JPH06226099A - Composite catalyst body for high-temperature combustion - Google Patents
Composite catalyst body for high-temperature combustionInfo
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- Gas Burners (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、窒素酸化物(NOx)
の発生抑制を図るために、ガスタービンなどの燃焼器に
おいて使用する触媒燃焼用複合触媒体に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to nitrogen oxides (NO x ).
The present invention relates to a composite catalyst body for catalytic combustion, which is used in a combustor such as a gas turbine in order to suppress the generation of gas.
【0002】[0002]
【従来技術とその問題点】天然ガスを燃料とするガスタ
ービンコジェネレーションシステム、発電用の複合ガス
タービン発電システムなどは、熱効率の大幅な改善が可
能であるので、省資源および省エネルギーを達成し得る
システムとして注目されている。これらのシステムにお
いては、環境汚染防止のために、NOx発生量の大幅な
抑制が不可欠の条件となっている。現在、ガスタービン
からの排気中のNOx量を大幅に低減する方法として、
アンモニアによる選択的触媒還元法(SCR法)が実用
化の段階に達している。しかしながら、このNOx低減
方法には、(イ)危険物であるアンモニアの使用を必須
とする、(ロ)イニシャルコストおよびランニングコス
トが高いなどの問題点があるので、これに代わる方法と
して触媒燃焼法が注目されている。2. Description of the Related Art A gas turbine cogeneration system that uses natural gas as a fuel, a combined gas turbine power generation system for power generation, and the like can significantly improve thermal efficiency, and thus can save resources and energy. Is being watched as. In these systems, it is an indispensable condition to significantly reduce the amount of NO x generated in order to prevent environmental pollution. Currently, as a method of significantly reducing the amount of NO x in the exhaust gas from a gas turbine,
The selective catalytic reduction method with ammonia (SCR method) has reached the stage of practical application. However, this NO x reduction method has the problems that (a) the use of ammonia, which is a dangerous substance, is essential, and (b) the initial cost and running cost are high. Law is drawing attention.
【0003】触媒燃焼法は、例えば特公昭53−374
85号公報に開示されている様に、ハニカム形状の燃焼
触媒を用いて、燃料と空気の希薄予混合気を1500℃
以下で安定して燃焼させ、NOxの発生を大幅に低減す
る方法である。この燃焼法を応用するガスタービン燃焼
器の代表的な構成例を図1に示す。燃焼器全体は、主と
して予燃焼器1、予混合器3、触媒カセット5およびバ
イパス空気弁7から構成されている。予燃焼器1は、通
常の火炎燃焼バーナで構成されており、タービンの起動
時には高燃焼量で作動し、定常時には燃焼器に導入され
る空気を触媒燃焼開始温度まで予熱するために、低燃焼
量で作動される。予混合器3は、予熱された空気Cに主
燃料Aを混合し、均一な混合気を形成するものである。
触媒カセット5は、軸方向に分割されたハニカム形状の
複数の燃料触媒体を装填し、金属枠で固定した構造を有
しているので、予混合器3で形成された希薄予混合気
は、触媒層内で安定に燃焼され、NOxの発生が大幅に
抑制される。バイパス空気弁7は、タービンTの入口温
度(燃焼排気温度)および触媒燃焼の最高温度を調整す
るための空気供給に用いられる。この様な構成の触媒燃
焼器を実現するためには、以下に示す要件を満足する燃
焼触媒の開発が必要である。The catalytic combustion method is, for example, Japanese Patent Publication No. Sho-53-374.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 85, a lean premixture of fuel and air is heated to 1500 ° C. using a honeycomb-shaped combustion catalyst.
The following is a method of stably burning and significantly reducing the generation of NO x . A typical configuration example of a gas turbine combustor to which this combustion method is applied is shown in FIG. The entire combustor is mainly composed of a precombustor 1, a premixer 3, a catalyst cassette 5 and a bypass air valve 7. The precombustor 1 is composed of a normal flame combustion burner, operates at a high combustion amount when the turbine starts, and preheats the air introduced into the combustor to the catalytic combustion start temperature during steady state, so that low combustion is performed. Operated in quantity. The premixer 3 mixes the preheated air C with the main fuel A to form a uniform air-fuel mixture.
