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KR20240053000A - 구조화 촉매 및 그 제조 방법과 배가스의 SOx 및 NOx를 동시에 제거하는 방법 - Google Patents

구조화 촉매 및 그 제조 방법과 배가스의 SOx 및 NOx를 동시에 제거하는 방법 Download PDF

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KR20240053000A
KR20240053000A KR1020247011870A KR20247011870A KR20240053000A KR 20240053000 A KR20240053000 A KR 20240053000A KR 1020247011870 A KR1020247011870 A KR 1020247011870A KR 20247011870 A KR20247011870 A KR 20247011870A KR 20240053000 A KR20240053000 A KR 20240053000A
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KR
South Korea
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metal component
weight
catalyst
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coating layer
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Pending
Application number
KR1020247011870A
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English (en)
Inventor
추차오 장
하이타오 쑹
둥웨 자오
멍룽 펑
야쿤 취
하오 사
Original Assignee
차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션
시노펙 리서치 인스티튜트 오브 페트롤리움 프로세싱 컴퍼니, 리미티드
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Publication date
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Priority claimed from CN202111055118.0A external-priority patent/CN115770587B/zh
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Abstract

본 발명은 접촉 분해 분야에 관한 것으로, SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매 및 그 제조 방법 및 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법을 공개하였고, 상기 촉매는 모노리스 구조 담체와 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분을 포함한다. 본 발명에서 제공하는 촉매를 사용하면, 활성 성분의 전체 첨가량을 줄일 수 있고, 보조제의 배출 감소 효과를 높일 수 있다.

Description

구조화 촉매 및 그 제조 방법과 배가스의 SOx 및 NOx를 동시에 제거하는 방법
본 발명은 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 규칙적 구조 촉매 및 그 제조 방법과 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법에 관한 것이다.
접촉 분해 반응 과정에서, 탄화수소의 반응으로 인해 코크스가 촉매에 침전되어, 촉매 활성이 저하된다. 코크스 함유 촉매는 스트리핑 구간을 거쳐 촉매에 흡착된 탄화수소가 제거된 후, 재생기로 이송된다. 재생기 내에서 코크스 함유 촉매는 고온에서 공기와 충분히 접촉하여, 촉매 표면의 코크스가 연소되면서, 촉매 활성을 회복시킨다. 촉매의 코크스가 연소되면 SOx 및 NOx 등이 생성될 수 있으며, 이들 가스는 공기중으로 배출되어 대기를 오염시킨다. 환경 보호 요구가 점점 엄격해짐에 따라, 연기 오염물의 배출 기준도 점점 엄격해지고 있다.
접촉 분해 재생 연기를 감소시키기 위한 주요 기술 조치는, 재생기 최적화, 연기 후처리 및 보조제 사용을 포함한다. 후처리 기술 중 SCR공정은 암모니아 주입을 이용하여 NOx를 환원시킬 수 있고, 습식 탈황 기술은 알칼리 주입을 이용하여 SO2를 흡수할 수 있으나, 높은 설비 투자, 높은 운용 비용이 필요하며, 또한 암모니아 탈출, 청색 연기 꼬리 끌림 등 문제가 발생한다. 현재 주를 이루는 탈황, 탈질 보조제는 주로 단독으로 한 가지 연기 오염물을 제거한다. 예를 들면, CN1334316A는 접촉 분해 연기에서 탈SOx하기 위한 마그네슘-알루미늄 스피넬 함유 조성물 및 세륨/바나듐의 산화물을 포함하는 황전달제를 공개하였다. CN101311248B는 접촉 분해 연기에서 NOx를 감소시키기 위한 접촉 분해 재생 연기에서 NOx의 배출을 감소시킬 수 있는 조성물을 제공하였다.
또한, 상기 공정 및 특허 문헌은 재생 연기 중의 SOx 또는 NOx를 별도로 제거할 때, 비교적 좋은 제거 효과가 있으나, 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거할 수 없다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 상기 문제를 극복하기 위하여, SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 규칙적 구조 촉매 및 그 제조 방법과 접촉 분해 재생 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법을 제공한다. 본 발명에서 제공하는 촉매를 사용하면 전체 첨가량을 줄일 수 있고, 보조제의 배출 감소 효과를 높일 수 있다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 제1 측면은 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매를 제공하고, 상기 촉매는 모노리스 구조 담체와 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하고, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 1-50중량%이고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스와 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분을 포함한다.
본 발명에서, 반대되는 시사가 없는 한, “상기 촉매의 전체 중량을 기준으로”는 상기 촉매의 전체 중량이 100중량%임을 의미하고; “상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로”는 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량이 100중량%임을 의미하며; 상기 활성 금속 성분의 조성 함량에 관한 것일 경우, 상기 활성 금속 성분의 전체 중량이 100중량%인 것을 기준으로 한다.
본 발명의 제2 측면은 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매의 제조 방법을 제공하고, 상기 방법은,
(1)희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체를 함유하는 용액을 조제하는 단계;
(2)단계(1)의 상기 용액을 공침전제와 공침 반응시킨 후, 얻은 고체 생성물을 건조 및 소성하여, 활성 금속 성분 전구체를 얻는 단계;
(3)활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물을 혼합 및 슬러리화하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻는 단계;
(4)상기 활성 성분 코팅층 슬러리를 사용하여 모노리스 구조 담체를 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 일부 활성 성분의 코팅층을 얻어, 촉매 반제품(semi-finished catalyst product)을 얻는 단계;
(5)귀금속 성분 전구체를 함유한 용액으로 단계(4)에서 얻은 상기 촉매 반제품을 함침시킨 후, 건조 및/또는 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻는 단계;를 포함하고,
여기서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 1-50중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
본 발명의 제3 측면은 접촉 분해 재생 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법을 제공하고, 상기 방법은, 탈SOx 및 탈NOx하는 조건에서, 접촉 분해 재생 연기와 촉매를 접촉시키고, 상기 촉매는 본 발명의 제1 측면에 따른 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매 또는 제2 측면에 따른 제조 방법에 의해 제조된 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매이다.
본 발명은 SOx 및 NOx를 복합적으로 제거하는 목적으로, 연기 오염물을 복합적으로 제거하는 새로운 촉매를 개발하였다. 본 발명에서 제공하는 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매는 오염물을 복합적으로 제거하는 활성이 높고, 제조 방법이 간단하여, 접촉 분해 재생 연기 중 SOx 및 NOx의 배출을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 본 발명에서 제공하는 촉매는 모노리스 재료이며, 연기 통로에 넣어 바로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 제공하는 촉매를 사용하면 전체 첨가량을 줄일 수 있고, 보조제의 배출 감소 효과를 높일 수 있고, 보조제 기술의 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 개시된 범위의 한계 값 및 임의의 값은 해당 정확한 범위 또는 값에 한정되지 않으며, 이러한 범위 또는 값은 이러한 범위 또는 값에 근사한 값을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 수치 범위의 경우, 각 범위의 한계 값 사이, 각 범위의 한계 값 및 개별 포인트 값 사이는 서로 조합되어 하나 이상의 새로운 수치 범위를 얻을 수 있고, 이러한 수치 범위는 본 명세서에서 구체적으로 개시된 것으로 간주되어야 한다.
본 발명에서, 사용되는 용어 “모노리스 구조 촉매”는 모노리스 구조 담체 및 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하는 촉매를 의미하며, “모노리스 구조 담체”는 모노리스 구조를 갖는 담체이다.
본 발명의 제1 측면은 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매를 제공하고, 상기 촉매는 모노리스 구조 담체와 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하고, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 1-50중량%이고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
본 발명에서 제공하는 모노리스 구조 촉매에서, 특정 종류 및 함량의 활성 성분은 활성 금속 성분 코팅층 형태로 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 존재하고, 코팅층 내 활성 금속은 분산도가 높아, SOx 및 NOx를 감소시키는 활성이 현저하게 향상된다.
본 발명의 바람직한 실시방식에 따르면, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 5-40중량%이고, 바람직하게는 10-35중량%이다.
본 발명에서 제공하는 모노리스 구조 촉매에 따르면, 바람직하게는, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 40-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-60중량%이고; 더욱 바람직하게는, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이다.
본 발명에서 제공하는 모노리스 구조 촉매에 따르면, 바람직하게는, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 60-90중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 10-40중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.02-1.5중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시방식에 따르면, 상기 활성 금속 성분에 희토류족 금속 성분 및 IIA족 금속 성분이 동시에 포함된다. 이러한 바람직한 실시방식에서는, 촉매의 연기 중 SOx 및 NOx를 동시에 제거하는 능력을 향상시키는데 더욱 유리하다. 더욱 바람직하게는, 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로, 희토류족 금속 성분의 함량은 30-80중량%이고, 더욱 바람직하게는 40-75중량%이고; 상기 IIA족 금속 성분의 함량은 5-40중량%이고, 더욱 바람직하게는 10-30중량%이다.
본 발명의 바람직한 실시방식에 따르면, 상기 활성 금속 성분에 VB, VIII, IB, IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 및 VIIB족 비귀금속 성분이 동시에 포함된다. 이러한 바람직한 실시방식에서는, 촉매의 연기 중 SOx 및 NOx를 동시에 제거하는 능력을 향상시키는데 더욱 유리하다. 더욱 바람직하게는, 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로, VB, VIII, IB, IIB족의 1종 이상의 비귀금속 성분의 함량은 3-30중량%이고, 바람직하게는 5-20중량%이고; 상기 VIIB족 비귀금속 성분의 함량은 3-20중량%이고, 바람직하게는 5-15중량%이다.
