JPH08196904A - 脱硝触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝触
媒に関する。 【構成】 排ガス中にアンモニアを添加し、排ガス中の
窒素酸化物を接触的に還元除去する脱硝触媒であって、
下層部分が脱硝性能を有する触媒成分からなり、その上
層にバナジウムが浸透しても排ガス中の二酸化硫黄を三
酸化硫黄に転換する能力の小さな成分をコートした２層
構造からなる脱硝触媒。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボイラ排ガス等の燃焼排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するための脱硝触
媒に関する。

【０００２】

【従来の技術】大気汚染防止の観点からボイラや各種燃
焼炉から発生するＮＯｘを除去するための方法として、
触媒を用いてＮＨ₃ を排ガス中に添加することによって
接触的に窒素と水に分解する選択的接触還元法がガス、
油、石炭のいずれの燃焼排ガスにも広く適用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の脱硝方法におい
て、重質油やオリマルジョンのような粗悪な燃料油を燃
焼させる排ガス中にはダスト成分としてバナジウムを多
量に含む場合がある。このような排ガスの脱硝において
は、ダスト成分のバナジウムが経年的に触媒中に蓄積増
加し、その結果、そのバナジウムが原因となって、下式
に示すＳＯ₂ →ＳＯ₃ への酸化能が上昇し、触媒の後流
のＳＯ₃ 濃度が増大することになる。

【化１】ＳＯ₂ ＋ 1/2Ｏ₂ → ＳＯ₃ ＳＯ₃ は腐蝕性のガスであり、後流のエアヒータ部へ硫
酸あるいはＮＨ₄ ＨＳＯ₄ などの形態で凝縮し腐蝕や詰
まりの原因となり好ましくない。

【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術の
不具合点を解決するための脱硝触媒を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは脱硝触媒へ
のバナジウムの増加について鋭意調査検討したところ、
ダスト中のバナジウムはＶ₂ Ｏ₅ 又はＶＯＳＯ₄ の微細
な粒子として存在し、その粒子が触媒の表面に付着し、
徐々に触媒内部に浸透し触媒担体となっているＴｉＯ₂
に無定形状態に担持され、ＳＯ₂ →ＳＯ₃ への酸化能を
発現することをつきとめた。

【０００６】本発明者らは上記の結果に基づき、触媒へ
のバナジウムの浸透を防止するため、従来型触媒の表面
に、触媒成分とは異なる成分をコートし、２層構造の触
媒とすることが効果のあることを見出し本発明に至っ
た。

【０００７】すなわち、本発明は（１）排ガス中にアン
モニアを添加し、排ガス中の窒素酸化物を接触的に還元
除去する脱硝触媒であって、下層部分が脱硝性能を有す
る触媒成分からなり、その上層にバナジウムが浸透して
も排ガス中の二酸化硫黄を三酸化硫黄に転換する能力の
小さな成分をコートした２層構造からなることを特徴と
する脱硝触媒、（２）下層部分の触媒成分が酸化チタン
担体とバナジウム、タングステン及びモリブデンよりな
る群のうちの少くとも１種の活性成分を含む触媒であ
り、上層成分がシリカ、ジルコニア、ＺＳＭ−５、シリ
カライト及びメタロシリケートよりなる群のうちの少く
とも１種の成分であることを特徴とする上記（１）記載
の脱硝触媒及び（３）上層成分が下層の触媒の表面積当
り２０〜１００ｇ／ｍ² であることを特徴とする上記
（１）又は（２）記載の脱硝触媒である。

【０００８】本発明の脱硝触媒において、上層にコート
する二酸化硫黄を三酸化硫黄に転換する能力の小さい成
分のうち、ＺＳＭ−５はモービルオイル社の商品名のゼ
オライトであり、シリカライトとはペンタシル型のＳｉ
とＯとのみよりなるシリケートであり、メタロシリケー
トとは、下記表１に示されるＸ線回折パターンを有し、
脱水された状態において酸化物のモル比で表わして、
（１±０．８）Ｒ₂ Ｏ・〔ａＭ₂ Ｏ₃ ・ｂＭ′Ｏ・ｃＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 〕・ｙＳｉＯ₂ （上記式中、Ｒはアルカリ金属
イオン及び／又は水素イオン、ＭはVIII族元素、希土類
元素、チタン、バナジウム、クロム、ニオブ、アンチモ
ン及びガリウムからなる群より選ばれた少くとも１種以
上の元素イオン、Ｍ′はマグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウムのアルカリ土類金属イオン、ａ
＞０、２０＞ｂ≧０、ａ＋ｃ＝１、３０００＞ｙ／１
１）なる化学式を有する結晶性シリケートである。