Since the catalyst cassette 5 has a structure in which a plurality of honeycomb-shaped fuel catalyst bodies divided in the axial direction are loaded and fixed by a metal frame, the lean premixed gas formed by the premixer 3 is stably combusted in the catalyst layer, generation of the NO x is greatly suppressed. The bypass air valve 7 is used to supply air for adjusting the inlet temperature (combustion exhaust gas temperature) of the turbine T and the maximum temperature of catalytic combustion. In order to realize a catalytic combustor having such a structure, it is necessary to develop a combustion catalyst that satisfies the following requirements.
【0004】(1) できるだけ低い入口温度から燃焼
を開始できること。ガスタービン燃焼器へ導入される空
気温度は、300℃程度である。触媒燃焼開始温度が低
い程、予燃焼量が低減でき、全NOx量を低減すること
ができる。触媒燃焼器におけるNOx量の低減目標は、
NOx量低減無対策タービンの約1/10以下、40p
pm(酸素0%換算)の超低NOxとすべきであり、そ
れを達成するためには、触媒入口温度は、450℃以下
とすることが必要である。(1) Combustion can be started from the lowest possible inlet temperature. The temperature of the air introduced into the gas turbine combustor is about 300 ° C. The lower the catalytic combustion start temperature, the more the pre-combustion amount can be reduced and the total NO x amount can be reduced. The goal of reducing the amount of NO x in the catalytic combustor is
About one-tenth or less of the amount of NO x reduction No measures turbine, 40p
Ultra low NO x of pm (converted to 0% oxygen) should be achieved, and in order to achieve that, the catalyst inlet temperature needs to be 450 ° C. or lower.
【0005】(2) 触媒出口温度は、現行のコジェネ
レーションガスタービンの作動最高温度が1100℃程
度であるので、それ以上の温度が必要である。それを下
回る温度であれば、エネルギー効率が低下し、実用性が
失われる。(2) The catalyst outlet temperature is required to be higher than the operating maximum temperature of the current cogeneration gas turbine, which is about 1100 ° C. If the temperature is lower than that, the energy efficiency is lowered and the practicality is lost.
【0006】(3) 触媒出口において99%以上の燃
焼効率が達成されること。(3) A combustion efficiency of 99% or more is achieved at the catalyst outlet.
【0007】(4) 触媒層を通過する線速度は、作動
圧力10ata、0℃の空筒換算で3m/s以上である
こと。流速が小さい程、処理量を増大させるために、燃
焼器を大きくする必要があり、実用性が失われる。(4) The linear velocity passing through the catalyst layer should be at least 3 m / s in terms of an empty cylinder at an operating pressure of 10 ata and 0 ° C. The smaller the flow velocity is, the larger the combustor needs to be in order to increase the throughput, and the practicality is lost.
【0008】(5) 触媒層の圧力損失率は3%以下で
あること。圧力損失率が高くなると、タービンの効率が
低下する。(5) The pressure loss rate of the catalyst layer is 3% or less. Higher pressure loss rates reduce turbine efficiency.
【0009】(6) 触媒活性寿命は、実用上の少なく
とも8000時間以上であること。(6) The catalyst active life should be at least 8000 hours or more for practical use.
【0010】本発明者らは、上記の条件に適合する燃焼
触媒として、すでに複合触媒体を開発している(特開平
4−161253公報参照)。この複合触媒体は、混合
気が流入する入り口側から、耐熱性ハニカム基体にパラ
ジウムを主体とする触媒成分を担持した第1の触媒体
と、その後流にマンガン置換型ヘキサアルミネートを直
接ハニカム成形した複数個の第2の触媒体とを配置した
構造となっている。The present inventors have already developed a composite catalyst as a combustion catalyst that meets the above conditions (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-161253). In this composite catalyst body, a first catalyst body having a catalyst component mainly composed of palladium supported on a heat-resistant honeycomb substrate and a manganese-substituted hexaaluminate are directly formed into a honeycomb stream from the inlet side through which the air-fuel mixture is introduced. It has a structure in which a plurality of second catalyst bodies are arranged.
