KR20230043995A - 탈질 촉매 및 배기 가스 정화 방법 - Google Patents
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Abstract
촉매 성분을 포함하여 이루어지는 성형체로 이루어지고 또한 그 성형체의 표면에 마이크로 크랙을 갖는 탈질 촉매를, 주된 가스 흐름 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 이도록, 가스 흐름 중에 설치하여, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 것을 포함하는, 연소 배기 가스의 정화 방법.
Description
본 발명은, 탈질 촉매 및 배기 가스 정화 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은, 내마모성 및 내박리성이 우수한 탈질 촉매 및 탈질 촉매의 교환 빈도가 낮아 장기간의 운전이 가능한 배기 가스 정화 방법에 관한 것이다.
발전소, 각종 공장, 자동차 등으로부터 배출되는 배연 중의 질소 산화물 (NOx) 을 제거하는 방법으로서, 암모니아 (NH3) 등의 환원제를 사용한 선택적 접촉 환원에 의한 배연 탈질법이 알려져 있다. 이 탈질법에 사용되는 촉매로서, 산화티탄 (TiO2) 계 촉매, 제올라이트계 촉매 등이 알려져 있다. 촉매의 형상으로는, 허니콤상, 판상 등이 알려져 있다.
석탄 연소 보일러의 배기 가스에는 매진이 많이 포함되어 있는 경우가 있다. 배기 가스에 포함되는 매진에 의해 탈질 촉매가 깎여 마모되거나, 박리되거나 하는 경우가 있다. 또 매진에 포함되어 있는 알칼리 성분 등이 탈질 촉매의 반응 활성점을 실활시키는 경우가 있다. 그 결과, 탈질의 효율이 서서히 저하된다.
탈질 효율의 저하를 방지하고, 촉매 수명을 연장하는 등의 관점에서, 각종 탈질 촉매가 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 은, 망상 기재에, 그 망목을 충전하도록 촉매 성분을 담지하여 이루어지는 배기 가스 정화용 판상 탈질 촉매로서, 그 촉매 성분은, 산화티탄, 산화규소, 산화바나듐 및/또는 산화몰리브덴을 포함하는 제 1 성분의 층과, 그 제 1 성분의 층 위에 피복된, 산화몰리브덴 및 산화바나듐을 포함하는 제 2 성분의 층으로 이루어지고, 상기 충전된 제 1 성분의 두께는 상기 망상 기재의 두께보다 얇고, 또한 상기 제 2 성분의 층은, 상기 제 1 성분의 층 위에서, 망상 기재의 외면 이하에 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화용 판상 탈질 촉매를 개시하고 있다. 특허문헌 1 은, 또한, 석탄 연소 보일러 배기 가스에서 사용하는 탈질 촉매는, 장시간 노출된 경우의 마모를 억제하기 위해, 가능한 한 표면을 치밀하게 하여 형성되지만, 요구되는 탈질 성능을 유지하기 위해 촉매 표면에는 많은 크랙을 갖는 것이 바람직하다고 서술하고 있다.
특허문헌 2 는, 격벽에 의해 구획된 다수의 평행 유로의 다발을 외주벽으로 둘러싼 허니콤 구조를 갖고, 코디어라이트를 주성분으로 하는 세라믹으로 이루어지는 배기 가스 정화용 세라믹 촉매 담체에 있어서, 그 격벽의 두께가 0.04 ∼ 0.15 ㎜, 그 외주벽의 두께가 0.3 ㎜ 이상, 그 외주벽의 임의의 단면 (斷面) 에 있어서의 마이크로 크랙 밀도가 0.004 ∼ 0.02 ㎛/㎛2 인 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화용 세라믹 촉매 담체를 개시하고 있다.
