JP2003093881A - 窒素酸化物除去用触媒およびその製造方法 - Google Patents
窒素酸化物除去用触媒およびその製造方法Info
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Abstract
有する排ガスにアンモニアを加え、接触的に反応させる
に際して、従来より提案されている窒素酸化物除去用触
媒よりも更にNOx除去率が高くて、しかもSO3への
転化率が低く、耐久性に優れた工業触媒として有用な窒
素酸化物除去用触媒およびその製造方法の提供。 【解決手段】 (1)可溶性チタン化合物、可溶性ケイ
素化合物および/またはシリカゾルの混合水溶液、もし
くは可溶性チタン化合物、可溶性タングステン化合物、
可溶性ケイ素化合物および/またはシリカゾルの混合水
溶液に塩基性水溶液を添加・中和して複合水酸化物(y
成分)スラリーを得、ついで該複合水酸化物スラリーに
メタチタン酸と可溶性ケイ素化合物および/またはシリ
カゾルを添加した後、塩基性水溶液を添加して得られる
複合水酸化物(a成分)スラリーから得られた複合酸化
物(A成分)と(2)バナジウム、モリブデン、タング
ステンからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属酸
化物(B成分)、とを含有することを特徴とする窒素酸
化物除去用触媒およびその製造方法。
Description
触媒およびその製造方法に関し、更に詳しくは、重油や
石炭焚きボイラ、火力発電所、製鉄所などをはじめ各種
工場の燃焼炉などから排出される排ガス中に含有される
窒素酸化物(以下NOxと略記する)の除去用触媒およ
びその製造方法に関するものである。
元剤を使用して除去する脱硝触媒としては、一般に酸化
チタン担体に酸化タングステン、酸化バナジウムなどの
活性成分を担持した、ハニカム形状の触媒が工業的に使
用されている。工業的に使用される脱硝触媒は、排ガス
中に含まれるダスト、硫黄化合物(以下SOxと略記す
る)などにも対処することが必要であるため、ただ単に
脱硝活性が高いのみだけでなく、SO3への酸化能(S
O3転化率)が低いこと等の種々の性能が要求される。
分はSO2であるが、このSO2の一部は脱硝触媒上で
酸化されてSO3となり、このSO3は還元剤として使
用するNH3の未反応分と結合して酸性硫安を生成し、
後流の熱交換器などの装置の閉塞を起こすため、またS
O3そのものが装置などの腐蝕を起こすなどの問題があ
った。そこでSO3への転化率の低い脱硝触媒が望まれ
ていた。
関して、特公平4−17091号公報には、予めチタン
とタングステン及びケイ素の三元系酸化物を形成せしめ
た後該酸化物にバナジウム化合物を添加することを特徴
とする脱硝触媒の調製方法が提案されている。
窒素酸化物をアンモニアと共に接触的に反応せしめて選
択還元する触媒を製造する方法において、可溶性チタン
化合物と、可溶性ケイ素化合物および/またはシリカゾ
ルとを出発原料として用い、水性媒体中で該原料をアン
モニアによって中和せしめて共沈物を得、該共沈物スラ
リーをpHが8.5以上の範囲で20時間以上熟成せし
めた後、これを洗浄し、乾燥し、次いで焼成して得られ
るチタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物を触媒
(イ)成分とし、バナジウム酸化物を触媒(ロ)成分と
し、タングステン酸化物を触媒(ハ)成分として用いて
なり、その組成がそれぞれ(イ)成分は82〜97重量
%、(ロ)成分は0.3〜3重量%および(ハ)成分は
3〜15重量%の範囲、さらに(イ)成分の組成が原子
百分率でチタン70〜90%、ケイ素30〜10%の範
囲に調整されてなることを特徴とする窒素酸化物除去用
触媒の製造方法が提案されている。しかし、該発明の製
造方法では、ハニカム形状など複雑な形状の触媒に成形
する場合には、二元系複合酸化物が単純な粒度分布であ
るため、可塑性が低く、粒子間結合力が弱く、成形性が
悪いという問題があった。また、成形性を向上させ、成
形体強度を向上させるために大量の成形助剤や粘土を使
