JPH11221468A - 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 - Google Patents
窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法Info
- Publication number
- JPH11221468A JPH11221468A JP7194657A JP19465795A JPH11221468A JP H11221468 A JPH11221468 A JP H11221468A JP 7194657 A JP7194657 A JP 7194657A JP 19465795 A JP19465795 A JP 19465795A JP H11221468 A JPH11221468 A JP H11221468A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- crystalline metallosilicate
- oxygen
- nitrogen oxides
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 62
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 51
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 33
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims abstract description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 20
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 31
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 26
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 16
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 19
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 3
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000009790 rate-determining step (RDS) Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 1
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/208—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20746—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20761—Copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 天然ガスの燃焼排ガスのように比較的低級な
炭化水素しか含まない排ガス中のNOxを還元するため
の触媒であり、水蒸気等を含む排ガス中でも十分な低温
活性があり、なおかつ耐久性を有するNOx還元用触
媒、および該触媒を用いたNOxの還元方法を提供する
こと。 【解決手段】 Coをイオン交換した結晶性メタロシリ
ケートを少なくとも含み、酸素過剰下で炭化水素により
NOxを還元するための触媒であって、該結晶性メタロ
シリケートの1次粒子の平均直径が0.01μm乃至
0.2μmであることを特徴とする窒素酸化物還元用触
媒および該触媒を用いたNOxの還元方法。
炭化水素しか含まない排ガス中のNOxを還元するため
の触媒であり、水蒸気等を含む排ガス中でも十分な低温
活性があり、なおかつ耐久性を有するNOx還元用触
媒、および該触媒を用いたNOxの還元方法を提供する
こと。 【解決手段】 Coをイオン交換した結晶性メタロシリ
ケートを少なくとも含み、酸素過剰下で炭化水素により
NOxを還元するための触媒であって、該結晶性メタロ
シリケートの1次粒子の平均直径が0.01μm乃至
0.2μmであることを特徴とする窒素酸化物還元用触
媒および該触媒を用いたNOxの還元方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス中の窒素酸化
物還元用触媒、及び、排ガス中の窒素酸化物の還元方法
に関する。より詳細には、酸素を過剰に含む排ガス中の
窒素酸化物を炭化水素を用いて還元する触媒、及び、酸
素を過剰に含み、炭化水素を含む排ガス中の窒素酸化物
を還元する方法に関する。
物還元用触媒、及び、排ガス中の窒素酸化物の還元方法
に関する。より詳細には、酸素を過剰に含む排ガス中の
窒素酸化物を炭化水素を用いて還元する触媒、及び、酸
素を過剰に含み、炭化水素を含む排ガス中の窒素酸化物
を還元する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】酸素を過剰に含む排ガス中の窒素酸化物
(以下、NOxという)を浄化する方法としては、アン
モニア脱硝法が実用化されているが、アンモニア源を保
有しなければならないこと、過剰のアンモニアはスリッ
プして新たな公害の発生源になってしまうことなどの理
由から、小型の燃焼機器には事実上適用できないのが現
状である。これに対して、最近、例えば、特開昭63−
100919号公報等に開示されているように、銅など
の金属で置換したゼオライトを用い、炭化水素により、
選択的にNOxを還元できる事が見いだされている。
(以下、NOxという)を浄化する方法としては、アン
モニア脱硝法が実用化されているが、アンモニア源を保
有しなければならないこと、過剰のアンモニアはスリッ
プして新たな公害の発生源になってしまうことなどの理
由から、小型の燃焼機器には事実上適用できないのが現
状である。これに対して、最近、例えば、特開昭63−
100919号公報等に開示されているように、銅など
の金属で置換したゼオライトを用い、炭化水素により、
選択的にNOxを還元できる事が見いだされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この触媒は炭
素数が4以下の炭化水素を還元剤とした場合、一般の排
ガスには必ず含まれている水蒸気の共存下では選択性
(消費された炭化水素のうち、NOxの還元に使われた
炭化水素のモル比)が低く、十分な脱硝率が得られなか
った。
素数が4以下の炭化水素を還元剤とした場合、一般の排
ガスには必ず含まれている水蒸気の共存下では選択性
(消費された炭化水素のうち、NOxの還元に使われた
炭化水素のモル比)が低く、十分な脱硝率が得られなか
った。
【0004】一方、Armorらは、Coをイオン交換した
ZSM−5(MFI型ゼオライト)上で、メタンにより
NOxが選択的に還元されることを報告している(「Ap
plied Catalysis B:Environmental」1巻、L31
頁)。しかし、この触媒上でも、水蒸気が共存すると活
性が低下し、実用的には十分な活性を有しない。
ZSM−5(MFI型ゼオライト)上で、メタンにより
NOxが選択的に還元されることを報告している(「Ap
plied Catalysis B:Environmental」1巻、L31
頁)。しかし、この触媒上でも、水蒸気が共存すると活
性が低下し、実用的には十分な活性を有しない。
【0005】また、特開平4−371232号公報に
は、耐久性に優れた触媒として、大結晶ゼオライトを破
砕して0.1μm乃至2μmの粒子としたものに、Co
等の活性金属をイオン交換担持した触媒が開示されてい
る。しかし、この触媒も、水蒸気等を含む実際の排ガス
雰囲気では活性が低い。
は、耐久性に優れた触媒として、大結晶ゼオライトを破
砕して0.1μm乃至2μmの粒子としたものに、Co
等の活性金属をイオン交換担持した触媒が開示されてい
る。しかし、この触媒も、水蒸気等を含む実際の排ガス
雰囲気では活性が低い。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、天然ガスの燃焼排ガスのように比較的低級な炭化
水素しか含まない排ガス中のNOxを還元するための触
媒であり、水蒸気等を含む排ガス中でも十分な低温活性
があり、なおかつ耐久性を有するNOx還元用触媒およ
び該触媒を用いたNOxの還元方法を提供することを目
的とする。
あり、天然ガスの燃焼排ガスのように比較的低級な炭化
水素しか含まない排ガス中のNOxを還元するための触
媒であり、水蒸気等を含む排ガス中でも十分な低温活性
があり、なおかつ耐久性を有するNOx還元用触媒およ
び該触媒を用いたNOxの還元方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明はCoを
イオン交換した結晶性メタロシリケートを少なくとも含
み、酸素過剰下で炭化水素によりNOxを還元するため
の触媒であって、該結晶性メタロシリケートの1次粒子
の平均直径が0.01μm乃至0.2μmであることを
特徴とする窒素酸化物還元用触媒に関する。
イオン交換した結晶性メタロシリケートを少なくとも含
み、酸素過剰下で炭化水素によりNOxを還元するため
の触媒であって、該結晶性メタロシリケートの1次粒子
の平均直径が0.01μm乃至0.2μmであることを
特徴とする窒素酸化物還元用触媒に関する。
【0008】本発明においては、結晶性メタロシリケー
トとして、1次粒子の平均直径が0.01μm乃至0.
