JPH06238131A - Removing method for nitrogen oxide - Google Patents
Removing method for nitrogen oxideInfo
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- JPH06238131A JPH06238131A JP5290550A JP29055093A JPH06238131A JP H06238131 A JPH06238131 A JP H06238131A JP 5290550 A JP5290550 A JP 5290550A JP 29055093 A JP29055093 A JP 29055093A JP H06238131 A JPH06238131 A JP H06238131A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アンモニア等の還元剤を使用することなく、自
動車等の内燃機関から排出される、特に酸素過剰の排ガ
スを、効率良く浄化し、且つ、水蒸気の存在する高温で
の耐久性に優れる排ガス浄化用触媒を用いて窒素酸化物
を除去する方法を提供する。
【構成】SiO2/Al2O3モル比が少なくとも15以
上のゼオライトに、リンおよび一種以上の活性金属種を
含有させた触媒を、窒素酸化物及び炭化水素を含有する
酸素過剰の排ガスに接触させることにより窒素酸化物を
除去する。(57) [Summary] [Purpose] Efficiently purifies exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobiles, especially in excess of oxygen, without using reducing agents such as ammonia, and at high temperatures where steam is present. A method for removing nitrogen oxides using an exhaust gas-purifying catalyst having excellent durability is provided. [Composition] A catalyst in which phosphorus and one or more active metal species are contained in zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15 or more is contacted with an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides and hydrocarbons. To remove nitrogen oxides.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラー、自動車エン
ジン等から排出される窒素酸化物を含有する酸素過剰の
排ガスを触媒を用いて処理する方法に関し、更に詳細に
は、活性及び耐久性の非常に優れた触媒を用いて窒素酸
化物を除去する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating an oxygen-rich exhaust gas containing nitrogen oxides discharged from a boiler, an automobile engine, etc. by using a catalyst, and more specifically, to a method for treating activity and durability. The present invention relates to a method for removing nitrogen oxides using a very excellent catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】ボイラー、自動車エンジン等から排出さ
れる排ガス中の窒素酸化物を除去する方法として、触媒
の存在下でアンモニアを用いる選択的接触還元法、ま
た、排ガスを触媒に通し、未燃焼の一酸化炭素及び炭化
水素により還元する非選択的接触還元法等が実用化され
ている。2. Description of the Related Art As a method for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from a boiler, an automobile engine, etc., a selective catalytic reduction method using ammonia in the presence of a catalyst, or a method of passing an exhaust gas through a catalyst and unburning it The non-selective catalytic reduction method of reducing carbon monoxide and hydrocarbons has been put to practical use.
【0003】特開昭60−125250号公報には、還
元剤非共存下で窒素酸化物を直接接触分解できる触媒と
して銅イオン交換したゼオライトが提案されている。JP-A-60-125250 proposes a copper ion-exchanged zeolite as a catalyst capable of directly catalytically decomposing nitrogen oxides in the absence of a reducing agent.
【0004】また、ディーゼルエンジン、低燃費化を目
的とした希薄燃焼エンジンの排ガス浄化用に、酸素過剰
下でも、未燃焼の一酸化炭素,炭化水素等の還元成分に
より窒素酸化物を選択的に還元できる触媒として、卑金
属をゼオライト等に含有させた触媒が提案されている
(特開昭63−100919号公報)。Further, for purification of exhaust gas of diesel engines and lean-burn engines for the purpose of reducing fuel consumption, nitrogen oxides are selectively removed by reducing components such as unburned carbon monoxide and hydrocarbons even in the presence of excess oxygen. As a catalyst that can be reduced, a catalyst in which a base metal is contained in zeolite or the like has been proposed (JP-A-63-100919).
【0005】しかしながら、これらの提案されている触
媒は、特に高温での耐久性に問題があり、実用化される
に至っていない。However, these proposed catalysts have problems in durability, especially at high temperatures, and have not been put into practical use.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アン
モニア等の還元剤を使用することなく、自動車等の内燃
機関から排出される、特に酸素過剰の排ガスを、効率良
く浄化し、且つ、水蒸気の存在する高温での耐久性に優
れる排ガス浄化用触媒を用いて排ガスを浄化する方法を
提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to efficiently purify exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile, particularly in excess of oxygen, without using a reducing agent such as ammonia, and It is intended to provide a method for purifying exhaust gas by using an exhaust gas purifying catalyst having excellent durability at high temperature in the presence of water vapor.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意検討した結果、リン及び一種類以上の活性
金属を導入した触媒を用いることにより、高温で使用さ
れた後も効率よく排ガス浄化できることを見出し、本発
明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of extensive studies on the above problems, the present inventors have found that by using a catalyst into which phosphorus and one or more kinds of active metals are introduced, exhaust gas can be efficiently discharged even after being used at high temperatures. They have found that they can be purified, and have completed the present invention.
