JPH0957064A - Waste gas purifying material and waste gas purifying method - Google Patents

Waste gas purifying material and waste gas purifying method

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JPH0957064A
JPH0957064A JP7234766A JP23476695A JPH0957064A JP H0957064 A JPH0957064 A JP H0957064A JP 7234766 A JP7234766 A JP 7234766A JP 23476695 A JP23476695 A JP 23476695A JP H0957064 A JPH0957064 A JP H0957064A
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Japan
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exhaust gas
catalyst
purifying material
gas purifying
silver
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JP7234766A
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Japanese (ja)
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Mika Saitou
美香 斎藤
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
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Riken Corp
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Riken Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a waste gas purifying material capable of efficiently reducing and removing NOx by using the mixture of a catalyst prepared by depositing silver or silver compd. on a porous inorg. oxide and a catalyst prepared by depositing copper, iron or cobalt on a porous inorg. oxide as an active species and specifying the composition ratio of the respective catalytic components. SOLUTION: This waste gas purifying material is used for reducing and removing NOx from a waste gas contg. NOx and the oxygen more than the stoichiometry of the reaction to the coexistent unburned components. The material is formed by mixing a first catalyst prepared by depositing 0.2-15wt.% (expressed in terms of silver element) >=1 kind of element or compd. selected from the group consisting of silver and silver compd. on a porous inorg. oxide and a second catalyst prepared by depositing 0.1-15wt.% (expressed in terms of metallic element) >=2 kinds of element or compd. selected from the group consisting of copper, iron and cobalt as an active species on a porous inorg. oxide. Consequently, the NOx in the waste gas contg. excess oxygen are efficiently removed in a wide temp. range.

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】本発明は窒素酸化物と過剰の
酸素を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に還元
除去することのできる排ガス浄化材及びそれを用いた浄
化方法に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purifying material capable of effectively reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and excess oxygen, and a purification method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーター等から排出される各種の燃焼
排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸化
窒素等の窒素酸化物が含まれている。ここで、「過剰の
酸素を含む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要
な理論酸素量より多い酸素を含むことを意味する。ま
た、以下における窒素酸化物とは一酸化窒素及び/又は
二酸化窒素を指す。
2. Description of the Related Art Excessive combustion exhaust gas emitted from internal combustion engines such as automobile engines, combustion equipment installed in factories, household fan heaters, and the like is excessive. It contains nitrogen oxides such as nitric oxide and nitrogen dioxide together with oxygen. Here, "containing excess oxygen" means that the exhaust gas contains more oxygen than the theoretical amount of oxygen necessary to burn unburned components such as carbon monoxide, hydrogen, and hydrocarbons. I do. In the following, nitrogen oxide refers to nitric oxide and / or nitrogen dioxide.

【0003】この窒素酸化物は酸性雨の原因の一つとさ
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため、各種
燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさ
まざまな方法が検討されている。
[0003] This nitrogen oxide is one of the causes of acid rain and is a major environmental problem. Therefore, various methods for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from various combustion equipments are being studied.

【0004】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
[0004] As a method for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing excess oxygen, a selective catalytic reduction method using ammonia is used particularly for a large-scale fixed combustion device (a large-scale combustor in a factory or the like). Has been put to practical use.

【0005】しかしながら、この方法においては、窒素
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。
However, in this method, ammonia used as a reducing agent for nitrogen oxides is expensive, and ammonia is toxic. Therefore, the nitrogen oxides in the exhaust gas must be removed so that unreacted ammonia is not discharged. There are problems that the amount of injected ammonia must be controlled while measuring the concentration, and that the apparatus generally becomes large.

【0006】また、別な方法として、水素、一酸化炭
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。
As another method, there is a non-selective catalytic reduction method in which a nitrogen oxide is reduced by using a gas such as hydrogen, carbon monoxide, or a hydrocarbon as a reducing agent. In order to reduce and remove nitrogen oxides, it is necessary to add a reducing agent in an amount equal to or more than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas, and there is a disadvantage that a large amount of the reducing agent is consumed. For this reason, the non-selective catalytic reduction method is practically effective only for exhaust gas having a low residual oxygen concentration burned near the stoichiometric air-fuel ratio, and is not practical because of poor versatility.

【0007】そこで、ゼオライト又はそれに遷移金属を
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された(例えば、特開昭63-100919 号、同63-283727
号、特開平1-130735号等) 。また、γ−アルミナなどの
担体にアルカリ土類金属及び/又は銀を担持した触媒を
用い、炭化水素ガスを供給しながら排ガス中の窒素酸化
物を分解する方法が提案された(特開平4-354536号)。
In view of the above, a method has been proposed for removing nitrogen oxides by using a zeolite or a catalyst carrying a transition metal on the zeolite and adding a reducing agent having a theoretical reaction amount or less with oxygen in exhaust gas (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157572). Kaisho 63-100919, 63-283727
No., Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-130735). Further, a method has been proposed in which a catalyst in which an alkaline earth metal and / or silver is supported on a carrier such as γ-alumina is used to decompose nitrogen oxides in exhaust gas while supplying a hydrocarbon gas (Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 4-4-260). 354536).

【0008】しかしながら、これらの方法では、効果的
な窒素酸化物の除去が狭い温度領域でしか得られず、ま
た、硫黄酸化物と水分を含むような排ガスでは、窒素酸
化物の除去率が著しく低下する。
However, in these methods, effective removal of nitrogen oxides can be obtained only in a narrow temperature range, and in an exhaust gas containing sulfur oxides and moisture, the removal rate of nitrogen oxides is remarkable. descend.

【0009】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置及び酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、ディ
ーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸化
物や、一酸化炭素、水素、炭化水素等の未燃焼分に対す
る理論反応量以上の酸素を含有し、硫黄酸化物及び水分
を含有する燃焼排ガスから、効率良く窒素酸化物を還元
除去することができる排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons, and the like, such as combustion exhaust gas from a fixed combustion device and a gasoline engine, a diesel engine, or the like, which burns under oxygen excess conditions. By providing an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method capable of efficiently reducing and removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing oxygen in excess of the theoretical reaction amount with respect to unburned components and containing sulfur oxides and moisture. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、銀系触媒と、銅、ニッケル、コバ
ルト触媒とを混合してなる排ガス浄化材を用い、排ガス
中に炭化水素と炭素数2以上の含酸素有機化合物のいず
れか又はそれらを含む燃料を添加し、上記の浄化材に排
ガスを接触させれば、広い温度領域で窒素酸化物を効果
的に除去できることを発見し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, as a result of intensive studies, the present inventor has found that an exhaust gas purifying material comprising a mixture of a silver-based catalyst and copper, nickel, and cobalt catalysts is used to form carbonized exhaust gas. It has been discovered that nitrogen oxides can be effectively removed over a wide temperature range by adding either hydrogen or an oxygen-containing organic compound having 2 or more carbon atoms or a fuel containing them, and bringing the exhaust gas into contact with the above-mentioned purifying material. Thus, the present invention has been completed.

