JPH10137584A - Exhaust gas purifying catalytic layer, exhaust gas purifying catalytic coated structure and exhaust gas purifying method by the same - Google Patents

Exhaust gas purifying catalytic layer, exhaust gas purifying catalytic coated structure and exhaust gas purifying method by the same

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JPH10137584A
JPH10137584A JP8320844A JP32084496A JPH10137584A JP H10137584 A JPH10137584 A JP H10137584A JP 8320844 A JP8320844 A JP 8320844A JP 32084496 A JP32084496 A JP 32084496A JP H10137584 A JPH10137584 A JP H10137584A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
gas purifying
fine pore
purifying
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Application number
JP8320844A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Naganami
武 長南
Taiji Sugano
泰治 菅野
Atsushi Kagakui
敦 加岳井
Kunihide Kayano
邦秀 茅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
NE Chemcat Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
NE Chemcat Corp
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Publication date
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Publication of JPH10137584A publication Critical patent/JPH10137584A/en
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust waste gas purifying catalytic layer capable of efficiently removing NOx in a lean waste combustion gas, an gas purifying catalytic coated structure and an exhaust gas purifying method. SOLUTION: The exhaust gas purifying catalytic layer is constituted of a catalyst A composed of at least one kind selected from a group composed of silica, alumina, strontium and barium and a catalyst B composed of an alumina carrier, which has a fine pore structure having the following relation of fine pore diameter to fine pore volume measured by a gaseous nitrogen adsorption method, and silver. The relation is that Y is >=70% of X and Z is <=20% of X when total of fine pore volume occupied by a fine pore having <=300Å fine pore radium is expressed by X, total of fine pore volume occupied by a fine pore having >=25Å to <100Å fine pore radium is expressed by Y and total of fine pore volume occupied by a fine pore having >=100Å to <=300Å fine pore radius is expressed by Z.

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】本発明は燃焼排ガス、特に自
動車、ボイラー、ガスエンジン、ガスタービン、船舶な
どの移動式および固定式内燃機関の燃焼排ガス中に含ま
れる窒素酸化物の浄化に用いられる排ガス浄化用触媒層
および排ガス浄化用触媒被覆構造体に関し、さらに詳細
には希薄燃焼領域で運転される内燃機関から排出された
排ガス中の窒素酸化物を高い空間速度で、かつ高効率で
浄化可能な排ガス浄化用触媒層および排ガス浄化用触媒
被覆構造体と、これらを使用しての排ガス浄化方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exhaust gas used for purifying nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas of mobile and stationary internal combustion engines of automobiles, boilers, gas engines, gas turbines, ships and the like. The present invention relates to a purification catalyst layer and an exhaust gas purification catalyst-coated structure, and more specifically, it can purify nitrogen oxides in exhaust gas discharged from an internal combustion engine operated in a lean burn region at a high space velocity and with high efficiency. The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst layer and an exhaust gas purifying catalyst coated structure, and an exhaust gas purifying method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車をはじめとする内燃機関から排出
される各種の燃焼排ガス中には、燃焼生成物である水や
二酸化炭素と共に一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸
化物(NOx)が含まれており、NOxは人体、特に呼
吸器系に悪影響を及ぼすばかりか、地球環境保全の上か
ら問題視される酸性雨の原因の1つとなつている。その
ため、これら各種の排ガスから効率よく窒素酸化物を除
去する脱硝技術の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art Various combustion exhaust gases emitted from internal combustion engines such as automobiles contain nitrogen oxides (NOx) such as nitric oxide and nitrogen dioxide together with water and carbon dioxide as combustion products. NOx not only has an adverse effect on the human body, especially the respiratory system, but also is one of the causes of acid rain, which is regarded as a problem from the viewpoint of global environmental protection. Therefore, development of a denitration technology for efficiently removing nitrogen oxides from these various exhaust gases is desired.

【0003】他方において、地球温暖化防止の観点から
近年希薄燃焼方式の内燃機関が注目されている。従来の
自動車用ガソリンエンジンは、空燃比(A/F)=1
4.7付近で制御された化学量論比での燃焼であり、そ
の排ガス処理に対しては排ガス中の一酸化炭素、炭化水
素とNOxとを、主として白金、ロジウム、パラジウム
およびセリアを含むアルミナ触媒に接触させて有害三成
分を同時に除去する三元触媒方式が採用されてきた。
On the other hand, in view of the prevention of global warming, lean-burn internal combustion engines have recently attracted attention. A conventional gasoline engine for an automobile has an air-fuel ratio (A / F) = 1.
Combustion at a controlled stoichiometric ratio near 4.7. For exhaust gas treatment, carbon monoxide, hydrocarbons and NOx in the exhaust gas are converted to alumina mainly containing platinum, rhodium, palladium and ceria. A three-way catalyst system has been employed in which three harmful components are simultaneously removed by contact with a catalyst.

【0004】しかしながら、この三元触媒方式は、エン
ジンが化学量論比で運転されることが絶対条件であるた
め、希薄空燃比で運転される希薄燃焼ガソリンエンジン
の排ガス浄化には適用することができない。また、ディ
ーゼルエンジンは本来希薄燃焼エンジンであるが、その
排ガスに対しては浮遊粒子状物質とNOxの両方に厳し
い規制がかけられようとしている。
[0004] However, since the absolute condition is that the engine is operated at a stoichiometric ratio, the three-way catalyst system can be applied to exhaust gas purification of a lean burn gasoline engine operated at a lean air-fuel ratio. Can not. In addition, diesel engines are originally lean burn engines, but strict regulations are being imposed on both the suspended particulate matter and NOx in the exhaust gas.

【0005】従来、酸素過剰雰囲気下でΝOxを還元除
去する方法としては、還元ガスとして僅かな量でも選択
的に触媒に吸着するNHを使用する技術が既に確立さ
れている。この技術は、いわゆる固定発生源であるボイ
ラーやディーゼルエンジンからの排ガス脱硝方法として
工業化されている。しかし、この方法においては未反応
の還元剤の回収処理のための特別な装置を必要とし、ま
た臭気が強く有害なアンモニアを用いるので、特に自動
車などの移動発生源からの排ガス脱硝技術としては危険
性があり適用できない。
Conventionally, as a method of reducing and removing the ΝOx in an oxygen-rich atmosphere, a technique of using NH 3 also adsorb selectively catalyst small amount as the reducing gas has already been established. This technology has been industrialized as a method for denitration of exhaust gas from boilers and diesel engines, which are so-called stationary sources. However, this method requires a special device for the recovery treatment of unreacted reducing agent and uses harmful ammonia, which has a strong odor, which is particularly dangerous for exhaust gas denitration technology from mobile sources such as automobiles. Not applicable.