2μm、好ましくは0.03μm乃至0.1μmである
ような結晶性メタロシリケートが用いられる。ここで、
平均直径とは、結晶の1次粒子の直径を1次粒子の外表
面積ベースで平均した値をいい、たとえば、電子顕微鏡
写真などでいくつかの視野にわたって数十個乃至百個程
度の1次粒子の直径を測った値の3乗の和を2乗の和で
除して得られる。
トとして、1次粒子の平均直径が0.01μm乃至0.
2μm、好ましくは0.03μm乃至0.1μmである
ような結晶性メタロシリケートが用いられる。ここで、
平均直径とは、結晶の1次粒子の直径を1次粒子の外表
面積ベースで平均した値をいい、たとえば、電子顕微鏡
写真などでいくつかの視野にわたって数十個乃至百個程
度の1次粒子の直径を測った値の3乗の和を2乗の和で
除して得られる。
【0009】Coイオン交換結晶性メタロシリケートの
場合、実質的に律速段階は結晶性メタロシリケートの細
孔内の拡散であり、この様な場合、結晶の1次粒子の直
径が大きいと結晶内部の活性点が有効に使われず、有効
触媒係数が大幅に低下することにより、活性が著しく低
下する。かかる観点から平均1次粒径は0.2μm以下
が好ましい。他方、1次粒子の直径が小さくても、60
0℃程度以下で使用する場合には、耐久性には全く問題
ないが、好ましくは0.01μm以上で使用する。
場合、実質的に律速段階は結晶性メタロシリケートの細
孔内の拡散であり、この様な場合、結晶の1次粒子の直
径が大きいと結晶内部の活性点が有効に使われず、有効
触媒係数が大幅に低下することにより、活性が著しく低
下する。かかる観点から平均1次粒径は0.2μm以下
が好ましい。他方、1次粒子の直径が小さくても、60
0℃程度以下で使用する場合には、耐久性には全く問題
ないが、好ましくは0.01μm以上で使用する。
【0010】結晶性メタロシリケートの結晶型として
は、MFI型など、耐熱性を有する結晶型である限り特
に制限はないが、細孔内拡散が有利な結晶型として、好
ましくは、断面が酸素8員環以上の大きさである直線状
の細孔を少なくとも二つの異なる次元方向に持ち、該細
孔が酸素8員環以上の空孔で互いに連絡されており、か
つ、少なくとも一つの方向の直線状の細孔は酸素10員
環以上の断面を有するような結晶性メタロシリケートが
用いられる。このような細孔構造を有する結晶性メタロ
シリケートの結晶型としては、AFR型、AFS型、A
FY型、BEA型、BOG型、BPH型、DAC型、F
ER型、GME型、HEU型、MEL型、MFS型、O
FF型等があげられる。これらの中でも大きい細孔径を
有するBEA型、BOG型、MEL型がより好ましい。
高純度の合成品が得やすいという点でBEA型、MEL
型がより好ましい。最も好ましいものは酸素12員環の
直線状細孔を異なる2つの次元で有し、お互いが酸素1
2員環の細孔で連絡しているBEA型である。
は、MFI型など、耐熱性を有する結晶型である限り特
に制限はないが、細孔内拡散が有利な結晶型として、好
ましくは、断面が酸素8員環以上の大きさである直線状
の細孔を少なくとも二つの異なる次元方向に持ち、該細
孔が酸素8員環以上の空孔で互いに連絡されており、か
つ、少なくとも一つの方向の直線状の細孔は酸素10員
環以上の断面を有するような結晶性メタロシリケートが
用いられる。このような細孔構造を有する結晶性メタロ
シリケートの結晶型としては、AFR型、AFS型、A
FY型、BEA型、BOG型、BPH型、DAC型、F
ER型、GME型、HEU型、MEL型、MFS型、O
FF型等があげられる。これらの中でも大きい細孔径を
有するBEA型、BOG型、MEL型がより好ましい。
高純度の合成品が得やすいという点でBEA型、MEL
型がより好ましい。最も好ましいものは酸素12員環の
直線状細孔を異なる2つの次元で有し、お互いが酸素1
2員環の細孔で連絡しているBEA型である。
【0011】上記のような1次粒子の平均直径を有する
以外に、本発明で用いる結晶性メタロシリケートは、イ
オン交換能を持っている必要がある。イオン交換能を持
っている結晶性メタロシリケートとしては、狭義のゼオ
ライトである結晶性のアルミノシリケート、シリコアル
ミノフォスフェート(SAPO)、ガロシリケート、ボ
ロシリケート等が例示され、また、シリコンの一部をチ
タン等で置換したものであってもよい。その他にもイオ
ン交換能を有しているものを随時使用できる。結晶の熱
安定性、イオン交換能の制御性等の観点から、アルミノ
シリケートが最も好ましい。
以外に、本発明で用いる結晶性メタロシリケートは、イ
オン交換能を持っている必要がある。イオン交換能を持
っている結晶性メタロシリケートとしては、狭義のゼオ
ライトである結晶性のアルミノシリケート、シリコアル
ミノフォスフェート(SAPO)、ガロシリケート、ボ
ロシリケート等が例示され、また、シリコンの一部をチ
タン等で置換したものであってもよい。その他にもイオ
ン交換能を有しているものを随時使用できる。結晶の熱
安定性、イオン交換能の制御性等の観点から、アルミノ
シリケートが最も好ましい。
【0012】イオン交換容量は活性点の数に直接影響を
与えるので重要である。アルミノシリケートの場合、S
iO2/Al2O3比(モル比)がその尺度となる。Si
O2/Al2O3比が100より多くなると、イオン交換
容量が少なすぎて活性点の数が足りなくなる。一方Si
O2/Al2O3比が10より小さくなると、親水性が強
くなり、水によるNOx還元反応の阻害が強くなるほ
か、細孔に陽イオンが必要以上に存在して細孔の空隙を
狭め、拡散性を悪くしてしまう。従って、SiO2/A
l2O3比は10乃至100が好ましい。アルミノシリケ
ート以外についても、交換可能な1価の陽イオン1個当
たりの全骨格原子(酸化物の中心元素)数は、同様の値
が望ましい。ただし、担体となる結晶性メタロシリケー
トによって安定な結晶を与える値は概ね決まっているの
で、例えば、MEL型アルミノシリケートの場合には、
SiO2/Al2O3比は20乃至100がより好まし
く、BEA型アルミノシリケートの場合には、SiO2
/Al2O3比は10乃至50がより好ましい。
与えるので重要である。アルミノシリケートの場合、S
iO2/Al2O3比(モル比)がその尺度となる。Si
O2/Al2O3比が100より多くなると、イオン交換
容量が少なすぎて活性点の数が足りなくなる。一方Si
O2/Al2O3比が10より小さくなると、親水性が強
くなり、水によるNOx還元反応の阻害が強くなるほ
か、細孔に陽イオンが必要以上に存在して細孔の空隙を
狭め、拡散性を悪くしてしまう。従って、SiO2/A
l2O3比は10乃至100が好ましい。アルミノシリケ
ート以外についても、交換可能な1価の陽イオン1個当
たりの全骨格原子(酸化物の中心元素)数は、同様の値
が望ましい。ただし、担体となる結晶性メタロシリケー
トによって安定な結晶を与える値は概ね決まっているの
