JPH09299761A - Method of purifying nitrogen oxides in exhaust gas - Google Patents

Method of purifying nitrogen oxides in exhaust gas

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JPH09299761A
JPH09299761A JP8124339A JP12433996A JPH09299761A JP H09299761 A JPH09299761 A JP H09299761A JP 8124339 A JP8124339 A JP 8124339A JP 12433996 A JP12433996 A JP 12433996A JP H09299761 A JPH09299761 A JP H09299761A
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exhaust gas
catalyst
nitrogen oxides
platinum
carrier
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JP8124339A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidehiro Iizuka
秀宏 飯塚
Osamu Kuroda
黒田  修
Ryota Doi
良太 土井
Hiroshi Hanaoka
博史 花岡
Toshio Ogawa
敏雄 小川
Hisao Yamashita
寿生 山下
Shigeru Azuhata
茂 小豆畑
Toshifumi Hiratsuka
俊史 平塚
Yuichi Kitahara
雄一 北原
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To steadily and efficiently purify exhaust gas discharged in lean- burning combustion by using a catalyst in which Ti and Pt are deposited as active components on a porous carrier consisting of an inorganic oxide compound other than titania. SOLUTION: The nitrogen oxides in the exhaust gas discharged under a lean-burning combustion condition can be efficient reduced into nitrogen by using hydrocarbons and carbon monoxide as reduction agents. Also the hydrocarbons and carbon monoxide can be oxidized with the oxygen in the exhaust gas. Thus, the hydrocarbons and carbon monoxide can be treated. When the catalyst 3 contains Ti, Pt and Rd in the inorganic carrier, Rd, the catalyst has remarkably high catalyst activity under a stoichiometric operational condition. By mounting the catalyst 3 on an exhaust gas flow path 2 in the back stream of an internal-combustion engine 1, the nitrogen oxides can be considerably suppressed from being exhausted to the outside of the vehicle.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジン等
の内燃機関から排出される燃焼排ガス,調理器具などの
民生用製品から排出される燃焼排ガス或いは工場や火力
発電所のボイラーなどから排出される燃焼排ガスなどの
ように、窒素酸化物を含有する排ガスから窒素酸化物を
効率良く浄化する方法に係わり、また窒素酸化物を浄化
する触媒に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion exhaust gas emitted from an internal combustion engine such as an automobile engine, a combustion exhaust gas emitted from a consumer product such as a cooking appliance, or a boiler of a factory or a thermal power plant. The present invention relates to a method for efficiently purifying nitrogen oxides from exhaust gas containing nitrogen oxides such as combustion exhaust gas, and also relates to a catalyst for purifying nitrogen oxides.

【0002】本発明の触媒は、リーンバーンエンジンか
ら排出される排ガスを浄化するための触媒として好適で
ある。
[0002] The catalyst of the present invention is suitable as a catalyst for purifying exhaust gas discharged from a lean burn engine.

【0003】[0003]

【従来の技術】自動車等の内燃機関から排出される排気
ガスには、窒素酸化物(NOx)が含まれている。窒素
酸化物は、人体に有害であり、また、酸性雨など地球環
境を破壊する原因になる。そこで、排ガス中の窒素酸化
物を浄化する触媒が種々検討されている。
2. Description of the Related Art Exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like contains nitrogen oxides (NOx). Nitrogen oxides are harmful to the human body and cause the global environment to be destroyed such as acid rain. Therefore, various catalysts for purifying nitrogen oxides in exhaust gas have been studied.

【0004】現在、一般に自動車に装備されている自動
車用排ガス浄化触媒は、燃料と空気の比率すなわち空燃
比(air/fuel 重量比)がストイキつまり理論空燃比
(air/fuel=14.7 重量比)付近に設定されている
自動車の排ガス処理を目的としてきた。ストイキ燃焼で
は、窒素酸化物のほかに炭化水素と一酸化炭素が排出さ
れ、これらも環境汚染物質であることから、これらの三
つの物質を同時に処理できる三元触媒の開発が中心とな
っていた。三元触媒というのは、排ガス中の窒素酸化物
と炭化水素と一酸化炭素を同時に処理できる触媒の総称
である。三元触媒のほとんどは、貴金属(ロジウム,パ
ラジウム,白金)と希土類金属(セリウム)を主成分とし
ている。
Currently, the exhaust gas purifying catalyst for automobiles, which is generally installed in automobiles, has a fuel-air ratio, that is, an air-fuel ratio (air / fuel weight ratio) is stoichiometric, that is, a theoretical air-fuel ratio (air / fuel = 14.7 weight ratio). ) Has been aimed at the exhaust gas treatment of automobiles set in the vicinity. Since stoichiometric combustion emits hydrocarbons and carbon monoxide in addition to nitrogen oxides, which are also environmental pollutants, the main focus was on the development of a three-way catalyst that could simultaneously process these three substances. . The three-way catalyst is a general term for a catalyst that can simultaneously treat nitrogen oxides, hydrocarbons, and carbon monoxide in exhaust gas. Most of the three-way catalysts are mainly composed of noble metals (rhodium, palladium, platinum) and rare earth metals (cerium).

