JPS61235609A - 触媒システムによるメタン系燃料の燃焼方法 - Google Patents
触媒システムによるメタン系燃料の燃焼方法Info
- Publication number
- JPS61235609A JPS61235609A JP60075441A JP7544185A JPS61235609A JP S61235609 A JPS61235609 A JP S61235609A JP 60075441 A JP60075441 A JP 60075441A JP 7544185 A JP7544185 A JP 7544185A JP S61235609 A JPS61235609 A JP S61235609A
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- Japan
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- combustion
- catalyst
- methane
- platinum
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く利用分野〉
本発明は燃料を接触燃焼さける燃焼方法に関Ｊる。
訂しく）ホベるど、本発明はガ燃竹のメタンあるい（Ｊ
メタンを二■−成分とする天然ガス燃料を分子状Ｍ素と
とｂに触Ｉｓ、、＋？”接触燃焼せしめて窒素酸化物（
以下Ｎ Ｏｘとりる）、−酸化疾素（以上００と覆る）
、未燃焼炭化水素（以＋Ｕ Ｎ （Ｅとする）等の有害
成分を実質的に金石しない燃焼ガスを得、その熱量を各
種の１ネルギー源どして用いるための触媒システムを用
いた燃焼方法を提供Ｊるしのである。
メタンを二■−成分とする天然ガス燃料を分子状Ｍ素と
とｂに触Ｉｓ、、＋？”接触燃焼せしめて窒素酸化物（
以下Ｎ Ｏｘとりる）、−酸化疾素（以上００と覆る）
、未燃焼炭化水素（以＋Ｕ Ｎ （Ｅとする）等の有害
成分を実質的に金石しない燃焼ガスを得、その熱量を各
種の１ネルギー源どして用いるための触媒システムを用
いた燃焼方法を提供Ｊるしのである。
更に訂しく述べるど、本発明は高線速下、炭化水系類の
中で比較的鯉燃１１といわれるメタンあるいはメタンを
１成分とＪる天然ガス燃料を分子状Ｆｉｌｌ索どともに
触媒にＪ、っＮｌｔ瀉ｃ６火１！シめ、２次燃焼が誘発
されるのに１分イ１温庶によ（￥Ｉ温し、次い（゛必要
１こ応じ（２次燃料を導入しく残存未燃燃料ど２次燃事
・１を一燃焼さ口て、［１的どする温片、あるいはイれ
ｌメＩの＾渇に）げる燃焼シスｊｌいにＧ／適に用いら
れる触媒シスラノ、お」、ぴイれを用いた燃焼／Ｊ ？
Ａを提供するものぐある。
中で比較的鯉燃１１といわれるメタンあるいはメタンを
１成分とＪる天然ガス燃料を分子状Ｆｉｌｌ索どともに
触媒にＪ、っＮｌｔ瀉ｃ６火１！シめ、２次燃焼が誘発
されるのに１分イ１温庶によ（￥Ｉ温し、次い（゛必要
１こ応じ（２次燃料を導入しく残存未燃燃料ど２次燃事
・１を一燃焼さ口て、［１的どする温片、あるいはイれ
ｌメＩの＾渇に）げる燃焼シスｊｌいにＧ／適に用いら
れる触媒シスラノ、お」、ぴイれを用いた燃焼／Ｊ ？
Ａを提供するものぐある。
〈従来の技術〉
燃料を燃焼範Ｉ’ｌ＋に入らイｊいｆｉｔい澹ｍ（・空
気と混合した希薄混合気体を触媒層へ導入し、触媒ｌ−
で接触燃焼Ｕしめ高温の燃焼ガスをλるための触媒燃焼
シスラムは公知である。
気と混合した希薄混合気体を触媒層へ導入し、触媒ｌ−
で接触燃焼Ｕしめ高温の燃焼ガスをλるための触媒燃焼
シスラムは公知である。
さらに、かかる触媒燃焼システムを用い（たとえば６０
０て〕か６１５（’）０”Ｃ（Ｉ）燃焼ガスをλる場合
、たとえ耐水に；に空気を用いＣもＮ Ｏｘがはどんど
ないしは仝く発−［りることが＜Ｋ ＜、またＣ０１Ｕ
１１ Ｇも実質的に金石しイ１いｌ）のとし−Ｃえら
れることもよく知られるどこ６（・ある３゜このクリー
ン／Ｋａ″！温燃焼ガスを利用し、熱または動力をえる
システムは各種提案され、一般産業ＩＪＩガスの処理お
Ｊ、び熱動力回収システムはづでに実用化されるに至っ
ている。
０て〕か６１５（’）０”Ｃ（Ｉ）燃焼ガスをλる場合
、たとえ耐水に；に空気を用いＣもＮ Ｏｘがはどんど
ないしは仝く発−［りることが＜Ｋ ＜、またＣ０１Ｕ
１１ Ｇも実質的に金石しイ１いｌ）のとし−Ｃえら
れることもよく知られるどこ６（・ある３゜このクリー
ン／Ｋａ″！温燃焼ガスを利用し、熱または動力をえる
システムは各種提案され、一般産業ＩＪＩガスの処理お
Ｊ、び熱動力回収システムはづでに実用化されるに至っ
ている。
また近年になり、高まるＮＯＸ規制への対応から、発電
用ガスタービンなどの一次動力源用としてこの高温燃焼
ガスを利用する研究がなされるようになりつつある。
用ガスタービンなどの一次動力源用としてこの高温燃焼
ガスを利用する研究がなされるようになりつつある。
これらの目的に使用される場合、燃焼ガスは１０００〜
１３００℃の高温に達せしめるのが通常であり、ガスタ
ービンの効率向上のため、更に高温になる傾向にある。
１３００℃の高温に達せしめるのが通常であり、ガスタ
ービンの効率向上のため、更に高温になる傾向にある。
〈発明が解決しようとする問題点〉
かかる条件下で、触媒を使用するど通常の触媒は高温の
ために急速に劣化し更に最悪の場合は触媒担体がメルト
ダウンし、飛散し、タービンのブレードなどを損傷して
しまう可能性がある。
ために急速に劣化し更に最悪の場合は触媒担体がメルト