で、例えば、MEL型アルミノシリケートの場合には、
SiO2/Al2O3比は20乃至100がより好まし
く、BEA型アルミノシリケートの場合には、SiO2
/Al2O3比は10乃至50がより好ましい。
【0013】本発明で用いる結晶性メタロシリケート
は、イオン交換能を持ち、結晶の1次粒子の平均直径が
0.01μm乃至0.2μm、好ましくは、0.03乃
至0.1μmであるような結晶性メタロシリケートであ
る限り、その製造方法は特に限定されないが、テンプレ
ートを用いた公知の常套的な水熱合成などにより合成す
ることができる。例えば、MFI型アルミノシリケート
は英国特許1402981号公報に開示される方法で、
MEL型アルミノシリケートは、米国特許370997
9号公報に開示される方法で、BEA型アルミノシリケ
ートは、米国特許3308069号公報に開示される方
法で合成することができる。このとき、通常の合成条件
に比べ、反応物の濃度を濃く、pHを低く、温度を高
く、撹はんを激しく、あるいは結晶化の時間を短くする
ことによって結晶の1次粒子径を小さくすることができ
る。これらの好ましい範囲については、ゼオライトの種
類や原料反応物等によって異なるが、例えば、MFI型
アルミノシリケートについては、特開昭50−5335
号公報に開示されるような方法で合成することもでき
る。
は、イオン交換能を持ち、結晶の1次粒子の平均直径が
0.01μm乃至0.2μm、好ましくは、0.03乃
至0.1μmであるような結晶性メタロシリケートであ
る限り、その製造方法は特に限定されないが、テンプレ
ートを用いた公知の常套的な水熱合成などにより合成す
ることができる。例えば、MFI型アルミノシリケート
は英国特許1402981号公報に開示される方法で、
MEL型アルミノシリケートは、米国特許370997
9号公報に開示される方法で、BEA型アルミノシリケ
ートは、米国特許3308069号公報に開示される方
法で合成することができる。このとき、通常の合成条件
に比べ、反応物の濃度を濃く、pHを低く、温度を高
く、撹はんを激しく、あるいは結晶化の時間を短くする
ことによって結晶の1次粒子径を小さくすることができ
る。これらの好ましい範囲については、ゼオライトの種
類や原料反応物等によって異なるが、例えば、MFI型
アルミノシリケートについては、特開昭50−5335
号公報に開示されるような方法で合成することもでき
る。
【0014】本発明による触媒では、上記の結晶性メタ
ロシリケートに、Coをイオン交換により担持する。イ
オン交換は、常套的な方法でよく、例えば、プロトン
型、Na型またはアンモニウム型メタロシリケートを、
Coの水溶性塩をイオン交換当量かもしくは若干過剰量
溶解する水溶液に懸濁し、常温から80℃程度に保ち、
1時間乃至3日間程度イオン交換を行い、水洗、乾燥の
後、400℃乃至750℃で焼成すればよい。
ロシリケートに、Coをイオン交換により担持する。イ
オン交換は、常套的な方法でよく、例えば、プロトン
型、Na型またはアンモニウム型メタロシリケートを、
Coの水溶性塩をイオン交換当量かもしくは若干過剰量
溶解する水溶液に懸濁し、常温から80℃程度に保ち、
1時間乃至3日間程度イオン交換を行い、水洗、乾燥の
後、400℃乃至750℃で焼成すればよい。
【0015】Coの担持量は、イオン交換率にして40
%乃至120%の間が好ましい。ここで、イオン交換率
とは、交換しうる陽イオンのモル数に価数を掛けて合計
したイオン交換容量に対する、担持したCoのモル数に
金属イオンの価数(+2)を掛けた値の百分率である。
イオン交換率がこれより少ないと活性が十分ではなく、
これより多いと細孔の空隙を狭めてしまうだけでなく、
金属が凝集しやすくなるので好ましくない。
%乃至120%の間が好ましい。ここで、イオン交換率
とは、交換しうる陽イオンのモル数に価数を掛けて合計
したイオン交換容量に対する、担持したCoのモル数に
金属イオンの価数(+2)を掛けた値の百分率である。
イオン交換率がこれより少ないと活性が十分ではなく、
これより多いと細孔の空隙を狭めてしまうだけでなく、
金属が凝集しやすくなるので好ましくない。
【0016】本発明の触媒は、アルカリ土類金属などの
助触媒やバインダーを加えてもよく、ペレット状、ハニ
カム状に成型されていてもよく、また、耐火性ハニカム
担体にウォシュコートされた形態であってもよい。
助触媒やバインダーを加えてもよく、ペレット状、ハニ
カム状に成型されていてもよく、また、耐火性ハニカム
担体にウォシュコートされた形態であってもよい。
【0017】Coをイオン交換した結晶性メタロシリケ
ートは、触媒層の重量に対する割合としては40重量%
以上、好ましくは70重量%以上含まれるようにし、ま
た、耐火性ハニカム担体にウォシュコートされた形態に
あっては、担体重量も含む総重量に対して5重量%以
上、好ましくは10重量%以上含まれるように使用す
る。
ートは、触媒層の重量に対する割合としては40重量%
以上、好ましくは70重量%以上含まれるようにし、ま
た、耐火性ハニカム担体にウォシュコートされた形態に
あっては、担体重量も含む総重量に対して5重量%以
上、好ましくは10重量%以上含まれるように使用す
る。
【0018】本発明の触媒は、酸化活性が低く、高いN
Ox還元の選択性が得られるCoイオンを高分散に担持
できる結晶性メタロシリケートを用いており、なおかつ
該メタロシリケートの結晶の1次粒子が小さいものを用
いているので、律速段階となる細孔内拡散のプロセスが
短くて済み、水蒸気などが存在する実際の排ガス雰囲気
でも、有効触媒係数が大きく、細孔の奥に存在する活性
点の多くが有効に反応に使われるので、低温活性が高
く、なおかつ高温での選択性も低下しないことから、幅
広い温度域で高い脱硝率が得られる。
Ox還元の選択性が得られるCoイオンを高分散に担持
できる結晶性メタロシリケートを用いており、なおかつ
該メタロシリケートの結晶の1次粒子が小さいものを用
いているので、律速段階となる細孔内拡散のプロセスが
短くて済み、水蒸気などが存在する実際の排ガス雰囲気
でも、有効触媒係数が大きく、細孔の奥に存在する活性
点の多くが有効に反応に使われるので、低温活性が高
く、なおかつ高温での選択性も低下しないことから、幅
広い温度域で高い脱硝率が得られる。
【0019】上記で得られた触媒は過剰な酸素と炭化水
素を含む排ガス中のNOxを炭化水素により選択的に還
元するのに有用でる。ここに、上記で得られる、Coを
イオン交換担持した結晶性メタロシリケートを含む触媒
であって、該結晶性メタロシリケート結晶の1次粒子の
平均直径が0.01μm乃至0.2μm、好ましくは、
0.03μm乃至0.1μmであるような結晶性メタロ
シリケートである触媒を用いて、過剰な酸素と炭化水素
を含む排ガス中のNOxを炭化水素により選択的に還元
する方法を提供するものである。
素を含む排ガス中のNOxを炭化水素により選択的に還