【0008】すなわち本発明は、SiO2/Al2O3モ
ル比が少なくとも15以上のゼオライトに、リンおよび
一種類以上の活性金属種を含有させた触媒を用いて、窒
素酸化物及び炭化水素を含有する酸素過剰の排ガスから
窒素酸化物を除去する方法を提供するものである。That is, the present invention uses a catalyst containing phosphorus and one or more active metal species in zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 15 or more to remove nitrogen oxides and hydrocarbons. It is intended to provide a method for removing nitrogen oxides from an exhaust gas containing excess oxygen.
【0009】以下、本発明をより詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.
【0010】本発明で用いられる触媒は、SiO2/A
l2O3モル比が少なくとも15以上のゼオライトに、リ
ンおよび一種類以上の活性金属種を含有させた触媒であ
る。The catalyst used in the present invention is SiO 2 / A
It is a catalyst in which phosphorus and at least one active metal species are contained in a zeolite having an l 2 O 3 molar ratio of at least 15 or more.
【0011】本発明において用いられる原料ゼオライト
のSiO2/Al2O3モル比は、15以上であることが
必須である。また、SiO2/Al2O3モル比はその上
限が限定されるものではない。SiO2/Al2O3モル
比が15未満であると、十分な耐久性が得られない。好
ましくは15〜200である。It is essential that the raw material zeolite used in the present invention has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 15 or more. The upper limit of the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is not limited. If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than 15, sufficient durability cannot be obtained. It is preferably 15 to 200.
【0012】また、ゼオライトの種類は特に限定されな
いが、例えば、モルデナイト、フェリエライト、ゼオラ
イトβ、ZSM−5、ZSM−8、ZSM−11、ZS
M−12、ZSM−20、ZSM−35等のゼオライト
が使用できる。その中でもZSM−5が好適に用いられ
る。またこれらのゼオライトの製造方法は限定されるも
のではない。またゼオライトY、ゼオライトL等のゼオ
ライトを脱アルミニウムしたものであっても良い。The type of zeolite is not particularly limited, but examples thereof include mordenite, ferrierite, zeolite β, ZSM-5, ZSM-8, ZSM-11 and ZS.
Zeolites such as M-12, ZSM-20 and ZSM-35 can be used. Among them, ZSM-5 is preferably used. Further, the method for producing these zeolites is not limited. Alternatively, the zeolite such as zeolite Y or zeolite L may be dealuminated.
【0013】原料ゼオライトは、合成品あるいはそのか
焼品等が用いられるが、原料ゼオライト中のNa等のイ
オンをアンモニウム塩あるいは鉱酸等で処理し、H型あ
るいはアンモニウム型として用いることもできる。更に
は、K,Cs,Ba等でイオン交換して用いることもで
きる。As the raw material zeolite, a synthetic product or a calcined product thereof is used, but it is also possible to treat the ions such as Na in the raw material zeolite with an ammonium salt or a mineral acid and use it as an H type or an ammonium type. Further, K, Cs, Ba or the like can be used after ion exchange.
【0014】触媒へのリンの導入方法は特に限定されな
いが、通常の水溶液、有機溶媒を使用した含浸担持法、
蒸発乾固法により導入することができる。また、固相や
液相で、リン化合物と物理的に混合する物理混合法等に
より導入することもできる。また、リン化合物を含むガ
スを用いてゼオライトを処理し、導入することもでき
る。リンを導入するのに使用できるリン化合物の種類は
特に限定されないが、オルトリン酸、ピロリン酸、メタ
リン酸、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アン
モニウム、リン酸水素二カリウム等の可溶性のリン化合
物、またはピロリン酸カルシウム、リン酸カルシウム、
リン酸水素カルシウム、リン酸バリウム等の不溶性リン
化合物、またはトリメチルフォスフィン、トリフェニル
フォスフィン等のリンアルキル化合物、または亜リン酸
トリメチル等の亜リン酸エステル、または五塩化リン等
のハロゲン化リン等が使用できる。リンの含有量は特に
限定されないが、ゼオライト中のAl原子のモル数に対
して0.01〜10倍が好ましく、さらには0.10〜
1.00倍がより好ましい。リンを含有した触媒はリン
を安定化するために、100〜900℃、好ましくは3
00〜800℃で熱処理を行なってもよい。熱処理の雰
囲気は特に限定されないが、真空、空気、水蒸気等の雰
囲気が挙げられる。The method of introducing phosphorus into the catalyst is not particularly limited, but a usual aqueous solution, an impregnation-supporting method using an organic solvent,
It can be introduced by evaporation to dryness. It can also be introduced by a physical mixing method in which the phosphorus compound is physically mixed in the solid phase or the liquid phase. It is also possible to treat and introduce the zeolite by using a gas containing a phosphorus compound. The type of phosphorus compound that can be used to introduce phosphorus is not particularly limited, but soluble phosphorus compounds such as orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, etc. , Or calcium pyrophosphate, calcium phosphate,
Insoluble phosphorus compounds such as calcium hydrogen phosphate and barium phosphate, phosphorus alkyl compounds such as trimethylphosphine and triphenylphosphine, phosphorous esters such as trimethyl phosphite, and halogenated phosphorus such as phosphorus pentachloride. Etc. can be used. The content of phosphorus is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 times, and more preferably 0.10 to 10 times the number of moles of Al atoms in the zeolite.