【0011】すなわち、窒素酸化物と、共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を還元除去する本発明の第一の排ガス
浄化材は多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる
群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.2
〜15重量%(銀元素換算値)を担持してなる第一の触
媒と、多孔質の無機酸化物に活性種として銅、鉄、コバ
ルトからなる群より選ばれる二種以上の元素及び/又は
化合物0.1〜15重量%(金属元素換算値)を担持し
てなる第二の触媒とを混合してなることを特徴とする。
That is, the first exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components is a porous inorganic oxide. One or more elements and / or compounds 0.2 selected from the group consisting of silver and silver compounds
And at least two elements selected from the group consisting of copper, iron, and cobalt as active species on a porous inorganic oxide and / or It is characterized by being mixed with a second catalyst supporting 0.1 to 15% by weight of a compound (in terms of a metal element).

【0012】窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒素
酸化物を還元除去する本発明の第二の排ガス浄化材は、
多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる群より選
ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.2〜15重
量%(銀元素換算値)を担持してなる第一の触媒と、多
孔質の無機酸化物に銅0.1〜15重量%(金属元素換
算値)と、アルカリ金属元素と希土類元素からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の元素4重量%以下とを担持
してなる第二の触媒とを混合してなることを特徴とす
る。
The second exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for coexisting unburned components,
A first catalyst in which a porous inorganic oxide carries 0.2 to 15% by weight (in terms of silver element) of one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds; 0.1 to 15% by weight (in terms of metal element) of copper and 4% by weight or less of at least one element selected from the group consisting of alkali metal elements and rare earth elements on a low-quality inorganic oxide. It is characterized by being mixed with a second catalyst.

【0013】窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒素
酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化方法は、上記
の排ガス浄化材を用い、前記排ガス浄化材を排ガス導管
の途中に設置し、前記浄化材の上流側で炭化水素及び/
又は含酸素有機化合物を添加した排ガスを、150〜6
50℃において前記浄化材に接触させ、もって前記排ガ
ス中の炭化水素及び/又は含酸素有機化合物との反応に
より前記窒素酸化物を除去することを特徴とする。
The exhaust gas purifying method of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components uses the above exhaust gas purifying material, An exhaust gas purifying material is installed in the middle of the exhaust gas conduit, and hydrocarbons and / or
Alternatively, the exhaust gas to which the oxygen-containing organic compound is added is
The method is characterized in that the nitrogen oxides are removed by contacting the purification material at 50 ° C. with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound in the exhaust gas.

【0014】以下、本発明を詳細に説明する。 [1]第一の排ガス浄化材 本発明の第一の排ガス浄化材は、多孔質の無機酸化物に
銀及び銀化合物からなる群より選ばれる一種以上の元素
及び/又は化合物を担持してなる第一の触媒と、多孔質
の無機酸化物に活性種として銅、鉄及びコバルトからな
る群より選ばれる二種以上の元素及び/又は化合物を担
持してなる第二の触媒とを混合してなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. [1] First exhaust gas purifying material The first exhaust gas purifying material of the present invention comprises a porous inorganic oxide carrying one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds. Mixing a first catalyst and a second catalyst comprising a porous inorganic oxide carrying two or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, iron and cobalt as active species Become.

【0015】上記浄化材を排ガス導管中に設置し、浄化
材の設置位置より上流側で炭化水素と炭素数2以上の含
酸素有機化合物のいずれか又はそれを含む燃料を添加し
た排ガスをこの浄化材に接触させて、排ガス中の窒素酸
化物を還元除去する。
The purifying material is installed in an exhaust gas conduit, and the exhaust gas to which a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound having 2 or more carbon atoms or a fuel containing the same is added is provided upstream of the purifying material installation position. The material is brought into contact with the material to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas.

【0016】第一の排ガス浄化材には以下の触媒が形成
されている。 (1)第一の触媒 第一の触媒は、多孔質無機酸化物に銀及び銀化合物から
なる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物を
担持してなり、排ガスの流入側に形成され、広い温度領
域での窒素酸化物除去に作用する。銀化合物は銀の酸化
物、ハロゲン化銀、硫酸銀及び燐酸銀等からなる群より
選ばれた少なくとも一種であり、好ましくは銀の酸化
物、塩化銀及び硫酸銀のいずれか一種以上であり、更に
好ましくは銀の酸化物及び/又は塩化銀である。多孔質
の無機酸化物としては、アルミナ単独、又はチタニア、
シリカ、ジルコニア、亜鉛酸化物、スズ酸化物、マグネ
シウム酸化物、ゼオライトのいずれか一種以上とアルミ
ナとの複合又は混合酸化物を用いることができる。アル
ミナの複合又は混合酸化物を用いる場合、アルミナの含
有率を50重量%以上とするのが好ましい。アルミナ又
はアルミナの複合又は混合酸化物を用いることにより、
触媒の耐熱性及び耐久性が向上する。
The following catalyst is formed on the first exhaust gas purifying material. (1) First catalyst The first catalyst comprises a porous inorganic oxide carrying one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds, and is formed on the inflow side of exhaust gas. Acts on nitrogen oxide removal in a wide temperature range. The silver compound is at least one selected from the group consisting of silver oxide, silver halide, silver sulfate, silver phosphate, and the like, and is preferably one or more of silver oxide, silver chloride, and silver sulfate, More preferred are silver oxide and / or silver chloride. As the porous inorganic oxide, alumina alone, or titania,
A composite or mixed oxide of alumina and any one or more of silica, zirconia, zinc oxide, tin oxide, magnesium oxide, and zeolite can be used. When a composite or mixed oxide of alumina is used, the content of alumina is preferably set to 50% by weight or more. By using alumina or a composite or mixed oxide of alumina,
The heat resistance and durability of the catalyst are improved.

【0017】第一の触媒で用いるアルミナ等の多孔質の
無機酸化物の比表面積は10m2 /g以上であるのが好
ましい。比表面積が10m2 /g未満であると、銀成分
の分散が低下し、良好な窒素酸化物の除去が行えない。
より好ましい多孔質無機酸化物の比表面積は30m2
g以上である。
The specific surface area of the porous inorganic oxide such as alumina used in the first catalyst is preferably at least 10 m 2 / g. If the specific surface area is less than 10 m 2 / g, the dispersion of the silver component is reduced, and good removal of nitrogen oxides cannot be performed.
More preferable specific surface area of the porous inorganic oxide is 30 m 2 /
g or more.

【0018】第一の触媒では、上記したγ−アルミナ等
の無機酸化物に活性種として担持する銀成分の担持量
は、無機酸化物100重量%に対して0.2〜15重量
%(銀元素換算値)とする。0.2重量%未満では窒素
酸化物の除去率が低下する。また、15重量%を超す量
の銀成分を担持すると炭化水素及び/又は含酸素有機化
合物自身の燃焼が起きやすく、窒素酸化物の除去率はか
えって低下する。好ましい銀成分の担持量は0.5〜1
2重量%である。
In the first catalyst, the amount of the silver component supported as an active species on the inorganic oxide such as γ-alumina is 0.2 to 15% by weight (100% by weight of the inorganic oxide). (Element conversion value). If the amount is less than 0.2% by weight, the removal rate of nitrogen oxides decreases. If the silver component is carried in an amount exceeding 15% by weight, the combustion of the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound itself tends to occur, and the nitrogen oxide removal rate is rather lowered. A preferable silver component loading is 0.5 to 1
2% by weight.

