JPH0975730A - 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化材及び排ガス浄化方法Info
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- JPH0975730A JPH0975730A JP8193967A JP19396796A JPH0975730A JP H0975730 A JPH0975730 A JP H0975730A JP 8193967 A JP8193967 A JP 8193967A JP 19396796 A JP19396796 A JP 19396796A JP H0975730 A JPH0975730 A JP H0975730A
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- Japan
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- purifying material
- oxide
- gas purifying
- oxygen
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 多孔質の無機酸化物にＲｕ元素の酸化物
０．０１〜２０重量％（金属元素換算値）と、Ｉｒ、Ｓ
ｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａからなる群より選ばれた一種以上
の元素の酸化物０．０１〜２０重量％（金属元素換算
値）とを担持した触媒からなる排ガス浄化材である。
等の未燃焼分に対する理論反応量以上の酸素を含有する
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。 【解決手段】 多孔質の無機酸化物にＲｕ元素の酸化物
０．０１〜２０重量％（金属元素換算値）と、Ｉｒ、Ｓ
ｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａからなる群より選ばれた一種以上
の元素の酸化物０．０１〜２０重量％（金属元素換算
値）とを担持した触媒からなる排ガス浄化材である。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００６】そこで、ゼオライト又はアルミナに遷移金
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
が数多く提案されている。しかしながら、これらの方法
では、低温領域での効果的な窒素酸化物の除去が得られ
ず、また、水分を含み、運転条件によって排ガス温度が
大きく変化する車等からの排ガスでは、窒素酸化物の除
去率が著しく低下する。一方、低温領域で作用する触媒
として白金触媒が報告されているが、窒素酸化物除去率
が十分ではなく、また窒素酸化物除去の副生成物として
Ｎ2 Ｏが生成される問題がある。
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
が数多く提案されている。しかしながら、これらの方法
では、低温領域での効果的な窒素酸化物の除去が得られ
ず、また、水分を含み、運転条件によって排ガス温度が
大きく変化する車等からの排ガスでは、窒素酸化物の除
去率が著しく低下する。一方、低温領域で作用する触媒
として白金触媒が報告されているが、窒素酸化物除去率
が十分ではなく、また窒素酸化物除去の副生成物として
Ｎ2 Ｏが生成される問題がある。
【０００７】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、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。
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、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。
【０００８】
【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、Ｒｕ成分とＩｒ系成分を担持した
触媒から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。
の結果、本発明者は、Ｒｕ成分とＩｒ系成分を担持した
触媒から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。
【０００９】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排ガス浄化材
は、多孔質の無機酸化物にＲｕ元素の酸化物０．０１〜
２０重量％（金属元素換算値）と、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｔａからなる群より選ばれた一種以上の元素の酸
化物０．０１〜２０重量％（金属元素換算値）とを担持
した触媒からなることを特徴とする。
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材
は、多孔質の無機酸化物にＲｕ元素の酸化物０．０１〜
２０重量％（金属元素換算値）と、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｔａからなる群より選ばれた一種以上の元素の酸
化物０．０１〜２０重量％（金属元素換算値）とを担持
した触媒からなることを特徴とする。
【００１０】また、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、１
００〜５００℃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。
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、１
００〜５００℃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。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 ［１］排ガス浄化材 本発明の第一の排ガス浄化材は、多孔質無機酸化物に触
媒活性種としてＲｕ元素の酸化物と、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｔａからなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素の酸化物とを担持した触媒からなり、低い温度領
域における窒素酸化物の除去に作用する。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、ＺｎＯ、ＭｇＯ、酸化錫等のいずれか
