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JPH0760126A - 排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒 - Google Patents

排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒

Info

Publication number
JPH0760126A
JPH0760126A JP5213088A JP21308893A JPH0760126A JP H0760126 A JPH0760126 A JP H0760126A JP 5213088 A JP5213088 A JP 5213088A JP 21308893 A JP21308893 A JP 21308893A JP H0760126 A JPH0760126 A JP H0760126A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
waste gas
carrier
removal
zeolite
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
JP5213088A
Other languages
English (en)
Inventor
Naomi Imada
尚美 今田
Yasuyoshi Kato
泰良 加藤
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.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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 Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP5213088A priority Critical patent/JPH0760126A/ja
Publication of JPH0760126A publication Critical patent/JPH0760126A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性が改善され、かつSOxと触媒との反
応による劣化を防止し、より低温度から高いN2 O除去
活性を示す排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒を提供する
こと。 【構成】 担体としてゼオライトを用いた排ガス中の亜
酸化窒素(N2 O)のアンモニア還元による除去用触媒
において、担体としてペンタシル型ゼオライトを用い、
これに触媒成分として鉄(Fe)を担持したことを特徴
とする排ガス中の亜酸化窒素の除去用触媒。 【効果】 本発明に触媒により、オゾン層の破壊物質で
あるN2 Oの除去を通常燃焼排ガス温度である350〜
500℃において行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排ガス中の亜酸化窒素の
除去用触媒に係り、特に低温で高活性の排ガス中の亜酸
化窒素除去用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大気中の二酸化炭素(CO2 )の
増加に伴なう地球温暖化現象、窒素酸化物(NOx)や
硫黄酸化物(SO2 )による酸性雨に基づく森林の被害
等、地球レベルでの環境破壊が顕在化し、その対策が人
類の緊急課題となりつつある。これら地球レベルでの環
境破壊の一つとして、オゾン層の破壊があり、フロン、
メタンなどのほかに、亜酸化窒素(N2 O)がその原因
物質の一つに上げられている。特に近年は、各種燃焼器
から排出される酸性雨の原因物質であるNOxを低レベ
ルで抑えるため、低温燃焼が行なわれることが多くなっ
ており、その場合にN2 Oの排出量が増加することが知
られている。
【0003】N2 Oの除去用触媒としては高温下で触媒
を用いて熱分解する方法が一般に知られており、亜鉛を
はじめとする各種元素の酸化物を触媒にしたものが研究
されている。これとは別に本発明者らは、モルデナイ
ト、クリノプチライト、ホージャサイトまたはゼオライ
トYにFeまたは水素を置換した触媒でアンモニアによ
りN2 Oを還元する触媒とそのプロセスを発明し、特許
出願(特公平4−17083号公報)している。この除
去プロセスは、図1に示すように、燃焼器1から排出さ
れたN2 Oを含有する各種排ガスの流路に設けられた反
応器5中にN2 O除去触媒2が充填され、その上流に排
ガス中にNH36を注入し、温度400℃以上の温度域で
2 Oをアンモニア還元するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記N2 Oの除去に関
する従来技術のうち、亜鉛等の酸化物を触媒とする熱分
解法は反応温度が高いことと、使用する触媒が排ガス中
のSOxにより劣化するという問題を有していた。これ
に対し、Fe置換ゼオライトを使用してアンモニアによ
り還元する方法は、亜鉛等の酸化物を触媒とする熱分解
法よりも低温活性に優れている。しかしながら、その低
温活性は十分とはいえず、実際には450℃以上の高温
の排ガス温度域でなければ実質的な除去性能は得られ
ず、そのため耐熱性の点で問題を生じ、また、排ガス中
のSOxとゼオライトとの反応による劣化を無視できな
いなどの問題もあった。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術の欠点であ
る耐熱性、SOxと触媒との反応による劣化を防止し、
より低温度から高いN2 O除去活性を示す排ガス中の亜
酸化窒素除去用触媒を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、担体として
ゼオライトを用いた排ガス中の亜酸化窒素(N2 O)の
アンモニア還元による除去用触媒において、担体として
ペンタシル型ゼオライトを用い、これに触媒成分として
鉄(Fe)を担持したことを特徴とする排ガス中の亜酸
化窒素除去用触媒により達成される。
【0007】
【作用】本発明者らの研究によれば、前述した従来触媒
の問題点である低温活性、耐熱性および耐SOx性が劣
る点は以下の理由によることが判明した。すなわち、低
温活性が低く、かつ熱により劣化しやすいのは、活性成
分を支持している単体であるゼオライトの熱または脱ア
ルミニウムによる結晶構造の破壊により生じる。さら
に、触媒のSOxによる劣化は、触媒活性成分である金
属酸化物の触媒作用によって排ガス中のSOxの主成分
であるSO2 がSO3 に酸化され、このSO 3 がゼオラ
イトの結晶骨格中に存在するアルミニウムと反応し、比
表面積の低下や細孔の閉塞を引き起こすことによって起
こる。
【0008】このようなゼオライトの耐熱性、耐SOx
性は、ゼオライトの結晶骨格中に存在するアルミニウム
の濃度、すなわち、ゼオライト中のSiO2 /Al2
3 比に大きく依存する。また、特公平4−17083に
あるように、N2 O除去には、Feをモデルナイト、ク
リノプチライト、ホージャサイト及びゼオライトYとい
った担体に担持した触媒が有効であり、その他の担体、
たとえばTiO2 、α−アルミナ、シリカアルミナを用
いるとかえってN2 Oを生成する。このように、担体の
種類、組成等が触媒の活性に大きく影響する。