특허문헌 3 은, Ti, Si 및 W 를 포함하는 무기 산화물 담체와, V 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 포함하는 금속 성분으로 이루어지는 석탄 및 바이오매스 혼소 배기 가스 처리용 허니콤 촉매로서, 칼슘염의 물리적인 침착공이 되는, 폭이 4 ∼ 20 ㎛, 깊이가 20 ∼ 300 ㎛ 인 디포지트공을 갖고, 이 디포지트공 개구부 면적의 총합이 촉매 내벽 표면적에서 차지하는 비율이 5 ∼ 10 ％ 이고, BET 법에 의한 비표면적 (SABET) 과, 수은 압입 포로시메트리법에 의한 5 ㎚ 내지 5 ㎛ 의 촉매 세공이 나타내는 비표면적 (SAHg) 의 차 (SABET - SAHg) 가 15 ∼ 25 m2/g 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 석탄 및 바이오매스 혼소 배기 가스 처리용 허니콤 촉매를 개시하고 있다.
특허문헌 4 는, 배기 가스 정화용 촉매의 제조 방법에 있어서, Rh 함유 촉매 코트층 중에, 배기 가스 유입구로부터 배기 가스 배출구를 향하여 직선적인 구배로 Rh 함유 촉매 코트층의 깊이 방향을 향하여 깊어지는 홈 (테이퍼 홈) 을 제 1 Rh 함유 촉매 코트층과 제 2 Rh 함유 촉매 코트층의 경계에 형성시키는 것을 개시하고 있다.
특허문헌 5 는, 허니콤체가 적어도 부분적으로 적어도 제 1 매크로 구조를 구비하는 판으로 이루어지고, 이 매크로 구조가 허니콤 형상, 평균 유로폭 및 주된 기계적 특성을 결정하고, 그 때 허니콤체가 하나의 흐름 방향으로 유체를 관류 가능한 평균 유로폭을 구비하는 복수의 유로를 갖고, 판의 적어도 일부가 적어도 부분역에 있어서 보조적인 마이크로 구조를 구비하고, 이 마이크로 구조가 평균 유로폭의 0.01 ∼ 약 0.3 배이고 적어도 15 ㎛ 의 높이를 갖고, 그 때에 마이크로 구조가 흐름 방향에 대해 직각으로 또는 각도를 이루어 연장되고, 또한 1 ∼ 10 ㎜ 의 간격을 두고 흐름 방향으로 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속제 허니콤체를 개시하고 있다. 특허문헌 5 는, 마이크로 구조로서, 흐름 방향에 대해 직각으로 또는 각도를 이루어 연장되고 편측 또는 양측을 향하여 판 표면으로부터 돌출되는 패임, 줄무늬, 마디, 홈 등을 예시하고 있다.
본 발명의 과제는, 내마모성 및 내박리성이 우수한 탈질 촉매 및 탈질 촉매의 교환 빈도가 낮아 장기간의 운전이 가능한 배기 가스 정화 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이하의 형태를 포함하는 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
〔1〕 촉매 성분을 포함하여 이루어지는 성형체로 이루어지고 또한 그 성형체의 표면에 마이크로 크랙을 갖는 탈질 촉매를, 주된 가스 흐름 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 이도록, 가스 흐름 중에 설치하여, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 것을 포함하는, 연소 배기 가스의 정화 방법.
〔2〕 촉매 성분을 포함하여 이루어지는 성형체로 이루어지고, 그 성형체는 가스가 주로 흐르는 곳인 매크로 유로를 형성하기 위한 벽부를 갖고, 그 벽부의 표면에 마이크로 크랙이 있고, 매크로 유로의 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 인, 연소 배기 가스 정화용의 탈질 촉매.
〔3〕 익스팬드 메탈로 이루어지는 기재와, 익스팬드 메탈의 망목을 메우도록 상기 기재에 담지된 촉매 성분을 함유하여 이루어지는 판상 성형체로 이루어지고,
그 판상 성형체는 가스가 주로 흐르는 곳인 매크로 유로를 형성하기 위한 벽부를 갖고, 그 벽부의 표면에 마이크로 크랙이 있고, 매크로 유로의 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 인, 연소 배기 가스 정화용의 탈질 촉매.
〔4〕 매크로 유로의 방향이, 익스팬드 메탈의 짧은 방향에 대해 대략 평행인,〔3〕에 기재된 탈질 촉매.