又はそれらを含む複合又は混合酸化物を用いるのが好ま
しい。ゼオライトとして、フェリエライト、モルデナイ
ト、ＺＳＭ−５など各種のゼオライトを用いることがで
きる。なお、ここでいう酸化錫は各種酸化状態の錫酸化
物を含み、主な酸化錫として、酸化第一錫、酸化第二錫
等が挙げられる。
媒活性種としてＲｕ元素の酸化物と、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｔａからなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素の酸化物とを担持した触媒からなり、低い温度領
域における窒素酸化物の除去に作用する。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、ＺｎＯ、ＭｇＯ、酸化錫等のいずれか
又はそれらを含む複合又は混合酸化物を用いるのが好ま
しい。ゼオライトとして、フェリエライト、モルデナイ
ト、ＺＳＭ−５など各種のゼオライトを用いることがで
きる。なお、ここでいう酸化錫は各種酸化状態の錫酸化
物を含み、主な酸化錫として、酸化第一錫、酸化第二錫
等が挙げられる。
【００１２】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、触媒活性種の分散が低下
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。
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、触媒活性種の分散が低下
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。
【００１３】Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａのうち、Ｓ
ｎ及び／又はＴｉの酸化物が好ましい。多孔質無機酸化
物を１００重量％として、Ｒｕ成分の担持量は０．０１
〜２０重量％（金属元素換算値）であり、好ましくは
０．１〜１５重量％（金属元素換算値）である。Ｉｎ系
成分の担持量は０．０１〜２０重量％（金属元素換算
値）であり、好ましくは０．０５〜１０重量％（金属元
素換算値）である。また、Ｒｕ成分とＩｎ系成分との重
量比は５０：１〜１：１０（金属元素換算値）でありの
が好ましく、１０：１〜１：２であるのが特に好まし
い。
ｎ及び／又はＴｉの酸化物が好ましい。多孔質無機酸化
物を１００重量％として、Ｒｕ成分の担持量は０．０１
〜２０重量％（金属元素換算値）であり、好ましくは
０．１〜１５重量％（金属元素換算値）である。Ｉｎ系
成分の担持量は０．０１〜２０重量％（金属元素換算
値）であり、好ましくは０．０５〜１０重量％（金属元
素換算値）である。また、Ｒｕ成分とＩｎ系成分との重
量比は５０：１〜１：１０（金属元素換算値）でありの
が好ましく、１０：１〜１：２であるのが特に好まし
い。
【００１４】活性種の担持は、公知の含浸法、沈殿法等
を用いることができる。また、各種の触媒活性種には各
金属成分の塩化物、硝酸塩等の金属塩、又はアルコキシ
ドを用いることができる。浸漬法を用いる場合、各金属
成分の塩化物、硝酸塩等の金属塩、又はアルコキシドの
水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬するか、又は各金属成
分の塩化物、硝酸塩等の金属塩、又はアルコキシド（例
えばチタンイソプロポキシド) 等をエタノール、イソプ
ロパノール等のアルコールに溶解し、混合した溶液に多
孔質無機酸化物を浸漬するのが好ましい。その後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
成は酸素雰囲気下、窒素雰囲気下、又は水素雰囲気下で
行うのが好ましい。窒素雰囲気下、又は水素雰囲気下で
焼成した場合、最後に酸化処理を行うのが好ましく、特
に窒素酸化物の存在下で酸化処理を行うのが好ましい。
を用いることができる。また、各種の触媒活性種には各
金属成分の塩化物、硝酸塩等の金属塩、又はアルコキシ
ドを用いることができる。浸漬法を用いる場合、各金属
成分の塩化物、硝酸塩等の金属塩、又はアルコキシドの
水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬するか、又は各金属成
分の塩化物、硝酸塩等の金属塩、又はアルコキシド（例
えばチタンイソプロポキシド) 等をエタノール、イソプ
ロパノール等のアルコールに溶解し、混合した溶液に多
孔質無機酸化物を浸漬するのが好ましい。その後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
成は酸素雰囲気下、窒素雰囲気下、又は水素雰囲気下で
行うのが好ましい。窒素雰囲気下、又は水素雰囲気下で
焼成した場合、最後に酸化処理を行うのが好ましく、特
に窒素酸化物の存在下で酸化処理を行うのが好ましい。
【００１５】本発明の浄化材では、特にＲｕ化合物と、
Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａの化合物とを混合してか
ら、多孔質無機酸化物に担持するのが好ましい。上記方
法で製造された浄化材上では、Ｒｕ及びＩｒ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｔａ成分が酸化物の状態で存在し、かつＲｕ
酸化物がＩｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ酸化物と固溶体
を形成し、それによってＲｕ酸化物の耐熱性などの特性
が向上し、安定した窒素酸化物還元除去特性が得られ
る。
Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａの化合物とを混合してか
ら、多孔質無機酸化物に担持するのが好ましい。上記方
法で製造された浄化材上では、Ｒｕ及びＩｒ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｔａ成分が酸化物の状態で存在し、かつＲｕ
酸化物がＩｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ酸化物と固溶体
を形成し、それによってＲｕ酸化物の耐熱性などの特性
が向上し、安定した窒素酸化物還元除去特性が得られ
る。
【００１６】［２］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。
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。
【００１７】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。
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。