1.00 times is more preferable. The phosphorus-containing catalyst has a temperature of 100 to 900 ° C., preferably 3 to stabilize phosphorus.
You may heat-process at 00-800 degreeC. The atmosphere for the heat treatment is not particularly limited, and examples thereof include an atmosphere such as vacuum, air and water vapor.
【0015】リンを導入したゼオライトは、一種以上の
活性金属種が導入される。活性金属種としては通常排ガ
ス浄化に使用される金属であれば良く、例えば、Cu,
Ag,Au等のIb族、Fe,Co,Ni,Ru,R
h,Pd,Pt等のVIII族、Cr,Mo等のVIa
族、あるいは、Mn等のVIIa族が用いられる。特に
好ましくはCuあるいはCoである。The phosphorus-introduced zeolite has one or more active metal species introduced therein. The active metal species may be any metal that is usually used for exhaust gas purification, such as Cu,
Ib group such as Ag, Au, Fe, Co, Ni, Ru, R
VIII group such as h, Pd, Pt, etc., VIa such as Cr, Mo etc.
Group or Group VIIa such as Mn is used. Particularly preferred is Cu or Co.
【0016】活性金属の導入方法は特に限定されず、含
浸担持法、蒸発乾固法、イオン交換法等の手法を用いる
ことができる。活性金属はゼオライトのイオン交換サイ
トに存在する場合に、高温でより高耐久性となるため
に、イオン交換法で活性金属を導入することが好まし
い。The method of introducing the active metal is not particularly limited, and a method such as an impregnating and supporting method, an evaporation-drying method and an ion exchange method can be used. When the active metal is present at the ion exchange site of zeolite, it becomes more durable at high temperatures, so it is preferable to introduce the active metal by the ion exchange method.
【0017】イオン交換は、リンを導入したゼオライト
を、活性金属の塩を含む水溶液中に混合し、攪拌、洗浄
して行われる。Ion exchange is carried out by mixing phosphorus-introduced zeolite with an aqueous solution containing a salt of an active metal, stirring and washing.
【0018】活性金属の塩としては、活性金属の塩化
物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の塩が好適に用いられ
る。また、活性金属のアンミン錯塩等も好適に用い得
る。As the active metal salt, salts of active metal chlorides, nitrates, sulfates, acetates and the like are preferably used. Further, an ammine complex salt of an active metal or the like can also be preferably used.
【0019】イオン交換の際の活性金属の添加量、濃
度、交換温度、時間等は特に限定されず、一般的に行わ
れている方法で良い。活性金属の添加量は、十分な活
性、耐久性を持たせるためには、ゼオライト中のAlに
対し、0.5〜20倍当量が好ましい。また、イオン交
換のスラリ−濃度は、通常行われる5〜50%が好まし
い。また、イオン交換温度、時間は、十分な活性、耐久
性を持たせるために、室温〜100℃の温度、5分〜3
日の時間であることが好ましい。また、必要に応じて、
イオン交換操作を繰り返し行うこともできる。The addition amount, concentration, exchange temperature, time, etc. of the active metal at the time of ion exchange are not particularly limited, and a commonly used method may be used. The amount of the active metal added is preferably 0.5 to 20 times equivalent to Al in the zeolite in order to provide sufficient activity and durability. Further, the ion exchange slurry concentration is preferably 5 to 50% which is usually performed. The ion exchange temperature and time are from room temperature to 100 ° C for 5 minutes to 3 in order to have sufficient activity and durability.
It is preferably day time. Also, if necessary,
The ion exchange operation can be repeated.
【0020】以上の様にして、本発明で用いられる排ガ
ス浄化触媒を調製することができる。The exhaust gas purifying catalyst used in the present invention can be prepared as described above.
【0021】また、原料ゼオライトに一種以上の活性金
属を導入した後に、上記の方法でリンを導入して排ガス
浄化触媒として用いることもできる。It is also possible to introduce phosphorus by the above-mentioned method after introducing one or more active metals into the raw material zeolite and use it as an exhaust gas purifying catalyst.
