JPH1110002A - Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method - Google Patents

Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method

Info

Publication number
JPH1110002A
JPH1110002A JP9181718A JP18171897A JPH1110002A JP H1110002 A JPH1110002 A JP H1110002A JP 9181718 A JP9181718 A JP 9181718A JP 18171897 A JP18171897 A JP 18171897A JP H1110002 A JPH1110002 A JP H1110002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
alumina
gas purifying
pore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9181718A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Naganami
武 長南
Taiji Sugano
泰治 菅野
Atsushi Kagakui
敦 加岳井
Masaki Funabiki
正起 船曳
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd, NE Chemcat Corp filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP9181718A priority Critical patent/JPH1110002A/en
Publication of JPH1110002A publication Critical patent/JPH1110002A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purifying catalyst layer, a catalyst-coated structural body and an exhaust gas purifying method for efficiently removing NOx in a lean combustion exhaust gas. SOLUTION: This exhaust gas purifying catalyst layer is constituted of a catalyst A formed by incorporating silver and rhodium or further tin on an alumina and a catalyst B formed by incorporating silver and >=0.01 wt.% to <=5 wt.% silica or titania on the alumina. The alumina has the fine pore structure that Y is >=70% of X and Z is <=20% of X in the relation between the fine pore radius and fine pore volume measured by gaseous nitrogen absorption method when the total value of the fine pore volume occupied by the pore having <=300 Åfine pore radius is X, the total value of the fine pore volume occupied by the pore having >=25 Å to <100 Å fine pore radius is Y and the total value of the fine pore volume occupied by the fine pore having 100-300 Åfine pore radius is Z. The catalyst A is arranged in the preceding stage and the catalyst B is arranged in the post stage.

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る
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 a purifying catalyst coating 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)が含まれている。ΝOxは人体、特に
呼吸器系に悪影響を及ぼすばかりでなく、地球環境保全
の上からも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 water oxides and carbon dioxide as combustion products, as well as nitrogen oxides (NOx) such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide. include. ΝOx 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NOxを還元除
去する方法としては、還元ガスとして僅かな量でも選択
的に触媒に吸着する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、さ
らに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 removing NOx 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 the unreacted reducing agent, and furthermore uses odorful and harmful ammonia, 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、この還元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、N
i、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。
[0006] In recent years, it has been reported that the use of unburned hydrocarbons remaining in a lean combustion exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere as a reducing agent can accelerate the NOx reduction reaction. 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, N
An example in which alumina or silica-alumina containing i and V is used as a ΝOx reduction catalyst has been reported.

【0007】さらに、Pt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つと言われているΝOが多量に副生し、無害
なN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 Pt 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. JP-A-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 a large amount of が2 O, which is one of the substances causing global warming, is by-produced. , it is made to proceed the reduction reaction of the harmless N 2 selectively 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
開示の後においてさえも、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5−9212
5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, similar ΝOx reduction and removal techniques using a catalyst containing silver are disclosed in JP-A-4-354536, JP-A-5-92124, and JP-A-5-9212.
No. 5, JP-A-6-277454 and the like.

【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、SOx
および水蒸気共存下での脱硝性能が実用的にまだ不十分
であるといった問題がある。
However, the alumina-supported silver catalysts described in these conventional publications are not suitable for SOx.
In addition, there is a problem that the denitration performance in the coexistence of steam is still insufficient for practical use.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION 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 capable of efficiently removing NOx in lean combustion exhaust gas. An object of the present invention is to provide a coating structure and an exhaust gas purifying method for purifying NOx in lean combustion 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、SOxと
水蒸気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特定の細孔構造を
有するアルミナに、銀およびロジウムあるいは必要に応
じこれらにさらに錫を含有する触媒Aを前段に、特定の
細孔構造を有するアルミナに、銀とシリカまたはチタニ
アを微量含有する触媒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 a catalyst coating structure having high denitration performance in a lean burn region where SOx and water vapor coexist, and an exhaust gas purifying structure using them. As a result of intensive studies on the method, it was found that alumina having a specific pore structure in the flow direction of the exhaust gas, silver and rhodium or, if necessary, catalyst A containing tin in advance, the specific pore The inventors have found that the above problems can be solved by arranging catalyst B containing a small amount of silver and silica or titania on alumina having a structure so as to be located at a later stage, and have 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、アルミナに、銀およびロジウム
または銀、錫およびロジウムを含有させてなる触媒A
と、アルミナに、銀と0.01重量%以上で5重量%未
満のシリカまたはチタニアを含有させてなる触媒Bとか
ら構成され、かつ前記アルミナは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Χ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Ζとしたとき、YがΧの70%以上であり、Ζが
Χの20%以下であるような細孔構造を有する排ガス浄
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 a catalyst A comprising alumina containing silver and rhodium or silver, tin and rhodium.
And a catalyst B comprising alumina and 0.01% by weight or more and less than 5% by weight of silica or titania, wherein the alumina has a pore radius measured by a nitrogen gas adsorption method. The relationship between the pore volumes is that the pore radius is 30.
The total value of the pore volume occupied by pores of 0 Å or less is defined as Χ, and 10
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.
An exhaust gas purifying catalyst having a pore structure in which Y is 70% or more of Χ and Ζ is 20% or less of Χ, where 合計 is the total value of pore volumes occupied by pores of 00 Å or less. Characterized by layers. 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
上記の触媒層を区分して被覆した排ガス浄化用触媒被覆
構造体を特徴とするものである。
In a second embodiment of the present invention, a support substrate having an integral structure made of a refractory material having a large number of through holes, and the above-mentioned catalyst layer provided on at least the inner surface of the through hole in the support substrate. The present invention is characterized by an exhaust gas purifying catalyst-coated structure that is separately coated.

