担持
させた触媒が、炭化水素を還元剤として用いたNOx還
元反応に有効であるとする数多くの報告がなされてい
る。また、特開平4−284848号公報には、0.1
〜4重量%のCu、Fe、Cr、Zn、Ni、V等を含
有するアルミナまたはシリカ−アルミナをNOx還元用
触媒として使用した例が記載されている。
[0007] In recent years, since it has been reported that unburned hydrocarbons remaining in a lean combustion gas in an oxygen excess atmosphere can be used as a reducing agent to promote the reduction reaction of NOx, various catalysts for promoting the reaction have been developed. Has been made. For example, many reports have been made that alumina or a catalyst in which a transition metal is supported on alumina is effective for NOx reduction reaction using hydrocarbon as a reducing agent. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-284848, 0.1
An example is described in which alumina or silica-alumina containing 4 wt% of Cu, Fe, Cr, Zn, Ni, V, etc. is used as a catalyst for NOx reduction.

【0008】またさらに、Ptをアルミナに担持させた
触媒を用いると、NOx還元反応を200〜300℃の
低温領域で進行させることができることが特開平4−2
67946号公報、特開平5−68855号公報および
特開平5−103949号公報に記載されている。しか
しながら、これらの貴金属担持触媒を用いた場合には還
元剤である炭化水素の燃焼反応が過度に促進されるため
にNOx還元反応の選択性が乏しくなるという欠点があ
った。
Furthermore, by using a catalyst in which Pt is supported on alumina, the NOx reduction reaction can proceed in a low temperature range of 200 to 300 ° C.
67946, JP-A-5-68855, and JP-A-5-103949. However, when these noble metal-supported catalysts are used, there is a drawback that the selectivity of the NOx reduction reaction becomes poor because the combustion reaction of hydrocarbon as a reducing agent is excessively promoted.

【0009】本発明者らは、先に酸素過剰雰囲気下で炭
化水素を還元剤として銀を含有する触媒を用いるとNO
x還元反応が選択的に優位に進行することを見出し、こ
れについて特許出願を行った(特開平4−281844
号)。その後においても、このように銀を用いた類似の
NOx還元触媒によるNOx除去技術について特開平4
−354536号公報や特開平5−92124号公報な
ど数多くの特許出願が見受けられ、またさらにアプライ
ド カタリシス B:Environmental,2
(1933)第199〜205頁には、銀を担持したア
ルミナ触媒が、Co、Cu、V、Crを担持したアルミ
ナ触媒よりも、水蒸気存在下でのNOx還元性能におい
て優れていることが報告されている。
The present inventors have previously found that when a catalyst containing silver as a reducing agent with hydrocarbon as a reducing agent is used under an oxygen-excessive atmosphere, NO.
It was found that the x reduction reaction selectively and preferentially proceeded, and a patent application was filed for this (Japanese Patent Laid-Open No. 4-281844).
issue). Even after that, the technique for removing NOx by using a similar NOx reduction catalyst using silver in this manner is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. HEI 4
There are many patent applications such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 354536 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-92124, and further, Applied Catalysis B: Environmental, 2
(1933) pp. 199-205, it is reported that the alumina catalyst supporting silver is superior to the alumina catalyst supporting Co, Cu, V and Cr in the NOx reduction performance in the presence of water vapor. ing.

【0010】しかしながら、これら従来のアルミナを担
体とした銀担持触媒の脱硝性能は、水蒸気存在下での炭
化水素によるNOx還元反応用触媒としては活性が未だ
不十分であった。
However, the denitration performance of these conventional silver-supported catalysts using alumina as a carrier has not been sufficiently active as a catalyst for NOx reduction reaction by hydrocarbons in the presence of water vapor.

【0011】一方、従来よりアルミナを担体として用い
た触媒は空間速度依存性が大きいことが知られており、
例えばSV:1000〜10000hr−1程度の空間
速度においては十分にNOx還元性能を発揮するが、S
V:10000hr−1以上の空間速度においては、N
Oxの浄化性能は大きく低下することが報告されている
(「触媒」:33、61(1991)参照)ことからも
判かるように、このような現象は当業界では周知の事実
であった。例えば、特開平5−92124号公報に開示
されている排ガス処理方法において、排気ガスと触媒と
の接触時間を0. 03g.sec/cm以上、好まし
くは0.1g.sec/cm以上と限定しているのは
このためである。
On the other hand, it has been known that a catalyst using alumina as a carrier has a large space velocity dependency.
For example, at a space velocity of SV: 1000 to 10000 hr -1 , the NOx reduction performance is sufficiently exhibited, but S
V: N at a space velocity of 10000 hr −1 or more
Such a phenomenon was a well-known fact in the art, as can be seen from the fact that the purification performance of Ox was reported to be significantly reduced (see “Catalyst”: 33, 61 (1991)). For example, in the exhaust gas treatment method disclosed in JP-A-5-92124, the contact time between the exhaust gas and the catalyst is 0.03 g. sec / cm 3 or more, preferably 0.1 g. This is the reason why it is limited to sec / cm 3 or more.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、希薄空
燃比で運転される代表的な内燃機関である自動車等の車
両用リーンバーンエンジンの排ガス処理において、実用
上欠くことのできない他の重要な要素は、触媒層ないし
は触媒で被覆された支持基質からなる構造体(以下、こ
れらを本明細書においては触媒含有層と称する)の所要
スペースと重量の両者である。即ち、エンジンの排気量
と仕事量とを勘案するときにエンジン排気量の数倍以上
の容量の触媒含有層を搭載することは実用的でなく、触
媒含有層の容量をエンジンの排気量以下にすることが望
ましいからである。
However, in the exhaust gas treatment of a lean burn engine for vehicles such as automobiles, which is a typical internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio, other important factors which are indispensable for practical use are , Both the required space and the weight of the catalyst layer or the structure consisting of the supporting substrate coated with the catalyst (hereinafter, these are referred to as catalyst-containing layer in the present specification). That is, it is not practical to mount a catalyst-containing layer having a capacity of several times or more of the engine displacement when considering the engine displacement and work, and the capacity of the catalyst-containing layer is set to be equal to or less than the engine displacement. It is desirable to do so.