【0022】本発明で用いられる排ガス浄化用触媒は、
粘土鉱物等のバインダーと混合し成形して使用すること
もできる。また、予め原料ゼオライトあるいはリンを導
入したゼオライトを成形し、その成形体にリン、あるい
は活性金属を導入させることもできる。ゼオライトを成
形する際に用いられるバインダーとしては、カオリン、
アタパルガイト、モンモリロナイト、ベントナイト、ア
ロフェン、セピオライト等の粘土鉱物が挙げられる。あ
るいは、バインダーを用いずに成形体を直接合成したバ
インダレスゼオライト成形体であっても良い。また、コ
ージェライト製あるいは金属製のハニカム状基材に本発
明で用いられる排ガス浄化用触媒をウォッシュコートし
て用いることもできる。The exhaust gas-purifying catalyst used in the present invention is
It can also be used by mixing with a binder such as clay mineral and molding. Further, it is also possible to shape the starting material zeolite or zeolite into which phosphorus has been introduced in advance, and introduce phosphorus or an active metal into the formed body. As the binder used when molding the zeolite, kaolin,
Examples include clay minerals such as attapulgite, montmorillonite, bentonite, allophane, and sepiolite. Alternatively, it may be a binderless zeolite molded product obtained by directly synthesizing a molded product without using a binder. Further, the exhaust gas-purifying catalyst used in the present invention can be wash-coated on a honeycomb-shaped substrate made of cordierite or metal.
【0023】この様にして調製された排ガス浄化用触媒
は、窒素酸化物及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガスと
接触させ、窒素酸化物除去を行う。本発明で用いられる
排ガスは、窒素酸化物及び炭化水素を含み酸素過剰であ
ることが必須であるが、一酸化炭素,水素,アンモニア
等が含まれている場合にも有効である。酸素過剰の排ガ
スとは、排ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素、水
素を完全に酸化するのに必要な酸素量よりも過剰な酸素
が含まれていることを示す。例えば、自動車等の内燃機
関から排出される排ガスの場合には、空燃費が大きい状
態(リーン領域)である。The exhaust gas-purifying catalyst thus prepared is contacted with an exhaust gas in excess of oxygen containing nitrogen oxides and hydrocarbons to remove nitrogen oxides. It is essential that the exhaust gas used in the present invention contains nitrogen oxides and hydrocarbons and is in excess of oxygen, but it is also effective when it contains carbon monoxide, hydrogen, ammonia and the like. Exhaust gas in excess of oxygen means that excess oxygen is contained in excess of the amount of oxygen required to completely oxidize carbon monoxide, hydrocarbons and hydrogen contained in the exhaust gas. For example, in the case of exhaust gas emitted from an internal combustion engine of an automobile or the like, the air fuel consumption is high (lean region).
【0024】窒素酸化物を除去する際の空間速度、温度
等は特に限定されないが、空間速度100〜50000
0hr-1、温度200〜800℃であることが好まし
い。The space velocity, temperature, etc. for removing nitrogen oxides are not particularly limited, but the space velocity is 100 to 50,000.
It is preferable that the temperature is 0 hr −1 and the temperature is 200 to 800 ° C.
【0025】[0025]
【実施例】以下、実施例において本発明を更に詳細に説
明する。しかし、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
【0026】実施例1 攪拌状態にある実容積2リットルのオーバーフロータイ
プの反応槽に、珪酸ソーダ水溶液(SiO2;250g
/リットル,Na2O;82g/リットル,Al2O3;
2.8g/リットル)と、硫酸アルミニウム水溶液(A
l2O3;8.8g/リットル,H2SO4;370g/リ
ットル)とをそれぞれ3リットル/hr,1リットル/
hrの速度で連続的に供給した。反応温度は30〜32
℃、排出されるスラリーのpHは6.7〜7.0であっ
た。Example 1 A sodium silicate aqueous solution (SiO 2 ; 250 g) was placed in an overflow type reaction tank having an actual volume of 2 liters in a stirring state.
/ L, Na 2 O; 82 g / L, Al 2 O 3 ;
2.8 g / liter) and an aluminum sulfate aqueous solution (A
L 2 O 3 ; 8.8 g / liter, H 2 SO 4 ; 370 g / liter) and 3 liter / hr, 1 liter / hr, respectively.
It was continuously fed at a rate of hr. Reaction temperature is 30-32
C., the pH of the discharged slurry was 6.7 to 7.0.