【0011】本発明者は、その後、直径220mmの触
媒を用いた図1に示す形式の触媒燃料器について、圧力
比8.5の150KW級タービンを用いたタービン装着
試験を行なうとともに、さらに、実験室における燃焼活
性研究を進めた結果、上記複合触媒では、上述の(1)
および(4)の条件を達成することがかなり困難である
ことがわかった。The present inventor then conducted a turbine mounting test using a 150 KW class turbine with a pressure ratio of 8.5 on a catalytic fuel unit of the type shown in FIG. 1 using a catalyst having a diameter of 220 mm, and further conducted an experiment. As a result of advancing research on combustion activity in the chamber, the above-mentioned composite catalyst (1)
It has been found that it is rather difficult to achieve the conditions of (4) and (4).
【0012】本発明者は、この原因について、さらに検
討を進めた結果、上記複合触媒体の後流に配置されるマ
ンガン置換型ヘキサアルミネート触媒が、タービンの高
圧条件において十分な燃焼進展を維持するためには、8
00℃以上の入口温度が必要であること、一方、前流に
配置されるパラジウム触媒では、800℃以上の出口温
度を安定に達成することは困難であること、その結果、
この両触媒の活性の差異が、入口温度を低減した場合の
燃焼性能の維持を困難とする原因であることを見出し
た。As a result of further study on the cause of this, the present inventor has found that the manganese-substituted hexaaluminate catalyst arranged in the downstream of the composite catalyst body maintains sufficient combustion progress under the high pressure condition of the turbine. 8 to do
An inlet temperature of 00 ° C. or higher is required, while it is difficult to stably achieve an outlet temperature of 800 ° C. or higher with a palladium catalyst arranged in the upstream, and as a result,
It was found that the difference in the activities of the two catalysts makes it difficult to maintain the combustion performance when the inlet temperature is reduced.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記の第1の触媒体と第2の触媒体とからなる従来の複合
触媒体の問題点を解決することを主な目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the main object of the present invention is to solve the problems of the conventional composite catalyst body composed of the first catalyst body and the second catalyst body.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来の複合
触媒体の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、上記複
合触媒体の中間層として、パラジウム触媒よりも低温活
性は低いが、マンガン置換型ヘキサアルミネート触媒よ
りは低温活性の高いという耐熱ハニカム基体に白金を主
体とする触媒成分を担持した触媒体を備えた複合触媒体
が、上記の目的に合致する機能を備えていることを見出
した。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted extensive studies in view of the problems of conventional composite catalysts, and as a result, the low temperature activity is lower than that of the palladium catalyst as the intermediate layer of the composite catalysts. , A composite catalyst body having a catalyst body having a platinum-based catalyst component supported on a heat-resistant honeycomb substrate having higher activity at a low temperature than a manganese-substituted hexaaluminate catalyst has a function meeting the above-mentioned object. I found that.
【0015】即ち、本発明は、下記の構造を備えた複合
触媒体を提供するものである; 1. 燃料ガス−空気混合気を触媒燃焼させる装置にお
いて使用する高温燃焼用複合触媒体であって、(1)混
合気が流入する入り口側に位置し、耐熱性ハニカム基体
にパラジウムを主体とする触媒活性成分を担持する第1
の触媒体と、(2)その後流側に位置し、耐熱性ハニカ
ム基体に白金を主体とする触媒活性成分を担持する第2
の触媒体と、(3)さらにその後流側に位置し、マンガ
ン置換型ヘキサアルミネートをハニカム形状に成形した
複数個の第3の触媒体とからなることを特徴とする高温
燃焼用複合触媒体。That is, the present invention provides a composite catalyst body having the following structure: A composite catalyst body for high temperature combustion used in a device for catalytically burning a fuel gas-air mixture, comprising: (1) a catalytic activity mainly composed of palladium on a heat-resistant honeycomb substrate, which is located at an inlet side into which the mixture gas flows. First carrying component
A catalyst body of (2), which is located on the downstream side and has a heat-resistant honeycomb substrate on which a catalytically active component mainly composed of platinum is carried.