【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排
ガス浄化方法を特徴とするものであり、また排ガスの流
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が後段に区分して配置されている排
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 provides:
A method for removing NOx in exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, comprising contacting combustion 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 An exhaust gas purifying method, which is the catalyst layer according to the first embodiment or the catalyst coated structure according to the second embodiment, is characterized by the catalyst A contained in the exhaust gas purifying catalyst layer in the flow direction of the exhaust gas. Is characterized by an exhaust gas purification method in which a catalyst B is disposed in a former stage and a catalyst B is disposed in a latter stage.

【0015】[0015]

【発明の実施の態様】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Aと触媒Bの主成分の1つであるアル
ミナは、例えば鉱物学上べーマイト、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300〜800℃、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−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 described more specifically below. (Catalyst Structure and Method for Producing the Same) Alumina, which is one of the main components of the catalysts A and B in the exhaust gas purifying catalyst layer of the present invention, is, for example, boehmite, pseudoboehmite, vialite or norstrandite in terms of mineralogy A powder or gel of aluminum hydroxide classified as is heated and dehydrated in air or vacuum at 300 to 800 ° C., preferably 400 to 900 ° C., thereby crystallographically obtaining γ-type and η-
It is preferable from the viewpoint of denitration performance that the phase transition is made to alumina classified into type, δ-type, 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、前記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Χとし、細孔半径が2
5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Ζとしたとき、
YがΧの70%以上であり、ΖがΧ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
本発明の触媒層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層はSOxと水蒸
気との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 has a pore diameter measured by a nitrogen gas adsorption method having a pore radius of 300 angstroms or less and a total pore volume of 容積.
When the total value of the pore volume occupied by pores of 5 Å or more and less than 100 Å 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 Ζ,
Alumina must have a pore structure in which Y is 70% or more of Χ and Ζ is 20% or less of Χ. In the case where alumina having a pore structure not satisfying the above conditions is used as a carrier in the catalyst layer of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst layer constituted by the alumina denitration of exhaust gas in the presence of SOx and steam. Performance was inadequate.
Therefore, it can be said that alumina having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics is appropriate as the alumina effective as the catalyst component of the present invention.

【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、アルミナ
に、銀およびロジウムまたは銀、錫およびロジウムを含
有させてなる触媒Aと、アルミナに、銀と0.01重量
%以上で5重量%未満のシリカまたはチタニアを含有さ
せてなる触媒Bとから構成され、アルミナは上記した結
晶構造および細孔特性を有することを特徴とする。触媒
Aにおいて、アルミナに含有される銀、錫およびロジウ
ムの状態は特に限定されず、例えば金属状態、酸化物状
態、合金状態およびこれらの混合状態などが挙げられ
る。また触媒Bにおいてアルミナに含有される銀と、シ
リカまたはチタニアの状態は特に限定されず、例えば銀
の場合は酸化物状態、金属状態およびこれらの混合状態
などが、シリカまたはチタニアの場合には酸化物状態、
局所的な複合酸化物状態およびこれらの混合状態が挙げ
られる。特に、希薄燃焼ガソリン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、触媒層は還元雰囲気および酸化雰囲気に曝され、
触媒層を構成する活性金属の状態は雰囲気により変化す
ることが想定される。触媒A、Bの銀、触媒Aのロジウ
ム(および錫)や触媒Bのシリカまたはチタニアの出発
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: a catalyst A comprising alumina containing silver and rhodium or silver, tin and rhodium; and alumina containing 0.01% by weight or more and less than 5% by weight of silica or titania with silver. Alumina is characterized by having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics. In the catalyst A, the states of silver, tin, and rhodium contained in alumina are not particularly limited, and examples thereof include a metal state, an oxide state, an alloy state, and a mixed state thereof. The state of silver and silica or titania contained in alumina in the catalyst B is not particularly limited. For example, in the case of silver, an oxide state, a metal state, and a mixed state thereof are used, and in the case of silica or titania, an oxidation state is used. Physical condition,
Local composite oxide state and a mixed state thereof are included. In particular, since the composition of the combustion exhaust gas of an internal combustion engine such as a lean-burn gasoline-powered vehicle changes depending on operating conditions, the catalyst layer is exposed to a reducing atmosphere and an oxidizing atmosphere.
It is assumed that the state of the active metal forming the catalyst layer changes depending on the atmosphere. The starting materials of silver for catalysts A and B, rhodium (and tin) for catalyst A, and silica or titania for catalyst B are not particularly limited.