【0009】以上のような考察をもとに鋭意検討した結
果、本発明者らはペンタシル型ゼオライトを担体とし、
これに活性成分としてFeを担持した触媒が、従来の触
媒よりも優れた触媒活性を有することを見出した。本発
明による触媒で担体として用いているペンタシル型ゼイ
ライトは、富永博夫編「ゼオライトの科学と応用」29
頁に記してあるように、複雑な骨組構造を有するゼオラ
イトで、従来触媒に担体として用いているモルデナイ
ト、クリノプチライト、ホージャサイト及びゼオライト
Yと比較して、SiO2 /Al2 3 比が高い。このよ
うな特徴を持つペンタシル型ゼオライトをFeと組み合
わせることにより、従来にない耐熱性、耐SOx性の高
い高活性な触媒を得ることが可能になる。本発明で使用
可能なゼオライトは、ペンタシル型ゼイライトに総称さ
れるものであればどのようなものでもよいが、一般にZ
SM−5と呼ばれているゼオライトで、SiO2 /Al
2 3 比が20〜200、好ましくは20〜150の範
囲のものが好適である。また上記ゼオライトにおけるF
e担持方法は、その目的を達成することができればどの
ような方法であってもよく、ゼオライトの骨組構造が保
持された。Fe担持ゼオライトが得られる限り、本発明
の範囲内である。
【0010】本発明において、ペンタシル型ゼオライト
を担体とし、これに触媒成分として鉄を担持させるに
は、適当な鉄化合物、例えば硝酸鉄、酢酸鉄などの水溶
液に前記担体を浸漬または含浸させればよい。また本発
明の触媒を用いて排ガス中の亜酸化窒素を除去するに
は、従来と同様に図1のようなフロー図に従って行えば
よい。
【0011】本発明による触媒は、従来の触媒で担体と
して用いているモルデナイト、クリノプチライト、ゼオ
ライトY、およびホージャサイトに比べ、SiO2 /A
23 比が高いため、従来よりも低温活性に優れ、さ
らに、熱およびSOxによる担体の劣化が見られない。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。 実施例1 ペンタシル型ゼオライト(PQ社製ZSM−5、SiO
2 /Al2 3 比=30)50gを硝酸鉄III (Fe2
(NO3 3 ・9H2 O)18gを含む水溶液100ml
中に投入後、砂浴上150℃で攪拌しながら蒸発乾固し
た。得られたFe担持ゼオライトを、電気炉中550℃
で2時間焼成した。得られた粉末を油圧プレスを用い3
ton/cm2 でペレット状に成形し、さらにこれを破砕し
て10〜20メッシュの触媒を得た。 実施例2 実施例1の硝酸鉄III を酢酸鉄(Fe(OH)(CH3
COO)2 )8.5gに変更して、他は同様にして触媒
を調製した。 実施例3〜5 実施例1における硝酸鉄III 18gを0.6g、6gお
よび36gに変更して、他は同様にして触媒を調製し
た。 比較例1 実施例1のゼオライトをSiO2 /Al2 3 比=23
のモルデナイト(東ソ製)に替えて、同様にして触媒を
調製した。 比較例2、3 実施例1の硝酸鉄III を等モルの酢酸銅(Cu(CH3
COO)2 ・H2 O)および硝酸ニッケル(Ni(NO
3 2 ・6H2 O)に替えて、他は同様にして触媒を調
製した。
【0013】実施例1〜6および比較例1〜3の触媒に
対し、表1の条件でN2 O除去率を測定した。 実施例6 実施例1に用いたゼオライトをSiO2 /Al2 3
=80であるZSM−5(PQ社製)に替えた以外は実
施例1と同様にして触媒を調整した。
【0014】
【表1】 図2は、実施例1および比較例1の触媒のN2 O除去率
の温度依存性を示したものである。本図から明らかなよ
うに、本発明による触媒は従来の触媒よりも低温度で活
性を示し、反応温度が50℃以上も低下している。
【0015】また、表2に実施例1〜6の触媒における
450℃でのN2 O除去率を示した。
【0016】
【表2】 本表より、本発明の触媒は鉄原料の種類が変わっても同
様に高活性であり、また、鉄担持量は、0.1 wt %以
上、好ましくは0.5 wt %以上必要であることが分か
る。
【0017】さらに、実施例1および比較例2、3の触
媒を用い、表1に示した組成のガス中にSO2 を200
ppmになるように添加し、450℃で30時間の耐久性
テストを行なった。得られた結果は表3のごとくであ
り、本発明の実施例による触媒は、SO2 含有ガス中で
の性能変化はほとんど認められず、従来の触媒(比較例
2、3)に較べて耐SOx性の極めて優れたものである
ことが分かる。
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】本発明の触媒により、オゾン層の破壊物
質であるN2 Oの除去を通常燃焼排ガス温度である35
0〜500℃において行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒を用いてN2 Oを除去するプロセ
スを示すフロー図。
【図2】実施例1および比較例1の触媒のN2 O除去活
性の温度依存性を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 20/16 7202−4G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 担体としてゼオライトを用いた排ガス中
    の亜酸化窒素(N2O)のアンモニア還元による除去用
    触媒において、担体としてペンタシル型ゼオライトを用
    い、これに触媒成分として鉄(Fe)を担持したことを
    特徴とする排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒。
JP5213088A 1993-08-27 1993-08-27 排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒 Pending JPH0760126A (ja)

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JP5213088A JPH0760126A (ja) 1993-08-27 1993-08-27 排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒

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JP5213088A JPH0760126A (ja) 1993-08-27 1993-08-27 排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒

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JPH0760126A true JPH0760126A (ja) 1995-03-07

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ID=16633363

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JP5213088A Pending JPH0760126A (ja) 1993-08-27 1993-08-27 排ガス中の亜酸化窒素除去用触媒

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Effective date: 20031225