WO2006114831A1 - Ｓｏ3の還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法 - Google Patents

Ｓｏ3の還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法 Download PDF

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Masanao Yonemura
Kozo Iida
Yoshiaki Obayashi
Shigeru Nojima
Toshiyuki Onishi
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like

Definitions

  • Exhaust gas treatment catalyst capable of reducing SO, method for producing the same, and exhaust gas
  • the present invention relates to an exhaust gas treatment catalyst capable of reducing SO, a method for producing the same, and the exhaust gas
  • the present invention relates to an exhaust gas treatment method using a treatment catalyst.
  • Exhaust gas generated by burning poor fuels such as heavy oil and olimal dion contains a large amount of sulfur oxide (also referred to as SO) as well as nitrogen oxide (also referred to as NO). Even in SO
  • SO sulfur oxide
  • NO nitrogen oxide
  • So is a corrosive gas that is used in the denitration catalyst and in the downstream air preheater and electrostatic precipitator.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-249163
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and coexists in combustion exhaust gas, which is a starting material of S-containing material such as acidic ammonium sulfate, which causes catalyst performance deterioration and corrosion of the device behind the catalyst. Reduce SO efficiently, or suppress SO production in the catalyst itself.
  • S-containing material such as acidic ammonium sulfate
  • the present invention provides a method for treating combustion exhaust gas containing nitrogen oxides. It is a catalyst, and Ru and Z or Ir to be supported are added by 50% by weight or more of the supported amount within a depth of 150 m from the surface layer of the substrate.
  • the present invention provides an exhaust gas treatment catalyst capable of reducing SO.
  • the base material is mixed with a reducing agent composed of an organic acid mixed with an aqueous solution in which the supported raw materials of Ru and Z or Ir are dissolved! and combined mixed with an aqueous solution and an organic acid mosquito ⁇ et consisting reducing agent and P H modifier material Z or Ir is dissolved
  • the metal colloidal solution was prepared by reduction treatment, or supported by Ru and Z or Immersion in an aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of Ir, nitrate, chloride, bromide, sulfate, acetate, oxalate, iodide, anmink lide, ammine hydrochloride and ammine nitrate power
  • a catalyst containing 50% by weight or more of the supported amount of Ru and / or Ir within 150 m from the surface layer of the substrate is produced.
  • the manufacturing method includes a group consisting of TiO, SiO, ZrO, and composite oxides thereof.
  • a catalyst powder is prepared by supporting Ru and Z or Ir on a powder composed of an inorganic compound mainly composed of at least one selected from the above, and a slurry is prepared from the catalyst powder, and the slurry is coated on the substrate. May be included.
  • the present invention is an exhaust gas treatment method, wherein the exhaust gas treatment method uses the exhaust gas treatment catalyst capable of reducing SO according to the present invention.
  • the present invention in another aspect, is a method for preparing a metal colloid solution, wherein the metal colloid solution is prepared by dissolving a supported Ru and Z or Ir raw material, and an aqueous solution and an organic acid. Or a reducing agent consisting of an organic acid mixed with an aqueous solution obtained by dissolving a supported Ru, Z, or Ir raw material, a pH adjusting agent, and a reduction treatment.
  • a colloidal solution is prepared.
  • SO coexisting in the combustion exhaust gas which is a starting material of s-containing material such as acidic ammonium sulfate, which causes catalyst performance degradation and corrosion of the catalyst downstream device, is efficiently reduced.
  • Treatment catalyst method for producing the same, and exhaust gas treatment method using the exhaust gas treatment catalyst Provided.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the depth from the surface layer of the substrate and the Ru content in Test Example 1 of the catalyst according to Comparative Example 1.
  • the exhaust gas treatment catalyst capable of reducing so according to the present invention contains nitrogen oxides
  • a catalyst for treatment of combustion exhaust gas, and the supported Ru and Z or Ir contain 50% by weight or more of the supported amount within a depth of 150 m from the substrate surface layer.
  • the substrate is composed of TiO (titer), SiO (silica), ZrO (zircoua) and a composite thereof.
  • Such a base material is preferably configured in a hayukan shape.
