JPH11101526A

JPH11101526A - 脱硝兼脱臭触媒付きｇｈｐシステム

Info

Publication number: JPH11101526A
Application number: JP9279605A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Yamamoto; 博道山本; Kenichi Yamazeki; 憲一山関; Hiroshi Uchida; 洋内田
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ＧＨＰシステムから排出される燃焼排ガス中の
微量ＮＯｘ及び微量アルデヒド類、さらに未燃炭化水
素、一酸化炭素を単一の触媒により同時に除去し無害化
することができる脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステムを
得る。【解決手段】ＧＨＰシステムにおけるガスエンジンの排
気ラインにアルミナ担体に銀を担持させてなる脱硝兼脱
臭触媒を配置し、ガスエンジンの排気ガスを同触媒に通
過させるようにしてなることを特徴とするガスエンジン
排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステム、及び、
その触媒の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱硝兼脱臭触媒付
きＧＨＰ（ＧａｓＥｎｇｉｎｅＨｅａｔＰｕｍ
ｐ）システム及びそのための脱硝兼脱臭触媒の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧＨＰシステムにおいては、通常都市ガ
ス等のガス燃料を使用し、ガスエンジンの駆動力を利用
して圧縮式冷凍機（ヒートポンプ）を駆動させ、またガ
スエンジンから出る燃焼排ガスやエンジン冷却水から回
収した熱も利用して冷暖房が行われる。図１はＧＨＰシ
ステムのシステムフローのうち暖房を行う場合の一態様
例を示すものであり、図１中、室外機は室内機に対して
相対的に拡大して示している。

【０００３】図１中、１はガスエンジン、３は熱交換器
であり、ガスエンジン１で生成した燃焼排ガスは導管２
から熱交換器３へ導入された後、導管４を経て排出され
る。熱交換器３では排出ガスからの熱回収が行われ、導
管５、ラジエーター６、排熱回収器７、ガスエンジン用
冷却器８及び熱媒体循環用のポンプＰからなる閉回路が
形成されている。

【０００４】一方、図１中の太い線はヒートポンプの回
路を示し、また矢印（→）は熱媒体の流れを示してお
り、熱媒体を介して家屋等の室内に設置された室内機へ
熱を加えて温風を送り出すようになっている。９及び１
０はコンプレッサー、１１は四方弁、１２は膨張弁、１
３は電磁弁、１４は室外熱交換器である。コンプレッサ
ー９及び／又は１０の駆動には、通常ガスエンジン１の
駆動力が利用されるが、必要に応じこれとは別にモータ
ーその他の駆動源を利用しても行われる。なお、符号Ｆ
は図示の各箇所に配置されたファンであり、この点図２
〜図４についても同じである。

【０００５】図２は、図１中に示すような室外機中にお
けるガスエンジンを中心としたサイクル部分を示し、図
１と共通する部分は同一の符号を使用している。図２に
おいて、例えば都市ガスを燃料としてガスエンジン１を
作動させると、ここで生成した燃焼排ガスはエンジンか
らの出口導管２から温度３００〜５５０℃程度（燃焼条
件等の如何によりそれ以上、６５０℃程度となる場合も
ある）で排出され、導管２を経て熱交換器３へ導入され
る。熱交換器３では熱回収が行われ、排出ガス自体は熱
が奪われて温度が低下し、導管４から排出導管１７を経
て温度１１０〜２４０℃程度となって排出される。図２
中、１５はドレン管、１６はマフラーであり、マフラー
１６は必要に応じて設けられる。

【０００６】ところで、上記のようなＧＨＰシステムに
おけるガスエンジンからの排ガス中にはＮＯｘ（ＮＯや
ＮＯ₂ 等の窒素酸化物）その他の有害成分が含まれてい
る。このためガスエンジン自体の改良、燃焼条件の最適
化等により排ガス中のＮＯｘ等の排出濃度を低減させる
よう各種検討がなされているが、十分ではなく、その燃
焼排ガス中にはＮＯｘや未燃焼の炭化水素、さらには一
酸化炭素（ＣＯ）のほか、燃料ガス中の一部の炭化水素
が完全酸化されずにホルムアルデヒドやアセトアルデヒ
ドなどとして微量含まれている。