【0005】ところが、近年、自動車エンジンは、燃料
消費量を低減する観点から、理論空燃比以上の空燃比で
燃焼させる希薄燃焼(リーンバーン)エンジンの開発が
進められている。リーンバーンでは、排ガス中の酸素の
量が多くなり、従来の三元触媒では酸素の存在下での触
媒活性が悪く、窒素酸化物を効率良く浄化することがで
きない。そこで、三元触媒に代わるリーンバーンエンジ
ン用の排ガス浄化触媒の開発が必要となった。
However, in recent years, from the viewpoint of reducing fuel consumption, a lean-burn (lean-burn) engine that burns at an air-fuel ratio equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio has been developed. In lean burn, the amount of oxygen in the exhaust gas increases, and conventional three-way catalysts have poor catalytic activity in the presence of oxygen and cannot purify nitrogen oxides efficiently. Therefore, it was necessary to develop an exhaust gas purifying catalyst for a lean burn engine that could replace the three-way catalyst.

【0006】リーンバーンエンジン用の排ガス浄化触媒
としては、NOxをリーンバーン時に吸蔵し、ストイキ
燃焼時に吸蔵NOxを放出して還元する触媒として、ア
ルミナ担体にバリウム酸化物とランタン酸化物及び白金
を担持した触媒(特開平5−261287号公報)が報告され
ている。
As an exhaust gas purifying catalyst for a lean burn engine, barium oxide, lanthanum oxide and platinum are supported on an alumina carrier as a catalyst for storing NOx during lean burn and releasing stored NOx during stoichiometric combustion for reduction. A catalyst (JP-A-5-261287) has been reported.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】アルミナ担体にバリウ
ム酸化物とランタン酸化物及び白金を担持した触媒で
は、システム上リーンバーン運転においてNOxが吸蔵
飽和に達する前にNOxを触媒から放出かつ還元するこ
とが必要となる。前記触媒はシステムとの組合せで実用
上十分に働いているが、一層の性能向上の検討がなされ
ている。
In a catalyst in which barium oxide, lanthanum oxide, and platinum are supported on an alumina carrier, NOx is released and reduced from the catalyst before the NOx reaches storage saturation during lean burn operation on the system. Is required. Although the catalyst works practically well in combination with the system, further improvement in performance has been studied.

【0008】本発明の目的は、リーンバーン燃焼におい
て排出される排ガスを定常的に効率よく浄化できる排ガ
ス処理方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment method capable of steadily and efficiently purifying exhaust gas discharged in lean burn combustion.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の排ガス処理方法
は、窒素酸化物を含有するガス流を炭化水素と一酸化炭
素の少なくとも一方の存在下で触媒と接触させて窒素酸
化物を窒素に還元する方法であって、前記触媒として、
チタニア以外の無機酸化物からなる多孔質の担体に活性
成分としてチタンと白金、或いはチタンと白金とロジウ
ムを担持したものを用いることを特徴とする。
The exhaust gas treatment method of the present invention comprises contacting a nitrogen oxide-containing gas stream with a catalyst in the presence of at least one of hydrocarbons and carbon monoxide to convert nitrogen oxides to nitrogen. A method of reduction, wherein the catalyst comprises:
It is characterized in that a porous carrier made of an inorganic oxide other than titania and supporting titanium and platinum or titanium, platinum and rhodium as an active component is used.

【0010】本発明で使用する触媒は、活性成分を含有
する溶液を担体に含浸したのち焼成することによって調
製される。
The catalyst used in the present invention is prepared by impregnating a carrier with a solution containing an active ingredient and then calcining.

【0011】これにより、チタンはチタニア(Ti
2 )の形態で存在する。白金及びロジウムは、金属或
いは金属酸化物の形態で存在する。
As a result, titanium becomes titania (Ti
It exists in the form of O 2 ). Platinum and rhodium exist in the form of metals or metal oxides.

