JPS63126560A - Catalyst for catalytic reduction of nox - Google Patents

Catalyst for catalytic reduction of nox

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JPS63126560A
JPS63126560A JP61274923A JP27492386A JPS63126560A JP S63126560 A JPS63126560 A JP S63126560A JP 61274923 A JP61274923 A JP 61274923A JP 27492386 A JP27492386 A JP 27492386A JP S63126560 A JPS63126560 A JP S63126560A
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titanium
transition metal
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毅 蝦名
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上東 浩
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泰良 加藤
Kunihiko Konishi
邦彦 小西
Toshiaki Matsuda
松田 敏昭
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Abstract

PURPOSE:To prevent the degradation in activity by catalyst poisons, more particularly SOx and arsenic in an exhaust gas by depositing a catalytically active component consisting of titanium and transition metal on zeolite having specific component ratios. CONSTITUTION:The catalytically active component (e.g., copper, V, Mo, W, iron consisting of the titanium and transition metal is deposition on the zeolite having >=10 (SiO2/Al2O3) ratio to form the catalyst for removing the Nox in the exhaust gas. As a result, the catalyst which is less deteriorated by the catalyst poisons, more particularly SOx and arsenic in the exhaust gas is obtd. Denitrsation of the exhaust gas contg. a large amt. of the co-existing volatile catalyst poisons such as arsenic and selenium compd. and SOx with which the deterioration in the catalyst activity if unavoidable in long-period use in the case of the conventional zeolite catalyst deposited with the transition metal element is thus permitted in the state of maintaining the stable catalyst activity for a long period of time.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、排ガス中の窒素酸化物(以下NOxと記す)
の除去用触媒に係り、特に排ガス中の触媒毒物質によっ
て劣化しにくい窒素酸化物除去用触媒(脱硝触媒)に関
する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention deals with nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) in exhaust gas.
The present invention relates to a catalyst for removing nitrogen oxides (denitrification catalyst), and particularly to a catalyst for removing nitrogen oxides (denitrification catalyst) that is not easily deteriorated by catalyst poisonous substances in exhaust gas.

(従来の技術) 発電所、焼結炉、各種化学工場、自動車などから排出さ
れるNOxは、光化学スモッグの原因物質とされるため
、その効果的な処理手段が望まれている。従来から多(
提案されている排煙脱硝方法のうち、NH3を還元剤と
するNOxの接触還元法は排ガス中に02が1容量%以
上含まれていてもNH3は選択的にNOxと反応するの
で、還元剤が少なくて済むという点で有利な方法とされ
ている。
(Prior Art) Since NOx emitted from power plants, sintering furnaces, various chemical factories, automobiles, etc. is considered to be a causative agent of photochemical smog, an effective means for treating it is desired. Conventionally, many (
Among the proposed flue gas denitrification methods, the NOx catalytic reduction method uses NH3 as a reducing agent because NH3 selectively reacts with NOx even if the flue gas contains 1% or more of 02 by volume. This method is considered advantageous in that it requires less.

この方法で用いられる触媒としては、活性アルミナ、シ
リカゲル、アルミナ、ゼオライト、酸化チタンなどの担
体に遷移金属化合物を担持させたものが知られている。
As catalysts used in this method, catalysts in which a transition metal compound is supported on a carrier such as activated alumina, silica gel, alumina, zeolite, or titanium oxide are known.

これらのうち現在実用に供されているものは、特開昭5
0−51966号、特開昭52−122293号に代表
される酸化チタンを主成分とし、これにバナジウム(■
)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)などを添
加したものである。これらの触媒は、排ガス中の硫黄酸
化物に犯されに(い特徴を有しており優れたものである
。しかしながら、燃料中の鉱物から主に生成する揮発性
の金属酸化物やセレン、テルル、クリラム、ヒ素などの
酸化物による劣化については考慮されていなかった。こ
のため、鉱物質を多く含有する石炭や中国産原油が燃料
に用いられ、排ガス中の前記揮発性物質濃度が高くなる
と上記触媒の活性が大幅に低下するという問題が発生し
た。
Among these, those currently in practical use are
The main component is titanium oxide as typified by No. 0-51966 and JP-A-52-122293, and vanadium (■
), molybdenum (Mo), tungsten (W), etc. These catalysts are excellent in that they are not affected by sulfur oxides in exhaust gas. Deterioration caused by oxides such as krillam and arsenic was not taken into account.For this reason, coal containing a large amount of minerals and crude oil produced in China are used as fuel, and when the concentration of the volatile substances in the exhaust gas increases, the catalyst A problem arose in that the activity of