【０００７】排ガス中のＮＯｘの無害化処理について
は、いわゆる排煙脱硝技術として、例えば無触媒還元
法、接触分解法、非選択又は選択接触還元法、吸着法、
溶融塩吸収法、アルカリ吸収法、還元吸収法その他種々
の方法が知られている。これらのうちその処理に当たり
触媒を使用して浄化する接触還元法は通常ＮＯｘを最終
的にＮ₂ に変えて無害とするものである。

【０００８】ところで、前記のとおりＧＨＰシステムに
おけるガスエンジンからのＮＯｘ含有排ガス中には当該
ＮＯｘのほか、水蒸気や少量の炭化水素、ＣＯ、アルデ
ヒド類などが含まれるが、これらＮＯｘ含有排ガスを上
記接触還元法により脱硝して浄化する場合、特に酸素の
有無、その量的割合等の如何により大きく２つに分ける
ことができる。その１つは（Ａ）ストイキ燃焼、すなわ
ち燃料ガスに対して空気比をほぼ１とした燃焼システム
からの排ガスの脱硝であり、もう１つは（Ｂ）希薄燃
焼、すなわち燃料ガスに対する空気比が１以上となるよ
うにした燃焼システムからの排ガスの脱硝である。

【０００９】このうち前者（Ａ）は、例えばガソリンエ
ンジンからの排ガス処理に見られるように三元触媒（例
えばＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄの組合せからなる）を使用する脱
硝である。この三元触媒の脱硝性能は非常に優れてお
り、酸素不存在下では９９〜１００％という脱硝率が得
られるが、この触媒の脱硝性能は微量の酸素の存在によ
り急速に低下してしまう。このように三元触媒は酸素の
存在に非常に敏感であるため、この系統に属する殆んど
の触媒は空気比ほぼ１で燃焼させた場合の排ガスに対し
てしか使用できない。

【００１０】また、上記両燃焼方式のうち、燃焼効率の
上からは、ストイキ燃焼方式（Ａ）よりも希薄燃焼方式
（Ｂ）の方が優れているが、この希薄燃焼方式（Ｂ）か
ら発生するＮＯｘ含有排ガスの脱硝技術としては、これ
までアンモニアを用いるアンモニア脱硝法、尿素水を用
いる尿素脱硝法等の排ガスに添加した還元剤による還元
脱硝法しかなく、これは酸素共存下で作動する唯一の脱
硝システムと認識されている。

【００１１】このうち、アンモニア脱硝法における反応
は下記反応式（１）〜（２）で表わされるが、（１）は
酸素が存在する場合、（２）は酸素が無いか不足する場
合に進行する反応である。式（１）及び（２）からも明
らかなとおり、アンモニア脱硝法は酸素存在下でのみＮ
Ｏｘを有効に浄化でき、酸素不存在下ではＮ₂ＯがＮＯ
ｘの半分量生成し、ＮＯｘを有効に浄化することはでき
ない。

【化１】ＮＯ＋ＮＨ₃ ＋１/４Ｏ₂ → Ｎ₂ ＋３/２Ｈ₂Ｏ（１）

【化２】４ＮＯ＋２ＮＨ₃ → ２Ｎ₂ ＋Ｎ₂Ｏ＋３Ｈ₂Ｏ（２）

【００１２】このように燃焼排ガス中のＮＯｘを有効に
浄化するためには、使用触媒をその排ガス中の酸素の有
無、またこれが含まれる場合におけるその酸素含有の程
度等により使い分ける場合が多い。すなわち、例えば
空気比の厳密な制御ができないエンジンの場合、エン
ジンへの負荷によって、その燃焼をストイキ燃焼から希
薄燃焼まで空気比を大きく変動させる運転が最も効率が
高い燃焼システムの場合、ストイキ燃焼エンジンと希
薄燃焼エンジンを同時に稼働させ、両排ガスがダクトで
混合されている場合、ストイキ燃焼エンジンからの排
ガスに何らかの理由で空気又は酸素が混入してしまう場
合等では、排ガス中の酸素濃度は０％（含：数百ｐｐ
ｍ）から数％と大きく変動するので、排ガス脱硝触媒と
して三元触媒と例えばアンモニア脱硝法とを併用し、排
ガス中の酸素濃度に合わせて切り替える等の煩わしい操
作が必要である。