  • a molding aid is added to the metatitanic acid slurry, and kneading is carried out while evaporating water using a heating kneader to obtain a catalyst paste. Subsequently, it shape
  • This Hercam base is a catalyst carrier
  • an aqueous solution for obtaining colloidal particles is prepared by mixing an aqueous solution in which the supported Ru and Z or Ir raw materials are dissolved and a reducing agent composed of an organic acid.
  • the metal salts to obtain the colloidal particles be cowpea that the raw material of Ru and Z or Ir is dissolved mixing the Ru solution and organic acid mosquito ⁇ Ranaru reducing agent and P H modifier carried An aqueous solution is prepared.
  • the supported raw materials of Ru and Z or Ir are Ru, nitrate, chloride, bromide, sulfate, acetate, oxalate, iodide, anmink lide, ammine hydrochloride and ammine nitrate.
  • the reducing agent is preferably an organic acid such as sodium citrate, potassium citrate, acetic acid.
  • Preferred examples include carboxylic acids such as formic acid and malic acid, alcohols such as methanol, ethanol and propanol, ethers such as jetyl ether, and ketones such as methyl ethyl ketone.
  • Examples of the pH adjuster include inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and alkaline substances such as sodium hydroxide, hydrous hydroxide, and aqueous ammonia.
  • colloidal particles can be generated to prepare a metal colloid solution.
  • the reduction treatment is generally performed at a temperature of 80 to 100 ° C.
  • the exhaust gas treatment catalyst capable of reducing SO can be obtained according to the present invention.
  • the concentration in the metal colloid is set to Ru. 0.5 mmol—Ru / L to 140 mmol—Ru / L, and when Ir, 0.5 mmol—Ir / L to 140 mmol—IrZL. Immersion time is 30 seconds to 5 hours.
  • the exhaust gas treatment catalyst capable of SO reduction treatment according to the present invention is Ru's nitrate.
  • the concentration in the aqueous solution is set to Ru. 0.5 mmol—RuZL to 0.4 mol—RuZL, and when Ir, 0.5 mmol—IrZL to 0.4 mol—IrZL. Immersion time is 30 seconds to 5 hours.
  • a catalyst powder produced by immersing a powder of the same raw material as the base material in the metal colloid solution as described above, supporting the metal on the base material, and then drying and firing. Or based on an aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of nitrates, chlorides, bromides, sulfates, acetates, oxalates, iodides, anmink halides, ammine hydrochlorides, and ammine nitrates. Slurry catalyst produced by soaking the material and later drying and calcining, TiO (titer), SiO (silica), ZrO (zircoua) and them
  • the coating amount is set to 50 to 200 gZm 2 . .
  • An exhaust gas treatment catalyst capable of SO reduction treatment according to the present invention includes WO and WO as a promoter.
  • the exhaust gas treatment catalyst capable of SO reduction treatment according to the present invention is nonadium
  • Denitration performance can be imparted by attaching a denitration active component such as tungsten.
  • Ru or Ir to be supported may be used alone or in combination.
  • the amount to be carried, whether alone or in combination, has an activity of not less than 0.002 parts by weight, preferably not less than 0.02 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base material.
  • the so-called coexistence in the combustion exhaust gas which is the starting material of S-containing material such as acidic ammonium sulfate, which causes deterioration of the catalyst performance and corrosion of the equipment downstream of the catalyst, can be efficiently reduced.
  • Test Examples 1 to 25 show Test Examples 1 to 61 according to the present invention, and also show the results of Comparative Examples 1 to 3.
  • the substrate according to the present invention was prepared by immersing the base material in an aqueous solution of Ir or Ru, followed by drying and sintering.
  • Test Examples 18 and 19 two types of composite base materials were used.
  • Test examples 20 to 25 were carried out as containing a cocatalyst.
  • Test Examples 26 to 59 a metal colloid solution was prepared using a reducing agent, the substrate was immersed in the metal colloid solution, and then dried and sintered to prepare a catalyst.
  • Test Examples 43 and 44 two kinds of composite base materials were used.
  • Test examples 45 to 50 were carried out as containing a cocatalyst.
  • Test Examples 60 to 61 the coating type catalyst was used. That is, in Test Example 60, anatase-type titer (TiO 2) was impregnated with an aqueous solution of Ru nitrate and 100 wt.