【0018】そして、本発明にかかる触媒Aにおけるア
ルミナに、銀、錫およびロジウムを含有させる方法や、
触媒Bにおけるアルミナに、銀とシリカまたはチタニア
を含有させる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
含浸法や混練法および物理混合法およびこれらの組合わ
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。この場合、触媒Aではアルミナあるい
はアルミナ前駆体物質に、銀源およびロジウム源または
銀源、錫源およびロジウム源を同時に担持させた後、乾
燥、焼成してもよいし、銀源およびロジウム源または銀
源、錫源およびロジウム源を逐次的に担持させた後、乾
燥、焼成してもよい。一方触媒Bではアルミナあるいは
アルミナ前駆体物質に、銀源とシリカ源またはチタニア
源を同時に担持させて乾燥した後、乾燥、焼成してもよ
いし、銀源とシリカ源またはチタニア源を逐次的に担持
させた後、乾燥、焼成してもよい。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、例えば触媒
Aではアルミニウムアルコキシドのアルコール溶液と、
銀源およびロジウム源または銀源、錫源およびロジウム
源のアルコール溶液を、また触媒Bではアルミニウムア
ルコキシドのアルコール溶液と、銀源およびシリカ源ま
たはチタニア源の各種のアルコール溶液を混合した後、
加熱し加水分解させるアルコキシド法や、触媒Aではア
ルミニウム源と、銀源およびロジウム源または銀源、錫
源およびロジウム源との混合水溶液に、触媒Bではアル
ミニウム源と、銀源とシリカ源またはチタニア源との混
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。
[0018] The alumina in the catalyst A according to the present invention contains silver, tin and rhodium;
The method for incorporating silver and silica or titania into the alumina in the catalyst B is not particularly limited, and conventionally used methods, for example, an adsorption method, a pore filling method, an incipient wetness method, an evaporation to dryness method, and a spray method Any known method such as an impregnation method, a kneading method, a physical mixing method, and a combination thereof can be arbitrarily adopted. In this case, in the catalyst A, a silver source and a rhodium source or a silver source, a tin source and a rhodium source may be simultaneously supported on alumina or an alumina precursor substance, and then dried and calcined, or a silver source and a rhodium source or After the silver source, the tin source and the rhodium source are successively supported, drying and firing may be performed. On the other hand, in the catalyst B, the silver source and the silica source or the titania source are simultaneously supported on the alumina or the alumina precursor material and dried, and then dried and calcined, or the silver source and the silica source or the titania source are successively added. After being supported, drying and baking may be performed. 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 in Catalyst A,
After mixing an alcohol solution of a silver source and a rhodium source or a silver source, a tin source and a rhodium source, and in the catalyst B, an alcohol solution of an aluminum alkoxide and various alcohol solutions of a silver source and a silica source or a titania source,
The alkoxide method of heating and hydrolyzing the catalyst, the catalyst A in an aqueous solution of an aluminum source, a silver source and a rhodium source or a silver source, a tin source and a rhodium source, and the catalyst B in an aluminum source, an silver source and a silica source or a titania A coprecipitation method in which an alkali is added to an aqueous solution mixed with a source to cause precipitation is also applicable.

【0019】触媒Aに対する金属換算での銀、錫および
ロジウムの含有量は、特に限定されないが脱硝性能上そ
れぞれ0.l〜10重量%、0.01〜5重量%、0.
0001〜1重量%であることが好ましい。また、触媒
Bに対する金属換算での銀の含有量は特に限定されない
が、0.1〜10重量%であることが好ましい。一方酸
化物換算でのシリカまたはチタニアの含有量は0.01
重量%以上で5重量%未満とする必要がある。シリカま
たはチタニアの含有量が5重量%以上となると、銀の性
能が発揮されず脱硝性能が低下する。また0.01重量
%未満の場合、シリカまたはチタニアの添加による相乗
効果が十分に発揮されないので上記範囲とする必要があ
る。
The contents of silver, tin and rhodium in terms of metal with respect to the catalyst A are not particularly limited, but are each 0.1% in terms of denitration performance. 1 to 10% by weight, 0.01 to 5% by weight,
It is preferably from 0001 to 1% by weight. Further, the content of silver in terms of metal relative to catalyst B is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by weight. On the other hand, the content of silica or titania in terms of oxide is 0.01
It is necessary to be not less than 5% by weight and not less than 5% by weight. When the content of silica or titania is 5% by weight or more, the performance of silver is not exhibited, and the denitration performance is reduced. If the content is less than 0.01% by weight, the synergistic effect of the addition of silica or titania is not sufficiently exhibited, so that the content needs to be in the above range.