【００１３】一方、アルデヒド類（ホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド等）は生活空間における悪臭の原因と
なり、環境汚染の原因となるため、それら燃焼排ガス中
に含まれるアルデヒド類は無害にして排出する必要があ
る。空気や燃焼排ガスなどの気体中に含まれるアルデヒ
ド類を除去し、脱臭する方法としては、これまで吸着法
や酸化法など幾つかの提案がなされているが、このうち
特に酸化法はアルデヒド類を下記式（３）〜（４）のよ
うに炭酸ガスと水とに変え無害且つ無臭とするため特に
注目される。

【化３】ＨＣＨＯ＋Ｏ₂ → ＣＯ₂ ＋Ｈ₂Ｏ（３）

【化４】２ＣＨ₃ＣＨＯ＋５Ｏ₂ → ４ＣＯ₂ ＋４Ｈ₂Ｏ（４）

【００１４】例えば特開平７ー１５５６１１号における
酸化触媒は吸着性多孔質担体に銀及び／又は銀化合物を
担持したもので、この担体としては具体的にはゼオライ
ト及び／又はアルミナが使用されている。しかしこの酸
化触媒は、低温活性の脱臭触媒に関するもので、タバコ
の煙りや油脂類の分解ガスに含まれるアルデヒドを対象
としており、その実施例をみても温度２０℃における効
果如何が紹介されているだけである。ところが、前述都
市ガス等を燃料とするＧＨＰシステムにおけるガスエン
ジンからの燃焼排ガスは、それら燃焼機器の作動条件等
の如何にもよるが、通常３００〜５５０℃程度、場合に
よっては３００〜６５０℃程度の温度で排出され、ガス
エンジンから離れた箇所では温度１１０〜２４０℃程度
で排出される。

【００１５】このようにＧＨＰシステムにおいては、そ
のガスエンジンでの燃焼時以降、燃焼排ガスの温度は漸
次低下して行き、例えば図１中排出導管１７を経て排出
される排ガスの温度は通常２４０℃程度以下には下って
はいるが、なお高温であり、このためその中に含まれる
微量のアルデヒド類を触媒を使用して酸化し脱臭する場
合、ただ常温域や低温域だけで有効な触媒は使用できな
いし、逆に例えば３００〜６５０℃というような高温域
だけで有効な触媒では、排ガス温度が高いガスエンジン
の排気口に直結して使用する必要があるなど著しく不都
合である。

【００１６】そこで本発明者等は、ＧＨＰシステム等か
らそのように２４０℃程度以下ではあるが、なお高温で
排出される燃焼排ガス中のアルデヒド類を有効に酸化す
る触媒及びこれに関連する脱臭方法及びそのための触媒
ユニットを先に開発し（特願平８ー４６５７８号）、さ
らに、これと同様に燃焼排ガス中の微量アルデヒドを有
効に酸化する触媒として白金担持のアルミナ触媒を開発
している（特願平８ー１２４１１３号、特願平８ー３５
８１９１号）。

【００１７】上記特願平８ー３５８１９１号（特願平８
ー１２４１１３号も同じ）の触媒は燃焼排ガスの温度１
００℃前後で作用しはじめ、白金担持量の如何にもよる
が、温度２４０〜６５０℃では微量のアルデヒド類を完
全又はほぼ完全に酸化することができる。しかし、これ
まで、微量アルデヒド類とともに含まれるＮＯｘを同時
に無害とし除去できる単一の触媒はなかった。

【００１８】そこで本発明者等は、ＧＨＰシステムから
の排ガス中のＮＯｘ及び微量アルデヒド類について有効
な触媒について追求したところ、担体としてアルミナを
用いる点では上記と同じであるが、この担体に対して銀
成分を担持させてなる触媒が燃焼排ガス中のＮＯｘ及び
微量アルデヒド類を同時に除去できるだけでなく、併わ
せて未燃炭化水素、一酸化炭素をも除去できることを見
い出し、本発明に到達するに至ったものである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明はＧ
ＨＰシステムにおいて生成する微量のＮＯｘ及び微量の
アルデヒド類を含有する燃焼排ガスを特定の触媒、すな
わち銀をアルミナに担持させてなる触媒に通すことによ
り、該排ガス中の微量ＮＯｘ及び微量アルデヒド類、併
わせて未燃炭化水素や一酸化炭素をも同時に除去するよ
うにしてなる脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステムを提供
することを目的とし、また本発明はそのための触媒の製
造方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）ＧＨＰ
システムにおけるガスエンジンの排気ラインにアルミナ
担体に銀を担持させてなる脱硝兼脱臭触媒を配置し、ガ
スエンジンの排気ガスを当該触媒に通過させるようにし
てなることを特徴とするガスエンジン排気ガス用脱硝兼
脱臭触媒付きＧＨＰシステムを提供する。