【0006】近年、酸素過剰雰囲気の希薄燃焼排ガス中
に残存する未燃の炭化水素を還元剤として用いることに
より、NOx還元反応を促進させることができるという
報告がなされて以来、この反応を促進するための触媒が
種々開発され報告されている。例えば、アルミナやアル
ミナに遷移金属を担持した触媒が、炭化水素を還元剤と
して用いるNOx還元反応に有効であるとする数多くの
報告がある。また、特開平4−284848号公報には
0.1〜4重量%のCu,Fe,Cr,Zn,Ni,V
を含有するアルミナあるいはシリカ−アルミナをΝOx
還元触媒として使用した例が報告されている。
In recent years, it has been reported that a NOx reduction reaction can be promoted by using unburned hydrocarbons remaining in a lean combustion exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere as a reducing agent. Various catalysts have been developed and reported. For example, there are many reports that alumina or a catalyst in which a transition metal is supported on alumina is effective for a NOx reduction reaction using a hydrocarbon as a reducing agent. JP-A-4-284848 discloses that 0.1 to 4% by weight of Cu, Fe, Cr, Zn, Ni, V
Or silica-alumina containing ΝOx
An example of use as a reduction catalyst has been reported.

【0007】さらに、Ρtをアルミナに担持した触媒を
用いると、NOx還元反応が200〜300℃程度の低
温領域で進行することが特開平4−267946号公
報、特開平5−68855号公報や特開平5−1039
49号公報などに報告されている。しかしながら、これ
らの担持貴金属触媒を用いた場合、還元剤である炭化水
素の燃焼反応が過度に促進されたり、地球温暖化の原因
物質の1つといわれているNOが多量に副生し、無害
なΝへの還元反応を選択的に進行させることが困難で
あるといった欠点を有していた。
Further, when a catalyst in which Δt is supported on alumina is used, the NOx reduction reaction proceeds in a low temperature range of about 200 to 300 ° C., as disclosed in JP-A-4-267946 and JP-A-5-68855. Kaihei 5-1039
No. 49, for example. However, when these supported noble metal catalysts are used, the combustion reaction of hydrocarbons as a reducing agent is excessively promoted, and N 2 O which is one of the substances causing global warming is by-produced, be advanced reduction reaction to harmless New 2 selective had disadvantage is difficult.

【0008】本出願人の一方は、先に酸素過剰雰囲気下
で炭化水素を還元剤として銀を含有する触媒を用いると
NOx還元反応が選択的に進行することを見出し、この
技術を特開平4−281844号公報に開示した。この
開示が行われた後においても、銀を含有する触媒を用い
る類似のΝOx還元除去技術が特開平4−354536
号公報、特開平5−92124号公報、特開平5−92
125号公報および特開平6−277454号公報など
に開示されている。
One of the present applicants has previously found that the use of a catalyst containing silver with a hydrocarbon as a reducing agent in an oxygen-excess atmosphere causes the NOx reduction reaction to proceed selectively. -281844. Even after this disclosure was made, a similar ΝOx reduction and removal technique using a catalyst containing silver was disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-354536.
JP-A-5-92124, JP-A-5-92124
No. 125 and JP-A-6-277454.

【0009】[0009]

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の公報に記載されたアルミナ担持銀触媒は、水蒸気
およびSOx共存下での脱硝性能が実用的にまだ不十分
であった。
However, the alumina-supported silver catalysts described in these conventional publications still have practically insufficient denitration performance in the presence of steam and SOx.

【0010】本発明は上記従来技術の欠点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、希薄燃
焼排ガス中のNOxを効率よく除去することができる排
ガス浄化用触媒層および触媒被覆構造体と、これらを使
用しての希薄燃焼排ガス中のNOxを高効率、高信頼性
をもって浄化する排ガス浄化方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst layer and a catalyst coating capable of efficiently removing NOx in lean combustion exhaust gas. An object of the present invention is to provide a structure and an exhaust gas purifying method for purifying NOx in lean burn exhaust gas with high efficiency and high reliability using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、水蒸気と
SOxが共存する希薄燃焼領域において高い脱硝性能を
有する排ガス浄化用触媒層および排ガス浄化用触媒被覆
構造体と、これらを使用しての排ガス浄化方法について
鋭意研究を重ねた結果、排ガスの流通方向に対してシリ
カと、マグネシウム、ストロンチウムおよびバリウムか
らなる群より選択された少なくとも1種からなる触媒A
を前段に、特定の細孔構造を有するアルミナと銀からな
る触媒Bを後段になるように区分して配置させることに
より上記した問題点を解決できることを見出し本発明を
完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have developed an exhaust gas purifying catalyst layer and an exhaust gas purifying catalyst coating structure having high denitration performance in a lean burn region where steam and SOx coexist, and using these. As a result of diligent studies on the exhaust gas purification method, the catalyst A comprising at least one selected from the group consisting of silica and magnesium, strontium and barium in the flow direction of the exhaust gas.
In the first stage, it was found that the above problems could be solved by disposing and arranging the catalyst B composed of alumina and silver having a specific pore structure in the second stage, and completed the present invention.

【0012】すなわち、上記課題を解決するための本発
明の第1の実施態様は、シリカと、マグネシウム、スト
ロンチウムおよびバリウムからなる群より選択された少
なくとも1種からなる触媒Aと、窒素ガス吸着法により
測定された細孔半径と細孔容積の関係が、細孔半径30
0オングストローム以下の細孔の占める細孔容積の合計
値をXとし、細孔半径25オングストローム以上で10
0オングストローム未満の細孔の占める細孔容積の合計
値をYとし、細孔半径100オングストローム以上で3
00オングストローム以下の細孔の占める細孔容積の合
計値をZとしたとき、YがXの70%以上であり、Zが
Xの20%以下であるような細孔構造を有するアルミナ
担体と銀からなる触媒Bとより構成する排ガス浄化用触
媒層を特徴とするものである。該触媒層は、粉体または
成型した状態で排ガスの流通空間に配置するのが好まし
い。
That is, a first embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a catalyst A comprising silica, at least one selected from the group consisting of magnesium, strontium and barium, and a nitrogen gas adsorption method. The relationship between the pore radius and the pore volume measured by
Let X be the total value of the pore volume occupied by pores of 0 Å or less, and 10 if the pore radius is 25 Å or more.
The total value of the pore volume occupied by pores smaller than 0 Å is defined as Y, and 3 for a pore radius of 100 Å or more.
When the total value of the pore volume occupied by pores of not more than 00 Å is Z, an alumina carrier having a pore structure in which Y is 70% or more of X and Z is 20% or less of X, and silver An exhaust gas purifying catalyst layer comprising a catalyst B comprising: The catalyst layer is preferably disposed in a flow space of the exhaust gas in a powdered or molded state.

【0013】また、本発明の第2の実施態様は、多数の
貫通孔を有する耐火性材料からなる一体構造の支持基質
と、該支持基質における少なくとも該貫通孔の内表面に
上記の触媒を区分して被覆した触媒被覆構造体を特徴と
するものである。
In a second embodiment of the present invention, there is provided a support substrate having an integral structure made of a refractory material having a large number of through holes, and the above-mentioned catalyst is divided at least on the inner surface of the through hole in the support substrate. It is characterized by a catalyst-coated structure coated by coating.