【0020】触媒Aと触媒Bの乾燥温度は、特に限定す
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300〜1000℃、好ましくは400
〜900℃程度である。焼成温度が1000℃を超える
と、α−型の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 and the catalyst B is not particularly limited, and drying is usually performed at about 80 to 120 ° C. The firing temperature is 300 to 1000 ° C., preferably 400 to 1000 ° C.
About 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貫通孔の内表
面に上記した触媒層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. The catalyst-coated structure referred to here has a structure in which at least the inner surface of the through-hole is divided and coated with the above-described catalyst layer on a support substrate having an integral structure 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
流通方向に沿って設けられるが、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。触媒層は、少なくとも該貫通孔の内表面
に区分して被覆されるが、その支持基質の端面や側面に
区分して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 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 layer is coated at least on the inner surface of the through hole, but may be coated on the end face or side face of the supporting substrate.

【0024】該耐火性支持基質の材質としては、α−型
のアルミナ、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層の被覆方法として
は、−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少
なくとも貫通孔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、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
覆量は特に限定されないが、支持基質単位体積当り50
〜250g/リットル程度が好ましく、100〜200
g/リットル程度とすることがより好ましい。
The coating method of the catalyst layer on the support substrate is as follows: the catalyst of the present invention, sized to a fixed particle size, is divided into at least the inner surface of the through hole of the support substrate with or without a binder. So-called ordinary wash coat method and sol-gel method can be applied. Alternatively, the support substrate may be coated with alumina in advance, and then the catalyst active layer of the present invention may be subjected to a treatment to form a catalyst coating layer. The amount of the catalyst layer coated on the supporting substrate is not particularly limited, but may be 50 to 50 per unit volume of the supporting substrate.
About 250 g / l, preferably 100 to 200 g / l.
More preferably, the amount is about g / liter.

【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、ΗCおよびΗ
といった還元性成分をNOx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、
NOxはNとΗOにまで還元分解されると同時にΗ
Cなどの還元剤もCΟとΗO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:
By using the catalyst layer of the first embodiment and the catalyst-coated structure of the second embodiment, CO, ΗC and Η in the exhaust gas are used.
By two such reducing component contacting a flue gas containing excess oxygen from the stoichiometry near required to complete oxidation with oxidizing components such as NOx and O 2,
NOx is reduced and decomposed to N 2 and { 2 O}
Reducing agent such as C are also intended to be oxidized to Eta 2 O and CΟ 2.

【0027】本発明において、触媒Aを前段に、触媒B
を後段に配置させる理由は触媒入口部のコーキングを防
止するためであり、触媒Aと触媒Bの割合は要求性能に
応じて適宜選択すればよい。
In the present invention, the catalyst A is placed before the catalyst B,
The reason for disposing in the subsequent stage is to prevent coking at the catalyst inlet portion, and the ratio between the catalyst A and the catalyst B may be appropriately selected according to the required 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ΗC/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、本発明の触媒層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。
尚、ここでいうΗC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 ΗC / NOx ratio of the exhaust gas itself is low, such as the exhaust gas of a diesel engine, the fuel ΗC having a methane conversion concentration of about several hundreds to several thousands ppm in the exhaust gas.
If the system for contacting with the catalyst layer of the present invention is used after additionally adding, a sufficiently high NOx removal rate can be achieved.
Here, ΗC 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。
[0029] not particularly limited gas space velocity (SV) is the time for purifying combustion exhaust gas of an internal combustion engine is operated in the region of the lean air-fuel ratio using the catalyst layer according to the present invention but, SV5,000h - 200,000h -1 for 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ΗC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ΗCに対しては4
50〜600℃、C〜Cのパラフインおよびオレフ
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 ΔC. In the case of using the catalyst layer of the present invention, for example, C 2 to C 6 paraffin,
4 for olefins and C 6 -C 9 aromatic ΔC
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 exhibit a high denitrification rate, it is necessary to set the catalyst layer inlet temperature at 100 ° C. or higher to 700 ° C. or lower, preferably at 200 ° C. to 600 ° C.

【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)アルミナの選定 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−型のアルミナにお
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。尚、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 In order to select an alumina carrier to be used, a variety of γ-type aluminas having a specific surface area and a pore distribution as shown in Table 1 are used. Yes, d
To g are aluminas outside the scope of the present invention. In addition, the pore distribution of alumina of 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(%) Ζ/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] ─────────────────────────────── Alumina specific surface area pore distribution (m 2 / g) Y / Χ (%) Ζ / 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−型のアルミナaの前駆体物質で
あるアルミナ水和物300gを、硝酸銀16.1gおよ
びシリカゾル(SiO:20重量%)12.5gを含
む500ミリリットルの水溶液に浸漬した後、撹拌しな
がら加熱し水分を蒸発させた。これを110℃で通風乾
燥した後、空気中550℃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と酸化物換
算でのSiOの含有量は、触媒全体に対してそれぞれ
4.5重量%、1.1重量%であった。
(2) Preparation of Catalyst Layer A preparation example for preparing a catalyst for constituting the catalyst layer of the present invention is shown below as a reference example. (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 mixed with 16.1 g of silver nitrate and silica sol (SiO 2 : 20% by weight) 12 After immersion in 500 ml of an aqueous solution containing 0.5 g, the mixture was heated with stirring to evaporate water. This was dried by ventilation at 110 ° C., and then calcined in air at 550 ° C. for 3 hours to obtain Catalyst 1. The contents of Ag in terms of metal and SiO 2 in terms of oxide in the catalyst 1 were 4.5% by weight and 1.1% by weight, respectively, based on the entire catalyst.