【００２１】また本発明は、（２）アルミナ担体を硝酸
銀又は銀を溶解した水溶液中に浸漬した後、乾燥し、焼
成することを特徴とするアルミナ担体に銀を担持させて
なるＧＨＰシステムにおけるガスエンジン排気ガス用脱
硝兼脱臭触媒の製造方法を提供し、さらに本発明は、
（３）アルミナ担体を硝酸銀又は銀を溶解した水溶液中
に浸漬した後、乾燥し、焼成して得た粉体状触媒を水性
懸濁液とし、これをハニカム基材にウォッシュコート
し、乾燥し、焼成することを特徴とするＧＨＰシステム
におけるガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒の製造
方法を提供する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の触媒はＧＨＰシステムの
エンジン排気ガス中に含まれるＮＯｘ、アルデヒド類
（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等）に加え、炭
化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を同時に除去す
ることができる。本発明の触媒はアルデヒド類やＣＯに
対して反応温度３００〜６５０℃の範囲で（その前後又
はそれ以下の温度でも）有効であり、ＮＯｘ及びＨＣに
対しては反応温度４００℃前後から６５０℃の範囲で
（それ以上の温度でも）有効である。このように本発明
の触媒はＨＣ及びＣＯを酸化して無害とする機能をも有
しており、このため本明細書中脱硝兼脱臭触媒とは、Ｈ
Ｃ及びＣＯの酸化機能をも含む触媒の意味である。ま
た、本発明の触媒は、空間速度（ＳＶ）１０００ｈ^-1と
いう穏和な条件においてはもちろん、２０００００ｈ^-1
というような過酷な条件下でも有効であるが、好ましく
は空間速度４０００ｈ^-1〜６００００ｈ^-1の範囲で使用
される。

【００２３】本発明の触媒はアルミナに銀を担持させて
なるが、その製造方法としてはアルミナに対して銀を金
属として均一に担持させ得る手法であれば特に限定はな
く、好ましくは含浸法や湿式混練法などが適用できる。
その一例として含浸法の場合の一態様を述べると、銀を
硝酸銀の水溶液又は酢酸塩、錯塩その他の形で溶解した
水溶液とし、これに粉末状等のアルミナを投入し浸して
攪拌し、アルミナにそれら銀化合物を含浸させる。以降
常法により乾燥させ、焼成することにより得られる。

【００２４】本触媒の使用形態としては粉末状、粒状、
顆粒状（含：球状）、ペレット（円筒型、環状型）状、
タブレット（錠剤）状、或いはハニカム（モノリス体）
状等適宜の形状として使用される。ただ本発明ではこれ
らに燃焼排ガスを通す必要があるため、アルミナに銀を
担持して得られた触媒の形状が粉末状の場合には、これ
を充填した触媒層（例えば網目状板体や多孔板間に充填
した触媒層）から逸散しないようにするため、所定粒度
範囲に整粒するか又は造粒し、或いは加圧成形や押出し
成形して用いるのが望ましい。このうち押出し成形の場
合には適宜所定長さに切断してペレット化して使用され
る。

【００２５】また、ハニカム状の形状はさらに望ましい
使用態様である。ハニカム（モノリス体）状について
は、（１）本触媒を必要に応じバインダー等とともに押
し出し成形してハニカム状とする、（２）本触媒を例え
ばセラミックハニカムに担持させる等の態様で製造され
る。この場合、ハニカム状触媒におけるハニカム基材と
してはコージェライト等のセラミック又は金属を用いる
ことができ、該金属としては好ましくはステンレス鋼製
や鉄ーアルミニウムークロム系合金製のものが用いられ
る。