【０００９】

【表１】 ＶＳ：非常に強い Ｓ：強い Ｍ：中級 Ｗ：弱い （Ｘ線源：Ｃｕ Ｋα）

【００１０】

【作用】２層構造の触媒にすることによりダスト中のＶ
₂ Ｏ₅ やＶＯＳＯ₄ 粒子が直接ＴｉＯ₂ をベースとした
触媒表面に付着しないため、ＴｉＯ₂ へのバナジウムの
浸透が抑制される。また上層にコートする成分のシリカ
ジルコニア、ＺＳＭ−５、シリカライト、メタロシリケ
ートはバナジウムの浸透があっても、それ自身ＳＯ₂ を
ＳＯ₃ に酸化する能力がＴｉＯ₂ に比べて極めて小さい
ため、本発明の触媒はバナジウムを含有する、雰囲気に
さらされてもＳＯ₂ をＳＯ₃ に酸化する能力が経時的に
上昇するのを抑制することができる。

【００１１】上層にコートする成分の量は下層の触媒成
分表面積当り２０〜１００ｇ／ｍ²にすることが好まし
い。すなわち、２０ｇ／ｍ² 未満ではバナジウムの遮蔽
効果が十分でなく、１００ｇ／ｍ² を越えると脱硝触媒
成分の脱硝能力が低下するからである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の脱硝触媒の具体例及びその脱
硝触媒の性能例をあげ、本発明の脱硝触媒の効果を明ら
かにする。

【００１３】（例１）主成分がＴｉＯ₂ で、Ｖ₂ Ｏ₅ を
０．５ｗｔ％、ＷＯ₃ を８ｗｔ％含有する７．４ｍｍピ
ッチの格子状ハニカム触媒に、ケイソウ土を焼成してク
リスバライト構造としたシリカ粉を水及びシリカゾル、
アルミナゾルを加えてスラリ状とし、上記ハニカム触媒
にコート量が触媒の外表面積当り１００ｇ／ｍ² になる
ようにコートした。これを触媒１とする。

【００１４】（例２）例１において、シリカ粉の代り
に、各々ジルコニア、ＺＳＭ−５、シリカライト、メタ
ロシリケート〔Ｈ₂ Ｏ（０．２Ｆｅ₂ Ｏ₃ ・０．８Ａｌ
₂ Ｏ₃ ・０．２５ＣａＯ）・２５ＳｉＯ₂ 〕を同様にス
ラリ状とし、１００ｇ／ｍ² にコートし触媒とした。各
々を触媒２，３，４及び５とする。

【００１５】（例３）例１での７．４ｍｍピッチ格子状
触媒を比較触媒とし、触媒１〜触媒５を、高硫黄重油焚
排ガスにさらして、１２０００時間後に、温度：３８０
℃、ＳＯ₂ 濃度：８００ｐｐｍ、Ｏ₂ ：２％、ＳＶ：４
５００の条件で触媒のＳＯ₂ 酸化率を測定した。酸化率
は〔ＳＯ₃ 酸化率（％）＝出口ＳＯ₃ （ｐｐｍ）−入口
ＳＯ₃（ｐｐｍ）／入口ＳＯ₂ （ｐｐｍ）×１００〕と
定義する。

【００１６】

【表２】

【００１７】

【発明の効果】本発明脱硝触媒は従来の触媒に比べてＳ
Ｏ₂ 酸化率の上昇が抑制されており、ＳＯ₃ の生成によ
る悪影響を防止できる効果を有する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス中にアンモニアを添加し、排ガス
   中の窒素酸化物を接触的に還元除去する脱硝触媒であっ
   て、下層部分が脱硝性能を有する触媒成分からなり、そ
   の上層にバナジウムが浸透しても排ガス中の二酸化硫黄
   を三酸化硫黄に転換する能力の小さな成分をコートした
   ２層構造からなることを特徴とする脱硝触媒。
2. 【請求項２】 下層部分の触媒成分が酸化チタン担体と
   バナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群の
   うちの少なくとも１種の活性成分を含む触媒であり、上
   層成分がシリカ、ジルコニア、ＺＳＭ−５、シリカライ
   ト及びメタロシリケートよりなる群のうちの少くとも１
   種の成分であることを特徴とする請求項１記載の脱硝触
   媒。
3. 【請求項３】 上層成分が下層の触媒の表面積当り２０
   〜１００ｇ／ｍ² であることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の脱硝触媒。