〔5〕 익스팬드 메탈의 본드가 성형체의 표면 및 이면에 점상으로 드러나도록, 촉매 성분이 담지되어 있는,〔3〕또는〔4〕에 기재된 탈질 촉매.
본 발명의 탈질 촉매는, 내마모성 및 내박리성이 우수하여, 탈질률의 저하가 억제되고, 장수명이다. 본 발명의 탈질 촉매 및 정화 방법은, 연소 배기 가스 중의 질소 산화물의 제거에 있어서 사용할 수 있고, 매진을 많이 포함하는, 석탄 연소 보일러, 석탄-바이오매스 혼소 보일러 등으로부터의 석탄 연소 배기 가스 중의 질소 산화물의 제거에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 효과가 발생하는 메커니즘은, 밝혀져 있지 않다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 매진을 함유하는 가스가 마이크로 크랙의 가장자리에 충돌하므로 가장자리 부근에 있어서 마찰 절삭 작용 (C) 이 커지는 것으로 추측할 수 있다. 또, 유선 밀도의 차이에 의해 발생하는 소용돌이가 마이크로 크랙의 내표면 부분을 굴삭하는 작용 및 박리하려고 하는 동적 양력 (L) 을 발생시키는 것으로 추측할 수 있다. 본원 발명에 있어서는, 가스 흐름의 방향을 따른 방향의 마이크로 크랙의 비율이 많다. 마이크로 크랙이 가스 흐름의 방향을 따른 방향이 될수록, 크랙 측면의 경사가 완만해진다. 경사각이 작을수록 가스의 충돌 빈도가 저하되어 마찰 절삭 작용 (C) 이 작아지는 것으로 생각되고, 또 경사각이 작을수록 유선 밀도의 차이가 작아져 굴삭 작용 또는 동적 양력이 작아지는 것으로 생각된다. 또, 마이크로 크랙의 형성시에 성형체 표면의 수축이 발생하므로 그 수축에 의해 성형체 표면이 고밀도화 또는 고조밀화되거나, 또는 성형체의 표면의 응력이 마이크로 크랙에 의해 해방되어 표면의 응력이 감소하는 것으로 생각된다. 이러한 점들에서, 본원 발명의 탈질 촉매는, 높은 강도를 갖고, 마모 및 박리가 발생되기 어려워지는 것은 아닐까 추측한다.
도 1 은, 실시예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체의 표면 및 이면의 광학 현미경 관찰 이미지를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체에 있어서의, 마이크로 크랙의 방향의 가스 흐름 방향에 대한 각도의 도수 분포를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 비교예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체의 표면 및 이면의 광학 현미경 관찰 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 비교예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체에 있어서의, 마이크로 크랙의 방향의 가스 흐름 방향에 대한 각도의 도수 분포를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 실시예 1 및 비교예 1 의 탈질 촉매의 마모 상대 감량을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 실시예 1 및 비교예 1 의 탈질 촉매의 촉매 성분 잔존율을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 실시예 1 및 비교예 1 의 탈질 촉매의 촉매 교환 연수비를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 익스팬드 메탈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 크랙 주변에 있어서의 가스 흐름의 대략의 모습을 나타내는 개념도이다.
도 2 는, 실시예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체에 있어서의, 마이크로 크랙의 방향의 가스 흐름 방향에 대한 각도의 도수 분포를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 비교예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체의 표면 및 이면의 광학 현미경 관찰 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 비교예의 탈질 촉매를 구성하는 성형체에 있어서의, 마이크로 크랙의 방향의 가스 흐름 방향에 대한 각도의 도수 분포를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 실시예 1 및 비교예 1 의 탈질 촉매의 마모 상대 감량을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 실시예 1 및 비교예 1 의 탈질 촉매의 촉매 성분 잔존율을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 실시예 1 및 비교예 1 의 탈질 촉매의 촉매 교환 연수비를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 익스팬드 메탈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 크랙 주변에 있어서의 가스 흐름의 대략의 모습을 나타내는 개념도이다.
본 발명의 탈질 촉매는, 촉매 성분을 포함하여 이루어지는 성형체로 이루어진다.