【0013】そしてこれは、実用性のある触媒含有層を
構成するには触媒含有層を通過する排気ガスの空間速度
を高くすること(これは接触時間が短かくなることを意
味する)、即ちガス空間速度を7000hr−1以上、
好ましくは10000hr−1以上とすること、つまり
接触時間では0.03g.sec/cm未満、好まし
くは0.02g.sec/cm未満であることが要求
されることを意味するものである。しかし、従来のアル
ミナを担体とする銀担持アルミナ触媒は、このような高
空間速度(短い接触時間)では、水蒸気共存排気ガスに
対する脱硝性能が今ひとつ不十分であった。
This means that in order to construct a practical catalyst-containing layer, the space velocity of the exhaust gas passing through the catalyst-containing layer is made high (which means that the contact time becomes short), that is, Gas space velocity of 7,000 hr −1 or more,
It is preferably 10,000 hr −1 or more, that is, the contact time is 0.03 g. sec / cm 3 or less, preferably 0.02 g. It means that it is required to be less than sec / cm 3 . However, the conventional silver-supported alumina catalyst using alumina as a carrier is still insufficient in denitrification performance for exhaust gas coexisting with steam at such a high space velocity (short contact time).

【0014】結局、銀担持アルミナ触媒に関するどの公
知文献にも、水蒸気が共存する酸素過剰雰囲気下で、且
つ高空間速度での炭化水素による排気ガス中の窒素酸化
物を高効率で除去することができるような触媒について
は全く開示されていないと言わざるを得ない。
After all, in any known literature concerning silver-supported alumina catalysts, nitrogen oxides in exhaust gas due to hydrocarbons can be removed with high efficiency in an oxygen-excess atmosphere in the presence of water vapor and at a high space velocity. It must be said that such a catalyst is not disclosed at all.

【0015】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決することを課題とするものであって、希薄空燃比の内
燃機関の排気ガス中のNOxを十分高いガス空間速度
(短い接触時間)で効率よく除去することができるよう
な脱硝触媒と、該触媒を使用しての希薄空燃比の内燃機
関の排気ガス中のNOxの高効率で高信頼性を持った脱
硝方法を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, in which NOx in exhaust gas of an internal combustion engine having a lean air-fuel ratio is sufficiently high gas space velocity (short contact time). (EN) A denitration catalyst that can be efficiently removed by using the catalyst, and a denitration method that uses the catalyst with high efficiency and high reliability of NOx in exhaust gas of an internal combustion engine with a lean air-fuel ratio. It is intended.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、水蒸気が
共存する酸素過剰雰囲気下においても、炭化水素による
NOx還元反応を高効率で進行させることのできるよう
な脱硝触媒およびこれを用いての脱硝方法について鋭意
研究を重ねた結果、特定の細孔特性を有し、且つ比表面
積が120m/g以上であるような活性アルミナに特
定量のチタニアを含有させたアルミナ−チタニア担体を
使用し、これに特定量の銀および/または酸化銀とを担
持させた触媒を用いることにより上記の課題を解決する
ことができることを見出し本発明を完成するに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have used a denitration catalyst capable of advancing the NOx reduction reaction by hydrocarbon with high efficiency even in an oxygen-excess atmosphere in which water vapor coexists, and by using the same. As a result of earnest studies on the denitration method of the above, an alumina-titania carrier containing activated alumina having a specific surface area of 120 m 2 / g and a specific amount of titania is used. However, they have found that the above problems can be solved by using a catalyst in which a specific amount of silver and / or silver oxide is supported, and have completed the present invention.

【0017】即ち、本発明は、酸素過剰雰囲気下で、炭
化水素による排気ガス中の窒素酸化物を除去する触媒で
あって、窒素ガス吸着法により測定された細孔半径と細
孔容積との関係が、細孔半径300オングストローム未
満の細孔の占める細孔容積の合計値をAとし、細孔半径
30オングストローム以上100オングストローム未満
の細孔の占める細孔容積の合計値をBとし、細孔半径1
00オングストローム以上300オングストローム未満
の細孔の占める細孔容積の合計値をCとしたとき、Bが
Aの72%以上で、CがAの20%以下であり、且つ比
表面積が120m/gであるような活性アルミナにチ
タニアを含有させたアルミナ−チタニア担体に銀および
/または酸化銀を担持させてなる脱硝触媒であり、また
希薄空燃比で運転される内燃機関における排気ガスを脱
硝触媒層を通過接触させるようにした該排気ガスの脱硝
方法において、該脱硝触媒層を構成する脱硝触媒に上記
本発明による脱硝触媒を使用することを特徴とする脱硝
方法である。
That is, the present invention is a catalyst for removing nitrogen oxides in exhaust gas due to hydrocarbons in an oxygen-excess atmosphere, which comprises a pore radius and a pore volume measured by a nitrogen gas adsorption method. The relationship is that the total value of the pore volumes occupied by the pores having a pore radius of less than 300 angstrom is A, and the total value of the pore volumes occupied by the pores having a pore radius of 30 angstrom or more and less than 100 angstrom is B, Radius 1
When the total value of the pore volume occupied by pores of 00 angstrom or more and less than 300 angstrom is C, B is 72% or more of A, C is 20% or less of A, and the specific surface area is 120 m 2 / g. Is a denitration catalyst formed by supporting silver and / or silver oxide on an alumina-titania carrier in which titania is contained in activated alumina, and a denitration catalyst layer for removing exhaust gas in an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio. In the denitration method for exhaust gas, the denitration catalyst according to the present invention is used as a denitration catalyst constituting the denitration catalyst layer.

【0018】上記した本発明の脱硝方法によるときは、
脱硝触媒層を通過する排気ガスが該脱硝触媒層入口にお
いて200〜600℃の温度範囲であるようにすること
が好ましい。そして、本発明の脱硝方法によるときは、
脱硝触媒層を通過する排気ガスの空間速度(SV)を1
0000hr−1以上にして脱硝反応を行わせても排気
ガスの脱硝浄化を十分に行うことが可能であり、また水
蒸気が共存する酸素過剰雰囲気の下においても効果的に
排気ガス中のNOxの還元除去を行うことが可能であ
る。
When the denitration method of the present invention described above is used,
It is preferable that the exhaust gas passing through the denitration catalyst layer has a temperature range of 200 to 600 ° C. at the inlet of the denitration catalyst layer. And when using the denitration method of the present invention,
The space velocity (SV) of exhaust gas passing through the denitration catalyst layer is 1
Even if the NOx removal reaction is carried out at 0000 hr -1 or more, the exhaust gas can be sufficiently purified by NOx removal, and the NOx in the exhaust gas can be effectively reduced even in an oxygen excess atmosphere where water vapor coexists. It is possible to remove.