【0027】排出スラリーを固液分離し十分水洗した
後、Na2O;0.75wt%,Al2O3;0.77w
t%,SiO2;36.1wt%,H2O;62.5wt
%の粒状無定形アルミノ珪酸塩均一化合物を得た。該均
一化合物2,860gと3.2wt%のNaOH水溶液
6,150gとをオートクレーブに仕込み、160℃で
72時間攪拌下で結晶化した。生成物を固液分離、水
洗、乾燥してZSM−5型ゼオライトを得た。化学分析
の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモル比
で表わして次の組成を有していた。After solid-liquid separation of the discharged slurry and sufficient washing with water, Na 2 O; 0.75 wt%, Al 2 O 3 ; 0.77 w
t%, SiO 2 ; 36.1 wt%, H 2 O; 62.5 wt
% Of granular amorphous aluminosilicate homogeneous compound was obtained. The homogeneous compound (2,860 g) and 3.2 wt% NaOH aqueous solution (6,150 g) were charged into an autoclave, and crystallized at 160 ° C. for 72 hours with stirring. The product was subjected to solid-liquid separation, washed with water and dried to obtain ZSM-5 type zeolite. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0028】1.3Na2O,Al2O3,41SiO2 このゼオライト;10gを、NH4Cl;2gを含む水
溶液100ccに添加し、60℃にて20時間攪拌した
後、洗浄、乾燥してNH4イオン交換を行ない、アンモ
ニウム型ゼオライトを得た。1.3 Na 2 O, Al 2 O 3 , 41 SiO 2 10 g of this zeolite was added to 100 cc of an aqueous solution containing 2 g of NH 4 Cl, stirred at 60 ° C. for 20 hours, washed and dried. NH 4 ion exchange was performed to obtain an ammonium-type zeolite.
【0029】このアンモニウム型ゼオライト;10gを
1.2wt%のリン酸水素二アンモニウム水溶液;70
ccに浸漬した後、乾燥した。次いで、空気流通下で5
50℃、5時間焼成してリン含有ゼオライトを得た。10 g of this ammonium type zeolite; 1.2 wt% diammonium hydrogen phosphate aqueous solution; 70
After soaking in cc, it was dried. Then 5 under air circulation
It was baked at 50 ° C. for 5 hours to obtain a phosphorus-containing zeolite.
【0030】このリン含有ゼオライトを、0.1mol
/リットル酢酸銅水溶液;41ccに添加し、アンモニ
ア水によりpH=10.5に調整し、室温で20時間攪
拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を行った。この
操作を2回繰返した後、乾燥して青紫色の触媒1を調製
した。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける
酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。0.1 mol of this phosphorus-containing zeolite
/ Liter copper acetate aqueous solution; added to 41 cc, adjusted to pH = 10.5 with aqueous ammonia, stirred at room temperature for 20 hours, washed, and subjected to Cu ion exchange operation. This operation was repeated twice and then dried to prepare a blue-violet catalyst 1. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0031】1.05CuO,0.41P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例2 1.2wt%のリン酸水素二アンモニウム水溶液の代わ
りに、1.9wt%のオルトリン酸水溶液;33ccを
使用したこと以外は、実施例1と同様に行い、青紫色の
触媒2を調製した。化学分析の結果、その組成は無水ベ
ースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を有し
ていた。1.05CuO, 0.41P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that 1.9 wt% orthophosphoric acid aqueous solution; 33 cc was used instead of 1.2 wt% diammonium hydrogen phosphate aqueous solution, and a blue-violet color was obtained. Catalyst 2 of was prepared. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0032】0.88CuO,0.39P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例3 実施例1と同様に調製したアンモニウム型ゼオライト;
10gを0.1mol/リットル酢酸銅水溶液;41c
cに添加し、アンモニア水によりpH=10.5に調整
し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオン交
換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾燥して
Cu交換型ゼオライトを得た。0.88CuO, 0.39P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 3 Ammonium-type zeolite prepared in the same manner as in Example 1;
10 g of 0.1 mol / liter copper acetate aqueous solution; 41c
The pH was adjusted to 10.5 with ammonia water, stirred at room temperature for 20 hours, washed, and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation twice, it was dried to obtain a Cu-exchanged zeolite.
【0033】このCu交換型ゼオライト;10gを1.
2wt%のリン酸水素二アンモニウム水溶液;70cc
に浸漬した後、乾燥した。次いで、空気流通下で550
℃、5時間焼成して、青紫色の触媒3を調製した。化学
分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモ
ル比で表わして次の組成を有していた。10 g of this Cu-exchanged zeolite;
2 wt% diammonium hydrogen phosphate aqueous solution; 70 cc
And then dried. Then 550 under air circulation
The catalyst was calcined at 5 ° C. for 5 hours to prepare a blue-violet catalyst 3. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0034】1.01CuO,0.46P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例4 Cuイオン交換の代わりにCoイオン交換を行ったこと
以外は、実施例1と同様に行い、触媒4を調製した。C
oイオン交換は以下のように行った。1.01CuO, 0.46P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 4 A catalyst 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Co ion exchange was performed instead of Cu ion exchange. C
o Ion exchange was performed as follows.