본 발명의 탈질 촉매를 구성하는 성형체는, 예를 들어, 허니콤, 판, 코러게이트 보드 등의 형상을 이루고 있을 수 있다. 허니콤 형상의 성형체는, 예를 들어, 촉매 성분을 압출 성형함으로써 얻을 수 있다. 판 형상의 성형체는, 예를 들어, 메탈 라스 (익스팬드 메탈, 펀칭 메탈 등), 무기 섬유 직포 또는 부직포 등의 판 형상의 기재에, 촉매 성분을 함침, 도포하거나 함으로써 얻어진다. 촉매 성분은, 기재의 망목 혹은 포목을 메우도록 담지하는 것이 바람직하다. 이들 기재 중, 익스팬드 메탈이 바람직하다. 판 형상의 성형체로서, 예를 들어, 평탄부와 볼록조부를 갖는 것을 들 수 있다. 복수 장의 판 형상의 성형체를 볼록조부가 평탄부에 맞닿게 하여 평탄부 사이에 간극이 생기도록 중첩하여 사용할 수 있다. 코러게이트 보드 형상의 성형체는, 예를 들어, 평판 형상의 성형체와, 파판 (波板) 형상의 성형체를 맞닿게 하여 평탄부 사이에 간극이 생기도록 중첩함으로써 얻어진다. 파판 형상의 성형체나 평탄부와 볼록조부를 갖는 성형체는, 예를 들어, 평판 형상의 성형체에 굽힘 프레스 성형 등을 실시함으로써 얻을 수 있다.
본 발명의 탈질 촉매를 구성하는 성형체는, 가스가 주로 흐르는 곳인 매크로 유로를 형성하기 위한 벽부를 갖는다. 그 벽부는, 판 형상의 성형체로 이루어지는 탈질 촉매에 있어서는 판 형상의 성형체 그 자체이고, 허니콤 탈질 촉매에 있어서는 근접하는 다각형의 구멍이 공용하는 변을 구성하는 부분이다.
본 발명의 탈질 촉매를 구성하는 성형체는, 매크로 유로의 방향이, 기재인 익스팬드 메탈의 짧은 방향에 대해 대략 평행이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 탈질 촉매를 구성하는 성형체는, 익스팬드 메탈의 본드가 성형체의 표면 및 이면에 점상으로 드러나도록, 촉매 성분이 담지되어 있는 것이 바람직하다.
촉매 성분으로는, 티탄의 산화물, 몰리브덴 및/또는 텅스텐의 산화물, 그리고 바나듐의 산화물을 함유하여 이루어지는 것 (티탄계 촉매) ; Cu 나 Fe 등의 금속이 담지된 제올라이트 등의 알루미노규산염을 주로 함유하여 이루어지는 것 (제올라이트계 촉매) ; 티탄계 촉매와 제올라이트계 촉매를 혼합하여 이루어지는 것 ; 등을 들 수 있다. 이들 중 티탄계 촉매가 바람직하다.
티탄계 촉매의 예로는, Ti-V-W 촉매, Ti-V-Mo 촉매, Ti-V-W-Mo 촉매 등을 들 수 있다.
Ti 원소에 대한 V 원소의 비율은, V2O5/TiO2 의 중량 백분율로서, 바람직하게는 2 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 1 중량％ 이하이다. Ti 원소에 대한 Mo 원소 및/또는 W 원소의 비율은, 몰리브덴의 산화물과 텅스텐의 산화물을 병용하는 경우 (MoO3 ＋ WO3)/TiO2 의 중량 백분율로서, 바람직하게는 10 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 5 중량％ 이하이다.
성형체의 제조에 있어서, 티탄의 산화물의 원료로서, 산화티탄 분말 또는 산화티탄 전구 물질을 사용할 수 있다. 산화티탄 전구 물질로는, 산화티탄 슬러리, 산화티탄 졸 ; 황산티탄, 사염화티탄, 티탄산염, 티탄알콕시드 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 티탄의 산화물의 원료로서, 아나타제형 산화티탄을 형성하는 것이 바람직하게 사용된다.
