JPS62114650A - 燃焼用触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、燃焼用触媒体に関する。詳しくは、気体燃料
または気化させた液体燃料を触媒体上で無炎かつ低温で
完全燃焼せしめて遠赤外線に富んだ熱輻射線をえる触媒
燃焼器において使用される燃焼用触媒体に関する。

従来の技術 上記の触媒燃焼器の構成例を第１図に示す。

１は触媒体、２は保護金網、３は保温材、４は気体燃料
供給路である。

ガス供給路を通して導入された気体燃料は無機質繊維積
層体からなる触媒体の表層部まで拡散し、一方、接触完
全燃焼に必要な空気の全量は該触媒体の前面部から自然
拡散により供給され、該触媒体の最表層部で両者の無炎
状態での低温完全燃焼が行なわれ、その燃焼熱を赤外線
よりも熱効率の優れる遠赤外線として利用するものであ
る。

このような触媒燃焼器において使用される触媒体は種々
のものが提案されている。

担体としては、微小細孔を有する無機質繊維の積層体も
しくは低密度マット状物が使用され、具体的な無機質繊
維としてはアルミナ、ジルコニア、チタニア、トリア、
アルミナ−シリカ、シリカ、ジルコニア−シリカなどか
らなる繊維である。また、触媒活性成分としては、白金
、パラジウム、ロジウム等の白金族金属を用い、さらに
助触媒としてニッケル、コバルト、クロム等を用い、上
記の担体に担持せしめて触媒体として使用する（特開昭
５１−８３０８８号、特開昭５６−６２５４２号、特開
昭５８−１４９−１８号、特公昭５７−２３５４０号、
特公昭５８−１５０１２号、特公昭５８−２０３０６号
等参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来の触媒体を用いた触媒燃焼器に
おける放射熱量は人熱量当り約５０チ程度であり、これ
らは従来の赤外線燃焼器に比べ、約２倍に相当し、また
電気の遠赤外線ヒーターと、−次エネルギーペースで比
較しても約２倍となると言われているものの、いぜんそ
の放射熱量の効率には改善されるべき問題がある。

そこで、本発明の目的は、気体燃料または気化させた液
体燃料を触媒体上で無炎かつ低温で完全燃焼せしめて遠
赤外線に富んだ熱輻射線をえる触媒燃焼器において使用
される燃焼用触媒体において、人熱量当りの放射熱量が
高くしかも遠赤外線領域の熱輻射線の分布が犬なる燃焼
用触媒体を提供することにある。

問題点を解決するだめの手段 すなわち、本発明の燃焼用触媒体は、無機質繊維担体に
白金、パラジウムおよびロジウムよりなる群から選ばれ
た少なくとも１種の金属並びに酸化ジルコニウムを担持
せしめてなることを特徴とするものである。

本発明が最も特徴とする点は酸化ジルコニウム（ｚｒ０
２）を担持せしめることにある。尚、本発明でいう担持
とは、担体上に金属もしくは金属酸化物が分散担持され
ている状態または完全もしくは不完全な状態で被覆され
た状態をいう。

本発明者らは、酸化ジルコニウムを担持せしめることに
よって、気体燃料または気化させた燃料が白金族元素か
らなる触媒層で燃焼し、その燃焼熱によって酸化ジルコ
ニウムから遠赤外線が放射されこれがさらに他の部位と
共振吸収現象をおこし、さらに遠赤外線が放射されて加
熱効果が大きくなると共に繊維状触媒体の表面温度が低
温からでも、より大きな遠赤外線放射効果かえられるこ
とを見い出し、本発明を完成させた。

酸化ジルコニウムの担持量は通常無機質繊維担体に対し
て０．１〜３０重量％好ましくは１〜１０重量％が最適
である。担持量が０．１重量％未満と少なすぎる場合に
は高い遠赤外線放射効率かえられず、逆に３０重量係を
越えると触媒体の着火温度が高くなるとともに燃焼活性
が悪くなり好ましくない。

まだ本発明においては、酸化ジルコニウムのうち０．１
〜２０重量％好ましくは０．５〜５重量％の範囲内であ
れば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２０３
）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（Ｆｅ２０３）か
らなる群から選ばれた少なくとも１種の酸化物で置換す
ることも可能である。

白金、パラジウムおよびロジウムよりなる群から選ばれ
た少なくとも１種の金属の担持量は、無機質繊維担体に
対して０．１重量係以上好ましくは０．３〜３重量％で
ある。さらにこれら白金族金属のうち一部をニッケル、
コバルト、クロム等の金属で置換することも可能である
。

本発明に用いられる無機質繊維担体は一般にこの分野で
使用されている無機質繊維の積層体や成型体あるいは布
状に織ったものペーパー状にしたものであり、無機質繊
維としてはアルミナ、ジルコニア、チタニア、ドリア、
アルミナ−シリカ、シリカ、ジルコニア−シリカ、アル
ミナ−シリカ−マグネシア等などからなるものであって
、その繊維径が０．５〜２０μｍ好ましくは１−１ｏμ
ｍのものが使用される。

