JPS61242642A - 複合ハニカム触媒体 - Google Patents
複合ハニカム触媒体Info
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- JPS61242642A JPS61242642A JP60082830A JP8283085A JPS61242642A JP S61242642 A JPS61242642 A JP S61242642A JP 60082830 A JP60082830 A JP 60082830A JP 8283085 A JP8283085 A JP 8283085A JP S61242642 A JPS61242642 A JP S61242642A
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Landscapes
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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】
産業上の利用分野
本発明は、燃焼器などの排ガス中に含まれる複数の有害
成分を同時に無害化もしくは除去するだめの複合ハニカ
ム触媒体に関するものである。
成分を同時に無害化もしくは除去するだめの複合ハニカ
ム触媒体に関するものである。
従来の技術
従来から燃焼器から排出される燃焼ガス中に含まれる、
不完全燃焼成分である一酸化炭素や、未２５、−１ 燃焼成分である多種の炭化水素、さらには燃焼成分とし
ての窒素酸化物や硫黄酸化物などの有害成分を無害化も
しくは除去する手段として、燃焼器そのものの改善や燃
焼条件制御システムの改良の他に、より簡便で確実な方
法として排ガス系路での触媒反応や吸着・吸収反応を用
いる後処理力法が実用されてきた。この後処理での触媒
や吸収材は、燃焼ガスとの接触効率を高める必要性と同
時に燃焼器に刻する背圧影響を少なくするという相反す
る条件を満たす必要があり、このだめに圧力損失の少な
い、かつ接触効率を高める触媒の形状について鋭意検討
が加えられ、今日ではノ・二カ人形状と呼ばれるモノリ
シック（一体型）支持体の表面に触媒材を担持した触媒
体が最も効果の高い触媒とｌ〜で使われている。この触
媒体のための担体としては、従来、コープイライト又は
ムライトを押出成形したものが多く使われており、触媒
そのものの形状は一体成形された担体そのものの形状に
依存している。このため同一担体に複数の触媒体を担持
することｉ困難であり、同−気相系に３ ヘ一／゛ おいて、複数の反応を複数の触媒でもって行うには、系
内に複数個の触媒体をシリーズに配設する必要があった
。たとえば燃焼排ガス中の窒素酸化物と一酸化炭素や炭
化水素を触媒で粋理を行う場合などは、窒素酸化物は還
元用触媒を、そし７て一酸化炭素や炭化水素には酸化用
触媒が必要である。
不完全燃焼成分である一酸化炭素や、未２５、−１ 燃焼成分である多種の炭化水素、さらには燃焼成分とし
ての窒素酸化物や硫黄酸化物などの有害成分を無害化も
しくは除去する手段として、燃焼器そのものの改善や燃
焼条件制御システムの改良の他に、より簡便で確実な方
法として排ガス系路での触媒反応や吸着・吸収反応を用
いる後処理力法が実用されてきた。この後処理での触媒
や吸収材は、燃焼ガスとの接触効率を高める必要性と同
時に燃焼器に刻する背圧影響を少なくするという相反す
る条件を満たす必要があり、このだめに圧力損失の少な
い、かつ接触効率を高める触媒の形状について鋭意検討
が加えられ、今日ではノ・二カ人形状と呼ばれるモノリ
シック（一体型）支持体の表面に触媒材を担持した触媒
体が最も効果の高い触媒とｌ〜で使われている。この触
媒体のための担体としては、従来、コープイライト又は
ムライトを押出成形したものが多く使われており、触媒
そのものの形状は一体成形された担体そのものの形状に
依存している。このため同一担体に複数の触媒体を担持
することｉ困難であり、同−気相系に３ ヘ一／゛ おいて、複数の反応を複数の触媒でもって行うには、系
内に複数個の触媒体をシリーズに配設する必要があった
。たとえば燃焼排ガス中の窒素酸化物と一酸化炭素や炭
化水素を触媒で粋理を行う場合などは、窒素酸化物は還
元用触媒を、そし７て一酸化炭素や炭化水素には酸化用
触媒が必要である。
しかしながら、このように異なった反応を同一触媒で行
うことは、例えば自動車のゼ［ガス浄化用の三元触ｉ
（ＮＯｘ、ＧＯ，ＨＣ同時低減）を使う排気系のように
、排ガス浄化が行い易くするだめの燃焼制御系を併用す
る場合を除いては不可能であり、従来から、それぞれの