このような劣化に対しては、前記揮発性酸化物質が拡散
しに(いミクロボア内に活性成分を導入できるゼオライ
ト系の触媒を使用することで劣化をある程度軽減するこ
とが可能であり、既にいくつかの特許が出願されている
(特願昭61−172508号、特願昭61−1725
09号等)。
This kind of deterioration can be alleviated to some extent by using a zeolite-based catalyst that allows active ingredients to be introduced into the micropores while preventing the volatile oxidizing substances from diffusing. Patent applications have been filed (Japanese Patent Application No. 172508/1982, Japanese Patent Application No. 1725/1983)
No. 09, etc.).

また、ゼオライト系触媒のうちSi○z/Al2O3比
の低い(10以下)ものは石炭中などに含まれる酸性物
質(特に硫黄酸化物5Ox)により、触媒活性が低下す
るという問題点があることが分かった。これは酸性物質
がゼオライト中のアルミニウム化合物と反応し、その構
造を破壊するためと考えられる。これに対し、5i02
/Al2O3比の高い(10以上)ものは酸性物質によ
る劣化は少ないことが分かり、本発明者らは5i02/
Al103比が10以上のゼオライトを用いる触媒の検
討を行なってきた。前記2件の出願にかかる触媒は、ヒ
素などの揮発性酸化物質に対する耐久性が非常に高く、
かつSOxに対しても劣化の少ないゼオライト系触媒で
ある。
Additionally, among zeolite catalysts, those with a low Si○z/Al2O3 ratio (10 or less) may have the problem that their catalytic activity is reduced by acidic substances (especially sulfur oxides 5Ox) contained in coal. Do you get it. This is thought to be because the acidic substance reacts with the aluminum compound in the zeolite and destroys its structure. On the other hand, 5i02
It was found that those with a high /Al2O3 ratio (10 or more) were less likely to be degraded by acidic substances, and the present inventors found that 5i02/
A catalyst using zeolite with an Al103 ratio of 10 or more has been investigated. The catalysts disclosed in the above two applications have extremely high durability against volatile oxidizing substances such as arsenic.
It is also a zeolite-based catalyst that exhibits little deterioration with respect to SOx.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このようなゼオライト系触媒を使用して
も燃焼に伴い生成するSOxに長時間さらした場合には
、触媒活性の低下が避けられないことが分かった。これ
は、SOxが触媒表面を被覆あるいは触媒活性金属と反
応するためと考えられる。従って、SOxによる活性低
下を防ぐには、SOxが活性点に入りにくい、または被
覆されにくい、もしくはSOxと反応しにくい活性点を
持つ触媒とする必要がある。
(Problem to be solved by the invention) However, it has been found that even if such a zeolite catalyst is used, a decrease in catalytic activity is unavoidable when exposed to SOx generated during combustion for a long time. . This is considered to be because SOx coats the catalyst surface or reacts with the catalytically active metal. Therefore, in order to prevent a decrease in activity due to SOx, it is necessary to use a catalyst that has active sites that are difficult for SOx to enter or be coated with, or that are difficult to react with SOx.

本発明の目的は、SOxによる活性低下を防止するため
、揮発性酸化物質(特に酸化砒素)に対する高い抵抗力
を維持したまま、SOxに対する抵抗力の強いゼオライ
ト系触媒を開発することにある。
An object of the present invention is to develop a zeolite-based catalyst that has high resistance to SOx while maintaining high resistance to volatile oxidizing substances (particularly arsenic oxide) in order to prevent a decrease in activity due to SOx.

(問題点を解決するための手段) 本発明者は、ゼオライトにチタンおよび触媒活性成分で
ある金属元素を担持させることにより前記問題点が解消
されることを見出した。すなわち、排ガス中の窒素酸化
物を除去する触媒において、S i02 /AJz 0
3の比が10以上のゼオライトに、チタン(典型的には
酸化チタン)および触媒活性成分である遷移金属(銅、
バナジウム、モリブデン、タングステン、鉄から選ばれ
た一種以上のもの)を担持させたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have found that the above problems can be solved by making zeolite support titanium and a metal element that is a catalytically active component. That is, in a catalyst that removes nitrogen oxides from exhaust gas, S i02 /AJz 0
Zeolite with a ratio of 3 to 10 or more is combined with titanium (typically titanium oxide) and transition metals (copper, copper, etc.) that are catalytically active components.
It is characterized by supporting one or more elements selected from vanadium, molybdenum, tungsten, and iron.

