JPS5936547A - 接触燃焼用触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、接触燃焼用触媒体に係り、特に燃焼熱による
活性低下を防止する触媒体に関するものである。

ガス状燃料または気化した液体燃料と空気との予混合気
体を触媒上に導き、接触燃焼させる方法は、従来の拡散
燃焼法に比べ、（１）容積燃焼率が高い、（２）広い空
燃比範囲で完全燃焼可能である、（３）窒素酸化物の副
生が少ない、など多くの長所を有しておりζその実用化
が期待されている。この接触燃焼に使用される触媒とし
ては、白金（Ｐｔ）パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（
■ｙ、）などの白金族金属を担持したアルミナ、ムライ
ト、コージェライトや、酸化コパル）　（Ｃｏ２ｔ３）
などの遷移金属酸化物を主成分とするものなどが研究さ
れており、すでに脱臭を目的とした低カロリーガスの燃
焼に適用されている。

しかしながら、これらの触媒をボイラやガスタービンな
での高負荷燃焼に用いると、触媒表面温度は１０００℃
を越え、触媒活性の低下が著しく長時間の使用に耐えな
いという問題を生じる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、高
負荷燃焼を行なわせても、容易に熱劣化しない接触燃焼
用触媒体を提供することにある。

本発明は、接触燃焼反応に活性を有する触媒成分層（以
下、触媒層と称する）を、熱回収を目的とする伝熱体（
通常は伝熱管）の表面に直接、または熱伝達率を減少せ
しめるために形成させた中間層を介して、塗布などの公
知の方法によって形成させ、発生する燃焼熱を速かに移
動させることにより、触媒層部の温度を低く保ち、触媒
の熱劣化を防止するようにしたものである。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す触媒体の断面図であ
る。この触媒体は、内部に水等の熱媒体が流通する伝熱
管２と、咳伝熱管２の表面に形成された触媒層１とから
なる。触媒層１は、接触燃焼反応に活性な触媒成分から
なる多孔質体であり、前述のような白金（Ｐｔ）、パラ
ジウム（Ｐｄ）等の白金族金属を担持したムライト質の
多孔体など、従来公知のものが適用される。伝熱管２お
よび熱媒体３は、通常の蒸発管あるいは熱交換器に使用
するものであり、種々の熱媒体を用いたヒートパイプの
ようなものも使用可能である。この伝熱管２の表面には
触媒層１との接着性を向上せしめる目的で、ローレット
加工、ショツトブラスト、溶射などの公知の方法で凹凸
加工を行なうことが望まし℃１゜ 上記実施例の構成においては、触媒層１の温度が燃焼反
応により高くなっても、伝熱管２内を流通する熱媒体に
よってその熱が除去、回収されるので、異常に高温にな
ることはなく、従って触媒層１の熱劣化を防止すること
ができる。

次に第２図は、本発明の他の実施例を示すもので、伝熱
管２表面と触媒層１との間に中間層４を設けたものであ
る。この中間層４は、例えば伝熱面への熱移動が大きす
ぎて触媒層温度が自然温度を維持できなくなることを防
止するなど、触媒層の温度調整のために用いられる。こ
の中間層４としては、種々の無機酸化物多孔体、金属多
孔体、セラミックス繊維からなる布または集合体、特に
熱伝導率が触媒層あるいは伝熱管の構成する材料よりも
小さいものが適している。

以上のような構成にすることにより、触媒層１で発生す
る熱の大半は、ガス相よりも、伝熱管２の方に移動し、
触媒層の温度を、例えば熱劣化が著しい１１００℃以下
に保つことができる。また触媒単独で燃焼を行なわせた
後対流伝熱により熱回収を行なう場合に比べても、伝熱
面を大幅に減少させることが可能になる。

本発明の触媒体は、熱回収を含む種々の燃焼装置に適用
することができる。例えば石炭焚きボイラ等では、後流
側のガス中に未燃分が多くなるが、このような場合、後
流側の伝熱管に本発明を適用することにより、未燃分等
を効果的に除去することができる。

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。

実施例１ 市販のγ−アルミナ（γ−Ａ１２０３）粉末に塩化白金
酸（Ｈｚ（ＰｔＣ１ｓ〕）水溶液を、白金汝がＡｋ　Ｏ
ｓに対し０．５ｗｔ％となるように加えた後、蒸発乾固
した。

得られた粉末を空気中で３００℃、３時間焼成後、同温
度で水素により１時間還元して触媒粉末を得た。この粉
末に、３０ｗｔ％アルミナゾルを加えてペースト状にし
、あらかじめＳＵＳ　３０４を溶射して凹凸を付した内
径１０　ｘｎｓ肉厚２朋の５ＵＳ３０４パイプ表面上に
厚味１襲になるように塗布した。これを１４０℃で乾燥
後、３５０℃で２時間焼成して本発明の触媒体Ａを得た
。

実施例２ 実施例１における触媒塗布厚味１　ｖｍに代えて２羽と
する以外は実施例１と同様にして本発明の触媒体Ｂを得
た。

実施例３ 実施例１に用いた５ＵＳ３０４パイプの上に、石英繊維
布を、１０ｗｔｑｌ、の水ガラスを接着剤にして厚味０
．５　ｍｍになるように巻き、乾燥後５００℃で焼成し
て、パイプ表面に多孔性中間層を形成させた。その後、
実施例１と同様の方法で触媒層を０、５　ｍｍ厚になる
ように形成させ、本発明の触媒体Ｃを得た。

比較例 実施例１のＳＵＳパイプの代りに外形１４關の炭化ケイ
素棒を用いる以外は、実施例１と同様の方法で比較例の
触媒体を得た。

実施例１〜３によって得られた触媒体Ａ、ＢおよびＣと
、比較例によって得られた触媒に５５０℃に予熱した４
υｏｌＪ％メタン混合空気を送り、触媒の燃焼性能を調
べた。実験に当り、触媒体Ａ、ＢおよびＣの内側には水
を流通させ、管内温度が１００℃一定になるようにした
。触媒体表面温度と単位触媒体外表面積当りの発熱量を
それぞれ０．５時間目および１００時間目について求め
た結果を第１表に示した。

第　　　１　　　表 上表から、実施例の触媒体を用いたものは、比較例のも
のに比べ触媒表面温度を低く保つことができ、その結果
、触媒活性の低下を著しく小さくできることがわかる。

以上、本発明によれば、高負荷接触燃焼時における触媒
の熱劣化を防止でき、接触燃焼法のボイ、う等への適用
が可能になる。また、触媒による接触燃焼後、対流伝熱
により熱回収する方法に比べ、本発明の触媒体を使用し
た場合には、一定態回収量に必要な伝熱面が少なくてす
む等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による触媒体の一構成例を示す断面図、
第２図は、本発明の他の構成例を示す断面図である。 １・・・触媒成分層、２・・・伝熱管、３１．・熱媒体
、４・・・中間層。 代理人　弁理士　　川　北　武　長 篇　１ □□□ザき多 図 一孟 ２４９− ３ ．３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱回収を目的とする伝熱体表面に、燃焼反応を促
   進する触媒成分層を形成させたことを特徴とする接触燃
   焼用触媒体。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記触媒体の伝
   熱体表面と触媒成分層の間に伝熱量を調整するための中
   間層を設けたことを特徴とする接触燃焼用触媒体。