ダウンし、飛散し、タービンのブレードなどを損傷して
しまう可能性がある。
−に記の如き触媒の劣化、損傷を避け、同等の目的をえ
る燃焼り法として、触ＩＪ１層において燃料の一部を燃
焼さけ、２次燃焼が誘発される温度にまでガス温度を１
臀せしめ、次いで触媒層後方で残存未燃燃料を２次燃焼
さｌるか、まＩどは必要ぐあれば２次燃料を導入して残
存未燃燃料と新たに添加した２次燃料を、２次的に燃焼
させて目的どＪる温度、あるいはそれ以上の温度のクリ
ーンな燃焼ガスをえる燃焼方法が見出された。
る燃焼り法として、触ＩＪ１層において燃料の一部を燃
焼さけ、２次燃焼が誘発される温度にまでガス温度を１
臀せしめ、次いで触媒層後方で残存未燃燃料を２次燃焼
さｌるか、まＩどは必要ぐあれば２次燃料を導入して残
存未燃燃料と新たに添加した２次燃料を、２次的に燃焼
させて目的どＪる温度、あるいはそれ以上の温度のクリ
ーンな燃焼ガスをえる燃焼方法が見出された。
この場合、触媒層での燃焼は、ガス温度を２次燃焼が誘
発される温度にまで上録させるのを目的としでおり必ず
しも触媒層で完全燃焼させる必要はなく、２次燃焼が誘
発される潤度Ｊズ十にガス温度が到達すれば、触媒の劣
化、損傷を避【）るためにも、また、２次燃焼を安定し
て緒持ざゼるためにも、触ｉ層中でより高温にりる必要
はなく、むしろ残存未燃燃料が多い方が好ましい。
発される温度にまで上録させるのを目的としでおり必ず
しも触媒層で完全燃焼させる必要はなく、２次燃焼が誘
発される潤度Ｊズ十にガス温度が到達すれば、触媒の劣
化、損傷を避【）るためにも、また、２次燃焼を安定し
て緒持ざゼるためにも、触ｉ層中でより高温にりる必要
はなく、むしろ残存未燃燃料が多い方が好ましい。
燃料は目的どする温度かえられる全品を触媒層へ導入し
、一部を燃焼させて昇温し、ついで−〇 − 残存未燃燃料を２次燃焼さｌてもＪ：いが、燃料の一部
を残しておき、これを２次燃料として触媒層後方から導
入して残存未燃燃料と合口で２次燃焼さけてしよい。こ
の場合触媒層温石を必要以上の高温とすることも避１プ
られ、触媒の劣化、損傷を避【フることが出来、より好
ましい。
、一部を燃焼させて昇温し、ついで−〇 − 残存未燃燃料を２次燃焼さｌてもＪ：いが、燃料の一部
を残しておき、これを２次燃料として触媒層後方から導
入して残存未燃燃料と合口で２次燃焼さけてしよい。こ
の場合触媒層温石を必要以上の高温とすることも避１プ
られ、触媒の劣化、損傷を避【フることが出来、より好
ましい。
２次燃焼を誘発さけるのに必要な温度は、燃料の種類、
残存燃料濃度（理論断熱燃焼ガス温石）、線速等によっ
て決まるが、燃１１の梗類により大中に屓る。
残存燃料濃度（理論断熱燃焼ガス温石）、線速等によっ
て決まるが、燃１１の梗類により大中に屓る。
づなわち、ブ１］パン、１油等の易燃性の燃料の場合は
通常の使用条イ！１下では約７００℃程度でも十分であ
るが、ガ燃性のメタン、あるいはメタンを主成分とする
天然ガスを燃ｒ１どする場合は使用条イ′１にＪ：つて
異るものの７５０〜１０００℃の高温が必要である。
通常の使用条イ！１下では約７００℃程度でも十分であ
るが、ガ燃性のメタン、あるいはメタンを主成分とする
天然ガスを燃ｒ１どする場合は使用条イ′１にＪ：つて
異るものの７５０〜１０００℃の高温が必要である。
〈手 段〉
最近の燃料事情から、この［１的に使用される燃料はメ
タンあるいはメタンを主成分とする天然ガスが中心であ
り、本発明はこの鯉燃竹の燃料を高線速下にできるだｔ
）低温で着火ｕしめ、燃焼ガス温度を８００〜１０５０
℃の温度にまで上野せしめる触媒システムを提供しもっ
てぞの有効＜Ｋ利用方法を提供覆ることを目的とＪる。
タンあるいはメタンを主成分とする天然ガスが中心であ
り、本発明はこの鯉燃竹の燃料を高線速下にできるだｔ
）低温で着火ｕしめ、燃焼ガス温度を８００〜１０５０
℃の温度にまで上野せしめる触媒システムを提供しもっ
てぞの有効＜Ｋ利用方法を提供覆ることを目的とＪる。
本目的に好適に用いられる触媒としては、貴金属系触媒
がふされしく、特にパラジウムを活性主成分どＪる触媒
が望ましい。
がふされしく、特にパラジウムを活性主成分どＪる触媒
が望ましい。
パラジウムを活↑１主成分とする触１１１特にメタンの
低温着火性にすぐれ、かつ１０００℃稈ｔ１２の高温で
の耐熱性にもづぐれた触媒として知られる。
低温着火性にすぐれ、かつ１０００℃稈ｔ１２の高温で
の耐熱性にもづぐれた触媒として知られる。
しかしながら、従来のパラジウムを活↑４成分どＭ−る
触媒を本発明目的に使用した場合、触媒属人［−１付近
においては５００℃ｊメ下の温度で高温度の酸素にざら
されるｌこめパラジウムは酸化されメタンの着火性能を
失い、またーｈ Ｎ触媒届出［−Ｉ付近の高温域におい
ては、パラジウムの酸化状態が変化りることによると考
えられる理由から触媒による燃焼反応は抑制され、燃焼
ガス温度は実質７５０℃以上の高温には上昇しないとい
う欠点があることを見い出した。
触媒を本発明目的に使用した場合、触媒属人［−１付近
においては５００℃ｊメ下の温度で高温度の酸素にざら
されるｌこめパラジウムは酸化されメタンの着火性能を
失い、またーｈ Ｎ触媒届出［−Ｉ付近の高温域におい
ては、パラジウムの酸化状態が変化りることによると考
えられる理由から触媒による燃焼反応は抑制され、燃焼
ガス温度は実質７５０℃以上の高温には上昇しないとい
う欠点があることを見い出した。
本発明者らはこのパラジウムを活性成分とする触媒の１
ぐれた特徴に注目し、従来の触媒にみられる欠点を克服
するため鋭意研究の結果、本発明を完成するに至ったも