反応に適した触媒を別個に用意し、これらの触媒に排気
ガスを順次接触反応させる、いわゆる複数触媒のシリー
ズ配設方法がとられてきた。
うことは、例えば自動車のゼ［ガス浄化用の三元触ｉ
（ＮＯｘ、ＧＯ，ＨＣ同時低減）を使う排気系のように
、排ガス浄化が行い易くするだめの燃焼制御系を併用す
る場合を除いては不可能であり、従来から、それぞれの
反応に適した触媒を別個に用意し、これらの触媒に排気
ガスを順次接触反応させる、いわゆる複数触媒のシリー
ズ配設方法がとられてきた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、この複数個の触媒体を同一排気系にシリ
ーズに配設すると、当然のこととして、排気系の触媒全
体による通気抵抗が高くなると共に、触媒体の占有する
空間も大きくなυ、特に小型の燃焼器の場合には大きな
問題となっていた。
ーズに配設すると、当然のこととして、排気系の触媒全
体による通気抵抗が高くなると共に、触媒体の占有する
空間も大きくなυ、特に小型の燃焼器の場合には大きな
問題となっていた。
本発明は、単一のモノリシック構造体に、互に異なる複
数の触媒を担持させて構成した新規なノ・ニカム触媒体
を提供するものである。
数の触媒を担持させて構成した新規なノ・ニカム触媒体
を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、従来のコープイライトやムライト材を押出成
形したノ・ニカム担体に触媒を担持した触媒体でなく、
無機質繊維を結合剤と共に抄造して得だセラミック紙葉
を支持担体とし、必要に応じて、コルゲートなどの任意
の形状に成形したのち、この表面に触媒材を担持したも
のを構成要素として、互に異なる触媒材を担持したいく
つかの触媒担持紙葉を積層もしくは巻回してノ・ニカム
形状のモノリシック構造触媒を構成したものである。
形したノ・ニカム担体に触媒を担持した触媒体でなく、
無機質繊維を結合剤と共に抄造して得だセラミック紙葉
を支持担体とし、必要に応じて、コルゲートなどの任意
の形状に成形したのち、この表面に触媒材を担持したも
のを構成要素として、互に異なる触媒材を担持したいく
つかの触媒担持紙葉を積層もしくは巻回してノ・ニカム
形状のモノリシック構造触媒を構成したものである。
そのもっとも簡単な構成としては、第１図に示しだよう
にシート状の第１触媒紙葉１とコルゲート状の第２触媒
紙葉２とを交互に積層した複合ノ・ニカム触媒体である
。ここでの第１紙葉１と第２紙葉２との接合材３は低温
焼結型の多孔質材から成り、この接合４．１により被覆
される第１．第２触６ ベーン 媒紙葉表面の触媒の大部分を細孔を通じて反応ガス体と
接触可能とし、接合材による触媒有効面積の減少を最少
にしていることが本発明の構成の重要な点でもある。
にシート状の第１触媒紙葉１とコルゲート状の第２触媒
紙葉２とを交互に積層した複合ノ・ニカム触媒体である
。ここでの第１紙葉１と第２紙葉２との接合材３は低温
焼結型の多孔質材から成り、この接合４．１により被覆
される第１．第２触６ ベーン 媒紙葉表面の触媒の大部分を細孔を通じて反応ガス体と
接触可能とし、接合材による触媒有効面積の減少を最少
にしていることが本発明の構成の重要な点でもある。
作用
このよう々構成の触媒体にあっては、第１図におけるシ
ート状第１触媒紙葉とコルゲート状第２触媒紙葉のそれ
は、それぞれ異なる反応に適した異種の触媒であって、
反応ガス中の同一成分もしくは異種成分に対して、それ
ぞれ単独に反応をすることにより、本構成の触媒体全体
としては、複数種の反応を同時に、単一のハニカム触媒
体で成し得るものである。
ート状第１触媒紙葉とコルゲート状第２触媒紙葉のそれ
は、それぞれ異なる反応に適した異種の触媒であって、
反応ガス中の同一成分もしくは異種成分に対して、それ
ぞれ単独に反応をすることにより、本構成の触媒体全体
としては、複数種の反応を同時に、単一のハニカム触媒
体で成し得るものである。
実施例
以下に本発明の実施例をもって説明する。
シリカ・アルミナ繊維を１．０〜２０闘長に切断し、こ
れに若干量の１０〜６０闘長のシリカ長繊維を加えさら
に有機結合剤としてポリビニルアルコールと無機結合剤
としてシリカゾルを加え、水に均等分散したスラリーと
したのち、常法により６ ヶ−７ 抄紙、乾燥してシート状セラミック紙葉を得だ。
れに若干量の１０〜６０闘長のシリカ長繊維を加えさら
に有機結合剤としてポリビニルアルコールと無機結合剤
としてシリカゾルを加え、水に均等分散したスラリーと
したのち、常法により６ ヶ−７ 抄紙、乾燥してシート状セラミック紙葉を得だ。