【0014】またさらに、本発明の第3の実施態様は希
薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼排ガスを触媒含有
層と接触させることからなる炭化水素を還元剤とする排
ガス中のNOxを除去する方法において、該触媒含有層
に含まれる触媒は前記第1の実施態様における触媒層ま
たは第2の実施態様における触媒被覆構造体であること
を特徴とし、また排ガスの流通方向に対して触媒Aが前
段に、触媒Bが後段になるように区分して配置させた排
ガス浄化方法を特徴とするものである。
Still further, a third embodiment of the present invention removes NOx in exhaust gas containing hydrocarbons as a reducing agent, which comprises contacting the exhaust gas of an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer. Wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is the catalyst layer according to the first embodiment or the catalyst-coated structure according to the second embodiment. Is characterized by an exhaust gas purifying method in which the catalyst B is divided and arranged in the former stage and the catalyst B is arranged in the latter stage.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細およびその作
用についてさらに具体的に説明する。 (触媒の構造およびその製法)本発明の排ガス浄化用触
媒層における触媒Bの主成分の1つであるアルミナは、
例えば鉱物学上ベーマイト、擬ベーマイト、バイアライ
ト、あるいはノルストランダイトに分類される水酸化ア
ルミニウムの粉体やゲルを、空気中あるいは真空中30
0〜800℃、好ましくは400〜900℃で加熱脱水
することによって、結晶学的にγ一型、η−型、δ−
型、χ−型あるいはその混合型に分類されるアルミナに
相転移させたものが脱硝性能上好ましい。他の結晶構造
をとるアルミナ、例えばα−型のアルミナは極端に比表
面積が小さく固体酸性にも乏しいので本発明の触媒成分
としては不適当である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention and its operation will be more specifically described below. (Structure of Catalyst and Production Method Thereof) Alumina, which is one of the main components of catalyst B in the catalyst layer for purifying exhaust gas of the present invention,
For example, an aluminum hydroxide powder or gel classified as boehmite, pseudo-boehmite, vialite, or norstrandite in mineralogy is placed in air or in a vacuum.
By heating and dehydrating at 0 to 800 ° C, preferably 400 to 900 ° C, crystallographically γ-type, η-type, δ-
It is preferable from the viewpoint of denitration performance that a phase transition is made to alumina classified into a type, a χ-type or a mixed type thereof. Alumina having another crystal structure, for example, α-type alumina, is unsuitable as the catalyst component of the present invention because of its extremely small specific surface area and poor solid acidity.

【0016】また、触媒Bのアルミナは窒素ガス吸着法
により測定された細孔半径が300オングストローム以
下の細孔の占める細孔容積の合計値をXとし、細孔半径
が25オングストローム以上で100オングストローム
未満の細孔の占める細孔容積の合計値をYとし、細孔半
径が100オングストローム以上で300オングストロ
ーム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をZとしたと
き、YがΧの70%以上であり、ZがXの20%以下で
あるような細孔構造を有するアルミナであることが必要
である。細孔構造が、上記した条件を満たさないアルミ
ナを本発明の触媒Bにおける担体として用いた場合に
は、これにより構成される排ガス浄化用触媒の水蒸気共
存下での排ガスの脱硝性能が不十分であった。従って、
本発明の触媒Bの主成分として有効なアルミナは、上記
した結晶構造および細孔特性を有するものが適切である
といえる。
The alumina of the catalyst B has a total pore volume X of pores having a pore radius of 300 angstroms or less measured by a nitrogen gas adsorption method as X, and 100 angstroms when the pore radius is 25 angstroms or more. When the total value of the pore volume occupied by pores smaller than less than Y is Y, and the total value of the pore volume occupied by pores having a pore radius of 100 Å or more and 300 Å or less is Z, Y is 70% of Χ. As described above, it is necessary to use alumina having a pore structure in which Z is 20% or less of X. When alumina having a pore structure that does not satisfy the above conditions is used as a carrier in the catalyst B of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst constituted thereby has insufficient denitration performance of exhaust gas in the presence of steam. there were. Therefore,
As the alumina effective as a main component of the catalyst B of the present invention, those having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics are appropriate.

【0017】本発明の排ガス浄化用触媒層は、以下のよ
うな触媒である。本発明にかかる触媒層はシリカと、マ
グネシウム、ストロンチウムおよびバリウムからなる群
より選択された少なくとも1種からなる触媒Aと、上記
した結晶構造および細孔特性を有するアルミナと銀から
なる触媒Bとから構成されるものである。触媒Aの一構
成成分であるマグネシウム、ストロンチウムおよびバリ
ウムからなる群より選択された少なくとも1種の状態
は、特に限定されない。また、触媒Bのアルミナに含有
される銀の状態も特に限定されず、例えば金属状態、酸
化物状態およびこれらの混合状態などが挙げられる。特
に、自動車などの内燃機関の燃焼排ガス組成は運転状態
によってその都度変化するため、触媒は還元雰囲気およ
び酸化雰囲気に曝される。従って、触媒を構成する活性
金属の状態は雰囲気の変化に伴い変化することが想定さ
れる。触媒Aの一構成成分であるマグネシウム、ストロ
ンチウムおよびバリウムからなる群より選択された少な
くとも1種や触媒Bにおける銀の出発原料は特に限定さ
れない。
The exhaust gas purifying catalyst layer of the present invention is the following catalyst. The catalyst layer according to the present invention comprises silica, catalyst A comprising at least one selected from the group consisting of magnesium, strontium and barium, and catalyst B comprising alumina and silver having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics. It is composed. At least one state selected from the group consisting of magnesium, strontium, and barium, which are one component of the catalyst A, is not particularly limited. The state of silver contained in the alumina of the catalyst B is not particularly limited, and examples thereof include a metal state, an oxide state, and a mixed state thereof. In particular, the composition of the combustion exhaust gas of an internal combustion engine such as an automobile changes each time depending on the operation state, and thus the catalyst is exposed to a reducing atmosphere and an oxidizing atmosphere. Therefore, it is assumed that the state of the active metal constituting the catalyst changes with the change of the atmosphere. The starting material of silver in the catalyst B and at least one selected from the group consisting of magnesium, strontium and barium, which are one component of the catalyst A, is not particularly limited.

