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KR101088995B1 - 배기 가스 정화용 촉매 - Google Patents

배기 가스 정화용 촉매 Download PDF

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KR101088995B1
KR101088995B1 KR1020097013044A KR20097013044A KR101088995B1 KR 101088995 B1 KR101088995 B1 KR 101088995B1 KR 1020097013044 A KR1020097013044 A KR 1020097013044A KR 20097013044 A KR20097013044 A KR 20097013044A KR 101088995 B1 KR101088995 B1 KR 101088995B1
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exhaust gas
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oxidation
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게이이치로 가이
나오미 이마다
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바브콕-히다찌 가부시끼가이샤
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Abstract

종래 촉매의 문제점인 Hg 산화와 SO2 산화간의 이율배반적인 관계를 극복한 배기 가스 정화용 촉매는 SO2 산화율을 특히 감소시키는 동시에 Hg 산화율을 높은 수준으로 유지시킨다. 본 발명에서는 (i) 티탄(Ti), (ii) 몰리브덴(Mo) 및/또는 텅스텐(W), (iii) 바나듐(V) 및 (iv) 인(P)의 각 산화물로 이루어진 조성물에 있어서, Ti:(Mo 및/또는 W): V의 원자비가 85 내지 97.5:2 내지 10:0.5 내지 10이며, P/(Mo 및/또는 W와 V의 총합) 원자비가 0.5 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화용 촉매가 제공된다. 또한, 질소 산화물(NOx) 및 금속 수은(Hg)을 포함하는 배기 가스를 환원제인 암모니아의 존재하에 상기 촉매와 접촉시켜서, 배기 가스중의 NOx의 환원 및 금속 수은(Hg)의 산화를 실시하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 방법이 제공된다.

Description

배기 가스 정화용 촉매{EXHAUST GAS PURIFICATION CATALYST}
본 발명은 배기 가스 정화용 촉매에 관한 것으로, 특히 석탄 연소시 배기 가스에 포함되는 수은(Hg) 원소의 산화 활성 및 질소 산화물의 암모니아 환원 활성을 높게 유지하면서, SO2의 SO3로의 산화 활성을 매우 낮은 수준으로 억제하는 배기 가스 정화용 촉매에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 촉매를 이용하는 배기 가스 처리법과 상기 촉매의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 미국과 유럽에서는 발전소, 각종 공장, 자동차 등으로부터 배출되는 배연(flue gas)중에 포함된 NOx 또는 SOx 등 이외에 Hg, Pb, F 등의 각종 미량 성분의 배출로 인한 건강 피해를 방지하는데 대한 관심이 증가하였다. 따라서, 이들 배출량을 매우 낮은 수준으로 규제하는 움직임이 있다. 특히, 화력 보일러에서 배출되는 수은의 대부분은 높은 증기압을 갖는 금속 수은 형태로 대기에 방출된 후에 유기 수은 화합물로 변환되어서, 일반적으로 어개류 등의 생물에 의해 섭취되어 인체 건강에 해로운 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 수은은 성장기 유아의 신경계에 중대한 결손을 유발한다는 측면에서, 미국 유아의 신경 이상중 20％가 수은 피해라고 의심하는 보고도 있다. 이와 같이, 수은은 인류에게 중대한 영향을 끼치므 로, 각 분야에서 수은 배출량을 감소시키려는 시도가 있었다.
그 대표적인 것으로, NOx-제거 촉매 또는 그의 개량품을 이용하여 배기 가스중의 NOx를 NH3에 의해 환원시키는 동시에, 휘발성이 높은 금속 수은(원소 상태의 수은, Hg)을 수은 화합물(예: 염화 수은)로 산화한 후에, 이와 같이 산화된 수은 화합물을 배기 가스 처리 시스템의 다운스트림(downstream)에 있는 전기 집진기 또는 탈황 장치에서 연소 재 또는 석고와 함께 제거하는 방법이 알려져 있다(특허문헌1). 이 방법에서는 산화 티탄 및 활성 성분으로 작용하는 금속 산화물(예: 바나듐 또는 텅스텐)을 함유하는 촉매가 이용되고 있다.