一方これとは別にアルミナ・キセロゲル１０部を水１０
０部に撹拌分散してスラリーを作製した。
０部に撹拌分散してスラリーを作製した。
このスラリー液をシート状紙葉に噴霧して含浸させたの
ち、一部はシート状のｉｔ乾燥して平形担体とし、他は
コルゲート成形機により波形に成形した。この平形担体
と波形担体とは共に大気雰囲気中６００〜７００°Ｃで
１時間加熱焼成した。このうち平形相体は硝酸鉄と硝酸
マンガンを重量比で１０対１０割合で水に溶解した混合
溶液に浸漬し、乾燥後大気雰囲気中に７００〜ｓ ｏ
Ｏ’Ｃで１時間焼成して酸化鉄と酸化マンガンの混合触
媒を担持させた。一方波形担体は塩化白金酸溶液に浸漬
し、乾燥後、水素還元炉に入れ４００°Ｃで１時間還元
して白金を担持させた。これらの触媒体とは別に、平形
触媒体１と波形触媒体２とを接合して単一構造とするた
めの接合材３として、コロイダルシリカ６部、アルミナ
キセロゲル８部、繊維状ポリビニルアルコール３部とセ
ルロース繊維３部を水６０部に撹拌分散したスラリーを
調製し、７ ヘ一／ さきに作成した波形触媒体２の波の頂部に均−彦厚さに
塗布して、第１図人に示す如く平形触媒体１を重ねて接
合したのちに、乾燥後、大気雰囲気中５００＝７００’
Ｃで焼成して、有機物を分解除去して、平形触媒体１と
波形触媒体２を結合し、一体構造のハニカム触媒体を製
造した。第１図Ｂはその部分断面図を示す。ここで用い
た接合材３の有機剤と無機剤の配合比をいくつか変えて
調合したものを実施例１〜５とし、表−１に示しだ。
ち、一部はシート状のｉｔ乾燥して平形担体とし、他は
コルゲート成形機により波形に成形した。この平形担体
と波形担体とは共に大気雰囲気中６００〜７００°Ｃで
１時間加熱焼成した。このうち平形相体は硝酸鉄と硝酸
マンガンを重量比で１０対１０割合で水に溶解した混合
溶液に浸漬し、乾燥後大気雰囲気中に７００〜ｓ ｏ
Ｏ’Ｃで１時間焼成して酸化鉄と酸化マンガンの混合触
媒を担持させた。一方波形担体は塩化白金酸溶液に浸漬
し、乾燥後、水素還元炉に入れ４００°Ｃで１時間還元
して白金を担持させた。これらの触媒体とは別に、平形
触媒体１と波形触媒体２とを接合して単一構造とするた
めの接合材３として、コロイダルシリカ６部、アルミナ
キセロゲル８部、繊維状ポリビニルアルコール３部とセ
ルロース繊維３部を水６０部に撹拌分散したスラリーを
調製し、７ ヘ一／ さきに作成した波形触媒体２の波の頂部に均−彦厚さに
塗布して、第１図人に示す如く平形触媒体１を重ねて接
合したのちに、乾燥後、大気雰囲気中５００＝７００’
Ｃで焼成して、有機物を分解除去して、平形触媒体１と
波形触媒体２を結合し、一体構造のハニカム触媒体を製
造した。第１図Ｂはその部分断面図を示す。ここで用い
た接合材３の有機剤と無機剤の配合比をいくつか変えて
調合したものを実施例１〜５とし、表−１に示しだ。
（以 下 余 白）
９、、。
またこの実施例１〜５の他に、白金触媒と金属酸化物触
媒を共に別なる波形担体１，２に担持させ、波の頂部同
志を互に彼の成形方向に組合せ、実施例１〜６と同じ接
合材を用いて、第２図人。
媒を共に別なる波形担体１，２に担持させ、波の頂部同
志を互に彼の成形方向に組合せ、実施例１〜６と同じ接
合材を用いて、第２図人。
ＢＫ示すような複合ハニカム触媒体を製３１．ｉｆ し
た。
た。
このような本発明の触媒体の特徴は、１つには異なる複
数の反応を同一触媒体で行なうのに、構造は単一構造で
あるが、構成は全く異々る複数の触媒体より成るハニカ
ム構造体であるところから、それぞれの反応にもっとも
最適々触媒材を当てることが可能で、特に燃焼排ガス中
の酸化性成分と還元性成分のように、反応面においては
相反する反応機構を考えねばならない時にも、単一のハ
ニカム構成をそれらに独立して適した触媒材により形成
することによって、同時処理が可能である。
数の反応を同一触媒体で行なうのに、構造は単一構造で
あるが、構成は全く異々る複数の触媒体より成るハニカ
ム構造体であるところから、それぞれの反応にもっとも
最適々触媒材を当てることが可能で、特に燃焼排ガス中
の酸化性成分と還元性成分のように、反応面においては
相反する反応機構を考えねばならない時にも、単一のハ
ニカム構成をそれらに独立して適した触媒材により形成
することによって、同時処理が可能である。
このことは、一方では、触媒の占有する空間が小さくて
すみ、丑だそれぞれ別個の触媒体を併用する場に較べる
と、触媒コストも大１」に低減出来る。
すみ、丑だそれぞれ別個の触媒体を併用する場に較べる
と、触媒コストも大１」に低減出来る。
本発明の他の特徴は、ハニカム構成要素の接合部の接合