본 발명의 특히 바람직한 실시방식에 따르면, 란타늄과 코발트의 몰비는 (0.5-15):1이고, 예를 들면 (1-10):1, 또는 (1-6):1, (2-5):1, 또는 (2.5-3.5):1, 또는 (2.6-3.4):1, 또는 (2.7-3.3):1, 또는 (2.8-3.2):1, 또는 (2.9-3.1):1, 또는 (2.95-3.05):1이다. 이러한 바람직한 실시방식을 이용하면 촉매의 SOx 및 NOx를 복합적으로 제거하는 성능을 향상시키는데 더욱 유리하다.
본 발명에서, 모노리스 구조 촉매 중 각 성분 함량은 모두 X선 형광 분광법(석유화공분석방법(RIPP실험방법), 양추이딩 편집, 과학출판사 1990년 출판)에 의해 측정한다.
본 발명에서, Siemens D5005회절계를 사용하여, 촉매 샘플에 대해 분말 X선 회절(XRD)분석을 진행하고, 40 Kv, 40 mA 조건에서 CuKα(λ= 0.15418nm)방사선이 발생하며, Ni 여과를 거친다. 회절 신호는 0.02°의 스텝 사이즈로 2θ 5~70°범위 내에서 기록된다.
본 발명에 따르면, 통상적으로 정의된 희토류족 금속은 모두 본 발명에 사용될 수 있고, 상기 모노리스 구조 촉매의 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 성능을 더욱 향상시키기 위해, 바람직하게는, 상기 희토류족 금속 성분은 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴 및 네오디뮴으로부터 선택된 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 란타늄 및/또는 세륨이고, 더욱 바람직하게는 란타늄이다.
본 발명에 따르면, 상기 IIA족 금속 성분은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 마그네슘이다.
본 발명에 따르면, 상기 VB족 비귀금속 성분은 바나듐, 니오븀, 탄탈럼으로부터 선택된 적어도 1종일 수 있고, 바람직한 상황에서, 상기 VIIB족 비귀금속 성분은 망간이고; 상기 VIII족 비귀금속 성분은 철, 코발트 및 니켈로부터 선택된 적어도 1종일 수 있고; 상기 IB족 비귀금속 성분은 구리일 수 있고; 상기 IIB족 비귀금속 성분은 아연, 카드뮴 및 수은으로부터 선택된 적어도 1종일 수 있다.
바람직하게는, 상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분은 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 바나듐으로부터 선택된 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 코발트, 철 및 망간 중의 적어도 1종이고, 더욱 더 바람직하게는, 망간 및 코발트 및/또는 철이고, 가장 바람직하게는 망간 및 코발트이다.
본 발명에서 제공하는 모노리스 구조 촉매에 따르면, 바람직하게는, 상기 귀금속 성분은 루테늄, 로듐, 레늄, 백금, 팔라듐, 은, 이리듐 및 금으로부터 선택된 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 백금, 팔라듐 및 로듐 중의 1종 이상이고, 가장 바람직하게는 팔라듐이다.
본 발명에서 제공하는 모노리스 구조 촉매에 따르면, 바람직하게는, 상기 매트릭스는 알루미나, 스피넬, 페로브스카이트, 실리카-알루미나, 제올라이트, 카올린, 규조토 및 펄라이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 바람직하게는 알루미나, 스피넬 및 페로브스카이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는, 알루미나, 스피넬 및 페로브스카이트 중의 적어도 1종이고, 더욱 더 바람직하게는 알루미나이다.
본 발명의 모노리스 구조 촉매에 따르면, 모노리스 구조 담체는 고정층 반응기에서 제공되는 촉매 베드에 사용될 수 있다. 상기 모노리스 구조 담체는 내부에 중공 채널 구조가 형성된 단일체 담체 블록일 수 있고, 채널의 내벽에는 촉매 코팅층이 분포될 수 있고, 채널 공간은 유체의 유동 공간으로 사용될 수 있다. 바람직한 상황에서, 상기 모노리스 구조 담체는 양단이 개구된 평행 채널 구조를 갖는 모놀리식 담체로부터 선택된다. 상기 모노리스 구조 담체는 단면에 벌집 모양의 개공이 있는 허니콤형 모노리스 담체(허니콤 담체로 약칭)일 수 있다.
본 발명의 모노리스 구조 촉매에 따르면, 바람직한 상황에서, 상기 모노리스 구조 담체의 단면의 홀 밀도는 10-300홀/제곱인치이고, 바람직하게는 20-300홀/제곱인치이고, 상기 모노리스 구조 촉매의 단면의 개공률은 20-80%이고, 바람직하게는 50-80%이다. 상기 홀은 규칙적인 형상일 수도 있고, 불규칙적인 형상일 수도 있으며, 각 홀의 형상은 같을 수도 있고, 다를 수도 있으며, 각자 독립적으로 정사각형, 정삼각형, 정육각형, 원형 및 파형 중 하나일 수 있다.
본 발명의 모노리스 구조 촉매에 따르면, 바람직한 상황에서, 상기 모노리스 구조 담체는 코디어라이트 허니콤 담체, 멀라이트 허니콤 담체, 다이아몬드 허니콤 담체, 강옥 허니콤 담체, 지르코늄 강옥 허니콤 담체, 석영 허니콤 담체, 네펠린 허니콤 담체, 장석 허니콤 담체, 알루미나 허니콤 담체 및 금속 합금 허니콤 담체로부터으로부터 선택된 적어도 1종일 수 있다.
본 발명은 상기 희토 금속 원소, IIA족 금속 원소 및 IVB, VB, VIB, VIIB, VIII, IB, IIB족의 비금속 원소를 배제하지 않고 또한 Sr, Ca 및 Ni 등과 같은 La, Co, Mg 및 Mn 이외의 원소를 더 포함한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시방식에 따르면, 상기 촉매는 모노리스 구조 담체와 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하고, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 10-35중량%이고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분;을 포함하고, 상기 희토류족 금속 성분은 란타늄이고, 상기 IIA족 금속 성분은 마그네슘이고, 상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분은 망간 및 코발트이고，상기 귀금속 성분은 팔라듐이다. 상기 특히 바람직한 실시방식을 이용하여, La, Co, Mg, Mn 및 귀금속을 금속 원소로 배합 사용하면, SOx 및 NOx를 제거하는 능력을 크게 향상시킬 수 있고, 또한 촉매에 의해 흡착된 NOx는 촉매의 SOx에 대한 흡수를 촉진시킬 수도 있다.
본 발명에서, 달리 특별히 명시하지 않는 한, La는 산화물을 기준으로 한다는 것은 La는 La2O3을 기준으로 하는 것을 의미하고, Mg는 산화물을 기준으로 한다는 것은 Mg는 MgO으로 기준으로 하는 것을 의미하고, Co는 산화물을 기준으로 한다는 것은 Co는 Co2O3을 기준으로 하는 것을 의미하고, Mn는 산화물을 기준으로 한다는 것은 Mn는 MnO을 기준으로 하는 것을 의미한다.
본 발명의 제2 측면은 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매의 제조 방법을 제공하고, 상기 방법은,
(1)희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체를 함유하는 용액을 조제하는 단계;
(2)단계(1)의 상기 용액을 공침전제와 공침 반응시킨 후, 얻은 고체 생성물을 건조 및 소성하여, 활성 금속 성분 전구체를 얻는 단계;
(3)활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물을 혼합 및 슬러리화하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻는 단계;
(4)상기 활성 성분 코팅층 슬러리를 사용하여 모노리스 구조 담체를 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 일부 활성 성분의 코팅층을 얻어, 촉매 반제품을 얻는 단계;
(5)귀금속 성분 전구체를 함유한 용액으로 단계(4)에서 얻은 상기 촉매 반제품을 함침시킨 후, 건조 및/또는 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻는 단계;를 포함하고,
여기서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 1-50중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분을 포함한다.
본 발명에서 제공하는 제조 방법에 따르면, 희토류족 금속 성분, IIA족 금속 성분, 상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족의 1종 이상의 비귀금속 성분 및 상기 귀금속 성분, 매트릭스 및 모노리스 구조 담체의 구체 종류의 선택 범위는 상기 제1 측면에서 설명한 바와 같으므로, 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
바람직하게는, 상기 매트릭스 공급원은 단계(4)의 상기 소성 조건에서 매트릭스로 전환될 수 있는 물질이다. 당업자는 상기 매트릭스의 종류에 따라 적합한 선택을 할 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 상기 매트릭스가 바람직하게는 알루미나인 경우, 상기 매트릭스 공급원은 알루미나의 전구체일 수 있고, 예를 들면, 상기 매트릭스 공급원은 깁사이트, 베이어라이트, 노르드샨다이트, 디아스포어, 베마이트 및 유사 베마이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 가장 바람직하게는 유사 베마이트이다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면, 상기 매트릭스가 알루미나인 경우, 바람직하게는, 슬러리화하기 전에, 매트릭스 공급원에 대해 산성화 및 해교 처리를 진행하고, 상기 산성화 해교 처리는 해당 분야의 통상의 기술 수단에 따라 진행할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 산성화 해교 처리에서 사용된 산은 염산이다.
본 발명은 상기 산성화 해교 처리의 조건에 대한 선택 범위가 넓으며, 바람직하게는, 상기 산성화 해교 처리의 조건은 산/알루미나 비율이 0.12-0.22이고, 시간이 10-40min인 것을 포함한다.
본 발명에서, 달리 특별히 명시하지 않는 한, 상기 산/알루미나 비율은 36중량%의 진한 염산 기준의 염산과 건조 기준의 알루미나 전구체의 질량비를 의미한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체는 각자 독립적으로 각 금속 성분의 질산염, 염화물, 염소산염 또는 황산염 등과 같은 수용성 염으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는, 질산염 및/또는 염화물이다. 특히, 망간의 전구체는 과망간산칼륨 및/또는 염화망간일 수 있다.