本発明に使用されるゼオライトとしては、高シリカ組成
(S io2/A1z Oa比が10以上)で安定に存
在するものが使用される。例えば、モルデナイト、フェ
リエライト、モーピルオイル社から発表された従来より
公知のZSM−5等がある。
The zeolite used in the present invention is one that has a high silica composition (S io2/A1z Oa ratio of 10 or more) and exists stably. Examples include mordenite, ferrierite, and the conventionally known ZSM-5 published by Mopil Oil.

一方、チタン化合物としては、チタン酸メチル、チタン
酸エチル、チタン酸プロピルなどのチタン酸エステル、
あるいは三塩化チタン、四塩化チタンなどの塩化チタン
が使用可能である。
On the other hand, titanium compounds include titanate esters such as methyl titanate, ethyl titanate, and propyl titanate;
Alternatively, titanium chloride such as titanium trichloride and titanium tetrachloride can be used.

また、触媒活性成分として、銅(Cu)、バナジウム(
■)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、鉄(
Fe)の遷移金属化合物を単独、または複数の組合せで
用いることができる。上記遷移金属化合物の例としては
、酸化物、酸性酸化物塩、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化
物、水酸化物、有機酸塩、アルコラード等が挙げられる
In addition, copper (Cu), vanadium (
■), molybdenum (Mo), tungsten (W), iron (
The transition metal compounds (Fe) can be used alone or in combination. Examples of the transition metal compounds include oxides, acidic oxide salts, nitrates, sulfates, halides, hydroxides, organic acid salts, alcoholades, and the like.

触媒の調製は、ゼオライトに、まず、チタンを導入する
場合は、チタン酸エステル、あるいは塩化チタンをイオ
ン交換、含浸、真空藤着のいずれかの方法で導入し、必
要に応じて密閉恒湿容器中で加水分解する。その後、1
00℃程度、またはそれ以下の温度で徐々に乾燥し、続
いて200℃程度、またはそれ以下の温度で十分に乾燥
後、不活性ガス、あるいは空気雰囲気下、800℃未満
、好ましくは300℃から700℃の範囲で、通常は1
時間ないし10時間の焼成でチタン(Ti)を導入した
ゼオライト(以下、Ti−ゼオライトと略記する。)を
得る。こうして得られたTi −ゼオライトに、活性成
分である前記遷移全屈化合物をイオン交換、あるいは含
浸などの方法で添加し、200℃程度、またはそれ以下
の温度で十分に乾燥後、不活性ガス、あるいは空気雰囲
気下、800℃未満、好ましくは300℃から700℃
の範囲で、通常は1時間ないし10時間の焼成でゼオラ
イト触媒を得る。
To prepare the catalyst, first, if titanium is to be introduced into the zeolite, titanate ester or titanium chloride is introduced into the zeolite by ion exchange, impregnation, or vacuum fujiguri, and if necessary, it is placed in a closed, constant humidity container. hydrolyzed inside. After that, 1
After gradually drying at a temperature of about 00°C or lower, and then sufficiently drying at a temperature of about 200°C or lower, under an inert gas or air atmosphere, below 800°C, preferably from 300°C In the range of 700℃, usually 1
Zeolite into which titanium (Ti) is introduced (hereinafter abbreviated as Ti-zeolite) is obtained by firing for 1 to 10 hours. The above-mentioned transitional total bending compound, which is an active ingredient, is added to the Ti-zeolite thus obtained by a method such as ion exchange or impregnation, and after thoroughly drying at a temperature of about 200°C or lower, inert gas, or under an air atmosphere, below 800°C, preferably from 300°C to 700°C
A zeolite catalyst can be obtained by firing within a range of 1 to 10 hours, usually for 1 to 10 hours.

このようにして調製したゼオライト触媒は、そのまま、
あるいはTiO2などの結合剤を添加した後、成型する
。成型物の形状は、粒状、ベレット状、顆粒状、ハニカ
ム状、板状など任意に選定することができ、各々の形状
に通切な成型機、例えば、押し出し成型機、打錠機、転
勤造粒機などを使用して成型される。
The zeolite catalyst prepared in this way can be directly used as
Alternatively, molding is performed after adding a binder such as TiO2. The shape of the molded product can be arbitrarily selected such as granule, pellet, granule, honeycomb, plate, etc., and a molding machine suitable for each shape, such as an extrusion molding machine, a tablet machine, and a transfer granulation machine, can be used. It is molded using a machine.