【００２６】アルミナに対する銀の担持量は、触媒の形
態が粉末状、粒状、顆粒状、ペレット状、タブレット状
の場合にはアルミナに対して０．１〜９ｗｔ％の範囲、
触媒の形態がハニカム状の場合にはハニカムの容量リッ
トル当たり０．１〜１８ｇの範囲とすることができる。
しかし銀を６ｗｔ％（ハニカム状の場合＝１２ｇ、以下
括弧内はハニカム状の場合）程度まで担持させていれば
所期の効果が得られ、耐久性やコスト等の面からも通常
は６ｗｔ％（１２ｇ）程度まで担持させていれば十分で
ある。その担持量が０．１ｗｔ％（０．１ｇ）程度を下
回る場合にもなお有効であるが、その分触媒効果は減少
する。もちろん上記範囲０．１〜９ｗｔ％（０．１〜１
８ｇ）の前後としても差し支えない。なお、担持量が９
ｗｔ％（１８ｇ）程度でもなお有効な効果が得られる
が、１０ｗｔ％（２０ｇ）程度を超えると、その理由は
不明であるが、その触媒効果はみられない。

【００２７】本発明の触媒は、ＮＯｘ、アルデヒド類、
ＣＯ、ＨＣに対して反応温度３００〜６５０℃程度の範
囲で有効であるため、ＧＨＰシステムのエンジン排気ガ
スライン中（図２で云えばエンジンからの出口導管２か
ら排出導管１７の前まで）、排ガスの温度がそのような
温度の適宜の箇所に配置される。ＧＨＰシステムからの
排ガスは、エンジンからの出口導管中（図２で云えば符
号２の箇所）又はこの導管を経た熱交換器（図２で云え
ば符号３の箇所）では温度３００〜６５０℃程度で排出
されるため、本触媒は好ましくはその出口導管の途中や
熱交換器中に配置することができる。

【００２８】図３は、本発明におけるその触媒の配置態
様例を示す図である。図３中、図２に示す部分と共通す
る部分には同じ符号を使用している。本触媒は導管２の
箇所に符号Ｚで示すように好ましくは層状に配置され
る。この点、本触媒の温度特性すなわち本触媒は３００
℃程度以上で有効であることから、そのように導管２の
途中に配置するか、以下で述べるように導管２に続く熱
交換器３中に配置するだけで足りるため、本発明の触媒
はこの点でも有利である。

【００２９】図４は本発明の触媒を導管２に続く熱交換
器３中に配置する態様を示す図であり、触媒はガスエン
ジン１に続く熱交換器３内に好ましくは触媒層Ｚとして
配置される。図示の形式とは限らず、熱交換器自体とし
ての目的を達成し、触媒がその中に配置され、ガスエン
ジン１からの排ガスより加熱される態様の装置であれば
適用される。図４（ａ）〜（ｂ）において、ガスエンジ
ン１で発生した燃焼排ガスは導管２を経て触媒層Ｚから
導管４へ通過するが、この時、高温の排ガスにより加熱
されて、その触媒作用を十分に発揮し、ＮＯｘやアルデ
ヒド類、ＨＣ及びＣＯを有効に転化し、無害として除去
される。

【００３０】図５（ａ）及び（ｂ）は触媒層Ｚをモノリ
ス（ハニカム状）体として適用する場合の一、二の態様
例を拡大断面図として模式的に示すものである。予め形
成したモノリス担体に触媒を担持させる場合、その担持
法の一態様としては、粉体状触媒を水及び例えばアルミ
ナゾル等のバインダーと混合、攪拌し、この水性懸濁液
中にモノリス担体を含浸させた後（すなわちウォッシュ
コートした後）、エアーガンその他の適宜の手段により
過剰付着物スラリーを除去して乾燥させ、次いで焼成す
ることによりモノリス担持触媒とすることができる。な
お、上記粉体状触媒は粒状触媒として適用してもよい。