【0019】アルミナ等の無機酸化物に銀を担持する方
法としては、公知の含浸法、沈澱法等を用いることがで
きる。含浸法を用いる際、銀の硝酸塩、塩化物、硫酸
塩、炭酸塩等の水溶液又はアンモニア性水溶液に多孔質
無機酸化物を浸漬する。又は硝酸銀水溶液に多孔質無機
酸化物を浸漬し、乾燥後、塩化アンモニウム又は硫酸ア
ンモニウムの水溶液に再び浸漬する。沈澱法でハロゲン
化銀を調製するには硝酸銀とハロゲン化アンモニウムと
を反応させて、ハロゲン化銀として多孔質無機酸化物上
に沈澱させる。これを50〜150℃、特に70℃程度
で乾燥後、100〜600℃で段階的に昇温して焼成す
るのが好ましい。焼成は、空気中、酸素を含む窒素気流
下や水素ガス気流下で行うのが好ましい。水素ガス気流
下で行う場合には、最後に300〜650℃で酸化処理
するのが好ましい。650℃までの焼成で化合物が酸化
分解するものもあるが、それらの化合物を出発物質とす
ると、窒素酸化物の除去率が向上する。その理由につい
てはまだ不明である。
As a method for supporting silver on an inorganic oxide such as alumina, a known impregnation method, precipitation method, or the like can be used. When using the impregnation method, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, chloride, sulfate, carbonate, or the like, or an aqueous ammonia solution. Alternatively, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, dried, and then immersed again in an aqueous solution of ammonium chloride or ammonium sulfate. To prepare silver halide by the precipitation method, silver nitrate and ammonium halide are reacted to precipitate silver halide on the porous inorganic oxide. After drying at 50 to 150 ° C., particularly at about 70 ° C., it is preferable to raise the temperature stepwise at 100 to 600 ° C. for firing. The calcination is preferably performed in air, under a stream of nitrogen containing oxygen or under a stream of hydrogen gas. When the treatment is performed under a hydrogen gas stream, it is preferable to perform the oxidation treatment at 300 to 650 ° C. at last. Compounds may be oxidatively decomposed by firing up to 650 ° C., but when these compounds are used as starting materials, the removal rate of nitrogen oxides is improved. The reason is still unknown.

【0020】(2)第二の触媒 第二の触媒は、多孔質無機酸化物に触媒活性種として
銅、鉄及びコバルトからなる群より選ばれる二種以上の
元素及び/又は化合物を担持してなる。多孔質無機酸化
物としては、アルミナ、チタニア、ゼオライト、シリ
カ、ジルコニア、亜鉛酸化物、スズ酸化物、マグネシウ
ム酸化物等のいずれか又はそれらを含む複合又は混合酸
化物を用いる。ゼオライトとして、フェリエライト、モ
ルテナイト、ZSM−5など各種のゼオライトを用いる
ことができる。第一の触媒と同様に、多孔質の無機酸化
物の比表面積は10m2 /g以上であることが好まし
い。
(2) Second Catalyst The second catalyst is obtained by supporting two or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, iron and cobalt as catalytically active species on a porous inorganic oxide. Become. As the porous inorganic oxide, any one of alumina, titania, zeolite, silica, zirconia, zinc oxide, tin oxide, magnesium oxide, and the like, or a composite or mixed oxide containing them is used. Various zeolites such as ferrierite, mortenite, and ZSM-5 can be used as the zeolite. Similar to the first catalyst, the specific surface area of the porous inorganic oxide is preferably 10 m 2 / g or more.

【0021】銅、鉄、コバルト化合物はそれぞれ酸化
物、ハロゲン化物、硫酸塩及び燐酸塩等からなる群より
選ばれる少なくとも一種である。多孔質無機酸化物を1
00重量%として、銅、鉄及びコバルトの合計担持量は
0.1〜15重量%(金属元素換算値)であり、好まし
い合計担持量が0.5〜12重量%(金属元素換算値)
である。
The copper, iron and cobalt compounds are each at least one selected from the group consisting of oxides, halides, sulfates and phosphates. 1 porous inorganic oxide
The total supported amount of copper, iron and cobalt is 0.1 to 15% by weight (in terms of a metal element), and the preferable total supported amount is 0.5 to 12% by weight (in terms of a metal element).
It is.

【0022】銅成分と鉄成分とを同時に用いる場合、銅
元素と鉄元素との重量比は1:10〜10:1とし、同
様に銅元素とコバルト元素との重量比は1:10〜1
0:1とし、鉄元素とコバルト元素との重量比は1:1
0〜10:1とするのが好ましい。
When the copper component and the iron component are used simultaneously, the weight ratio between the copper element and the iron element is 1:10 to 10: 1, and similarly, the weight ratio between the copper element and the cobalt element is 1:10 to 1: 1.
0: 1, and the weight ratio between the iron element and the cobalt element is 1: 1.
It is preferably 0 to 10: 1.

【0023】活性種の担持は、公知の含浸法、沈殿法、
イオン交換法等を用いることができる。含浸法を用いる
際、触媒活性種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸
塩、ハロゲン化物、燐酸塩等の水溶液に多孔質無機酸化
物を浸漬する。50〜150℃、特に70℃で乾燥後、
100〜600℃で段階的に昇温して焼成することによ
って行われる。この焼成は空気中、酸素を含む窒素気流
下で行う。無機酸化物にゼオライトを用いる場合、含浸
法や既知のイオン交換法などで担持するのが効果的であ
る。このように調製した第二の触媒上では、銅、ニッケ
ル、コバルトはそれぞれ単体又はそれらの酸化物、ハロ
ゲン化物、硫酸塩のいずれかの形で存在する。
The active species can be supported by a known impregnation method, precipitation method,
An ion exchange method or the like can be used. When the impregnation method is used, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of a carbonate, nitrate, acetate, sulfate, halide, phosphate, or the like of a catalytically active species element. After drying at 50-150 ° C, especially 70 ° C,
It is carried out by raising the temperature stepwise at 100 to 600 ° C. and firing. This calcination is performed in air under a nitrogen stream containing oxygen. When zeolite is used as the inorganic oxide, it is effective to carry the zeolite by an impregnation method or a known ion exchange method. On the second catalyst thus prepared, copper, nickel and cobalt are each present alone or in the form of their oxides, halides or sulfates.

【0024】第一の排ガス浄化材では、第一の触媒と第
二の触媒とを混合して用いる。この混合により、第一の
触媒と第二の触媒との相乗効果が得られ、特に低温領域
でも高い含窒素化合物の除去が得られる。第一の触媒と
第二の触媒との重量比(多孔質無機酸化物と触媒活性種
との合計重量の比)は、1:10〜20:1とするのが
好ましい。より好ましい第一触媒と第二の触媒の重量比
は1:5〜10:1である。なお、第一の触媒と第二の
触媒との混合は公知の方法で行うことができる。
In the first exhaust gas purifying material, the first catalyst and the second catalyst are mixed and used. By this mixing, a synergistic effect between the first catalyst and the second catalyst is obtained, and particularly high removal of nitrogen-containing compounds is obtained even in a low temperature range. The weight ratio of the first catalyst to the second catalyst (the ratio of the total weight of the porous inorganic oxide and the catalytically active species) is preferably 1:10 to 20: 1. More preferably, the weight ratio of the first catalyst to the second catalyst is 1: 5 to 10: 1. The mixing of the first catalyst and the second catalyst can be performed by a known method.