【0018】そして、本発明にかかる触媒Aにおけるシ
リカと、マグネシウム、ストロンチウムおよびバリウム
からなる群より選択された少なくとも1種からなる触媒
の製造方法や触媒Bにおけるアルミナと銀からなる製造
方法は特に限定されず従来から行われている手法、例え
ば吸着法、ポアフィリング法、インシピエントウェット
ネス法、蒸発乾固法、スプレー法などの含浸法、混練
法、物理混合法およびこれらの組み合わせ法など通常採
用されている公知の方法を任意に採用することができ
る。触媒Aを調製するに際して、シリカと、マグネシウ
ム源、ストロンチウム源およびバリウム源からなる群よ
り選択された少なくとも1種を混合した後、乾燥、焼成
する。また、シリカ担体の製造時にマグネシウム源、ス
トロンチウム源およびバリウム源からなる群より選択さ
れた少なくとも1種を含有させる触媒製造法、例えば、
シリコンアルコキシドのアルコール溶液とマグネシウム
源、ストロンチウム源およびバリウム源からなる群より
選択された少なくとも1種を含有するアルコール溶液を
混合後、加熱し加水分解させるアルコキシド法や、シリ
カ源と、マグネシウム源、ストロンチウム源およびバリ
ウム源かならる群より選択された少なくとも1種の混合
水溶液にアルカリを添加して沈殿させる共沈法も適用で
きる。触媒Bを調製するに際して、アルミナあるいはア
ルミナ前躯体物質に銀源を担持させた後、乾燥・焼成す
る。また、前記のような特定の細孔構造をとるアルミナ
またはアルミナ担体の製造時に活性金属種を含有させる
触媒製造法、例えば、アルミニウムアルコキシドのアル
コール溶液と、銀源のアルコール溶液を混合後、加熱し
加水分解させるアルコキシド法や、アルミニウム源と銀
源の混合水溶液にアルカリを添加して沈殿させる共沈法
も適用できる。
The method for producing a catalyst comprising at least one selected from the group consisting of silica and magnesium, strontium and barium in the catalyst A according to the present invention, and the method for producing alumina and silver in the catalyst B are not particularly limited. Instead, conventional methods such as adsorption method, pore filling method, incipient wetness method, evaporation drying method, impregnation method such as spray method, kneading method, physical mixing method and a combination thereof are usually used. Any of the known methods that have been employed can be employed. In preparing the catalyst A, silica is mixed with at least one selected from the group consisting of a magnesium source, a strontium source, and a barium source, and then dried and calcined. Further, a method for producing a catalyst containing at least one selected from the group consisting of a magnesium source, a strontium source and a barium source when producing a silica carrier, for example,
After mixing an alcohol solution of silicon alkoxide with an alcohol solution containing at least one selected from the group consisting of a magnesium source, a strontium source and a barium source, heating and hydrolyzing the alkoxide method, a silica source, a magnesium source, and strontium A coprecipitation method in which an alkali is added to at least one mixed aqueous solution selected from the group consisting of a source and a barium source to cause precipitation is also applicable. In preparing catalyst B, a silver source is supported on alumina or an alumina precursor material, and then dried and calcined. Further, a method for producing a catalyst containing an active metal species at the time of producing alumina or an alumina carrier having a specific pore structure as described above, for example, an alcohol solution of aluminum alkoxide and an alcohol solution of a silver source are mixed and then heated. An alkoxide method of hydrolysis and a coprecipitation method of adding an alkali to an aqueous solution of a mixture of an aluminum source and a silver source to cause precipitation are also applicable.

【0019】触媒Aの一構成成分であるマグネシウム、
ストロンチウムおよびバリウムからなる群より選択され
た少なくとも1種の含有量は特に限定されず、要求性能
に応じて任意に選択できる。触媒Bにおけるアルミナに
対する金属換算での銀の含有量も特に限定されないが、
脱硝性能上0.1〜10重量%の範囲が好ましく、2〜
8重量%の範囲が特に好ましい。
Magnesium, which is one component of catalyst A,
The content of at least one selected from the group consisting of strontium and barium is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to required performance. Although the content of silver in terms of metal with respect to alumina in the catalyst B is not particularly limited,
The range of 0.1 to 10% by weight is preferable in terms of denitration performance.
A range of 8% by weight is particularly preferred.

【0020】触媒Aの乾燥温度は特に限定されるもので
はなく、通常80〜120℃程度で乾燥する。また、焼
成温度は200〜800℃、好ましくは400〜600
℃程度である。焼成温度が800℃を越えると、シリカ
の比表面積の減少とともにマグネシウム、ストロンチウ
ムおよびバリウムからなる群より選択された少なくとも
1種の分散性も低下するため好ましくない。一方触媒B
の乾燥温度は特に限定されるものではなく通常80〜1
20℃程度で乾燥する。また焼成温度は300〜100
0℃、好ましくは400〜900℃程度である。焼成温
度が1000℃を超えると、α−型アルミナへの相変態
が起こるので好ましくない。このときの雰囲気は特に限
定されないが、触媒組成に応じて空気中、不活性ガス
中、酸素中などの各雰囲気を適宜選択すればよい。ま
た、各雰囲気を一定時間毎に交互に代えてもよい。
The drying temperature of the catalyst A is not particularly limited, and is usually dried at about 80 to 120 ° C. The firing temperature is 200 to 800 ° C, preferably 400 to 600 ° C.
It is about ° C. If the sintering temperature exceeds 800 ° C., the specific surface area of silica decreases and at least one dispersibility selected from the group consisting of magnesium, strontium and barium decreases, which is not preferable. On the other hand, catalyst B
The drying temperature is not particularly limited and is usually 80 to 1
Dry at about 20 ° C. The firing temperature is 300 to 100
0 ° C., preferably about 400 to 900 ° C. If the firing temperature exceeds 1000 ° C., phase transformation to α-type alumina occurs, which is not preferable. The atmosphere at this time is not particularly limited, but each atmosphere such as in air, in an inert gas, or in oxygen may be appropriately selected according to the catalyst composition. In addition, each atmosphere may be alternately changed at regular intervals.

【0021】本発明の第1の実施態様において、排ガス
浄化用の触媒層を形成するに際し、該触媒層は上記した
触媒を所定の形状に成型または粉末状態のまま目的とす
る排ガスが流通する一定の空間内に充填する。触媒層を
成型体とするに際して、その形状は特に制限されず、例
えば球状、円筒状、ハニカム状、螺旋状、粒状、ペレッ
ト状、リング状など種々の形状を採用することができ
る。これらの形状、大きさなどは使用条件に応じて任意
に選択すればよい。
In the first embodiment of the present invention, when a catalyst layer for purifying exhaust gas is formed, the catalyst layer is formed into a predetermined shape or a predetermined shape through which a target exhaust gas flows in a powder state. Fill in the space. When the catalyst layer is formed into a molded body, its shape is not particularly limited, and various shapes such as a spherical shape, a cylindrical shape, a honeycomb shape, a spiral shape, a granular shape, a pellet shape, and a ring shape can be adopted. These shapes, sizes, and the like may be arbitrarily selected according to use conditions.

【0022】次に、本発明の第2の実施態様の排ガス浄
化用触媒被覆構造体について説明する。ここでいう触媒
被覆構造体とは、多数の貫通孔を有する耐火性材料で構
成された一体構造の支持基質の少なくとも該貫通孔の内
表面に上記した触媒を区分して被覆した構造を有するも
のである。
Next, an exhaust gas purifying catalyst-coated structure according to a second embodiment of the present invention will be described. Here, the catalyst-coated structure has a structure in which at least the inner surface of the through-hole is coated with the above-mentioned catalyst in a unitary support substrate made of a refractory material having a large number of through-holes. It is.

