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JPH06327941A - Removing method of nitrogen oxide - Google Patents

Removing method of nitrogen oxide

Info

Publication number
JPH06327941A
JPH06327941A JP5146911A JP14691193A JPH06327941A JP H06327941 A JPH06327941 A JP H06327941A JP 5146911 A JP5146911 A JP 5146911A JP 14691193 A JP14691193 A JP 14691193A JP H06327941 A JPH06327941 A JP H06327941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
nitrogen oxides
exhaust gas
catalyst
silver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5146911A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Irite
直子 入手
Akira Abe
晃 阿部
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp filed Critical Riken Corp
Priority to JP5146911A priority Critical patent/JPH06327941A/en
Publication of JPH06327941A publication Critical patent/JPH06327941A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently remove nitrogen oxide by allowing the waste gas added with a hydrocarbon compd. or mixed hydrocarbons corresponding to the amount of the nitrogen oxide in the waste gas to contact at a specified temp. with the catalyst carrying a specified amount of silver or silver oxide and Pt, Pd, Ru, Rh, etc., on a porous inorg. oxide. CONSTITUTION:The catalyst carrying 100wt.% porous inorg. oxide 0.2-15wt.% silver or silver oxide (expressed in terms of silver element) and 1-(1/1000)wt.% at least one kind metal element selected from the group consisting of Pt, Pd, Ru and Ir (expressed in terms of metal element) is provided in the midst of the waste gas conduit. Less than 5 times mixed hydrocarbons consisting of either liquefied petroleum gas or city gas or liquefied natural gas, or the hydrocarbon such as methane, ethane per the weight of nitrogen oxide in the waste gas, is added at the upstream side of the catalyst, and the waste gas is allowed to contact with the catalyst at 200-650 deg.C. In this way, the nitrogen oxide is allowed to contact with the hydrocarbon, and the nitrogen oxide is removed efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物と過剰の酸素
を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に除去する
ことのできる窒素酸化物除去方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and excess oxygen, which is capable of effectively removing nitrogen oxides.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーターなどから排出される各種の燃
焼排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸
化窒素等の窒素酸化物(一般にNOx と呼ばれる)が含ま
れている。ここで、窒素酸化物(NOx )とは一酸化窒素
及び/又は二酸化窒素を指し、「過剰の酸素を含む」と
は、その排ガス中に含まれる一酸化炭素、水素、炭化水
素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要な理論酸素量より
多い酸素を含むことを意味する。
2. Description of the Related Art Excessive amounts of combustion exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobile engines, combustion equipment installed in factories, household fan heaters, etc. Nitrogen oxides (generally called NOx) such as nitric oxide and nitrogen dioxide are contained together with oxygen. Here, nitrogen oxides (NOx) refer to nitric oxide and / or nitrogen dioxide, and "containing excess oxygen" means that carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons, etc. contained in the exhaust gas are not burned. It is meant to contain more than the theoretical amount of oxygen required to burn the components.

【0003】この窒素酸化物は酸性雨の原因の一つとさ
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため各種燃
焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさま
ざまな方法が検討されている。
This nitrogen oxide is considered to be one of the causes of acid rain and is a serious environmental problem. Therefore, various methods for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from various combustion devices have been studied.

【0004】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
As a method for removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing excess oxygen, a selective catalytic reduction method using ammonia is used, particularly for large-scale fixed combustion devices (large combustors such as factories). It has been put to practical use.

【0005】しかしながら、この方法においては、窒素
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。
However, in this method, ammonia used as a reducing agent for nitrogen oxides is expensive, and ammonia is toxic, so that unreacted ammonia is discharged so that nitrogen oxides in exhaust gas are not discharged. There are problems that the amount of ammonia injection must be controlled while measuring the concentration and that the apparatus is generally large.

【0006】また、別な方法として、水素、一酸化炭
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。
[0006] As another method, there is a non-selective catalytic reduction method for reducing nitrogen oxides by using a gas such as hydrogen, carbon monoxide or hydrocarbon as a reducing agent, but this method is effective. In order to reduce and remove nitrogen oxides, it is necessary to add a reducing agent in an amount equal to or larger than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas, and there is a drawback that a large amount of reducing agent is consumed. Therefore, the non-selective catalytic reduction method is practically effective only for the exhaust gas having a low residual oxygen concentration that is burned in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and is not versatile and impractical.