【0012】活性成分の量は、それぞれ無機酸化物担体
100重量%に対して、白金を0.4〜1.6重量%、ロジ
ウムを0.05〜0.30重量%、チタンを0.4重量%
〜1.2重量%含むことが望ましい。
The amount of the active ingredient is 0.4 to 1.6% by weight of platinum, 0.05 to 0.30% by weight of rhodium, and 0.4% by weight of titanium with respect to 100% by weight of the inorganic oxide carrier.
It is desirable that the content is up to 1.2% by weight.

【0013】本発明の触媒は無機酸化物担体にチタンを
まず担持し、次いで白金およびロジウムを同時或いは順
次に担持して調製することが望ましい。
The catalyst of the present invention is preferably prepared by first supporting titanium on an inorganic oxide carrier, and then supporting platinum and rhodium simultaneously or sequentially.

【0014】本発明の触媒において、無機酸化物担体と
しては、アルミナ,シリカ,ジルコニア,ゼオライト,
酸化タングステンから選ばれた少なくとも1種の多孔質
酸化物を使用することが望ましいが、特にアルミナを用
いることが好ましい。
In the catalyst of the present invention, as the inorganic oxide carrier, alumina, silica, zirconia, zeolite,
It is preferable to use at least one kind of porous oxide selected from tungsten oxide, but it is particularly preferable to use alumina.

【0015】本発明の触媒は、以上述べた構成を有する
触媒をそのまま或いはコージェライト製ハニカム等の基
材にコーティングすることにより使用される。
The catalyst of the present invention is used as it is or by coating a substrate such as a cordierite honeycomb with the catalyst having the above-mentioned constitution.

【0016】本発明の触媒において、活性成分は以下の
様に機能して排ガスを定常的に浄化できると考えられ
る。チタンは担体となるアルミナと相互作用してアルミ
ナの固体酸性度が調整される。この調整された固体酸性
を有する担体により、炭化水素の活性化が進む。白金お
よびロジウムは窒素酸化物を窒素に還元する反応の場と
なる。前記活性化した炭化水素は窒素酸化物中の酸素と
反応して二酸化炭素を生成する。
In the catalyst of the present invention, it is considered that the active component functions as follows and can purify exhaust gas steadily. Titanium interacts with alumina as a carrier to adjust the solid acidity of alumina. The carrier having the adjusted solid acidity promotes the activation of hydrocarbons. Platinum and rhodium serve as a reaction site for reducing nitrogen oxides to nitrogen. The activated hydrocarbon reacts with oxygen in nitrogen oxide to generate carbon dioxide.

【0017】本発明の触媒は、ストイキ及びリーンバー
ンのいずれの条件下でも高い排ガス浄化性能を有する。
具体的には、これらの燃焼条件下において排出される排
ガス中の窒素酸化物を炭化水素と一酸化炭素を還元剤と
して窒素に効率良く還元することができる。また、炭化
水素と一酸化炭素を排ガス中の酸素で酸化することもで
きる。これにより炭化水素と一酸化炭素も処理すること
ができる。触媒が、無機物担体にチタンと白金とロジウ
ムを含むときには、ストイキの運転条件下において極め
て高い触媒活性を示すことができる。
The catalyst of the present invention has high exhaust gas purification performance under both stoichiometric and lean burn conditions.
Specifically, nitrogen oxides in exhaust gas discharged under these combustion conditions can be efficiently reduced to nitrogen using hydrocarbons and carbon monoxide as reducing agents. Further, hydrocarbons and carbon monoxide can be oxidized by oxygen in exhaust gas. This also makes it possible to treat hydrocarbons and carbon monoxide. When the catalyst contains titanium, platinum and rhodium in the inorganic carrier, it can exhibit extremely high catalytic activity under stoichiometric operating conditions.

【0018】本発明の触媒を内燃機関エンジンの排気系
統に搭載することにより、窒素酸化物が車外へ排出され
るのを著しく抑制することができる。
By mounting the catalyst of the present invention in the exhaust system of an internal combustion engine, it is possible to significantly suppress the emission of nitrogen oxides outside the vehicle.