  • a cam base (7.4 mm pitch) was immersed in the slurry and dried at 200 ° C.
  • the coating amount of the powder catalyst was 100 g per lm 2 of the substrate surface area, and the obtained coated catalyst was No. 60.
  • Test example 61 was conducted in the same manner.
  • Comparative Example 1 was carried out using a catalyst produced by extrusion molding of a powder prepared by an impregnation method. Comparative Examples 2 to 3 were produced in the same manner as Test Examples 1 to 60, but the production conditions (solution concentration and immersion time) were different.
  • Test Example 1 the procedure will be described in more detail as an example.
  • a catalyst paste was obtained by kneading while evaporating water using a reader. This was molded into a hard cam shape with an outer diameter of 75 mm square and a length of 500 mm using an extrusion molding machine. Next, after drying at 80 ° C., firing was performed at 500 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.
  • the catalyst obtained by calcination was immersed in an aqueous Ru nitrate solution (0.4 mol-Ru / L), then dried at 80 ° C, and then calcined at 500 ° C for 5 hours in an air atmosphere.
  • aqueous Ru nitrate solution 0.4 mol-Ru / L
  • the base material of the other test example was prepared in the substantially same procedure. The same applies to the treatment after immersion in an aqueous solution or metal colloid solution.
  • FIG. 1 shows the relationship between the depth from the surface layer of the substrate and the Ru content.
  • Ru ( ⁇ 150 ⁇ m) Occupancy Ru amount existing within 150 am from surface layer
  • Ammonia is used as the reducing agent for 3. From the reduction reaction that follows the following reaction formula, so is reduced.
  • reaction rate is represented by the following formula.
  • the exhaust gas treatment catalyst capable of reducing so 3 according to the present invention, a method for producing the same, and an exhaust gas treatment method using the exhaust gas treatment catalyst are provided for industrially treating exhaust gas containing so.

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Abstract

【課題】　触媒の性能低下及び触媒後流の装置の腐食の原因となる酸性硫安等含Ｓ物質の出発物質である、燃焼排ガスに共存するＳＯ3を効率良く低減し、又は触媒そのものの中でのＳＯ3の生成を抑制するＳＯ3の還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法を提供する。 　窒素酸化物を含む燃焼排ガスの処理用触媒において、担持されるＲｕ及び／又はＩｒが、基材表層より深さ１５０μｍ以内に、担持量の５０重量％以上が含まれることとした。担持されるＲｕ及び／又はＩｒの金属コロイド溶液、又は担持されるＲｕ及び／又はＩｒの化合物のうち、少なくとも一種を含む水溶液に浸漬させることによって製造することとした。

Description

SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該排
3
ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法
技術分野