【0007】そこで、ゼオライト又はそれに遷移金属を
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された(たとえば、特開昭63-100919 号、同63-28372
7 号、特開平1-130735号、及び日本化学会第59春季年会
(1990年)2A526、同第60秋季年会 (1990年)3L420、3L42
2 、3L423 、「触媒」vol.33 No.2 、59ページ、1991年
等) 。
Therefore, there has been proposed a method for removing nitrogen oxides by adding a reducing agent in an amount equal to or less than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas by using zeolite or a catalyst supporting a transition metal thereon (for example, a special method). Kaisho 63-100919, 63-28372
No. 7, JP-A-1-130735, and 59th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan
(1990) 2A526, 60th Autumn Meeting (1990) 3L420, 3L42
2, 3L423, "Catalyst" vol.33 No.2, page 59, 1991 etc.).

【0008】しかしながら、これらの方法では、水分を
含まないような模擬排ガスに対しては高い効率で窒素酸
化物を除去することはできるが、実際の排ガスでは水分
を10%程度含有するので、窒素酸化物の除去率が著し
く低下することがわかった。
However, although these methods can remove nitrogen oxides with high efficiency from a simulated exhaust gas containing no water, the actual exhaust gas contains about 10% of water, so It was found that the oxide removal rate was significantly reduced.

【0009】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置および酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、デ
ィーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸
化物、一酸化炭素、炭化水素等の未燃焼分に対する理論
反応量以上の酸素を含有する燃焼排ガスから、効率良く
窒素酸化物を除去することができる除去方法を提供する
ことである。
Therefore, an object of the present invention is to provide unburned components such as nitrogen oxides, carbon monoxide, and hydrocarbons, such as combustion exhaust gas from a fixed combustion device and a gasoline engine, a diesel engine, etc. that burn under an excess oxygen condition. It is an object of the present invention to provide a removal method capable of efficiently removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing oxygen in an amount equal to or more than the theoretical reaction amount with respect to.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、排ガスに含まれる窒素酸化物の量
に見合った量の炭化水素化合物又は混合炭化水素を添加
した排ガスを、多孔質の無機酸化物に特定量の(a) 銀又
は銀酸化物と(b) Pt、Pd、Ru、Rh及びIrとを担持してな
る触媒に特定の温度で接触させれば、窒素酸化物を効果
的に除去することができることを発見し、本発明を完成
した。
As a result of earnest research in view of the above problems, the present inventor has found that exhaust gas to which an amount of a hydrocarbon compound or a mixed hydrocarbon corresponding to the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas is added, Nitrogen oxidation can be achieved by contacting a porous inorganic oxide with a specific amount of (a) silver or silver oxide and (b) Pt, Pd, Ru, Rh and Ir at a specific temperature. The present invention has been completed by discovering that an object can be effectively removed.

【0011】すなわち、液化石油ガス、都市ガス、液化
天然ガスのいずれかからなる混合炭化水素を燃料とする
エンジンからの燃焼排ガスで、窒素酸化物と共存する未
燃焼成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼
排ガスから窒素酸化物を除去する本発明の方法は、多孔
質の無機酸化物100重量%に、(a) 銀又は銀酸化物を
0.2〜15重量%(銀元素換算値)と、(b) Pt、Pd、
Ru、Rh及びIrからなる群より選ばれた少なくとも一種の
金属元素を1〜1/1000重量%(金属元素換算値)
担持してなる触媒を排ガス導管の途中に設置し、前記触
媒の上流側に、前記排ガス中の窒素酸化物重量の5倍以
下の液化石油ガス、都市ガス、液化天然ガスのいずれか
からなる混合炭化水素又はメタン、エタン等の炭化水素
を添加し、200〜650℃において排ガスを前記触媒
に接触させ、もって前記窒素酸化物と前記炭化水素とを
反応させて前記窒素酸化物を除去することを特徴とす
る。
That is, in a combustion exhaust gas from an engine which uses a mixed hydrocarbon composed of any one of liquefied petroleum gas, city gas and liquefied natural gas as a fuel, oxygen which is larger than the theoretical reaction amount with respect to an unburned component coexisting with nitrogen oxides. The method of the present invention for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing a) includes: (a) 0.2 to 15% by weight of silver or silver oxide (100% by weight of a porous inorganic oxide). ) And (b) Pt, Pd,
1 to 1/1000 wt% of at least one metal element selected from the group consisting of Ru, Rh and Ir (metal element conversion value)
A supported catalyst is installed in the middle of an exhaust gas pipe, and a mixture of liquefied petroleum gas, city gas, or liquefied natural gas, which is 5 times or less the weight of nitrogen oxides in the exhaust gas, is provided upstream of the catalyst. Hydrocarbons or hydrocarbons such as methane and ethane are added, and exhaust gas is brought into contact with the catalyst at 200 to 650 ° C., thereby removing the nitrogen oxides by reacting the nitrogen oxides with the hydrocarbons. Characterize.