上記のようにして成型した成型物は続いて加熱処理する
。加熱処理は100℃程度またはそれ以下の温度に加熱
することによる乾燥処理だけでも成型物の強度の向上が
認められるが、さらに高温で加熱するのが効果的である
The molded product molded as described above is then heat-treated. Although the strength of the molded product can be improved by simply drying the molded product by heating it to a temperature of about 100° C. or lower, it is effective to heat the molded product at an even higher temperature.

すなわち、加熱処理は、通常、不活性ガス、あるいは空
気雰囲気下、800℃未満、好ましくは300℃から7
00℃の範囲で適宜選択される。
That is, the heat treatment is usually performed under an inert gas or air atmosphere at a temperature of less than 800°C, preferably from 300°C to 70°C.
The temperature is appropriately selected within the range of 00°C.

焼成時間も、触媒の物性および強度に影響を与えるが、
通常は1時間ないし10時間で好適に行なうことができ
る。
Calcination time also affects the physical properties and strength of the catalyst, but
Usually, it can be carried out suitably for 1 to 10 hours.

このような方法で製造された触媒を使用して、排ガス中
のNOxを還元するには、本触媒に排ガスとアンモニア
ガスの混合ガスを300℃以上の温度で通じればよい。
In order to reduce NOx in exhaust gas using a catalyst manufactured by such a method, a mixed gas of exhaust gas and ammonia gas may be passed through the catalyst at a temperature of 300° C. or higher.

本発明の触媒を使用して、アンモニアの存在下にNOx
を還元分解した場合、高いNOx分解率が得られるばか
りでなく、排ガス中の触媒毒によって劣化しに(く長時
間高い活性を維持できる。
Using the catalyst of the present invention, NOx in the presence of ammonia
When it is reductively decomposed, not only can a high NOx decomposition rate be obtained, but it can also maintain high activity for a long time without being degraded by catalyst poisons in exhaust gas.

Cu、■、MO等の遷移金属元素を担持したゼオライト
は、酸化ヒ素、酸化セレン等の揮発性酸化物質に対して
は長時間にわたり著しく高い抵抗力を示すが酸性物質、
特にSOxに対しては長時間さらされると活性が低下す
る。ところが、SOXに対して非常に抵抗力の高いこと
が知られているTiO2を他の活性成分(Cu、■、M
Oなどの遷移金属元素)とともにゼオライトのミクロボ
ア内に導入した本触媒は、揮発性酸化物質に対して高い
抵抗力を維持したまま、SOxに対しても非常に高い抵
抗力を示すようになる。ゼオライト上に、予め担持され
たTiO2と活性成分として導入されたC u s V
 s M oなとの遷移金属元素がゼオライトのミクロ
ボア内に活性点く金属−Ti02)を形成し、脱硝反応
を担うだけでなく、極めて高い耐SOx性を示すと考え
られる。
Zeolite supporting transition metal elements such as Cu, ■, MO, etc. shows extremely high resistance to volatile oxidizing substances such as arsenic oxide and selenium oxide for a long period of time, but it is resistant to acidic substances,
In particular, when exposed to SOx for a long time, the activity decreases. However, when TiO2, which is known to be highly resistant to SOX, is mixed with other active ingredients (Cu, ■, M
This catalyst introduced into the micropores of zeolite together with transition metal elements such as O) exhibits extremely high resistance to SOx while maintaining high resistance to volatile oxidants. TiO2 previously supported on zeolite and CusV introduced as an active ingredient
It is thought that transition metal elements such as sMo form active sites in the micropores of the zeolite, forming a metal -Ti02), which not only plays a role in the denitrification reaction but also exhibits extremely high SOx resistance.

また、ミクロボア内のTiO2が活性成分であるCus
 V、MO等の遷移金属元素とSOxとの反応、あるい
は前記遷移金属元素がSOxにより被覆されて失活する
のを防いでいると考えられる。
In addition, TiO2 in the microbore is an active component of Cu.
It is thought that this prevents a reaction between a transition metal element such as V or MO and SOx, or prevents the transition metal element from being coated with SOx and being deactivated.

次に本発明を具体的実施例により説明する。Next, the present invention will be explained using specific examples.