[0001] 本発明は、 SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、該排ガス
3
処理用触媒を用いた排ガス処理方法に関する。
背景技術
[0002] 重質油、オリマルジヨン等の粗悪な燃料を燃焼させて生じる排ガスは、窒素酸化物 ( NOともいう）と同時に、多量の硫黄酸化物（SOともいう）を含有する。 SOの中でも
X X X
、 soは腐食性のガスであり、脱硝触媒内及び後流の空気予熱器や電気集塵器に
3
硫酸、硫酸アンモ-ゥム、酸性硫酸アンモ-ゥム等の形態で凝縮し、腐食ゃ目づまり の原因となる。さらに、ボイラー等の負荷が増大した場合、多量の硫酸アンモ-ゥム 等のミストが瞬時において大量に煙突力 排出され、白く着色した排ガスが排出され る。
[0003] このように、粗悪な燃料油の燃焼によって生じる排ガス中の SOのほとんどは、 SO
X 2 であるが、燃焼方法によっては多量の soが排出される場合がある。
3
したがって、排ガス中の soの量を低減することが望まれていた。
3
[0004] 特許文献 1 :特開平 10— 249163号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、触媒の性能低下及び触媒後流の装 置の腐食の原因となる酸性硫安等含 S物質の出発物質である、燃焼排ガスに共存す る SOを効率良く低減し、又は触媒そのものの中での SOの生成を抑制する SOの
3 3 3 還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該排ガス処理用触媒を 用いた排ガス処理方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために、本発明は、窒素酸ィ匕物を含む燃焼排ガスの処理用 触媒であって、担持される Ru及び Z又は Irが、基材表層より深さ 150 m以内に、 担持量の 50重量％以上まれる。
[0007] 本発明は、別の側面において、 SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒の製
3
造方法であり、該製造方法では、基材を、担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解 されて!/ヽる水溶液と有機酸からなる還元剤を混合するか、もしくは担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されている水溶液と有機酸カゝらなる還元剤と PH調整剤とを混 合し、還元処理して調製した金属コロイド溶液、又は担持される Ru及び Z又は Irの、 硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド 、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸塩力 成る群より選ばれる少なくとも一種を含む水 溶液に浸漬させることにより、基材の表層より 150 m以内に Ru及び/又は Ir担持 量の 50重量％以上を含む触媒を製造する。
[0008] また、上記製造方法は、 TiO、 SiO、 ZrO、及びそれらの複合酸化物から成る群
2 2 2
より選ばれる少なくとも一種を主成分とする無機化合物から成る粉末に、 Ru及び Z 又は Irを担持して触媒粉末を調製し、該触媒粉末からスラリーを調製し、該スラリーを 上記基材にコートすることを含むようにしてもよい。
[0009] 本発明は、さらに別の側面において、排ガス処理方法であり、該排ガス処理方法は 、本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒を用いることを特徴とす
3
る。
さらに、本発明は、別の側面において、金属コロイド溶液の調製方法であり、該金 属コロイド溶液の調製方法は、担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて 、る 水溶液と有機酸からなる還元剤を混合するか、又は担持される Ru及び Z又は Irの原 料が溶解されて ヽる水溶液と有機酸からなる還元剤と pH調整剤とを混合し、還元処 理して金属コロイド溶液を調製することを特徴とする。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、触媒の性能低下及び触媒後流の装置の腐食の原因となる酸性 硫安等含 s物質の出発物質である、燃焼排ガスに共存する SOを効率良く低減し、
3
又は触媒そのものの中での soの生成を抑制する soの還元処理が可能な排ガス
3 3
処理用触媒、その製造方法、及び該排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法が 提供される。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒の試験例 1について
3
、基材の表層からの深さと Ru含有率の関係を示すグラフである。
[図 2]比較例 1に係る触媒の試験例 1につ 、て、基材の表層からの深さと Ru含有率の 関係を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下に本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、
3
及び該排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法をさらに詳細に説明する。
本発明に係る soの還元処理が可能な排ガス処理用触媒は、窒素酸化物を含む
3
燃焼排ガスの処理用触媒であって、担持される Ru及び Z又は Irが、基材表層より深 さ 150 m以内に、担持量の 50重量％以上を含む。
[0013] 上記基材は、 TiO (チタ-ァ）、 SiO (シリカ）、 ZrO (ジルコユア）及びそれらの複