用する必要があり、そのため、触媒性能が低下する問題
もあった。
x、特にNOxおよびSOxを同時に含有する排ガスに
アンモニアを加え、接触的に反応させるに際して、従来
より提案されている窒素酸化物除去用触媒よりも更にN
Ox除去率が高くて、しかもSO3への転化率が低く、
耐久性に優れた工業触媒として有用な窒素酸化物除去用
触媒およびハニカム形状など複雑な形状の触媒でも成形
性が良好な該触媒の製造方法を提供することにある。
可溶性チタン化合物、可溶性ケイ素化合物および/また
はシリカゾルの混合水溶液、もしくは可溶性チタン化合
物、可溶性タングステン化合物、可溶性ケイ素化合物お
よび/またはシリカゾルの混合水溶液に塩基性水溶液を
添加・中和して複合水酸化物(y成分)スラリーを得、
ついで該複合水酸化物スラリーにメタチタン酸と可溶性
ケイ素化合物および/またはシリカゾルを添加した後、
塩基性水溶液を添加して得られる複合水酸化物(a成
分)スラリーから得られた複合酸化物(A成分)と
(2)バナジウム、モリブデン、タングステンからなる
群から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物(B成
分)、とを含有することを特徴とする窒素酸化物除去用
触媒に関する。
化物(A成分)中に含まれるy成分由来の複合酸化物
(Y成分)の量が5〜30重量%の範囲にあることが好
ましい。
分)の組成が、酸化チタンとして75〜90重量%、酸
化ケイ素として10〜20重量%、酸化タングステンと
して0〜5重量%の範囲にあることが好ましい。
硫酸根をSO4として1〜10重量%含有することが好
ましい。
〜99.9重量%、金属酸化物(B成分)を0.1〜1
5重量%の割合で含有することが好ましい。
溶性ケイ素化合物および/またはシリカゾルの混合水溶
液、もしくは可溶性チタン化合物、可溶性タングステン
化合物、可溶性ケイ素化合物および/またはシリカゾル
の混合水溶液に塩基性水溶液を添加・中和して複合水酸
化物(y成分)スラリーを得、ついで該複合水酸化物ス
ラリーにメタチタン酸スラリーと可溶性ケイ素化合物お
よび/またはシリカゾルを添加した後、塩基性水溶液を
添加して得られた複合水酸化物(a成分であるこの水酸
化物が酸化されて複合酸化物となったのがA成分であ
る)スラリーを熟成、洗浄、乾燥して得られた複合酸化
物(A成分)(焼成していないのでまだ水酸化物の段階
のものを1部含有していることがある)に、バナジウ
ム、モリブデン、タングステンからなる群から選ばれた
少なくとも一種の金属酸化物(B成分)の前駆物質(b
成分)を担持し、乾燥、焼成するか、もしくは前記塩基
性水溶液を添加して得られた複合水酸化物(a成分)を
乾燥、焼成して得られた複合酸化物(A成分)に、バナ
ジウム、モリブデン、タングステンからなる群から選ば
れた少なくとも一種の金属酸化物(B成分)を担持し、
乾燥することを特徴とする窒素酸化物除去用触媒の製造
方法に関する。
ついて、詳細に説明する。
性チタン化合物、可溶性ケイ素化合物および/またはシ
リカゾルの混合水溶液、もしくは可溶性チタン化合物、
可溶性タングステン化合物、可溶性ケイ素化合物および
/またはシリカゾルの混合水溶液に塩基性水溶液を添加
・中和して得られた複合水酸化物(y成分)スラリーを
使用する。該複合水酸化物(y成分)は、熱履歴を受け
て複合酸化物(Y成分)に転化する前駆物質である。該
複合酸化物(Y成分)は、酸化チタンおよび酸化ケイ
素、または、酸化チタン、酸化タングステンおよび酸化
ケイ素の単なる混合物ではなく、いわゆる二元系複合酸
化物(TiO2−SiO2)または三元系複合酸化物
(TiO2−WO3−SiO2)を形成する。
の複合水酸化物(y成分)スラリーに、メタチタン酸と
可溶性ケイ素化合物および/またはシリカゾルを添加し
た後塩基性水溶液を添加して得られた複合水酸化物(a
成分)スラリーが熱履歴を受けた状態の物質である。本
発明ではこのような特殊な複合酸化物(A成分)を触媒
成分に用いるため、脱硝活性が高くて、しかもSO2酸
化活性が低く、耐久性に優れた触媒が得られるのであ
る。
複合酸化物(A成分)中に含まれるy成分由来の複合酸