본 발명은 각 금속 성분 전구체가 균일하게 혼합되기만 하면 단계(1)의 상기 용액을 얻는 방법에 대해 특별히 한정하지 않는다. 예를 들면, 각 금속 성분 전구체를 물에 용해시켜, 충분히 균일하게 교반할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시방식에 따르면, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 5-40중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 40-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-60중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 60-90중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 10-40중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.02-1.5중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
더욱 바람직하게는, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 10-35중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면, 상기 활성 금속 성분 전구체를 제공하는 방법은, 공침법을 선택할 수도 있고, 졸-겔법을 선택할 수도 있으며, 더욱 바람직한 것은 공침법이다. 그러나, 졸-겔법도 본 발명의 보호 범위 내에 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따른 공침전제의 종류 및 용량은 통상의 기술 수단에 따라 선택할 수 있고, 공침 반응이 원활하게 진행될 수만 있으면 된다. 상기 공침전제의 종류는 해당 분야의 통상적 선택일 수 있고, 바람직하게는, 상기 공침전제는 탄산염이고, 더욱 바람직하게는 탄산암모늄, 탄산칼륨 및 탄산나트륨 중의 적어도 하나로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 탄산암모늄이다.
단계(2)에서, 공침전제는 용액의 형태로 도입되어 상기 용액과 공침 반응할 수 있다. 본 발명은 상기 용액 및 공침전제의 용액의 농도에 대해 특별히 한정하지 않으며, 용액 농도가 상기 용액 제공시의 용해도보다 작기만 하면 되고, 이로써 상기 공침 반응이 충분히 발생할 수 있도록 보장하기만 하면 된다.
바람직하게는, 상기 공침 반응은 pH가 8-10, 바람직하게는 8.5-9.5인 조건에서 진행된다. 상기 공침 반응의 pH는 산 및/또는 염기를 유입시켜 조절할 수 있고, 이들의 구체 종류에 대해 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 암모니아수일 수 있다. 상기 공침 반응의 온도에 대해 본 발명은 특별히 한정하지 않으며, 실온에서 진행될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면, 공침 반응으로 얻은 반응 생성물을 고액 분리(예를 들면 여과 또는 원심 분리일 수 있음)하여, 상기 고체 생성물을 얻는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 단계(2)의 소성 조건은, 온도가 300-800℃이고, 시간이 1-8h인 것을 포함한다.
본 발명에서, 바람직하게는, 단계(3)의 활성 성분 코팅층 슬러리의 고체 함량은 5-45중량%이다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면, 활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물을 접촉시킨 후, 슬러리화하여 상기 슬러리를 얻을 수 있는 한, 상기 활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물을 혼합하여 슬러리화 하는 방법에 대해 특별히 한정하지 않으며, 활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물의 첨가 순서도 마찬가지로 한정하지 않는다.
본 발명에서는, 코팅 과정에서의 파라미터를 조절하여 활성 성분 코팅층의 함량을 조절할 수 있고, 예를 들면 코팅 과정에서의 활성 성분 코팅층 슬러리, 모노리스 구조 담체의 용량을 조절할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 방법에서 설명된 코팅은 다양한 코팅 방법을 사용하여 활성 성분 코팅층 슬러리를 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 코팅할 수 있으며; 상기 코팅 방법은 수용성 코팅법, 함침법 또는 분무법일 수 있다. 코팅의 구체적 작업은 CN1199733C에서 설명된 방법을 참고하여 진행할 수 있다. 바람직한 경우, 상기 코팅은 수용성 코팅법을 이용하고, 코팅 과정에서 모노리스 구조 담체의 일단은 활성 성분 코팅층 슬러리에 함침시키고, 타단은 진공을 가하여, 활성 성분 코팅층 슬러리가 모노리스 구조 담체의 채널을 연속적으로 통과하도록 한다. 상기 모노리스 구조 담체의 채널을 통과하는 활성 성분 코팅층 슬러리의 부피는 모노리스 구조 담체 부피의 2-20배일 수 있고, 가하는 진공 압력은 -0.1MPa~-0.01MPa일 수 있으며, 코팅 온도는 10-70℃일 수 있고, 코팅 시간은 0.1-300초일 수 있다. 활성 성분 코팅층 슬러리가 코팅된 모노리스 구조 담체를 건조 및 소성하면, 모노리스 구조 담체의 내면 및/도는 외면에 분포된 일부 활성 성분의 코팅층을 얻어, 촉매 반제품을 얻을 수 있다. 상기 일부 활성 성분의 코팅층이란 해당 단계에서 얻은 촉매 반제품에 귀금속 활성 성분이 포함되지 않은 것을 의미하고, 따라서 일부 활성 성분의 코팅층이라 기록하며, 단계(5)의 함침이 완료된 후, 건조 및/또는 소성을 진행하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻는다.
본 발명의 단계(5)에서는 함침에 의해 얻은 물질만 건조할 수도 있고, 함침에 의해 얻은 물질만 소성할 수도 있고, 또한 함침에 의해 얻은 물질을 건조한 후 소성할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않고, 바람직하게는 함침에 의해 얻은 물질을 건조한 후 소성한다. 본 발명은 단계(5)의 상기 소성 조건에 대해 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야의 통상의 기술 수단에 따라 진행할 수 있다. 예를 들면, 단계(5)의 상기 소성은 공기 또는 불활성 분위기(예를 들면 질소)에서 진행될 수 있고, 본 발명은 단계(5)의 상기 소성 조건에 대해 특별히 한정하지 않으며, 바람직하게는 온도가 300-700℃이고, 시간이 0.1-5h인 것을 포함한다.
본 발명은 단계(2), 단계(4) 및 단계(5)의 상기 건조 조건에 대해 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야의 통상의 기술 수단에 따라 진행할 수 있으며, 예를 들면, 단계(2), 단계(4) 및 단계(5)의 상기 건조 조건은 각자 독립적으로 온도가 60-200℃이고, 시간이 2-10h인 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단계(5)에서 설명된 함침에 대해 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야의 통상의 기술 수단에 따라 진행할 수 있으며, 당업자는 함침에 의해 촉매 중 특정 귀금속의 함량을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 함침은 포화 함침일 수도 있고, 과잉 함침일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 단계(5)에서, 귀금속 성분 전구체를 산용액에서 가수분해하여 상기 용액을 제공한다. 구체적으로, 상기 가수분해 이후, 희석(물을 첨가할 수 있음) 또는 농축(증발을 진행할 수 있음)을 진행한 후, 상기 함침을 진행하여 특정 귀금속 성분 담지량의 촉매를 제공한다.
바람직하게는, 상기 산은 수용성 무기산 및/또는 유기산으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 염산, 질산, 인산 및 아세트산 중의 적어도 1종으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 상기 산의 용량은 함침액의 pH값이 6.0미만, 바람직하게는 5.0미만이 되도록 한다. 이러한 바람직한 실시방식을 이용하면 활성 성분을 균일하게 분산시키고 완제품 촉매의 내마모성 강도를 개선하는데 더욱 유리하다.
본 발명은 함침 후 얻은 혼합물을 여과하여 상기 고체 생성물을 얻을 수 있다. 상기 여과는 해당 분야의 통상의 기술 수단에 따라 진행할 수 있다.
본 발명의 제3 측면은 접촉 분해 재생 가스를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법을 제공하고, 상기 방법은, 탈SOx 및 탈NOx하는 조건에서, 접촉 분해 재생 연기와 촉매를 접촉시키고, 상기 촉매는 본 발명의 제1 측면에 따른 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매 또는 제2 측면에 따른 제조 방법에 의해 제조된 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매이다. 본 발명에서 제공하는 촉매는 SOx 및 NOx를 동시에 포함하는 접촉 분해 재생 연기의 처리에 특히 적합하다.
본 발명은 상기 접촉 분해 재생 연기 중, SOx 및 NOx의 함량에 대한 선택 범위가 넓고, SOx 및 NOx를 동시에 포함하기만 하면 양자의 제거에 유리하다. 바람직하게는, 상기 접촉 분해 재생 연기 중, SOx의 함량은 0.001-0.5부피%이고, NOx의 함량은 0.001-0.3부피%이고; 더욱 바람직하게는, 상기 접촉 분해 재생 연기 중, SOx의 함량은 0.002-0.2부피%이고, NOx의 함량은 0.002-0.2부피%이다.
바람직하게는, 상기 연기 중, SOx와 NOx의 부피 함량비는 1-1.4:1이고, 바람직하게는 1-1.2:1이다. 이러한 바람직한 실시방식은 양자의 제거 효율을 향상시키는데 더욱 유리하다.
본 발명에서, 상기 접촉 분해 재생 연기 중에는 SOx 및 NOx 이외의 CO, CO2 및 H2O 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 가스가 더 포함될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면, 바람직하게는, 상기 접촉 조건은, 온도가 300-1000℃이고, 게이지 압력을 기준으로 반응 압력이 0-0.5MPa이고, 접촉 분해 재생 연기의 부피 공간 속도가 200-20000 h-1이고; 더욱 바람직하게는, 온도가 450-750℃이고, 게이지 압력을 기준으로 반응 압력이 0.05-0.3MPa이고, 접촉 분해 재생 연기의 부피 공간 속도가 1000-10000 h-1인 것을 포함한다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면, 바람직하게는, 상기 접촉은 사이클론 분리기 뒤 및/또는 CO소각로 뒤에 설치된 연기 통로에서 진행된다. 완전 재생 과정에서, 재생기 출구의 사이클론 분리기 후, 연기 중 SOx 및 NOx의 농도가 높고 촉매 미분 입자가 적고, 온도가 높아 반응 전환율을 향상시키는데 도움이 되며, 입자가 적으면 채널이 쉽게 막히지 않고, 이를 기반으로, 바람직하게는, 완전 재생 연기와 촉매의 상기 접촉은 사이클론 분리기 뒤에 설치된 연기 통로에서 진행되어, SOx 및 NOx를 동시에 접촉 전환시키며; 불완전 재생 과정에서, 연기 중 잉여 산소 함량이 낮고, CO농도가 높으므로, 재생기 출구의 연기 중 NOx의 농도가 매우 낮고, NH3, HCN와 같은 환원 상태 질화물의 농도가 높다. 이러한 환원 상태 질화물은 연기를 따라 하류로 흐르며, 에너지 회수를 위한 CO소각로에서 충분히 산화되면, NOx가 생성된다. 이를 기반으로, 바람직하게는, 불완전 재생 연기와 촉매의 상기 접촉은 CO소각로 및/또는 CO소각로 뒤에 설치된 연기 통로에서 진행되어, SOx 및 NOx를 동시에 접촉 전환시킨다.