【0034】[参考例2〜参考例18]同様に、表1に
示すγ−型のアルミナ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%、2重量
%、3重量%、8重量%とした以外は、参考例1と同様
にして触媒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11)を、また
シリカの含有量を0重量%、0.002重量%、0.1
重量%、1.6重量%、3重量%、5重量%とした以外
は参考例1と同様にして、それぞれ触媒12(参考例1
2)、触媒13(参考例13)、触媒14(参考例1
4)、触媒15(参考例15)、触媒16(参考例1
6)、触媒17(参考例17)を、さらにシリカゾルの
代わりにチタニアゾル(TiO:30重量%)8.3
gを用いた以外は、参考例1と同様にして触媒18(参
考例18)を得た。
Reference Example 2 to Reference Example 18 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) were obtained. Reference Example 1
Catalyst 8 (Reference Example 8) and Catalyst 9 (Catalyst 1) except that the silver content was 0%, 2%, 3%, and 8% by weight when preparing Catalyst 1. Reference Example 9), Catalyst 10 (Reference Example 10), Catalyst 11 (Reference Example 11), and silica contents of 0% by weight, 0.002% by weight, 0.1%
Catalyst 12 (Reference Example 1) in the same manner as in Reference Example 1 except that the content was changed to 1.6%, 1.6%, 3%, and 5% by weight.
2), catalyst 13 (Reference Example 13), catalyst 14 (Reference Example 1)
4), catalyst 15 (Reference Example 15), catalyst 16 (Reference Example 1)
6) The catalyst 17 (Reference Example 17) was replaced by a titania sol (TiO 2 : 30% by weight) 8.3 instead of the silica sol.
Catalyst 18 (Reference Example 18) was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that g was used.

【0035】(ロ)触媒Aの調製: [参考例19〜参考例25]表1のγ−型のアルミナ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500ミリリットルの水溶液に浸漬し
た後、撹拌しながら加熱し水分を蒸発させた。これを1
10℃で通風乾燥した後、空気中550℃で3時間焼成
して触媒bを得た。次に、触媒b100gを、硝酸ロジ
ウム水溶液(Rh濃度5%)0.16gおよび塩化第二
錫5水和物0.3gを含む500ミリリットルの水溶液
に浸漬した後、参考例1の触媒1と同様にして触媒19
(参考例19)を得た。なお触媒19における金属換算
でのAg、RhおよびSnの含有量は、触媒全体に対し
てそれぞれ4.5重量%、0.008重量%、0.1重
量%であった。また、参考例19の触媒19の調製に際
し、ロジウムの含有量を0.004重量%、0.05重
量%、2重量%とした以外は参考例19と同様にしてそ
れぞれ触媒20(参考例20)、触媒21(参考例2
1)、触媒22(参考例22)を、錫の含有量を0重量
%、0.3重量%とした以外は参考例19と同様にして
それぞれ触媒23(参考例23)、触媒24(参考例2
4)を、さらに表1のγ−型のアルミナfを用いた以外
は参考例19と同様にして触媒25(参考例25)を得
た。
(B) Preparation of catalyst A: [Reference Examples 19 to 25] γ-type alumina a in Table 1
Was immersed in a 500 ml aqueous solution containing 16.1 g of silver nitrate, and heated with stirring to evaporate water. This one
After ventilation drying at 10 ° C., the mixture was calcined in air at 550 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst b. Next, 100 g of the catalyst b was immersed in 500 ml of an aqueous solution containing 0.16 g of an aqueous rhodium nitrate solution (Rh concentration 5%) and 0.3 g of stannic chloride pentahydrate. And catalyst 19
(Reference Example 19) was obtained. The contents of Ag, Rh and Sn in terms of metal in the catalyst 19 were 4.5% by weight, 0.008% by weight and 0.1% by weight, respectively, based on the entire catalyst. Also, in preparing catalyst 19 of Reference Example 19, each of Catalysts 20 (Reference Example 20) was prepared in the same manner as Reference Example 19 except that the rhodium content was 0.004% by weight, 0.05% by weight, and 2% by weight. ), Catalyst 21 (Reference Example 2)
1) and Catalyst 22 (Reference Example 22), except that the tin content was 0% by weight and 0.3% by weight in the same manner as in Reference Example 19, respectively. Example 2
Catalyst 25 (Reference Example 25) was obtained in the same manner as in Reference Example 19 except that γ-type alumina f in Table 1 was used.