【0035】リンを担持したゼオライトを、0.22m
ol/リットルの酢酸Co(II)水溶液;90ccに
添加し、60℃で20時間攪拌した後、洗浄し、Coイ
オン交換を行った。この操作を2回繰り返した後、乾燥
してピンク色の触媒4を調製した。Zeolite loaded with phosphorus is 0.22 m
It was added to 90 cc of an aqueous solution of Co (II) acetate (ol / liter); This operation was repeated twice and then dried to prepare a pink catalyst 4.
【0036】触媒4は、化学分析の結果、その組成は無
水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を
有していた。As a result of chemical analysis, the catalyst 4 had the following composition represented by the molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0037】1.43CoO,0.23P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例5 リン担持後に、550℃の焼成を行なわなかった以外
は、実施例1と同様に行い、青紫色の触媒5を調製し
た。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸
化物のモル比で表わして次の組成を有していた。1.43CoO, 0.23P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 5 A blue-violet catalyst 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that calcination at 550 ° C. was not performed after phosphorus was supported. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0038】1.28CuO,0.02P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例6 1.2wt%のリン酸水素二アンモニウム水溶液の代わ
りに、2.4wt%のリン酸水素二アンモニウム水溶液
を使用したこと以外は、実施例1と同様に行い、青紫色
の触媒6を調製した。化学分析の結果、その組成は無水
ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を有
していた。1.28 CuO, 0.02 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 6 The same procedure as in Example 1 was repeated except that a 2.4 wt% diammonium hydrogen phosphate aqueous solution was used in place of the 1.2 wt% diammonium hydrogen phosphate aqueous solution, and was blue. Purple catalyst 6 was prepared. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0039】0.74CuO,1.20P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例7 アンモニウムイオン交換の代わりにKイオン交換を行っ
たこと以外は実施例1と同様に行い、青緑色の触媒7を
調製した。Kイオン交換は、ZSM−5型ゼオライト;
10gを、KCl;2.8gを含む水溶液;100cc
に添加し、60℃にて20時間攪拌した後、洗浄し、こ
の操作を2回繰返した後、乾燥して行った。化学分析の
結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモル比で
表わして次の組成を有していた。0.74 CuO, 1.20 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41 SiO 2 Example 7 A blue-green catalyst 7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that K ion exchange was performed instead of ammonium ion exchange. K ion exchange is ZSM-5 type zeolite;
10 g of KCl; an aqueous solution containing 2.8 g; 100 cc
Was added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 20 hours, washed, and this operation was repeated twice, followed by drying. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0040】1.20CuO,0.79P2O5,0.1
0K2O,Al2O3,41SiO2 実施例8 1.2wt%の酢酸カルシウム水溶液;143ccに
1.5wt%のリン酸二水素アンモニウム水溶液;71
ccを滴下してリン酸化合物を沈殿させる。そこに実施
例1で得られたアンモニウム型ゼオライト;10gを投
入し60℃で2時間撹拌した後、洗浄し、乾燥した。次
いで空気流通下で500℃、5時間焼成して、リン含有
ゼオライトを得た。このリン含有ゼオライトのX線回折
測定の結果、ピロリン酸カルシウムが観測された。1.20 CuO, 0.79 P 2 O 5 , 0.1
0K 2 O, Al 2 O 3 , 41SiO 2 Example 8 1.2 wt% aqueous solution of calcium acetate; 143 cc of 1.5 wt% ammonium dihydrogen phosphate aqueous solution; 71
cc is added dropwise to precipitate the phosphate compound. 10 g of the ammonium-type zeolite obtained in Example 1 was put therein, stirred at 60 ° C. for 2 hours, washed, and dried. Then, the mixture was calcined under air flow at 500 ° C. for 5 hours to obtain a phosphorus-containing zeolite. As a result of X-ray diffraction measurement of this phosphorus-containing zeolite, calcium pyrophosphate was observed.