바나듐의 산화물의 원료로서, 오산화바나듐, 메타바나딘산암모늄, 황산바나딜 등의 바나듐 화합물을 사용할 수 있다.
텅스텐의 산화물의 원료로서, 파라텅스텐산암모늄, 메타텅스텐산암모늄, 삼산화텅스텐, 염화텅스텐 등을 사용할 수 있다.
몰리브덴의 산화물의 원료로서, 몰리브덴산암모늄, 삼산화몰리브덴 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 성형체에는, 조촉매 또는 첨가물로서, P 의 산화물, S 의 산화물, Al 의 산화물 (예를 들어, 알루미나), Si 의 산화물 (예를 들어, 유리 섬유), Zr 의 산화물 (예를 들어, 지르코니아), 석고 (예를 들어, 이수 석고 등), 제올라이트 등이 포함되어 있어도 된다. 이들은, 분말, 졸, 슬러리, 섬유 등의 형태로, 성형체 제조시에 사용할 수 있다.
본 발명의 탈질 촉매를 구성하는 성형체는, 그 표면 (또는 벽부의 표면) 에 마이크로 크랙을 갖는다.
크랙은, 나노 크랙과, 마이크로 크랙과, 매크로 크랙으로 대별된다. 성형체의 표면에 있는 크랙의 개구는, 주사형 전자 현미경에 의한 관찰 이미지에 있어서, 바탕색보다 짙은 색을 하고 있다. 그래서, 본 발명에 있어서는, 주사형 전자 현미경에 의한 관찰 이미지를 픽셀 사이즈 2 ㎛ 의 화상 처리 장치에 의해 흑백의 2 계조로 변환했을 때에 관찰되는 흑색 부분을 크랙으로 간주한다. 따라서, 픽셀 사이즈보다 작은 크랙은, 바탕의 색과 구별할 수 없고, 2 계조화에 의해 백색이 되므로, 본 발명에 있어서는 나노 크랙으로 간주하고, 마이크로 크랙으로부터 제외한다. 한편, 본 발명의 탈질 촉매를 구성하는 성형체는, 그 표면에 매크로 크랙이 없는 것이 바람직하다. 매크로 크랙은, 크랙폭이 500 ㎛ 초과인 것이다. 매크로 크랙은, 성형체의 기계적 내성에 영향을 미쳐, 박리, 탈락, 파단 등을 일으키는 경우가 있다. 또한, 기재의 형상 (예를 들어, 익스팬드 메탈의 본드 (1) 혹은 스트랜드 (2)) 이 성형체의 표면에 드러나 있을 때에는, 그 드러남에 의해 발생하는 흑색 부분은, 매크로 크랙 및 마이크로 크랙으로부터 제외한다.
본 발명에 있어서의 마이크로 크랙은, 95 ％ 크랙폭이 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 95 ％ 크랙폭은 크랙폭의 전체 측정값의 길이 기준 누적 분포에 있어서 작은 쪽부터 누적되어 95 ％ 가 될 때의 값 B95 이다. 마이크로 크랙의 5 ％ 크랙폭은, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 2 ㎛ 이상이다. 5 ％ 크랙폭은, 크랙폭의 전체 측정값의 길이 기준 누적 분포에 있어서 작은 쪽부터 누적되어 5 ％ 가 될 때의 값 B5 이다. 또한, 본 발명에 있어서는, 크랙폭이 2 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하의 범위에 대해, 길이 기준 누적 분포를 작성한다. 또, 크랙 간격의 평균값은, 바람직하게는 200 ∼ 500 ㎛ 이다.
마이크로 크랙은, 면 내 이방성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 주된 가스 흐름의 방향 혹은 매크로 유로의 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가, 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 이다.
주된 가스 흐름의 방향 혹은 매크로 유로의 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도는, 성형체의 표면 내에 있어서, 하나의 마이크로 크랙의 양단을 연결한 선분의 방향과, 주된 가스 흐름의 방향 혹은 매크로 유로의 방향이, 교차하는 점에 있어서의 예각의 각도로서 정의한다.