And (3) a plurality of third catalyst bodies which are located on the further downstream side thereof and which are formed into a honeycomb shape of manganese-substituted hexaaluminate. .
【0016】本発明による複合触媒体は、燃料ガス−空
気混合気が流入する入口側に位置する第1の触媒体と、
その後流側に位置する第2の触媒体、さらにその後流側
に位置する第3の触媒体とからなっている。以下に、そ
れぞれの触媒体について詳細に説明する。The composite catalyst body according to the present invention comprises a first catalyst body located on an inlet side into which a fuel gas-air mixture flows,
It comprises a second catalyst body located on the downstream side and a third catalyst body located on the downstream side. Below, each catalyst body is demonstrated in detail.
【0017】第1の触媒体 第1の触媒体は、耐熱材料からなるハニカム基体に、触
媒活性成分としてのパラジウムおよび必要に応じて助触
媒としての酸化ニッケルを担持しており、さらに担体成
分としてのランタン酸化物および/またはバリウム酸化
物および/または酸化珪素含有アルミナを担持してい
る。 First Catalyst Body The first catalyst body has a honeycomb substrate made of a heat-resistant material, which carries palladium as a catalytically active component and nickel oxide as a co-catalyst if necessary, and further as a carrier component. Lanthanum oxide and / or barium oxide and / or silicon oxide-containing alumina.
【0018】ハニカム基体としては、1200℃程度ま
での耐熱性を有している限り、特に限定されるものでは
ないが、量産品として低コストで入手でき、熱膨張率が
低く、耐熱衝撃性の高いコーディエライト製のものが好
適である。その開口比率および1平方インチ当りのセル
数も、特に限定されないが、触媒活性成分を担持した状
態で活性面積と燃焼時の圧力損失とを適度なものとする
ために、それぞれ60〜70%および100〜200セ
ル/1平方インチ程度とすることが好適である。The honeycomb substrate is not particularly limited as long as it has heat resistance up to about 1200 ° C., but it can be obtained as a mass-produced product at low cost, has a low coefficient of thermal expansion, and has a thermal shock resistance. Those made of high cordierite are preferred. The opening ratio and the number of cells per square inch are not particularly limited, but in order to make the active area and the pressure loss during combustion appropriate while supporting the catalytically active component, 60 to 70% and It is preferable to set it to about 100 to 200 cells / 1 square inch.
【0019】第1の触媒体は、触媒活性成分として、ハ
ニカム容積基準で、パラジウムを50〜150g/l担
持しており、また必要に応じて、酸化ニッケルを20〜
70g/l担持している。パラジウムは、天然ガスの主
成分であるメタン酸化活性が最も高く、触媒入口温度を
できるだけ低下させるための主触媒として機能する。パ
ラジウムの担持量は、一般に多い程、触媒活性の安定性
を図るために有利であるが、その最大担持量は、物理的
な限界、コストなどの要因を考慮して、上記の範囲内で
定められる。必要に応じて使用される酸化ニッケルは、
パラジウム触媒の活性の熱安定性をある程度制御する助
触媒としての機能を発揮する。同様の目的を達成するた
めに、酸化ニッケルに代えて或いは酸化ニッケルととも
にMgO、Ce203、ZrO2などを添加しても良い。The first catalyst body carries 50 to 150 g / l of palladium as a catalytically active component, based on the honeycomb volume, and, if necessary, 20 to 20 parts of nickel oxide.
Carries 70 g / l. Palladium has the highest methane oxidation activity, which is the main component of natural gas, and functions as the main catalyst for reducing the catalyst inlet temperature as much as possible. Generally, the larger the supported amount of palladium, the better the stability of the catalytic activity, but the maximum supported amount is determined within the above range in consideration of factors such as physical limit and cost. To be Nickel oxide used as needed is
It functions as a co-catalyst that controls the thermal stability of the activity of the palladium catalyst to some extent. In order to achieve the same purpose, MgO, Ce 2 O 3 , ZrO 2 or the like may be added instead of nickel oxide or together with nickel oxide.