化物(Y成分)の割合(Y/A)が5〜30重量%の範
囲にあることが好ましい。Y/Aの値が5重量%よりも
小さい場合は、脱硝活性は高くなるがSO2酸化活性も
高くなる傾向にあり、また、Y/Aの値が30重量%よ
りも大きい場合は、触媒の成形性が悪くなる傾向にあ
り、また、SO2酸化活性は低くなるが脱硝活性も低く
なる傾向にある。好ましいY/Aの範囲は10〜20重
量%である。
分)の組成は、酸化チタンとして75〜90重量%、酸
化ケイ素として10〜20重量%、酸化タングステンと
して0〜5重量%の範囲にあることが好ましい。酸化ケ
イ素の量が10重量%より少ない場合には低いSO2酸
化活性が得られないことがあり、また、20重量%より
多い場合には脱硝活性が低くなり、また、成形性が悪く
なることがある。酸化タングステンの量が5重量%より
多くなると、タングステンは複合酸化物を形成しない状
態で存在することがあるので効果的でない。
根をSO4として1〜10重量%含有することが好まし
い。A成分中に硫酸根を含有させることにより脱硝活性
が高くなる傾向を示し、1重量%より少ない場合にはそ
の効果が少なく、10重量%より多く含有させてもその
効果は変わらない。好ましい硫酸根の量は2〜8重量%
の範囲である。
ジウム、モリブデン、タングステンからなる群から選ば
れた少なくとも一種の金属酸化物(B成分)を含有する
が、その他の金属酸化物を含有していてもよい。特に、
酸化バナジウムおよび酸化タングステンは好適な金属酸
化物である。
合酸化物(A成分)を85〜99.9重量%、前記金属
酸化物(B成分)を0.1〜15重量%の割合で含有す
ることが好ましい。B成分の割合が0.1重量%より少
ない場合には、所望の脱硝活性が得られないことがあ
り、また、15重量%より多い場合には、SO2酸化活
性が高くなることがある。好ましくは、A成分が90〜
99.5重量%、B成分が0.5〜10重量%の範囲で
ある。
造方法について述べる。本発明の方法で使用される可溶
性チタン化合物としては、塩化チタン、硫酸チタンなど
の無機チタン化合物およびシュウ酸チタン、テトライソ
プロピルチタネートなどの有機チタン化合物が例示さ
れ、また、ケイ素源としては、シリカゾルの他、可溶性
ケイ素化合物として、四塩化ケイ素など無機ケイ素化合
物およびエチルシリケート、メチルシリケートなどの有
機ケイ素化合物が例示される。可溶性タングステン化合
物としては、パラタングステン酸アンモン、メタタング
ステン酸アンモンなどが例示される。
合物と前述の可溶性ケイ素化合物および/またはシリカ
ゾルとの混合水溶液、もしくは前述の可溶性チタン化合
物と前述の可溶性タングステン化合物と前述の可溶性ケ
イ素化合物および/またはシリカゾルとの混合水溶液に
塩基性水溶液を添加・中和して複合水酸化物(y成分)
スラリーを調製するが、中和はpH9〜10.5の範囲
で行うのが望ましい。本発明で使用される塩基性水溶液
としては、アンモニア水、尿素水溶液、アミン水溶液な
ど周知の塩基性水溶液が使用可能であるが、特にアンモ
ニア水は好適である。
を、必要に応じて、pH9〜10.5の範囲で熟成した
後、該スラリーにメタチタン酸スラリーと可溶性ケイ素
化合物および/またはシリカゾルを添加し、次いで塩基
性水溶液を添加して得られる複合水酸化物(a成分)ス
ラリーを調製するが、該複合水酸化物(a成分)スラリ
ーのpHは9〜10.5の範囲に調整するのが望まし
い。該複合水酸化物(a成分)スラリーを、必要に応じ
て、pH9〜10.5の範囲で熟成、洗浄した後、該ス
ラリーにバナジウム、モリブデン、タングステンからな
る群から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物(B成
分)の前駆物質(b成分)および必要に応じて粘土、可
塑剤などを添加して混練捏和し、所望の形状に成形し、
乾燥、300〜800℃で焼成することが好ましい。そ
のほかB成分の担持は、他の周知の担持方法が採用で
き、例えば、前述の複合水酸化物(a成分)を所望の形
状に成形し、乾燥、焼成し、複合酸化物(A成分)とし
た後、B成分を含浸することもできる。