【0025】[2]第二の排ガス浄化材 本発明の第二の排ガス浄化材は、多孔質の無機酸化物に
銀及び銀化合物からなる群より選ばれる一種以上の元素
及び/又は化合物を担持してなる第一の触媒と、多孔質
の無機酸化物に銅と、アルカリ金属元素と希土類元素か
らなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを担持し
てなる第二の触媒とを混合してなる。
[2] Second Exhaust Gas Purifying Material The second exhaust gas purifying material of the present invention carries one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds on a porous inorganic oxide. Mixed with a porous inorganic oxide and a second catalyst comprising at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and a rare earth element mixed with a porous inorganic oxide. Do it.

【0026】上記浄化材を排ガス導管中に設置し、浄化
材の設置位置より上流側で炭化水素と炭素数2以上の含
酸素有機化合物のいずれか又はそれを含む燃料を添加し
た排ガスをこの浄化材に接触させて、排ガス中の窒素酸
化物を還元除去する。
The above-mentioned purifying material is installed in an exhaust gas conduit, and an exhaust gas to which either hydrocarbon or an oxygen-containing organic compound having 2 or more carbon atoms or a fuel containing the same is added is provided upstream of the purifying material installation position. The material is brought into contact with the material to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas.

【0027】第二の排ガス浄化材には以下の触媒が形成
されている。 (1)第一の触媒 第一の触媒は、上記[1](1)の欄に記載した第一の
触媒を用いることができる。
The following catalyst is formed on the second exhaust gas purifying material. (1) First catalyst As the first catalyst, the first catalyst described in the above section [1] (1) can be used.

【0028】(2)第二の触媒 第二の触媒は、多孔質の無機酸化物に銅と、アルカリ金
属元素と希土類元素からなる群より選ばれた少なくとも
1種の元素とを担持してなる。多孔質無機酸化物として
は、アルミナ、チタニア、ゼオライト、シリカ、ジルコ
ニア、亜鉛酸化物、スズ酸化物、マグネシウム酸化物等
のいずれか又はそれらを含む複合又は混合酸化物を用い
る。ゼオライトとして、フェリエライト、モルテナイ
ト、ZSM−5など各種のゼオライトを用いることがで
きる。第一の触媒と同様に、多孔質の無機酸化物の比表
面積は10m2 /g以上であることが好ましい。
(2) Second Catalyst The second catalyst comprises a porous inorganic oxide carrying copper and at least one element selected from the group consisting of alkali metal elements and rare earth elements. . As the porous inorganic oxide, any one of alumina, titania, zeolite, silica, zirconia, zinc oxide, tin oxide, magnesium oxide, and the like, or a composite or mixed oxide containing them is used. Various zeolites such as ferrierite, mortenite, and ZSM-5 can be used as the zeolite. Similar to the first catalyst, the specific surface area of the porous inorganic oxide is preferably 10 m 2 / g or more.

【0029】銅化合物は酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩
及び燐酸塩等からなる群より選ばれる少なくとも一種で
ある。多孔質無機酸化物を100重量%として、銅の担
持量は0.1〜15重量%(金属元素換算値)であり、
好ましい担持量が0.5〜12重量%(金属元素換算
値)である。
The copper compound is at least one selected from the group consisting of oxides, halides, sulfates, phosphates and the like. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the supported amount of copper is 0.1 to 15% by weight (in terms of a metal element),
The preferred loading is 0.5 to 12% by weight (in terms of metal element).

【0030】アルカリ金属元素としては、特にセシウ
ム、ナトリウム及びカリウムを用いるのが好ましい。ま
た、希土類元素としては、ランタン、セリウム、ネオジ
ウムを用いるのが好ましいが、希土類の混合物であるミ
ッシュメタルを用いることもできる。多孔質無機酸化物
を100重量%として、アルカリ金属元素と希土類元素
との合計担持量は4重量%以下とし、好ましくは0.5
〜3重量%とする。また、アルカリ金属元素の担持量を
2重量%以下とし、希土類元素の担持量を2重量%以下
とするのが好まし。いずれの元素も2重量%を越える
と、窒素酸化物の除去率が低下する。好ましいアルカリ
金属の担持量は0.1〜1.5重量%である。また好ま
しい希土類元素の担持量は0.1〜1.5重量%であ
る。
As the alkali metal element, it is particularly preferable to use cesium, sodium and potassium. As the rare earth element, lanthanum, cerium, and neodymium are preferably used, but a misch metal, which is a mixture of rare earth elements, can also be used. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the total carrying amount of the alkali metal element and the rare earth element is 4% by weight or less, preferably 0.5% by weight.
To 3% by weight. Further, it is preferable that the carried amount of the alkali metal element is 2% by weight or less, and the carried amount of the rare earth element is 2% by weight or less. If any of the elements exceeds 2% by weight, the removal rate of nitrogen oxides decreases. The preferred amount of the supported alkali metal is 0.1 to 1.5% by weight. Further, the preferable loading amount of the rare earth element is 0.1 to 1.5% by weight.

【0031】銅系触媒における活性種担持量の合計は、
上述の多孔質の無機酸化物を基準(100重量%) として
0.1〜19重量%とし、好ましくは0.5〜15重量
%とする。触媒活性種の量が前記基体に対して0.1重
量%未満では触媒を担持した効果が顕著ではなく、NOx
低減特性は低下する。一方、19重量%を超す触媒担持
量とすると炭化水素の酸化燃焼のみ進み、窒素酸化物の
低減特性は低下することになる。
The total amount of active species carried in the copper-based catalyst is
0.1 to 19% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight, based on the above-mentioned porous inorganic oxide (100% by weight). If the amount of the catalytically active species is less than 0.1% by weight with respect to the substrate, the effect of supporting the catalyst is not remarkable, and NOx
The reduction characteristics are reduced. On the other hand, when the catalyst loading exceeds 19% by weight, only the oxidizing combustion of the hydrocarbon proceeds, and the characteristic of reducing nitrogen oxides is reduced.

【0032】第二の排ガス浄化材において、第一の触媒
と第二の触媒とを混合して用いる。この混合により、第
一の触媒と第二の触媒との相乗効果が得られ、特に低温
領域でも高い含窒素化合物の除去が得られる。第一の触
媒と第二の触媒との重量比(多孔質無機酸化物と触媒活
性種との合計重量の比)は、1:10〜20:1とする
のが好ましい。より好ましい第一触媒と第二の触媒の重
量比は1:5〜10:1である。なお、第一の触媒と第
二の触媒との混合は公知の方法で行うことができる。
In the second exhaust gas purifying material, the first catalyst and the second catalyst are mixed and used. By this mixing, a synergistic effect between the first catalyst and the second catalyst is obtained, and particularly high removal of nitrogen-containing compounds is obtained even in a low temperature range. The weight ratio of the first catalyst to the second catalyst (the ratio of the total weight of the porous inorganic oxide and the catalytically active species) is preferably 1:10 to 20: 1. More preferably, the weight ratio of the first catalyst to the second catalyst is 1: 5 to 10: 1. The mixing of the first catalyst and the second catalyst can be performed by a known method.