【0019】[0019]

【作用】以下に本発明の詳細およびその作用について説
明する。
The operation of the present invention will be described in detail below.

【0020】本発明の脱硝触媒における触媒担体は、窒
素ガス吸着法により測定した場合に得られる細孔半径と
細孔容積との関係が、細孔半径300オングストローム
未満の細孔の占める細孔容積の合計値をAとし、細孔半
径30オングストローム以上100オングストローム未
満の細孔の占める細孔容積の合計値をBとし、細孔半径
100オングストローム以上300オングストローム未
満の細孔の占める細孔容積の合計値をCとしたとき、B
がAの72%以上であり、CがAの20%以下であるよ
うな細孔特性を有し、且つ比表面積が120m/gで
あるような活性アルミナを主成分とし、これに少量のチ
タニアを含有させたものである。
The catalyst carrier in the denitration catalyst of the present invention has a pore volume of pores having a pore radius of less than 300 angstroms, which is obtained by the nitrogen gas adsorption method. And the total value of the volume of pores occupied by pores with a radius of 30 Å or more and less than 100 Å is B, and the total volume of pores occupied by pores with a radius of 100 Å or more and less than 300 Å is B. When the value is C, B
Is 72% or more of A, C is 20% or less of A and has a pore characteristic, and a specific surface area is 120 m 2 / g. It contains titania.

【0021】本発明で用いられる活性アルミナは、結晶
学的にはγ−型、η−型あるいはその混合型に分類され
るものであり、これらの活性アルミナは、一般的には鉱
物学的にベーマイト、擬ベーマイト、バイアライトおよ
びノルストランダライトとして分類される水酸化アルミ
ニウムの粉末またはゲルを、空気中あるいは真空中で加
熱温度300〜800℃、好ましくは400〜600℃
で加熱脱水することによって得られるものである。
The activated alumina used in the present invention is classified crystallographically into γ-type, η-type or a mixed type thereof, and these activated aluminas are generally mineralogy. Aluminum hydroxide powder or gel classified as boehmite, pseudo-boehmite, vialite and norstrandalite is heated in air or in vacuum at a heating temperature of 300 to 800 ° C, preferably 400 to 600 ° C.
It is obtained by heating and dehydrating at.

【0022】この場合に、触媒担体としての活性アルミ
ナに他の結晶構造形態を採るもの、例えばα−アルミナ
を使用すると、このα−型のアルミナは極端に比表面積
が小さくまた固体酸性にも乏しいので本発明の指向する
脱硝触媒担体としては不適当であり、またδ−アルミナ
も比表面積が100m/gと比較的小さいので、これ
も脱硝触媒担体としては、γ−アルミナやη−アルミナ
に及ばない。また、β−アルミナやχ−アルミナもほぼ
同様の理由により、本発明の脱硝触媒担体として不適当
である。
In this case, when the activated alumina as the catalyst carrier has another crystal structure, for example, α-alumina, the α-type alumina has extremely small specific surface area and poor solid acidity. Therefore, δ-alumina is unsuitable as the denitration catalyst carrier of the present invention, and δ-alumina has a relatively small specific surface area of 100 m 2 / g. It does not reach. Further, β-alumina and χ-alumina are also unsuitable as the denitration catalyst carrier of the present invention for almost the same reason.

【0023】本発明において、活性アルミナの細孔特性
が上記した本発明の範囲を外れるとき、即ち細孔半径3
0オングストローム以上100オングストローム未満の
細孔の占める細孔容積の合計値Bが、細孔半径300オ
ングストローム未満の細孔の占める細孔容積の合計値A
の72%未満であるとき、また細孔半径100オングス
トローム以上300オングストローム未満の細孔の占め
る細孔容積の合計値Cが、前記Aの値の20%を超える
ような場合には、得られた触媒の水蒸気存在下での脱硝
性能が不十分となるので好ましくない。即ち、本発明の
触媒において銀および/または酸化銀とを担持するため
のアルミナ−チタニア担体における有効なアルミナは、
BがAの30%以上であり、且つCがAの15%以下で
あるような細孔分布を有する活性アルミナに限られるの
である。さらにこれに加えて本発明に使用される活性ア
ルミナは、比表面積が120m/g以上であることが
望ましい。
In the present invention, when the pore characteristics of activated alumina are out of the above-mentioned range of the present invention, that is, the pore radius is 3
The total value B of the pore volumes occupied by the pores of 0 angstrom or more and less than 100 angstrom is the total value A of the pore volumes occupied by the pores whose pore radius is less than 300 angstrom.
Is less than 72%, and the total value C of the pore volume occupied by pores having a radius of 100 Å or more and less than 300 Å exceeds 20% of the value of A. The denitration performance of the catalyst in the presence of steam is insufficient, which is not preferable. That is, the effective alumina in the alumina-titania support for supporting silver and / or silver oxide in the catalyst of the present invention is
It is limited to activated alumina having a pore distribution such that B is 30% or more of A and C is 15% or less of A. In addition to this, the activated alumina used in the present invention preferably has a specific surface area of 120 m 2 / g or more.