トに示す。
ンからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物
(B成分)を形成するための前駆物質(b成分)として
は、バナジウム源にはメタバナジン酸アンモン、硫酸バ
ナジル、シュウ酸バナジル、五酸化バナジウムなど、モ
リブデン源にはパラモリブデン酸アンモン、三酸化モリ
ブデンなど、タングステン源にはパラタングステン酸ア
ンモン、酸化タングステンなどが例示される。
を含有する排ガス、特にボイラー排ガスなどのようにN
Ox、SOxを含有するほか重金属、ダストを含有する
排ガスに、アンモニアなどの還元剤を添加して接触還元
するNOx除去法に好適に使用される。また、該触媒の
使用条件は、通常の脱硝処理条件が採用され、具体的に
は、反応温度は150〜600℃、空間速度1000〜
100000hr−1の範囲などが例示される。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
t%、(株)テイカ製〕4.22Kgをとり、水16.
88Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリカゾ
ル(SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−
20”、触媒化成工業(株)製)0.75Kgを15分
間かけて添加混合し、これに、温度60℃以下を維持し
ながら3規定アンモニア水9.11Kgを15分間かけ
て添加・中和してTiO2−SiO2複合水酸化物(y
成分)スラリーを生成し、更にpH9.5〜10を維持
し温度60℃で1時間加温熟成した。この得られたTi
O2−SiO2複合水酸化物スラリーにメタチタン酸ス
ラリー〔TiO2濃度30wt%、石原産業(株)製〕
40.50Kgを10分間で添加し、更にシリカゾル
〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−2
0”、触媒化成工業(株)製〕6.75Kgを10分間
かけて添加混合した後、3規定アンモニア水2.43K
gを添加して該スラリーのpHを9.5に調製して複合
水酸化物(a成分)スラリーを得た。該複合水酸化物ス
ラリーを温度60℃でpH9.5〜10に維持しながら
1時間加温熟成後、この複合水酸化物スラリーを脱水洗
浄後、400℃以下の温度で5時間乾燥してチタン−シ
リカからなる2元系複合酸化物(A成分)を得た。な
お、該2元系複合酸化物中のSO4含有量は4.7%で
あった。次に、モノエタノールアミン0.30Kgと水
3.0Kgを混合し、これにメタバナジン酸アンモニウ
ム(b成分)0.205Kgを添加、加熱溶解した。こ
の溶解液と前述の2元系複合酸化物(A成分)12.6
4Kgをニーダーにて混練し、更に、粘土、ガラス繊維
などの成形助剤を加えて混練捏和後、ハニカム状に押し
出し成形したが、成形性は良好であった。その後、成形
物を110℃で乾燥した後、マツフル炉にて600℃で
焼成して触媒Iを調製した。
t%、(株)テイカ製〕12.70Kgをとり、水5
0.80Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリ
カゾル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイド
S−20”、触媒化成工業(株)製〕2.25Kgを1
5分間かけて添加混合し、これに、温度60℃以下を維
持しながら3規定アンモニア水27.34Kgを15分
間かけて添加・中和してTiO2−SiO2複合水酸化
物(y成分)スラリーを生成し、更にpH9.5〜10
を維持し温度60℃で1時間加温熟成した。この得られ
たTiO2−SiO2複合水酸化物スラリーにメタチタ
ン酸スラリー〔TiO2濃度30wt%、石原産業
(株)製〕31.50Kgを10分間かけて添加し、更
に、シリカゾル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カ
タロイドS−20”、触媒化成工業(株)製〕5.25
Kgを10分間かけて添加混合した後、3規定アンモニ