【0023】該支持基質には、多数の貫通孔が排ガスの
流通方向に沿つて設けられるが、その流通方向に垂直な
断面において、通常、開孔率60〜90%、好ましくは
70〜90%であって、その数は1平方インチ(5.0
6cm)当り30〜700個、好ましくは200〜6
00個である。触媒は、少なくとも該貫通孔の内表面上
に被覆されるが、その支持基質の端面や側面に被覆され
ていてもよい。
The support substrate is provided with a large number of through-holes along the flow direction of the exhaust gas. In a cross section perpendicular to the flow direction, the porosity is usually 60 to 90%, preferably 70 to 90%. And the number is one square inch (5.0
30 to 700, preferably 200 to 6, 6 cm 2 )
00. The catalyst is coated on at least the inner surface of the through hole, but may be coated on the end surface or side surface of the supporting substrate.

【0024】該耐火性支持基質の材質としては、α−型
アルミナ、ムライト、コージェライト、シリコンカーバ
イトなどのセラミックスやオーステナイト系、フェライ
ト系のステンレス鋼などの金属などが使用される。形状
もハニカムやフォームなどの慣用のものが使用できる
が、好ましいものは、コージェライト製やステンレス鋼
製のハニカム状の支持基質である。
As the material of the refractory support substrate, ceramics such as α-type alumina, mullite, cordierite, and silicon carbide, and metals such as austenitic and ferritic stainless steels are used. Conventional shapes such as honeycombs and foams can be used, but a honeycomb-shaped support substrate made of cordierite or stainless steel is preferred.

【0025】該支持基質への触媒の被覆方法としては、
一定の粒度に整粒した本発明の触媒をバインダーと共
に、またはバインダーを用いないで前記支持基質の内表
面に区分して被覆する、いわゆる通常のウォッシュコー
ト法やゾル−ゲル法が適用できる。また、触媒Bにおい
ては上記の支持基質に予めアルミナを被覆しておいて、
これに本発明の触媒活性物質の担持処理を行って触媒被
覆層を形成してもよい。支持基質への触媒層の被覆量は
限定されないが、支持基質単位体積当り50〜250g
/l程度が好ましく、100〜200g/l程度とする
ことがより好ましい。
The method of coating the support substrate with a catalyst includes:
A so-called ordinary wash coat method or a sol-gel method, in which the catalyst of the present invention sized to a certain particle size is separately coated on the inner surface of the supporting substrate with or without a binder, can be applied. In the catalyst B, the support substrate was coated with alumina in advance,
This may be subjected to a treatment for supporting the catalytically active substance of the present invention to form a catalyst coating layer. The coating amount of the catalyst layer on the supporting substrate is not limited, but is 50 to 250 g per unit volume of the supporting substrate.
/ L, preferably about 100 to 200 g / l.

【0026】次に、本発明の第3の実施態様の排ガス浄
化方法について説明する。本発明の第3の実施態様は、
第1の実施態様の触媒層や第2の実施態様の触媒被覆構
造体を使用して、これと排ガス中のCO、HCおよびH
といった還元性成分をΝOxおよびOといった酸化
性成分で完全酸化するに要する化学量論量近傍から過剰
の酸素を含有する排ガスとを接触させることによって、
ΝOxはNとΗOにまで還元分解されると同時にH
Cなどの還元剤もCOとHOに酸化されるものであ
る。
Next, an exhaust gas purifying method according to a third embodiment of the present invention will be described. A third embodiment of the present invention provides:
Using the catalyst layer of the first embodiment or the catalyst-coated structure of the second embodiment, CO, HC and H in the exhaust gas are used.
By contacting the exhaust gas containing excess oxygen from the stoichiometry near requiring 2 such reducing component to be completely oxidized in the oxidizing components such ΝOx and O 2,
ΝOx simultaneously is reduced decomposed to the N 2 Η 2 O H
A reducing agent such as C is also oxidized to CO 2 and H 2 O.

【0027】本発明において触媒Aを前段に、触媒Bを
後段に区分して配置させる理由は、前段の触媒AでSO
xを吸着除去することにより、トータル触媒システムで
のSOx耐久性を向上させるためである。触媒Aと触媒
Bの割合は、SOx耐久性能とNOx除去性能に応じて
任意に選択すればよい。
In the present invention, the reason why the catalyst A is arranged in the former stage and the catalyst B is arranged in the latter stage is that the catalyst A in the former stage is
This is for improving the SOx durability in the total catalyst system by removing x by adsorption. The ratio between the catalyst A and the catalyst B may be arbitrarily selected according to the SOx durability performance and the NOx removal performance.

【0028】ディーゼルエンジンの排ガスのように、排
ガスそのもののHC/NOx比が低い場合には、排ガス
中にメタン換算濃度で数百〜数千ppm程度の燃料ΗC
を追加添加した後、本発明の触媒と接触させるシステム
を採用すれば充分に高いNOx除去率を達成できる。な
お、ここでいうHCとは、パラフィン系炭化水素、オレ
フィン系炭化水素および芳香族系炭化水素、アルコー
ル、アルデヒド、ケトン、エーテルなどの含酸素有機化
合物、ガソリン、灯油、軽油、A重油などを含んだもの
を意味する。
When the HC / NOx ratio of the exhaust gas itself is low, such as the exhaust gas of a diesel engine, the fuel ΗC having a concentration of several hundreds to several thousands ppm in terms of methane concentration in the exhaust gas.
If the system for contacting with the catalyst of the present invention is added after additionally adding, a sufficiently high NOx removal rate can be achieved. Note that HC referred to here includes paraffinic hydrocarbons, olefinic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, oxygen-containing organic compounds such as alcohols, aldehydes, ketones, and ethers, gasoline, kerosene, light oil, heavy oil A, and the like. Means something.

【0029】本発明による触媒層を用いて、希薄空燃比
の領域で運転される内燃機関の燃焼排ガスを浄化する際
のガス空間速度(SV)は特に限定されるものではない
が、SV5,000h−1以上で200,000h−1
以下とすることが好ましい。
The gas space velocity (SV) at the time of purifying the combustion exhaust gas of the internal combustion engine operated in the lean air-fuel ratio range using the catalyst layer according to the present invention is not particularly limited. 200,000h -1 at -1 or more
It is preferable to set the following.

【0030】そして、ガス組成を一定とした場合の脱硝
率は触媒の種類とHCの種類に依存するが、本発明の触
媒層を用いた場合は、例えばC〜Cのパラフィン、
オレフィンおよびC〜Cの芳香族HCに対しては4
50〜600℃、C〜Cのパラフィンおよびオレフ
ィンに対しては350〜550℃、C10〜C25のパ
ラフィンおよびオレフィンに対しては250〜500℃
で高い脱硝率を示すため、触媒層入口温度を100℃以
上で700℃以下、好ましくは200℃以上で600℃
以下にすることが必要である。
The denitration rate when the gas composition is constant depends on the type of catalyst and the type of HC. In the case of using the catalyst layer of the present invention, for example, C 2 -C 6 paraffin,
For aromatic HC olefins and C 6 -C 9 4
50-600 ° C., 350-550 ° C. for C 6 -C 9 paraffins and olefins, 250-500 ° C. for C 10 -C 25 paraffins and olefins.
In order to show a high denitration rate, the catalyst layer inlet temperature is set to 100 ° C or higher and 700 ° C or lower, preferably 200 ° C or higher to 600 ° C.
It is necessary to:

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に限
定されるものでない。 (1)触媒Bのアルミナの選定 触媒Bの使用アルミナ担体の選定のために、表1に示す
ような比表面積と細孔分布を有する種々のγ一型アルミ
ナにおいて、a〜cが本発明の範囲に入るアルミナであ
り、d〜gが本発明の範囲外のアルミナである。なお、
a〜gのアルミナの細孔分布は、カルロエルバ社製のソ
ープトマチックにより測定した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples. (1) Selection of Alumina for Catalyst B In order to select the alumina carrier to be used for Catalyst B, in various γ-type aluminas having specific surface areas and pore distributions as shown in Table 1, a to c of the present invention were used. Alumina falling within the range, and d to g are aluminas outside the scope of the present invention. In addition,
The pore distribution of the alumina particles a to g was measured by a soapmatic manufactured by Carlo Elba.