2 2 2
合酸ィ匕物から成る群より選ばれる少なくとも一種が好適である。係る基材は、ハユカ ム状に構成することが好適である。一般に、これらの基材の原料スラリー、例えばチタ ニァであれば、メタチタン酸スラリーに成型助剤を加え、加熱ニーダを用いて水を蒸 発させながら混練し、触媒ペーストを得る。次いで、押出成型機にて、成型する。そし て、乾燥'焼成してハ-カム基材として製造される。このハ-カム基材は、触媒の担体
(モノリス体の担体）となる。
[0014] そして、担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されている水溶液と有機酸から なる還元剤を混合することによって、コロイド粒子を得るための水溶液が調製される。 また、担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて ヽる水溶液と有機酸カゝらなる 還元剤と PH調整剤とを混合することによつてもコロイド粒子を得るための金属塩水溶 液が調製される。
[0015] 上記担持される Ru及び Z又は Irの原料は、 Ruの、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸 塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝 酸塩、並びに、 Irの、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、ようィ匕 物、アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸塩力 成る群より選ばれる少 なくとも一種であることが好適である。
[0016] 上記還元剤としては、有機酸が好ましぐクェン酸ナトリウム、クェン酸カリウム、酢酸
、ギ酸、りんご酸等のカルボン酸、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコー ル類、ジェチルエーテル等のエーテル類、メチルェチルケトン等のケトン類を好適な ちのとして挙げることがでさる。
[0017] 上記 pH調整剤としては、塩酸、硫酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化力リウ ム、アンモニア水等のアルカリ性物質を挙げることができる。
[0018] そして、このような金属塩水溶液を還元処理することにより、コロイド粒子を生成し、 金属コロイド溶液を調製することができる。還元処理は、一般に 80〜100°Cの温度で
30分〜 2時間、加熱処理を行うことによって行われる。
[0019] 調製した金属コロイド溶液中に基材を浸漬させ、該基材に金属を担持させること〖こ より、本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒を得ることができる。
3
この場合、担持される Ru及び/又は Irが、基材表層より深さ 150 m以内に、担持 量の 50重量％以上を含むようにするためには、金属コロイド中の濃度を、 Ruのとき、 0. 5mmol— Ru/L〜140mmol— Ru/Lとし、 Irのとき、 0. 5mmol— Ir/L〜140 mmol— IrZLとする。浸漬時間は、 30秒から 5時間とする。
[0020] また、本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒は、 Ruの、硝酸塩
3
、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド、アンミ ン水酸塩及びアンミン硝酸塩、並びに、 Irの硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸 塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸塩から 成る群より選ばれる少なくとも一種を含む水溶液に基材を浸漬させ、後に乾燥 *焼成 すること〖こよっても製造することができる。この場合、担持される Ru及び Z又は Irが、 基材表層より深さ 150 /z m以内に、担持量の 50重量％以上を含むようにするために は、水溶液中の濃度を、 Ruのとき、 0. 5mmol—RuZL〜0. 4mol—RuZLとし、 Ir のとき、 0. 5mmol—IrZL〜0. 4mol— IrZLとする。浸漬時間は、 30秒から 5時間 とする。
[0021] さらには、上記のような金属コロイド溶液中に上記基材と同様の原料の粉末を浸漬 させ、該基材に金属を担持させた後に乾燥'焼成することによって製造した触媒粉末 、又は上記した、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、 アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸塩力 成る群より選ばれる少なく とも一種を含む水溶液に基材を浸漬させ、後に乾燥 '焼成することによって製造した 触媒をスラリー化し、 TiO (チタ-ァ）、 SiO (シリカ）、 ZrO (ジルコユア)及びそれら
2 2 2
の複合酸化物から成る群より選ばれる少なくとも一種の成形された基材上にコートす ること〖こよっても製造できる。この場合、担持される Ru及び Z又は Irが、基材表層より 深さ 150 /z m以内に、担持量の 50重量％以上を含むようにするためには、コート量 を 50〜200gZm2とする。
[0022] 本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒は、助触媒として WO及
3 3 び/又は MoOを触媒全体重量の 0〜30重量％含むことができる。これらの助触媒
3
は、適切なコロイド溶液又は水溶液を調製し、これに基材を浸漬することによって含 ませることができる。