마이크로 크랙은, 성형체를 제조할 때에 사용하는, 촉매 성분의 양, 물의 양, 혼련 조건, 성형 조건, 기재의 형상, 건조 조건, 소성 조건 등을 제어함으로써 얻을 수 있다. 마이크로 크랙은, 건조 수축, 구조적인 굽힘, 인장 또는 전단력, 기재 등의 형상에 있어서의 응력 집중 등에 의해, 발생하는 것으로 생각된다. 마이크로 크랙의 방향은, 건조 수축, 구조적인 굽힘, 인장 또는 전단력, 기재 등의 형상에서 유래하는, 응력 집중에 있어서 이방성을 발생시키도록, 블리팅 수의 양, 성형시의 가압 방향 (또는 가압 롤의 방향), 성형시의 압력 분포, 성형시의 공기의 혼입, 건조시의 온도 또는 습도, 기재의 이방성 등을 조정함으로써, 제어할 수 있다. 그리고, 얻어진 성형체로부터 본 발명 소정의 통계적 수치를 만족하는 마이크로 크랙이 있는 성형체의 군을 선택하여, 탈질 장치에 있어서 사용할 수 있다.
본 발명의 연소 배기 가스의 정화 방법은, 상기의 탈질 촉매를, 주된 가스 흐름 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 이도록, 가스 흐름 중에 설치하여, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 것을 포함한다. 연소 배기 가스의 정화는, 예를 들어, 본 발명의 탈질 촉매가 충전된 고정상에, 연소 배기 가스와 환원제 (암모니아) 를 통과시킴으로써, 실시할 수 있다.
본 발명의 탈질 촉매는, 연소 배기 가스에 매진이 다량으로 포함되어 있어도, 마모 혹은 박리되기 어려워, 장기간에 걸쳐 탈질 성능을 유지한다. 따라서, 화력 발전소, 공장 등에 있는 보일러로부터 배출되는 가스의 정화에 있어서, 바람직하게 사용할 수 있다.
실시예 1
산화티탄 분말에, 삼산화몰리브덴, 메타바나딘산암모늄 및 실리카 졸을 첨가하고, 추가로 알루미늄 화합물 분말과 알루미나 실리케이트 섬유를 첨가하고, 수분 조정하면서 혼련하여 촉매 페이스트를 얻었다. 수분량은 마이크로 크랙이 균일하게 형성되도록 조절하였다. 이것을 익스팬드 메탈로 이루어지는 장척의 기재에 도포하고, 이어서 경질 금속제로 마무리된 롤로 프레스 가공하여 평판 형상의 성형품을 얻었다. 이 성형품을 120 ℃ 에서 1 시간 건조시켰다. 이어서, 소성로에 넣고, 2 시간에 걸쳐 실온으로부터 500 ℃ 까지 온도를 올려, 500 ℃ 에서 2 시간 유지하고, 이어서 2 시간에 걸쳐 실온까지 냉각시켜, 성형체를 얻었다. 얻어진 성형체의 표면 및 이면의 무작위로 선택한 영역에 있어서의 광학 현미경 관찰 이미지를 도 1 에 나타낸다. 익스팬드 메탈의 본드가 표면 및 이면에 점상으로 드러나 있었다. 대부분의 마이크로 크랙이 익스팬드 메탈의 짧은 방향 (SD) 을 따라 형성되어 있었다. 가스 흐름 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도의 도수 분포를 도 2 에 나타낸다. 이 성형체를 탈질 촉매로서 사용하였다.
평균 입경 500 ㎛ 의 그리드를, 자연 낙하시켜, 탈질 촉매 시험편에, 소정의 그리드량, 낙하 거리 및 입사 각도로, 마이크로 크랙의 주방향에 대략 평행이 되도록, 충돌시켰다. 이 충돌 처리 전후의 중량 변화 (마모 감량) 를 측정하였다. 그리고, 후술하는 비교예 1 에 있어서 얻어진 성형체의 마모 감량에 대한 비율 (마모 상대 감량) 을 산출하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다.