【0032】[0032]

【表1】 ───────────────────────────────── アルミナ 比表面積 細 孔 分 布 (m/g) Y/Χ(%) Z/Χ(%) ───────────────────────────────── a 241 83.2 2.4 b 219 87.0 3.9 c 174 88.4 4.4 d 199 47.0 0.7 e 177 68.5 4.9 f 241 51.0 45.9 g 266 71.1 22.7 ─────────────────────────────────[Table 1] ア ル ミ ナ Alumina specific surface area pore distribution (m 2 / g) Y / Χ (%) Z / Χ (%) ─────────────────────────────────a 241 83.2 2.4 b 219 87.0 3.9 c 174 88.4 4.4 d 199 47.0 0.7 e 177 68.5 4.9 f 241 51.0 45.9 g 266 71.1 22. 7 ─────────────────────────────────

【0033】(2)触媒層の調製 以下に、本発明の触媒層を構成するための各触媒の調製
についての調製例を参考例として示す。 (イ)触媒Bの調製: [参考例1]表1のγ一型アルミナaの前駆体物質であ
るアルミナ水和物300gを、硝酸銀16.1gを含む
900mlの水溶液に浸漬した後、攪拌しながら加熱し
水分を蒸発させた。これを110℃で通風乾燥後、空気
中600℃で3時間焼成して触媒1を得た。なお、触媒
1における金属換算でのAgの含有量は触媒全体に対し
て4.5重量%である。
(2) Preparation of Catalyst Layer Hereinafter, preparation examples of preparation of each catalyst for constituting the catalyst layer of the present invention are shown as reference examples. (A) Preparation of Catalyst B: [Reference Example 1] 300 g of alumina hydrate, which is a precursor of γ-type alumina a in Table 1, was immersed in a 900 ml aqueous solution containing 16.1 g of silver nitrate, and then stirred. While heating, water was evaporated. This was air-dried at 110 ° C., and then calcined in air at 600 ° C. for 3 hours to obtain Catalyst 1. Incidentally, the content of Ag in terms of metal in the catalyst 1 was 4.5% by weight based on the whole catalyst.

【0034】[参考例2〜参考例11]同様に、表1に
示すγ一型アルミナb〜gが得られる前駆体物質である
アルミナ水和物を用いた以外は、参考例1と同様にして
それぞれ触媒2(参考例2)、触媒3(参考例3)、触
媒4(参考例4)、触媒5(参考例5)、触媒6(参考
例6)、触媒7(参考例7)を得た。また、参考例1の
触媒1の調製に際し、銀の含有量を0重量%、1重量
%、3重量%、8重量%とした以外は参考例1と同様に
して、それぞれ触媒8(参考例8)、触媒9(参考例
9)、触媒10(参考例10)、触媒11(参考例1
1)を得た。
Reference Examples 2 to 11 Similarly to Reference Example 1, except that alumina hydrate, which is a precursor substance from which γ-type aluminas b to g shown in Table 1 were obtained, was used. Catalyst 2 (Reference Example 2), Catalyst 3 (Reference Example 3), Catalyst 4 (Reference Example 4), Catalyst 5 (Reference Example 5), Catalyst 6 (Reference Example 6), and Catalyst 7 (Reference Example 7) Obtained. Catalyst 8 (Reference Example 1) was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the silver content was 0%, 1%, 3%, and 8% by weight when preparing Catalyst 1 of Reference Example 1. 8), Catalyst 9 (Reference Example 9), Catalyst 10 (Reference Example 10), Catalyst 11 (Reference Example 1)
1) was obtained.

【0035】(ロ)触媒Aの調製: [参考例12]市販のシリカ20gと水酸化マグネシウ
ム43gをイオン交換水300mlに添加し、室温で3
0分攪拌した後、加熱し水分を蒸発させた。これを11
0℃で通風乾燥後、空気中550℃で3時間焼成して触
媒12(参考例12)を得た。なお、触媒12における
金属換算でのMgの含有量は触媒全体に対して36.2
重量%である。
(B) Preparation of catalyst A: [Reference Example 12] 20 g of commercially available silica and 43 g of magnesium hydroxide were added to 300 ml of ion-exchanged water, and the mixture was added at room temperature.
After stirring for 0 minutes, the mixture was heated to evaporate water. This is 11
After ventilation drying at 0 ° C., the mixture was calcined in air at 550 ° C. for 3 hours to obtain Catalyst 12 (Reference Example 12). The content of Mg in the catalyst 12 in terms of metal was 36.2 with respect to the entire catalyst.
% By weight.

【0036】[参考例13〜参考例16]参考例12の
触媒12の調製に際し、マグネシウムに代えてストロン
チウム、バリウムを用いた以外は参考例12と同様にし
て、それぞれ触媒13(参考例13)、触媒14(参考
例14)を、マグネシウムの含有量を24.3重量%と
とした以外は参考例12と同様にして触媒15(参考例
15)を、水酸化マグネシウム22gおよび水酸化スト
ロンチウム18gとした以外は参考例12と同様にして
触媒16(参考例16)を得た。さらに、市販のシリカ
のみで構成する触媒を触媒17(参考例17)とした。
Reference Examples 13 to 16 Catalysts 13 (Reference Example 13) were prepared in the same manner as in Reference Example 12 except that strontium and barium were used in place of magnesium when preparing Catalyst 12 of Reference Example 12. Catalyst 15 (Reference Example 15) was prepared in the same manner as in Reference Example 12 except that the content of magnesium was set to 24.3% by weight, and that of Catalyst 14 (Reference Example 14) was changed to 22 g of magnesium hydroxide and 18 g of strontium hydroxide. Catalyst 16 (Reference Example 16) was obtained in the same manner as in Reference Example 12, except that Further, a catalyst composed of only commercially available silica was designated as catalyst 17 (Reference Example 17).