【0012】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いる触媒は、多孔質の無機酸化物に(a) 銀又は銀酸化
物と、(b) Pt、Pd、Ru、Rh及びIrとからなる群より選ば
れた少なくとも一種の金属元素とを担持してなる。
The present invention will be described in detail below. The catalyst used in the present invention is a porous inorganic oxide (a) silver or silver oxide, and (b) at least one metal element selected from the group consisting of Pt, Pd, Ru, Rh and Ir. Is carried.

【0013】まず、多孔質の無機酸化物としては、多孔
質のアルミナ、ジルコニア、及びそれらの複合酸化物等
を使用することができるが、好ましくはγ−アルミナ又
はアルミナ系複合酸化物を用いる。γ−アルミナ又はア
ルミナ系複合酸化物を用いると、添加した炭化水素と排
ガス中の窒素酸化物との反応が効率よく起こり、窒素酸
化物の浄化特性が向上する。
First, as the porous inorganic oxide, porous alumina, zirconia, or a composite oxide thereof can be used, but γ-alumina or an alumina-based composite oxide is preferably used. When γ-alumina or an alumina-based composite oxide is used, the reaction between the added hydrocarbon and the nitrogen oxide in the exhaust gas occurs efficiently, and the nitrogen oxide purification characteristics are improved.

【0014】多孔質の無機酸化物の比表面積は30m2
/g以上であるのが好ましい。比表面積が30m2 /g
未満であると、排ガスと無機酸化物との接触面積が小さ
くなり、良好な窒素酸化物の除去が行えない。多孔質無
機酸化物のより好ましい比表面積は80m2 /g以上で
ある。特に100m2 /g以上が好ましい。
The specific surface area of the porous inorganic oxide is 30 m 2
/ G or more is preferable. Specific surface area of 30m 2 / g
If it is less than the above range, the contact area between the exhaust gas and the inorganic oxide becomes small and the nitrogen oxide cannot be removed well. The more preferable specific surface area of the porous inorganic oxide is 80 m 2 / g or more. Particularly, 100 m 2 / g or more is preferable.

【0015】γ−アルミナ等の無機酸化物には後述する
ように銀又は銀酸化物とPt、Pd、Ru、Rh及びIrとが担持
されるが、この無機酸化物は、ペレット状、粉末状、ハ
ニカム状、フォーム状、板状等の状態で用いることがで
きる。また、耐熱性のコージェライト、ムライト等の成
分からなるハムニカ状、フォーム状の基体に活性種を担
持した多孔質無機酸化物をコートして用いることもでき
る。本発明の触媒の好ましい形態はセラミックス製又は
金属製のハニカム状、フォーム状、ペレット状、又は顆
粒状のいずれかの3次元構造体に触媒をコートして用い
る。また、本発明のもう一つ好ましい形態はペレット状
又は顆粒状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持して
用いる。
Inorganic oxides such as γ-alumina carry silver or silver oxide and Pt, Pd, Ru, Rh and Ir as will be described later, and these inorganic oxides are in the form of pellets or powders. It can be used in a honeycomb shape, a foam shape, a plate shape, or the like. It is also possible to coat a hamonica-like or foam-like substrate made of heat-resistant cordierite, mullite or the like with a porous inorganic oxide carrying active species. The preferred form of the catalyst of the present invention is to use a ceramic or metal honeycomb-shaped, foam-shaped, pellet-shaped, or granular three-dimensional structure coated with the catalyst. Further, another preferred embodiment of the present invention is to use a pellet-like or granular porous inorganic oxide carrying a catalytically active species.