비교예 1
산화티탄 분말에, 삼산화몰리브덴, 메타바나딘산암모늄 및 실리카 졸을 첨가하고, 추가로 알루미늄 화합물 분말과 알루미나 실리케이트 섬유를 첨가하고, 수분 조정하면서 혼련하여 촉매 페이스트를 얻었다. 수분량은 마이크로 크랙이 균일하게 형성되도록 조절하였다. 이것을, 익스팬드 메탈로 이루어지는 장척의 기재에 도포하고, 이어서 연질 수지제로 마무리된 롤로 프레스 가공하여 평판 형상의 성형품을 얻었다. 이 성형품을 120 ℃ 에서 1 시간 건조시켰다. 이어서, 소성로에 넣고, 2 시간에 걸쳐 실온으로부터 500 ℃ 까지 온도를 올려, 500 ℃ 에서 2 시간 유지하고, 이어서 2 시간에 걸쳐 실온까지 냉각시켜, 성형체를 얻었다. 얻어진 성형체의 표면 및 이면의 무작위로 선택한 영역에 있어서의 광학 현미경 관찰 이미지를 도 3 에 나타낸다. 익스팬드 메탈의 본드가 이면에만 점상으로 드러나 있었다. 가스 흐름 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도의 도수 분포를 도 4 에 나타낸다. 이 성형체를 탈질 촉매로서 사용하였다.
평균 입경 500 ㎛ 의 그리드를, 자연 낙하시켜, 탈질 촉매 시험편에, 소정의 그리드량, 낙하 거리 및 입사 각도로, 마이크로 크랙의 주방향에 대략 직교하도록, 충돌시켰다. 이 충돌 처리 전후의 중량 변화 (마모 감량) 를 측정하였다.
실시예 1 의 탈질 촉매와 비교예 1 의 탈질 촉매를, 석탄 연소 화력 발전소의 탈질 장치에 장착하여, 영업 운전을 실시하였다. 2 년간의 영업 운전 후, 비교예 1 의 탈질 촉매는, 마모 및 박리가 심하고, 도포된 촉매 성분이 3 할 정도 밖에 남아 있지 않았으므로 (도 6), 신품의 탈질 촉매로 교환하였다. 실시예 1 의 탈질 촉매는, 거의 마모 및 박리되어 있지 않았으므로, 그대로 사용을 추가로 4 년간 계속하였다. 6 년간의 영업 운전 후, 실시예 1 의 탈질 촉매는, 도포된 촉매 성분이 아직 9 할 정도 남아 있었지만, 탈질률이 약간 저하되기 시작했으므로 신품의 탈질 촉매로 교환하였다. 결과를 도 6 및 도 7 에 나타낸다.
1 : 본드
2 : 스트랜드
SD : 짧은 방향
LD : 긴 방향
2 : 스트랜드
SD : 짧은 방향
LD : 긴 방향
Claims (5)
- 촉매 성분을 포함하여 이루어지는 성형체로 이루어지고 또한 그 성형체의 표면에 마이크로 크랙을 갖는 탈질 촉매를, 주된 가스 흐름 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 이도록, 가스 흐름 중에 설치하여, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 것을 포함하는, 연소 배기 가스의 정화 방법.
- 촉매 성분을 포함하여 이루어지는 성형체로 이루어지고, 그 성형체는 가스가 주로 흐르는 곳인 매크로 유로를 형성하기 위한 벽부를 갖고, 그 벽부의 표면에 마이크로 크랙이 있고, 매크로 유로의 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 인, 연소 배기 가스 정화용의 탈질 촉매.