본 발명은 상기 CO소각로에 대해 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면 수직형 CO소각로 또는 수평형 CO소각로 등 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 다양한 CO소각로를 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 사이클론 분리기는 바람직하게는 3단 사이클론 분리기이다.
바람직한 상황에서, 상기 모노리스 구조 촉매는 촉매 베드의 형태로 존재한다. 본 발명에서 제공하는 방법에서, 모노리스 구조 촉매는 고정된 촉매 베드로서 사이클론 분리기 뒤 및/또는 CO소각로 뒤에 설치된 연기 통로에 설치될 수 있고, 유동하는 접촉 분해 재생 연기가 모노리스 구조 촉매 베드를 유동 과통할 수 있으면, 모노리스 구조 담체 내의 채널을 유동 통과하여, 채널 벽에 분포된 활성 성분 코팅층과 반응할 수 있다.
본 발명은 하기 기술방안을 추가로 제공한다:
1. SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매로서, 상기 촉매는 모노리스 구조 담체와 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하고, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 1-50중량%이고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
2. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 모노리스 구조 촉매에 있어서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 5-40중량%이고;
및/또는, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 40-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-60중량%이고;
및/또는, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 60-90중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 10-40중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.02-1.5중량%의 귀금속 성분;을 포함하고,
바람직하게는,
상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 10-35중량%이고;
및/또는, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이고;
및/또는, 상기 활성 금속 성분은1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
3. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 상기 모노리스 구조 촉매에 있어서, 상기 매트릭스는 알루미나, 스피넬, 페로브스카이트, 실리카-알루미나, 제올라이트, 카올린, 규조토 및 펄라이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 바람직하게는 알루미나, 스피넬 및 페로브스카이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 알루미나이고;
바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 양단이 개구된 평행 채널 구조를 갖는 모놀리식 담체로부터 선택되고;
바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체의 단면의 홀 밀도는 10-300홀/제곱인치이고, 개공율은 20-80%이고;
바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 코디어라이트 허니콤 담체, 멀라이트 허니콤 담체, 다이아몬드 허니콤 담체, 강옥 허니콤 담체, 지르코늄 강옥 허니콤 담체, 석영 허니콤 담체, 네펠린 허니콤 담체, 장석 허니콤 담체, 알루미나 허니콤 담체 및 금속 합금 허니콤 담체로부터으로부터 선택된 적어도 1종이다.
4. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 모노리스 구조 촉매에 있어서, 상기 희토류족 금속 성분은 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴 및 네오디뮴으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 란타늄 및/또는 세륨이고, 더욱 바람직하게는 란타늄이고;
상기 IIA족 금속 성분은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 마그네슘이고;
상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분은 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 바나듐으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 코발트, 철 및 망간 중의 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 망간 및 코발트 및/또는 철이고, 더욱 더 바람직하게는 망간 및 코발트이고;
상기 귀금속 성분은 루테늄, 로듐, 레늄, 백금, 팔라듐, 은, 이리듐 및 금으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 백금, 팔라듐 및 로듐 중의 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 팔라듐이다.
5. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 모노리스 구조 촉매에 있어서, 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로, 산화물을 기준으로, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분의 함량에 대한 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분의 함량의 비는 1-8이고, 바람직하게는 1.5-6이고, 더욱 바람직하게는 2-4이다.
6. 상기 기술방안 중 임의의 하나에 따른 모노리스 구조 촉매에 있어서, 상기 활성 금속 성분은,
1a)산화물을 기준으로, 희토류족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는, 란타늄;
1b)산화물을 기준으로, IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는 마그네슘;
2a)산화물을 기준으로, VB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는, 코발트;
2b)산화물을 기준으로, VIIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는 망간;
3)원소를 기준으로, 백금, 팔라듐 및 로듐으로부터 선택된 1종 이상; 바람직하게는, 팔라듐;을 포함하거나 이들로 구성된다.
7. 기술방안6에 따른 모노리스 구조 촉매에 있어서, 100중량%의 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로,
1a)의 함량은 30-80중량%, 예를 들면 35-75중량%, 또는 40-70중량%이고,
1b)의 함량은 5-40중량%, 예를 들면 10-30중량%이고,
2a)의 함량은 5-40중량%, 예를 들면 3-30중량%, 또는 5-20중량%이고,
2b)의 함량은 3-20중량%, 예를 들면 5-15중량%이고,
c)의 함량은 0.01-0.2중량%이다.
8. 기술방안6에 따른 모노리스 구조 촉매에 있어서,
란타늄과 코발트의 몰비는 (0.5-15):1, 예를 들면 (1-10):1, 또는 (1-6):1, (2-5):1, 또는 (2.5-3.5):1, 또는 (2.6-3.4):1, 또는 (2.7-3.3):1, 또는 (2.8-3.2):1, 또는 (2.9-3.1):1, 또는 (2.95-3.05):1이다.
9. 상기 기술방안 중 어느 하나에 따른 촉매에 있어서, 상기 촉매는 분말XRD스펙트럼 중 2θ=33.0°±0.1°, 33.5°±0.1° 및 47.5°±0.1° 부분 및 27.0°±0.1°, 28.0°±0.1° 및 39.5°±0.1° 부분에서 특징 피크를 갖는다.
10. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 촉매에 있어서, 상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 노출시켜 처리된 것이며;
예를 들면, 상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 350-1000℃이고, 압력은 0-8 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-100부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-800℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-800℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-800℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-800℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-900℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-750℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-750℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-750℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-750℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-750℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-750℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-700℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-700℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-700℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-700℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-700℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 적어도 1분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-700℃이고, 압력은 0-5 MPa이고, SO2의 함량은 0.001-5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-900℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-900℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-900℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-900℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-900℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-900℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-800℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-800℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-800℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-800℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-800℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-800℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-750℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-750℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-750℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-750℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-750℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-750℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-700℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-700℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-700℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-700℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-700℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 30-480분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-700℃이고, 압력은 0-2 MPa이고, SO2의 함량은 0.01-1부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-900℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-900℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-900℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-900℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-900℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-900℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-800℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-800℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-800℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-800℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-800℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-800℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-750℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 400-700℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 450-700℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 500-700℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 550-700℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 600-700℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이거나; 또는
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 60-120분 동안 노출시켜 처리된 것이고, SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650-700℃이고, 압력은 0-0.5 MPa이고, SO2의 함량은 0.02-0.5부피%이다.
11. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 촉매에 있어서,
상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 노출시켜 처리된 것이며, 상기 촉매는 분말XRD스펙트럼 중 2θ=28.6°±0.1°, 30.0°±0.1° 및 50.4°±0.1° 부분에서 특징 피크를 갖는다.
12. SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매의 제조 방법에서, 상기 제조 방법은,
(1)희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체를 함유하는 용액을 조제하는 단계;
(2)단계(1)의 상기 용액을 공침전제와 공침 반응시킨 후, 얻은 고체 생성물을 건조 및 소성하여, 활성 금속 성분 전구체를 얻는 단계;
(3)활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물을 혼합 및 슬러리화하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻는 단계;
(4)상기 활성 성분 코팅층 슬러리를 사용하여 모노리스 구조 담체를 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 일부 활성 성분의 코팅층을 얻어, 촉매 반제품을 얻는 단계;
(5)귀금속 성분 전구체를 함유한 용액으로 단계(4)에서 얻은 상기 촉매 반제품을 함침시킨 후, 건조 및/또는 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻는 단계;를 포함하고,
여기서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 1-50중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
13. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 5-40중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 40-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-60중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 60-90중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 10-40중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.02-1.5중량%의 귀금속 성분;을 포함하고;
바람직하게는, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 10-35중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이고, 상기 활성 금속 성분은, 1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분;을 포함한다.
14. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로, 산화물을 기준으로, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분의 함량에 대한 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분의 함량의 비가 1-8, 바람직하게는 1.5-6, 더욱 바람직하게는 2-4가 되도록 한다.
15. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 활성 금속 성분이,
1a)산화물을 기준으로, 희토류족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는, 란타늄;
1b)산화물을 기준으로, IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는 마그네슘;
2a)산화물을 기준으로, VB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는, 코발트;
2b)산화물을 기준으로, VIIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는 망간;
3)원소를 기준으로, 백금, 팔라듐 및 로듐으로부터 선택된 1종 이상; 바람직하게는, 팔라듐;을 포함하거나 이들로 구성되도록 하고;
바람직하게는, 100중량%의 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로,
1a)의 함량은 30-80중량%, 예를 들면 35-75중량%, 또는 40-70중량%이고,
1b)의 함량은 5-40중량%, 예를 들면 10-30중량%이고,
2a)의 함량은 5-40중량%, 예를 들면 3-30중량%, 또는 5-20중량%이고,
2b)의 함량은 3-20중량%, 예를 들면 5-15중량%이고,
c)의 함량은 0.01-0.2중량%이고; 및/또는,
바람직하게는, 란타늄과 코발트의 몰비는 (0.5-15):1, 예를 들면 (1-10):1, 또는 (1-6):1, (2-5):1, 또는 (2.5-3.5):1, 또는 (2.6-3.4):1, 또는 (2.7-3.3):1, 또는 (2.8-3.2):1, 또는 (2.9-3.1):1, 또는 (2.95-3.05):1이다.
16. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 매트릭스 공급원은 단계(4)의 상기 소성 조건에서 매트릭스로 전환될 수 있는 물질이다.
상기 매트릭스는 알루미나, 스피넬, 페로브스카이트, 실리카-알루미나, 제올라이트, 카올린, 규조토 및 펄라이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 바람직하게는 알루미나, 스피넬 및 페로브스카이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 알루미나이고;
바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 양단이 개구된 평행 채널 구조를 갖는 모놀리식 담체로부터 선택되고;
바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체의 단면의 홀 밀도는 10-300홀/제곱인치이고, 개구율은 20-80%이고;
바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 코디어라이트 허니콤 담체, 멀라이트 허니콤 담체, 다이아몬드 허니콤 담체, 강옥 허니콤 담체, 지르코늄 강옥 허니콤 담체, 석영 허니콤 담체, 네펠린 허니콤 담체, 장석 허니콤 담체, 알루미나 허니콤 담체 및 금속 합금 허니콤 담체로부터으로부터 선택된 적어도 1종이다.
17. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 희토류족 금속 성분은 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴 및 네오디뮴으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 란타늄 및/또는 세륨이고, 더욱 바람직하게는 란타늄이고;
상기 IIA족 금속 성분은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 마그네슘이고;
상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분은 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 바나듐으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 코발트, 철 및 망간 중의 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 망간 및 코발트 및/또는 철이고, 더욱 더 바람직하게는 망간 및 코발트이고;
상기 귀금속 성분은 루테늄, 로듐, 레늄, 백금, 팔라듐, 은, 이리듐 및 금으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 백금, 팔라듐 및 로듐 중의 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 팔라듐이다.
18. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체는 각자 독립적으로 각 금속 성분의 질산염 및/또는 염화물으로부터 선택되고;
바람직하게는, 상기 공침전제는 탄산염이고, 더욱 바람직하게는 탄산암모늄, 탄산칼륨 및 탄산나트륨 중의 적어도 하나로부터 선택되고;
바람직하게는, 상기 공침 반응은 pH가 8-10인 조건에서 진행되고;
바람직하게는, 단계(2)의 상기 소성 조건은 온도가 300-800℃이고, 시간이 1-8h인 것을 포함한다.
19. 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 있어서, 단계(3)의 상기 활성 성분 코팅층 슬러리의 고체 함량은 5-45중량%이고;
바람직하게는, 단계(4)의 상기 소성 조건은 온도가 300-800℃이고, 시간이 1-5h인 것을 포함하고;
바람직하게는, 단계(5)에서, 귀금속 성분 전구체를 산용액에서 가수분해하여 상기 용액을 제공하고;
바람직하게는, 상기 산은 수용성 무기산 및/또는 유기산으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 염산, 질산, 인산 및 아세트산으로부터 선택된 적어도 1종이고;
바람직하게는, 상기 산의 용량은 함침액의 pH값이 6.0미만, 바람직하게는 5.0미만이 되도록 하고;
바람직하게는, 단계(5)의 상기 소성 조건은 온도가 300-700℃이고, 시간이 0.1-5h인 것을 포함한다.
20. 접촉 분해 재생 가스를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 탈SOx 및 탈NOx하는 조건에서, 접촉 분해 재생 연기와 촉매를 접촉시키고, 상기 촉매는 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매 또는 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매이고;
바람직하게는, 상기 접촉 분해 재생 연기 및 모노리스 구조 촉매의 접촉은 접촉 분해 사이클론 분리기 뒤 및/또는 CO소각로 뒤에 설치된 연기 통로에서 진행되고;
바람직하게는, 상기 접촉의 조건은 온도가 300-1000℃, 예를 들면 500-800℃, 또는 600-750℃, 또는 625-750℃, 또는 650-750℃, 또는 675-750℃, 또는 700-750℃, 또는 725-750℃, 또는 600-725℃, 또는 625-725℃, 또는 650-725℃, 또는 675-725℃, 또는 700-725℃, 또는 600-700℃, 또는 625-700℃, 또는 650-700℃, 또는 675-700℃, 또는 600-675℃, 또는 625-675℃, 또는 650-675℃, 또는 600-650℃, 또는 625-650℃, 또는 600-625℃이고, 게이지 압력을 기준으로 반응 압력이 0-4 MPa, 예를 들면 0.01-4 MPa, 또는 0.02-4 MPa, 또는 0-0.5MPa, 접촉 분해 재생 연기의 부피 공간 속도가 100-50000 h-1 또는 200-20000h-1, 500-10000h-1, 1000-5000h-1이고, 예를 들면 접촉 분해 재생 연기의 부피 공간 속도가 200-20000 h-1인 것을 포함한다.
21. 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 탈SOx 및 탈NOx하는 조건에서, 연기를 촉매와 접촉시키고, 상기 촉매는 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 촉매 또는 상기 기술방안 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 촉매이고;
바람직하게는, 상기 연기는 일정 농도의 SOx 및 NOx를 동시에 포함하는 연기이며, 접촉 분해 재생 연기를 포함하나 이에 한정되지 않고;
바람직하게는, 상기 연기 중 SOx 및 NOx의 부피 분율은 각각 1~3000 μL/L이고, SOx 및 NOx의 몰비는 0.5:1-2:1이고;
바람직하게는, 상기 접촉 조건은 온도가 300-1000℃, 예를 들면 500-800℃, 또는 600-750℃, 또는 625-750℃, 또는 650-750℃, 또는 675-750℃, 또는 700-750℃, 또는 725-750℃, 또는 600-725℃, 또는 625-725℃, 또는 650-725℃, 또는 675-725℃, 또는 700-725℃, 또는 600-700℃, 또는 625-700℃, 또는 650-700℃, 또는 675-700℃, 또는 600-675℃, 또는 625-675℃, 또는 650-675℃, 또는 600-650℃, 또는 625-650℃, 또는 600-625℃이고, 게이지 압력을 기준으로 반응 압력이 0-4 MPa, 예를 들면 0.01-4 MPa, 또는 0.02-4 MPa, 또는 0-0.5MPa이고, 연기의 부피 공간 속도가 100-50000 h-1 또는 200-20000h-1, 500-10000h-1, 1000-5000h-1이고, 예를 들면 접촉 분해 재생 연기의 부피 공간 속도가 200-20000 h-1인 것을 포함한다.
본 발명에서, 소성 조건에 대해 특별히 한정하지 않는다. 예를 들면 소성은 공기 또는 불활성 분위기(예를 들면 질소)에서 진행될 수 있고; 소성 조건은 온도가 300-900℃, 예를 들면 400, 500, 600, 700, 800℃이고, 이러한 값 중 어느 2개로 온도 범위가 구성될 수 있으며, 시간이 0.1-12h, 예를 들면 0.1-5h일 수 있다. 압력은 상압 미만, 상압 또는 상압 초과(예를 들면 0-5MPa)일 수 있다.
본 발명에서, 건조 조건에 대해 특별히 한정하지 않는다. 예를 들면, 건조 조건은 온도가 25-250℃이고, 시간이 0.1-12h이고, 압력이 진공(예를 들면 절대 압력은 0-1kPa, 0-5kPa, 0-10kPa, 0-20kPa, 0-30kPa, 0-40kPa, 0-50kPa, 0-60kPa, 0-70kPa, 0-80kPa, 0-90kPa, 0-100kPa) 또는 상압(절대 압력은 0.1MP)일 수 있다. 본 발명에서, 먼저 건조를 진행한 후, 소성 작업을 진행할 경우, 건조 온도는 소성 온도보다 낮다.
본 발명에서, 달리 특별히 명시하지 않는 한, 상기 ppm이란 부피 농도를 의미한다.
본 발명에서, SOx란 황산화물의 혼합물(예를 들면, SO2와 SO3의 혼합물이고, 그 몰비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1:10 내지 10:1)을 의미하고, NOx란 질소산화물의 혼합물(예를 들면 NO2와 NO의 혼합물이고, 그 몰비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1:10 내지 10:1)을 의미한다.
본 발명의 발명자는 연구 과정에서, 특정 양의 희토류족 금속 원소(예를 들면 La)와 VIII족 비귀금속(예를 들면 Co)을 적어도 하나의 귀금속 원소(예를 들면 Pt)와 배합하여 활성 성분으로 사용하고, 특정의 희토류족 금속과 VIII족 비귀금속 비율을 맞추면, 효과적으로 연기 중 SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 이를 기반으로, IIA족 금속 성분(예를 들면 Mg) 및/또는 VIIB족 금속 성분(예를 들면 Mn)을 도입하면, 촉매의 NOx 및 SOx를 복합적으로 제거하는 능력을 추가로 향상시킬 수 있다. 본 발명의 촉매를 SO2와 접촉시킬 경우, 정보에 의하면 황 원소는 다른 화합물 원자가 상태로 전환될 수 있고, 낮은 원자가 상태의 황 원소는 연기 중의 NOx의 전환에 유리하므로, 전체 과정은 SOx 및 NOx가 오염을 줄이는데 유리한 방향으로 전환되는 것을 촉진할 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 하기 실시예에서, 성분 함량 파라미터는 X선 형광 분광법(XRF)을 통해 측정되고, 사용된 원료는 질산란타늄(분석용 시약(AR), Aladdin Biochemical company), 질산마그네슘(분석용 시약, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), 염화칼륨(분석용 시약, Beijing Chemical Plant), 질산코발트(분석용 시약, Beijing Inno-Chem Technology Co., Ltd.), 탄산암모늄(분석용 시약, Beijing Chemical Plant), 암모니아수(분석용 시약, 25%, Tianjin Damao Chemical Reagent Factory), 염화 팔라듐(Sinopharm Beijing Subsidiary-Procurement Supply Station), 염산(Beijing Chemical Plant), OX50-SiO2(Sinopec Catalyst Company)이다.