【0019】本発明の触媒は、ヂーゼル自動車のヂーゼ
ルエンジンから排出される排ガスの処理にも効果を発揮
する。ヂーセルエンジンは、酸素過剰の高空燃比で運転
されており、本発明の触媒は酸素含有下においても優れ
た活性を示すので、ヂーゼルエンジンから排出される排
ガスであっても窒素酸化物を効率良く浄化することがで
きる。
The catalyst of the present invention is also effective in treating exhaust gas discharged from diesel engines of diesel automobiles. Since the diesel engine is operated at a high air-fuel ratio with excess oxygen, and the catalyst of the present invention exhibits excellent activity even in the presence of oxygen, even the exhaust gas discharged from the diesel engine can efficiently remove nitrogen oxides. Can be purified.

【0020】含浸法によって本発明の触媒を調製する場
合には、無機酸化物担体にチタン化合物を含む溶液を含
浸し乾燥および焼成したのち、白金あるいは白金とロジ
ウム化合物を含む溶液を含浸し乾燥および焼成すること
が望ましい。これにより、無機物酸化物担体にチタンが
担持され、更に白金或いは白金とロジウムが担持された
触媒を調製することができる。
When the catalyst of the present invention is prepared by the impregnation method, the inorganic oxide carrier is impregnated with a solution containing a titanium compound, dried and calcined, and then impregnated with a solution containing platinum or a platinum and rhodium compound and dried. Baking is desirable. This makes it possible to prepare a catalyst in which titanium is supported on the inorganic oxide carrier and platinum or platinum and rhodium are further supported.

【0021】前記金属化合物としては、硝酸化合物,酢
酸化合物,塩化物,硫化物,炭酸化合物,有機化合物な
どの種々の化合物を用いることができる。
As the metal compound, various compounds such as nitric acid compounds, acetic acid compounds, chlorides, sulfides, carbonic acid compounds and organic compounds can be used.

【0022】本発明の触媒は、200℃以上,500℃
以下の温度域において優れた活性を有し、特に200℃
〜400℃の温度域において高い活性を有する。従っ
て、触媒とガス流とを接触させる温度いわゆる反応ガス
温度は、前記温度範囲に設定すべきである。活性成分と
して白金族金属及びチタンを含む触媒は、特開昭62−14
9344号,特開平8−24641号,特開平6−198178 号,特開
平3−151045 号,特開平6−327980 号,特開平6−14251
7 号,特開平4−27429号公報等に記載されているが、本
発明とは触媒の調製法が異なる。スラリーコート法等の
手段によってチタンと白金族金属を多層に被覆した場合
には、低いNOx浄化性能しか得られない。又、チタニ
アを担体として用いた場合にも、低いNOx浄化性能し
か得られない。
The catalyst of the present invention has a temperature of 200 ° C. or higher and 500 ° C.
Excellent activity in the following temperature range, especially 200 ° C
It has high activity in the temperature range of ~ 400 ° C. Therefore, the temperature at which the catalyst and the gas stream are brought into contact with each other, so-called reaction gas temperature, should be set within the above temperature range. A catalyst containing a platinum group metal and titanium as an active component is disclosed in JP-A-62-14.
9344, JP 8-24641, JP 6-198178, JP 3-151045, JP 6-327980, JP 6-14251
No. 7, JP-A-4-27429, etc., but the catalyst preparation method is different from that of the present invention. When titanium and platinum group metals are coated in multiple layers by means such as the slurry coating method, only low NOx purification performance is obtained. Also, when titania is used as a carrier, only low NOx purification performance can be obtained.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の排ガス浄化触媒
を自動車に設置した例を示している。図1において、エ
ンジン1の後流の排ガス流路2に触媒3が設置されてい
る。
FIG. 1 shows an example in which an exhaust gas purifying catalyst of the present invention is installed in an automobile. In FIG. 1, a catalyst 3 is provided in an exhaust gas passage 2 downstream of the engine 1.