さらに、本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒は、ノナジゥム、
3
タングステン等の脱硝活性成分を付着させることによって、脱硝性能を付与することも できる。
[0023] また、担持する Ru又は Irは、単独で用いても、それらを併用して用いてもよい。担 持させる量は、単独でも併用でも、 100重量部の基材当たり、 0. 002重量部以上で 活性を有し、好ましくは 0. 02重量部以上で高い活性を有する。
[0024] 以上の特徴を備えた本発明に係る SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒を
3
用いることにより、触媒の性能低下及び触媒後流の装置の腐食の原因となる酸性硫 安等含 S物質の出発物質である、燃焼排ガスに共存する soを効率良く低減すること
3
ができる。
[0025] なお、本明細書及び特許請求の範囲の記載で、「及び Z又は」の表現は、 JISZ 8 301 「規格票の様式」に従って、並列する二つの語句の両者を併合したもの、及び V、ずれか一方ずつの三通りを、一括して厳密に示すのに用いて 、る。
実施例 1
[0026] 本発明の効果を確認するために、表 1に示すような試験及び比較を行った。 No. 1 〜No. 61は、本発明に係る試験例 1〜61を示し、比較例 1〜3の結果も示す。 [0027] 試験例 1〜25では、 Ir又は Ruの塩の水溶液に基材を浸漬し、後に乾燥 *焼結して 本発明に係る触媒を調製した。試験例 18、 19では、二種の複合材料の基材を用い た。
試験例 20〜25は、助触媒を含むものとして実施した。
試験例 26〜59では、還元剤を用いて、金属コロイド溶液を調製し、金属コロイド溶 液中に基材を浸漬し、しかる後、乾燥 '焼結して触媒を調製した。試験例 43、 44では 、二種の複合材料の基材を用いた。試験例 45〜50は、助触媒を含むものとして実 施した。
試験例 60〜61では、コート型触媒を用いて実施した。すなわち、試験例 60では、 アナターゼ型のチタ-ァ (TiO )に対して、 Ruの硝酸塩水溶液を含浸して、 100重量
2
部のアナターゼ型チタニア粉末当たり、 1重量部の Ruを該粉末に担持させ、蒸発、 乾燥後、 500°C、 5時間焼成を行って、粉末触媒を調製した。この粉末触媒に水を加 え、湿式ボールミル粉砕を行い、ゥォッシュコート用スラリーとした。次に、 TiO製ノヽ-
2 カム基材 (7. 4mmピッチ）を上記スラリーに浸漬し、 200°Cで乾燥させた。粉末触媒 のコート量は基材の表面積 lm2当たり 100gとし、得られたコート型触媒を No. 60とし た。試験例 61も同様に実施した。
[0028] 比較例 1は、含浸法により調製した粉末を押し出し成形にて製造した触媒を用いて 実施した。比較例 2〜3は、試験例 1〜60触媒と同様に製造したものであるが、製造 条件 (溶液濃度、浸漬時間)が異なるものである。
[0029] なお、試験例 1につ 、て、一例として手順をさらに詳細に示す。
試験例 1
メタチタン酸スラリー (TiO含有量:重量％) 60kgに成型助剤を加えた後、加熱-
2
ーダを用いて水を蒸発させながら混練し、触媒ペーストを得た。これを押出成型機に て、外形 75mm角、長さ 500mmのハ-カム状に成型した。次に、 80°Cで乾燥した後 、 500°Cで 5時間空気雰囲気中にて焼成した。
焼成して得られた触媒を硝酸 Ru水溶液 (0. 4mol-Ru/L)に浸漬させ、次に 80 °Cで乾燥した後、 500°Cで 5時間空気雰囲気中にて焼成して、触媒の試験例 1を得 なお、他の試験例の基材もほぼ同様の手順で調製した。水溶液又は金属コロイド 溶液に浸漬した後の処理も同様である。
[0030] また、試験例 1について、図 1に基材の表層からの深さと Ru含有率の関係を示す。
図 1から了解されるように、試験例 1では、表層から 150 m以内に 50重量％以上の Ruが含まれている。なお、表層は、基材の左右両面にあり、ピークが二つ存在してい る。これに対し、図 2の比較例 1では、表層から 150 m以内でわずかに 16重量％し か含まれていない。なお、他の試験例 2〜61でも表層から 150 μ m以内に 50重量％ 以上の Ru又は Irが含まれている。なお、表層から 150 m以内の Ruの占有率は以 下の式で表される。
Ru(≤ 150 μ m)占有率 =某材より表層 150 a m以内に存在する Ru量
触媒全体に占める Ru量
[0031] 触媒活性評価条件：
以上のようにして調製した試験例及び比較例について触媒活性評価試験を以下の 条件で行った。結果は、表 1に示すとおりである。本発明に係る試験例では、十分な 触媒活性を得られていることが了解される。
[0032] 触媒中に流した排ガスの組成：
NO : 350ppm、NH : 350ppm, SO : 1500ppm , SO : 50ppm、 O： 3% x 3 x 3 2
、 GHSV: 20,
Figure imgf000008_0001
触媒層温度： 380。C
SO
3の還元剤として、アンモニアを用いている。以下の反応式に概ね従った還元反 応〖こより、 soが還元される。
3
3SO + 2NH→3SO +N + 3H O
3 3 2 2 2
2SO + 2NH + 1/20→2SO +N + 3H O
3 3 2 2 2 2
[0033] なお、反応率は下記式にて表される。
反応率 (％) = (1—出口 SO濃度,入口 SO濃度） X 100
3 3
[表 1] 表 1 活性評価結果
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000010_0001
産業上の利用可能性
本発明に係る so 3の還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該 排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法は、 soを含有する排ガスを工業的に処