【0020】第1の触媒体は、さらに触媒活性成分の担
体成分として、ハニカム容積基準で、ランタン酸化物を
含むアルミナを50〜200g/l担持している。担体
成分としては、1100℃×5時間の加熱条件下に50
m2 /g以上の比表面積を維持するものであれば、他の
物質を使用しても良い。この様な物質としては、バリウ
ム酸化物および/または酸化珪素を含むアルミナが挙げ
られる。ランタン酸化物、バリウム酸化物および酸化珪
素は、いずれも、多結晶体からなる多孔質の中間アルミ
ナの結晶成長を防止し、高比表面積を維持する作用を発
揮するものであり、その添加量は、アルミナ重量の3〜
25%程度とする。この様な担体成分は、ハニカム基体
の壁表面に触媒活性成分を分散状態で被覆させ、且つ多
孔質で高比表面積を有するので、触媒活性成分への反応
物質の拡散を容易にする。The first catalyst body further carries 50 to 200 g / l of alumina containing lanthanum oxide as a carrier component of the catalytically active component on the basis of honeycomb volume. As the carrier component, 50 under heating conditions of 1100 ° C. for 5 hours
Other substances may be used as long as they maintain a specific surface area of m 2 / g or more. Such materials include alumina containing barium oxide and / or silicon oxide. Lanthanum oxide, barium oxide, and silicon oxide all have the function of preventing the crystal growth of porous intermediate alumina made of a polycrystalline body and maintaining a high specific surface area. , Alumina weight 3 to
It is about 25%. Since such a carrier component covers the wall surface of the honeycomb substrate with the catalytically active component in a dispersed state and is porous and has a high specific surface area, it facilitates the diffusion of the reactant into the catalytically active component.
【0021】第1の触媒体の調製は、種々の方法により
行なうことができ、特に限定されない。例えば、触媒活
性成分としてのパラジウムは、燃焼条件下では、焼結し
て粒子成長しやすいので、粒子直径0.02〜1.5μ
m程度の範囲の金属粒子として用い、必要ならば、助触
媒としての酸化ニッケルなどの不定形粉末、および担体
成分としてのランタン酸化物および/またはバリウム酸
化物含有アルミナの不定形粉末を用い、それらに水を添
加して、ボールミルに入れ、攪拌混合して均一なスラリ
ーを調製し、これにハニカム基体を浸漬コートし、乾燥
し、約900℃で熱処理する方法が好ましい一例として
挙げられる。The first catalyst body can be prepared by various methods and is not particularly limited. For example, palladium, which is a catalytically active component, is easily sintered and particles grow under combustion conditions, so the particle diameter is 0.02 to 1.5 μm.
Used as metal particles in the range of about m, if necessary, an amorphous powder such as nickel oxide as a cocatalyst and an amorphous powder of lanthanum oxide- and / or barium oxide-containing alumina as a carrier component, A preferable example is a method in which water is added to the mixture, the mixture is placed in a ball mill, stirred and mixed to prepare a uniform slurry, the honeycomb substrate is dip-coated, dried, and heat-treated at about 900 ° C.
【0022】第1の触媒体は、ガスタービンの定格燃焼
条件で、天然ガスを約400℃から燃焼進展させること
が可能である。The first catalyst body is capable of burning and developing natural gas from about 400 ° C. under the rated combustion conditions of the gas turbine.