【0016】本発明では、上述したγ−アルミナ等の無
機酸化物に(a)銀又は銀酸化物と、(b)Pt、Pd、R
u、Rh及びIrからなる群より選ばれた少なくとも一種の
金属元素とを担持したものを触媒として用いる。銀又は
銀酸化物の担持量は、排ガス中に添加するガス状の炭化
水素化合物又は混合炭化水素の種類、排ガスとの接触時
間などによって多少変化するが、無機酸化物を100 重量
%として、その0.2 〜15重量%(銀元素換算値)とす
る。0.2 重量%未満では、銀又は銀酸化物の担持による
効果が顕著とはならず、また15重量%を超す量の銀又は
銀酸化物を担持しても、NOx の除去性能の向上はみられ
ない。好ましい銀又は銀酸化物の担持量の下限は0.5 重
量%であり、上限は12重量%である。なお、無機酸化物
に担持された銀は、排ガスの温度領域では金属又は酸化
物の状態にあり、相互に容易に変換し得る。
In the present invention, (a) silver or silver oxide and (b) Pt, Pd, R are added to the above-mentioned inorganic oxides such as γ-alumina.
A catalyst carrying at least one metal element selected from the group consisting of u, Rh and Ir is used as a catalyst. The amount of silver or silver oxide supported varies somewhat depending on the type of gaseous hydrocarbon compound or mixed hydrocarbon added to the exhaust gas, the contact time with the exhaust gas, etc. 0.2 to 15% by weight (converted to silver element) If it is less than 0.2% by weight, the effect of supporting silver or silver oxide is not remarkable, and even if the amount of silver or silver oxide exceeding 15% by weight is supported, the NOx removal performance is not improved. Absent. The lower limit of the supported amount of silver or silver oxide is preferably 0.5% by weight, and the upper limit thereof is 12% by weight. The silver supported on the inorganic oxide is in the state of metal or oxide in the temperature range of the exhaust gas and can be easily converted into each other.

【0017】Pt、Pd、Ru、Rh及びIrのうち、Pt、Pd、R
u、Rhを用いるのが好ましいが、特にPtを用いるのが好
ましい。Pt、Pd、Ru、Rh及びIrの合計担持量は無機酸化
物を100重量%として、1〜1/1000重量%(元
素換算値)とする。担持量が1重量%を超えると銀成分
による除去効果が大きく低下する。なお、担持量を0.
5〜1/500重量%とするのが好ましい。
Of Pt, Pd, Ru, Rh and Ir, Pt, Pd, R
u and Rh are preferably used, but Pt is particularly preferably used. The total supported amount of Pt, Pd, Ru, Rh and Ir is 1 to 1/1000 wt% (elemental conversion value) with 100% by weight of the inorganic oxide. When the supported amount exceeds 1% by weight, the removal effect by the silver component is greatly reduced. In addition, the supported amount is 0.
It is preferably 5 to 1/500% by weight.

【0018】γ−アルミナ等の無機酸化物に銀やPt、P
d、Ru、Rh及びIrを担持する方法としては、公知の含浸
法、共沈法等を用いることができる。その際、硝酸塩又
は塩酸塩等の水溶液に多孔質の無機酸化物を浸漬し、7
0℃程度で乾燥後、100〜600℃で段階的に昇温し
て焼成するのが好ましい。焼成は、酸素雰囲気、窒素雰
囲気下や水素ガス流下で行うのが好ましい。窒素雰囲気
下や水素ガス流下で行う場合では、最後に酸化処理を行
う。
Inorganic oxides such as γ-alumina can be mixed with silver, Pt,
As a method for supporting d, Ru, Rh and Ir, a known impregnation method, coprecipitation method or the like can be used. At that time, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of nitrate or hydrochloride,
After drying at about 0 ° C., it is preferable to raise the temperature stepwise at 100 to 600 ° C. and bake. The firing is preferably performed in an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere or a hydrogen gas flow. When performing under a nitrogen atmosphere or under a flow of hydrogen gas, the oxidation treatment is performed last.