【0024】「実施例1」ベーマイト100g,硝酸ア
ルミニウム9水和物の結晶0.05g および水400g
を3時間ボールミルで混合したスラリーをコージェライ
ト製ハニカム(400セル/inc2)にコーティング
した。焼成温度は600℃で最終アルミナコーティング
量を200g/lとした。このアルミナコーティングハ
ニカムに、チタンイソプロポオキドをエタノールに溶解
させた溶液を含浸し、200℃で乾燥後、700℃で1
時間焼成した。続いて、ジニトロジアンミンPt硝酸水
溶液を含浸し、同様に乾燥,焼成をした。以上により、
アルミナ100重量%に対して、チタン0.9重量%,
白金1.6重量%を含有する実施例触媒1を得た。ま
た、同様の方法で、チタンと白金を含有させた触媒に、
さらに硝酸Rh水溶液を含浸し、同様に乾燥,焼成する
ことで、チタン0.9重量%,白金0.8重量%,Rh
0.16 重量%を含有する実施例触媒2を得た。さら
に、同様の方法で、白金をロジウムまたはパラジウムま
たはイリジウムに置き換えた比較例触媒1〜3を得た。
[Example 1] 100 g of boehmite, 0.05 g of crystals of aluminum nitrate nonahydrate and 400 g of water
Was mixed with a ball mill for 3 hours to coat a cordierite honeycomb (400 cells / inc2). The firing temperature was 600 ° C. and the final alumina coating amount was 200 g / l. This alumina coated honeycomb was impregnated with a solution of titanium isopropoxide in ethanol, dried at 200 ° C, and then dried at 700 ° C for 1 hour.
Fired for hours. Then, a dinitrodiammine Pt nitric acid aqueous solution was impregnated, and similarly dried and baked. From the above,
0.9% by weight of titanium to 100% by weight of alumina,
Example catalyst 1 containing 1.6% by weight of platinum was obtained. Further, in the same manner, a catalyst containing titanium and platinum,
Further, by impregnating with an aqueous solution of Rh nitric acid, and similarly drying and firing, 0.9% by weight of titanium, 0.8% by weight of platinum, Rh
Example catalyst 2 containing 0.16% by weight was obtained. Furthermore, Comparative Examples catalysts 1 to 3 in which platinum was replaced with rhodium, palladium, or iridium by the same method were obtained.

【0025】調製した触媒の組成をまとめて表1に示
す。
The composition of the prepared catalyst is summarized in Table 1.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】実施例触媒1及び2、比較例触媒1〜3に
ついて、以下の実験方法で窒素酸化物の浄化性能実験を
した。
With respect to the example catalysts 1 and 2 and the comparative example catalysts 1 to 3, nitrogen oxide purification performance experiments were conducted by the following experimental method.

【0028】実験方法1: (1)ハニカム状触媒6cc(17mm角×21mm長さ)
をパイレックス製反応管に充填する。
Experimental method 1: (1) Honeycomb catalyst 6 cc (17 mm square × 21 mm length)
In a Pyrex reaction tube.

【0029】(2)反応管を環状電気炉に入れて、45
0℃まで昇温する。温度はハニカム入口ガス温度を測定
する。温度が450℃に達し安定した時点で、リーンバ
ーンのモデル排ガス(リーンモデル排ガスという)の流
通を開始する。30秒に1回の割合で反応管から排出さ
れるガス中のNOxを化学発光法により測定する。
(2) Put the reaction tube in an annular electric furnace and
Heat to 0 ° C. The temperature measures the honeycomb inlet gas temperature. When the temperature reaches 450 ° C and stabilizes, the distribution of lean burn model exhaust gas (called lean model exhaust gas) is started. NOx in the gas discharged from the reaction tube is measured once every 30 seconds by the chemiluminescence method.

【0030】リーンモデル排ガスとしては、NOを0.
06vol%、C36を0.04vol%、COを0.1vol%
、CO2を10vol%、O2を5vol%、水蒸気を10vol
%含み、残部が窒素からなるガスを使用した。該ガスの
空間速度は、乾燥ガス(水蒸気を含まない)で60,0
00/hとした。
As lean model exhaust gas, NO is reduced to 0.
06 vol%, C 3 H 6 0.04 vol%, CO 0.1 vol%
, CO 2 10 vol%, O 2 5 vol%, steam 10 vol
%, And the balance was nitrogen. The space velocity of the gas is 60,0 for dry gas (not containing water vapor).
00 / h.

【0031】(3)450℃でNOx浄化率が安定した
ら、リーンモデル排ガスを流通したまま温度を50℃下
げる。400℃においてNOx浄化率が安定したら、さ
らに50℃下げて350℃でのNOx浄化率を測定す
る。最終的に150℃まで温度を下げ、実験を終了す
る。
(3) When the NOx purification rate becomes stable at 450 ° C, the temperature is lowered by 50 ° C while the lean model exhaust gas is still flowing. When the NOx purification rate becomes stable at 400 ° C, the NOx purification rate at 350 ° C is measured by further lowering the temperature by 50 ° C. Finally, the temperature is lowered to 150 ° C., and the experiment is completed.

【0032】表2には、各温度でのリーンモデル排ガス
でのNOx浄化率を示した。NOx浄化率は、下記の式
に従って算出した。
Table 2 shows the NOx purification rate in the lean model exhaust gas at each temperature. The NOx purification rate was calculated according to the following formula.