【0037】(ハ)ハニカム触媒の調製: [参考例18および参考例19]上記粉末触媒1の60
gを、アルミナゾル(Αl固形分10重量%)8
gおよび水120m1と共にボールミルポットに仕込
み、湿式粉砕してスラリーを得た。このスラリーの中
に、市販の400cpsi(セル/inch)コージ
ェライトハニカム基質からくり貫かれた直径1インチ、
長さ2.5インチの円筒状コアを浸漬し、引き上げた後
余分のスラリーをエアーブローで除去し乾燥した。その
後、500℃で30分焼成し、ハニカム1リットル当た
りドライ換算で150gの固形分を被覆して参考例18
のハニカム触媒18を得た。また、触媒1の代わりに触
媒12を、アルミナゾルの代わりにシリカゾル用いた以
外は、前記と同様の調製法にて参考例19のハニカム触
媒19を得た。
(C) Preparation of honeycomb catalyst: [Reference Examples 18 and 19]
g of alumina sol (Αl 2 O 3 solid content 10% by weight) 8
g and 120 ml of water were charged into a ball mill pot and wet-pulverized to obtain a slurry. Into this slurry, a 1 inch diameter bored from a commercially available 400 cpsi (cell / inch 2 ) cordierite honeycomb substrate,
A 2.5-inch long cylindrical core was immersed and pulled up, and the excess slurry was removed by air blow and dried. Thereafter, the mixture was baked at 500 ° C. for 30 minutes to cover 150 g of solid content in terms of dry weight per liter of honeycomb.
Was obtained. Further, a honeycomb catalyst 19 of Reference Example 19 was obtained by the same preparation method as above except that the catalyst 12 was used instead of the catalyst 1 and the silica sol was used instead of the alumina sol.

【0038】以下に上記した参考例1〜19の触媒を用
いて形成した排ガス浄化用触媒層について、種々の条件
下において脱硝性能を評価した結果について述べる。 [実施例1]参考例12の触媒12と参考例1の触媒1
をそれぞれ加圧成型した後、粉砕して粒度を350〜5
00μmに整粒し、排ガスの流通方向に対して触媒12
が前段に、触媒1が後段になるように内径21mmのス
テンレス製反応管に充填して触媒層を形成し、これを常
圧固定床流通反応装置に装着した。なお、触媒12と触
媒1の重量比は1:1とした。
The results of evaluating the denitration performance of the exhaust gas purifying catalyst layers formed using the catalysts of Reference Examples 1 to 19 under various conditions will be described below. Example 1 Catalyst 12 of Reference Example 12 and Catalyst 1 of Reference Example 1
Is press-molded, and then pulverized to a particle size of 350 to 5
The particle size is adjusted to 00 μm, and the catalyst 12
Was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 21 mm so that the catalyst 1 was placed in the former stage to form a catalyst layer, and this was attached to a normal pressure fixed bed flow reactor. The weight ratio between the catalyst 12 and the catalyst 1 was 1: 1.

【0039】[性能評価例1]この触媒層に、モデル排
ガスとしてNO:750ppm、灯油(C):450
0ppm、O:10%、HO:10%、残部:N
からなる混合ガスを空間速度78,000h−1で通過
させた。反応管出口ガス組成の分析において、NOとN
の濃度については化学発光式NOx計で測定し、N
O濃度はΡorapack Qカラムを装着したガス
クロマトグラフ・熱伝導度検出器を用いて測定した。触
媒層入口温度を100〜700℃の範囲の所定温度に設
定し、各所定温度毎に反応管出口ガス組成が安定した時
点の値を用い、脱硝率を以下の式で定義した。本発明の
いずれの触媒でもNOおよびNOは殆ど生成しなか
った。
[Performance Evaluation Example 1] In this catalyst layer, NO: 750 ppm as model exhaust gas, and kerosene (C 1 ): 450
0 ppm, O 2 : 10%, H 2 O: 10%, balance: N 2
Was passed at a space velocity of 78,000 h -1 . In the analysis of the gas composition at the outlet of the reaction tube, NO and N
The concentration of O 2 was measured with a chemiluminescent NOx meter,
The 2O concentration was measured using a gas chromatograph / thermal conductivity detector equipped with a Ρorapack Q column. The catalyst layer inlet temperature was set to a predetermined temperature in the range of 100 to 700 ° C., and the value at the time when the gas composition at the outlet of the reaction tube became stable at each predetermined temperature was used to define the denitration rate by the following equation. N 2 O and NO 2 at any of the catalysts of the present invention did not produce little.

【0040】[0040]

【式1】 (Equation 1)

【0041】[実施例2〜9および比較例1〜6]参考
例2、3、9〜11の触媒2、3、9〜11および参考
例4〜8の触媒4〜8をそれぞれ実施例1の触媒1の代
わりに用いて、上記と同様の触媒層を形成し、同様にし
てモデルガスによる評価試験を行った。触媒2、3、9
〜11を用いた触媒層を、それぞれ実施例2〜6とし、
触媒4〜8を用いた触媒層を、それぞれ比較例1〜5と
した。また、参考例13〜16の触媒13〜16および
参考例17の触媒17をそれぞれ実施例1の触媒12の
代わりに用いて、上記と同様の触媒層を形成し、同様に
してモデルガスによる評価試験を行った。触媒13〜1
6を用いた触媒層を、それぞれ実施例7〜10とし、触
媒17を用いた触媒層を比較例6とした。表2に、上記
実施例および比較例の触媒層について触媒層温度425
℃のときの脱硝率C425(%)を示す。本発明の実施
例および比較例6の触媒層は、比較例1〜5の触媒層に
比べ70%以上の高い脱硝性能を示した。
[Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 6] The catalysts 2, 3, and 9 to 11 of Reference Examples 2, 3, and 9 to 11 and the catalysts 4 to 8 of Reference Examples 4 to 8 were used in Example 1 respectively. A catalyst layer similar to the above was formed using the catalyst 1 in place of the above-described catalyst 1, and an evaluation test using a model gas was performed in the same manner. Catalysts 2, 3, 9
The catalyst layers using Nos. 1 to 11 are Examples 2 to 6, respectively.
The catalyst layers using catalysts 4 to 8 were Comparative Examples 1 to 5, respectively. Further, the catalysts 13 to 16 of Reference Examples 13 to 16 and the catalyst 17 of Reference Example 17 were each used instead of the catalyst 12 of Example 1 to form a catalyst layer similar to the above, and similarly evaluated with a model gas. The test was performed. Catalyst 13-1
The catalyst layers using the catalyst No. 6 were referred to as Examples 7 to 10, and the catalyst layer using the catalyst 17 was referred to as Comparative Example 6. Table 2 shows the catalyst layer temperature of 425 for the catalyst layers of the above Examples and Comparative Examples.
The denitration rate C 425 (%) at ° C. is shown. The catalyst layers of Examples of the present invention and Comparative Example 6 exhibited a high denitration performance of 70% or more as compared with the catalyst layers of Comparative Examples 1 to 5.