【００３１】図４（ｃ）の態様は、触媒層Ｚとして、触
媒を熱交換パイプの内面に直接コーティングした場合で
ある。この場合、ガスエンジン１で発生した排ガスは導
管２を経て熱交換パイプ内を経て導管４へ通過するが、
この時熱交換パイプ内面の触媒は高温の排ガスにより加
熱されて、その触媒作用を十分に発揮し、ＮＯｘ及びア
ルデヒド類、ＨＣ、ＣＯを有効に転化して無害とし除去
する。なお、触媒を熱交換パイプの外面にコーティング
し、排ガスを熱交換パイプの外面を通すようにしてもよ
い。以上何れの場合にも、ポンプＰの作動により循環す
る熱媒体は、導管１８から導入され、触媒層Ｚの外周を
被って流れながら（排ガスを熱交換パイプの外面を通す
場合には、熱交換パイプ内を流れながら）加熱され、導
管１９、ポンプＰを経てラジエーター６へと循環する。

【００３２】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されないこ
とはもちろんである。本実施例では、アルミナ担体に対
して銀を各種量で担持した触媒を製造し、またこれをハ
ニカム状とし、これら触媒によるＮＯｘ、アルデヒド
類、ＨＣ及びＣＯの転化率評価試験及びその結果を記載
している。

【００３３】《実施例１》アルミナ源として市販のアル
ミナ粉末を準備した。一方、硝酸銀をイオン交換水に溶
解して硝酸銀の水溶液を調製した。この水溶液に該アル
ミナ粉末を混合して２時間攪拌した。この場合、該水溶
液中の銀量として、アルミナ粉末に対して２ｗｔ％とな
るようにした。その後エバポレーターを使用して温度５
０℃において減圧乾燥して水分を蒸発させた。次いで温
度１２０℃において１２時間乾燥させた後、電気炉中、
温度５００℃で空気中で３時間焼成し、粉状固形物を得
た。次いで、以上で得た粉状固形物をプレス成形により
ペレットに成形した後、粉砕し、粒径が３５５μｍ〜７
１０μｍの範囲の粒状となるように整粒した。

【００３４】〈モノリス担持触媒の調製〉上記で得た粉
末状触媒をモノリス担体に対し次のとおりにして担持さ
せた。この担体は、図５（ａ）に示す断面形状を有する
ものを円柱形に切り出したコージェライト製ハニカム型
担体で、直径２０ｍｍφ（半径＝１０ｍｍ）、長さＬ＝
５０ｍｍ、セル数２００個／インチ角のものを使用し
た。このハニカムの体積は１５．７ｍＬ（ミリリット
ル）である。

【００３５】一方、前記粉末状触媒２０ｇを蒸留水３０
ｇ及びバインダーとしてのアルミナゾル２０ｇと混合、
攪拌して水性懸濁液を得た。この水性懸濁液中に上記コ
ージェライト製ハニカム型担体を３０秒間含浸させてウ
ォッシュコートし、その後エアーガンにより過剰の付着
物スラリーを除去し、温度１１５℃に１時間保持して乾
燥させた。この処理を３回繰り返した。次いでこの乾燥
物を温度１１０℃で６時間保持し、引続き温度５００℃
で２時間焼成し、さらにエアーガンにより過剰付着物を
除去し、モノリス担持触媒を得た。このハニカム担持触
媒の銀担持量は４ｇ／Ｌであった。

【００３６】〈性能試験〉試験装置としては図６に示す
ような常圧固定床流通型反応器を用い、その中に上記ハ
ニカム担持の供試触媒１５．７ｍＬを充填した。図６
中、２０は反応管、２１は当該触媒の層、２２は電気炉
であり、図６中矢印（↓）は被処理ガスの流れ方向を示
している。被処理排ガスとしてＯ₂＝５％、Ｃ₃Ｈ₈＝２
００ｐｐｍ、ＮＯ＝１５０ｐｐｍ、ＣＯ＝１０００ｐｐ
ｍ、ＣＨ₃ＣＨＯ＝５０ｐｐｍ、ＣＯ₂＝６％、Ｈ₂Ｏ
（水蒸気）＝１０％、残余（バランス）＝窒素ガスを用
いた。試験条件としては、温度２５０〜６５０℃の範囲
で、空間速度（ＳＶ）を１２８００ｈ^-1とし、ＮＯｘ、
Ｃ₃Ｈ₈、ＣＯの分析には排ガス連続分析計を用い、アル
デヒドの分析方法はＪＩＳＫ０３０３に準拠して実施
した。

【００３７】図７はその結果である。なお、図７中、転
化率（％）とは、触媒層の入口部における被処理排ガス
中の各成分の濃度をＸ、触媒層の出口部における処理済
排ガス各成分の濃度をＹとし、下記式（Ｉ）により算出
したものである。この点以下の実施例についても同じで
ある（図９では脱硝率として示し、表１では除去率とし
て示している）。