하기 실시예에서, 촉매 중 성분 함량은 모두 X선 형광 분광법(XRF)을 사용하여 측정하고, 구체적인 것은 석유화공분석법(RIPP실험방법, 양추이딩 편집, 과학출판사 1990년 출판)을 참고하길 바란다.
하기 실시예에서, Siemens D5005회절계를 사용하여, 촉매 샘플에 대해 분말 X선 회절(XRD)분석을 진행하고, 40 Kv, 40 mA 조건에서 CuKα(λ= 0.15418nm)방사선이 발생하며, Ni 여과를 거친다. 회절 신호는 0.02°의 스텝 사이즈로 2θ5~70°범위 내에서 기록된다.
실시예1
비커에 탈이온수 320mL를 칭량하고, La2O3질량 기준으로 20g인 질산란타늄, MgO질량 기준으로 4g인 질산마그네슘, Co2O3질량 기준으로 5g인 질산코발트, MnO질량 기준으로 3g인 염화망간을 완전히 용해될 때까지 교반하면서 첨가하여, 비귀금속 성분 전구체의 용액을 얻으며; 탄산암모늄 48g을 칭량하여 200mL의 탈이온수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반하고, 금속 질산염 혼합 용액을 교반 상태에서 탄산암모늄 용액에 첨가하고, 일정량의 암모니아수를 첨가하여 용액의 pH값을 9로 유지하였다. 완전히 침전된 혼합물을 여과 추출하고, 탈이온수로 세척하고, 여과 추출하여 얻은 여과 케이크 혼합물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 5시간 소성한 후, 연마하여 활성 금속 성분 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 30g인 보크사이트를 칭량하고, 160mL의 물 및 4.5g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 20g의 활성 금속 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 모노리스 구조 촉매 반제품을 얻었다.
팔라듐의 전구체를 칭량하여 묽은 염산과 1:1의 질량비로 서로 용해시키고, 탈이온수를 첨가하여 희석시켜, 염화팔라듐 용액으로 조제하고, 팔라듐 함유 질량을 0.009g으로 일정량의 염화팔라듐 용액을 칭량하고, 팔라듐 함유 용액을 함침액으로 하여 상기 촉매 반제품에 함침시켜, 고체 생성물을 얻었고, 이후 고체 생성물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 600℃로 4시간 소성하면, 촉매S-1를 얻고, 여기서 모노리스 구조 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 14.3중량%이다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ=약 33.0°, 약 33.5° 및 약 47.5° 부분 및 2θ=약 27.0°, 약 28.0° 및 약 39.5° 부분에서 특징 피크가 존재한다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 SO2를 포함하는 분위기에 1분 동안 노출시키고, 상기 SO2를 포함하는 분위기의 온도는 800℃이고, 압력은 0 MPa이고, SO2의 함량은 0.001부피%이다. SO2에 노출시켜 처리한 후, 상기 코팅층에 대해 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ 각도가 약 28.6°, 30.0° 및 50.4°인 부분에서 특징 피크가 존재한다.
실시예2
비커에 탈이온수 250mL를 칭량하고, La2O3질량 기준으로 10g인 질산란타늄, MgO질량 기준으로 7g인 질산마그네슘, Co2O3질량 기준으로 5g인 질산코발트, MnO질량 기준으로 3g인 염화망간을 완전히 용해될 때까지 교반하면서 첨가하여, 비귀금속 성분 전구체의 용액을 얻으며; 탄산암모늄 38g을 칭량하여 150mL의 탈이온수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반하고, 금속 질산염 혼합 용액을 교반 상태에서 탄산암모늄 용액에 첨가하고, 일정량의 암모니아수를 첨가하여 용액의 pH값을 9로 유지하였다. 완전히 침전된 혼합물을 여과 추출하고, 탈이온수로 세척하고, 여과 추출하여 얻은 여과 케이크 혼합물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 5시간 소성한 후, 연마하여 활성 금속 성분 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 40g인 보크사이트를 칭량하고, 180mL의 물 및 6g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 10g의 활성 금속 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 모노리스 구조 촉매 반제품을 얻었다.
팔라듐의 전구체를 칭량하여 묽은 염산과 1:1의 질량비로 서로 용해시키고, 탈이온수를 첨가하여 희석시켜, 염화팔라듐 용액으로 조제하고, 팔라듐 함유 질량을 0.018g으로 일정량의 염화팔라듐 용액을 칭량하고, 팔라듐 함유 용액을 함침액으로 하여 상기 촉매 반제품에 함침시켜, 고체 생성물을 얻었고, 이후 고체 생성물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 600℃로 4시간 소성하면, 촉매S-2 얻고, 여기서 모노리스 구조 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 14.3중량%이다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ=약 33.0°, 약 33.5° 및 약 47.5° 부분에서 및 2θ=약 27.0°, 약 28.0° 및 약 39.5° 부분에서 특징 피크가 존재한다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 SO2를 포함하는 분위기에 5분 동안 노출시키고, 상기 SO2를 포함하는 분위기의 온도는 700℃이고, 압력은 0.1 MPa이고, SO2의 함량은 0.01부피%이다. SO2에 노출시켜 처리한 후, 상기 코팅층에 대해 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ 각도가 약 28.6°, 30.0° 및 50.4°인 부분에서, 특징 피크가 존재한다.
실시예3
비커에 탈이온수 360mL를 칭량하고, La2O3질량 기준으로 25g인 질산란타늄, MgO질량 기준으로 5g인 질산마그네슘, Co2O3질량 기준으로 2.6g인 질산코발트, MnO질량 기준으로 3.4g인 염화망간을 완전히 용해될 때까지 교반하면서 첨가하여, 비귀금속 성분 전구체의 용액을 얻으며; 탄산암모늄 54g을 칭량하여 210mL의 탈이온수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반하고, 금속 질산염 혼합 용액을 교반 상태에서 탄산암모늄 용액에 첨가하고, 일정량의 암모니아수를 첨가하여 용액의 pH값을 9로 유지하였다. 완전히 침전된 혼합물을 여과 추출하고, 탈이온수로 세척하고, 여과 추출하여 얻은 여과 케이크 혼합물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 5시간 소성한 후, 연마하여 활성 금속 성분 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 20g인 보크사이트를 칭량하고, 120mL의 물 및 3g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 20g의 활성 금속 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 모노리스 구조 촉매 반제품을 얻었다.
팔라듐의 전구체를 칭량하여 묽은 염산과 1:1의 질량비로 서로 용해시키고, 탈이온수를 첨가하여 희석시켜, 염화팔라듐 용액으로 조제하고, 팔라듐 함유 질량을 0.004g으로 일정량의 염화팔라듐 용액을 칭량하고, 팔라듐 함유 용액을 함침액으로 하여 상기 촉매 반제품에 함침시켜, 고체 생성물을 얻었고, 이후 고체 생성물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 600℃로 4시간 소성하면, 촉매S-3을 얻고, 여기서 모노리스 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 11.8중량%이다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ=약 33.0°, 약 33.5° 및 약 47.5° 부분 및 2θ=약 27.0°, 약 28.0° 및 약 39.5° 부분에서 특징 피크가 존재한다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 SO2를 포함하는 분위기에 15분 동안 노출시키고, 상기 SO2를 포함하는 분위기의 온도는 650℃이고, 압력은 0 MPa이고, SO2의 함량은 0.001부피%이다. SO2에 노출시켜 처리한 후, 상기 코팅층에 대해 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ 각도가 약 28.6°, 30.0° 및 50.4°인 부분에서, 특징 피크가 존재한다.
실시예4
비커에 탈이온수 310mL를 칭량하고, La2O3질량 기준으로 12g인 잘산란타늄, MgO질량 기준으로 4g인 질산마그네슘, Co2O3질량 기준으로 12g인 질산코발트, MnO질량 기준으로 3g인 염화망간을 완전히 용해될 때까지 교반하면서 첨가하여, 비귀금속 성분 전구체의 용액을 얻으며; 탄산암모늄 47g을 칭량하여 200mL의 탈이온수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반하고, 금속 질산염 혼합 용액을 교반 상태에서 탄산암모늄 용액에 첨가하고, 일정량의 암모니아수를 첨가하여 용액의 pH값을 9로 유지하였다. 완전히 침전된 혼합물을 여과 추출하고, 탈이온수로 세척하고, 여과 추출하여 얻은 여과 케이크 혼합물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 5시간 소성한 후, 연마하여 활성 금속 성분 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 30g인 보크사이트를 칭량하고, 160mL의 물 및 4.5g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 20g의 활성 금속 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 모노리스 구조 촉매 반제품을 얻었다.
팔라듐의 전구체를 칭량하여 묽은 염산과 1:1의 질량비로 서로 용해시키고, 탈이온수를 첨가하여 희석시켜, 염화팔라듐 용액으로 조제하고, 팔라듐 함유 질량을 0.009g으로 일정량의 염화팔라듐 용액을 칭량하고, 팔라듐 함유 용액을 함침액으로 하여 상기 촉매 반제품에 함침시켜, 고체 생성물을 얻었고, 이후 고체 생성물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 600℃로 4시간 소성하면, 촉매S-4를 얻고, 여기서, 모노리스 구조 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 14.3중량%이다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ=약 33.0°, 약 33.5° 및 약 47.5° 부분 및 2θ=약 27.0°, 약 28.0°및 약 39.5° 부분에서 특징 피크가 존재한다.
일부 활성 성분 코팅층을 취하여 SO2를 포함하는 분위기에 30분 동안 노출시키고, 상기 SO2를 포함하는 분위기의 온도는 675℃이고, 압력은 0.2 MPa이고, SO2의 함량은 0.001부피%이다. SO2에 노출시켜 처리한 후, 상기 코팅층에 대해 XRD분석을 진행하고, XRD스펙트럼 중, 2θ 각도가 약 28.6°, 30.0° 및 50.4°인 부분에서 특징 피크가 존재한다.