【0042】[性能評価例2]性能評価例1において、
参考例18のハニカム触媒18と参考例19のハニカム
触媒19を、それぞれ直径1.5cm、長さ3.2cm
の円筒状に加工し、排ガスの流通方向に対してハニカム
触媒19が前段に、ハニカム触媒18が後段になるよう
に内径15mmのステンレス製反応管に充填した(実施
例11)。該後段のハニカム触媒18の触媒層に対し
て、フィードするガスの空間速度を13,000h−1
とした以外は性能評価例1と同様のモデルガスによる評
価試験を行い性能評価例1の結果と併せて表2に示す。
表2からハニカム触媒層でも70%以上の高い脱硝性能
を示すことがわかる。
[Performance Evaluation Example 2] In the performance evaluation example 1,
Each of the honeycomb catalyst 18 of Reference Example 18 and the honeycomb catalyst 19 of Reference Example 19 was 1.5 cm in diameter and 3.2 cm in length.
And filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 15 mm so that the honeycomb catalyst 18 was at the front stage and the honeycomb catalyst 18 was at the rear stage in the flow direction of the exhaust gas (Example 11). The space velocity of the gas to be fed to the catalyst layer of the subsequent honeycomb catalyst 18 is 13,000 h -1.
An evaluation test was performed using the same model gas as in Performance Evaluation Example 1 except that the evaluation was made, and the results are shown in Table 2 together with the results of Performance Evaluation Example 1.
Table 2 shows that the honeycomb catalyst layer also shows high denitration performance of 70% or more.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】[性能評価例3]実施例1、実施例8およ
び比較例6の触媒層について、性能評価例1のガス組成
にさらにSOを50ppm共存させて1時間反応を行
なった。表3に、1時間後の触媒層温度425℃での各
触媒の脱硝率C425(%)を示す。本発明の実施例1
および8の触媒層は、比較例6の触媒層に比べ70%以
上の活性を維持した。
[Performance Evaluation Example 3] The catalyst layers of Examples 1, 8 and Comparative Example 6 were reacted for 1 hour in the gas composition of Performance Evaluation Example 1 in the presence of 50 ppm of SO 2 . Table 3 shows the denitration ratio C 425 (%) of each catalyst at a catalyst layer temperature of 425 ° C. after one hour. Embodiment 1 of the present invention
The catalyst layers of Nos. 8 and 8 maintained 70% or more of the activity as compared with the catalyst layer of Comparative Example 6.

【0045】[0045]

【表3】 ─────────────── 触 媒 性能評価例3 ─────────────── 実施例1 77.5 実施例8 76.9 比較例6 43.6 ───────────────[Table 3] 評 価 Catalyst performance evaluation example 3 ─────────────── Example 1 77.5 Example 8 76 .9 Comparative Example 6 43.6───────────────

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、本発明による排ガス浄化
用触媒層、排ガス浄化用触媒被覆構造体およびこれらを
用いた排ガス浄化方法によれば、水蒸気が共存する希薄
燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物を高い脱硝率で還元
浄化できること、またSOx耐久性能を有することから
内燃機関の燃焼排ガス中の窒素酸化物の浄化に有用であ
る。
As described above, according to the exhaust gas purifying catalyst layer, the exhaust gas purifying catalyst coated structure and the exhaust gas purifying method using the same according to the present invention, the nitrogen contained in the lean combustion exhaust gas in which water vapor coexists. Since it is possible to reduce and purify oxides at a high denitration rate and has SOx durability performance, it is useful for purifying nitrogen oxides in combustion exhaust gas of an internal combustion engine.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/50 ZAB F01N 3/10 A 35/10 301 3/28 J F01N 3/10 301C 3/28 B01D 53/36 ZAB 301 102A 102H 102C (72)発明者 加岳井 敦 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 茅野 邦秀 静岡県沼津市一本松678 エヌ・イーケム キャット株式会社沼津工場内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 23/50 ZAB F01N 3/10 A 35/10 301 3/28 J F01N 3/10 301C 3/28 B01D 53/36 ZAB 301 102A 102H 102C (72) Inventor Atsushi Katakei 3-18-5, China, Ichikawa, Chiba Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Kunihide Chino 678 Ipponmatsu 678, Numazu, Shizuoka Prefecture Numazu Plant

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリカと、マグネシウム、ストロンチウ
ムおよびバリウムからなる群より選択された少なくとも
1種からなる触媒Aと、窒素ガス吸着法により測定され
た細孔半径と細孔容積の関係が、細孔半径300オング
ストローム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をXと
し、細孔半径25オングストローム以上で100オング
ストローム未満の細孔の占める細孔容積の合計値をYと
し、細孔半径100オングストローム以上で300オン
グストローム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をZ
としたとき、YがXの70%以上であり、ZがXの20
%以下であるような細孔構造を有するアルミナ担体と銀
からなる触媒Bとから構成されることを特徴とする排ガ
ス浄化用触媒層。
Claims 1. A relationship between silica, a catalyst A comprising at least one selected from the group consisting of magnesium, strontium and barium, and a relationship between a pore radius and a pore volume measured by a nitrogen gas adsorption method is as follows. The total value of the pore volume occupied by pores having a radius of 300 Å or less is defined as X, the total value of the pore volume occupied by pores having a radius of 25 Å or more and less than 100 Å is defined as Y, and a pore radius of 100 Å or more is defined. Is the total value of the pore volume occupied by pores of 300 Å or less in Z
, Y is 70% or more of X, and Z is 20% of X.
%. The catalyst layer for purifying exhaust gas, comprising an alumina carrier having a pore structure of not more than 0.1% and a catalyst B made of silver.
【請求項2】 多数の貫通孔を有する耐火性材料からな
る一体構造の支持基質における少なくとも貫通孔の内表
面に請求項1記載の触媒を区分して被覆してなることを
特徴とする排ガス浄化用触媒被覆構造体。
2. An exhaust gas purifying method, wherein at least an inner surface of a through-hole in a monolithic supporting substrate made of a refractory material having a large number of through-holes is coated with the catalyst according to claim 1 separately. Catalyst-coated structure.
【請求項3】 希薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼
排ガスを、触媒含有層と接触させることからなる炭化水
素を還元剤とする排ガス浄化方法において、前記触媒含
有層に含まれる触媒は請求項1記載の排ガス浄化用触媒
層であることを特徴とする排ガス浄化方法。
3. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, which comprises contacting flue gas of an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer, wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is Item 7. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst layer according to Item 1.
【請求項4】 希薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼
排ガスを、触媒含有層と接触させることからなる炭化水
素を還元剤とする排ガス浄化方法において、前記触媒含
有層に含まれる触媒は請求項2記載の排ガス浄化用触媒
被覆構造体で構成することを特徴とする排ガス浄化方
法。
4. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, which comprises contacting flue gas from an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer, wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is Item 3. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst-coated structure according to Item 2.
【請求項5】 排ガスの流通方向に対して前記排ガス浄
化用触媒層に含まれる触媒Aが前段に、触媒Bが後段に
区分されて配置されていることを特徴とする請求項3ま
たは4記載の排ガス浄化方法。
5. The exhaust gas purifying catalyst layer according to claim 3, wherein the catalyst A contained in the exhaust gas purifying catalyst layer is disposed at a front stage and the catalyst B is disposed at a rear stage in a flow direction of the exhaust gas. Exhaust gas purification method.
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