【0019】次に、本発明の方法について説明する。本
発明は液化石油ガス、都市ガス、液化天然ガスのいずれ
かからなる混合炭化水素を燃料とするエンジンからの燃
焼排ガスを処理するための方法である。このような排ガ
ス中には、残留炭化水素がある程度含まれる。残留炭化
水素が排ガス中の窒素酸化物を還元するのに十分ではな
い場合には、外部から有機化合物を添加する必要があ
る。このとき、上述した触媒を排ガス導管の途中に設置
し、触媒の設置部位の上流側で排ガス中にエンジンの燃
料である混合炭化水素又は炭化水素化合物を添加する。
Next, the method of the present invention will be described. The present invention is a method for treating combustion exhaust gas from an engine that uses a mixed hydrocarbon composed of liquefied petroleum gas, city gas, or liquefied natural gas as a fuel. Such exhaust gas contains some residual hydrocarbons. If the residual hydrocarbons are not sufficient to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas, it is necessary to add organic compounds from the outside. At this time, the above-mentioned catalyst is installed in the middle of the exhaust gas conduit, and the mixed hydrocarbon or hydrocarbon compound that is the fuel of the engine is added to the exhaust gas on the upstream side of the installation site of the catalyst.

【0020】炭化水素化合物としては、アルカン、アル
ケン、アルキン等を用いる。好ましくは、メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン等のガス状炭化水素を用いる。混
合炭化水素としては、液化石油ガス、都市ガス、液化天
然ガスのいずれかを用いる。またそれ以外の混合炭化水
素を用いてもよい。これらの混合炭化水素を用いること
により、600℃以上の高温領域における窒素酸化物除
去性能が高くなる。混合炭化水素を用いる場合、炭素数
の小さい飽和炭化水素が主成分になっていると、低温で
の窒素酸化物除去特性が低下するため、炭素数の大きい
炭化水素を添加して用いるのが好ましい。
As the hydrocarbon compound, alkane, alkene, alkyne and the like are used. Gaseous hydrocarbons such as methane, ethane, propane and butane are preferably used. As the mixed hydrocarbon, liquefied petroleum gas, city gas, or liquefied natural gas is used. Also, other mixed hydrocarbons may be used. By using these mixed hydrocarbons, the nitrogen oxide removing performance in the high temperature region of 600 ° C. or higher becomes high. When a mixed hydrocarbon is used, if a saturated hydrocarbon having a small number of carbon atoms is the main component, the nitrogen oxide removal characteristics at low temperatures deteriorate, so it is preferable to add a hydrocarbon having a large number of carbon atoms before use. .

【0021】排ガス中に添加する炭化水素化合物又は混
合炭化水素の量は、排ガス中の窒素酸化物の重量の5倍
以下とする。5倍を超すと、添加物が過剰となる場合が
多く、未反応の炭化水素化合物又は混合炭化水素が排ガ
ス中に残る可能性が高い。好ましい添加量は、窒素酸化
物量に対して炭化水素の合計量(残留炭化水素+添加炭
化水素)が3倍以下に、また添加量の下限は、0.1倍
だけ過剰にとなるように設定とするのが好ましい。な
お、排ガス中には、未燃焼分としてアルカン、アルケ
ン、アルキン等の炭化水素が多少存在するので、上述し
た触媒を用いただけでも(炭化水素を添加しなくと
も)、ある程度のNOx の低減効果がみられる。
The amount of the hydrocarbon compound or the mixed hydrocarbon added to the exhaust gas is not more than 5 times the weight of nitrogen oxides in the exhaust gas. When it exceeds 5 times, the additive is often excessive, and unreacted hydrocarbon compound or mixed hydrocarbon is likely to remain in the exhaust gas. The preferable addition amount is set such that the total amount of hydrocarbons (residual hydrocarbons + added hydrocarbons) is 3 times or less with respect to the amount of nitrogen oxides, and the lower limit of the addition amount is 0.1 times excess. Is preferred. Since some unburned hydrocarbons such as alkanes, alkenes, and alkynes are present in the exhaust gas, even if only the above catalyst is used (without adding hydrocarbons), some NOx reduction effect can be obtained. Seen.