【0033】[0033]

【数1】 [Equation 1]

【0034】貴金属(Rh,Pt,Pd,Ir)のなかで
Rh,Pd,Irをそれぞれ単独に用いた比較例触媒1
〜3はPtを用いた実施例触媒1および2に対して、N
Ox浄化率が低い。また、実施例触媒2は、RhとPt
と組み合せることで、PtおよびRh単独では認められ
なかった、200℃での高い活性が発現した。
Comparative catalyst 1 in which Rh, Pd and Ir were used alone among the noble metals (Rh, Pt, Pd and Ir)
3 to N are the same as those of the example catalysts 1 and 2 using Pt.
Ox purification rate is low. Further, the example catalyst 2 is Rh and Pt.
In combination with Pt and Rh alone, high activity at 200 ° C. was observed, which was not observed with Pt and Rh alone.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】実施例触媒1及び2において、下記の実験
方法で窒素酸化物の浄化性能実験をした。
In the catalysts 1 and 2 of the example, the nitrogen oxide purification performance experiment was conducted by the following experiment method.

【0037】実験方法2: (1)実験例1と同様に触媒を反応管に設置する。Experimental Method 2: (1) As in Experimental Example 1, a catalyst is installed in the reaction tube.

【0038】(2)温度を150℃まで昇温する。(2) The temperature is raised to 150 ° C.

【0039】(3)150℃に達したら、ストイキ燃焼
の排ガス組成を模擬したガス(ストイキモデル排ガスと
いう)の流通を開始し、同時に電気炉による加熱を再開
する。昇温速度は10℃/min で、400℃に達するま
で加熱する。
(3) When the temperature reaches 150 ° C., the flow of gas simulating the exhaust gas composition of stoichiometric combustion (called stoichiometric model exhaust gas) is started, and at the same time, heating by the electric furnace is restarted. The heating rate is 10 ° C / min, and heating is performed until the temperature reaches 400 ° C.

【0040】反応管出口でのNOx濃度測定方法は実験
方法1と同一とする。
The method of measuring the NOx concentration at the outlet of the reaction tube is the same as the experimental method 1.

【0041】ストイキモデル排ガスとしては、NOを
0.1vol%、C36を0.05vol%、COを0.6vol
%、O2を0.6vol%、H2を0.2vol%、水蒸気を10vo
l%含み、残部が窒素からなるガスを使用した。該ガス
の乾燥状態(水蒸気を含まない)での空間速度は60,
000/hとした。
As stoichiometric model exhaust gas, NO was 0.1 vol%, C 3 H 6 was 0.05 vol%, and CO was 0.6 vol%.
%, O 2 0.6 vol%, H 2 0.2 vol%, steam 10 vo
A gas containing 1% and the balance being nitrogen was used. The space velocity of the gas in a dry state (not including water vapor) is 60,
000 / h.

【0042】(4)測定温度が400℃に達したら、ガ
スの流通を停止し、実験を終了する。表3には、実施例
触媒1及び2におけるストイキモデル排ガスでのNOx
浄化率を示した。
(4) When the measured temperature reaches 400 ° C., the gas flow is stopped and the experiment is terminated. Table 3 shows NOx in the stoichiometric model exhaust gas in Example catalysts 1 and 2.
The purification rate was shown.

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】「実施例2」実施例触媒1と同一の触媒調
製方法であるが、無機物酸化物担体を替えたときの実施
例触媒を表4に示す。
"Example 2" Table 4 shows the same catalyst preparation method as in Example catalyst 1, except that the inorganic oxide carrier was changed.

【0045】[0045]

【表4】 [Table 4]

【0046】実施例1の実験方法1と同一の方法で反応
ガス温度300℃でのNOx浄化率を求めた。結果を表
5に示す。
The NOx purification rate at a reaction gas temperature of 300 ° C. was obtained by the same method as the experimental method 1 of Example 1. Table 5 shows the results.

【0047】[0047]

【表5】 [Table 5]

【0048】「実施例3」実施例触媒1について、白金
およびチタンの担持量を変化させた触媒を調製し、実施
例1の実験方法1に従って、反応ガス温度300℃での
NOx浄化率を求めた。結果を図2に示す。
[Example 3] As for Example catalyst 1, catalysts having different loadings of platinum and titanium were prepared, and the NOx purification rate at the reaction gas temperature of 300 ° C was determined according to the experimental method 1 of Example 1. It was The results are shown in FIG.