- 익스팬드 메탈로 이루어지는 기재와, 익스팬드 메탈의 망목을 메우도록 상기 기재에 담지된 촉매 성분을 함유하여 이루어지는 판상 성형체로 이루어지고,
그 판상 성형체는 가스가 주로 흐르는 곳인 매크로 유로를 형성하기 위한 벽부를 갖고, 그 벽부의 표면에 마이크로 크랙이 있고, 매크로 유로의 방향에 대한 마이크로 크랙의 방향의 각도가 ±30 도 이내인 마이크로 크랙의 수가 전체 마이크로 크랙의 수에 대해 80 ∼ 100 ％ 인, 연소 배기 가스 정화용의 탈질 촉매. - 제 3 항에 있어서,
매크로 유로의 방향이, 익스팬드 메탈의 짧은 방향에 대해 대략 평행인, 탈질 촉매. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
익스팬드 메탈의 본드가 성형체의 표면 및 이면에 점상으로 드러나도록, 촉매 성분이 담지되어 있는, 탈질 촉매.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03505701A (ja) | 1989-01-17 | 1991-12-12 | エミテツク ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 金属製ハニカム体 |
| JPH09155189A (ja) | 1995-12-06 | 1997-06-17 | Nippon Soken Inc | 排ガス浄化用セラミック触媒担体 |
| JP2007296449A (ja) | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Babcock Hitachi Kk | 板状脱硝触媒の製造方法 |
| JP2016123954A (ja) | 2015-01-07 | 2016-07-11 | 日揮触媒化成株式会社 | 石炭およびバイオマス混焼排ガス処理用ハニカム触媒、その製造方法およびそれを用いた石炭およびバイオマス混焼排ガス処理方法。 |
| JP2017217590A (ja) | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 排ガス浄化用触媒の製造方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2597570B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1997-04-09 | 株式会社東芝 | 高温燃焼触媒体及びその製造方法 |
| US5166122A (en) * | 1988-09-19 | 1992-11-24 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Process for producing a denitration catalyst |
| JP3270084B2 (ja) * | 1991-12-11 | 2002-04-02 | バブコック日立株式会社 | 窒素酸化物除去用触媒およびその製造法 |
| JPH0747287A (ja) * | 1993-08-03 | 1995-02-21 | Sakai Chem Ind Co Ltd | 触 媒 |
| JPH07222929A (ja) * | 1994-02-16 | 1995-08-22 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス脱硝用板状触媒 |
| CA2265479C (en) * | 1997-07-09 | 2007-04-10 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Denitration catalyst, process for preparing the same, and exhaust gas purification method |
| JP2003159534A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-03 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス浄化用触媒構造体およびその製造方法 |
| JP2004141711A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス浄化用触媒体、触媒構造体およびその製造方法 |
| JP4351524B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2009-10-28 | バブコック日立株式会社 | 板状触媒の成形方法 |
| JP4709716B2 (ja) * | 2006-09-12 | 2011-06-22 | バブコック日立株式会社 | 石炭燃焼排ガス用脱硝触媒及び排ガス浄化方法 |
| US8758711B2 (en) * | 2010-12-20 | 2014-06-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Carrier for NOx reduction catalyst |
| CN103877970B (zh) * | 2014-03-24 | 2016-04-13 | 中安庆华河北节能环保工程技术有限公司 | 一种蜂窝状废气脱硝催化剂 |
| JP6886776B2 (ja) * | 2016-03-31 | 2021-06-16 | 日立造船株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
| CN107694575A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-02-16 | 大唐南京环保科技有限责任公司 | 一种复合载体scr脱硝催化剂及制备方法 |
| CN108404902A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-17 | 华电青岛环保技术有限公司 | 一种scr蜂窝型脱硝催化剂及其制备方法 |
| US11878087B2 (en) * | 2018-03-01 | 2024-01-23 | Tepha, Inc. | Oriented implants containing poly(butylene succinate) and copolymer, and methods of use thereof |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03505701A (ja) | 1989-01-17 | 1991-12-12 | エミテツク ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 金属製ハニカム体 |
| JPH09155189A (ja) | 1995-12-06 | 1997-06-17 | Nippon Soken Inc | 排ガス浄化用セラミック触媒担体 |
| JP2007296449A (ja) | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Babcock Hitachi Kk | 板状脱硝触媒の製造方法 |
| JP2016123954A (ja) | 2015-01-07 | 2016-07-11 | 日揮触媒化成株式会社 | 石炭およびバイオマス混焼排ガス処理用ハニカム触媒、その製造方法およびそれを用いた石炭およびバイオマス混焼排ガス処理方法。 |
| JP2017217590A (ja) | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 排ガス浄化用触媒の製造方法 |
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