한편, S 함량이 높은 석탄(예: 미국 동부에서 생산되는 석탄)이 연료로 사용되는 보일러에서 배출되는 배기 가스에서 NOx를 제거하는 경우, 높은 SO2 산화율이 보일러 다운스트림에 있는 공기 예열기에서의 산성 황산 암모늄 석출량을 증가시켜서 압력 손실을 증가시키거나, 또는 굴뚝에서 SO3 배출을 유발하여서 연기 또는 2차 공해를 발생시킬 수 있다. 따라서, 최근에는 낮은 SO2 산화율을 갖는 NOx-제거 촉매에 대한 필요성이 특히 커졌다. 일반적으로, 이러한 NOx-제거 촉매는 촉매의 활성 성분인 바나듐을 소량 함유한다.
특허문헌 1: 일본 특개 2005 - 125211
발명이 해결하려고 하는 과제
전술한 종래 촉매에서, Hg 산화 활성은 활성 성분인 바나듐 산화물에 의해 주로 제공되며, 따라서 바나듐 함유량(V 함유량)을 증가시킴으로써 원소 상태의 수은(Hg)의 산화 활성을 증가시킬 수 있다. 그러나, 바나듐 산화물은 높은 Hg 산화 활성을 가질 뿐만 아니라 SO2 산화 활성을 갖고, V 함유량의 증가는 SO2 산화를 촉진하고, 생성된 SO3는 연기 공해로 연결된다.
이와 같이, 종래 기술에 의한 촉매에서 Hg 산화 활성과 SO2 산화 활성은 이율배반적인 관계를 가져서, 높은 Hg 산화 활성과 낮은 SO2 산화 활성을 동시에 충족해야 하는, NOx-제거 촉매에 대한 최근 요구사항을 충족할 수 없었다.
따라서, 본 발명의 과제는 종래 촉매의 이율배반적인 문제점을 극복하고, Hg 산화 활성 및 SO2 산화 활성에 관한 전술한 요구사항, 즉 SO2 산화율을 감소시키는 동시에 Hg 산화율을 높은 수준으로 유지시키는 것을 만족시키는 배기 가스 정화용 촉매를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 활성 성분인 바나듐(V) 화합물의 Hg 산화 활성을 감소시키지 않으면서 SO2 산화 활성을 감소시키려는 전술한 과제를 이루기 위하여 광범위한 연구를 실시한 결과, V 산화물을 특정한 양의 인 화합물(예: 인산 또는 인산염)에 작용시키는 경우, (1) Hg 산화 활성은 그다지 감소되지 않고, (2) NOx-제거 활성은 감소되지만 필요한 최소량이 유지되며, (3) SO2 산화 활성이 실질적으로 0으로 감소되는 바람직한 특성을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견에 근거하여 완성되었다.
상기한 현상은 다른 방식으로 기재될 수 있다, 즉 인산 또는 인산염에 대해 V 화합물을 반응시켜서 수득된 V-P 화합물은 (a) 매우 낮은 SO2 산화 활성, (b) 적당한 NOx-제거 활성 및 (c) 매우 높은 Hg 산화율을 나타낸다. 따라서, 상기 V-P 화합물을 함유하는 촉매가 사용되는 경우에는 SO2 산화율이 전술한 종래의 촉매에 상응하는 수준까지 증가하도록 허용되면 V-P 화합물 촉매중 V 함유량이 종래 촉매의 수 배까지 증가할 수 있고, 따라서 V-P 화합물 촉매는 종래 촉매에 필적할 만한 NOx-제거율 및 종래 촉매보다 훨씬 높은 Hg 산화율을 나타낸다.
본 발명은 전술한 발견에 근거하여 이루어진 NOx-제거 촉매로서, (i) Ti, (ii) Mo 및/또는 W, 및 (iii) V의 원자비가 85 내지 97.5:2 내지 10:0.5 내지 10인 금속 산화물을 함유하는 조성물이며, 상기 조성물에 대한 P 화합물의 첨가량은 전술한 (a), (b) 및 (c) 특성을 만족시키도록 조정되며, V 화합물에 대한 P 화합물의 첨가량을, 인산 또는 인산염 화합물과 반응할 수 있는 다른 촉매 성분인 Mo 또는 W 화합물의 양을 고려하여 P/(Mo 및/또는 W와 V의 총합) 원자비가 특정 범위(0.5 내지 1.5)로 되도록 인산 또는 인산염 화합물을 첨가하여서, 이율배반적인 낮은 SO2 산화 활성과 높은 Hg 산화 활성을 동시에 실현시킨 촉매를 완성시킨 것이다.