【００１８】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、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。
態は、ペレット状、顆粒状、粉末状、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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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。
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。
【００２１】上述した構成の浄化材を用いれば、１００
〜５００℃の広い温度領域において、水分１０％程度及
び硫黄酸化物を含む排ガスでも、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができる。
〜５００℃の広い温度領域において、水分１０％程度及
び硫黄酸化物を含む排ガスでも、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができる。
【００２２】［３］排ガス浄化方法 次に、本発明の方法について説明する。まず、本発明の
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置する。
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置する。
【００２３】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。
ン、プロピレン等がある程度含まれるが、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。
【００２４】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。
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。
【００２５】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。
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。
【００２６】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。
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。
【００２７】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 150,000ｈ-1以下、好ましくは 100,0
00ｈ-1以下とする。
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 150,000ｈ-1以下、好ましくは 100,0
00ｈ-1以下とする。
【００２８】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１００〜５００℃
に保つ。排ガスの温度が１００℃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、５００℃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２００〜４５０℃であり、より好ましくは
２５０〜４５０℃である。
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１００〜５００℃
に保つ。排ガスの温度が１００℃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、５００℃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２００〜４５０℃であり、より好ましくは
２５０〜４５０℃である。
【００２９】
【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 市販の粉末状γ−アルミナ（平均粒径０．０５ｍｍ、比
表面積２００ｍ2 ／ｇ）を塩化ルテニウム、チタンイソ
プロポキシドのエタノール混合溶液に加え、室温で攪拌
し、加水分解を行った後、空気中、１２０℃で２時間乾
燥し、窒素気流下で１２０℃で２時間、２００〜４００
℃まで段階的に各１時間焼成した。そして、水素ガス４
％を含む窒素気流下で５０℃〜４００℃まで５時間かけ
て昇温し、４００℃で４時間焼成し、さらに、酸素を１
０％含む窒素気流下で５０℃〜５００℃まで５時間かけ
て昇温し、５００℃で５時間焼成し、γ−アルミナに対
してＲｕを４．８重量％、Ｔｉを０．８重量％（それぞ
れ金属元素換算値）担持し、Ｒｕ、Ｔｉ系触媒を作製し
た。この触媒を直径２〜３ｍｍの顆粒状に成形し、排ガ
ス浄化材を作製した。
細に説明する。実施例１ 市販の粉末状γ−アルミナ（平均粒径０．０５ｍｍ、比
表面積２００ｍ2 ／ｇ）を塩化ルテニウム、チタンイソ
プロポキシドのエタノール混合溶液に加え、室温で攪拌
し、加水分解を行った後、空気中、１２０℃で２時間乾
燥し、窒素気流下で１２０℃で２時間、２００〜４００
℃まで段階的に各１時間焼成した。そして、水素ガス４
％を含む窒素気流下で５０℃〜４００℃まで５時間かけ
て昇温し、４００℃で４時間焼成し、さらに、酸素を１
０％含む窒素気流下で５０℃〜５００℃まで５時間かけ
て昇温し、５００℃で５時間焼成し、γ−アルミナに対
してＲｕを４．８重量％、Ｔｉを０．８重量％（それぞ
れ金属元素換算値）担持し、Ｒｕ、Ｔｉ系触媒を作製し
た。この触媒を直径２〜３ｍｍの顆粒状に成形し、排ガ
ス浄化材を作製した。
【００３０】反応管内に約３．５ｇの上記排ガス浄化材
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、プロピレン、窒素及び水分）を毎分４．４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３０，０００ｈ-1である）、反応管内の排ガ
ス温度を２５０〜４５０℃の範囲に保ち、プロピレンと
窒素酸化物とを反応させた。
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、プロピレン、窒素及び水分）を毎分４．４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３０，０００ｈ-1である）、反応管内の排ガ
ス温度を２５０〜４５０℃の範囲に保ち、プロピレンと
窒素酸化物とを反応させた。