【0036】(ハ)ハニカム触媒の調製: [参考例26および参考例27]上記の粉末触媒1の6
0gを、アルミナゾル(Al固形分20重量%)
5gおよび水120ミリリットル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ハ
ニカム触媒26(参考例26)を得た。
(C) Preparation of honeycomb catalyst: [Reference Examples 26 and 27] 6 of the above powder catalyst 1
0 g of alumina sol (Al 2 O 3 solid content 20% by weight)
5 g and 120 ml of water were charged into a ball mill pot and wet-pulverized to obtain a slurry. In this slurry, a commercially available 400 cpsi (cell / inch 2 )
A cylindrical core having a diameter of 1 inch and a length of 2.5 inches penetrated from a cordierite honeycomb substrate was immersed and pulled up, and then excess slurry was removed by air blow and dried. Thereafter, the mixture was fired at 500 ° C. for 30 minutes, and coated with 150 g of solid content in terms of dry weight per liter of honeycomb to obtain a honeycomb catalyst 26 (Reference Example 26).

【0037】また上記の粉末触媒19の60gを、それ
ぞれアルミナゾル(Al固形分20重量%)5g
および水120ミリリットル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ハニカ
ム触媒27(参考例27)を得た。
Also, 60 g of the above-mentioned powder catalyst 19 was mixed with 5 g of alumina sol (Al 2 O 3 solid content of 20% by weight).
And 120 ml of water were charged into a ball mill pot and wet-pulverized to obtain a slurry. A cylindrical core having a diameter of 1 inch and a length of 2.5 inches penetrated from a commercially available 400 cpsi (cell / inch 2 ) cordierite honeycomb substrate is immersed in the slurry, and the excess slurry is air blown. And dried.
Then, it was baked at 500 ° C. for 30 minutes, and coated with 150 g of solid content in terms of dry weight per liter of honeycomb to obtain a honeycomb catalyst 27 (Reference Example 27).

【0038】以下に上記した参考例1〜27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19の触媒19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19
が前段に、触媒1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。触媒19と触媒1の
重量比は1:10であった。
Hereinafter, the results of evaluating the denitration performance of the exhaust gas purifying catalyst layer formed using the catalysts of Reference Examples 1 to 27 under various conditions will be described. Example 1 Catalyst 19 of Reference Example 19 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 19
Was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 15 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 of catalyst 19 to catalyst 1 was 1:10.

【0039】[性能評価例1]この触媒層に、反応管内
の排ガス温度を425℃に保ち、モデル排ガスとしてN
Ο:750ppm、灯油(C):4500ppm、O
:10%、ΗO:10%、残部:Nからなる混合
ガスを空間速度(SV)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NO
の濃度については化学発光式NOx計で測定し、N
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。また脱
硝率は下記式1で定義した。また、本発明のいずれの触
媒層でもNOおよびNOは殆ど生成しなかった。
[Performance Evaluation Example 1] The temperature of the exhaust gas in the reaction tube was maintained at 425 ° C.
Ο: 750 ppm, kerosene (C 1 ): 4500 ppm, O
2: 10%, Η 2 O : 10%, the balance: was a mixed gas consisting of N 2 was passed at a space velocity (SV) 78,000h -1. In the analysis of the gas composition at the outlet of the reaction tube, NO and NO 2
Was measured with a chemiluminescent NOx meter, and N 2 O
The concentration was measured using a gas chromatograph / thermal conductivity detector equipped with a Ρorapack Q column. The denitration rate was defined by the following equation (1). Further, N 2 O and NO 2 were hardly generated in any of the catalyst layers of the present invention.

【0040】[0040]

【式1】 (Equation 1)

【0041】[実施例2〜14および比較例1〜10]
参考例2、3、9〜11、14〜16、18の触媒2、
3、9〜11、14〜16、18および参考例4〜8、
12、13、17の触媒4〜8、12、13、17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評価試験を行
った。触媒2、3、9〜11、14〜16、18を用い
た触媒層を、それぞれ実施例2〜10とし、触媒4〜
8、12、13、17を用いた触媒層をそれぞれ比較例
1〜8とした。また、実施例1の触媒19の代わりに、
参考例20、21、23、24の触媒20、21、2
3、24および参考例22、25の触媒22、25を用
いて、実施例19と同様に触媒層を形成し、同様にして
モデルガス評価試験を行った。触媒20、21、23、
24を用いた触媒層を、それぞれ実施例11〜14と
し、触媒22、25を用いた触媒層をそれぞれ比較例
9、10とし、上記と同様にしてモデルガス評価試験を
行った。下記する表2に各触媒層の初期活性を結果とし
て示す。
Examples 2 to 14 and Comparative Examples 1 to 10
Catalysts 2 of Reference Examples 2, 3, 9 to 11, 14 to 16, and 18,
3, 9-11, 14-16, 18 and Reference Examples 4-8,
Using the catalysts 4 to 8, 12, 13, and 17 of 12, 13, and 17 instead of the catalyst 1 of Example 1, respectively, a catalyst layer similar to the above was formed, and a model gas evaluation test was performed in the same manner. . The catalyst layers using catalysts 2, 3, 9 to 11, 14 to 16, and 18 were referred to as Examples 2 to 10, respectively.
The catalyst layers using 8, 12, 13, and 17 were Comparative Examples 1 to 8, respectively. Further, instead of the catalyst 19 of Example 1,
Catalysts 20, 21, 2 of Reference Examples 20, 21, 23, 24
Using catalysts 3 and 24 and catalysts 22 and 25 of Reference Examples 22 and 25, a catalyst layer was formed in the same manner as in Example 19, and a model gas evaluation test was performed in the same manner. Catalysts 20, 21, 23,
A model gas evaluation test was performed in the same manner as described above, using the catalyst layers using 24 as Examples 11 to 14 and the catalyst layers using catalysts 22 and 25 as Comparative Examples 9 and 10, respectively. Table 2 below shows the initial activity of each catalyst layer as a result.