【0041】このリン含有ゼオライトを、0.1mol
/リットル酢酸銅水溶液;41ccに添加し、アンモニ
ア水によりpH=10.5に調整し、室温で20時間攪
拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を行った。この
操作を2回繰返した後、乾燥して青紫色の触媒8を調製
した。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける
酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。0.1 mol of this phosphorus-containing zeolite
/ Liter copper acetate aqueous solution; added to 41 cc, adjusted to pH = 10.5 with aqueous ammonia, stirred at room temperature for 20 hours, washed, and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation twice, it was dried to prepare a blue-violet catalyst 8. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0042】1.02CuO,1.46CaO,0.7
2P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例9 3.4wt%の酢酸カルシウム水溶液;143ccに
3.1wt%のリン酸二水素アンモニウム水溶液;71
ccをアンモニア水によりpH=10.5に調整した水
溶液を滴下してリン酸化合物を沈殿させる。そこに実施
例1で得られたアンモニウム型ゼオライト;10gを投
入し60℃で2時間撹拌した後、洗浄し、乾燥した。次
いで空気流通下で800℃、5時間焼成して、リン含有
ゼオライトを得た。このリン含有ゼオライトのX線回折
測定の結果、β−リン酸カルシウムが観測された。1.02CuO, 1.46CaO, 0.7
2P 2 O 5 , Al 2 O 3 , 41SiO 2 Example 9 3.4 wt% aqueous solution of calcium acetate; 143 cc 3.1 wt% aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate; 71
An aqueous solution of cc adjusted to pH = 10.5 with aqueous ammonia is added dropwise to precipitate the phosphate compound. 10 g of the ammonium-type zeolite obtained in Example 1 was put therein, stirred at 60 ° C. for 2 hours, washed, and dried. Then, the mixture was calcined under air flow at 800 ° C. for 5 hours to obtain a phosphorus-containing zeolite. As a result of X-ray diffraction measurement of this phosphorus-containing zeolite, β-calcium phosphate was observed.
【0043】このリン含有ゼオライトを、0.1mol
/リットル酢酸銅水溶液;41ccに添加し、アンモニ
ア水によりpH=10.5に調整し、室温で20時間攪
拌した後、洗浄し、Cuイオン交換操作を行った。この
操作を2回繰返した後、乾燥して青紫色の触媒9を調製
した。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける
酸化物のモル比で表わして次の組成を有していた。0.1 mol of this phosphorus-containing zeolite
/ Liter copper acetate aqueous solution; added to 41 cc, adjusted to pH = 10.5 with aqueous ammonia, stirred at room temperature for 20 hours, washed, and subjected to Cu ion exchange operation. After repeating this operation twice, it was dried to prepare a blue-violet catalyst 9. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0044】0.67CuO,6.84CaO,2.4
2P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例10 実施例1と同様な方法で調製したリン含有ゼオライト;
10gをCuイオン交換する代わりに、0.035mo
l/リットル酢酸銅水溶液;100ccに浸漬した後、
乾燥しCuを担持した。次いで、空気流通下で600
℃、1時間焼成して灰茶色の触媒10を調製した。化学
分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモ
ル比で表わして次の組成を有していた。0.67CuO, 6.84CaO, 2.4
2P 2 O 5 , Al 2 O 3 , 41SiO 2 Example 10 Phosphorus-containing zeolite prepared in the same manner as in Example 1;
Instead of exchanging 10g of Cu ion, 0.035mo
1 / liter copper acetate aqueous solution; after soaking in 100 cc,
It was dried and loaded with Cu. Then 600 under air circulation
It was calcined at 1 ° C. for 1 hour to prepare a gray-brown catalyst 10. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0045】1.03CuO,0.90P2O5,Al2
O3,41SiO2 実施例11 実施例1〜10で得られた触媒1〜10を用いて耐久性
評価を行った。1.03 CuO, 0.90 P 2 O 5 , Al 2
O 3 , 41SiO 2 Example 11 Durability evaluation was performed using the catalysts 1 to 10 obtained in Examples 1 to 10.
【0046】各触媒をプレス成形した後粉砕して12〜
20メッシュに整粒した。その2ccを常圧固定床流通
式反応管に充填し、リーンバーンエンジンの排ガスを模
擬したガス(表1)を空間速度120,000/hrで
流しながら800℃で5時間耐久処理した。その後、5
50℃で30分の前処理を行なった後、各温度での定常
浄化活性を測定した。定常浄化活性は、各温度で1時間
保持した後の転化率とした。Each catalyst is press-molded and then pulverized to 12 to
The size was adjusted to 20 mesh. 2 cc of the mixture was charged into a fixed pressure fixed bed flow type reaction tube and subjected to a durability treatment at 800 ° C. for 5 hours while flowing a gas (Table 1) simulating the exhaust gas of a lean burn engine at a space velocity of 120,000 / hr. Then 5
After pretreatment at 50 ° C. for 30 minutes, the steady-state purification activity at each temperature was measured. The steady-state purification activity was defined as the conversion rate after holding at each temperature for 1 hour.
【0047】得られた結果を表2に示す。The results obtained are shown in Table 2.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】[0049]
【表2】 [Table 2]
【0050】比較例1 実施例1において、リンの担持を行わなかったこと以外
は実施例1と同様にして、青紫色のCu型ZSM−5
(比較触媒1)を得た。化学分析の結果、その組成は無
水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を
有していた。Comparative Example 1 A blue-violet Cu type ZSM-5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphorus was not supported.