실시예 5
비커에 탈이온수 320mL를 칭량하고, La2O3질량 기준으로 20g인 질산란타늄, MgO질량 기준으로 4g인 질산마그네슘, Co2O3질량 기준으로 5g인 질산코발트, MnO질량 기준으로 3g인 염화망간을 완전히 용해될 때까지 교반하면서 첨가하여, 비귀금속 성분 전구체의 용액을 얻으며; 탄산암모늄 48g을 칭량하여 200mL의 탈이온수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반하고, 금속 질산염 혼합 용액을 교반 상태에서 탄산암모늄 용액에 첨가하고, 일정량의 암모니아수를 첨가하여 용액의 pH값을 9로 유지하였다. 완전히 침전된 혼합물을 여과 추출하고, 탈이온수로 세척하고, 여과 추출하여 얻은 여과 케이크 혼합물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 5시간 소성한 후, 연마하여 활성 금속 성분 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 30g인 보크사이트를 칭량하고, 160mL의 물 및 4.5g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 20g의 활성 금속 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 모노리스 구조 촉매 반제품을 얻었다.
루테늄의 전구체를 칭량하여 묽은 염산과 1:1의 질량비로 서로 용해시키고, 탈이온수를 첨가하여 희석시켜, 염화루테늄 용액으로 조제하고, 루테늄 함유 질량을 0.009g으로 일정량의 염화루테늄 용액을 칭량하고, 루테늄 함유 용액을 함침액으로 하여 상기 촉매 반제품에 함침시켜, 고체 생성물을 얻었고, 이후 고체 생성물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 600℃로 4시간 소성하면, 촉매S-5를 얻고, 여기서 모노리스 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 14.3중량%이다.
실시예 6
비커에 탈이온수 320mL를 칭량하고, CeO2질량 기준으로 20g인 질산세륨, MgO질량 기준으로 4g인 질산마그네슘, Fe2O3질량 기준으로 5g인 질산철, MnO질량 기준으로 3g인 염화망간을 완전히 용해될 때까지 교반하면서 첨가하여, 비귀금속 성분 전구체의 용액을 얻으며; 탄산암모늄 48g을 칭량하여 200mL의 탈이온수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반하고, 금속 질산염 혼합 용액을 교반 상태에서 탄산암모늄 용액에 첨가하고, 일정량의 암모니아수를 첨가하여 용액의 pH값을 9로 유지하였다. 완전히 침전된 혼합물을 여과 추출하고, 탈이온수로 세척하고, 여과 추출하여 얻은 여과 케이크 혼합물을 120℃에서 건조시고, 공기 분위기에서 700℃로 5시간 소성한 후, 연마하여 활성 금속 성분 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 30g인 보크사이트를 칭량하고, 160mL의 물 및 4.5g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 20g의 활성 금속 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 모노리스 구조 촉매 반제품을 얻었다.
팔라듐의 전구체를 칭량하여 묽은 염산과 1:1의 질량비로 서로 용해시키고, 탈이온수를 첨가하여 희석시켜, 염화팔라듐 용액으로 조제하고, 팔라듐 함유 질량을 0.009g으로 일정량의 염화팔라듐 용액을 칭량하고, 팔라듐 함유 용액을 함침액으로 하여 상기 촉매 반제품에 함침시켜, 고체 생성물을 얻었고, 이후 고체 생성물을 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 600℃로 4시간 소성하면, 촉매S-6를 얻고, 여기서, 모노리스 구조 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 14.3중량%이다.
비교예 1
20g의 La2O3 및 5g의 Co2O3를 칭량하고, 충분히 기계적으로 혼합하여, 혼합 전구체를 얻었다.
Al2O3질량 기준으로 30g인 보크사이트를 칭량하고, 380mL의 물 및 4.5g의 36중량%의 진한 염산을 첨가하여, 슬러리화한다. 20g의 혼합 전구체를 칭량하여 산성화된 무기산화물 매트릭스에 첨가하고 혼합 및 교반하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻었다.
상기 얻은 활성 성분 코팅층 슬러리를 300g의 200홀/제곱인치의 코디어라이트 모노리스 담체에 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻었고, 얻은 성분은 120℃에서 건조시키고, 공기 분위기에서 700℃로 4시간 소성하여, 촉매D-1을 얻었다. 여기서, 모노리스 구조 촉매의 전체 중량을 기준으로, 활성 성분 코팅층의 함량은 14.3중량%이다.
상기 얻은 촉매의 성분은 표 1에 나타내었다.
표 1: 촉매의 성분(wt%)
주의: 표 1에서 각 성분 함량은 활성 성분 코팅층 총량을 기준으로 한다.
시험예 1
본 시험은 상기 실시예 및 비교예에서 제공하는 촉매의 연기 중 NO 및 SO2 배출을 동시에 감소시키는 작용에 대해 평가하기 위한 것이다. 상기 접촉 분해 반응-재생 평가는 소형 고정층 모의 연기장치에서 진행되고, 모노리스 구조 촉매를 촉매 베드에 채우고, 촉매의 장입량은 20g이고, 반응 온도는 650℃이고, 압력은 0.1MPa이고, 원료 가스 부피 유량(STP)은 약 1000mL/min이고, 부피 공간 속도는 약 3000 h-1이다. 반응기 온도가 안정된 후, 먼저 N2분위기에서 촉매에 대해 30분 동안 전처리하여, 촉매 표면의 흡착물을 충분히 제거한다. 반응 시작시의 원료 가스에는 1200ppm부피%의 NO, 1200ppm부피%의 SO2가 포함되고, 잔량은 N2이다. 적외선 분석기에서 가스 생성물을 분석하는 것을 통해, 반응 후의 SO2 및 NO 농도를 얻었다. 평가 시간이 0.5h인 결과는 표 2에 나타내었고, 평가 시간이 1.5h인 결과는 표 3에 나타내었다.
표 2: 0.5h 내 서로 다른 촉매의 탈황 및 탈질 성능 비교
주의: 표 2에서 단독-NO 및 단독-SO2는 각각 원료 가스에 NO 또는 SO2만 포함된 것을 의미함.
표 3: 1.5h 내 서로 다른 촉매의 탈황 및 탈질 성능 비교
주의: 표 3에서 단독-NO 및 단독-SO2는 각각 원료 가스에 NO 또는 SO2만 포함된 것을 의미함.
표 2, 표 3의 결과를 통해, 본 발명에서 제공하는 촉매를 사용하면 SOx 및 NOx를 복합적으로 제거하는 효과를 효과적으로 향상시켜, SOx 및 NOx의 배출을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시방식을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 사상 범위 내에서, 본 발명의 기술방안에 대해 각 기술 특징을 임의의 다른 적합한 방식으로 조합하는 것을 포함하여 다양한 간단한 변경을 할 수 있으며, 이러한 간단한 변경 및 조합도 마찬가지로 본 발명에서 공개한 내용으로서, 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (21)

  1. SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매에 있어서,
    상기 촉매는 모노리스 구조 담체와 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 포함하고, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 1-50중량%이고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분을 포함하는, SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 5-40중량%이고;
    및/또는, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 40-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-60중량%이고;
    및/또는, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 60-90중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 10-40중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.02-1.5중량%의 귀금속 성분 포함하고,
    바람직하게는,
    상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량은 10-35중량%이고;
    및/또는, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이고;
    및/또는, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분을 포함하는, 모노리스 구조 촉매.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 매트릭스는 알루미나, 스피넬, 페로브스카이트, 실리카-알루미나, 제올라이트, 카올린, 규조토 및 펄라이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 바람직하게는 알루미나, 스피넬 및 페로브스카이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 알루미나이고;
    바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 양단이 개구된 평행 채널 구조를 갖는 모놀리식 담체로부터 선택되고;
    바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체의 단면의 홀 밀도는 10-300홀/제곱인치이고, 개구율은 20-80%이고;
    바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 코디어라이트 허니콤 담체, 멀라이트 허니콤 담체, 다이아몬드 허니콤 담체, 강옥 허니콤 담체, 지르코늄 강옥 허니콤 담체, 석영 허니콤 담체, 네펠린 허니콤 담체, 장석 허니콤 담체, 알루미나 허니콤 담체 및 금속 합금 허니콤 담체로부터으로부터 선택된 적어도 1종인, 모노리스 구조 촉매.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 희토류족 금속 성분은 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴 및 네오디뮴으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 란타늄 및/또는 세륨이고, 더욱 바람직하게는 란타늄이고;
    상기 IIA족 금속 성분은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 마그네슘이고;
    상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분은 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 바나듐으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 코발트, 철 및 망간 중의 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 망간 및 코발트 및/또는 철이고, 더욱 더 바람직하게는 망간 및 코발트이고;
    상기 귀금속 성분은 루테늄, 로듐, 레늄, 백금, 팔라듐, 은, 이리듐 및 금으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 백금, 팔라듐 및 로듐 중의 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 팔라듐인, 모노리스 구조 촉매.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로, 산화물을 기준으로, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분의 함량에 대한 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분의 함량의 비는 1-8이고, 바람직하게는 1.5-6이고, 더욱 바람직하게는 2-4인, 모노리스 구조 촉매.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 금속 성분은,
    1a)산화물을 기준으로, 희토류족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는, 란타늄;
    1b)산화물을 기준으로, IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는 마그네슘;
    2a)산화물을 기준으로, VB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는, 코발트;
    2b)산화물을 기준으로, VIIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는 망간;
    3)원소를 기준으로, 백금, 팔라듐 및 로듐으로부터 선택된 1종 이상; 바람직하게는, 팔라듐
    을 포함하거나 이들로 구성된, 모노리스 구조 촉매.