(実施例) 実施例および比較例では、鉱物質含有率の高い石炭の燃
焼排ガスを想定した模擬ガスにより耐久試験を行なった
。触媒毒成分としては、石炭中の鉱物質として一般に知
られている硫ヒ鉄鉱の酸化生成物である二酸化硫黄(S
O3)と三酸化ヒ素(AS203)とを蒸気にしてガス
中に添加した。
(Example) In Examples and Comparative Examples, durability tests were conducted using a simulated gas simulating combustion exhaust gas of coal with a high mineral content. The catalyst poison component is sulfur dioxide (S
O3) and arsenic trioxide (AS203) were vaporized and added to the gas.

ガス組成は、酸素 3容量%、炭酸ガス 12容量%、
水 12容量%、NOx  200ppm、アンモニア
 240ppm、二酸化硫黄 500ppm、303 
16ppm、AS203 21)pm、残部は窒素であ
る。この試験は、成型・焼成し、10〜20メツシユに
ふるい分けた触媒2mlに上記混合ガスを空間速度12
0,000h−1で流通させて実施した。
Gas composition: oxygen 3% by volume, carbon dioxide 12% by volume,
Water 12% by volume, NOx 200ppm, ammonia 240ppm, sulfur dioxide 500ppm, 303
16 ppm, AS203 21) pm, remainder nitrogen. In this test, the above mixed gas was added to 2 ml of the catalyst, which had been molded, calcined, and sieved into 10 to 20 meshes, at a space velocity of 12.
The experiment was carried out by circulating at 0,000 h-1.

脱硝触媒性能は、上記耐久試験の前後で測定した。なお
、NOx含有量は、化学発光式NOxメータで測定し、
NOxの分解率(脱硝率)はN。
The denitrification catalyst performance was measured before and after the above durability test. The NOx content is measured using a chemiluminescent NOx meter.
The NOx decomposition rate (denitrification rate) is N.

Xの濃度をアンモニア添加前および後に測定し下記式に
よって算出した。
The concentration of X was measured before and after addition of ammonia, and calculated using the following formula.

比表面積、細孔分布は、焼成・成型し、10〜20メソ
シユにふるい分けた触媒0.5gを採り、QUANTA
  CHROME社 AUTO3ORI3−1型ガス吸
着試験装置を用いて測定した。
The specific surface area and pore distribution were determined by taking 0.5 g of the calcined and molded catalyst and sifting it into 10 to 20 sieves.
It was measured using a CHROME AUTO3ORI3-1 type gas adsorption test device.

比表面積は、相対圧力(P/Po)が0.025〜0.
3におけるB、E、T多点法により算出した。
The specific surface area has a relative pressure (P/Po) of 0.025 to 0.
Calculated by the B, E, T multi-point method in 3.

なお、H型モルデナイトは東洋曹達工業■製のTSZ−
650XOAを使用した。
In addition, H-type mordenite is TSZ- manufactured by Toyo Soda Kogyo ■.
650XOA was used.

H型モルデナイト、H型モルデナイトにチタン化合物を
担持したもの(真空蒸着法−TiをTiO2としてQ、
 4 w t%含む)、および銅(Cu)を3wt%担
持したものの比表面積を第1表に示す。チタンを担持し
たモルデナイトも銅を担持したモルデナイトと同様に比
表面積の減少が認められる。このことからチタン(Ti
)も銅(Cu)と同様にミクロボア内に入っていると考
えられる。
H-type mordenite, H-type mordenite supported with a titanium compound (vacuum evaporation method - Q with Ti as TiO2,
Table 1 shows the specific surface areas of 4 wt % (containing 4 wt %) and 3 wt % copper (Cu). Mordenite supporting titanium also exhibits a decrease in specific surface area, similar to mordenite supporting copper. From this, titanium (Ti
) is also considered to be contained within the micropores like copper (Cu).

第   1   表 実施例1 三塩化チタン水溶液(Ti濃度3.0g/1)11に、
平均粒子径60メツシユのH型モルデナイ) (S i
 02 /A1203 =23、細孔径7人)100g
を加えて、窒素雰囲気下、80℃で24時間攪拌して十
分にイオン交換させる。その後、濾過・水洗し、180
℃で乾燥後、500℃で2時間、空気雰囲気下で焼成し
てチタン(Ti)を入れたモルデナイト(以下、Ti−
モルデナイトと略記する。)を得た。TiO2含有率は
0.3 wt%であった。
Table 1 Example 1 Titanium trichloride aqueous solution (Ti concentration 3.0 g/1) 11,
H-type Mordenai with an average particle size of 60 mesh) (S i
02 /A1203 = 23, pore size 7 people) 100g
is added and stirred at 80° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere to perform sufficient ion exchange. After that, filter and wash with water,
After drying at ℃, it was fired at 500℃ for 2 hours in an air atmosphere to produce mordenite containing titanium (Ti) (hereinafter referred to as Ti-
Abbreviated as mordenite. ) was obtained. The TiO2 content was 0.3 wt%.