(Comparative catalyst 1) was obtained. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0051】1.03CuO,Al2O3,41SiO2 比較例2 実施例4において、リンの担持を行わなかったこと以外
は実施例4と同様にして、ピンク色のCo型ZSM−5
(比較触媒2)を得た。化学分析の結果、その組成は無
水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を
有していた。1.03 CuO, Al 2 O 3 , 41 SiO 2 Comparative Example 2 A pink Co type ZSM-5 was prepared in the same manner as in Example 4 except that phosphorus was not supported.
(Comparative catalyst 2) was obtained. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0052】1.40CoO,Al2O3,41SiO2 比較例3 実施例10において、リンの担持を行わなかったこと以
外は実施例8と同様にして、灰色のCu担持ZSM−5
(比較触媒3)を得た。化学分析の結果、その組成は無
水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成を
有していた。1.40 CoO, Al 2 O 3 , 41 SiO 2 Comparative Example 3 Gray Cu-supporting ZSM-5 was prepared in the same manner as in Example 8 except that phosphorus was not supported.
(Comparative catalyst 3) was obtained. As a result of chemical analysis, the composition had the following composition expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis.
【0053】1.01CuO,Al2O3,41SiO2 比較例4 比較例1〜3で得られた比較触媒1〜3を用いて、実施
例11と同様にして触媒耐久性評価を行った。得られた
結果を表3に示す。1.01 CuO, Al 2 O 3 , 41SiO 2 Comparative Example 4 Comparative catalysts 1 to 3 obtained in Comparative Examples 1 to 3 were used to evaluate the catalyst durability in the same manner as in Example 11. The results obtained are shown in Table 3.
【0054】[0054]
【表3】 [Table 3]
【0055】[0055]
【発明の効果】表2及び表3より明らかなように、本発
明の方法によれば、触媒が高温で使用された後にも、効
率良く窒素酸化物を除去することができる。As is clear from Tables 2 and 3, according to the method of the present invention, nitrogen oxides can be efficiently removed even after the catalyst is used at a high temperature.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/08 ZAB B F23J 15/00 ZAB A 7367−3K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location F01N 3/08 ZAB B F23J 15/00 ZAB A 7367-3K
Claims (1)
5以上のゼオライトに、リンおよび一種以上の活性金属
種を含有させた触媒を、窒素酸化物及び炭化水素を含有
する酸素過剰の排ガスに接触させることを特徴とする窒
素酸化物の除去方法。1. A SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of at least 1.
A method for removing nitrogen oxides, which comprises contacting a catalyst containing 5 or more zeolites containing phosphorus and one or more active metal species with an oxygen-excess exhaust gas containing nitrogen oxides and hydrocarbons.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5290550A JPH06238131A (en) | 1992-12-24 | 1993-11-19 | Removing method for nitrogen oxide |
US08/171,156 US5427753A (en) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas |
AU52660/93A AU668614B2 (en) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas |
CA002112190A CA2112190C (en) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas |
DE69319707T DE69319707T2 (en) | 1992-12-24 | 1993-12-23 | Process for the removal of nitrogen oxides from oxygen-rich exhaust gas |
EP93120833A EP0603900B1 (en) | 1992-12-24 | 1993-12-23 | Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-344534 | 1992-12-24 | ||
JP34453492 | 1992-12-24 | ||
JP5290550A JPH06238131A (en) | 1992-12-24 | 1993-11-19 | Removing method for nitrogen oxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06238131A true JPH06238131A (en) | 1994-08-30 |
Family
ID=26558113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5290550A Pending JPH06238131A (en) | 1992-12-24 | 1993-11-19 | Removing method for nitrogen oxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06238131A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010519038A (en) * | 2007-02-27 | 2010-06-03 | ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー | Copper CHA zeolite catalyst |
JP2014531981A (en) * | 2011-10-17 | 2014-12-04 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニーExxon Research And Engineering Company | Method for producing phosphorus-modified zeolite catalyst |
JP2017013057A (en) * | 2007-02-27 | 2017-01-19 | ビーエーエスエフ コーポレーション | Copper cha zeolite catalysts |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5290550A patent/JPH06238131A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010519038A (en) * | 2007-02-27 | 2010-06-03 | ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー | Copper CHA zeolite catalyst |
JP2017013057A (en) * | 2007-02-27 | 2017-01-19 | ビーエーエスエフ コーポレーション | Copper cha zeolite catalysts |
JP2014531981A (en) * | 2011-10-17 | 2014-12-04 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニーExxon Research And Engineering Company | Method for producing phosphorus-modified zeolite catalyst |
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Legal Events
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---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
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