【0024】チタニア含有アルミナ担体を製造するに
は、活性アルミナ、好ましくは水酸化アルミニウムのよ
うな活性アルミナ前駆体の水溶液にチタン塩を含有させ
るか、アルミニウム塩とチタン塩の混合溶液にアルカリ
を添加して共沈させるか、またはアルミニウムアルコキ
シドにチタンアルコキシドまたはチタン塩を添加して加
水分解させるかのいずれかの方法により製造することが
好ましい。なお、活性アルミナ自体に直接チタン塩を含
有させる場合以外の製法を採る場合には、予め得られる
担体の主体となる活性アルミナの細孔分布や比表面積等
が本発明における所定の範囲内に収まるように原料や製
造条件等を定めておく必要がある。また得られたチタニ
ア含有アルミナ担体中のチタニアの含有率は、アルミナ
に対して金属チタン換算で0.1〜15重量%であるこ
とが好ましい。
To prepare the titania-containing alumina carrier, titanium salt is added to an aqueous solution of activated alumina, preferably an activated alumina precursor such as aluminum hydroxide, or alkali is added to a mixed solution of aluminum salt and titanium salt. It is preferable to produce the aluminum alkoxide by hydrolyzing it by adding a titanium alkoxide or a titanium salt to the aluminum alkoxide. When a production method other than the case where the titanium salt is directly contained in the activated alumina itself, the pore distribution, the specific surface area, etc. of the activated alumina which is the main component of the carrier obtained in advance fall within the predetermined range in the present invention. It is necessary to determine raw materials, manufacturing conditions, etc. Further, the content of titania in the obtained titania-containing alumina carrier is preferably 0.1 to 15% by weight in terms of metallic titanium, based on alumina.

【0025】担体中にチタニアを含有させる効果として
は、銀とアルミナのSMSI、並びに酸性度を増加させ
ることによる相乗効果が脱硝率の向上に寄与するものと
考えられるが、0.1重量%未満の含有ではその効果が
十分に発揮されず、また15重量%を超えると、却って
その効果が低下する。
Regarding the effect of containing titania in the carrier, it is considered that the SMSI of silver and alumina and the synergistic effect of increasing the acidity contribute to the improvement of the denitration rate, but less than 0.1% by weight. The effect is not fully exhibited with the inclusion of, and if it exceeds 15% by weight, the effect is rather reduced.

【0026】このようにして製造されたチタニア含有ア
ルミナ担体に銀を担持させる方法には特に限定はなく、
一般的な担持法例えば吸着法、ポアフィリング法、イン
シピエントウエットネス法、蒸発乾固法、スプレー法な
どのような含浸法や混練法、またはこれらを組み合わせ
る方法などを適宜採用すればよい。
The method for supporting silver on the titania-containing alumina carrier produced in this way is not particularly limited,
A general supporting method, for example, an adsorption method, a pore filling method, an incipient wetness method, an evaporation dryness method, a spray method, an impregnation method, a kneading method, or a combination thereof may be appropriately adopted.

【0027】また触媒中の銀および/または酸化銀の担
持率は、本発明の担体中に使用される活性アルミナに対
し金属換算値で1〜6重量%の範囲であることが好まし
い。銀の担持率が1重量%未満であるときは満足し得る
脱硝活性が得られず、6重量%を超えるときは還元剤と
しての炭化水素の燃焼反応が過度に進行し、触媒活性お
よび反応選択性が却って低下してしまう。
The loading of silver and / or silver oxide in the catalyst is preferably in the range of 1 to 6% by weight in terms of metal, based on the activated alumina used in the carrier of the present invention. When the loading rate of silver is less than 1% by weight, satisfactory denitration activity cannot be obtained, and when it exceeds 6% by weight, the combustion reaction of hydrocarbon as a reducing agent proceeds excessively, resulting in catalytic activity and reaction selection. On the contrary, the sex declines.

【0028】乾燥温度については特に限定されず通常行
われる80〜120℃の温度範囲で乾燥を行い、しかる
後、300〜800℃、好ましくは400〜600℃で
焼成を行う。焼成温度が300℃未満では十分な焼成が
行われず、また800℃を超えるとアルミナの相変体が
起こるので好ましくない。
The drying temperature is not particularly limited, and the drying is carried out in a temperature range of 80 to 120 ° C. which is usually carried out, and thereafter, baking is carried out at 300 to 800 ° C., preferably 400 to 600 ° C. If the firing temperature is lower than 300 ° C, sufficient firing is not performed, and if it exceeds 800 ° C, a phase change of alumina occurs, which is not preferable.

【0029】また、触媒の形状は粉状、球状、円筒状、
ハニカム状、螺旋状など特に限定されることなく任意の
形状を採ることができ、大きさも使用条件に応じて適当
に定めればよい。特に、自動車用エンジン等の排気ガス
浄化を目的とする場合には、ガス空間速度が高いので圧
力損失を最小限に抑えるために排気ガスの流れ方向に対
して多数の貫通孔を有する耐火性一体構造の支持基体に
おけるチャンネル表面に被覆させたものが使用上好適で
ある。
The shape of the catalyst is powdery, spherical, cylindrical,
Any shape such as a honeycomb shape and a spiral shape can be adopted without particular limitation, and the size may be appropriately determined according to the usage conditions. In particular, when purifying exhaust gas from an automobile engine, etc., since the gas space velocity is high, a fire-resistant integrated body having a large number of through holes in the exhaust gas flow direction in order to minimize pressure loss. A structure in which the channel surface of the supporting substrate is coated is suitable for use.

【0030】本発明の触媒は、排気ガス中のCO、HC
およびHといった還元性の成分をNOxおよびO
いった酸化性成分で完全に酸化するに要する化学量論よ
りも過剰の酸素を含有する排気ガス、より具体的には希
薄空燃比の内燃機関からの排気ガス中のNOxの浄化に
適用される。
The catalyst of the present invention is used for CO, HC in exhaust gas.
And exhaust gas containing oxygen in excess of the stoichiometry required to completely oxidize reducing components such as H 2 with oxidizing components such as NOx and O 2 , more specifically from an internal combustion engine with a lean air-fuel ratio. It is applied to the purification of NOx in the exhaust gas of.