次に、このTi−モルデナイトを10g採り、1、14
 gの硝酸銅を含浸し、乾燥後、これをプレス成型機で
10φ×3Lの円筒状に成型した後、500℃で2時間
、空気雰囲気下で焼成した。これを粉砕して、10〜2
0メツシユにふるい分けたものを触媒とした。Cu含有
率は3wt%であった。
Next, take 10g of this Ti-mordenite and
After drying, this was formed into a cylindrical shape of 10φ×3L using a press molding machine, and then fired at 500° C. for 2 hours in an air atmosphere. Crush this and make 10-2
The material sieved to 0 mesh was used as a catalyst. The Cu content was 3 wt%.

実施例2 平均粒子径60メツシユのH型モルデナイト(Si02
/A1203−23、細孔径7人)100gに、四塩化
チタン水溶液(Tj濃濃度8ピで混練しながら徐々に乾
燥する。その後、180℃で3時間乾燥後、500℃で
2時間、空気雰囲気下で焼成してTi−モルデナイトを
得た.TiO2含有率は15wt%であった。
Example 2 H-type mordenite (Si02
/ A1203-23, pore size 7) was gradually dried while kneading 100 g of titanium tetrachloride aqueous solution (Tj concentration 8 pm). Then, after drying at 180°C for 3 hours, at 500°C for 2 hours in an air atmosphere. Ti-mordenite was obtained by sintering at the bottom, and the TiO2 content was 15 wt%.

次に、このTi−モルデナイトは実施例1と同様の方法
により触媒化した。
Next, this Ti-mordenite was catalyzed by the same method as in Example 1.

実施例3〜5 実施例2における四塩化チタン水溶液の代わりに、各々
、チタン酸メチル、チタン酸エチル、チタン酸プロピル
の2−プロパツール溶液(Tt濃度8 8 g/l>に
替えて同様の方法により触媒を調製した。
Examples 3 to 5 In place of the titanium tetrachloride aqueous solution in Example 2, 2-propertool solutions of methyl titanate, ethyl titanate, and propyl titanate (Tt concentration 88 g/l) were used, respectively. The catalyst was prepared by the method.

実施例6〜7 実施例1のモルデナイトをフェリエライトおよび従来よ
り公知のZSM−5に替えて同様の方法により触媒を調
製した。
Examples 6 to 7 Catalysts were prepared in the same manner as in Example 1 except that mordenite was replaced with ferrierite and conventionally known ZSM-5.

実施例8 平均粒子径60メツシユのH型モルデナイト(Si02
/A12 03 =23、細孔径7人)100gを真空
脱気装置で3 Q mTorr以下まで脱気後、常温で
四塩化チタン蒸気を導入する。24時間放置後、モルデ
ナイトを取り出し、密閉恒湿容器中に24時間放置し、
十分に四塩化チタンを加水分解させる。その後、180
℃で3時間乾燥し、500℃で2時間、空気雰囲気下で
焼成して、Ti−モルデナイトを得た。TiO2含有率
は0.7wt%であった。
Example 8 H-type mordenite (Si02
/A12 03 =23, pore diameter 7) After deaerating 100 g of the sample to 3 Q mTorr or less using a vacuum deaerator, titanium tetrachloride vapor is introduced at room temperature. After leaving it for 24 hours, take out the mordenite and leave it in a sealed constant humidity container for 24 hours.
Sufficiently hydrolyze titanium tetrachloride. After that, 180
Ti-mordenite was obtained by drying at 500° C. for 3 hours and firing at 500° C. for 2 hours in an air atmosphere. The TiO2 content was 0.7 wt%.

次に、このTi−モルデナイトは実施例1と同様の方法
により触媒化した。
Next, this Ti-mordenite was catalyzed by the same method as in Example 1.

実施例9 実施例8における四塩化チタンをチタン酸エチルに替え
て同様の方法により触媒を調製した。
Example 9 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 8 except that titanium tetrachloride was replaced with ethyl titanate.

実施例10〜13 実施例4における1. 1 4 gの硝酸銅を、各々0
Examples 10 to 13 1 in Example 4. 1 4 g of copper nitrate, 0
.