のである。
ぐれた特徴に注目し、従来の触媒にみられる欠点を克服
するため鋭意研究の結果、本発明を完成するに至ったも
のである。
即ち、本発明による触媒システムはパラジウムを活性成
分どする触媒を２層に分１）、燃料ガス入口側の前段層
に用いられる、低温で着火づ゛ることができ、その燃焼
ガス温度を７６０〜９００℃まで上昇させうる触媒と、
後段層に用いられる、８００〜１０５０℃まで燃焼ガス
温度を上昇させうる高温燃焼用触媒を各々最適に設４し
て成るものであり、前段層に用いられる触媒としては活
性成分としてパラジウム、白金、ニッケルを含有してな
るもので、後段層に用いられる触媒は活性成分としてパ
ラジウムと白金より成るものである。
分どする触媒を２層に分１）、燃料ガス入口側の前段層
に用いられる、低温で着火づ゛ることができ、その燃焼
ガス温度を７６０〜９００℃まで上昇させうる触媒と、
後段層に用いられる、８００〜１０５０℃まで燃焼ガス
温度を上昇させうる高温燃焼用触媒を各々最適に設４し
て成るものであり、前段層に用いられる触媒としては活
性成分としてパラジウム、白金、ニッケルを含有してな
るもので、後段層に用いられる触媒は活性成分としてパ
ラジウムと白金より成るものである。
く作 用〉
本発明にＪ、れば、触媒システム入「１付近の前段触媒
では、パラジウムとニッケル酸化物の相乗効果によりメ
タンの低温着火性能に１ぐれ、かつ少量の白金の存在に
より、パラジウムの酸化物化ににるメタン着火性能の低
下が防１トされ、長時間に頁り低温着火性能を維持しつ
づけることが出来ると共に、ニッケルが酸化物として存
在Ｊることにより、パラジウムに安定して酸素が供給さ
れるために燃焼が促進され燃焼ガスは７６０〜９００℃
の温度に安定的に到達することが可能になる。
では、パラジウムとニッケル酸化物の相乗効果によりメ
タンの低温着火性能に１ぐれ、かつ少量の白金の存在に
より、パラジウムの酸化物化ににるメタン着火性能の低
下が防１トされ、長時間に頁り低温着火性能を維持しつ
づけることが出来ると共に、ニッケルが酸化物として存
在Ｊることにより、パラジウムに安定して酸素が供給さ
れるために燃焼が促進され燃焼ガスは７６０〜９００℃
の温度に安定的に到達することが可能になる。
次いで存在する後段触傅のパラジウムと白金の相乗効果
によって更に燃焼が促進され、燃焼ガスは８００〜１０
５０℃の高温に到達するとともにパラジウムの存在によ
りこの＾温度域においても白金が酸化されてＰ２Ｏ３に
なり、Ｖｔ華飛散するのが防止されることを見出したの
である。
によって更に燃焼が促進され、燃焼ガスは８００〜１０
５０℃の高温に到達するとともにパラジウムの存在によ
りこの＾温度域においても白金が酸化されてＰ２Ｏ３に
なり、Ｖｔ華飛散するのが防止されることを見出したの
である。
その結果、触媒層全体どじで、メタンあるいはメタンを
：ｌ成分とする天然ガス燃料を低温で着火させ、８００
〜１０５０℃の温度にまで燃焼ガスを１昇せしめること
が可能となり、かつ、ぞの性能を良（１！１間にＤＶ）
ＩｌＩ持しつづけ、安定して高温ガスを取得することが
可能となったのである。
：ｌ成分とする天然ガス燃料を低温で着火させ、８００
〜１０５０℃の温度にまで燃焼ガスを１昇せしめること
が可能となり、かつ、ぞの性能を良（１！１間にＤＶ）
ＩｌＩ持しつづけ、安定して高温ガスを取得することが
可能となったのである。
前段層、後８１層の触媒は別個に調製し、両触媒を直結
してまたはイの間に空間を設置ノで設置してもＪ、いし
、あるいは一体物の触媒において入口部分に前段層触媒
を出口部分に後段層触媒を相持して完成触媒をえてもＪ
、い。
してまたはイの間に空間を設置ノで設置してもＪ、いし
、あるいは一体物の触媒において入口部分に前段層触媒
を出口部分に後段層触媒を相持して完成触媒をえてもＪ
、い。
触媒の形状は圧力損失を少くする目的から、モノリスタ
イプのものが好ましい。モノリス担体は通常当該分野で
使用されるものであればいずれも使用可能であり、とく
に］−ジ■ライト、ムライ１へ、α−アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、リン酸チタン、アルミニウム、ヂタネ
ート、ベタライ１−、スボジ１メン、アルミノシリケー
ト、ケイ酸マグネシウム、ジルコニア−スピネル、ジル
コン−ムライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素イｒどの耐熱
（’１ ｔ？ラミック貿のものやカンタル、）■クラロ
イ等の金属製のものが使用される。
イプのものが好ましい。モノリス担体は通常当該分野で
使用されるものであればいずれも使用可能であり、とく
に］−ジ■ライト、ムライ１へ、α−アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、リン酸チタン、アルミニウム、ヂタネ
ート、ベタライ１−、スボジ１メン、アルミノシリケー
ト、ケイ酸マグネシウム、ジルコニア−スピネル、ジル
コン−ムライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素イｒどの耐熱
（’１ ｔ？ラミック貿のものやカンタル、）■クラロ
イ等の金属製のものが使用される。
モノリス１［１体のセルリイズは、燃焼効率が低下しな
い限り人きいｂのが好ましく、各触媒層は同一ヒルリイ
ズでもＪ：いし、また異るセルクイズのものを組合せて
用いてもＪ、く、通常−平方インチあたり４０〜／Ｉ