【0022】また、本発明では、触媒設置部位における
排ガスの温度を200〜650℃に保つ。排ガスの温度
が200℃未満であると添加物と窒素酸化物との反応が
進行せず、良好な窒素酸化物の除去を行うことができな
い。一方、650℃を超す温度とすると、添加される有
機物が燃焼し、窒素酸化物の還元除去特性は大きく低下
する。
Further, in the present invention, the temperature of the exhaust gas at the catalyst installation site is maintained at 200 to 650 ° C. If the temperature of the exhaust gas is less than 200 ° C., the reaction between the additive and the nitrogen oxide does not proceed, and the nitrogen oxide cannot be removed satisfactorily. On the other hand, when the temperature is higher than 650 ° C., the added organic matter burns, and the reduction and removal characteristics of nitrogen oxides are significantly deteriorated.

【0023】一般に、接触時間が短くなると窒素酸化物
の除去特性は低下する。したがって、接触時間が短いと
きは触媒活性種の担持量を多く、また接触時間が長いと
きは触媒活性種の担持量を少なめに担持するのが好まし
い。このようにすると、炭化水素と窒素酸化物との反応
を効率良く進行させることができる。本発明における触
媒では、排ガスを上記の触媒に接触させる接触時間を
0.006秒・g/ml以上とするのが好ましい。ここ
で、接触時間は炭化水素を含有する排ガス1ml(ただし
標準状態に換算した体積)が1gの触媒と接触する時間
(秒)を表している。好ましい接触時間は0.007秒
・g/ml以上とする。
Generally, when the contact time is shortened, the nitrogen oxide removing property is deteriorated. Therefore, when the contact time is short, it is preferable to support a large amount of the catalytic active species, and when the contact time is long, a small amount of the catalytic active species is supported. By doing so, the reaction between the hydrocarbon and the nitrogen oxide can proceed efficiently. In the catalyst of the present invention, the contact time for contacting exhaust gas with the above catalyst is preferably 0.006 seconds · g / ml or more. Here, the contact time represents the time (second) in which 1 ml of the exhaust gas containing hydrocarbon (however, the volume converted to the standard state) is in contact with 1 g of the catalyst. The preferable contact time is 0.007 seconds · g / ml or more.

【0024】[0024]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 市販のペレット状の多孔質γ−アルミナ(各々直径1.
5mm、長さ約6mm、比表面積200 m2 /g)10gを塩
酸白金酸水溶液と硝酸銀水溶液に浸漬し、70℃で乾燥
後、空気中で、150℃、200℃、300℃、400
℃、500℃及び600℃の各温度でそれぞれ2時間焼
成し、ペレット状γ−アルミナに対して銀5重量%(元
素換算値)、及び白金0.05重量%(元素換算値)を
担持させた。
The present invention will be described in more detail by the following specific examples. Example 1 Commercially available pelletized porous γ-alumina (each having a diameter of 1.
5 mm, length about 6 mm, specific surface area 200 m 2 / g) 10 g is immersed in an aqueous solution of chloroplatinic acid and an aqueous solution of silver nitrate, dried at 70 ° C., and then in air at 150 ° C., 200 ° C., 300 ° C., 400 ° C.
C., 500.degree. C., and 600.degree. C., respectively, for 2 hours to carry 5% by weight of silver (elemental conversion value) and 0.05% by weight of platinum (elemental conversion value) on pelletized .gamma.-alumina. It was