44gの硫酸バナジル、0. 5 5 gのモリブデン
酸アンモニウム、0.43gのタングステン酸アンモニ
ウム、1. 4 5 gの塩化鉄(III)に替えて同
様の方法により、各々、金属成分を1.3.3.3wt
%担持した触媒を調製した。
44g vanadyl sulfate, 0. 5 5 g ammonium molybdate, 0.43 g ammonium tungstate, 1. Using the same method instead of 4 5 g of iron(III) chloride, 1, 3, and 3.3 wt of metal components were added, respectively.
% supported catalyst was prepared.

実施例14 平均粒子径60メツシユのH型モルデナイト(S io
z /Aj’z 03 =23、細孔径7人)100g
に、11.4gの硝酸銅を含浸し、乾燥後、500℃で
2時間、空気雰囲気下で焼成し、銅(CU)を担持した
モルデナイト(以下、Cu−モルデナイトと略記する。
Example 14 H-type mordenite (S io
z /Aj'z 03 = 23, pore size 7 people) 100g
was impregnated with 11.4 g of copper nitrate, dried, and fired in an air atmosphere at 500° C. for 2 hours to produce mordenite supporting copper (CU) (hereinafter abbreviated as Cu-mordenite).

)を得た。Cuの含有率は3wt%であった。) was obtained. The content of Cu was 3 wt%.

次に、このCu−モルデナイト10gを採り、チタン酸
エチル7、15 gを2−プロパツールで希釈して含浸
し、続いて密閉恒湿容器中に24時間放置し、十分にチ
タン酸エチルを加水分解させる。
Next, take 10 g of this Cu-mordenite and impregnate it with 7.15 g of ethyl titanate by diluting it with 2-propatool, and then leave it in a sealed constant humidity container for 24 hours to sufficiently add ethyl titanate. Let it break down.

その後、180℃で3時間乾燥し、500℃で2時間、
空気雰囲気下で焼成して、触媒を調製した。
After that, it was dried at 180℃ for 3 hours, and then dried at 500℃ for 2 hours.
The catalyst was prepared by calcination under air atmosphere.

T i O2の含有率は15wt%であった。The content of TiO2 was 15 wt%.

実施例15 実施例14と同様にして得られたCu−モルデナイト1
0gを実施例8のH型モルデナイトと同様の方法により
四塩化チタンを蒸着処理をして、触媒を調製した。Ti
O2の含有率はQ、 5 w t%であった。
Example 15 Cu-mordenite 1 obtained in the same manner as Example 14
Titanium tetrachloride was vapor-deposited on 0 g of the H-type mordenite in the same manner as in Example 8 to prepare a catalyst. Ti
The O2 content was Q, 5 wt%.

比較例1 実施例14と同様に平均粒子径60メソシユのH型モル
デナイト(S io2/AJz 03 =23、細孔径
7人)に硝酸銅を含浸して、触媒を調製した。Cuの含
有率は3wt%であった。
Comparative Example 1 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 14 by impregnating copper nitrate into H-type mordenite (S io2/AJz 03 =23, pore size 7) having an average particle diameter of 60 meso. The content of Cu was 3 wt%.

比較例2 硫酸チタンを加水分解し、中和洗浄して得た酸化チタン
のスラリーを180℃で乾燥して得られた粉末を10g
採り、1.14gの硝酸銅を含浸させ、成型後500℃
、3時間、空気雰囲気下で焼成することにより触媒を調
製した。Cuの含有率は3wt%であった。
Comparative Example 2 10g of powder obtained by drying a slurry of titanium oxide obtained by hydrolyzing and neutralizing titanium sulfate at 180°C
It was taken, impregnated with 1.14g of copper nitrate, and molded at 500°C.
The catalyst was prepared by calcination under air atmosphere for 3 hours. The content of Cu was 3 wt%.

比較例3 比較例2と同様にして得た酸化チタンのスラリーを18
0℃で乾燥して得られた粉末を10g採り、0.44 
gの硫酸バナジルを含浸させ、成型後500℃、3時間
、空気雰囲気下で焼成することにより触媒を調製した。
Comparative Example 3 A titanium oxide slurry obtained in the same manner as Comparative Example 2 was
Take 10g of the powder obtained by drying at 0°C,
A catalyst was prepared by impregnating the catalyst with 100 g of vanadyl sulfate and calcining it at 500° C. for 3 hours in an air atmosphere after molding.

■の含有率は1wt%であった。The content of (2) was 1 wt%.