본원에서 특허 청구되는 발명은 다음과 같다.
(1) (i) 티탄(Ti), (ii) 몰리브덴(Mo) 및/또는 텅스텐(W), (iii) 바나듐(V) 및 (iv) 인(P)의 각 산화물로 이루어진 조성물에 있어서, Ti:(Mo 및/또는 W): V의 원자비가 85 내지 97.5:2 내지 10:0.5 내지 10이며, P/(Mo 및/또는 W와 V의 총합) 원자비가 0.5 내지 1.5인 것을 특징으로 하는, 금속 수은(Hg)을 함유하는 배기 가스 정화용 촉매.
(2) 질소 산화물(NOx) 및 금속 수은(Hg)을 포함하는 배기 가스를 환원제인 암모니아의 존재하에 (1)에 기재된 촉매와 접촉시켜서, 배기 가스중의 NOx의 환원 및 금속 수은(Hg)의 산화를 실시하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 정화 방법.
(3) 산화 티탄, 몰리브덴 및/또는 텅스텐 산의 가용성 암모늄염, 가용성 바나듐 화합물, 및 오르토인산(orthophosphoric acid) 또는 인산 암모늄염에 물을 첨가하여서 혼련해서 얻은 페이스트를 금속제 기판에 도포한 후에 상기 기판을 소성하는 것을 특징으로 하는, (1)에 기재된 촉매의 제조 방법.
(4) 산화 티탄, 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 화합물, 및 오르토인산 또는 인산 암모늄염에 물을 첨가하여서 혼련해서 얻은 페이스트를 금속제 기판에 도포한 후에 상기 기판을 소성하는 것을 특징으로 하는, (1)에 기재된 촉매의 제조 방법.
(5) 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 화합물, 및 오르토인산 또는 인산 암모늄염의 수성 혼합물을, 산화 티탄을 주성분으로 함유하는 촉매 담체에 함침(含浸)하는 것을 특징으로 하는, (1)에 기재된 촉매의 제조방법.
(1)에 기재한 발명에 따르면, Hg 산화율과 NOx 제거율을 높게 유지하고, SO2 산화율을 감소시키는 배기 가스 정화용 촉매를 제공할 수 있다. 상기 (2)에 기재한 발명은 (1)에 기재된 촉매를 이용하는 배기 가스 정화 방법에 관한 것으로, SO2 산화에 의해 발생되는 SO3에 의한 문제점(예: 연기)을 발생시키지 않으면서 금속 수은이 높은 비율로 산화되어서 시스템 밖으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. (3) 및 (4)에 기재된 발명은, (1)에 기재된 촉매의 실용성 높은 제조 방법을 나타낸 것이며, 또한 (5)에 기재된 발명은 함침 방법에 의한 본 발명의 촉매의 다른 제조 방법을 나타낸 것이다.
발명의 효과
본 발명의 촉매는 배기 가스 정화 처리에 있어서, 높은 수은 산화 활성과 상당한 N0x-제거 활성을 유지하면서, 특히 SO2 산화 활성을 대폭 감소시킬 수 있다. 또한, 촉매가 실제로 촉매 장치으로 사용되는 경우에는 SO2 산화율이 종래 수준까지 허용될 수 있기 때문에 촉매 이용량이 증가할 수 있고, 따라서 생성된 촉매 장치는 매우 높은 수은 산화 성능과 N0x-제거 성능을 발휘하는 우수한 촉매 장치를 실현할 수 있다. 촉매량이 종래와 동일한 경우에도, 상기 촉매는 매우 낮은 SO2 산화율을 실현할 수 있기 때문에, 촉매중 바나듐 함유량은 증가할 수 있다. 그 결과, 생성된 촉매 장치는 낮은 SO2 산화율과 높은 수은 산화율이라는 종래 촉매가 가졌던 이율배반적인 문제를 해결하고, N0x-제거 촉매에 대한 최근의 요구사항을 만족시켰다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 촉매를 제조하기 위해서 촉매 성분의 조성이 Ti:(Mo 및/또는 W):V의 원자비가 85 내지 97.5:2 내지 10:0.5 내지 10이며, 또한 P/(Mo 및/또는 W와 V의 총합) 원자비가 0.5 내지 1.5가 되도록 결정하는 것이 중요하다. 특히, P/(Mo 및/또는 W와 V의 총합) 원자비가 중요하다. 상기 원자비가 지나치게 낮을 때에는 P 첨가의 효과가 충분하지 않게 되는 반면, 상기 비가 지나치게 높을 때에는 촉매 성분이 P 화합물에 의해 피복되어서 높은 초기 성능을 얻을 수 없게 된다. 특히, P/(Mo 및/또는 W와 V의 총합)이 1 부근(0.7 내지 1.2)으로 결정되는 경우에, 보다 좋은 결과를 얻기 쉽다.