ア水1.89Kgを添加して該スラリーのpHを9.5
に調製して複合水酸化物(a成分)スラリーを得た。該
複合水酸化物スラリーを温度60℃でpH9.5〜10
に維持しながら1時間加温熟成後、この複合水酸化物ス
ラリーを脱水洗浄後、400℃以下の温度で5時間乾燥
してチタン−シリカからなる2元系複合酸化物(A成
分)を得た。該2元系複合酸化物中のSO4含有量は
4.9%であった。次に、モノエタノールアミン0.3
0Kgと水3.0Kgを混合し、これにメタバナジン酸
アンモニウム(b成分)0.205Kgを添加、加熱溶
解した。この溶解液と前述の2元系複合酸化物(A成
分)12.64Kgをニーダーにて混練し、更に、粘
土、ガラス繊維などの成形助剤を加えて混練捏和後、ハ
ニカム状に押し出し成形したが、成形性は良好であっ
た。その後、成形物を110℃で乾燥した後、マツフル
炉にて600℃で焼成して触媒IIを調製した。
t%、(株)テイカ製〕1.88Kgをとり、水7.5
2Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリカゾル
〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−2
0”、触媒化成工業(株)製〕0.75Kgを15分間
かけて添加混合し、これに、温度60℃以下を維持しな
がら3規定アンモニア水4.05Kgを15分間かけて
添加・中和してTiO2−SiO2複合水酸化物(y成
分)スラリーを生成し、更にpH9.5〜10を維持し
温度60℃で1時間加温熟成した。この得られたTiO
2−SiO2複合水酸化物(y成分)スラリーに、メタ
チタン酸スラリー〔TiO2濃度30wt%、石原産業
(株)製〕38.00Kgを10分間かけて添加し、更
にシリカゾル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタ
ロイドS−20”、触媒化成工業(株)製〕14.25
Kgを10分間かけて添加混合した後、3規定アンモニ
ア水2.28Kgを添加して該スラリーのpHを9.5
に調製して複合水酸化物(a成分)スラリーを得た。該
複合水酸化物スラリーを温度60℃でpH9.5〜10
を維持しながら1時間加温熟成後、この複合水酸化物ス
ラリーを脱水洗浄後、400℃以下の温度で5時間乾燥
してチタン−シリカからなる2元系複合酸化物(A成
分)を得た。該2元系複合酸化物中のSO4含有量は
4.9%であった。次に、モノエタノールアミン0.3
0Kgと水3.0Kgを混合し、これにメタバナジン酸
アンモニウム(b成分)0.205Kgを添加、加熱溶
解した。この溶解液と前述の2元系複合酸化物(A成
分)12.64Kgをニーダーにて混練し、更に、粘
土、ガラス繊維などの成形助剤を加えて混練捏和後、ハ
ニカム状に押出成形したが、成形性は良好であった。そ
の後、成形物を110℃で乾燥した後、マツフル炉中6
00℃で焼成して触媒IIIを調製した。
t%、(株)テイカ製〕7.50Kgをとり、水30.
00Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリカゾ
ル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−
20”、触媒化成工業(株)製〕3.00Kgを15分
間かけて添加混合し、これに、温度60℃以下を維持し
ながら3規定アンモニア水16.20Kgを15分間か
けて添加・中和してTiO2−SiO2複合水酸化物
(y成分)スラリーを生成し、更にpH9.5〜10を
維持し温度60℃で1時間加温熟成した。得られたTi
O2−SiO2複合水酸化物(y成分)スラリーにメタ
チタン酸スラリー〔TiO2濃度30wt%、石原産業
(株)製〕32.00Kgを10分間かけて添加し、更
に、シリカゾル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カ
タロイドS−20”、触媒化成工業(株)製〕12.0
0Kgを10分間かけて添加混合した後、3規定アンモ
ニア水1.92Kgを添加して該スラリーのpHを9.