【0031】このような排気ガスを本発明の脱硝触媒と
接触させることによって、NOxはHC等の排気ガス中
に微量に存在する還元剤成分によって、N2に、HCは
COおよびHOに還元されると同時にHC等の還元
剤もCOとHOに酸化される。ディーゼルエンジン
の排気ガスのように、排気ガスそのもののHC/NOx
比が低い場合には、排気ガス中に還元剤成分としてメタ
ン換算濃度で数百〜数千ppm程度の燃料HCを追加し
て添加した後、本発明の触媒を接触させる方式を採用す
ればさらに効果的にNOxの浄化を行うことができる。
[0031] By contacting the denitration catalyst of the present invention to such an exhaust gas, the reducing agent component NOx is present in trace amounts in the exhaust gas such as HC, in N2, HC to CO 2 and H 2 O Simultaneously with the reduction, the reducing agent such as HC is also oxidized into CO 2 and H 2 O. HC / NOx of exhaust gas itself like exhaust gas of diesel engine
When the ratio is low, it is more preferable to adopt a method in which the catalyst of the present invention is contacted after additionally adding several hundred to several thousand ppm of fuel HC as a reducing agent component in the exhaust gas at a methane conversion concentration. It is possible to effectively purify NOx.

【0032】還元剤の種類によって活性を示す温度域が
異なるが、本発明の触媒を用いて高い空間速度で酸素過
剰雰囲気下において、C以上のパラフィン、オレフィ
ンおよび芳香族HCによる排気ガス中のNOxの浄化を
効率的に行うためには、設置触媒層の入口温度を400
℃〜600℃に、またC10以上の場合には200℃〜
600℃にする必要がある。このように入口温度の調整
を行わねばならない理由は、本発明による銀および/ま
たは酸化銀担持チタニア含有アルミナ触媒が、脱硝性能
を発揮するためには上記した還元剤の種類によって異な
る最少の温度を必要とし、これよりも低温であるときは
HCが活性化されないためであり、また還元剤の種類に
よって若干異なるが、触媒層の入口温度が600℃以上
の高温になる場合には、副反応であるHCの燃焼が優勢
になるためにHCによるNOxの還元活性が低下するの
で浄化能力が劣化してしまうからである。
Although the temperature range in which the activity varies depends on the type of reducing agent, the catalyst of the present invention is used in an exhaust gas containing C 2 or more paraffins, olefins, and aromatic HCs in an oxygen excess atmosphere at a high space velocity. In order to efficiently purify NOx, the inlet temperature of the installed catalyst layer should be 400
℃ ~ 600 ℃, in the case of C 10 or more 200 ℃ ~
It needs to be 600 ° C. The reason why the inlet temperature must be adjusted in this way is that the silver and / or silver oxide-supporting titania-containing alumina catalyst according to the present invention has a minimum temperature which varies depending on the type of the reducing agent in order to exert the denitration performance. This is because HC is not activated when the temperature is lower than this, and although it slightly differs depending on the type of reducing agent, when the inlet temperature of the catalyst layer becomes higher than 600 ° C., a side reaction occurs. This is because the combustion activity of a certain HC becomes predominant and the reduction activity of NOx by the HC is reduced, so that the purification capacity is deteriorated.

【0033】[0033]

【実施例】以下に実施例および比較例に基づいて本発明
を更に詳細に説明する。但し、本発明は、これらの実施
例に限定されるものでない。A.チタン含有アルミナ担体の調製 粒径分布の異なる8種類のγ−アルミナ前駆体としての
アルミナ水和物を用いて、これらのアルミナ水和物を6
00℃で3時間焼成して得られたγ−アルミナ(a〜
h)のそれぞれに対して窒素ガス吸着法による細孔分布
測定法を利用したカルロエルバ社のソープトマチックを
使用して、細孔分布の測定を行ったところ、各γ−アル
ミナ(a〜h)は、細孔半径が300オングストローム
以下の細孔の細孔容積の合計値をAとし、細孔半径が5
0オングストローム以下の細孔の細孔容積の合計値をB
とし、細孔半径100〜300オングストロームの細孔
の細孔容積の合計値をCとしたとき、A、BおよびCが
次の関係を持つ細孔分布とそれぞれ異なる比表面積を持
つものであった。
The present invention will be described in more detail based on the following examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples. A. Preparation of Titanium-Containing Alumina Carrier Using 8 kinds of alumina hydrates as γ-alumina precursors having different particle size distributions, these alumina hydrates were
[Gamma] -alumina (a-
The pore distribution was measured for each of h) using a Sorptomatic made by Carlo Erba Co., which uses the pore distribution measurement method by the nitrogen gas adsorption method, and each γ-alumina (a to h) was measured. Is the total value of the pore volumes of pores having a pore radius of 300 Å or less, and the pore radius is 5
The total value of the pore volume of pores of 0 angstrom or less is B
And C is the total value of the pore volumes of the pores having a radius of 100 to 300 angstroms, A, B and C have different specific surface areas from the pore distribution having the following relationship. .

【0034】アルミナa:BがAの73.2%、CがA
の2.4%であるような細孔分布を有し、且つ比表面積
が241m/gであるγ−アルミナ。
Alumina a: B is 73.2% of A, C is A
Has a pore distribution such that 2.4% of, and the specific surface area is 241m 2 / g .gamma.-alumina.

【0035】アルミナb:BがAの80.2%、CがA
の3.9%であるような細孔分布を有し、且つ比表面積
が219m/gであるγ−アルミナ。
Alumina b: B is 80.2% of A, C is A
Γ-alumina having a pore distribution such that the specific surface area is 219 m 2 / g.

【0036】アルミナc:BがAの83.4%、CがA
の4.4%であるような細孔分布を有し、且つ比表面積
が174m/gであるγ−アルミナ。
Alumina c: B is 83.4% of A, C is A
[Gamma] -alumina having a pore size distribution such that the specific surface area is 174 m < 2 > / g.

【0037】アルミナd:BがAの79.9%、CがA
の10.8%であるような細孔分布を有し、且つ比表面
積が193m/gであるγ−アルミナ。
Alumina d: B is 79.9% of A, C is A
Γ-alumina having a pore size distribution such that the specific surface area is 193 m 2 / g.

【0038】アルミナe:BがAの49.5%、CがA
の45.9%であるような細孔分布を有し、且つ比表面
積が241m/gであるγ−アルミナ。
Alumina e: B is 49.5% of A, C is A
Γ-alumina having a pore size distribution of 45.9% and a specific surface area of 241 m 2 / g.

【0039】アルミナf:BがAの67.5%、CがA
の22.7%であるような細孔分布を有し、且つ比表面
積が266m/gであるγ−アルミナ。
Alumina f: B is 67.5% of A, C is A
It has a pore distribution such that 22.7% of the, and the specific surface area is 266m 2 / g .gamma.-alumina.

