JPS63238311A - 酸化用触媒による燃料の燃焼方法 - Google Patents
酸化用触媒による燃料の燃焼方法Info
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- JPS63238311A JPS63238311A JP62070581A JP7058187A JPS63238311A JP S63238311 A JPS63238311 A JP S63238311A JP 62070581 A JP62070581 A JP 62070581A JP 7058187 A JP7058187 A JP 7058187A JP S63238311 A JPS63238311 A JP S63238311A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
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、燃焼能に優れたパラジウムの劣化を最小限に
抑制しながら、炭化水素系燃料を効率好く燃焼させる方
法に関する。
抑制しながら、炭化水素系燃料を効率好く燃焼させる方
法に関する。
（従来技術とその問題点）
従来からメタン等の炭化水素系燃料を燃焼装置内で空気
を代表とする分子状酸素とともに燃焼させ、得られる熱
量を各種エネルギー源として利用することが広く行われ
、そのためこれらの燃焼に関する研究も広い範囲に渡っ
ている。従来の主たる研究目的は窒素酸化物等の有害物
質を含まない燃焼ガスを得ることであったが、近年では
これに加えて燃焼に使用する触媒の劣化を防止すること
にも多くの労力が費やされている。
を代表とする分子状酸素とともに燃焼させ、得られる熱
量を各種エネルギー源として利用することが広く行われ
、そのためこれらの燃焼に関する研究も広い範囲に渡っ
ている。従来の主たる研究目的は窒素酸化物等の有害物
質を含まない燃焼ガスを得ることであったが、近年では
これに加えて燃焼に使用する触媒の劣化を防止すること
にも多くの労力が費やされている。
つまり従来の燃焼装置では主として着火能及び￥！！焼
能の高いパラジウムを触媒として用いているが、パラジ
ウムは高温に対する耐久性が小さく、通常の燃焼反応に
おいてパラジウムが凝集して着火不能になったり、とき
には溶融が生じて活性が低下するだけでなく燃焼装置内
に飛散して部材を損傷してしまう恐れがある。
能の高いパラジウムを触媒として用いているが、パラジ
ウムは高温に対する耐久性が小さく、通常の燃焼反応に
おいてパラジウムが凝集して着火不能になったり、とき
には溶融が生じて活性が低下するだけでなく燃焼装置内
に飛散して部材を損傷してしまう恐れがある。
触媒の劣化を防止する方法としては、例えば燃焼を全て
触媒上で生じさせる必要がないことに着目して、燃料の
一部を触媒層で燃料させ、残りの燃料を該触媒層の後方
で燃焼させ触媒層を高温に曝さないようにする方法が提
案されている（特開昭６１−２３７９０５号）。しかし
この方法でも操作条件によっては触媒層がかなりな高温
に曝されることになり、しかも触媒層後方での完全な燃
焼が生ずる保証がなく、該燃焼を完全にするために二次
燃料を供給する必要がある等の欠点があり、より簡便な
操作による効率の好い燃料方法が要請されている。
触媒上で生じさせる必要がないことに着目して、燃料の
一部を触媒層で燃料させ、残りの燃料を該触媒層の後方
で燃焼させ触媒層を高温に曝さないようにする方法が提
案されている（特開昭６１−２３７９０５号）。しかし
この方法でも操作条件によっては触媒層がかなりな高温
に曝されることになり、しかも触媒層後方での完全な燃
焼が生ずる保証がなく、該燃焼を完全にするために二次
燃料を供給する必要がある等の欠点があり、より簡便な
操作による効率の好い燃料方法が要請されている。
（発明の目的）
本発明は、燃焼装置内に異なった性質の少なくとも２種
類の触媒を収容し、両触媒の耐高温性の差異を利用して
十分に燃焼反応が進行する高温において長期間触媒を劣
化させることなく燃料の燃焼を行うことを可能にする燃
焼方法を提供することを目的とする。
類の触媒を収容し、両触媒の耐高温性の差異を利用して
十分に燃焼反応が進行する高温において長期間触媒を劣
化させることなく燃料の燃焼を行うことを可能にする燃
焼方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、触媒を収容した燃焼装置に炭化水素系燃料と