ＯＯｔルのものが用いられる。
い限り人きいｂのが好ましく、各触媒層は同一ヒルリイ
ズでもＪ：いし、また異るセルクイズのものを組合せて
用いてもＪ、く、通常−平方インチあたり４０〜／Ｉ
ＯＯｔルのものが用いられる。
全触媒居抜は特に使用される入目線速によって異るが、
圧力損失を少く４る必要から通常５０〜５００ＩｌｌＩ
ｌｌが採用され、前段層、後段層各層の長さも入［１線
速、入口温度等の使用条件によって最適に選択されるが
、通常各層共２５〜２５０ｍが採用される。
圧力損失を少く４る必要から通常５０〜５００ＩｌｌＩ
ｌｌが採用され、前段層、後段層各層の長さも入［１線
速、入口温度等の使用条件によって最適に選択されるが
、通常各層共２５〜２５０ｍが採用される。
前段層に用いられる触媒は通常ｔ−配ｔノリス担イ本に
、アルミノ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニア
、ジル−ｌニア、シリカ−マグネシアなどの活性耐火性
金属酸化物を被覆して使用する。特にアルミナまたはジ
ルコニアが好ましく、更にマグネシウム、カルシウム、
ス１〜ロンヂウム、バリウムなどのアルカリ土類金属酸
化物、ランタン、イツトリウム、ヒリウム、ザマリウム
、ネオジム、ブラはオジムなどの希土類金属酸化物また
はシリカを添加し、安定化して用いるとより好ましい。
、アルミノ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニア
、ジル−ｌニア、シリカ−マグネシアなどの活性耐火性
金属酸化物を被覆して使用する。特にアルミナまたはジ
ルコニアが好ましく、更にマグネシウム、カルシウム、
ス１〜ロンヂウム、バリウムなどのアルカリ土類金属酸
化物、ランタン、イツトリウム、ヒリウム、ザマリウム
、ネオジム、ブラはオジムなどの希土類金属酸化物また
はシリカを添加し、安定化して用いるとより好ましい。
そのあと、パラジウム、白金およびニッケルの粘性土成
分を水溶性の塩の形で含浸せしめ触媒化する。あるいは
活性成分を活性耐火性金属酸化物に相持せしめ、そのの
ちモノリス担体に被覆することによって触媒化すること
もでき、また、活性成分金属の微粉末や酸化物、水酸化
物を活性耐火性金属酸化物と混合し、モノリス担体に被
覆することによって触媒化Ｊることもできる。
分を水溶性の塩の形で含浸せしめ触媒化する。あるいは
活性成分を活性耐火性金属酸化物に相持せしめ、そのの
ちモノリス担体に被覆することによって触媒化すること
もでき、また、活性成分金属の微粉末や酸化物、水酸化
物を活性耐火性金属酸化物と混合し、モノリス担体に被
覆することによって触媒化Ｊることもできる。
パラジウムは完成触媒１）あたり２〜３００ｑ１好まし
くは１０〜１５０ｏ担持され、また、白金はパラジウム
に対し、重量比で０．２〜５０％、りＩましくは０．５
〜３０％添加して用いられる。また、ニラクル酸化物の
相持量は完成触媒１１あたり５〜３０００、好ましくは
１０〜２００（Ｊが適している。
くは１０〜１５０ｏ担持され、また、白金はパラジウム
に対し、重量比で０．２〜５０％、りＩましくは０．５
〜３０％添加して用いられる。また、ニラクル酸化物の
相持量は完成触媒１１あたり５〜３０００、好ましくは
１０〜２００（Ｊが適している。
後段層に用いられる触媒も同様にして、パラジウムおよ
び白金を相持して触媒化Ｊることができ、パラジウムの
相持量は完成触１１７あたり２〜２０００、好ましくは
５〜１０００、白金の相持量は１〜２０００．好ましく
は５〜１０００が適しており、パラジウムと白金の比は
１：１〜１００：１、好ましくは２：１〜５０：１が適
している。
び白金を相持して触媒化Ｊることができ、パラジウムの
相持量は完成触１１７あたり２〜２０００、好ましくは
５〜１０００、白金の相持量は１〜２０００．好ましく
は５〜１０００が適しており、パラジウムと白金の比は
１：１〜１００：１、好ましくは２：１〜５０：１が適
している。
本発明の触媒を用いた燃焼システムに用いられる燃料は
、メタンないしメタンを主成分として含有する燃料であ
る。代表的なものは、天然ガスである。天然ガスは産地
により成分比は名士異るものの、はぼ８０％１メ十のメ
タンを含有している。また活性汚泥処即などからの醗酵
メタンや石炭ガス化による低カロリーメタンガスなども
本発明で用いられる燃料である。またより易燃性のプロ
パン、軽油等も当然使用することができる。
、メタンないしメタンを主成分として含有する燃料であ
る。代表的なものは、天然ガスである。天然ガスは産地
により成分比は名士異るものの、はぼ８０％１メ十のメ
タンを含有している。また活性汚泥処即などからの醗酵
メタンや石炭ガス化による低カロリーメタンガスなども
本発明で用いられる燃料である。またより易燃性のプロ
パン、軽油等も当然使用することができる。
本発明の触媒あるいは触媒を用いた燃焼システムは、前
述したように発電用ガスタービンシステムに最適に組み
込まれるものであるが、それ以外にｂ発電用ボイラ、熱
回収用ボイラ、ガスエンジンからのガスの後処理による
熱回収、都市ガス暖房など熱・動ツノ回収を効率よく行
なうために利用される。
述したように発電用ガスタービンシステムに最適に組み
込まれるものであるが、それ以外にｂ発電用ボイラ、熱
回収用ボイラ、ガスエンジンからのガスの後処理による
熱回収、都市ガス暖房など熱・動ツノ回収を効率よく行
なうために利用される。
以下に本発明を実施例等によりざらに具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