【0049】「実施例4」実施例触媒2について、白金
を0.8重量%およびチタンを0.9重量%としたときの
Rh担持量を変化させた触媒を調製し、実施例1の実験
方法1に従って、反応ガス温度200℃でのNOx浄化
率を求めた。結果を図3に示す。
Example 4 For Example catalyst 2, a catalyst was prepared in which the amount of supported Rh was changed when platinum was 0.8% by weight and titanium was 0.9% by weight. According to Method 1, the NOx purification rate at a reaction gas temperature of 200 ° C. was obtained. The results are shown in FIG.

【0050】「実施例5」実施例触媒1と同じ触媒活性
成分の組成および担持量であるが、担持順序が異なる実
施例触媒7を調製した。実施例1の実験方法1に従っ
て、反応ガス温度300℃でのNOx浄化率を求めた。
結果を表6に示す。
Example 5 An example catalyst 7 was prepared which had the same composition and loading amount of the catalytically active components as the example catalyst 1, but the loading order was different. According to the experimental method 1 of Example 1, the NOx purification rate at the reaction gas temperature of 300 ° C. was obtained.
Table 6 shows the results.

【0051】[0051]

【表6】 [Table 6]

【0052】「比較例」実施例1で用いたのと同じコー
ジェライト製ハニカムにチタニアゾルをコーティングし
た。焼成温度は600℃とし、1時間焼成した。コーテ
ィング量は200g/lとした。次に、ジニトロジアミン
白金硝酸水溶液を含浸し、700℃で1時間焼成するこ
とにより、TiO2100重量%に対し、白金を0.9重
量%含有させた。これを比較例触媒4とする。実施例1
の実験方法1に従って、NOx浄化率を求めた。結果を
表7に示す。
Comparative Example The same cordierite honeycomb as used in Example 1 was coated with titania sol. The firing temperature was 600 ° C. and the firing was performed for 1 hour. The coating amount was 200 g / l. Next, dinitrodiamine platinum nitric acid aqueous solution was impregnated and baked at 700 ° C. for 1 hour to contain 0.9% by weight of platinum based on 100% by weight of TiO 2 . This is designated as Comparative Example Catalyst 4. Example 1
The NOx purification rate was obtained in accordance with the experimental method 1 of. Table 7 shows the results.

【0053】[0053]

【表7】 [Table 7]

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、窒素酸化物と炭化水素
と一酸化炭素を含む排ガス或いは更に酸素を含む排ガス
から、窒素酸化物を効率良く浄化することができる。
According to the present invention, nitrogen oxides can be efficiently purified from exhaust gas containing nitrogen oxides, hydrocarbons and carbon monoxide, or exhaust gas containing oxygen.

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

【図1】NOx浄化装置の概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of a NOx purification device.

【図2】反応ガス温度300℃におけるNOx浄化率の
等高線図。
FIG. 2 is a contour map of NOx purification rate at a reaction gas temperature of 300 ° C.

【図3】反応ガス温度200℃におけるNOx浄化率の
図。
FIG. 3 is a graph of NOx purification rate at a reaction gas temperature of 200 ° C.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…排ガス流路、3…触媒。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Exhaust gas flow path, 3 ... Catalyst.

───────────────────────────────────────────────────── 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 102B (72)発明者 花岡 博史 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小川 敏雄 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山下 寿生 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小豆畑 茂 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 平塚 俊史 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 北原 雄一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location B01D 53/36 102B (72) Inventor Hiroshi Hanaoka 7-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Toshio Ogawa 7-1, 1-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Toshio Yamashita 7, 1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Incorporated company Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Shigeru Shodohata 1-1-1 Omika-cho, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Incorporated Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Toshifumi Hiratsuka, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Takaba 2520 Incorporated company Hitachi, Ltd., Automotive Equipment Division (72) Inventor Yuichi Kitahara Takata, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Field No. 2520 Incorporated company Hitachi, Ltd. Automotive equipment division