【0033】[3]排ガス浄化材の形態 本発明の排ガス浄化材の第一の好ましい形態は、上記混
合触媒を浄化材基体にコートしてなる浄化材である。浄
化材の基体を形成するセラミックス材料としては、コー
ジェライト、ムライト、アルミナ及びその複合物等を用
いるのが好ましい。また、排ガス浄化材の基体に公知の
金属材料を用いることもできる。
[3] Form of Exhaust Gas Purifying Material A first preferred embodiment of the exhaust gas purifying material of the present invention is a purifying material obtained by coating the mixed catalyst on a purifying material base. As the ceramic material forming the base of the purifying material, cordierite, mullite, alumina and a composite thereof are preferably used. In addition, a known metal material can be used for the base of the exhaust gas purifying material.

【0034】排ガス浄化材の基体の形状及び大きさは、
目的に応じて種々変更できる。またその構造としては、
ハニカム構造型、フォーム型、繊維状耐火物からなる三
次元網目構造型、あるいは顆粒状、ペレット状等が挙げ
られる。ウォッシュコート法、粉末法等を用いて上記基
体に触媒をコートしたり、ウォッシュコート法、ゾル・
ゲル法等を用いて基体に多孔質無機酸化物をコートした
後、触媒活性種を公知の含浸法、イオン交換法等を用い
て担持することもできる。
The shape and size of the substrate of the exhaust gas purifying material are as follows:
Various changes can be made according to the purpose. Also, as its structure,
Examples include a honeycomb structure type, a foam type, a three-dimensional network structure type made of a fibrous refractory, a granular form, a pellet form, and the like. The catalyst may be coated on the substrate using a wash coat method, a powder method, or the like, or a wash coat method, a sol
After the porous inorganic oxide is coated on the substrate using a gel method or the like, the catalytically active species can be supported using a known impregnation method, an ion exchange method, or the like.

【0035】本発明の排ガス浄化材の第二の好ましい形
態は、ペレット状、顆粒状、粉末状、フォーム状、ハニ
カム状又は板状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持
してなる触媒、又は触媒をハニカム状、フォーム状、板
状、ペレット状、顆粒状に成形してなる浄化材である。
A second preferred form of the exhaust gas purifying material of the present invention is a catalyst comprising a porous inorganic oxide in the form of pellets, granules, powders, foams, honeycombs or plates carrying a catalytically active species. Or a catalyst obtained by molding a catalyst into a honeycomb, foam, plate, pellet, or granule.

【0036】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける触媒の厚さ
は、一般に、基体材と、触媒との熱膨張特性の違いから
制限される場合が多い。浄化材基体上に設ける触媒の厚
さを300μm以下とするのがよい。このような厚さと
すれば、使用中に熱衝撃等で浄化材が破損することを防
ぐことができる。浄化材基体の表面に触媒を形成する方
法は公知のウォッシュコート法等によって行われる。
In the case where the form of the purifying material is the first preferred embodiment described above, the thickness of the catalyst provided on the purifying material base is generally limited due to the difference in thermal expansion characteristics between the base material and the catalyst. In many cases. The thickness of the catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. With such a thickness, it is possible to prevent the purifying material from being damaged by thermal shock or the like during use. A method for forming a catalyst on the surface of the purifying material base is performed by a known wash coat method or the like.

【0037】また、浄化材基体の表面上に設ける触媒の
量は、浄化材基体の20〜300g/リットルとするの
が好ましい。触媒の量が20g/リットル未満では良好
なNOx の除去が行えない。一方、触媒の量が300g/
リットルを超えると除去特性はそれほど上がらず、圧力
損失が大きくなる。より好ましくは、浄化材基体の表面
上に設ける触媒を浄化材基体の50〜200g/リット
ルとする。
The amount of the catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter of the purifying material base. If the amount of the catalyst is less than 20 g / liter, good NOx removal cannot be performed. On the other hand, when the amount of the catalyst is 300 g /
If it exceeds 1 liter, the removal characteristics are not so improved, and the pressure loss increases. More preferably, the amount of the catalyst provided on the surface of the purifying material base is 50 to 200 g / liter of the purifying material base.

【0038】上述した構成の浄化材を用いれば、150
〜650℃の広い温度領域において、特に低温領域にお
いて、水分10%程度を含む排ガスでも、良好な窒素酸
化物の除去を行うことができる。
If the purifying material having the above-described structure is used, 150
In a wide temperature range of up to 650 ° C., particularly in a low temperature range, good removal of nitrogen oxides can be performed even with exhaust gas containing about 10% of water.

【0039】なお、窒素酸化物以外に炭化水素、一酸化
炭素等の有害物質を除去する場合、上記排ガス浄化材の
後方にさらに多孔質無機酸化物にPt、Pd、Ru、R
h、Ir及びAuからなる群より選ばれた少なくとも1
種の元素0.01〜5重量%(金属元素換算値)を担持
してなる白金系酸化触媒からなる浄化材を配置すること
ができる。ディーゼルエンジンの排ガスを処理する場
合、排ガス中の二酸化硫黄の酸化を抑制するために、上
記白金系浄化材の代わりに、多孔質無機酸化物にW、
V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた少
なくとも一種の元素の酸化物0.2〜10重量%(金属
元素換算値)と、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir及びA
uからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素0.0
1〜5重量%(金属元素換算値)とを担持してなるW、
白金系触媒からなる排ガス浄化材を用いることができ
る。
When removing harmful substances such as hydrocarbons and carbon monoxide in addition to nitrogen oxides, Pt, Pd, Ru, R
at least one selected from the group consisting of h, Ir and Au
A purifying material composed of a platinum-based oxidation catalyst carrying 0.01 to 5% by weight (converted to a metal element) of a seed element can be arranged. When treating the exhaust gas of a diesel engine, in order to suppress the oxidation of sulfur dioxide in the exhaust gas, instead of the platinum-based purifying material, W,
Oxide of at least one element selected from the group consisting of V, Mo, Mn, Nb, Ta, 0.2 to 10% by weight (in terms of metal element), Pt, Pd, Ru, Rh, Ir and A
at least one element selected from the group consisting of
W supporting 1 to 5% by weight (in terms of metal element),
An exhaust gas purifying material composed of a platinum-based catalyst can be used.

【0040】[4]排ガス浄化方法 まず、上記排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置す
る。
[4] Method for Purifying Exhaust Gas First, the above-mentioned exhaust gas purifying material is placed in the middle of an exhaust gas conduit.