元するのに有用でる。ここに、上記で得られる、Coを
イオン交換担持した結晶性メタロシリケートを含む触媒
であって、該結晶性メタロシリケート結晶の1次粒子の
平均直径が0.01μm乃至0.2μm、好ましくは、
0.03μm乃至0.1μmであるような結晶性メタロ
シリケートである触媒を用いて、過剰な酸素と炭化水素
を含む排ガス中のNOxを炭化水素により選択的に還元
する方法を提供するものである。
【0020】かかる還元方法は、NOx並びに過剰酸
素、炭化水素を含む排ガスを上記の触媒に接触させるこ
とにより行われる。その反応条件は、Coをイオン交換
担持した結晶性メタロシリケートを含む触媒であって、
該結晶性メタロシリケート結晶の1次粒子の平均直径が
0.01μm乃至0.2μm、好ましくは、0.03μ
m乃至0.1μmであるような結晶性メタロシリケート
である触媒を用いる限り、特に制約はないが、使用され
る温度としては、300℃乃至600℃、好ましくは、
350℃乃至500℃、GHSV(gaseous hourly spa
ce velocity)2000乃至100000、好ましくは
5000乃至30000で使用される。温度が300℃
より低いと触媒の活性が十分ではなく、600℃より高
いと劣化を早める原因になる。また、GHSVが200
0未満であると圧損が大きくなり、100000を越え
ると脱硝率が低下する。
素、炭化水素を含む排ガスを上記の触媒に接触させるこ
とにより行われる。その反応条件は、Coをイオン交換
担持した結晶性メタロシリケートを含む触媒であって、
該結晶性メタロシリケート結晶の1次粒子の平均直径が
0.01μm乃至0.2μm、好ましくは、0.03μ
m乃至0.1μmであるような結晶性メタロシリケート
である触媒を用いる限り、特に制約はないが、使用され
る温度としては、300℃乃至600℃、好ましくは、
350℃乃至500℃、GHSV(gaseous hourly spa
ce velocity)2000乃至100000、好ましくは
5000乃至30000で使用される。温度が300℃
より低いと触媒の活性が十分ではなく、600℃より高
いと劣化を早める原因になる。また、GHSVが200
0未満であると圧損が大きくなり、100000を越え
ると脱硝率が低下する。
【0021】本発明でいう炭化水素としては、エチレン
などのオレフィンやプロパンなどのパラフィンなど、幅
広い炭化水素をさすが、好ましくは、炭素数2乃至5の
脂肪族炭化水素である。芳香族炭化水素は、本発明の触
媒の炭化水素の酸化活性が高くないためあまり有効では
なく、炭素数が6程度以上の脂肪族炭化水素は、そもそ
も炭化水素自体の拡散速度が遅いために本発明の特徴が
あまり生かされない。また、メタンは400℃より低い
温度では反応性が乏しく、十分な脱硝率が得られないお
それがある。
などのオレフィンやプロパンなどのパラフィンなど、幅
広い炭化水素をさすが、好ましくは、炭素数2乃至5の
脂肪族炭化水素である。芳香族炭化水素は、本発明の触
媒の炭化水素の酸化活性が高くないためあまり有効では
なく、炭素数が6程度以上の脂肪族炭化水素は、そもそ
も炭化水素自体の拡散速度が遅いために本発明の特徴が
あまり生かされない。また、メタンは400℃より低い
温度では反応性が乏しく、十分な脱硝率が得られないお
それがある。
【0022】Coをイオン交換により結晶性メタロシリ
ケートに担持した触媒について、炭素数が2乃至5程度
の炭化水素を還元剤とするNOxの選択還元反応に有効
な反応活性点は、結晶性メタロシリケートの細孔中に分
散されたCoイオンであり、Cuや貴金属を担持したゼ
オライトと異なり、細孔の奥に存在している活性点も実
質的に反応に寄与している。即ち、Cuや貴金属を担持
したゼオライトでは、金属の酸化活性が高いためにゼオ
ライト粒子表面に存在する金属または金属イオン上で反
応が完結し、細孔の奥に金属が存在していても反応に寄
与しないが、Coの場合、酸化活性が低く、高いNOx
還元の選択性が期待できるかわりに、NOxの還元反応
の速度も遅いため、細孔内部にまで反応物が到達しうる
ので、細孔の奥の金属イオン上でも反応が起こりうる。
活性を上げるためには、この活性点を担体粒子表面に濃
縮する方法が考えられるが、これらの金属イオンが近づ
きすぎると酸素活性化能のあるCo3O4等の酸化物クラ
スターを形成し、炭化水素の酸化の活性が上昇すること
によって選択性が低下してしまうとともに、活性点の数
がかえって減少してしまう。
ケートに担持した触媒について、炭素数が2乃至5程度
の炭化水素を還元剤とするNOxの選択還元反応に有効
な反応活性点は、結晶性メタロシリケートの細孔中に分
散されたCoイオンであり、Cuや貴金属を担持したゼ
オライトと異なり、細孔の奥に存在している活性点も実
質的に反応に寄与している。即ち、Cuや貴金属を担持
したゼオライトでは、金属の酸化活性が高いためにゼオ
ライト粒子表面に存在する金属または金属イオン上で反
応が完結し、細孔の奥に金属が存在していても反応に寄
与しないが、Coの場合、酸化活性が低く、高いNOx
還元の選択性が期待できるかわりに、NOxの還元反応
の速度も遅いため、細孔内部にまで反応物が到達しうる
ので、細孔の奥の金属イオン上でも反応が起こりうる。
活性を上げるためには、この活性点を担体粒子表面に濃
縮する方法が考えられるが、これらの金属イオンが近づ
きすぎると酸素活性化能のあるCo3O4等の酸化物クラ
スターを形成し、炭化水素の酸化の活性が上昇すること
によって選択性が低下してしまうとともに、活性点の数
がかえって減少してしまう。
【0023】本願発明の触媒が適用できる排ガス中のN
Ox濃度は、特に制限はないが、通常、10ppm乃至
5000ppmに対し、NOxの還元に必要な炭化水素
濃度は、メタン換算(THC)にして、NOx濃度の1
/2乃至10倍の濃度、即ち、5ppm乃至5%であ
り、排ガス中に存在する炭化水素では足りない場合、所
望の還元率に応じて、炭化水素を排ガスに注入してもよ
い。本発明によるNOx還元方法では、細孔内拡散が早
くなる触媒を用いているので、拡散が不利になる低NO
x濃度の条件でも高いNOx転化率が得られる。
Ox濃度は、特に制限はないが、通常、10ppm乃至
5000ppmに対し、NOxの還元に必要な炭化水素
濃度は、メタン換算(THC)にして、NOx濃度の1
/2乃至10倍の濃度、即ち、5ppm乃至5%であ
り、排ガス中に存在する炭化水素では足りない場合、所
望の還元率に応じて、炭化水素を排ガスに注入してもよ
い。本発明によるNOx還元方法では、細孔内拡散が早
くなる触媒を用いているので、拡散が不利になる低NO
x濃度の条件でも高いNOx転化率が得られる。
【0024】排ガス中の酸素濃度は、極端に少ないと反
応の第一段階であるNOの酸化反応が起こらないので、
0.5%以上含まれていることが好ましく、3%以上含