【0042】[性能評価例2(実施例15)]性能評価
例1において、参考例26のハニカム触媒26を直径1
5mm、長さ32mmに、参考例27のハニカム触媒2
7を直径15mm、長さ3.2mm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27が前段に、
ハニカム触媒26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。 ハニカム触媒26の
触媒層に対して、フィードするガスの空間速度(SV)
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ない、その結果を性能
評価例1の結果とともに表2に併せて示す。
Performance Evaluation Example 2 (Example 15) In Performance Evaluation Example 1, the honeycomb catalyst 26 of Reference Example 26
5 mm, length 32 mm, the honeycomb catalyst 2 of Reference Example 27
7 was processed into a cylindrical shape with a diameter of 15 mm and a length of 3.2 mm,
The honeycomb catalyst 27 is arranged at the front stage in the flow direction of the exhaust gas,
A stainless steel reaction tube having an inner diameter of 15 mm was filled so that the honeycomb catalyst 26 was located at a later stage. Space velocity (SV) of gas fed to the catalyst layer of the honeycomb catalyst 26
The evaluation test was performed using the same model gas as in Performance Evaluation Example 1 except that the value was changed to 13,000 h −1, and the results are shown in Table 2 together with the results of Performance Evaluation Example 1.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】表2より、実施例1〜15および比較例6
〜8の触媒層は初期活性が60%以上であり、比較例1
〜5、9、10の触媒層に比べて高い活性を示した。
As shown in Table 2, Examples 1 to 15 and Comparative Example 6
Comparative Examples 1 to 8 have an initial activity of 60% or more.
-5, 9 and 10 showed higher activity than the catalyst layers.

【0045】[性能評価例3]実施例1、実施例8およ
び比較例6〜比較例8の触媒層に対して、性能評価例1
のガス組成にさらにSO10ppmを共存させたガス
をフィードした以外は、性能評価例1と同様のモデルガ
スによる耐久試験を行った。表3に各触媒層の活性が安
定した時点の値を示す。
[Performance Evaluation Example 3] Performance evaluation example 1 was applied to the catalyst layers of Examples 1, 8 and Comparative Examples 6 to 8.
A durability test using a model gas similar to that of Performance Evaluation Example 1 was performed except that a gas in which 10 ppm of SO 2 was further coexisted with the gas composition of Example 1 was fed. Table 3 shows the values at the time when the activity of each catalyst layer was stabilized.

【0046】[0046]

【表3】 ────────────────────────── 触 媒 耐久後の活性 前段 後段 (%) ────────────────────────── 実施例1 触媒19+触媒1 64 実施例8 触媒19+触媒15 60 比較例6 触媒19+触媒12 51 比較例7 触媒19+触媒13 50 比較例8 触媒19+触媒17 51 ──────────────────────────[Table 3] 活性 Activity after catalyst endurance First stage Second stage (%) ───────── ───────────────── Example 1 Catalyst 19 + Catalyst 1 64 Example 8 Catalyst 19 + Catalyst 15 60 Comparative Example 6 Catalyst 19 + Catalyst 12 51 Comparative Example 7 Catalyst 19 + Catalyst 13 50 Comparison Example 8 Catalyst 19 + Catalyst 17 51 ──────────────────────────

【0047】表3より分かる通り、実施例1および8の
触媒層は耐久後でも60%以上の活性を示した。
As can be seen from Table 3, the catalyst layers of Examples 1 and 8 exhibited an activity of 60 % or more even after running.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、本発明による排ガス浄化
用触媒層と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、かつSOx共存下で優れた耐久性を発揮す
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 and the exhaust gas purifying catalyst coating structure of the present invention, and the exhaust gas purifying method using the same, water vapor is contained in the coexisting lean combustion exhaust gas. Since nitrogen oxides can be reduced and purified with a high denitration rate and exhibit excellent durability in the presence of SOx, they are useful for purification of 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 B01D 53/36 102H (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 船曳 正起 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 symbol FI B01D 53/36 102H (72) Inventor Atsushi Katakei 3-18-5 Chugoku, Ichikawa, Chiba Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. On-site (72) Inventor Masaki Funabiki 678 Ipponmatsu, Numazu City, Shizuoka Prefecture. Echem Cat Co., Ltd. Numazu Factory