촉매 제조에 이용되는 원료는 상기 촉매 성분의 임의의 산화물 및 염일 수 있으나, 촉매 제조시에 P 화합물이 Mo 또는 W 화합물, 및 V 화합물과 반응해야 한다. 따라서, 각각 화합물의 가용성 염(예: 상응하는 원소의 옥소산(oxoacid) 또는 그의 암모늄염)이 산화 티탄 및 물의 존재하에 혼합될 때 좋은 효과가 용이하게 얻어진다. 구체적으로, 바람직하게 물은 산화 티탄, 몰리브덴 및/또는 텅스텐 산의 가용성 암모늄염, 가용성 바나듐 화합물 및 오르토인산 또는 인산 암모늄염에 물을 첨가하여서 혼련해서 얻은 페이스트를 촉매 기판에 도포한 후에 상기 기판을 소성해서 판형 촉매가 수득된다. 이와 같이 수득된 다수의 판형 촉매를 공지 방법으로 적층하고, 소정의 형상을 갖도록 성형하고, 생성된 촉매 구조물은 화력 보일러의 배기 가스 처리시에 막힘을 덜 유발하는 촉매 장치로 이용될 수 있다. 촉매 성분을 함유하는 페이스트에 보강제(예: 무기 섬유) 또는 미립자 결합제(예: 실리카 졸)이 첨가될 수 있다. 말할 필요없이, 이러한 변형도 본 발명의 범주내에 속한다.
일본 특개 제2000-308832호 공보에 개시된 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 복합 산화물이 V-Mo 화합물로 이용되어 인산 또는 인산 암모늄염과 혼합될 때, 안정한 혼합물(페이스트)이 제조될 수 있다. 본 발명의 촉매는 이와 같이 제조된 페이스트를 촉매 기판에 도포한 후에 소성하여서 제조될 수 있다. 택일적으로, 본 발명의 촉매는 산화 티탄(TiO2) 담체에 의해 상기와 같이 제조된 혼합물에 의해 함침시켜서 제조될 수 있다.
이하에서, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
[실시예1]
산화 티탄(이시하라산업(石原産業)사제, 비표면적 290㎡/g) 900g, 몰리브덴산 암모늄 107g, 메타바나딘산 암모늄 28.3g, 85％ 인산 68.3g, 실리카 졸(일산화학사(Nissan Chemical Industries, Ltd.)제, 상품명: OS 졸(Sol)) 404g 및 물 50g을 니더(kneader)에 넣어서 60분동안 혼련하였다. 이후에, 실리카-알루미나계 세라믹 섬유(도시바 화인 플렉스사(Toshiba Fine Flex K.K.)제) 151g을 혼합물에 서서히 첨가하고, 상기 혼합물을 30분동안 혼련하여서 수분 27％의 촉매 페이스트를 얻었다. SUS 430 스테인레스 강판(두께: 0.2㎜)을 메탈 라스(metal lath) 가공하여서 제조된 기재(두께: 0.7mm)에 페이스트를 도포하고; 상기 기재를 2장의 폴리에틸렌 시이트 사이에 끼우고; 이러한 샌드위치형 기재를 한 쌍의 가압 롤러에 통과시켜서 메탈 라스 기재의 그물코(mesh)를 상기 페이스트로 메우듯이 도포하였다. 페이스트가 메워진 기재를 공기 건조한 후, 500℃에서 2시간동안 소성해서 본 발명의 촉매를 얻었다. 이 촉매의 조성은 Ti/Mo/V = 93/5/2(원자비), P/(Mo+V) = 0.5(원자비)이었다.