実施例 １
２００セル／平方インヂの開孔部を有する直径２５．４
ｔｔｍ、長さ５０ｍのコージ■ライトハニノＪム相体
に、５重間％の酸化ランタンを含有Ｊるアルミナ粉末の
水性スラリーを被覆処理し、空気中９００℃にて焼成し
て担体１ノあたり１００ｏを被覆担持せしめた。
ｔｔｍ、長さ５０ｍのコージ■ライトハニノＪム相体
に、５重間％の酸化ランタンを含有Ｊるアルミナ粉末の
水性スラリーを被覆処理し、空気中９００℃にて焼成し
て担体１ノあたり１００ｏを被覆担持せしめた。
次いで硝酸ニッケルを含有覆る水溶液に浸油、乾燥し、
空気中７００℃ｅ焼成し、担体１１あたり３００のニッ
ケル酸化物を相持ゼしめた。
空気中７００℃ｅ焼成し、担体１１あたり３００のニッ
ケル酸化物を相持ゼしめた。
次いでこれを硝酸パラジウムおＪ、び塩化白金酸を含有
Ｊる水溶液に浸漬し、乾燥して空気中７００℃で焼成し
、担体１１あたりバラジウｌいどじて２００１白金とし
て４ ｏを担持ｌしめて完成触媒をえた。
Ｊる水溶液に浸漬し、乾燥して空気中７００℃で焼成し
、担体１１あたりバラジウｌいどじて２００１白金とし
て４ ｏを担持ｌしめて完成触媒をえた。
実施例 ２
実施例１で用いたのと同じ材質おＪ、びイ１様のハニカ
ム１１１体に７＠聞％酸化ランタンおよび３［％酸化ネ
Ａジムを含有するアルミナ粉末と酸化ニッケル粉末のス
ラリーを被覆処理し、空気中９００ ’Ｃで焼成して川
（４１Ｊ！あたり１６００被Ｎ担持ぜしめた。それらの
担持量の内訳は酸化ランタン、酸化ネオジムおにびアル
ミナが１２００であり酸化ニッケルは７ＩＯｇであった
。
ム１１１体に７＠聞％酸化ランタンおよび３［％酸化ネ
Ａジムを含有するアルミナ粉末と酸化ニッケル粉末のス
ラリーを被覆処理し、空気中９００ ’Ｃで焼成して川
（４１Ｊ！あたり１６００被Ｎ担持ぜしめた。それらの
担持量の内訳は酸化ランタン、酸化ネオジムおにびアル
ミナが１２００であり酸化ニッケルは７ＩＯｇであった
。
次いでこれを硝酸パラジウムおにびジニトロジアミノ白
金を含有する水溶液に浸漬、乾燥し空気中８００℃で焼
成することにより、１０体１１あたりパラジウムとして
２５ｑ１自金として５Ｑを担持せしめて完成触媒をえた
。
金を含有する水溶液に浸漬、乾燥し空気中８００℃で焼
成することにより、１０体１１あたりパラジウムとして
２５ｑ１自金として５Ｑを担持せしめて完成触媒をえた
。
実施例 ３
実施例１で用いたのと同様のハニカム担体に２重量％酸
化ケイ素を含有するアルミン粉末と酸化ニッケル粉末の
スラリーを被覆処理し、空気中９００℃で焼成して担体
１１あたり１５０ｑの２重量％酸化ケイ素含有アルミナ
粉末と５００の酸化ニッケルを被覆担持せしめた。
化ケイ素を含有するアルミン粉末と酸化ニッケル粉末の
スラリーを被覆処理し、空気中９００℃で焼成して担体
１１あたり１５０ｑの２重量％酸化ケイ素含有アルミナ
粉末と５００の酸化ニッケルを被覆担持せしめた。
次いで、これを硝酸パラジウムおよびジニトロジアミノ
白金を含有する水溶液に浸漬、乾燥し、空気中８００℃
で焼成することにより担体１ｊ！あたりパラジウムとし
て１０Ｑ１白金として２０相持せしめて完成触媒をえた
。
白金を含有する水溶液に浸漬、乾燥し、空気中８００℃
で焼成することにより担体１ｊ！あたりパラジウムとし
て１０Ｑ１白金として２０相持せしめて完成触媒をえた
。
実施例 ４
１００セル／平方インチの開孔部を有する直径２５．４
ｍ 、長さ５０ＩＲＩＲのムライトハニカム担体に、
５重量％酸化ランタンおよび２重量％酸化バリウムを含
有するアルミナ粉末のスラリーを被覆処理し、空気中９
００℃で焼成して担体１．２あたり１２００被覆担持せ
しめた。
ｍ 、長さ５０ＩＲＩＲのムライトハニカム担体に、
５重量％酸化ランタンおよび２重量％酸化バリウムを含
有するアルミナ粉末のスラリーを被覆処理し、空気中９
００℃で焼成して担体１．２あたり１２００被覆担持せ
しめた。
次いでこれをｌｉｌ！Ｉ酸パラジウム、ジニ］・ロシア
ミノ白金おＪζび硝酸ニッケルを含有づろ水溶液に浸漬
、乾燥し空気中８００℃で焼成することにより、担体１
１あたりパラジウムとして１５０、白金として３ｏ１酸
化ニツケルを４０ｏ含有の触媒活性物質を担持せしめて
完成触媒をえた。
ミノ白金おＪζび硝酸ニッケルを含有づろ水溶液に浸漬
、乾燥し空気中８００℃で焼成することにより、担体１
１あたりパラジウムとして１５０、白金として３ｏ１酸
化ニツケルを４０ｏ含有の触媒活性物質を担持せしめて
完成触媒をえた。
実施例 ５
ニッケルを含有しない他は実施例１と全く同様にして完
成触媒をえた。
成触媒をえた。
実施例 ６
ニッケルを含有しない他は実施例２と全く同様に（）て
完成触媒をえた。
完成触媒をえた。
実施例 ７
ニッケルを含有ゼず、空気中で１０００℃で焼成した他
は実施例３と同様にして１１体１１あたりパラジウムと
して２００１白金としＵ １０ｑを担持りしめてなる完
成触媒をえた。
は実施例３と同様にして１１体１１あたりパラジウムと
して２００１白金としＵ １０ｑを担持りしめてなる完
成触媒をえた。
比較例 １
白金を含右しない他は実施例１と全く同様にして完成触
媒をえた。
媒をえた。
比較例 ２
パラジウムおよびニッケルを含有しない他は実施例７と
全く同様にして完成触媒をえＩこ。
全く同様にして完成触媒をえＩこ。
実施例 ８
十分に保温された円筒型燃焼器を用い上流側に実施例１
でえられた触媒、下流側に実施例５でえられた触媒を充
填し、入口温度３５０℃において３容量％のメタンを含