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミナに、銀およびロジウムを含有さ
せてなる触媒Aと、アルミナに、銀と0.01重量%以
上で5重量%未満のシリカまたはチタニアを含有させて
なる触媒Bとから構成され、前記アルミナは窒素ガス吸
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Ζ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
を有することを特徴とする排ガス浄化用触媒層。
1. A catalyst A comprising alumina containing silver and rhodium, and a catalyst B comprising alumina containing 0.01% by weight or more and less than 5% by weight of silica or titania. The alumina has a relationship between a pore radius and a pore volume measured by a nitrogen gas adsorption method, wherein the total pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 Å or less is X, and the pore radius is When the total value of the pore volume occupied by pores of 25 Å or more and less than 100 Å 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 Ζ, Y is 70% of X
The exhaust gas purifying catalyst layer having a pore structure wherein Z is 20% or less of X.
【請求項2】 前記触媒Aにおいてアルミナに、さらに
錫を含有せしめてなることを特徴とする請求項1記載の
排ガス浄化用触媒層。
2. The exhaust gas purifying catalyst layer according to claim 1, wherein the catalyst A further comprises tin in alumina.
【請求項3】 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または2記載の触媒層を区分して被覆し
てなることを特徴とする排ガス浄化用触媒被覆構造体。
3. A catalyst substrate according to claim 1 or 2, wherein at least the inner surface of the through-hole in a support substrate having a unitary structure made of a refractory material having a large number of through-holes is divided and coated. An exhaust gas purifying catalyst-coated structure.
【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1または2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。
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 purification method comprising the exhaust gas purification catalyst layer according to Item 1 or 2.
【請求項5】 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3記載の排ガス浄化用触媒
被覆構造体で構成されていることを特徴とする排ガス浄
化方法。
5. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, comprising contacting combustion 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 Item 4. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst coating structure according to Item 3.
【請求項6】 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
区分して配置されていることを特徴とする請求項4また
は5記載の排ガス浄化方法。
6. The catalyst according to claim 4, 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.
JP9181718A 1997-06-23 1997-06-23 Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method Pending JPH1110002A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9181718A JPH1110002A (en) 1997-06-23 1997-06-23 Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9181718A JPH1110002A (en) 1997-06-23 1997-06-23 Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1110002A true JPH1110002A (en) 1999-01-19

Family

ID=16105663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9181718A Pending JPH1110002A (en) 1997-06-23 1997-06-23 Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1110002A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10174886A (en) Waste gas cleaning catalyst layer, waste gas cleaning catalyst covered structural body and waste gas cleaning method
JP4058503B2 (en) Exhaust gas purification catalyst layer, exhaust gas purification catalyst coating structure, and exhaust gas purification method using the same
JPH11128688A (en) Purification of waste gas
JPH09299763A (en) Denitration catalyst layer and denitrating method
JP2007007606A (en) Engine exhaust gas cleaning catalyst, catalytic reactor, and engine exhaust gas cleaning method
JP2001205109A (en) Catalyst layer for cleaning exhaust gas, catalyst-coated structure for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gas by using both
JPH11557A (en) Catalyst layer for purification of exhaust gas, catalyst structural body for purification of exhaust gas and purifying method of exhaust gas using these
JPH1110002A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method
JP2002370030A (en) Exhaust cleaning catalyst and exhaust cleaning method using the same
JPH10118489A (en) Catalyst layer for purifying exhaust gas, catalyst structure for purifying exhaust gas, and method for purifying exhaust gas thereby
JPH11104492A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure, and exhaust gas purifying process using the layer and the structure
JPH11128689A (en) Purification of waste gas
JPH1176839A (en) Exhaust gas cleaning catalysis layer, exhaust gas cleaning catalysis coated structure, and exhaust gas cleaning method using them
JPH10286463A (en) Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same
JPH1066871A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas, structural body coated with catalyst and method for cleaning exhaust gas
JP3682476B2 (en) NOx removal catalyst, method for producing the same, and exhaust gas NOx removal method using the same
JPH10113559A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst structure and exhaust gas purifying process using them
JPH10235157A (en) Purification of nox in exhaust gas
JPH10137584A (en) Exhaust gas purifying catalytic layer, exhaust gas purifying catalytic coated structure and exhaust gas purifying method by the same
JPH10174887A (en) Waste gas cleaning catalyst layer, waste gas cleaning catalyst covered structural body and waste gas cleaning method
JPH11226403A (en) Catalyst layer for purification of exhaust gas, catalyst-coated structure for purification of exhaust gas, and purifying method of exhaust gas using that
JPH1170338A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust purifying process using structure
JPH10165822A (en) Catalyst layer for cleaning of exhaust gas, catalyst coated structure for purification of exhaust gas and purifying method of exhaust gas using them
JPH0966223A (en) Catalyst mechanism for purifying exhaust gas and purification of exhaust gas
JPH10118502A (en) Catalyst for purification of exhaust gas, structural body coated with the catalyst and method for purifying exhaust gas