[실시예 2]
몰리브덴산 암모늄을 동일 몰의 메타텅스텐산 암모늄으로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1의 절차를 반복하여서 본 발명의 촉매를 얻었다.
본 촉매의 조성은 Ti/W/V = 93/5/2(원자비), P/(Mo+V) = 0.5(원자비)이었다.
[비교예 1과 2]
인산이 첨가되지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 2의 절차를 반복하여서 촉매를 얻었다.
[실시예 3 내지 7]
산화 티탄(이시하라산업사제, 비표면적 290㎡/g) 900g, 몰리브덴산 암모늄 107g, 메타바나딘산 암모늄 28.3g, 85％ 인산 각각 88g, 123g, 177g, 212g 및 265g, 실리카 졸(일산화학사제, 상품명: OS 졸) 404g을 니더에 넣어서 60분동안 혼련하였다. 이후에, 실리카-알루미나계 세라믹 섬유(도시바 화인 플렉스사제) 151g을 혼합물에 서서히 첨가하고, 상기 혼합물을 30분동안 혼련하여서 수분 27％의 촉매 페이스트를 얻었다. SUS 430 스테인레스 강판(두께: 0.2㎜)을 메탈 라스 가공하 여서 제조된 기재(두께: 0.7mm)에 페이스트를 도포하고; 상기 기재를 2장의 폴리에틸렌 시이트 사이에 끼우고; 이러한 샌드위치형 기재를 한 쌍의 가압 롤러에 통과시켜서 메탈 라스 기재의 그물코를 메우듯이 도포하였다. 페이스트가 메워진 기재를 공기 건조한 후, 500℃에서 2시간동안 소성하여서 본 발명의 촉매를 얻었다. 이 촉매의 P/(Mo + V)(원자비)는 각각 0.5, 0.7, 1.0, 1.2 및 1.5이었다.
[비교예 3]
인산이 첨가되지 않는 점을 제외하고는 실시예 3의 절차를 반복하여서 촉매를 제조하였다.
[실시예 8]
3산화 몰리브덴 41g과 메타바나딘산 암모늄 41g을 물 360g에 넣고, 40℃로 가온하면서 교반하에 용해하여서, 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 화합물을 함유하는 용액을 제조하였다. 이와 같이 제조된 용액에 85% 인산 55g을 첨가하여서 균일한 용액을 얻었다.
산화 티탄(이시하라산업사제, 비표면적 290㎡/g) 900g, 실리카 졸(일산화학사제, 상품명: OS 졸) 404g 및 실리카-알루미나 세라믹 섬유(도시바 화인 플렉스사제) 151g을 상기에서 수득된 용액에 순차적으로 첨가하고, 생성된 혼합물을 니더에서 혼련하여서 페이스트를 얻었다. SUS 430 스테인레스 강판(두께: 0.2㎜)을 메탈 라스 가공하여서 제조된 기재(두께: 0.7mm)에 페이스트를 도포하고; 상기 기재를 2장의 폴리에틸렌 시이트 사이에 끼우고; 이러한 샌드위치형 기재를 한 쌍의 가압 롤러에 통과시켜서 메탈 라스 기재의 그물코를 메우듯이 도포하였다. 페이스트가 메워진 기재를 공기 건조한 후, 500℃에서 2시간동안 소성해서 본 발명의 촉매를 얻었다. 이 촉매의 조성은 Ti/Mo/V = 95/2/3(원자비), P/(Mo+V) = 0.8(원자비)이었다.
[실시예 9]
3산화 몰리브덴 41g과 메타바나딘산 암모늄 41g을 물 360g에 넣고, 40℃로 가온하면서 교반하에 용해하여서, 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 화합물을 함유하는 용액을 제조하였다. 이와 같이 제조된 용액에 85% 인산 55g을 첨가하여서 균일한 용액을 얻었다.