【0025】次に、得られた触媒3.6gを反応管内に
設置し、表1に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、液
化石油ガス、窒素、及び水分)を毎分2.2リットル
(標準状態)の流量で流して(このとき、空間速度は1
5,000h-1であり、接触時間は0.1秒・g/mlで
あった)、反応管内の排ガス温度を200〜700℃の
範囲に保ち、液化石油ガスと窒素酸化物とを反応させ
た。
Next, 3.6 g of the obtained catalyst was placed in a reaction tube, and 2.2 liters / min of a gas having the composition shown in Table 1 (nitrogen monoxide, oxygen, liquefied petroleum gas, nitrogen, and water). Flow at the standard flow rate (at this time, the space velocity is 1
5,000 h −1 , the contact time was 0.1 sec · g / ml), the exhaust gas temperature in the reaction tube was kept in the range of 200 to 700 ° C., and the liquefied petroleum gas and the nitrogen oxide were reacted. It was

【0026】反応管通過後のガス中の窒素酸化物の濃度
を化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化
物の除去率を求めた。結果を図1に示す。
The concentration of nitrogen oxides in the gas after passing through the reaction tube was measured by a chemiluminescence type nitrogen oxide analyzer to determine the removal rate of nitrogen oxides. The results are shown in Fig. 1.

【0027】 表1 成分 濃度 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 容量% 液化石油ガス 1700 ppm 窒素 残部 水分 上記した成分からなるガス量に対して10容量%Table 1 Concentration of components Nitrogen monoxide 800 ppm Oxygen 10% by volume Liquefied petroleum gas 1700 ppm Nitrogen balance Moisture 10% by volume with respect to the amount of gas composed of the above components

【0028】実施例2 実施例1と同様の方法で、粉末状γ−アルミナ(平均粒
径40μm、比表面積200m2 /g)に銀5重量%
(元素換算値)、及び白金0.02重量%(元素換算
値)を担持した触媒1gを、市販のコージェライト製ハ
ニカム成形体(直径30mm、長さ12.6mm、40
0セル/平方インチ)にウォッシュコート法によりコー
トし、乾燥後、650℃まで段階的に焼成し、触媒をコ
ートした除去材を調製した。この除去材を用い、実施例
1と同様の条件(空間速度15,000h-1)で、窒素
酸化物の除去試験を行った。試験結果を図1に示す。
Example 2 In the same manner as in Example 1, 5% by weight of silver was added to powdery γ-alumina (average particle size 40 μm, specific surface area 200 m 2 / g).
(Element-converted value) and 1 g of catalyst supporting 0.02% by weight of platinum (element-converted value) were mixed with commercially available cordierite honeycomb molded bodies (diameter 30 mm, length 12.6 mm, 40).
0 cell / in 2) was coated by a wash coating method, dried and then calcined stepwise to 650 ° C. to prepare a catalyst-coated removal material. Using this removing material, a nitrogen oxide removal test was conducted under the same conditions as in Example 1 (space velocity 15,000 h −1 ). The test results are shown in FIG.

【0029】実施例3 実施例2と同様の除去材を用い、表1に示すガス組成の
うち、液化石油ガスの代わりにプロパンを用いた以外は
実施例1と同様にして、窒素酸化物の除去試験を行っ
た。試験結果を図1に示す。
Example 3 In the same manner as in Example 1, except that propane was used instead of liquefied petroleum gas in the gas composition shown in Table 1 using the same removing material as in Example 2, nitrogen oxides of A removal test was performed. The test results are shown in FIG.

【0030】比較例1 実施例1と同様のγ−アルミナペレットを用い、実施例
1と同様にして窒素酸化物の除去試験を行った。結果を
図1に示す。
Comparative Example 1 Using the same γ-alumina pellets as in Example 1, a nitrogen oxide removal test was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in Fig. 1.

【0031】以上からわかるように、実施例1〜3にお
いては、200〜700℃の排ガス温度で窒素酸化物の
良好な除去がみられた。一方、触媒成分を担持しなかっ
た比較例1では、全温度範囲内で窒素酸化物の除去性能
が低かった。
As can be seen from the above, in Examples 1 to 3, good removal of nitrogen oxides was observed at an exhaust gas temperature of 200 to 700 ° C. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the catalyst component was not supported, the nitrogen oxide removing performance was low in the entire temperature range.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
れば、過剰の酸素を含む排ガス中の窒素酸化物を効率良
く除去することができる。窒素酸化物の除去温度(排ガ
ス温度)も300℃程度以下と、これまでの除去方法に
比して低温で行うことができる。
As described in detail above, according to the method of the present invention, nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen can be efficiently removed. The removal temperature of nitrogen oxides (exhaust gas temperature) is about 300 ° C. or less, which is lower than the conventional removal methods.