空気とを含む混合気体を供給して該燃料を燃焼させる方
法において、前段側にパラジウムを主活性成分とする触
媒を収容し、後段側にロジウムを主活性成分とする触媒
を収容した前記燃焼装置に前記燃料を供給し、主として
前記前段側で燃料の着火を行い、前記後段側で燃料の燃
焼を行うようにした酸化用触媒による燃料の燃焼方法で
ある。
空気とを含む混合気体を供給して該燃料を燃焼させる方
法において、前段側にパラジウムを主活性成分とする触
媒を収容し、後段側にロジウムを主活性成分とする触媒
を収容した前記燃焼装置に前記燃料を供給し、主として
前記前段側で燃料の着火を行い、前記後段側で燃料の燃
焼を行うようにした酸化用触媒による燃料の燃焼方法で
ある。
本発明者は、パラジウムが高い着火能及び高い燃焼能を
有するが耐高温性に劣るのに対し、ロジウムがパラジウ
ムと比較して着火性においてかなり劣り燃焼能において
やや劣るが耐高温性においてかなり優れていることに着
眼し、両触媒のこれらの性質の差異を利用する燃焼方法
である本発明に到達したものである。
有するが耐高温性に劣るのに対し、ロジウムがパラジウ
ムと比較して着火性においてかなり劣り燃焼能において
やや劣るが耐高温性においてかなり優れていることに着
眼し、両触媒のこれらの性質の差異を利用する燃焼方法
である本発明に到達したものである。
つまりパラジウムが高い着火性を有するため第１段階で
パラジウムにより燃料の着火を行い、次いで第２段階に
おいてロジウムにより、着火した燃料の高温における燃
焼を′！０続するようにしたものである。
パラジウムにより燃料の着火を行い、次いで第２段階に
おいてロジウムにより、着火した燃料の高温における燃
焼を′！０続するようにしたものである。
本発明において使用する炭化水素燃料は、天然ガスの主
成分であるメタンの他、プロパンやブタン等又はこれら
の混合物等の低級脂肪族炭化水素であることが好ましい
。天然ガスを燃料として使用する場合には、精製して不
純物を予め除去するようにしてもよい。
成分であるメタンの他、プロパンやブタン等又はこれら
の混合物等の低級脂肪族炭化水素であることが好ましい
。天然ガスを燃料として使用する場合には、精製して不
純物を予め除去するようにしてもよい。
本発明方法で使用する金属触媒は、酸化物被覆が形成さ
れた担体上に触媒原子を分散担持させたものであること
が好ましく、例えばムライト等の上に、アルミナ、マグ
ネシア、チタニア又はジルコニア等を被覆した担体等に
触媒金属を分散担持させる。なお該被覆酸化物は、ラン
タン、セリウム、ネオジム、カリウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム又は珪素等の酸化物で安定化さ
れていることが好ましい。そして、触媒金属の担持方法
は特に限定されず、触媒金属をバインダを使用して結着
させたり、金属化合物の溶液を担体上に塗布し該化合物
を加熱分解して担体上に金属を担持させたりすることが
できる。
れた担体上に触媒原子を分散担持させたものであること
が好ましく、例えばムライト等の上に、アルミナ、マグ
ネシア、チタニア又はジルコニア等を被覆した担体等に
触媒金属を分散担持させる。なお該被覆酸化物は、ラン
タン、セリウム、ネオジム、カリウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム又は珪素等の酸化物で安定化さ
れていることが好ましい。そして、触媒金属の担持方法
は特に限定されず、触媒金属をバインダを使用して結着
させたり、金属化合物の溶液を担体上に塗布し該化合物
を加熱分解して担体上に金属を担持させたりすることが
できる。
燃焼装置の前段で使用する触媒は、担持されたパラジウ
ム単独で使用してもよいが、この他に他の触媒金属を使
用してもよく、又後段で使用する触媒もロジウム単独で
使用してもよいが、他の耐高温性を有する金属を併用し
てもよい。
ム単独で使用してもよいが、この他に他の触媒金属を使
用してもよく、又後段で使用する触媒もロジウム単独で
使用してもよいが、他の耐高温性を有する金属を併用し
てもよい。
天然ガスの燃焼においては、燃焼温度は１通常１０００
〜１５００℃まで達するが、着火温度は温かに低く、パ
ラジウムの有する耐熱性で十分であり、長期間操業して
もパラジウム及び該パラジウムよりも優れた耐高温性を
有するロジウムの触媒性能には殆ど変化が観察されない
。
〜１５００℃まで達するが、着火温度は温かに低く、パ
ラジウムの有する耐熱性で十分であり、長期間操業して