3
理する必要のある化学プラントに広く適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 窒素酸ィ匕物を含む燃焼排ガスの処理用触媒であって、担持される Ru及び Z又は I rが、基材表層より深さ 150 m以内に、担持量の 50重量％以上が含まれる SOの
3 還元処理が可能な排ガス処理用触媒。
[2] 上記基材が TiO、 SiO、 ZrO、及びそれらの複合酸化物から成る群より選ばれる
2 2 2
少なくとも一種を主成分とする無機化合物である請求項 1記載の SOの還元処理が
3
可能な排ガス処理用触媒。
[3] 担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて ヽる水溶液中に、基材を浸漬させ 、該基材に金属を担持させて得られる請求項 1又は 2に記載の SOの還元処理が可
3
能な排ガス処理用触媒。
[4] 担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて ヽる水溶液と有機酸からなる還元 剤を混合するか、又は担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて ヽる水溶液と 有機酸からなる還元剤と pH調整剤とを混合し、還元処理して金属コロイド溶液を調 製し、該金属コロイド溶液中に基材を浸漬させ、該基材に金属を担持させて得られる 請求項 1又は 2に記載の SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒。
3
[5] 担持される Ru及び Z又は Irの原料が、 Ruの、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、 酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸 塩、並びに Irの、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、 アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸塩力 成る群より選ばれる少なく とも一種である請求項 1〜4のいずれかに記載の SOの還元処理が可能な排ガス処
3
理用触媒。
[6] TiO、 SiO、 ZrO、及びそれらの複合酸化物から成る群より選ばれる少なくとも
2 2 2 一 種を主成分とする無機化合物から成る粉末に、 Ru及び Z又は Irを担持して触媒粉 末を調製し、該粉末からスラリーを調製し、該スラリーを上記基材にコートして得られ る請求項 1又は 2に記載の SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒。
3
[7] 担持される Ru及び Z又は Irの原料が、 Ruの、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、 酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸 塩、並びに Irの、硝酸塩、塩化物、臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、 アンミンク口ライド、アンミン水酸塩及びアンミン硝酸塩力 成る群より選ばれる少なく とも一種である請求項 6に記載の SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒。
3
[8] 助触媒として WO及び Z又は MoOを触媒全体重量の 0〜30重量％含む請求項
3 3
1〜7のいずれかに記載の SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒。
3
[9] 上記基材がハ二カム構造を有する請求項 1な!/、し 8の!/、ずれかに記載の SOの還
3 元処理が可能な排ガス処理用触媒。
[10] 基材を請求項 4記載の金属コロイド水溶液、又は請求項 5記載の硝酸塩、塩化物、 臭化物、硫酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩、よう化物、アンミンク口ライド、アンミン水酸塩 及びアンミン硝酸塩力 成る群より選ばれる少なくとも一種を含む水溶液に浸漬させ ることにより、基材の表層より 150 m以内に Ru及び/又は Ir担持量の 50重量％以 上を含む触媒を製造する SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒の製造方法。
3
[11] TiO、 SiO、 ZrO、及びそれらの複合酸化物から成る群より選ばれる少なくとも
2 2 2 一 種を主成分とする無機化合物から成る粉末に、 Ru及び Z又は Irを担持し、 Ru及び Z又は Irを担持した粉末からスラリーを調製し、該スラリーを上記基材にコートするこ とを含む SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒の製造方法。
3
[12] 請求項 1〜9のいずれかに記載の SOの還元処理が可能な排ガス処理用触媒を用
3
いた排ガス処理方法。
[13] 担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて ヽる水溶液と有機酸からなる還元 剤を混合するか、又は担持される Ru及び Z又は Irの原料が溶解されて ヽる水溶液と 有機酸からなる還元剤と pH調整剤とを混合し、還元処理して金属コロイド溶液を調 製する特徴とする金属コロイド溶液の調製方法。
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