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料を理論空燃比或いはそれよりも酸素過
剰の下で燃焼したときに発生する排ガスの処理方法であ
って、窒素酸化物と炭化水素と一酸化炭素を含む排ガス
を触媒と接触させて、窒素酸化物を炭化水素と一酸化炭
素の少なくとも一方を還元剤として窒素に還元する方法
において、前記触媒をチタニア以外の無機酸化物からな
る多孔質の担体に活性成分を含む溶液を含浸したのち焼
成して該担体表面に活性成分として白金とチタンを担持
させたものにより構成し、前記排ガスを前記触媒に接触
させるようにしたことを特徴とする排気ガス中の窒素酸
化物の浄化方法。
1. A method for treating exhaust gas produced when a fuel is burned at a stoichiometric air-fuel ratio or in an oxygen excess of the stoichiometric air-fuel ratio, wherein the exhaust gas containing nitrogen oxides, hydrocarbons and carbon monoxide is contacted with a catalyst. In the method of reducing nitrogen oxides to nitrogen by using at least one of hydrocarbon and carbon monoxide as a reducing agent, the catalyst is impregnated with a solution containing an active ingredient in a porous carrier made of an inorganic oxide other than titania. A method for purifying nitrogen oxides in exhaust gas, characterized in that the exhaust gas is brought into contact with the catalyst by firing and then supporting the carrier on which platinum and titanium are supported as active components. .
【請求項2】請求項1に記載の方法において、該触媒が
活性成分として更にロジウムを含むことを特徴とする排
気ガス中の窒素酸化物の浄化方法。
2. A method for purifying nitrogen oxides in exhaust gas according to claim 1, wherein the catalyst further contains rhodium as an active component.
【請求項3】請求項1に記載の方法において、前記触媒
は、担体100重量%に対して、白金を0.4〜1.6重
量%、チタンを0.4〜1.2重量%含むことを特徴とす
る排気ガス中の窒素酸化物の浄化方法。
3. The method according to claim 1, wherein the catalyst contains 0.4 to 1.6% by weight of platinum and 0.4 to 1.2% by weight of titanium with respect to 100% by weight of the carrier. A method for purifying nitrogen oxides in exhaust gas, comprising:
【請求項4】請求項2に記載の方法において、前記触媒
は、担体100重量%に対して、白金を0.4〜1.6重
量%、ロジウムを0.05〜0.3重量%、チタンを0.
4〜1.2重量%含むことを特徴とする排気ガス中の窒
素酸化物の浄化方法。
4. The method according to claim 2, wherein the catalyst contains 0.4 to 1.6% by weight of platinum and 0.05 to 0.3% by weight of rhodium with respect to 100% by weight of the carrier. Titanium to 0.
A method for purifying nitrogen oxides in exhaust gas, comprising 4 to 1.2% by weight.
【請求項5】請求項1或いは2に記載の方法において、
前記担体がアルミナ,シリカ,ゼオライト,ジルコニア
及び酸化タングステンから選ばれた少なくとも1種から
なることを特徴とする排気ガス中の窒素酸化物の浄化方
法。
5. The method according to claim 1 or 2, wherein
A method for purifying nitrogen oxides in exhaust gas, wherein the carrier comprises at least one selected from alumina, silica, zeolite, zirconia and tungsten oxide.
【請求項6】請求項1に記載の方法において、前記触媒
は、担体にチタンを担持した後、白金を担持することに
よって調製したものからなることを特徴とする排気ガス
中の窒素酸化物の浄化方法。
6. The method according to claim 1, wherein the catalyst is prepared by supporting titanium on a carrier and then supporting platinum on the carrier. Purification method.
【請求項7】請求項2に記載の方法において、前記触媒
は、担体にチタンを担持した後、白金とロジウムを同時
或いは順次に担持することによって調製したものからな
ることを特徴とする排気ガス中の窒素酸化物の浄化方
法。
7. The exhaust gas according to claim 2, wherein the catalyst is prepared by supporting titanium on a carrier and then supporting platinum and rhodium simultaneously or sequentially. Method for purifying nitrogen oxides inside.
【請求項8】請求項1或いは2に記載の方法において、
前記触媒は、チタンを金属酸化物の形態で含み、白金と
ロジウムを金属或いは金属酸化物の形態で含むことを特
徴とする排気ガス中の窒素酸化物の浄化方法。
8. The method according to claim 1, wherein
The method for purifying nitrogen oxides in exhaust gas, wherein the catalyst contains titanium in the form of a metal oxide and platinum and rhodium in the form of a metal or a metal oxide.
JP8124339A 1996-05-20 1996-05-20 Method of purifying nitrogen oxides in exhaust gas Pending JPH09299761A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506712A (en) * 2006-10-20 2010-03-04 ロデイア・オペラシヨン High acidity composition containing oxides of zirconium and silicon and oxides of at least one other element selected from titanium, aluminum, tungsten, molybdenum, cerium, iron, tin, zinc and manganese

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