【0041】排ガス中には、残留炭化水素としてエチレ
ン、プロピレン等がある程度は含まれるが、一般に排ガ
ス中のNOx を還元するのに十分な量ではないので、外部
から炭化水素及び/又は含酸素有機化合物、好ましくは
含酸素有機化合物又はそれと炭化水素燃料と混合してな
る還元剤を排ガス中に導入する。還元剤の導入位置は、
浄化材を設置した位置より上流側である。
The exhaust gas contains ethylene, propylene and the like to some extent as residual hydrocarbons. However, the amount is generally not sufficient to reduce NOx in the exhaust gas. A compound, preferably an oxygen-containing organic compound or a reducing agent obtained by mixing the compound with a hydrocarbon fuel is introduced into the exhaust gas. The introduction position of the reducing agent
It is upstream from the position where the purifying material is installed.

【0042】外部から導入する炭化水素としては、標準
状態でガス状又は液体状のアルカン、アルケン及び/又
はアルキンを用いることができる。特にアルカンでは炭
素数2以上が好ましい。標準状態で液体状の炭化水素と
しては、具体的に、軽油、セタン、ヘプタン、灯油、ガ
ソリン等の炭化水素が挙げられる。その中でも、沸点5
0〜350℃の炭化水素が特に好ましい。外部から導入
する含酸素有機化合物として、炭素数2以上のエタノー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール類、又はそ
れらを含む燃料を用いることができる。
As the hydrocarbon introduced from the outside, gaseous or liquid alkanes, alkenes and / or alkynes can be used under standard conditions. In particular, alkanes preferably have 2 or more carbon atoms. Specific examples of the hydrocarbon in a liquid state in a standard state include hydrocarbons such as light oil, cetane, heptane, kerosene, and gasoline. Among them, boiling point 5
Hydrocarbons at 0-350 ° C are particularly preferred. As the oxygen-containing organic compound introduced from the outside, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol having 2 or more carbon atoms, or a fuel containing them can be used.

【0043】外部から導入する炭化水素及び/又は含酸
素有機化合物の量は、重量比(添加する還元剤の重量/
排ガス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるよう
にするのが好ましい。この重量比が0.1未満である
と、窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、5を
超えると、燃費悪化につながる。
The amount of the hydrocarbon and / or oxygen-containing organic compound introduced from the outside is determined by the weight ratio (weight of the reducing agent to be added / weight).
(Weight of nitrogen oxides in the exhaust gas) is preferably 0.1 to 5. If the weight ratio is less than 0.1, the removal rate of nitrogen oxides does not increase. On the other hand, if it exceeds 5, fuel efficiency will be degraded.

【0044】また、炭化水素又は含酸素有機化合物を含
有する燃料を添加する場合、燃料としてガソリン、軽
油、灯油等を用いるのが好ましい。この場合、還元剤の
量は上記と同様に重量比(添加する還元剤の重量/排ガ
ス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるように設
定する。
When a fuel containing a hydrocarbon or an oxygen-containing organic compound is added, it is preferable to use gasoline, light oil, kerosene or the like as the fuel. In this case, the amount of the reducing agent is set such that the weight ratio (the weight of the reducing agent to be added / the weight of the nitrogen oxide in the exhaust gas) is 0.1 to 5 in the same manner as described above.

【0045】本発明では、含酸素有機化合物、炭化水素
等による窒素酸化物の還元除去を効率的に進行させるた
めに、空間速度は 500,000h-1以下、好ましくは 300,0
00h-1以下とする。
In the present invention, the space velocity is 500,000 h -1 or less, preferably 300,0 h or less, in order to efficiently promote the reduction and removal of nitrogen oxides by oxygen-containing organic compounds and hydrocarbons.
00h -1 or less.

【0046】また、本発明では、炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物と窒素酸化物とが反応する部位である浄
化材設置部位における排ガスの温度を150〜650℃
に保つ。排ガスの温度が150℃未満であると還元剤と
窒素酸化物との反応が進行せず、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができない。一方、650℃を超す温度と
すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身の燃焼
が始まり、窒素酸化物の還元除去が行えない。好ましい
排ガス温度は200〜600℃であり、より好ましくは
350〜550℃である。
Further, in the present invention, the temperature of the exhaust gas at the purification material installation site where the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound reacts with the nitrogen oxide is set to 150 to 650 ° C.
To keep. If the temperature of the exhaust gas is lower than 150 ° C., the reaction between the reducing agent and the nitrogen oxide does not proceed, and it is not possible to remove the nitrogen oxide satisfactorily. On the other hand, if the temperature exceeds 650 ° C., combustion of the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound itself starts, and reduction and removal of nitrogen oxides cannot be performed. The preferred exhaust gas temperature is from 200 to 600 ° C, more preferably from 350 to 550 ° C.

【0047】[0047]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 市販のシリカ・アルミナ粉末(シリカ含有量5重量%、
比表面積350m2 /g、平均粒径0.05mm)10
gに硝酸銀、塩化アンモニウム水溶液を用いて4重量%
(銀元素換算値)の塩化銀を担持し、80℃で3時間乾
燥後、空気中で100℃〜600℃まで段階的に昇温
し、600℃で3時間焼成して、銀系触媒(第一の触
媒)を調製した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples. Example 1 Commercially available silica-alumina powder (silica content 5% by weight,
Specific surface area 350 m 2 / g, average particle size 0.05 mm) 10
4% by weight using silver nitrate and ammonium chloride aqueous solution
After carrying silver chloride (in terms of silver element) and drying at 80 ° C. for 3 hours, the temperature was increased stepwise from 100 ° C. to 600 ° C. in air, and calcined at 600 ° C. for 3 hours to obtain a silver catalyst ( First catalyst) was prepared.

【0048】硝酸銅水溶液、硝酸第二鉄水溶液を用い
て、銀系触媒と同じ方法で粉末状γ−アルミナ(平均粒
径0.05mm、比表面積200m2 /g)に10重量
%(金属元素換算値)の銅酸化物と2重量%(金属元素
換算値)の鉄酸化物を担持し、銅、鉄系触媒(第二の触
媒)を調製した。
Using an aqueous solution of copper nitrate and an aqueous solution of ferric nitrate, 10% by weight of powdery γ-alumina (average particle size: 0.05 mm, specific surface area: 200 m 2 / g) (metal element) (Converted value) of copper oxide and 2% by weight (metal element converted value) of iron oxide, to prepare a copper-iron catalyst (second catalyst).

【0049】0.40gの第一の触媒と0.12gの第
二の触媒とを混合し、スラリー化した後、市販のコージ
ェライト製ハニカム状成形体(直径20mm、長さ1
6.6mm、400セル/インチ2 )にコートし、空気
中、80℃で3時間乾燥後、100℃〜600℃まで段
階的に昇温し、600℃で3時間焼成して、排ガス浄化
材を調製した。
After mixing 0.40 g of the first catalyst and 0.12 g of the second catalyst to form a slurry, a commercially available cordierite honeycomb-shaped formed body (diameter: 20 mm, length: 1)
6.6 mm, 400 cells / inch 2 ), dried in air at 80 ° C. for 3 hours, gradually heated to 100 ° C. to 600 ° C., and calcined at 600 ° C. for 3 hours to obtain an exhaust gas purifying material. Was prepared.