이와 별도로, 산화 티탄(이시하라산업사제, 비표면적 290㎡/g) 900g, 실리카 졸(일산화학사제, 상품명: OS 졸) 404g 및 물 360g을 니더에서 혼련하여서 페이스트를 얻었다. 실리카-알루미나계 세라믹 섬유(도시바 화인 플렉스사제) 151g을 상기에서 수득한 페이스트에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼련하여서 페이스트를 얻었다. SUS 430 스테인레스 강판(두께: 0.2㎜)을 메탈 라스 가공하여서 제조된 기재(두께: 0.7mm)에 페이스트를 도포하고; 상기 기재를 2장의 폴리에틸렌 시이트 사이에 끼우고; 이러한 샌드위치형 기재를 한 쌍의 가압 롤러에 통과시켜서 메탈 라스 기재의 그물코를 메우듯이 도포하였다. 페이스트가 메워진 기재를 공기 건조한 후, 500℃에서 2시간동안 소성해서 TiO2 촉매 담체를 얻었다.
담체를 상기에서 제조된 용액에 침지하고, 배수(drain)한 후에 120℃에서 건조하고, 450℃에서 소성하여서 본 발명의 촉매를 얻었다. 이 촉매의 조성은 Ti/Mo/V = 95/3/4.5(원자비), P/(Mo+V) = 0.8(원자비)이었다.
[비교예 4와 5]
인산이 첨가되지 않는 점을 제외하고는 실시예 8과 9의 절차를 반복하여서 촉매를 제조하였다.
[실시예 10 내지 12]
몰리브덴산 암모늄 107g을 각각 117g, 44g 및 231g으로 변경하고, 메타바나딘산 암모늄 28g을 각각 155g, 101g 및 61g으로 변경하며, 인산 68g을 각각 인산 2수소 암모늄 228g, 128g 및 210g으로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1의 절차를 반복하여서 촉매를 얻었다.
각 촉매의 Ti/Mo/V 비는 각각 85/5/10, 91/2/7 및 86/10/4이며, P/(Mo+V) 원자비는 1.0이었다.
[비교예 6과 7]
인산을 첨가하지 않는 점을 제외하고는 실시예 11과 12의 절차를 반복하여서 촉매를 제조하였다.
[사용예]
실시예 1 내지 12와 비교예 1 내지 7에서 제조된 촉매 각각을 폭 20mm X 길이 100mm의 시험편으로 절단하였다. 각 촉매의 시험편 3개를 촉매 장치에 설치하고, 촉매 편을 표 1과 2에 기재한 조건하에 배기 가스에 노출시켰다. 표 1은 N0x 제거율과 수은 산화율을 측정하기 위한 배기 가스 처리 조건을 나타내고, 표 2는 SO2 산화율을 측정하기 위한 배기 가스 처리 조건을 나타낸다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
또한, N0x 제거율은 화학발광식 N0x 분석기에 의해 촉매 층의 유입구 및 배출구의 N0x 농도를 측정하여서 결정하였다. 수은 산화율은 산화된 수은 증기를 인산염 완충액으로 흡수시킨 후에 JIS K-0222에 준거한 분석 방법을 통해 금속 수은을 분석하여서 구하였다. 또한, SO2 산화율은 적외선 SO2 측정기에 의해 촉매 층의 유입구 및 배출구의 SO2 농도를 측정한 결과로부터 구하였다.