【0040】アルミナg:BがAの25.0%、CがA
の36.9%であるような細孔分布を有し、且つ比表面
積が153m/gであるγ−アルミナ。
Alumina g: B is 25.0% of A, C is A
Γ-alumina having a pore size distribution of 36.9% and a specific surface area of 153 m 2 / g.

【0041】アルミナh:BがAの33.2%、CがA
の39.8%であるような細孔分布を有し、且つ比表面
積が92m/gであるγ−アルミナ。
Alumina h: B is 33.2% of A, C is A
Γ-alumina having a pore size distribution of 39.8% and a specific surface area of 92 m 2 / g.

【0042】上記8種類のアルミナ(a〜h)を得るこ
とができるような8種類のアルミナ水和物の各100g
を1000mlに分散させた溶液のそれぞれに四塩化チ
タン0.24gを添加し、攪拌しながら100〜110
℃に加熱して水分の蒸発を行い、さらに110℃で通風
乾燥を行った後、空気中において600℃で3時間焼成
することによって金属チタン換算でアルミナの0.3重
量%を含有するチタニア含有アルミナ担体(担体1〜担
体8)を調製した。また、アルミナaに対応するアルミ
ナ水和物に対してはさらに上記と同様の水溶液に四塩化
チタン2.04g、8.85gおよび17.5gを添加
し、その後上記と同様の手順でそれぞれ金属チタン換算
でアルミナの2.5重量%、10重量%および18重量
%を含むチタニア含有アルミナ担体(担体9、担体10
および担体11)を調製した。さらにまた、従来の担体
例としてチタニアを含まないアルミナaのみを担体12
として準備した。B.触媒試料の調製 上記のチタニア含有アルミナ担体(担体1〜11)につ
いて、それぞれに銀を担持させて脱硝性能評価のための
触媒試料を調製した(実施例1〜7および比較例1〜
5)。また比較例6では、チタニアを含まない従来のア
ルミナ担体(担体12)に銀を担持させて触媒試料とし
た。以下にその詳細を示す。 実施例1〜4、比較例1〜4 イ.3%Ag/Al−0.3%TiO触媒試料
の調製 実施例1、実施例2、実施例3、実施例4においては、
それぞれ担体1、2、3および4を、また比較例1、比
較例2、比較例3および比較例4においてはそれぞれ担
体5、6、7および8を用いて、各担体100gを4.
9gの硝酸銀(金属銀換算3.1g)を含む1000ミ
リリットル水溶液中に浸漬し、撹拌しながら100〜1
10℃に加熱して水分を蒸発させ、空気中で500℃で
3時間焼成することによりAg/Al−TiO
触媒試料を調製した。これらの触媒試料におけるAgの
担持率は、全て金属換算でアルミナに対してそれぞれ
3.0重量%である。 実施例5 ロ.3%Ag/Al−2.5%TiO触媒試料
の調製 チタニア含有アルミナ担体として担体9を用いた以外は
実施例1と同様の手順でAg/Al−TiO
媒試料を調製した。この触媒試料のAg担持率も金属換
算でアルミナに対し3.0重量%である。 実施例6 ハ.3%Ag/Al−10%TiO触媒試料の
調製 チタニア含有アルミナ担体として担体10を用いた以外
は実施例1と同様の手順でAg/Al−TiO
触媒試料を調製した。この触媒試料のAg担持率も金属
換算でアルミナに対し3.0重量%である。 実施例7 ニ.5.8%Ag/Al−0.3%TiO触媒
試料の調製 硝酸銀水溶液中の硝酸銀の量を9.7gにした以外は実
施例1と同様の手順でAg/Al−TiO触媒
試料を調製した。この触媒試料のAg担持率は金属換算
でアルミナに対し5.8重量%である。 比較例5 ホ.3%Ag/Al−18%TiO触媒試料の
調製 チタニア含有アルミナ担体として担体11を用いた以外
は実施例1と同様の手順でAg/Al−TiO
触媒試料を調製した。この触媒試料のAg担持率は金属
換算でアルミナに対し3.0重量%である。 比較例6 ヘ.3%Ag/Al触媒試料の調製 チタニアを含有しないアルミナ担体として担体12を使
用した以外は実施例1と同様の手順でAg/Al
触媒試料を調製した。この触媒試料のAg担持率は金属
換算でアルミナに対して3.0重量%である。 C.触媒性能の評価試験 a.評価試験1 実施例1〜7および比較例1〜6の各触媒試料を用い、
これらの触媒試料を所定の形状に加圧成型した後、粉砕
して粒度が250〜500μmになるように整粒し、次
にこれらの整粒物を内径21mmのステンレス製反応管
に充填して常圧固定床反応装置内に装着した。この触媒
層にモデル排気ガスとして、NOが1000ppm、C
が1000ppm、Oが5%、HOが10
%、残部Nからなる混合ガスを空間速度30000h
−1で通過させた。
100 g of each of the eight types of alumina hydrate capable of obtaining the above eight types of alumina (a to h)
0.24 g of titanium tetrachloride was added to each of the solutions dispersed in 1000 ml and stirred at 100-110.
Containing titania containing 0.3% by weight of alumina in terms of metallic titanium by heating to ℃ to evaporate the water content, further drying by ventilation at 110 ℃, and then calcination in air at 600 ℃ for 3 hours. Alumina carriers (carrier 1 to carrier 8) were prepared. Further, for alumina hydrate corresponding to alumina a, 2.04 g, 8.85 g and 17.5 g of titanium tetrachloride were further added to the same aqueous solution as described above, and then metallic titanium was added in the same procedure as described above. A titania-containing alumina carrier containing 2.5 wt%, 10 wt% and 18 wt% of alumina (carrier 9, carrier 10)
And carrier 11) was prepared. Furthermore, as an example of the conventional carrier, only alumina a containing no titania is used as the carrier 12.
Prepared as B. Preparation of Catalyst Samples About the above titania-containing alumina carriers (carriers 1 to 11), silver was loaded on each of them to prepare catalyst samples for denitration performance evaluation (Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 1).
5). In Comparative Example 6, a conventional alumina carrier (carrier 12) containing no titania was loaded with silver to prepare a catalyst sample. The details are shown below. Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 4 a. Preparation of 3% Ag / Al 2 O 3 -0.3% TiO 2 Catalyst Samples In Example 1, Example 2, Example 3 and Example 4,
3. Carriers 1, 2, 3 and 4, respectively, and in Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3 and Comparative Example 4, carriers 5, 6, 7 and 8, respectively, were used to obtain 100 g of each carrier.
Immersion in 1000 ml of an aqueous solution containing 9 g of silver nitrate (3.1 g in terms of metallic silver), and stirring 100 to 1
By heating to 10 ° C. to evaporate water and baking in air at 500 ° C. for 3 hours, Ag / Al 2 O 3 —TiO 2 was used.
A catalyst sample was prepared. The loading ratios of Ag in these catalyst samples are all 3.0% by weight with respect to alumina in terms of metal. Example 5 b. Preparation of 3% Ag / Al 2 O 3 -2.5% TiO 2 catalyst sample Ag / Al 2 O 3 —TiO 2 catalyst sample was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the carrier 9 was used as the titania-containing alumina carrier. Was prepared. The Ag loading rate of this catalyst sample was also 3.0% by weight based on the alumina, in terms of metal. Example 6 c. Preparation of 3% Ag / Al 2 O 3 -10% TiO 2 Catalyst Sample Ag / Al 2 O 3 —TiO 2 was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the carrier 10 was used as the titania-containing alumina carrier.
A catalyst sample was prepared. The Ag loading rate of this catalyst sample was also 3.0% by weight based on the alumina, in terms of metal. Example 7 D. 5.8% Ag / Al 2 O 3 -0.3% TiO 2 catalyst except that the amount of silver nitrate in the preparation of silver nitrate aqueous solution of the sample was 9.7g Example 1 and the same procedure with Ag / Al 2 O 3 A TiO 2 catalyst sample was prepared. The Ag loading rate of this catalyst sample was 5.8% by weight based on the amount of metal based on alumina. Comparative Example 5 E. Preparation of 3% Ag / Al 2 O 3 -18% TiO 2 catalyst sample Ag / Al 2 O 3 —TiO 2 was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the carrier 11 was used as the titania-containing alumina carrier.
A catalyst sample was prepared. The Ag loading rate of this catalyst sample was 3.0% by weight in terms of metal, based on alumina. Comparative Example 6 f. 3% Ag / Al 2 O 3 except for using the carrier 12 as an alumina carrier containing no preparation titania catalyst samples of Example 1 the same procedure as in Ag / Al 2 O 3
A catalyst sample was prepared. The Ag loading rate of this catalyst sample was 3.0% by weight in terms of metal, based on alumina. C. Evaluation test of catalyst performance a. Evaluation Test 1 Using the catalyst samples of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6,
These catalyst samples were pressure-molded into a predetermined shape, pulverized and sized to a particle size of 250 to 500 μm, and then these sized products were filled into a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 21 mm. It was mounted in an atmospheric fixed bed reactor. NO is 1000 ppm and C is used as model exhaust gas in this catalyst layer.
3 H 6 is 1000 ppm, O 2 is 5%, H 2 O is 10
%, The balance gas consisting of N 2 and a space velocity of 30,000 h
Passed at r- 1 .