【００３１】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。結果を図１に示す。
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。結果を図１に示す。
【００３２】 表１ 成分 濃度 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 容量％ プロピレン 1714 ppm 窒素 残部 水分 10 容量％（上記成分の総体積に対して）
【００３３】実施例２ 実施例１で作製したＲｕ、Ｔｉ系触媒１．２ｇをスラリ
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３０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、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。
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３０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、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。
【００３４】反応管内に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
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
施例１と同様の反応条件（浄化材の見かけ空間速度は約
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
【００３５】実施例３ 実施例１と同じ方法で塩化ルテニウムと塩化第一錫との
エタノール混合溶液を用いてジルコニア粉末（平均粒径
０．０５ｍｍ、比表面積８０ｍ2 ／ｇ）にＲｕを４．８
重量％、Ｓｎを０．８重量％（それぞれ金属元素換算
値）担持し、Ｒｕ、Ｓｎ系触媒を作製した。
エタノール混合溶液を用いてジルコニア粉末（平均粒径
０．０５ｍｍ、比表面積８０ｍ2 ／ｇ）にＲｕを４．８
重量％、Ｓｎを０．８重量％（それぞれ金属元素換算
値）担持し、Ｒｕ、Ｓｎ系触媒を作製した。
【００３６】実施例２と同じ方法でＲｕ、Ｓｎ系触媒
１．２ｇをスラリー化した後、市販のコージェライト製
ハニカム状成形体（直径３０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、
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。
１．２ｇをスラリー化した後、市販のコージェライト製
ハニカム状成形体（直径３０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、
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。
【００３７】反応管内に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
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
施例１と同様の反応条件（浄化材の見かけ空間速度は約
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
【００３８】実施例４ 実施例３と同じ方法で塩化ルテニウムと塩化第一錫との
エタノール混合溶液を用いてアルミナ粉末（平均粒径
０．０５ｍｍ、比表面積２００ｍ2 ／ｇ）にＲｕを４．
８重量％、Ｓｎを０．８重量％（それぞれ金属元素換算
値）担持し、Ｒｕ、Ｓｎ系触媒を作製した。
エタノール混合溶液を用いてアルミナ粉末（平均粒径
０．０５ｍｍ、比表面積２００ｍ2 ／ｇ）にＲｕを４．
８重量％、Ｓｎを０．８重量％（それぞれ金属元素換算
値）担持し、Ｒｕ、Ｓｎ系触媒を作製した。
【００３９】実施例２と同じ方法でＲｕ、Ｓｎ系触媒
１．２ｇをスラリー化した後、市販のコージェライト製
ハニカム状成形体（直径３０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、
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。
１．２ｇをスラリー化した後、市販のコージェライト製
ハニカム状成形体（直径３０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、
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。
【００４０】反応管内に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
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
施例１と同様の反応条件（浄化材の見かけ空間速度は約
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
【００４１】実施例５ 実施例１と同じ方法で、市販の粉末状酸化第二錫（比表
面積７１ｍ2 ／ｇ）にＲｕを４．８重量％、Ｔｉを０．
８重量％（それぞれ金属元素換算値）担持し、Ｒｕ、Ｔ
ｉ系触媒を作製した。この触媒を直径２〜３ｍｍの顆粒
状に成形し、排ガス浄化材を作製した。
面積７１ｍ2 ／ｇ）にＲｕを４．８重量％、Ｔｉを０．
８重量％（それぞれ金属元素換算値）担持し、Ｒｕ、Ｔ
ｉ系触媒を作製した。この触媒を直径２〜３ｍｍの顆粒
状に成形し、排ガス浄化材を作製した。
【００４２】反応管内に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
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
施例１と同様の反応条件（浄化材の見かけ空間速度は約
３０，０００ｈ-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。結果を図１に示す。
【００４３】比較例１ 実施例１と同じ方法でアルミナ粉末にＲｕを４．８重量
％（金属元素換算値）担持し、Ｒｕ系触媒を作製した。
この触媒を直径２〜３ｍｍの顆粒状に成形し、排ガス浄
化材を作製した。反応管内に３．５ｇの排ガス浄化材を
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３０，０００ｈ-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。結果を図２に示
す。
％（金属元素換算値）担持し、Ｒｕ系触媒を作製した。
この触媒を直径２〜３ｍｍの顆粒状に成形し、排ガス浄
化材を作製した。反応管内に３．５ｇの排ガス浄化材を