【0023】しかしながら、第1の触媒体であるパラジ
ウム系触媒体では、触媒層出口の気相温度が800℃以
上になるような条件下においては、長期にわたる活性安
定性は得られない。これは、以下の理由による。即ち、
パラジウムは、800℃未満の温度では、表面に吸着し
た酸素を介した機構により酸化反応を促進しており、高
い反応活性を有しているが、800℃以上の温度では、
表面吸着酸素が完全に脱離され、酸化活性が大幅に低下
するという特性を有している。NiO、MgO、Ce2
03、ZrO2などの助触媒は、その傾向を若干抑制する
作用を発揮するが、抑制効果は十分ではない。従って、
触媒出口での気相温度が800℃以上になる様な過度の
反応をパラジウム触媒層で行なった場合には、触媒体の
中間部分では、パラジウムが酸化状態から還元状態へ移
行して、活性が急変する遷移領域を含むことになるの
で、触媒壁温度および燃焼活性が、かなり大きい振幅を
もって周期的に変化する燃焼振動現象が発生する。この
ような燃焼振動は、パラジウムの粒子成長を促進するの
で、触媒活性劣化が著しく進行する原因となる。However, the palladium-based catalyst body as the first catalyst body cannot obtain long-term activity stability under the condition that the gas phase temperature at the catalyst layer outlet is 800 ° C. or higher. This is for the following reason. That is,
Palladium promotes an oxidation reaction by a mechanism mediated by oxygen adsorbed on the surface at a temperature lower than 800 ° C and has high reaction activity, but at a temperature higher than 800 ° C,
It has the property that oxygen adsorbed on the surface is completely desorbed and the oxidation activity is significantly reduced. NiO, MgO, Ce 2
Cocatalysts such as 0 3 and ZrO 2 exert an effect of suppressing the tendency to some extent, but the suppressing effect is not sufficient. Therefore,
When an excessive reaction such that the gas phase temperature at the catalyst outlet becomes 800 ° C. or higher is carried out in the palladium catalyst layer, the palladium shifts from the oxidized state to the reduced state in the intermediate portion of the catalyst, and the activity becomes Since the transition region including abrupt changes is included, a combustion oscillation phenomenon occurs in which the catalyst wall temperature and the combustion activity periodically change with a considerably large amplitude. Such combustion vibration promotes the growth of palladium particles, which causes the catalytic activity to significantly deteriorate.
【0024】そこで、本発明による複合触媒体では、第
1の触媒体であるパラジウム系触媒は、上記反応機構の
遷移領域を生ずることなく、安定に作動できる触媒出口
温度以下、即ち約750℃以下で作動させる。第1の触
媒体では、約400℃から燃焼開始し、約750℃まで
の燃焼を行わせるためには、ある程度の反応接触時間が
必要であるので、その層高は、少なくとも20mm以上
で60mm未満とする。第1の触媒体は、1層で形成す
ることは可能であるが、2層以上に分けて、1層当りの
層高を小さくすることが好ましい。即ち、実用に供され
る触媒は、大口径であるので、燃焼器の構造設計上の限
界から、触媒入口の半径方向にある程度の温度および燃
焼濃度分布が生じることは、やむを得ない。この様な分
布は、特に燃焼開始初期に触媒面内に燃焼分布を誘起す
る。この燃焼分布は、2次的に混合気の触媒層への流入
速度分布を誘起するので、燃焼分布は一層助長される傾
向がある。若し、例えば触媒層の平面内で、200℃以
上の燃焼分布が発生した場合には、後流のマンガン置換
型ヘキサアルミネート触媒の熱応力による破壊を生ずる
おそれがあり、また、タービン作動の安定性も損なわれ
るという不都合が発生する。これに対し、触媒層を2層
以上に分けて、中間に空筒部を形成した状態で燃焼を行
なう場合には、中間の空筒部において、混合気の温度、
濃度、流速などを均一化する効果が生じるので、燃焼分
布の発生を低減できる。また、触媒体を2層に分ける場
合には、第1層の触媒では、できるだけ高活性を発現す
るために、パラジウムの粒径を小さくするか、或いはパ
ラジウムの担持量を高め、第2層の触媒においては、耐
久性を高めるために、むしろ第1層の触媒とは逆の構成
とすることができるので、有利である。Therefore, in the composite catalyst body according to the present invention, the palladium-based catalyst, which is the first catalyst body, has a temperature not higher than the catalyst outlet temperature, that is, not higher than about 750 ° C., which enables stable operation without the transition region of the reaction mechanism. Operate with. In the first catalyst body, a certain amount of reaction contact time is required to start combustion from about 400 ° C. and to perform combustion up to about 750 ° C. Therefore, the layer height is at least 20 mm and less than 60 mm. And Although it is possible to form the first catalyst body in one layer, it is preferable to divide the first catalyst body into two or more layers to reduce the layer height per layer. That is, since the catalyst for practical use has a