まれていることがより好ましい。酸素濃度の上限は特に
ないが、空気より濃い濃度では、予期せぬ爆発的な燃焼
が起こる可能性があるので好ましくない。しかし、本発
明による触媒では、炭化水素の酸化活性の低いCoイオ
ンが長時間高分散に担持されるので、酸素濃度が上がっ
ても選択性は殆ど低下しない。
応の第一段階であるNOの酸化反応が起こらないので、
0.5%以上含まれていることが好ましく、3%以上含
まれていることがより好ましい。酸素濃度の上限は特に
ないが、空気より濃い濃度では、予期せぬ爆発的な燃焼
が起こる可能性があるので好ましくない。しかし、本発
明による触媒では、炭化水素の酸化活性の低いCoイオ
ンが長時間高分散に担持されるので、酸素濃度が上がっ
ても選択性は殆ど低下しない。
【0025】排ガス中には、その他の成分、即ち、H2
O、CO2、CO、H2、SOx等を含んでいてもよい
が、本発明によるNOxの還元方法では、特に、水蒸気
等、炭化水素による選択還元反応で一般に反応阻害の原
因になっていると言われている物質を含む排ガスに適し
ている。また、本発明による還元方法では、炭化水素と
して、炭素数4以下の炭化水素が、メタン換算で全体の
炭化水素の90%以上を占めるような、天然ガスの燃焼
排ガス中のNOxの還元にも適している。
O、CO2、CO、H2、SOx等を含んでいてもよい
が、本発明によるNOxの還元方法では、特に、水蒸気
等、炭化水素による選択還元反応で一般に反応阻害の原
因になっていると言われている物質を含む排ガスに適し
ている。また、本発明による還元方法では、炭化水素と
して、炭素数4以下の炭化水素が、メタン換算で全体の
炭化水素の90%以上を占めるような、天然ガスの燃焼
排ガス中のNOxの還元にも適している。
【0026】本発明による還元方法では、NOxの還元
に炭化水素が用いられるために、炭化水素も浄化される
が、必要に応じて、本発明による触媒後流側に酸化触媒
を設置して残存するCOや炭化水素などを酸化してもよ
い。
に炭化水素が用いられるために、炭化水素も浄化される
が、必要に応じて、本発明による触媒後流側に酸化触媒
を設置して残存するCOや炭化水素などを酸化してもよ
い。
【0027】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づき、本発明を
より詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
より詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
【0028】実施例1 特開昭50−5335号公報に開示される方法で、1次
粒子の平均直径が0.1μm程度になるように、MFI
型アルミノシリケート(以下、「MFIゼオライト」と
呼ぶ)を合成した。得られたNa型のゼオライトをアン
モニア水でNH4型としてから空気中焼成し、プロトン
型に変換した。
粒子の平均直径が0.1μm程度になるように、MFI
型アルミノシリケート(以下、「MFIゼオライト」と
呼ぶ)を合成した。得られたNa型のゼオライトをアン
モニア水でNH4型としてから空気中焼成し、プロトン
型に変換した。
【0029】得られたゼオライトのSiO2/Al2O3
比は50、走査型電子顕微鏡写真から観察される1次粒
子の平均直径は約0.10μmであった。
比は50、走査型電子顕微鏡写真から観察される1次粒
子の平均直径は約0.10μmであった。
【0030】得られたH型MFIゼオライト10gを純
水中で煮沸後、静置し、上澄みを除いた後、0.005
82M酢酸コバルト水溶液1リットルに懸濁し、60℃
で10時間撹拌することにより、イオン交換を行った。
この時、水溶液のpHは5.5であった。イオン交換し
たゼオライトは、濾別、水洗し、再度イオン交換を繰り
返し、合計4回イオン交換を行った。ゼオライトを濾
別、水洗の後、80℃で一晩乾燥させ、空気中500℃
で5時間焼成して、Co−MFI(1)触媒を得た。得
られた触媒中のCoイオン交換率は67%であった。
水中で煮沸後、静置し、上澄みを除いた後、0.005
82M酢酸コバルト水溶液1リットルに懸濁し、60℃
で10時間撹拌することにより、イオン交換を行った。
この時、水溶液のpHは5.5であった。イオン交換し
たゼオライトは、濾別、水洗し、再度イオン交換を繰り
返し、合計4回イオン交換を行った。ゼオライトを濾
別、水洗の後、80℃で一晩乾燥させ、空気中500℃
で5時間焼成して、Co−MFI(1)触媒を得た。得
られた触媒中のCoイオン交換率は67%であった。
【0031】比較例1 特公昭46−10064号公報に開示される方法で、1
次粒子の平均直径が1μm程度になるように、Na型Z
SM−5を合成し、得られたゼオライトを実施例1と同
様にしてプロトン型に変換した。得られたゼオライトの
SiO2/Al2O3比は50、1次粒子の平均直径は約
1.3μmであった。
次粒子の平均直径が1μm程度になるように、Na型Z
SM−5を合成し、得られたゼオライトを実施例1と同
様にしてプロトン型に変換した。得られたゼオライトの
SiO2/Al2O3比は50、1次粒子の平均直径は約
1.3μmであった。
【0032】得られたH型MFIゼオライトを用い、イ
オン交換回数を6回とする以外は実施例1と同様にし
て、Co−MFI(2)触媒を得た。得られた触媒中の
Coイオン交換率は72%であった。
オン交換回数を6回とする以外は実施例1と同様にし
て、Co−MFI(2)触媒を得た。得られた触媒中の
Coイオン交換率は72%であった。
【0033】実施例2 BEA型アルミノシリケート(以下「BEAゼオライ
ト」と呼ぶ)は、SiO2/Al2O3比が20となるよ
うな比で、アルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、
シリカゾル、水酸化テトラエチルアンモニウム及び水を
撹拌しながら混合し、オートクレーブ中で160℃で2
0時間加熱する事により、結晶化させた。
ト」と呼ぶ)は、SiO2/Al2O3比が20となるよ
うな比で、アルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、
シリカゾル、水酸化テトラエチルアンモニウム及び水を
撹拌しながら混合し、オートクレーブ中で160℃で2
0時間加熱する事により、結晶化させた。
【0034】得られた固形物を濾別、水洗、150℃で
乾燥の後、550℃で5時間焼成して調製した。得られ
たBEAゼオライト(Na型)のSiO2/Al2O3比
は18.4であり、結晶の1次粒子の平均直径は0.0
9μmであった。
乾燥の後、550℃で5時間焼成して調製した。得られ
たBEAゼオライト(Na型)のSiO2/Al2O3比
は18.4であり、結晶の1次粒子の平均直径は0.0
9μmであった。
【0035】得られたBEAゼオライト150gを0.