特に好ましくは、アルミナ、アルミナ−シリカ、アルミ
ナ−シリカ−マグネシア、チタニアまだはシリカからな
る無機質繊維であり、これらはジルコニアまたはジルコ
ニア−シリカ繊維と比較して、その比表面積が大きいの
で白金族金属を担持させた場合、分散性が良好で燃焼活
性にも優れる。また、酸化ジルコニウムを担持させない
無垢のジルコニアまたはジルコニア−シリカからなる無
機質繊維担体に白金族金属を担持させた場合、その分散
性が悪く燃焼活性がアルミナ系無機質繊維担体を用いた
場合と比較して劣るが、このジルコニア系無機質繊維担
体に酸化ジルコニウムおよび白金族金属を担持させた場
合には、白金族金属の分散性が改善され燃焼活性にも優
れるようになる。

本発明の燃焼用触媒体の製造方法としては通常の手段が
採用される。例えば、白金族金属、ジルコニウムのそれ
ぞれの水溶性塩を水に溶解した液を無機質繊維担体に浸
漬法、含浸法、スプレードライ法等によって担持せしめ
た後、乾燥し焼成することによって完成触媒をえること
ができる。

白金族金属と酸化ジルコニウムの担持順序は同時であっ
ても、白金族元素を担持させたのち酸化ジルコニウムを
担持させてもよいし、その逆であってもかまわない。ま
た、特に酸化ジルコニウムを担持する場合には、該繊維
担体に硝酸塩、酢酸塩、蓚酸塩、塩化物の水溶液の形で
浸漬させてもよく、また、酸化ジルコニウムなどの粉末
状酸化物をスラリー状にしたものを直接被覆させてもよ
い。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 平均繊維径約３μｍを有し、ノリ力５重量捗およびアル
ミナ９５重量％よりなる無機質繊維担体を硝酸ジルコニ
ウム溶液に浸漬した。この線維担体を１５０°Ｃで乾燥
後５００°Ｃで２時間空気中で焼成した。次にジニトロ
ジアミノ白金溶液に浸漬後取り出しＩ゛５０℃で乾燥後
空気中で４００℃、２時間焼成することによって、無機
質繊維担体に対して、白金として０．５重量％およびＺ
ｒＯ２として２．７重量％を担持せしめた。

実施例２ 実施例１と同様の担体を硝酸パラジウムと硝酸ジルコニ
ウム溶液に浸漬した後実施例Ｉと同様にしてパラジウム
とじて０．１重量％、ＺｒＯ，。

として１．３５重量％担持せしめた。

これをさらに塩化白金酸と四塩化チタン溶液に浸漬して
白金として０．５重量％、ＴｉＯ２として１．３５重量
％担持せしめた。

実施例３ 平均繊維径約１．７μｍを有し７９力１５重量％および
アルミナ８５重量％よりなる無機質繊維担体を硝酸ジル
コニウムと硝酸クロム溶液に浸漬した。実施例１と同様
にしてＺｒＯ，として５．４重量楚、Ｃｒ、、０３とし
て２．７重量％を担持せしめた後、ジニトロジアミノ白
金と硝酸ロジウム溶液に浸漬させてＰｔとして０．８重
量％、Ｒｈとして０．０２重量％担持した。

実施例４ アルミナ−シリカ−マグネシア繊維の織布状シートに硝
酸ジルコニウム、硝酸ニッケルおよび硝酸鉄のスラリー
を塗布したのちジニトロジアミノ白金溶液に浸漬して実
施例１と同様にして白金として０．５重量％、ＺｒＯ２
として４．０５５重量％ＮｉＯとしテ０．６７重量％、
Ｆｅ２Ｏ３として０．６７重量％を担持せしめた。

比較例１ 硝酸ジルコニウム溶液に浸漬しない以外は実施例１と同
様にして白金として０．５重ＦＺ　％を担持せしめた。

実施例５ 実施例１〜・１および比較例１によってえられた燃焼用
触媒体縦２０ｍ、横３０ＣＩｌｌ、厚さ１０をそれぞれ
第１図に示した表面拡散式燃焼器に保持して１．５　ｋ
ｃａｌ　／ｃｒＡ−ｈｒに相当するＬＰＧを通してヒー
ターにて着火せしめた。着火後ヒーターを切り触媒体の
表面温度・１６０°Ｃにおける赤外線輻射特性を測定し
、えられた結果を第１表に示しだ。ここにおいて、相対
放射強度は黒体に対する放射強度（％）を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は触媒燃焼器の構成例を示す概略図である。 特許出願人　　　　　日本触媒化学工業株式会社第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機質繊維担体に白金、パラジウムおよびロジウ
   ムよりなる群から選ばれた少なくとも１種の金属並びに
   酸化ジルコニウムを担持せしめてなることを特徴とする
   燃焼用触媒体。