材を多孔質に仕上げることによる。実施１０ ／、−
７ 例１〜５の接合部利の空隙率は表−１に示すとおり、３
０％から６０％の範囲にあり、−力比１咬例１．２では
接合Ｈの有機剤と無機剤との配合比率を極めて小さくし
たため空隙率が３％及び１５％と低いものでは、接合材
が触媒体全体に占める割合が大きいことから、反応面に
おいて実施例よりも劣っている。寸だ空隙率が７０％の
比較例３は反応面では良好なものの、接合強度が十分で
なく落下テストで接合部の破壊や脱落を生じ、一体構造
体として維持しえなかった。このように本発明の構成に
おいては構成要素の接合部が大きく効いており、本実施
例で代表される接合部の配合比率である無機剤と有機剤
（ここでいう有機剤とは、接合処理において、最終的に
分解除去されるものをさす）の配合比は１０対１から１
０７ｊ８の範囲がよく、好ましくは１０対３から２対１
の範囲にあることが望ましい。
材を多孔質に仕上げることによる。実施１０ ／、−
７ 例１〜５の接合部利の空隙率は表−１に示すとおり、３
０％から６０％の範囲にあり、−力比１咬例１．２では
接合Ｈの有機剤と無機剤との配合比率を極めて小さくし
たため空隙率が３％及び１５％と低いものでは、接合材
が触媒体全体に占める割合が大きいことから、反応面に
おいて実施例よりも劣っている。寸だ空隙率が７０％の
比較例３は反応面では良好なものの、接合強度が十分で
なく落下テストで接合部の破壊や脱落を生じ、一体構造
体として維持しえなかった。このように本発明の構成に
おいては構成要素の接合部が大きく効いており、本実施
例で代表される接合部の配合比率である無機剤と有機剤
（ここでいう有機剤とは、接合処理において、最終的に
分解除去されるものをさす）の配合比は１０対１から１
０７ｊ８の範囲がよく、好ましくは１０対３から２対１
の範囲にあることが望ましい。
本実施例並びに表１にあげた触媒材や反応については本
発明の構成や効果を束縛するものでなく、あくまでも１
実施例として記載したものであり、１１ ／、 異なる触媒材を組合せて一体構造体のハニカム触媒体を
構成するものであれば、いかなる種類の触媒イ」でも」
：＜、寸た特に吸着反応や吸収反応が含まれるような糸
に用いる場合にあっては、触媒材と吸着もしくは吸収イ
」が構成要素になっても、本発明の効果を損うものでは
ない。
発明の構成や効果を束縛するものでなく、あくまでも１
実施例として記載したものであり、１１ ／、 異なる触媒材を組合せて一体構造体のハニカム触媒体を
構成するものであれば、いかなる種類の触媒イ」でも」
：＜、寸た特に吸着反応や吸収反応が含まれるような糸
に用いる場合にあっては、触媒材と吸着もしくは吸収イ
」が構成要素になっても、本発明の効果を損うものでは
ない。
さらに構成要素となる紙葉担体の形状は、実施例の平形
や波形の他に矩形やノコギリ状形など加工可能なるいか
々る形状であってもよい。
や波形の他に矩形やノコギリ状形など加工可能なるいか
々る形状であってもよい。
発明の効果
以」−述へたように、本発明ではハニカム担体を構成す
る紙葉担体に互に異なる触媒材を担持させ接合材で一体
化することで、触媒有効面積の減少を少なくし−で効率
」：＜触媒反応が得られるものである。
る紙葉担体に互に異なる触媒材を担持させ接合材で一体
化することで、触媒有効面積の減少を少なくし−で効率
」：＜触媒反応が得られるものである。
第１図人は本発明の実施例における平形触媒紙葉と波形
触媒紙葉を交互に絹合せ接合材で一体化した複合ハニカ
ム触媒体の斜視図であり、同図Ｂｄ：その断面部分拡大
図、第２図人は本発明の他の例で、互に異なる触媒を担
持した２種の波形触媒紙葉を交互に組合ぜ、接合材で一
体化した複合ハニカム触媒体の斜視図、同図Ｂはその断
面部分拡大図である。 １・・・・・・平形の第１触媒紙葉、２・・・・・・波
形の第２触媒紙葉、３・・・・・・接合材。
触媒紙葉を交互に絹合せ接合材で一体化した複合ハニカ
ム触媒体の斜視図であり、同図Ｂｄ：その断面部分拡大
図、第２図人は本発明の他の例で、互に異なる触媒を担
持した２種の波形触媒紙葉を交互に組合ぜ、接合材で一
体化した複合ハニカム触媒体の斜視図、同図Ｂはその断
面部分拡大図である。 １・・・・・・平形の第１触媒紙葉、２・・・・・・波
形の第２触媒紙葉、３・・・・・・接合材。
Claims (2)
- （１）無機質繊維を結合材とともに抄造し、任意の形状
に成形した複数枚の第１触媒紙葉の表面に、互に異なる
触媒材を担持した複数種の第２触媒紙葉を、接合材を用
いて、積層もしくは巻回した複合ハニカム触媒体。 - （２）接合材は多孔質材であって、この多孔質材の空隙