実験例1 実施例1と比較例1および3の触媒について耐久試験時
間に対する脱硝率の変化をプロットしたものが第1図で
ある。図から明らかなように、本発明になる触媒は高い
初期活性を有するばかりでなく、As2O3やSOx等
の触媒毒に対しても高い抵抗力を有することが分かる。
Experimental Example 1 FIG. 1 is a plot of the change in denitrification rate versus durability test time for the catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 and 3. As is clear from the figure, the catalyst of the present invention not only has high initial activity but also has high resistance to catalyst poisons such as As2O3 and SOx.

実験例2 実施例1〜15の触媒と比較例1〜3について耐久試験
を行なった。その結果をまとめて第2表に示す。なお、
実施例14および15のように、まずゼオライトに活性
成分である遷移金属を担持して、チタンを担持するより
も、他の実施例のように、予めゼオライトにチタンを担
持させて、活性成分である遷移金属を担持する方が効果
がある。
Experimental Example 2 A durability test was conducted on the catalysts of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 3. The results are summarized in Table 2. In addition,
As in Examples 14 and 15, instead of first supporting a transition metal as an active ingredient on zeolite and then supporting titanium, as in other Examples, titanium was supported on zeolite in advance and then titanium was supported as an active ingredient. It is more effective to support certain transition metals.

以上の結果から、本発明になる触媒は、従来の単に前記
遷移金属元素を担持したゼオライト系の触媒に比較して
SOxに対する耐久性が著しく優れている。
From the above results, the catalyst of the present invention has significantly better durability against SOx than the conventional zeolite-based catalyst that simply supports the transition metal element.

第  2  表 (発明の効果) 本発明によれば、排ガス中の触媒毒、特にSOX、ヒ素
による劣化の少ない触媒が得られる。従って、従来の遷
移金属元素担持ゼオライト系触媒では、長時間の使用で
触媒活性の劣化が避けられなかったヒ素、セレン化合物
等の揮発性触媒毒とSOXが多量に共存する排ガスの脱
硝が長時間にわたり安定した触媒活性を維持した状態で
可能となる。
Table 2 (Effects of the Invention) According to the present invention, a catalyst can be obtained that is less likely to be degraded by catalyst poisons in exhaust gas, particularly SOX and arsenic. Therefore, with conventional zeolite-based catalysts supporting transition metal elements, denitrification of exhaust gas containing a large amount of volatile catalyst poisons such as arsenic and selenium compounds and SOX is required for a long time, which inevitably causes deterioration of catalytic activity after long-term use. This is possible while maintaining stable catalytic activity over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例1と比較例1および3の触媒の初期性
情と耐久試験後の活性を示す図である。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第1図 時間(h)
FIG. 1 is a diagram showing the initial properties and activity after a durability test of the catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 and 3. Agent Patent Attorney Takenaga Kawakita Figure 1 Time (h)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)排ガス中の窒素酸化物を除去する触媒において、
酸化珪素/アルミナ(SiO_2/Al_2O_3)比
が10以上のゼオライトに、チタンおよび遷移金属から
なる触媒活性成分を担持させたことを特徴とする窒素酸
化物の接触還元用触媒。
(1) In a catalyst that removes nitrogen oxides from exhaust gas,
A catalyst for catalytic reduction of nitrogen oxides, characterized in that a catalytically active component consisting of titanium and a transition metal is supported on zeolite having a silicon oxide/alumina (SiO_2/Al_2O_3) ratio of 10 or more.
(2)特許請求の範囲第1項記載の触媒において、遷移
金属からなる活性成分が、銅、バナジウム、モリブデン
、タングステン、鉄から選ばれた一種以上の遷移金属元
素であることを特徴とする窒素酸化物の接触還元用触媒
(2) The catalyst according to claim 1, wherein the active component consisting of a transition metal is one or more transition metal elements selected from copper, vanadium, molybdenum, tungsten, and iron. Catalyst for catalytic reduction of oxides.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143707A (en) * 1991-07-24 1992-09-01 Mobil Oil Corporation Selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides
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US5712461A (en) * 1992-07-30 1998-01-27 Inrad Molecular sieve--photoactive semiconductor membranes and reactions employing the membranes
JP2016530997A (en) * 2013-09-12 2016-10-06 ジョンソン マッセイ キャタリスツ (ジャーマニー) ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングJohnson Matthey Catalysts (Germany) GmbH Vanadium-containing catalyst and method for reduction of nitric oxide in exhaust gas

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