2M酢酸コバルト水溶液3リットルに懸濁し、60℃で
5時間イオン交換を行った。ゼオライトを濾別、水洗の
後、再度同様にしてイオン交換を繰り返した。得られた
Coイオン交換ゼオライトは、水洗、乾燥の後、空気
中、550℃で5時間焼成し、Co−BEA触媒(1)
を得た。得られた触媒のCoイオン交換率は126%で
あった。
2M酢酸コバルト水溶液3リットルに懸濁し、60℃で
5時間イオン交換を行った。ゼオライトを濾別、水洗の
後、再度同様にしてイオン交換を繰り返した。得られた
Coイオン交換ゼオライトは、水洗、乾燥の後、空気
中、550℃で5時間焼成し、Co−BEA触媒(1)
を得た。得られた触媒のCoイオン交換率は126%で
あった。
【0036】実施例3 実施例2とほぼ同様にしてSiO2/Al2O3比44.
08のプロトン型BEAゼオライトを合成した。ゼオラ
イトの結晶の1次粒子の平均直径は約0.05μmであ
り、さらにこの微結晶が凝集して約0.6μmの2次粒
子を形成していた。
08のプロトン型BEAゼオライトを合成した。ゼオラ
イトの結晶の1次粒子の平均直径は約0.05μmであ
り、さらにこの微結晶が凝集して約0.6μmの2次粒
子を形成していた。
【0037】該ゼオライト12gを65mlの酢酸コバ
ルト水溶液に懸濁する以外は実施例2と同様にしてCo
−BEA(2)触媒を得た。得られた触媒中のCoイオ
ン交換率は110%であった。
ルト水溶液に懸濁する以外は実施例2と同様にしてCo
−BEA(2)触媒を得た。得られた触媒中のCoイオ
ン交換率は110%であった。
【0038】実施例4 上記実施例1から3及び比較例1で得られた触媒を錠剤
に成型した後破砕してふるいで1−2mmに整粒し、さ
らに空気中、500℃で9時間焼成した試料4mlをS
US製反応管(内径14mm)に充填し、表1の組成の
試験ガスを毎分1リットル(GHSV=15000)流
通させ、反応管出口のガス組成を化学発光式NOx計及
びガスクロマトグラフで測定した。
に成型した後破砕してふるいで1−2mmに整粒し、さ
らに空気中、500℃で9時間焼成した試料4mlをS
US製反応管(内径14mm)に充填し、表1の組成の
試験ガスを毎分1リットル(GHSV=15000)流
通させ、反応管出口のガス組成を化学発光式NOx計及
びガスクロマトグラフで測定した。
【表1】
【0039】400℃及び500℃での、触媒活性(N
Ox転化率及びプロパン転化率)を表2に示す。なお、
ここで、NOx転化率およびプロパン転化率は、反応管
入口及び出口の濃度から、以下の式によって計算された
ものである。
Ox転化率及びプロパン転化率)を表2に示す。なお、
ここで、NOx転化率およびプロパン転化率は、反応管
入口及び出口の濃度から、以下の式によって計算された
ものである。
【数1】
【0040】
【数2】
【0041】
【表2】
【0042】表2から明らかなように、本発明に基づく
Co−MFI(1)触媒は、、Co−MFI(2)触媒
よりも明らかに活性が高く、粒子径が小さいことが重要
であることがわかる。また、本発明に基づくCo−BE
A(1)及び(2)も高い活性を示しているが、特に、
SiO2/Al2O3比が高く、活性点の絶対量が少ない
と考えられるCo−BEA(2)でも、Co−BEA
(1)と大差の無い活性を示すことがわかり、1次粒子
が凝集して1μm以上の2次粒子を形成していても、1
次粒子が小さければ、2次粒子内のメソ細孔の拡散は問
題にならず、高い活性が得られることが示されている。
Co−MFI(1)触媒は、、Co−MFI(2)触媒
よりも明らかに活性が高く、粒子径が小さいことが重要
であることがわかる。また、本発明に基づくCo−BE
A(1)及び(2)も高い活性を示しているが、特に、
SiO2/Al2O3比が高く、活性点の絶対量が少ない
と考えられるCo−BEA(2)でも、Co−BEA
(1)と大差の無い活性を示すことがわかり、1次粒子
が凝集して1μm以上の2次粒子を形成していても、1
次粒子が小さければ、2次粒子内のメソ細孔の拡散は問
題にならず、高い活性が得られることが示されている。
【0043】実施例5 実施例2の触媒について、希薄燃焼の天然ガスエンジン
排ガスを模擬した表3に示す組成の試験ガスを425℃
で継続的に流通させる(GHSV=15000)以外は
実施例4と同様にして耐久性を評価した。NOx転化率
の時間変化を図1に示す。NOx転化率は、実施例4と
同様に定義された値である。
排ガスを模擬した表3に示す組成の試験ガスを425℃
で継続的に流通させる(GHSV=15000)以外は
実施例4と同様にして耐久性を評価した。NOx転化率
の時間変化を図1に示す。NOx転化率は、実施例4と
同様に定義された値である。
【0044】
【表3】
【0045】図1から明らかなように、Co−BEA
(1)触媒では、400時間以上にわたって80%以上
の高いNOx転化率が安定して得られていることがわか
り、本発明による触媒では、初期の触媒活性が高いだけ
でなく、水蒸気やSOxを含む条件下での耐久性につい
ても全く問題が無いことがわかる。
(1)触媒では、400時間以上にわたって80%以上
の高いNOx転化率が安定して得られていることがわか
り、本発明による触媒では、初期の触媒活性が高いだけ
でなく、水蒸気やSOxを含む条件下での耐久性につい
ても全く問題が無いことがわかる。
【0046】
【発明の効果】本発明による触媒では、炭化水素の酸化
活性が低いCoを用いているので、高いNOx還元の選
択性が得られる。また本発明の触媒はCoを高分散で担
持しうる結晶性メタロシリケートを担体として用い、し
かも、その結晶性メタロシリケートの結晶の1次粒子の
平均直径が、耐久性を確保できる範囲で十分に小さく、
細孔の奥に存在する活性点も有効に利用されるため、高
いNOx還元活性が得られる。
活性が低いCoを用いているので、高いNOx還元の選
択性が得られる。また本発明の触媒はCoを高分散で担
持しうる結晶性メタロシリケートを担体として用い、し
かも、その結晶性メタロシリケートの結晶の1次粒子の
平均直径が、耐久性を確保できる範囲で十分に小さく、
細孔の奥に存在する活性点も有効に利用されるため、高
いNOx還元活性が得られる。
【0047】また、上記のような触媒を用いている本発
明によるNOxの還元方法は、広い温度範囲で高い脱硝
率が得られ、しかも、水蒸気等の妨害物質の共存する場
合など、細孔内拡散が不利になる条件下でも高いNOx
転化率が得られる。
明によるNOxの還元方法は、広い温度範囲で高い脱硝
率が得られ、しかも、水蒸気等の妨害物質の共存する場
合など、細孔内拡散が不利になる条件下でも高いNOx
転化率が得られる。
【図1】 NOx転化率の時間変化を表わすグラフであ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 浩文 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 ジュセッペ・ベッルッシィ イタリア国29100ピャチェンツァ、ヴィ ア・ア・スコット44番 (72)発明者 ルイジーナ・マリア・フローラ・サバティ ノ イタリア国20097ミラネーセ、サン・ドナ ート、ヴィア・モランディ2/ビ番
Claims (8)
- 【請求項1】 Coをイオン交換した結晶性メタロシリ
ケートを少なくとも含み、酸素過剰下で炭化水素により
NOxを還元するための触媒であって、該結晶性メタロ
シリケートの1次粒子の平均直径が0.01μm乃至
0.2μmであることを特徴とする窒素酸化物還元用触
媒。 - 【請求項2】 結晶性メタロシリケートが、断面が酸素
8員環以上の大きさである直線状の細孔を少なくとも二
つの異なる次元方向に持ち、該細孔が酸素8員環以上の
空孔で互いに連絡されており、かつ、少なくとも一つの
方向の直線状の細孔は酸素10員環以上の断面を有する
メタロシリケートである請求項1記載の窒素酸化物還元
用触媒。 - 【請求項3】 結晶性メタロシリケートがMEL型また
はBEA型のアルミノシリケートである請求項2記載の
窒素酸化物還元用触媒。 - 【請求項4】 アルミノシリケートのSiO2/Al2O
3比が10乃至100、Co/Al比が0.2乃至0.
6であり、1次粒子の平均直径が0.03μm乃至0.
1μmである請求項3記載の窒素酸化物還元用触媒。 - 【請求項5】 酸素を過剰に含み、炭化水素を含む排ガ
ス中の窒素酸化物を還元する方法であって、Coをイオ
ン交換した結晶性メタロシリケートを少なくとも含み、
該結晶性メタロシリケート結晶の1次粒子の平均直径が
0.01μm乃至0.2μmである触媒を用いることを
特徴とする排ガス中の窒素酸化物の還元方法。 - 【請求項6】 結晶性メタロシリケートが、断面が酸素
8員環以上の大きさである直線状の細孔を少なくとも二
つの異なる次元方向に持ち、該細孔が酸素8員環以上の