【数１】

【００３８】図７のとおり、ＣＨ₃ＣＨＯは温度２５０
℃においても４０％前後除去されており、温度の上昇と
ともにさらに有効に除去され、４５０℃以降では完全又
はほぼ完全に除去されている。またＣＯについても、Ｃ
Ｈ₃ＣＨＯの場合よりも幾分下回るが、ほぼ同様な経過
で除去されている。さらに、Ｃ₃Ｈ₈（ＨＣ）については
温度４００℃前後から効果が現われ、以降５００℃前後
からその除去率は急激に上昇し、６５０℃ではほぼ完全
に除去されている。またＮＯ（ＮＯｘ）については、３
５０℃前後から効果が現われ、５５０℃では３３％の転
化率を示している。このように本触媒によれば、単一の
触媒により複数の有害物質を同時に有効に除去できる。

【００３９】《実施例２》実施例１と同様にしてアルミ
ナ担体に銀を担持した粒状触媒を得た。この場合硝酸銀
水溶液中の銀量を変え、アルミナに対する担持銀量が
０．１〜１２ｗｔ％の範囲の各種供試触媒を得た。試験
装置としては図６に示すような常圧固定床流通型反応器
を使用し、その中に上記各供試触媒１．０ｍＬを充填し
た。被処理排ガスとしてＮＯ＝１００ｐｐｍ、Ｃ₃Ｈ₈＝
３３０ｐｐｍ、ＣＯ＝９１０ｐｐｍ、ＣＯ₂ ＝６．８
％、Ｏ₂＝９．１％、水蒸気＝９．１％、Ｎ₂＝バランス
量を含むガスを使用し、処理温度を３５０〜６５０℃の
範囲で実施した。

【００４０】図８は、被処理排ガスの空間速度を１２０
０００ｈ^-1として実施した場合における結果である。図
８のとおり、温度４００℃前後から徐々に効果が現れ、
銀担持量２〜４ｗｔ％の範囲においては、温度５００〜
５５０℃の範囲で４０％を超えるＮＯｘ転化率を示して
いる。この点、被処理排ガス中のＮＯ量が１００ｐｐｍ
という微量であり、空間速度が１２００００ｈ^-1という
過酷な条件下である点を考慮すると有効な優れた効果で
あることは明らかである。

【００４１】《実施例３》本実施例では、実施例２の場
合と同様にして得たアルミナに対して銀を２ｗｔ％担持
した触媒を使用し、被処理排ガス中の酸素濃度を変えて
実施例２の場合と同様にして試験した。温度を４５０〜
５５０℃の範囲の各温度とし、空間速度を１２００００
ｈ^-1とした。図９はその結果である。図９のとおり、脱
硝率（＝ＮＯｘ転化率）は、被処理排ガス中の酸素の存
在量如何により大幅な変動はなく、空間速度１２０００
０ｈ^-1という過酷な条件下であるにも拘わらず有効なＮ
Ｏｘ転化率を示している。

【００４２】《実施例４》実施例１と同様にして得たモ
ノリス担持触媒（銀担持量は４ｇ／Ｌ）を用いて脱臭性
能試験を実施した。図６に示すような試験装置を使用
し、その中に触媒層２１として該供試触媒２．５ｍＬを
充填した。試験排ガスとしてアセトアルデヒド１０ｐｐ
ｍ、酸素５％、水（水蒸気）１０％、残余（バランス）
＝窒素ガスを使用し、試験条件としては、空間速度を４
００００ｈ^-1とし、アルデヒドの分析方法はＪＩＳＫ
０３０３に準拠して実施した。表１はその結果である。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１のとおり、温度３００℃におけるアセ
トアルデヒドの除去率（＝転化率）は４０．９％である
が、これは試験排ガス中のアセトアルデヒド量が１０ｐ
ｐｍという極微量であるから、５．９ｐｐｍに減少した
ことを示している。温度３５０℃で３８．９％と僅かに
低下するが、以降除去率は急激に上昇し、温度５００℃
では６２．５％もの除去率を示しており、微量アセトア
ルデヒドをさらに有効に除去できることを示している。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、ＧＨＰシステムからの
燃焼排ガス中の微量ＮＯｘ及び微量アルデヒド類を単一
の触媒により同時に除去し無害化することができる。ま
た、本発明の脱硝兼脱臭触媒は、酸素の存在に拘わらず
有効であり、約３００〜６５０℃というような温度にお
いて、燃焼排ガス中の微量ＮＯｘ及び微量アルデヒド類
だけでなく、同時に未燃炭化水素、ＣＯをも有効に除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧＨＰシステムの態様例を示す図。