【0043】反応管出口ガス組成について、NOとNO
の濃度は化学発光式NOx計を用い、NOの濃度は
ポラパックQカラムを装着したガスクロマトグラフィー
熱伝導度検出器を用いてそれぞれを測定した。触媒層入
口温度を300〜600℃の範囲の所定温度に設定し、
各所定温度毎に反応管出口ガス組成が安定した時点の値
を測定値とした。
Regarding the composition of the gas at the outlet of the reaction tube, NO and NO
The concentration of 2 was measured using a chemiluminescence type NOx meter, and the concentration of N 2 O was measured using a gas chromatography thermal conductivity detector equipped with Porapack Q column. Set the catalyst layer inlet temperature to a predetermined temperature in the range of 300 to 600 ° C,
The value at the time when the gas composition at the outlet of the reaction tube became stable at each predetermined temperature was taken as the measured value.

【0044】モデル排気ガスが触媒層を通過することに
より、反応ガス中のNOはNO、NOおよび/また
はNに転化されるが、本発明の触媒層を通過した場合
に殆どNOは生成しないことが判明したので、本発明
では脱硝率(NO転化率)は以下の式で表わされる。
When the model exhaust gas passes through the catalyst layer, NO in the reaction gas is converted into NO 2 , N 2 O and / or N 2 , but when passing through the catalyst layer of the present invention, almost NO is converted. Since it was found that 2 O was not produced, the denitration rate (NO conversion rate) is represented by the following formula in the present invention.

【0045】 表1に上記性能評価試験1における触媒層入口温度30
0℃から600℃の間での最大脱硝率Cmax(%)お
よび対応温度Tmax(℃)を示す。
[0045] Table 1 shows the catalyst layer inlet temperature 30 in the above performance evaluation test 1.
The maximum denitration ratio Cmax (%) and the corresponding temperature Tmax (° C) between 0 ° C and 600 ° C are shown.

【0046】表1の結果から本発明の実施例1〜7の触
媒は、比較例1〜6の触媒に比べて高い空間速度でも著
しく高い脱硝性能を示すことが分かる。
From the results shown in Table 1, it can be seen that the catalysts of Examples 1 to 7 of the present invention show remarkably high denitration performance even at a high space velocity as compared with the catalysts of Comparative Examples 1 to 6.