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３０，０００ｈ-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。結果を図２に示
す。
【００４４】図１からわかるように、Ｒｕ系触媒からな
る浄化材を用いた比較例１に比べて、本発明の浄化材を
用いた実施例１〜５では広い排ガス温度領域において窒
素酸化物の良好な除去がみられた。
る浄化材を用いた比較例１に比べて、本発明の浄化材を
用いた実施例１〜５では広い排ガス温度領域において窒
素酸化物の良好な除去がみられた。
【００４５】
【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。
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。
【図１】本発明による実施例１〜５及び比較例１におけ
る窒素酸化物除去率と排ガス温度との関係を示すグラフ
である。
る窒素酸化物除去率と排ガス温度との関係を示すグラフ
である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 23/63 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ // Ｂ０１Ｊ 29/04 １０２Ｂ 32/00 １０２Ｈ Ｂ０１Ｊ 23/56 Ａ
Claims (5)
- 【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Ｒｕ元素の酸化物０．０１〜２０重量％
（金属元素換算値）と、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ
からなる群より選ばれた一種以上の元素の酸化物０．０
１〜２０重量％（金属元素換算値）とを担持した触媒か
らなることを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項２】 請求項１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、アルミナ、チタニア、ゼ
オライト、シリカ、ジルコニア、ＺｎＯ、ＭｇＯ、酸化
錫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。 - 【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。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の排ガス浄化材に
おいて、前記触媒がペレット状、顆粒状、ハニカム状又
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。 - 【請求項５】 請求項１〜４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、１００〜５００℃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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193967A JPH0975730A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-04 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19920695 | 1995-07-11 | ||
| JP7-199206 | 1995-07-11 | ||
| JP8193967A JPH0975730A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-04 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0975730A true JPH0975730A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=26508211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8193967A Pending JPH0975730A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-04 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0975730A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2765120A1 (fr) * | 1997-06-30 | 1998-12-31 | Rhodia Chimie Sa | Procede de traitement de gaz pour la reduction des emissions des oxydes d'azote, utilisant un catalyseur a base de ruthenium ou de ruthenium et d'etain |
| JP2007503987A (ja) * | 2003-09-03 | 2007-03-01 | ハーテーエー・アクチェンゲゼルシャフト・ザ・ハイ・スループット・イクスペリメンテイション・カンパニー | 活性金属としてのルテニウムを有する、リーンバーン機関からの排気ガスから汚染物質を除去するための触媒 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP8193967A patent/JPH0975730A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2765120A1 (fr) * | 1997-06-30 | 1998-12-31 | Rhodia Chimie Sa | Procede de traitement de gaz pour la reduction des emissions des oxydes d'azote, utilisant un catalyseur a base de ruthenium ou de ruthenium et d'etain |
| JP2007503987A (ja) * | 2003-09-03 | 2007-03-01 | ハーテーエー・アクチェンゲゼルシャフト・ザ・ハイ・スループット・イクスペリメンテイション・カンパニー | 活性金属としてのルテニウムを有する、リーンバーン機関からの排気ガスから汚染物質を除去するための触媒 |
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