【0050】反応管内に上記排ガス浄化材をセットし
た。次に、表1に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、
エタノール、二酸化硫黄、窒素及び水分)を毎分3.4
8リットル(標準状態)の流量で流して(浄化材の見か
け空間速度は約40,000h-1である)、反応管内の
排ガス温度を350〜550℃の範囲に保ち、エタノー
ルと窒素酸化物とを反応させた。
The exhaust gas purifying material was set in the reaction tube. Next, gases having the composition shown in Table 1 (nitrogen monoxide, oxygen,
Ethanol, sulfur dioxide, nitrogen and water) at 3.4
At a flow rate of 8 liters (standard state) (the apparent space velocity of the purifying material is about 40,000 h -1 ), the temperature of the exhaust gas in the reaction tube is kept in the range of 350 to 550 ° C, and ethanol and nitrogen oxides are discharged. Was reacted.

【0051】反応管通過後のガスの窒素酸化物の濃度を
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表2に示す。
The concentration of nitrogen oxides in the gas after passing through the reaction tube was measured with a chemiluminescent nitrogen oxide analyzer to determine the nitrogen oxide removal rate. Table 2 shows the results.

【0052】 表1 成分 濃度 (乾燥ベース) 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 容量% エタノール 1560 ppm(一酸化窒素の質量の3倍) 二酸化硫黄 30 ppm 窒素 残部 水分 10 容量%(上記成分の総体積に対して)Table 1 Concentrations of components (dry basis) Nitric oxide 800 ppm Oxygen 10% by volume Ethanol 1560 ppm (3 times the mass of nitric oxide) Sulfur dioxide 30 ppm Nitrogen Residual water 10% by volume (to the total volume of the above components) for)

【0053】実施例2 実施例1と同じ方法で、市販のγ−アルミナ粉末(比表
面積200m2 /g、平均粒径0.05mm)10gに
硝酸銀水溶液を用いて4重量%(銀元素換算値)の銀を
担持し、実施例1と同じように焼成して、銀系触媒(第
一の触媒)を調製した。
Example 2 In the same manner as in Example 1, 10 g of a commercially available γ-alumina powder (specific surface area: 200 m 2 / g, average particle size: 0.05 mm) was added with 4% by weight (in terms of silver element) using an aqueous silver nitrate solution. ) Was carried and calcined in the same manner as in Example 1 to prepare a silver-based catalyst (first catalyst).

【0054】硝酸銅水溶液、硝酸コバルト水溶液を用い
て、銀系触媒と同じ方法で粉末状γ−アルミナ(平均粒
径0.05mm、比表面積200m2 /g)に10重量
%(金属元素換算値)の銅酸化物と2重量%(金属元素
換算値)のコバルト酸化物を担持し、銅、コバルト系触
媒(第二の触媒)を調製した。
Using an aqueous solution of copper nitrate and an aqueous solution of cobalt nitrate, 10% by weight (in terms of a metal element) was added to powdery γ-alumina (average particle size: 0.05 mm, specific surface area: 200 m 2 / g) in the same manner as the silver catalyst. ) And 2% by weight (in terms of metal element) of cobalt oxide were supported to prepare a copper / cobalt-based catalyst (second catalyst).

【0055】0.40gの第一の触媒と0.12gの第
二の触媒とを混合し、スラリー化した後、実施例1と同
様にハニカム状成形体(直径20mm、長さ16.6m
m、400セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600
℃まで段階的に焼成し、排ガス浄化材を調製した。
After mixing 0.40 g of the first catalyst and 0.12 g of the second catalyst to form a slurry, a honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 16.6 m) was prepared in the same manner as in Example 1.
m, 400 cells / inch 2 ) and after drying 600
The mixture was fired stepwise to ℃ to prepare an exhaust gas purifying material.

【0056】反応管内に上記排ガス浄化材をセットし
た。実施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速
度は約40,000h-1である)で、表1に示す組成の
ガスを用いて評価を行った。結果を表2に示す。
The exhaust gas purifying material was set in a reaction tube. Evaluation was performed using the gas having the composition shown in Table 1 under the same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocity of the purification material was about 40,000 h -1 ). Table 2 shows the results.

【0057】実施例3 硝酸銅水溶液、硝酸ランタン及び硝酸セシウム水溶液を
用いて、実施例1と同じ方法で粉末状シリカ・アルミナ
(シリカ含有量5重量%、比表面積350m2/g、平
均粒径0.05mm)10gに8.0重量%の銅、0.
4重量%のランタン及び0.4重量%のセシウム(それ
ぞれ金属元素換算値)を担持し、銅系触媒(第二の触
媒)を調製した。
Example 3 Using an aqueous solution of copper nitrate, an aqueous solution of lanthanum nitrate and an aqueous solution of cesium nitrate, powdered silica / alumina (silica content 5% by weight, specific surface area 350 m 2 / g, average particle size) in the same manner as in Example 1 0.05 mm) 10 g of 8.0 wt% copper, 0.1 g.
A copper-based catalyst (second catalyst) was prepared by supporting 4% by weight of lanthanum and 0.4% by weight of cesium (each converted to a metal element).

【0058】0.40gの実施例2の第一の触媒と0.
12gの上記第二の触媒とを混合し、スラリー化した
後、実施例1と同様にハニカム状成形体(直径20m
m、長さ16.6mm、400セル/インチ2 )にコー
トし、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、排ガス浄化
材を調製した。
0.40 g of the first catalyst of Example 2 and 0.
After mixing with 12 g of the second catalyst to form a slurry, a honeycomb formed body (diameter 20 m) was formed in the same manner as in Example 1.
m, length 16.6 mm, 400 cells / inch 2 ), dried and fired stepwise to 600 ° C to prepare an exhaust gas purifying material.

【0059】反応管内に上記排ガス浄化材をセットし
た。実施例1と同様の反応条件(浄化材の見かけ空間速
度は約40,000h-1である)で、表1に示す組成の
ガスを用いて評価を行った。結果を表2に示す。
The exhaust gas purifying material was set in a reaction tube. Evaluation was performed using the gas having the composition shown in Table 1 under the same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocity of the purification material was about 40,000 h -1 ). Table 2 shows the results.

【0060】比較例1 実施例1と同じ方法で硝酸銀水溶液を用いて粉末状γ−
アルミナに3重量%(銀元素換算値)の銀を担持し、銀
触媒を作製した。0.52gの銀触媒をハニカム成形体
(直径20mm、長さ16.6mm、400セル/イン
2 )にコートして、乾燥、焼成を行い、銀系浄化材を
調製した。銀系浄化材を排ガスの導管にセットし、実施
例1と同様の反応条件(見かけ空間速度は約40,00
0h-1である)で、表1に示す組成のガスを用いて評価
を行った。結果を表2に示す。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, powdery γ-
A silver catalyst was prepared by loading 3% by weight (in terms of silver element) of silver on alumina. A honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 16.6 mm, 400 cells / inch 2 ) was coated with 0.52 g of a silver catalyst, dried and fired to prepare a silver-based purifying material. The silver-based purifying material was set in the exhaust gas conduit, and the same reaction conditions as in Example 1 (apparent space velocity was about 40,00
0 h -1 ), and was evaluated using a gas having a composition shown in Table 1. Table 2 shows the results.