率を３０〜６０％とした特許請求の範囲第１項記載の複
合ハニカム触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082830A JPS61242642A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 複合ハニカム触媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082830A JPS61242642A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 複合ハニカム触媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61242642A true JPS61242642A (ja) | 1986-10-28 |
Family
ID=13785315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082830A Pending JPS61242642A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 複合ハニカム触媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61242642A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1195196A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-10 | Akzo Nobel N.V. | Catalyst carrier comprising a fibre paper impregnated with micro fibres, process for its production and its uses |
| EP1195197A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-10 | Akzo Nobel N.V. | Catalyst carrier comprising a fibre paper impregnated with micro fibres, process for its production and its uses |
| US6787497B2 (en) | 2000-10-06 | 2004-09-07 | Akzo Nobel N.V. | Chemical product and process |
| JP2007091513A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 水素発生装置及び燃料電池システム |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60082830A patent/JPS61242642A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1195196A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-10 | Akzo Nobel N.V. | Catalyst carrier comprising a fibre paper impregnated with micro fibres, process for its production and its uses |
| EP1195197A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-10 | Akzo Nobel N.V. | Catalyst carrier comprising a fibre paper impregnated with micro fibres, process for its production and its uses |
| US6787497B2 (en) | 2000-10-06 | 2004-09-07 | Akzo Nobel N.V. | Chemical product and process |
| JP2007091513A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 水素発生装置及び燃料電池システム |
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