【図２】図１中に示すようなＧＨＰシステム態様例にお
ける室外機中におけるガスエンジンを中心としたサイク
ル部分を示す図。

【図３】本発明における触媒（層）の配置態様を示す
図。

【図４】本発明における触媒（層）の他の配置態様を示
す図。

【図５】本発明におけるモノリス体触媒における好まし
い態様例を示す図（模式的拡大断面図）。

【図６】実施例で用いた反応装置の概略を示す図。

【図７】被処理排ガス中の各種成分の転化率を示す図。

【図８】被処理排ガス中のＮＯｘ転化率を示す図（ＳＶ
＝１２００００ｈ^-1）。

【図９】被処理排ガス中の酸素の存在量如何による脱硝
率を示す図（ＳＶ＝１２００００ｈ^-1）。

【符号の説明】

１ガスエンジン２、４、１７排ガス導管３熱交換器５熱媒体導管６ラジエーター７排熱回収器８冷却器９、１０コンプレッサー１１四方弁１２膨張弁１３電磁弁１４室外熱交換器ＦファンＺ触媒層１５ドレン管１６マフラー１８、１９熱媒体導管２０反応管２１触媒層２２電気炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 3/10 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ１０２Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＧＨＰシステムにおけるガスエンジンの排
気ラインにアルミナ担体に銀を担持させてなる脱硝兼脱
臭触媒を配置し、ガスエンジンの排気ガスを当該触媒に
通過させるようにしてなることを特徴とするガスエンジ
ン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステム。
【請求項２】上記触媒が粒状、顆粒状、ペレット状又は
タブレット状である請求項１記載のガスエンジン排気ガ
ス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステム。
【請求項３】上記粒状、顆粒状、ペレット状又はタブレ
ット状触媒におけるアルミナに対する銀の担持量がアル
ミナに対して０．１〜９ｗｔ％の範囲である請求項２記
載のガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰ
システム。
【請求項４】上記触媒がハニカム状触媒である請求項１
記載のガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨ
Ｐシステム。
【請求項５】上記ハニカム状触媒のハニカム基材がセラ
ミック製又は金属製である請求項４記載のガスエンジン
排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステム。
【請求項６】上記ハニカム状触媒における銀の担持量が
ハニカムの容量リットル当たり０．１〜１８ｇの範囲で
ある請求項４記載のガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭
触媒付きＧＨＰシステム。
【請求項７】上記脱硝兼脱臭触媒の層をＧＨＰシステム
のエンジン排気ガスライン中排ガス温度が３００〜６５
０℃の箇所に配置してなることを特徴とする請求項１記
載のガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰ
システム。
【請求項８】上記脱硝兼脱臭触媒の層をガスエンジンの
直後で且つ熱交換器の前又は熱交換器内に設置してなる
ことを特徴とする請求項１記載のガスエンジン排気ガス
用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰシステム。
【請求項９】上記脱硝兼脱臭触媒における空間速度が１
０００ｈ^-1〜２０００００ｈ^-1の範囲である請求項１記
載のガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒付きＧＨＰ
システム。
【請求項１０】アルミナ担体を硝酸銀又は銀を溶解した
水溶液中に浸漬した後、乾燥し、焼成することを特徴と
するアルミナ担体に銀を担持させてなるＧＨＰシステム
におけるガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒の製造
方法。
【請求項１１】アルミナ担体を硝酸銀又は銀を溶解した
水溶液中に浸漬した後、乾燥し、焼成して得た粉体状触
媒を水性懸濁液とし、これをハニカム基材にウォッシュ
コートし、乾燥し、焼成することを特徴とするＧＨＰシ
ステムにおけるガスエンジン排気ガス用脱硝兼脱臭触媒
の製造方法。