  7. 제6항에 있어서,
    100중량%의 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로,
    1a)의 함량은 30-80중량%이고,
    1b)의 함량은 5-40중량%이고,
    2a)의 함량은 3-30중량%이고,
    2b)의 함량은 3-20중량%이고,
    c)의 함량은 0.01-0.2중량%인, 모노리스 구조 촉매.
  8. 제6항에 있어서,
    란타늄 대 코발트의 몰비는 (1-6):1, 예를 들면 (2.5-3.5):1인, 모노리스 구조 촉매.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 분말 XRD스펙트럼 중 2θ=33.0°±0.1°, 33.5°±0.1° 및 47.5°±0.1° 및 27.0°±0.1°, 28.0°±0.1° 및 39.5°±0.1° 에서 특징 피크를 갖는, 모노리스 구조 촉매.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 노출시켜 처리된 것인, 모노리스 구조 촉매.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 SO2를 포함하는 분위기에 노출시켜 처리된 것이고,
    상기 촉매는 분말 XRD스펙트럼 중 2θ=28.6°±0.1°, 30.0°±0.1° 및 50.4°±0.1° 에서 특징 피크를 갖는, 모노리스 구조 촉매.
  12. SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매의 제조 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    (1)희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체를 함유하는 용액을 조제하는 단계;
    (2)단계(1)의 상기 용액을 공침전제와 공침 반응시킨 후, 얻은 고체 생성물을 건조 및 소성하여, 활성 금속 성분 전구체를 얻는 단계;
    (3)활성 금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원 및 물을 혼합 및 슬러리화하여, 활성 성분 코팅층 슬러리를 얻는 단계;
    (4)상기 활성 성분 코팅층 슬러리를 사용하여 모노리스 구조 담체를 코팅하고 건조 및 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 일부 활성 성분의 코팅층을 얻어, 촉매 반제품을 얻는 단계;
    (5)귀금속 성분 전구체를 함유한 용액으로 단계(4)에서 얻은 상기 촉매 반제품을 함침시킨 후, 건조 및/또는 소성하여 모노리스 구조 담체의 내면 및/또는 외면에 분포된 활성 성분 코팅층을 얻는 단계를 포함하고,
    여기서, 희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 1-50중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 여기서, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 50-95중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 5-50중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.01-2중량%의 귀금속 성분을 포함하는, SOx 및 NOx의 배출을 동시에 감소시킬 수 있는 모노리스 구조 촉매의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 5-40중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 40-90중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 10-60중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 60-90중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 10-40중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.02-1.5중량%의 귀금속 성분;을 포함하고;
    바람직하게는,
    희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체의 용량은 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 촉매의 전체 중량을 기준으로, 상기 활성 성분 코팅층의 함량이 10-35중량%가 되도록 하고, 상기 활성 성분 코팅층은 매트릭스 및 활성 금속 성분을 포함하고, 상기 활성 성분 코팅층의 전체 중량을 기준으로, 상기 매트릭스의 함량은 50-80중량%이고, 상기 활성 금속 성분의 함량은 20-50중량%이고, 상기 활성 금속 성분은 1)산화물을 기준으로, 65-85중량%의 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 2)산화물을 기준으로, 15-35중량%의 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 3)원소를 기준으로, 0.03-1.2중량%의 귀금속 성분;을 포함하는, 제조 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체가, 제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로, 산화물을 기준으로, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분의 함량에 대한 희토류족 및/또는 IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분의 함량의 비가 1-8, 바람직하게는 1.5-6, 더욱 바람직하게는 2-4가 되도록 하는 양으로 사용되는, 제조 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체, VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체, 매트릭스 공급원, 귀금속 성분 전구체 및 모노리스 구조 담체는,
    제조된 모노리스 구조 촉매에서, 상기 활성 금속 성분이,
    1a)산화물을 기준으로, 희토류족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는, 란타늄;
    1b)산화물을 기준으로, IIA족으로부터 선택된 1종 이상의 금속 성분; 바람직하게는 마그네슘;
    2a)산화물을 기준으로, VB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는, 코발트;
    2b)산화물을 기준으로, VIIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분; 바람직하게는 망간;
    3)원소를 기준으로, 백금, 팔라듐 및 로듐으로부터 선택된 1종 이상; 바람직하게는, 팔라듐을 포함하거나 이들로 구성되도록 하고;
    바람직하게는, 100중량%의 상기 활성 금속 성분의 총량을 기준으로,
    1a)의 함량은 30-80중량%이고,
    1b)의 함량은 5-40중량%이고,
    2a)의 함량은 3-30중량%이고,
    2b)의 함량은 3-20중량%이고,
    c)의 함량은 0.01-0.2중량%인 용량으로 사용되는, 제조 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 공급원은 단계(4)의 상기 소성 조건에서 매트릭스로 전환될 수 있는 물질이고;
    상기 매트릭스는 알루미나, 스피넬, 페로브스카이트, 실리카-알루미나, 제올라이트, 카올린, 규조토 및 펄라이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 바람직하게는 알루미나, 스피넬 및 페로브스카이트로부터 선택된 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 알루미나이고;
    바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 양단이 개구된 평행 채널 구조를 갖는 모노리스 담체(monolithic support)로부터 선택되고;
    바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체의 단면의 홀 밀도는 10-300홀/제곱인치이고, 개구율은 20-80%이고;
    바람직하게는, 상기 모노리스 구조 담체는 코디어라이트 허니콤 담체, 멀라이트 허니콤 담체, 다이아몬드 허니콤 담체, 강옥 허니콤 담체, 지르코늄 강옥 허니콤 담체, 석영 허니콤 담체, 네펠린 허니콤 담체, 장석 허니콤 담체, 알루미나 허니콤 담체 및 금속 합금 허니콤 담체로부터으로부터 선택된 적어도 1종인, 제조 방법.
  17. 제12항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 희토류족 금속 성분은 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴 및 네오디뮴으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 란타늄 및/또는 세륨이고, 더욱 바람직하게는 란타늄이고;
    상기 IIA족 금속 성분은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 마그네슘이고;
    상기 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분은 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 바나듐으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 코발트, 철 및 망간 중의 적어도 1종이고, 더욱 바람직하게는 망간 및 코발트 및/또는 철이고, 더욱 더 바람직하게는 망간 및 코발트이고;
    상기 귀금속 성분은 루테늄, 로듐, 레늄, 백금, 팔라듐, 은, 이리듐 및 금으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 백금, 팔라듐 및 로듐 중의 1종 이상이고, 더욱 바람직하게는 팔라듐인, 제조 방법.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    희토류족 및/또는 IIA족의 1종 이상의 금속 성분 전구체 및 VB, VIIB, VIII, IB 및 IIB족으로부터 선택된 1종 이상의 비귀금속 성분 전구체는 각각 독립적으로 각 금속 성분의 질산염 및/또는 염화물으로부터 선택되고;
    바람직하게는, 상기 공침전제는 탄산염이고, 더욱 바람직하게는 탄산암모늄, 탄산칼륨 및 탄산나트륨 중의 적어도 하나로부터 선택되고;
    바람직하게는, 상기 공침 반응은 pH가 8-10인 조건에서 진행되고;
    바람직하게는, 단계(2)의 상기 소성 조건은 온도가 300-800℃이고, 시간이 1-8h인 것을 포함하는, 제조 방법.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(3)의 상기 활성 성분 코팅층 슬러리의 고체 함량은 5-45중량%이고;
    바람직하게는, 단계(4)의 상기 소성 조건은 온도가 300-800℃이고, 시간이 1-5h인 것을 포함하고;
    바람직하게는, 단계(5)에서, 귀금속 성분 전구체를 산용액에서 가수분해하여 상기 용액을 제공하고;
    바람직하게는, 상기 산은 수용성 무기산 및/또는 유기산으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 염산, 질산, 인산 및 아세트산으로부터 선택된 적어도 1종이고;
    바람직하게는, 상기 산의 용량은 함침액의 pH값이 6.0미만, 바람직하게는 5.0미만이 되도록 하는 양이고;
    바람직하게는, 단계(5)의 상기 소성 조건은 온도가 300-700℃이고, 시간이 0.1-5h인 것을 포함하는, 제조 방법.
  20. 접촉 분해 재생 가스를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    탈SOx 및 탈NOx하는 조건에서, 접촉 분해 재생 연기와 촉매를 접촉시키고, 상기 촉매는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 촉매 또는 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된 촉매이고;.
    바람직하게는, 상기 접촉은 접촉 분해 사이클론 분리기 뒤 및/또는 CO소각로 뒤에 설치된 연기 통로에서 진행되고;
    바람직하게는, 상기 접촉 조건은 온도가 300-1000℃이고, 게이지 압력을 기준으로 반응 압력이 0-0.5MPa이고, 접촉 분해 재생 연기의 부피 공간 속도가 200-20000 h-1인 것을 포함하는, 접촉 분해 재생 가스를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법.
  21. 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법에 있어서,
    상기 방법은, 탈SOx 및 탈NOx하는 조건에서, 연기를 촉매와 접촉시키고, 상기 촉매는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 촉매 또는 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된 촉매이고;.
    바람직하게는, 상기 연기는 일정 농도의 SOx 및 NOx를 동시에 포함하는 연기이며;
    바람직하게는, 상기 연기 중 SOx 및 NOx의 부피 분율은 각각 1~3000 μL/L이고, SOx 및 NOx의 몰비는 0.5:1-2:1이고;
    바람직하게는, 상기 접촉 조건은 온도가 300-1000℃이고, 게이지 압력을 기준으로 반응 압력이 0-0.5MPa이고, 연기의 부피 공간 속도가 200-20000 h-1인 것을 포함하는, 연기를 동시에 탈SOx 및 탈NOx하는 방법.
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