右するメタン−空気混合気体を１時間あたり１６．７
Ｎ ｍ’導入して燃焼効率と触媒層出口温度を測定した
。この場合、触媒属人［１線速は約３０ｍ／秒であった
。
でえられた触媒、下流側に実施例５でえられた触媒を充
填し、入口温度３５０℃において３容量％のメタンを含
右するメタン−空気混合気体を１時間あたり１６．７
Ｎ ｍ’導入して燃焼効率と触媒層出口温度を測定した
。この場合、触媒属人［１線速は約３０ｍ／秒であった
。
イの結果、燃焼効率は約７６％で・、触媒−出口！ｌｉ
１亀は約９２０℃ぐあった。
１亀は約９２０℃ぐあった。
次い（゛、メタン濃葭を４．１各組％にりると、燃焼効
率は１００％となり、未燃焼用化水素、−酸化炭素、窒
素酸化物を実質的に含有しくＴいクリーン燃焼ガスがえ
られた。この場合、触媒層後方１００ ａｉ （７１１
１，’ｔｊ （７） ’ＩＴＡ Ｉｆｔ １．を約１３
００ ’Ｃニ達していたが、触媒届出［］温川は約９５
０℃ぐあつＩこ。
率は１００％となり、未燃焼用化水素、−酸化炭素、窒
素酸化物を実質的に含有しくＴいクリーン燃焼ガスがえ
られた。この場合、触媒層後方１００ ａｉ （７１１
１，’ｔｊ （７） ’ＩＴＡ Ｉｆｔ １．を約１３
００ ’Ｃニ達していたが、触媒届出［］温川は約９５
０℃ぐあつＩこ。
引きつづき、３各州％相当分のメタンを触媒層上流から
、残り１．１容品％相当分のメタンを触媒届出１１より
３０ＩＮＲ後／’Ｊから導入しＣ１同様の燃焼実験を行
なった。
、残り１．１容品％相当分のメタンを触媒届出１１より
３０ＩＮＲ後／’Ｊから導入しＣ１同様の燃焼実験を行
なった。
ぞの結果、触媒層出口温度は約９２０°Ｃぐあり、クリ
ーンな約１３００℃の燃焼ガスがえられた。またこの１
４能は８００１間にねたりＨ持継続しＩζ０ 実施例 ９ 実施例８と同様にして表−１のとおりの触媒を用い、３
容量％相当分のメタンを触媒層上流から、残り１．１容
量％相当分のメタンを触媒層出口より３０ａｉ後方から
導入して燃焼実験を行った結果、表−１のとおりであり
、本発明による触媒システムを用いれば触、媒層温庭は
活性低下をおこさない１０５０℃以下に維持されている
にもかかわらず約１３００℃のクリーンな燃焼ガスがえ
られたのに対し、上流側に比較例１の触媒を用いた触媒
システムは急速に着火不能になり、また下流側に比較例
２の触媒を用いた触媒システムでは、高活性すぎ、触媒
層湯度が高温になりその結果活性は急速に低下し、また
白金の昇華が認められた。
ーンな約１３００℃の燃焼ガスがえられた。またこの１
４能は８００１間にねたりＨ持継続しＩζ０ 実施例 ９ 実施例８と同様にして表−１のとおりの触媒を用い、３
容量％相当分のメタンを触媒層上流から、残り１．１容
量％相当分のメタンを触媒層出口より３０ａｉ後方から
導入して燃焼実験を行った結果、表−１のとおりであり
、本発明による触媒システムを用いれば触、媒層温庭は
活性低下をおこさない１０５０℃以下に維持されている
にもかかわらず約１３００℃のクリーンな燃焼ガスがえ
られたのに対し、上流側に比較例１の触媒を用いた触媒
システムは急速に着火不能になり、また下流側に比較例
２の触媒を用いた触媒システムでは、高活性すぎ、触媒
層湯度が高温になりその結果活性は急速に低下し、また
白金の昇華が認められた。
一 ２２ −
手 続 補 正 出 （自発）昭和６０年７
月３０［１ 特Ｆ［庁長官 宇賀通部 殿 １、事ｆ１の表示 昭和６０（［特許願第７５／１４１Ｍ ２、発明の名称 触媒システムによるメタン系燃料の燃焼力 ｒム ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪向大阪市東区高麗１５丁目１番地 （４Ｂ２）日本触媒化学工業株式会社 代表取締役 石 川 三 部 ４、代理人 〒−１００ 東京都千代田区内幸町１丁目２番２号 日本触媒化学工業株式会社 東京支社内５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１１頁第１７行において、［アルミニウ
ム、ヂタネート」とあるのを、［アルミニラムチタネ−
１−Ｊと訂ＩＴ：？ｌる。
月３０［１ 特Ｆ［庁長官 宇賀通部 殿 １、事ｆ１の表示 昭和６０（［特許願第７５／１４１Ｍ ２、発明の名称 触媒システムによるメタン系燃料の燃焼力 ｒム ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪向大阪市東区高麗１５丁目１番地 （４Ｂ２）日本触媒化学工業株式会社 代表取締役 石 川 三 部 ４、代理人 〒−１００ 東京都千代田区内幸町１丁目２番２号 日本触媒化学工業株式会社 東京支社内５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１１頁第１７行において、［アルミニウ
ム、ヂタネート」とあるのを、［アルミニラムチタネ−
１−Ｊと訂ＩＴ：？ｌる。
（２）同第１２頁第２０行において、
［アルミナまたはジルコニアが］とあるのを、「アルミ
ナが」と訂正する。
ナが」と訂正する。
（３）同第１７頁第４行において、
「アルミン粉末」どあるのを、
「アルミナ粉末」と訂正する。
（４）同第１８頁第７行において、
「酸化ニッケル」とあるのを、
「ニッケル酸化物」ど訂正号る。
（５）同第１９頁第３行において、
［・・・・・・電！シめてなる完成・・・・・・］どあ
るのを、 ［・・・・・・せしめて完成・・・・・・」ど訂正する
。
るのを、 ［・・・・・・せしめて完成・・・・・・」ど訂正する
。
Claims (5)