Figure 112009037879827-pct00001
항목 수치
1. 조성
SO2
O2
500ppm
3%
2. 가스 유량 1.2L/분
3. 온도 380℃
4. 촉매 시험편 수 20㎜(폭) x 100㎜(전체 길이), 3개 시험편
구분
 Ti/Mo/V 원자비
또는
Ti/W/V 원자비		 P/(Mo+V) 원자비 또는
P/(W+V) 원자비		 촉매 성능(%)
SO2 산화율 Nox 제거율 Hg 산화율
실시예 1 93/5/2 0.5 0.7 94 60
실시예 2 93/5/2 0.5 0.6 94 55
실시예 3 88/5/7 0.5 2.0 98 87
실시예 4 상동 0.7 1.2 97 85
실시예 5 상동 1.0 0.9 96 82
실시예 6 상동 1.2 0.6 94 81
실시예 7 상동 1.5 0.4 93 81
실시예 8 95/2/3 0.8 0.6 95 70
실시예 9 상동 0.8 0.5 94 71
실시예 10 85/5/10 1.0 1.1 97 83
실시예 11 91/2/7 1.0 1.3 97 76
실시예 12 86/10/4 1.0 0.8 93 73
비교예 1 93/5/2 0 2.7 97 63
비교예 2 상동 상동 2.8 97 58
비교예 3 88/5/7 상동 23 98 85
비교예 4 95/2/3 상동 3.9 97 72
비교예 5 85/5/10 상동 28 98 87
비교예 6 91/2/7 상동 29 98 81
비교예 7 86/10/4 상동 6.4 96 77
실시예 1 내지 12의 촉매와 비교예 1 내지 7의 촉매의 시험 데이터에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 비교예 촉매와 거의 같은 Ti/(Mo 또는 W)/V 비를 갖는 본 발명의 촉매는 비교예 촉매와 마찬가지로 높은 NOx 제거율과 수은(Hg) 산화율을 유지하고, 비교예 촉매의 1/4 내지 1/10 이하인 매우 낮은 SO2 산화율을 나타낸다. 이들 데이터는 인산 또는 인산염을 특정 범위로 함유하는 본 발명의 촉매가 높은 NOx 제거율과 수은(Hg) 산화 활성을 유지하면서, SO2 산화율을 감소시킨 매우 우수한 성능을 발휘함을 나타낸다.

Claims (7)

  1. (i) 티탄(Ti), (ii) 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W), (iii) 바나듐(V) 및 (iv) 인(P)의 각 산화물로 이루어진 조성물에 있어서, Ti:(Mo 또는 W): V의 원자비가 85 내지 97.5:2 내지 10:0.5 내지 10이며, P/(Mo 또는 W와 V의 총합) 원자비가 0.5 내지 1.5인 것을 특징으로 하는, 금속 수은(Hg)을 함유하는 배기 가스 정화용 촉매.
  2. 질소 산화물(NOx) 및 금속 수은(Hg)을 포함하는 배기 가스를 환원제인 암모니아의 존재하에 제 1 항에 기재된 촉매와 접촉시켜서, 배기 가스중의 NOx의 환원 및 금속 수은(Hg)의 산화를 실시하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 정화 방법.
  3. 산화 티탄, 몰리브덴 또는 텅스텐 산의 가용성 암모늄염, 가용성 바나듐 화합물, 및 오르토인산(orthophosphoric acid) 또는 인산 암모늄염에 물을 첨가하여서 혼련해서 얻은 페이스트를 금속제 기판에 도포한 후에 상기 기판을 소성하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 기재된 촉매의 제조 방법.
  4. 산화 티탄, 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 화합물, 및 오르토인산 또는 인산 암모늄염에 물을 첨가하여서 혼련해서 얻은 페이스트를 금속제 기판에 도포한 후에 상기 기판을 소성하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 기재된 촉매의 제조 방 법.
  5. 화학식 (NH3)3Mo2V3O15로 표시되는 화합물, 및 오르토인산 또는 인산 암모늄염의 수성 혼합물을, 산화티탄을 함유하는 촉매 담체에 함침(含浸)하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 기재된 촉매의 제조방법.
  6. (i) 티탄(Ti), (ii) 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W), (iii) 바나듐(V) 및 (iv) 인(P)의 각 산화물로 이루어진 조성물에 있어서, Ti:(Mo 및 W): V의 원자비가 85 내지 97.5:2 내지 10:0.5 내지 10이며, P/(Mo 및 W와 V의 총합) 원자비가 0.5 내지 1.5인 것을 특징으로 하는, 금속 수은(Hg)을 함유하는 배기 가스 정화용 촉매.
  7. 산화 티탄, 몰리브덴 및 텅스텐 산의 가용성 암모늄염, 가용성 바나듐 화합물, 및 오르토인산(orthophosphoric acid) 또는 인산 암모늄염에 물을 첨가하여서 혼련해서 얻은 페이스트를 금속제 기판에 도포한 후에 상기 기판을 소성하는 것을 특징으로 하는, 제 6 항에 기재된 촉매의 제조 방법.
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