空孔で互いに連絡されており、かつ、少なくとも一つの
方向の直線状の細孔は酸素10員環以上の断面を有する
メタロシリケートである請求項5記載の排ガス中の窒素
酸化物の還元方法。 - 【請求項7】 結晶性メタロシリケートがSiO2/A
l2O3比10乃至100のMEL型またはBEA型の結
晶性アルミノシリケートであって、Co/Alが0.2
乃至0.6、1次粒子の平均直径が0.03μm乃至
0.1μmである触媒を用いる請求項6記載の排ガス中
の窒素酸化物の還元方法。 - 【請求項8】 炭化水素が、メタン換算にして90%以
上が炭素数4個以下で構成される炭化水素である請求項
7記載の排ガス中の窒素酸化物の還元方法。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7086259A JPH11221469A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 窒素酸化物還元用触媒及び排ガス中の窒素酸化物の還元方法 |
JP7117874A JPH11221470A (ja) | 1995-03-17 | 1995-04-18 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
JP7194657A JPH11221468A (ja) | 1995-03-17 | 1995-07-31 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
EP96103828A EP0732140A1 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-12 | Nitrogen oxide-reducing catalyst and process for reducing nitrogen oxides in exhaust gas |
KR1019960706483A KR970703190A (ko) | 1994-05-24 | 1996-03-14 | 산화 질소 환원용 촉매 및 배기 가스중 산화 질소의 환원 방법(nitrogen oxide-reducing catalyst and process for reducing nitrogen oxides in exhaust gas) |
JP8528271A JPH11514282A (ja) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | 窒素酸化物還元用触媒および排ガス中の窒素酸化物を還元する方法 |
PCT/JP1996/000637 WO1996029140A1 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | Nitrogen oxide-reducing catalyst and process for reducing nitrogen oxides in exhaust gas |
CN 96190511 CN1156972A (zh) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | 氮氧化物还原催化剂和使废气中氮氧化物还原的方法 |
CA 2190456 CA2190456A1 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | Nitrogen oxide-reducing catalyst and process for reducing nitrogen oxides in exhaust gas |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7086259A JPH11221469A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 窒素酸化物還元用触媒及び排ガス中の窒素酸化物の還元方法 |
JP7117874A JPH11221470A (ja) | 1995-03-17 | 1995-04-18 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
JP7194657A JPH11221468A (ja) | 1995-03-17 | 1995-07-31 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11221468A true JPH11221468A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=27305137
Family Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7086259A Withdrawn JPH11221469A (ja) | 1994-05-24 | 1995-03-17 | 窒素酸化物還元用触媒及び排ガス中の窒素酸化物の還元方法 |
JP7117874A Withdrawn JPH11221470A (ja) | 1994-05-24 | 1995-04-18 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
JP7194657A Withdrawn JPH11221468A (ja) | 1994-05-24 | 1995-07-31 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
JP8528271A Withdrawn JPH11514282A (ja) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | 窒素酸化物還元用触媒および排ガス中の窒素酸化物を還元する方法 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7086259A Withdrawn JPH11221469A (ja) | 1994-05-24 | 1995-03-17 | 窒素酸化物還元用触媒及び排ガス中の窒素酸化物の還元方法 |
JP7117874A Withdrawn JPH11221470A (ja) | 1994-05-24 | 1995-04-18 | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8528271A Withdrawn JPH11514282A (ja) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | 窒素酸化物還元用触媒および排ガス中の窒素酸化物を還元する方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0732140A1 (ja) |
JP (4) | JPH11221469A (ja) |
CN (1) | CN1156972A (ja) |
CA (1) | CA2190456A1 (ja) |
WO (1) | WO1996029140A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7399729B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-15 | General Electric Company | Catalyst system for the reduction of NOx |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0739651B1 (en) * | 1995-04-17 | 2001-08-16 | ENITECNOLOGIE S.p.a. | Nitrogen oxides reduction catalyst and process for reducing nitrogen oxides in exhaust gas |
EP0766992B1 (en) * | 1995-10-06 | 2003-07-30 | ENITECNOLOGIE S.p.a. | Nitrogen oxides reduction catalyst and process for reducing nitrogen oxides in exhaust gas |
US9764313B2 (en) | 2014-06-18 | 2017-09-19 | Basf Corporation | Molecular sieve catalyst compositions, catalyst composites, systems, and methods |