- （１）メタンおよび分子状酸素を含有してなる混合気体
の流れに対して、前段側にパラジウム、白金およびニッ
ケルを含有する活性触媒層、後段側にパラジウムおよび
白金を含有する活性触媒層を設けてなる触媒システムを
用い、当該混合気体中のメタンの１部を当該触媒システ
ムにおいて燃焼せしめて２次燃焼が誘発される温度にま
で燃焼ガスを昇温させることを特徴とするメタン系燃料
の燃焼方法。 - （２）それぞれの触媒活性成分が、アルミナ、チタニア
およびジルコニアよりなる群から選ばれた少くとも１種
の酸化物によって被覆されたモノリス担体上に分散担持
されてなることを特徴とする特許請求の範囲（１）記載
の方法。 - （３）当該被覆酸化物が、ランタン、イットリウム、セ
リウム、サマリウム、ネオジム、プラセオジム、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、、バリウム、お
よびケイ素よりなる群から選ばれた少くとも１種の元素
の酸化物で安定化されてなることを特徴とする特許請求
の範囲（２）記載の方法。 - （４）接触燃焼せしめた燃焼ガス温度が、前段触媒層の
出口で７６０〜９００℃の範囲の温度に、後段触媒層の
出口では８００〜１０５０℃の範囲の温度に上昇せしめ
られることを特徴とする特許請求の範囲（１）、（２）
または（３）記載の方法。 - （５）メタンおよび分子状酸素を含有してなる混合気体
の流れに対して、前段側にパラジウム、白金およびニッ
ケルを含有する活性触媒層、後段側にパラジウムおよび
白金を含有する活性触媒層を設けてなる触媒システムを
用い、当該混合気体中のメタンの１部を当該触媒システ
ムにおいて燃焼せしめて２次燃焼が誘発される温度にま
で昇温された燃焼ガスにさらに２次燃料を供給して２次
燃焼せしめることを特徴とするメタン系燃料の燃焼方法
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075441A JPS61235609A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 触媒システムによるメタン系燃料の燃焼方法 |
| EP85111839A EP0198948A3 (en) | 1985-04-11 | 1985-09-19 | Catalytic combustor for combustion of lower hydrocarbon fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075441A JPS61235609A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 触媒システムによるメタン系燃料の燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235609A true JPS61235609A (ja) | 1986-10-20 |
| JPH0156326B2 JPH0156326B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=13576327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075441A Granted JPS61235609A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 触媒システムによるメタン系燃料の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235609A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248251A (en) * | 1990-11-26 | 1993-09-28 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst and a process for using it |
| US5250489A (en) * | 1990-11-26 | 1993-10-05 | Catalytica, Inc. | Catalyst structure having integral heat exchange |
| US5258349A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-02 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst |
| US5259754A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-09 | Catalytica, Inc. | Partial combustion catalyst of palladium on a zirconia support and a process for using it |
| US5281128A (en) * | 1990-11-26 | 1994-01-25 | Catalytica, Inc. | Multistage process for combusting fuel mixtures |
| US5326253A (en) * | 1990-11-26 | 1994-07-05 | Catalytica, Inc. | Partial combustion process and a catalyst structure for use in the process |