もパラジウム及び該パラジウムよりも優れた耐高温性を
有するロジウムの触媒性能には殆ど変化が観察されない
。
以下本発明の実施例を記載するが、本発明は該実施例に
より限定されるものではない。
より限定されるものではない。
（実施例）
ムライト担体に、５重量％の酸化ランタン及び５重量％
の酸化ネオジムを含有するアルミナを被覆し、次いで該
被覆担体をジニトロジアンミンパラジウム硝酸溶液に浸
漬しその後乾燥し、水素気流中８００℃で処理して担体
１１当たりパラジウムとして２０ｇを担持したパラジウ
ム触媒を得た。
の酸化ネオジムを含有するアルミナを被覆し、次いで該
被覆担体をジニトロジアンミンパラジウム硝酸溶液に浸
漬しその後乾燥し、水素気流中８００℃で処理して担体
１１当たりパラジウムとして２０ｇを担持したパラジウ
ム触媒を得た。
一方ムライト担体に、同量の酸化ランタン及び酸化ネオ
ジムを含有するアルミナを被覆し、次いで該被覆担体を
硝酸ロジウム水溶液に浸漬しその後乾燥し、水素気流中
８００℃で処理して担体ｌｌ当たりロジウムとして２０
ｇを担持したロジウム触媒を得た。
ジムを含有するアルミナを被覆し、次いで該被覆担体を
硝酸ロジウム水溶液に浸漬しその後乾燥し、水素気流中
８００℃で処理して担体ｌｌ当たりロジウムとして２０
ｇを担持したロジウム触媒を得た。
このように製造した両触媒を、燃焼装置の前段側にパラ
ジウム触媒４０ｇ、後段側にロジウム触媒４０ｇとなる
ように充填し、常圧下、メタン９０％を含む精製天然ガ
スの接触燃焼を、空気料６ＯＮｍ／時、前段触媒部の入
口でのガス流速２０ｍ／秒、燃焼温度１３００℃の条件
で継続して触媒性能試験を行った。該燃焼により窒素酸
化物、未燃焼炭化水素及び−酸化炭素等の有害ガスを生
ずることなく１３００℃の燃焼ガスとともに対応する燃
焼エネルギーが得られた。
ジウム触媒４０ｇ、後段側にロジウム触媒４０ｇとなる
ように充填し、常圧下、メタン９０％を含む精製天然ガ
スの接触燃焼を、空気料６ＯＮｍ／時、前段触媒部の入
口でのガス流速２０ｍ／秒、燃焼温度１３００℃の条件
で継続して触媒性能試験を行った。該燃焼により窒素酸
化物、未燃焼炭化水素及び−酸化炭素等の有害ガスを生
ずることなく１３００℃の燃焼ガスとともに対応する燃
焼エネルギーが得られた。
８００時間経過後においても触媒の燃焼効率に変化はな
かった。
かった。
比較のために、前記実施例装置の後段側の触媒を前段側
と同一のパラジウム触媒に置換して同一°条件で天然ガ
ス及び空気を供給して天然ガスの燃焼を行ったところ、
約５０時間後に着火不能となった。
と同一のパラジウム触媒に置換して同一°条件で天然ガ
ス及び空気を供給して天然ガスの燃焼を行ったところ、
約５０時間後に着火不能となった。
（発明の効果）
本発明は、炭化水素系燃料と空気との混合気体を燃焼装
置で燃焼するに際し、該燃焼装置の前段側に着火能に優
れたパラジウムを主活性成分とする触媒を収容し、後段
側に耐高温性に優れたロジウムを主活性成分とする触媒
を収容し、主として着火能に優れたパラジウム触媒が収
容された前段側で燃料の着火を行い、耐高温性に優れた
ロジウム触媒が収容された後段側で高温に達する燃料の
燃焼を行うようにしであるため、着火が容易に起こると
ともに、耐高温性に劣るパラジウム触媒が高温に曝され
ることがなくなり、触媒の寿命が飛躍的に向上して効果
な貴金属触媒を有効に利用できるとともに、触媒の交換
という操業効率を大幅に減少させる煩雑な操作が不要と
なり経済性及び作業性が大きく改良される。
置で燃焼するに際し、該燃焼装置の前段側に着火能に優
れたパラジウムを主活性成分とする触媒を収容し、後段
側に耐高温性に優れたロジウムを主活性成分とする触媒
を収容し、主として着火能に優れたパラジウム触媒が収
容された前段側で燃料の着火を行い、耐高温性に優れた
ロジウム触媒が収容された後段側で高温に達する燃料の
燃焼を行うようにしであるため、着火が容易に起こると
ともに、耐高温性に劣るパラジウム触媒が高温に曝され
ることがなくなり、触媒の寿命が飛躍的に向上して効果
な貴金属触媒を有効に利用できるとともに、触媒の交換
という操業効率を大幅に減少させる煩雑な操作が不要と
なり経済性及び作業性が大きく改良される。
Claims (3)
- （１）触媒を収容した燃焼装置に炭化水素系燃料と空気
とを含む混合気体を供給して該燃料を燃焼させる方法に
おいて、前段側にパラジウムを主活性成分とする触媒を
収容し、後段側にロジウムを主活性成分とする触媒を収