5に調製して複合水酸化物(a成分)スラリーを得た。
該複合水酸化物スラリーを温度60℃でpH9.5〜1
0を維持しながら1時間加温熟成後、この複合水酸化物
スラリーを脱水洗浄し、その後400℃以下の温度で5
時間乾燥してチタン−シリカからなる2元系複合酸化物
(A成分)を得た。該2元系複合酸化物中のSO4含有
量は4.9%であった。次に、モノエタノールアミン
0.30Kgと水3.0Kgを混合し、これにメタバナ
ジン酸アンモニウム(b成分)0.205Kgを添加、
加熱溶解した。この溶解液と前述の2元系複合酸化物
(A成分)12.64Kgをニーダーにて混練し、更
に、粘土、ガラス繊維などの成形助剤を加えて混練捏和
後、ハニカム状に押出成形したが、成形性は良好であっ
た。その後、成形物を110℃で乾燥した後、マツフル
炉中600℃で焼成して触媒IV調製した。
t%、(株)テイカ製〕7.50Kgをとり、水30.
00Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリカゾ
ル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−
20”、触媒化成工業(株)製〕2.10Kgを15分
間かけて添加混合し、更に、0.17Kgパラタングス
テン酸アンモニウム結晶を添加し、これに、温度60℃
以下を維持しながら3規定アンモニア水16.20Kg
を15分間かけて添加・中和してTiO2−SiO2−
WO3複合水酸化物(y成分)スラリーを生成し、更に
pH9.5〜10を維持し温度60℃で5時間加温熟成
した。得られたTiO2−SiO2−WO3複合水酸化
物(y成分)スラリーにメタチタン酸スラリー〔TiO
2濃度30wt%、石原産業(株)製〕32.00Kg
を10分間かけて添加し、更に、シリカゾル〔SiO2
濃度20wt%、商品名“カタロイドS−20”、触媒
化成工業(株)製〕12.00Kgを10分間かけて添
加混合した後、3規定アンモニア水1.92Kgを添加
して該スラリーのpHを9.5に調製して複合水酸化物
(a成分)スラリーを得た。該複合水酸化物スラリーを
温度60℃でpH9.5〜10を維持しながら1時間加
温熟成後、この複合水酸化物スラリーを脱水洗浄し、そ
の後400℃以下の温度で5時間乾燥してチタン−シリ
カ−タングステンからなる3元系複合酸化物(A成分)
を得た。該3元系複合酸化物中のSO4含有量は4.9
%であった。次いで、モノエタノールアミン0.30K
gと水3.0Kgを混合し、これにメタバナジン酸アン
モニウム(b成分)0.205Kgを添加、加熱溶解し
た。この溶解液と前述の3元系複合酸化物(A成分)1
2.64Kgをニーダーにて混練し、更に、粘土、ガラ
ス繊維などの成形助剤を加えて混練捏和後、ハニカム状
に押出成形したが、成形性は良好であった。その後、成
形物を110℃で乾燥した後、マツフル炉中600℃で
焼成して触媒Vを調製した。
t%、(株)テイカ製〕7.50Kgをとり、水30.
00Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリカゾ
ル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−
20”、触媒化成工業(株)製〕2.10Kgを15分
間かけて添加混合し、温度60℃以下を維持しながら3
規定アンモニア水16.20Kgを15分間かけて添加
・中和してTiO2−SiO2複合水酸化物(y成分)
スラリーを生成し、更にpH9.5〜10を維持し温度
60℃で5時間加温熟成した。得られたTiO2−Si
O2複合水酸化物スラリーにメタチタン酸スラリー〔T
iO2濃度30wt%、石原産業(株)製〕32.00
Kgを10分間かけて添加し、更に、シリカゾル〔Si
O2濃度20wt%、商品名“カタロイドS−20”、
触媒化成工業(株)製〕12.00Kgを10分間かけ
て添加混合した後、3規定アンモニア水1.92Kgを
添加して該スラリーのpHを9.5に調製して複合水酸
化物(a成分)スラリーを得た。該複合水酸化物スラリ
ーを温度60℃でpH9.5〜10を維持しながら1時
間加温熟成後、この複合水酸化物(a成分)スラリーを
脱水洗浄後、400℃以下の温度で5時間乾燥してチタ
ン−シリカからなる2元系複合酸化物(A成分)を得
た。該2元系複合酸化物中のSO4含有量は4.9%で
あった。次いで、モノエタノールアミン0.30Kgと
水3.0Kgを混合し、これにメタバナジン酸アンモニ
ウム(b成分)0.205Kgを添加、加熱溶解した。
この溶解液と前述の2元系複合酸化物(A成分)12.