【0047】[0047]

【表1】 ──────────────────────────────────── 担体 評価結果 実施番号 触 媒 番号 Cmax(%) Tmax(C) ──────────────────────────────────── 実施例1 3%Ag/Al−0.3%TiO 1 88.9 500 実施例2 〃 2 88.4 500 実施例3 〃 3 84.2 500 実施例4 〃 4 87.3 500 実施例5 3%Ag/Al−2.5%TiO 9 86.5 500 実施例6 3%Ag/Al−10% TiO 10 83.2 500 実施例7 5.8%Ag/Al−0.3%TiO 1 84.1 450 比較例1 3%Ag/Al−0.3%TiO 5 73.7 500 比較例2 〃 6 74.1 500 比較例3 〃 7 53.9 550 比較例4 〃 8 57.3 550 比較例5 3%Ag/Al−18% TiO 11 52.7 550 比較例6 3%Ag/Al 12 62.8 500 ────────────────────────────────────b.評価試験2 次に、評価試験1における空間速度のみを60000h
−1に変えた以外は評価試験1と同様の手順で実施例
1の触媒試料の性能評価を行った。
[Table 1] ──────────────────────────────────── Carrier evaluation results Implementation number Catalyst number Cmax ( %) Tmax (C) ──────────────────────────────────── Example 1 3% Ag / Al 2 O 3 -0.3% TiO 2 1 88.9 500 example 2 〃 2 88.4 500 example 3 〃 3 84.2 500 example 4 〃 4 87.3 500 example 5 3% Ag / Al 2 O 3 -2.5% TiO 2 9 86.5 500 Example 6 3% Ag / Al 2 O 3 -10% TiO 2 10 83.2 500 Example 7 5.8% Ag / Al 2 O 3 -0.3% TiO 2 1 84.1 450 Comparative Example 1 3% Ag / Al 2 O 3 -0.3% TiO 2 5 73.7 500 Comparative Example 2 〃 6 74.1 500 Comparative Example 3 〃 7 53.9 550 Comparative Example 4 〃 8 57.3 550 Comparative Example 5 3% Ag / Al 2 O 3 -18% TiO 2 11 52.7 550 Comparative Example 6 3% Ag / Al 2 O 3 12 62.8 500 ───────── ────────────────────────── b. Evaluation test 2 Next, only the space velocity in the evaluation test 1 was set to 60000h.
The performance of the catalyst sample of Example 1 was evaluated by the same procedure as in Evaluation Test 1 except that r -1 was used.

【0048】表2に上記空間速度における触媒層入口間
300〜600℃の間での最大脱硝率Cmax(%)を
示す。表2の結果により本発明の実施例1の触媒はより
短い接触時間、即ちより高い空間速度においても優れた
脱硝率を示すことが分かる。
Table 2 shows the maximum denitration rate Cmax (%) in the above space velocity between the inlets of the catalyst layer and 300 to 600 ° C. The results in Table 2 show that the catalyst of Example 1 of the present invention exhibits an excellent denitration rate even at a shorter contact time, that is, at a higher space velocity.

【0049】[0049]

【表2】 ─────────────────────── 評価結果 空間速度(h−1) Cmax(%) ─────────────────────── 60,000 91.5 ───────────────────────[Table 2] ─────────────────────── Evaluation results Space velocity (h −1 ) Cmax (%) ─────────── ───────────── 60,000 91.5 ───────────────────────

【0050】[0050]

【発明の効果】以上述べたように本発明による触媒を用
い、また本発明の脱硝方法により排気ガスの脱硝を行う
ときは、水蒸気の共存する酸素過剰雰囲気下で、且つ高
空間速度において高い転化率で排気ガス中の窒素化合物
の還元浄化を行うことができるので、優れた工業的発明
であると言える。
As described above, when the catalyst according to the present invention is used and the denitration of exhaust gas is performed by the denitration method of the present invention, a high conversion is performed in an oxygen excess atmosphere in the presence of water vapor and at a high space velocity. Since it is possible to reduce and purify nitrogen compounds in exhaust gas at a high rate, it can be said that this is an excellent industrial invention.

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/50 ZAB A B01D 53/36 102 B 102 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B01J 23/50 ZAB A B01D 53/36 102 B 102 H

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素過剰雰囲気下で炭化水素による排気
ガス中の窒素酸化物の除去を行う際に用いられる触媒で
あって、窒素ガス吸着法により測定された細孔半径と細
孔容積との関係が、細孔半径300オングストローム未
満の細孔の占める細孔容積の合計値をAとし、細孔半径
30オングストローム〜100オングストローム未満の
細孔の占める細孔容積の合計値をBとし、細孔半径10
0〜300オングストローム未満の細孔の占める細孔容
積の合計値をCとしたとき、BがAの72%以上で、C
がAの20%以下であり、且つ比表面積が120m
g以上であるような活性アルミナにチタニアを含有させ
たアルミナ−チタニア担体に、銀または酸化銀の少なく
とも1種を担持させてなる脱硝触媒。
1. A catalyst used when removing nitrogen oxides in exhaust gas by hydrocarbons in an oxygen-rich atmosphere, comprising a pore radius and a pore volume measured by a nitrogen gas adsorption method. The relation is that the total value of the pore volumes occupied by the pores having a pore radius of less than 300 angstrom is A, and the total value of the pore volumes occupied by the pores having a pore radius of 30 angstrom to less than 100 angstrom is B. Radius 10
When the total value of the pore volume occupied by pores of 0 to less than 300 angstrom is C, B is 72% or more of A, and C
Is 20% or less of A, and the specific surface area is 120 m 2 /
A denitration catalyst in which at least one of silver and silver oxide is supported on an alumina-titania carrier in which titania is contained in activated alumina having a weight of at least g.
【請求項2】 チタニアの含有量は、活性アルミナに対
して金属チタン換算で0.1〜15重量%である請求項
1記載の脱硝触媒。
2. The denitration catalyst according to claim 1, wherein the content of titania is 0.1 to 15% by weight in terms of metallic titanium with respect to the activated alumina.
【請求項3】 希薄空燃比で運転される内燃機関におけ
る排気ガスを脱硝触媒層を通過接触させるようにした該
排気ガスの脱硝方法において、該脱硝触媒層を構成する
脱硝触媒が請求項1または請求項2記載の脱硝触媒とし
たことを特徴とする脱硝方法。
3. A denitration catalyst for forming the denitration catalyst layer in the denitration method for exhaust gas, wherein exhaust gas in an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio is brought into contact with the denitration catalyst layer through contact. A denitration method using the denitration catalyst according to claim 2.
【請求項4】 脱硝触媒層を通過する排気ガスの空間速
度が10000hr−1以上であることを特徴とする請
求項3記載の脱硝方法。
4. The denitration method according to claim 3, wherein the space velocity of the exhaust gas passing through the denitration catalyst layer is 10,000 hr −1 or more.
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