【0061】 表2 窒素酸化物(NOx)の除去率 窒素酸化物の除去率(%) 反応温度(℃) 350 400 450 500 550 実施例1 37.3 68.6 83.4 84.6 76.8 実施例2 38.6 64.3 89.7 88.5 76.3 実施例3 37.2 54.8 79.3 82.2 64.3 比較例1 34.8 45.6 60.2 50.5 35.8 Table 2 Removal rate of nitrogen oxides (NOx) Removal rate of nitrogen oxides (%) Reaction temperature (° C.) 350 400 450 500 550 Example 1 37.3 68.6 83.4 84.6 76.8 Example 2 38.6 64.3 89.7 88.5 76.3 Example 3 37.2 54.8 79.3 82.2 64.3 Comparative Example 1 34.8 45.6 60.2 50.5 35.8

【0062】表2からわかるように、銀触媒だけを用い
た比較例1に比べて、銀系触媒と銅系触媒とを組み合わ
せて用いた実施例1〜3では広い排ガス温度領域で窒素
酸化物の良好な除去がみられた。
As can be seen from Table 2, as compared with Comparative Example 1 using only a silver catalyst, Examples 1 to 3 in which a silver-based catalyst and a copper-based catalyst were used in combination were used in a wide exhaust gas temperature range. Good removal was observed.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排ガス浄
化材を用いれば、広い温度領域において過剰の酸素を含
む排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することができ
る。本発明の排ガス浄化材及び浄化方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガス浄化に広く利用することができ
る。
As described above in detail, the use of the exhaust gas purifying material of the present invention makes it possible to efficiently remove nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen in a wide temperature range. INDUSTRIAL APPLICABILITY The exhaust gas purifying material and the purification method of the present invention can be widely used for purifying exhaust gas of various types of combustors, automobiles and the like.

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/75 B01J 23/74 301A 311A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location B01J 23/75 B01J 23/74 301A 311A

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、多孔質
の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる群より選ばれる
一種以上の元素及び/又は化合物0.2〜15重量%
(銀元素換算値)を担持してなる第一の触媒と、多孔質
の無機酸化物に活性種として銅、鉄、コバルトからなる
群より選ばれる二種以上の元素及び/又は化合物0.1
〜15重量%(金属元素換算値)を担持してなる第二の
触媒とを混合してなることを特徴とする排ガス浄化材。
1. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than a theoretical reaction amount for coexisting unburned components, wherein silver and silver are used as porous inorganic oxides. 0.2 to 15% by weight of one or more elements selected from the group consisting of compounds and / or compounds
(A silver element-converted value), two or more elements and / or compounds 0.1 selected from the group consisting of copper, iron and cobalt as active species on a porous inorganic oxide.
An exhaust gas purifying material characterized by being mixed with a second catalyst which supports 1515% by weight (in terms of a metal element).
【請求項2】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、多孔質
の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる群より選ばれる
一種以上の元素及び/又は化合物0.2〜15重量%
(銀元素換算値)を担持してなる第一の触媒と、多孔質
の無機酸化物に銅0.1〜15重量%(金属元素換算
値)と、アルカリ金属元素と希土類元素からなる群より
選ばれた少なくとも1種の元素4重量%以下とを担持し
てなる第二の触媒とを混合してなることを特徴とする排
ガス浄化材。
2. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than a theoretical reaction amount for coexisting unburned components, wherein silver and silver are used as porous inorganic oxides. 0.2 to 15% by weight of one or more elements selected from the group consisting of compounds and / or compounds
(A silver element conversion value), a first catalyst supporting a porous inorganic oxide, copper in an amount of 0.1 to 15% by weight (a metal element conversion value), and a group consisting of an alkali metal element and a rare earth element. An exhaust gas purifying material characterized by being mixed with a second catalyst supporting at least one selected element of 4% by weight or less.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の排ガス浄化材に
おいて、前記銀、銅、鉄、コバルトの化合物はそれぞれ
酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩及び燐酸塩からなる群よ
り選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする排ガ
ス浄化材。
3. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the silver, copper, iron, and cobalt compounds are at least one selected from the group consisting of oxides, halides, sulfates, and phosphates. An exhaust gas purifying material characterized by the following.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記多孔質無機酸化物が、第一の触媒
ではアルミナ単独、又はチタニア、シリカ、ジルコニ
ア、亜鉛酸化物、スズ酸化物、マグネシウム酸化物、ゼ
オライトのいずれか一種以上とアルミナとの複合又は混
合酸化物であり、第二の触媒ではアルミナ、チタニア、
ゼオライト、シリカ、ジルコニア、亜鉛酸化物、スズ酸
化物、マグネシウム酸化物のいずれか又はそれらを含む
複合又は混合酸化物であることを特徴とする排ガス浄化
材。
4. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the porous inorganic oxide is alumina alone in the first catalyst, or is titania, silica, zirconia, zinc oxide, or tin oxide. Product, magnesium oxide, a composite or mixed oxide of any one or more of zeolite and alumina, the second catalyst alumina, titania,
An exhaust gas purifying material characterized by being any one of zeolite, silica, zirconia, zinc oxide, tin oxide, and magnesium oxide or a composite or mixed oxide containing them.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記第一の触媒と第二の触媒との混合
触媒がセラミックス製又は金属製の基体の表面にコート
されたものであることを特徴とする排ガス浄化材。
5. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein a mixed catalyst of the first catalyst and the second catalyst is coated on a surface of a ceramic or metal substrate. An exhaust gas purifying material characterized by the following.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記第一の触媒と第二の触媒との混合
触媒がペレット状、顆粒状、ハニカム状、フォーム状又
は板状に成形されていることを特徴とする排ガス浄化
材。
6. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the mixed catalyst of the first catalyst and the second catalyst is in the form of a pellet, a granule, a honeycomb, a foam, or a plate. An exhaust gas purifying material characterized in that it is molded into a material.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の排ガス
浄化材を用い、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化方法において、前記
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置し、前記浄化材
の上流側で炭化水素及び/又は含酸素有機化合物を添加
した排ガスを、150〜650℃において前記浄化材に
接触させ、もって前記排ガス中の炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物との反応により前記窒素酸化物を除去す
ることを特徴とする排ガス浄化方法。
7. A method for reducing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen which is larger than a theoretical reaction amount of unexisting unburned components using the exhaust gas purifying material according to claim 1. In the exhaust gas purifying method for removing, the exhaust gas purifying material is provided in the middle of an exhaust gas conduit, and the exhaust gas to which a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound is added at an upstream side of the purifying material is subjected to the purifying material at 150 to 650 ° C. Exhaust gas purifying method, wherein the nitrogen oxides are removed by contact with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound in the exhaust gas.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007075774A (en) * 2005-09-16 2007-03-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Catalyst for catalytically reducing and removing nitrogen oxide
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US7803338B2 (en) 2005-06-21 2010-09-28 Exonmobil Research And Engineering Company Method and apparatus for combination catalyst for reduction of NOx in combustion products
JP2012115732A (en) * 2010-11-29 2012-06-21 Daihatsu Motor Co Ltd Catalyst for purifying exhaust gas
JP2013215727A (en) * 2006-05-02 2013-10-24 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for partial oxidation of olefin, preparation method thereof and process for preparing alkylene oxide

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