| US5425632A (en) * | 1990-11-26 | 1995-06-20 | Catalytica, Inc. | Process for burning combustible mixtures |
| JPH11319559A (ja) * | 1998-03-09 | 1999-11-24 | Osaka Gas Co Ltd | メタン含有排ガスの浄化用触媒およびメタン含有排ガスの浄化方法 |
| JP2000254501A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-19 | Osaka Gas Co Ltd | メタン含有排ガス中の炭化水素除去用触媒の製造法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4876792A (ja) * | 1972-01-18 | 1973-10-16 | ||
| JPS5892729A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン燃焼器 |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60075441A patent/JPS61235609A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4876792A (ja) * | 1972-01-18 | 1973-10-16 | ||
| JPS5892729A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン燃焼器 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248251A (en) * | 1990-11-26 | 1993-09-28 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst and a process for using it |
| US5250489A (en) * | 1990-11-26 | 1993-10-05 | Catalytica, Inc. | Catalyst structure having integral heat exchange |
| US5258349A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-02 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst |
| US5259754A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-09 | Catalytica, Inc. | Partial combustion catalyst of palladium on a zirconia support and a process for using it |
| US5281128A (en) * | 1990-11-26 | 1994-01-25 | Catalytica, Inc. | Multistage process for combusting fuel mixtures |
| US5326253A (en) * | 1990-11-26 | 1994-07-05 | Catalytica, Inc. | Partial combustion process and a catalyst structure for use in the process |
| US5405260A (en) * | 1990-11-26 | 1995-04-11 | Catalytica, Inc. | Partial combustion catalyst of palladium on a zirconia support and a process for using it |
| US5425632A (en) * | 1990-11-26 | 1995-06-20 | Catalytica, Inc. | Process for burning combustible mixtures |
| US5511972A (en) * | 1990-11-26 | 1996-04-30 | Catalytica, Inc. | Catalyst structure for use in a partial combustion process |
| JPH11319559A (ja) * | 1998-03-09 | 1999-11-24 | Osaka Gas Co Ltd | メタン含有排ガスの浄化用触媒およびメタン含有排ガスの浄化方法 |
| JP2000254501A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-19 | Osaka Gas Co Ltd | メタン含有排ガス中の炭化水素除去用触媒の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0156326B2 (ja) | 1989-11-29 |
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