容した前記燃焼装置に前記燃料を供給し、主として前記
前段側で燃料の着火を行い、前記後段側で燃料の燃焼を
行うようにした酸化用触媒による燃料の燃焼方法。 - （２）主活性成分が、アルミナ、マグネシア、チタニア
及びジルコニアから成る群より選択された少なくとも１
種の酸化物で被覆された担体上に分散担持されている特
許請求の範囲第１項に記載の燃焼方法。 - （３）担体上に被覆された酸化物が、ランタン、セリウ
ム、ネオジム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム
、バリウム及び珪素から成る群より選択された少なくと
も１種の元素の酸化物で安定化されている特許請求の範
囲第２項に記載の燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62070581A JPS63238311A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 酸化用触媒による燃料の燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62070581A JPS63238311A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 酸化用触媒による燃料の燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238311A true JPS63238311A (ja) | 1988-10-04 |
Family
ID=13435662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62070581A Pending JPS63238311A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 酸化用触媒による燃料の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63238311A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378142A (en) * | 1991-04-12 | 1995-01-03 | Engelhard Corporation | Combustion process using catalysts containing binary oxides |
| US5474441A (en) * | 1989-08-22 | 1995-12-12 | Engelhard Corporation | Catalyst configuration for catalytic combustion systems |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60147241A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-03 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン燃焼器 |
| JPS61252408A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | Kikai Syst Shinko Kyokai | メタン系燃料の燃焼方法 |
| JPS61252409A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | Kikai Syst Shinko Kyokai | メタン系燃料の燃焼方法 |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62070581A patent/JPS63238311A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| US5863851A (en) * | 1991-04-12 | 1999-01-26 | Engelhard Corporation | Combustion catalysts containing binary oxides and processes using the same |
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