64Kg、更に0.17Kgパラタングステン酸アンモ
ニウム結晶を添加し、これをニーダーにて混練し、更
に、粘土、ガラス繊維などの成形助剤を加えて混練捏和
後、ハニカム状に押出成形したが、成形性は良好であっ
た。その後、成形物を110℃で乾燥した後、マツフル
炉中600℃で焼成して触媒VIを調製した。
t%、(株)テイカ製〕43.60Kgをとり、水17
4.40Kgに溶解希釈した硫酸チタニル水溶液にシリ
カゾル〔SiO2濃度20wt%、商品名“カタロイド
S−20”、触媒化成工業(株)製〕5.25Kgを1
5分間かけて添加混合し、これに、温度60℃以下を維
持しながら3規定アンモニア水94.16Kgを15分
間かけて添加・中和してTiO2−SiO2複合水酸化
物(y成分)スラリーを生成し、更にpH9.5〜10
を維持し温度60℃で1時間加温熟成した。得られたT
iO2−SiO2複合水酸化物スラリーを脱水洗浄後、
400℃以下の温度で5時間乾燥してチタン−シリカか
らなる2元系複合酸化物(Y成分)を得た。該2元系複
合酸化物中のSO4含有量は6.9%であった。次い
で、モノエタノールアミン0.30Kgと水3.0Kg
を混合し、これにメタバナジン酸アンモニウム(b成
分)0.205Kgを添加、加熱溶解した。この溶解液
と前述の2元系複合酸化物(Y成分)12.64Kgを
添加し、これをニーダーにて混練し、更に、粘土、ガラ
ス繊維などの成形助剤を加えて混練捏和後、ハニカム状
に押出成形したが、ハニカム状に成形するのが困難であ
った。活性測定用試料分を何とか成形し、得られた成形
物を110℃で乾燥した後、マツフル炉中600℃で焼
成して触媒VIIを調製した。
産業(株)製〕40.00Kgとシリカゾル〔SiO2
濃度20wt%、商品名“カタロイドS−20”、触媒
化成工業(株)製〕15.00Kgを混合した後、3規
定アンモニア水10.80Kgを添加して該スラリーの
pHを9.5に調製して複合水酸化物スラリーを得た。
該複合水酸化物スラリーを温度60℃でpH9.5〜1
0を維持しながら1時間加温熟成後、この複合水酸化物
スラリーを脱水洗浄し、その後、400℃以下の温度で
5時間乾燥してチタン−シリカからなる2元系複合酸化
物を得た。該2元系複合酸化物中のSO4含有量は4.
2%であった。次に、モノエタノールアミン0.30K
gと水3.0Kgを混合し、これにメタバナジン酸アン
モニウム(b成分)0.205Kgを添加、加熱溶解し
た。この溶解液と前述の2元系複合酸化物12.64K
gをニーダーにて混練し、更に、粘土、ガラス繊維など
の成形助剤を加えて混練捏和後、ハニカム状に押出成形
したが、成形性は良好であった。その後、成形物を11
0℃で乾燥した後、マツフル炉中600℃で焼成して触
媒VIIIを調製した。
て脱硝性能を評価した。脱硝性能試験は、各ハニカム触
媒(セルピッチ7.4mm、壁厚1.0mm)から長さ
300mmで3×3目に切り出したものを流通式反応器
に充填し、下記条件で脱硝率を測定した。脱硝率は、触
媒接触前後のガス中の窒素酸化物NOx濃度をケミルミ
式窒素酸化物分析計により測定し、次式により求めたも
のである。
(容量ppm)−接触ガス中のNOx(容量ppm)〕
÷〔未接触ガス中のNOx(容量ppm)〕×100 試験条件 触媒形状:3×3目、長さ:300mm 反応温度:380℃、SV=10,000hr―1 ガス組成:NOx=180容量ppm、NH3=216
容量ppm、O2=2容量%、SO2=500容量pp
m、H2O=10容量%、N2=バランス また、SOx酸化能試験は、ハニカム触媒から長さ30
0mmの3×3目に切り出したものを流通式反応器に充
填し、下記条件でSO3転化率を測定した。SO3転化
率は、触媒接触前後のガス中のSO2濃度を赤外線式S
O2ガス濃度測定計により測定し、次式により求めたも
のである。
O2(容量ppm)−接触ガス中のSO2(容量pp