RU2754003C1 (ru) * | 2014-06-18 | 2021-08-25 | Басф Корпорейшн | Каталитические композиции молекулярного сита, каталитические композиты, системы и способы |
KR102436905B1 (ko) * | 2014-06-18 | 2022-08-29 | 바스프 코포레이션 | 분자체 촉매 조성물, 촉매 복합체, 시스템, 및 방법 |
US10850265B2 (en) | 2014-06-18 | 2020-12-01 | Basf Corporation | Molecular sieve catalyst compositions, catalytic composites, systems, and methods |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3308069A (en) | 1964-05-01 | 1967-03-07 | Mobil Oil Corp | Catalytic composition of a crystalline zeolite |
US5149512A (en) * | 1991-08-01 | 1992-09-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Catalytic reduction of NOx using methane in the presence of oxygen |
US5171553A (en) * | 1991-11-08 | 1992-12-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Catalytic decomposition of N2 O |
US5316661A (en) * | 1992-07-08 | 1994-05-31 | Mobil Oil Corporation | Processes for converting feedstock organic compounds |
DE69423845T2 (de) * | 1993-11-04 | 2000-10-26 | Enitecnologie Spa | Verfahren und Katalysator zur Reduktion von NOx in Verbrennungsabgasen |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7086259A patent/JPH11221469A/ja not_active Withdrawn
- 1995-04-18 JP JP7117874A patent/JPH11221470A/ja not_active Withdrawn
- 1995-07-31 JP JP7194657A patent/JPH11221468A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-03-12 EP EP96103828A patent/EP0732140A1/en not_active Withdrawn
- 1996-03-14 JP JP8528271A patent/JPH11514282A/ja not_active Withdrawn
- 1996-03-14 CA CA 2190456 patent/CA2190456A1/en not_active Abandoned
- 1996-03-14 WO PCT/JP1996/000637 patent/WO1996029140A1/en active Application Filing
- 1996-03-14 CN CN 96190511 patent/CN1156972A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7399729B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-15 | General Electric Company | Catalyst system for the reduction of NOx |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0732140A1 (en) | 1996-09-18 |
WO1996029140A1 (en) | 1996-09-26 |
JPH11514282A (ja) | 1999-12-07 |
JPH11221470A (ja) | 1999-08-17 |
CN1156972A (zh) | 1997-08-13 |
CA2190456A1 (en) | 1996-09-26 |
JPH11221469A (ja) | 1999-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5316661A (en) | Processes for converting feedstock organic compounds | |
AU645432B2 (en) | Catalytic reduction of nox using methane in the presence of oxygen | |
US5260043A (en) | Catalytic reduction of NOx and carbon monoxide using methane in the presence of oxygen | |
EP0284181B1 (en) | Catalyst and process for abatement of nox in exhaust gases | |
JP6176891B2 (ja) | 新規鉄含有アルミノケイ酸塩ゼオライト、ならびにその作製方法および使用方法 | |
JP5261189B2 (ja) | Nox選択的触媒還元効率の改善されたゼオライト触媒 | |
JPH02293021A (ja) | 促進されたゼオライト触媒を用いてアンモニアによつて窒素酸化物を還元する方法 | |
CN110546108B (zh) | 具有低碱金属含量的含铜小孔沸石、其制备方法以及它们作为scr催化剂的用途 | |
JPH01266854A (ja) | 排気ガス浄化用触媒の製造方法 | |
JP6951343B2 (ja) | 鉄含有aeiゼオライト触媒の直接合成のための方法 | |
US5310714A (en) | Synthesis of zeolite films bonded to substrates, structures and uses thereof | |
JP7000328B2 (ja) | アルカリ金属を本質的に含まないFe-AEIゼオライト材料を含む触媒の存在下でのオフガスからの亜酸化窒素の除去方法 | |
JPH10503711A (ja) | 窒素酸化物還元用触媒及び排ガス中の窒素酸化物の還元方法 | |
JPH11221468A (ja) | 窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 | |
JPH0938464A (ja) | 排ガス浄化用触媒及びこれを使用した排ガスの浄化方法 | |
US11667536B2 (en) | Method for the preparation of a molecular sieve of the CHA-type | |
JPH11514915A (ja) | 排ガス中の窒素酸化物還元用触媒及び窒素酸化物の還元方法 | |
CZ124899A3 (cs) | Katalyzátor, zvláště katalyzátor pro redukování NOx, a způsob redukování NOx | |
KR102554158B1 (ko) | 코발트가 이온교환된 제올라이트 촉매 및 이를 이용한 저농도 메탄 연소를 위한 촉매반응시스템 | |
Ye et al. | The investigation of the NH3-SCR performance of a copper-based AEI-CHA intergrown zeolite catalyst | |
JP2003012570A (ja) | 低級アルケンの製造方法 | |
JP2601018B2 (ja) | 排気ガス浄化触媒 | |
JP3511637B2 (ja) | 排ガス浄化方法 | |
JPH06254352A (ja) | 燃焼排ガスの浄化方法および該方法に用いられる触媒 | |
JPH04235743A (ja) | 排気ガス浄化用触媒の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041118 |