【0033】本発明の窒素酸化物除去方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガスに含まれる窒素酸化物の除去に広
く利用することができる。
The nitrogen oxide removing method of the present invention can be widely used for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas from various combustors, automobiles and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1〜3及び比較例1における排ガス温度
と窒素酸化物の除去率との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between exhaust gas temperature and nitrogen oxide removal rate in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液化石油ガス、都市ガス、液化天然ガス
のいずれかからなる混合炭化水素を燃料とするエンジン
からの燃焼排ガスで、窒素酸化物と共存する未燃焼成分
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を除去する方法において、多孔質の無機酸
化物100重量%に、(a) 銀又は銀酸化物を0.2〜1
5重量%(銀元素換算値)と、(b) Pt、Pd、Ru、Rh及び
Irからなる群より選ばれた少なくとも一種の金属元素を
1〜1/1000重量%(金属元素換算値)担持してな
る触媒を排ガス導管の途中に設置し、前記触媒の上流側
に、前記排ガス中の窒素酸化物重量の5倍以下の液化石
油ガス、都市ガス、液化天然ガスのいずれかからなる混
合炭化水素又はメタン、エタン等の炭化水素を添加し、
200〜650℃において排ガスを前記触媒に接触さ
せ、もって前記窒素酸化物と前記炭化水素とを反応させ
て前記窒素酸化物を除去することを特徴とする窒素酸化
物除去方法。
1. A combustion exhaust gas from an engine that uses a mixed hydrocarbon of any one of liquefied petroleum gas, city gas, and liquefied natural gas as a fuel, and has a larger amount of oxygen than the theoretical reaction amount with respect to unburned components coexisting with nitrogen oxides. In a method for removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing and, (a) silver or silver oxide is added in an amount of 0.2 to 1 in 100% by weight of a porous inorganic oxide.
5% by weight (silver element conversion value), (b) Pt, Pd, Ru, Rh and
A catalyst supporting at least one metal element selected from the group consisting of Ir in an amount of 1 to 1/1000 wt% (metal element conversion value) is installed in the middle of an exhaust gas conduit, and the exhaust gas is provided upstream of the catalyst. Add a mixed hydrocarbon consisting of liquefied petroleum gas, city gas, or liquefied natural gas, which is 5 times or less the weight of nitrogen oxides, or a hydrocarbon such as methane or ethane,
A method for removing nitrogen oxides, wherein exhaust gas is brought into contact with the catalyst at 200 to 650 ° C., and thereby the nitrogen oxides and the hydrocarbons are reacted to remove the nitrogen oxides.
【請求項2】 請求項1に記載の除去方法において、前
記多孔質の無機酸化物がアルミナ又はアルミナ系複合酸
化物であることを特徴とする窒素酸化物除去方法。
2. The nitrogen oxide removing method according to claim 1, wherein the porous inorganic oxide is alumina or an alumina-based composite oxide.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の除去方法におい
て、前記触媒はペレット状、顆粒状のいずれかであるこ
とを特徴とする窒素酸化物除去方法。
3. The method for removing nitrogen oxides according to claim 1, wherein the catalyst is in the form of pellets or granules.
【請求項4】 請求項1又は2に記載の除去方法におい
て、前記触媒は耐火性の高いセラミックス又は金属製の
ハニカム状、フォーム状、ペレット状、顆粒状のいずれ
かの形状の3次元構造体にコートされていることを特徴
とする窒素酸化物除去方法。
4. The removal method according to claim 1, wherein the catalyst is made of ceramic or metal having high fire resistance and has a three-dimensional structure having a honeycomb shape, a foam shape, a pellet shape, or a granular shape. A method for removing nitrogen oxides, which is characterized by being coated on.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010504205A (en) * 2006-09-20 2010-02-12 ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー Catalyst for reducing NOx in exhaust gas flow and method for producing the same

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