m)〕÷〔未接触ガス中のSO2(容量ppm)〕×1
00 試験条件 触媒形状:3×3目、長さ:300mm 反応温度:380℃、SV=10,000hr―1 ガス組成:O2=2容量%、SO2=500容量pp
m、N2=バランス 評価結果を表1に示す。
高い脱硝率を維持しつつ、極めて低いSO3転化率を示
す優れた触媒であることが判る。なお、SO3転化率が
0.20%以下の所では±0.01%の差はかなり大き
い優位差である。この様な性能を持つ触媒は硫黄成分を
多く含む燃料を使用するボイラー排ガスの処理用触媒と
して極めて有効である。また、本発明の触媒はハニカム
状に成形した場合にも成形性が良好であるため、工業触
媒としての生産性も高い。
Claims (6)
- 【請求項1】 (1)可溶性チタン化合物、可溶性ケイ
素化合物および/またはシリカゾルの混合水溶液、もし
くは可溶性チタン化合物、可溶性タングステン化合物、
可溶性ケイ素化合物および/またはシリカゾルの混合水
溶液に塩基性水溶液を添加・中和して複合水酸化物(y
成分)スラリーを得、ついで該複合水酸化物スラリーに
メタチタン酸と可溶性ケイ素化合物および/またはシリ
カゾルを添加した後、塩基性水溶液を添加して得られる
複合水酸化物(a成分)スラリーから得られた複合酸化
物(A成分)と(2)バナジウム、モリブデン、タング
ステンからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属酸
化物(B成分)、とを含有することを特徴とする窒素酸
化物除去用触媒。 - 【請求項2】 前記複合酸化物(A成分)中に含まれる
前記y成分由来の複合酸化物(Y成分)の量が5〜30
重量%の範囲内である請求項1記載の窒素酸化物除去用
触媒。 - 【請求項3】 前記y成分由来の複合酸化物(Y成分)
の組成が、酸化チタンとして75〜90重量%、酸化ケ
イ素として10〜20重量%、酸化タングステンとして
0〜5重量%の範囲内である請求項1または2記載の窒
素酸化物除去用触媒。 - 【請求項4】 前記複合酸化物(A成分)が酸化物基準
で硫酸根をSO4として1〜10重量%含有するもので
ある請求項1〜3いずれか記載の窒素酸化物除去用触
媒。 - 【請求項5】 前記複合酸化物(A成分)を85〜9
9.9重量%、金属酸化物(B成分)を0.1〜15重
量%の割合で含有するものである請求項1〜4いずれか
記載の窒素酸化物除去用触媒。 - 【請求項6】 可溶性チタン化合物、可溶性ケイ素化合
物および/またはシリカゾルの混合水溶液、もしくは可
溶性チタン化合物、可溶性タングステン化合物、可溶性
ケイ素化合物および/またはシリカゾルの混合水溶液に
塩基性水溶液を添加・中和して複合水酸化物(y成分)
スラリーを得、ついで該複合水酸化物スラリーにメタチ
タン酸スラリーと可溶性ケイ素化合物および/またはシ
リカゾルを添加した後、塩基性水溶液を添加して得られ
た複合水酸化物(a成分であるこの水酸化物が酸化され
て複合酸化物となったのがA成分である)スラリーを熟
成、洗浄、乾燥して得られた複合酸化物(A成分)(焼
成していないのでまだ水酸化物の段階のものを1部含有
していることがある)に、バナジウム、モリブデン、タ
ングステンからなる群から選ばれた少なくとも一種の金
属酸化物(B成分)の前駆物質(b成分)を担持し、乾
燥、焼成するか、もしくは前記塩基性水溶液を添加して
得られた複合水酸化物(a成分)を乾燥、焼成して得ら
れた複合酸化物(A成分)に、バナジウム、モリブデ
ン、タングステンからなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属酸化物(B成分)を担持し、乾燥することを特
徴とする窒素酸化物除去用触媒の製造方法。
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