large diameter, it is unavoidable that a certain temperature and combustion concentration distribution occur in the radial direction of the catalyst inlet due to the structural design limit of the combustor. Such a distribution induces a combustion distribution in the surface of the catalyst, especially at the beginning of combustion. Since this combustion distribution secondarily induces the inflow velocity distribution of the air-fuel mixture into the catalyst layer, the combustion distribution tends to be further promoted. If, for example, a combustion distribution of 200 ° C. or higher occurs in the plane of the catalyst layer, the manganese-substituted hexaaluminate catalyst in the wake may be broken due to thermal stress. The inconvenience that stability is also impaired occurs. On the other hand, when the catalyst layer is divided into two or more layers and combustion is performed in a state where an empty cylinder is formed in the middle, the temperature of the air-fuel mixture in the intermediate empty cylinder is
Since the effect of equalizing the concentration, the flow velocity, etc. is produced, the occurrence of combustion distribution can be reduced. Further, when the catalyst body is divided into two layers, in the catalyst of the first layer, the particle size of palladium is reduced or the amount of palladium supported is increased in order to express the activity as high as possible. It is advantageous that the catalyst can be configured in reverse to the catalyst of the first layer in order to improve durability.
【0025】第1の触媒体では、上記の様に、パラジウ
ムを主体とする触媒を用いて、低温活性を発現し、触媒
出口温度をパラジウム触媒が安定に作動できる温度、即
ち、約750℃以下とする。In the first catalyst body, as described above, a catalyst containing palladium as a main component is used to exhibit low-temperature activity and the catalyst outlet temperature is a temperature at which the palladium catalyst can operate stably, that is, about 750 ° C. or less. And
【0026】第2の触媒体 一方、後流で用いる高耐熱性のマンガン置換型ヘキサア
ルミネート触媒(後述する第3の触媒体)により燃焼進
展できる温度としては、特にガスタービンの高圧高速条
件では、800℃以上が必要である。 Second catalyst body On the other hand, the temperature at which combustion can proceed with the highly heat-resistant manganese-substituted hexaaluminate catalyst (third catalyst body described later) used in the downstream, particularly under high pressure and high-speed conditions of the gas turbine. 800 ° C or higher is required.
【0027】そこで、本発明では、第1の触媒体と第3
の触媒体との中間に、650℃程度において、燃焼進展
が可能であり、800℃以上の触媒出口温度を与える第
2の触媒体を設ける。Therefore, in the present invention, the first catalytic body and the third catalytic body are used.
In the middle of the catalyst body of No. 2, a second catalyst body is provided which is capable of combustion progress at about 650 ° C. and gives a catalyst outlet temperature of 800 ° C. or higher.
【0028】第2の触媒体は、耐熱材料からなるハニカ
ム基体に、触媒活性成分としての白金および必要に応じ
て助触媒としての酸化ニッケルを担持しており、さらに
担体成分としてのランタン酸化物および/またはバリウ
ム酸化物および/または酸化珪素を含有するアルミナを
担持している。In the second catalyst body, a honeycomb substrate made of a heat-resistant material carries platinum as a catalytically active component and nickel oxide as a co-catalyst if necessary, and lanthanum oxide and a lanthanum oxide as a carrier component. It supports alumina containing barium oxide and / or silicon oxide.
【0029】ハニカム基体としては、第1の触媒体にお
けると同様な材質、構造などのものを使用することがで
きる。As the honeycomb substrate, the same material and structure as those of the first catalyst body can be used.
【0030】第2の触媒体は、触媒活性成分として、ハ
ニカム容積基準で、白金を約10〜40g/l担持して
おり、また必要に応じて、酸化ニッケルを約10〜40
g/l担持している。酸化ニッケルは、第2の触媒体の
熱安定性を改善し、耐久性を向上させる効果を発揮す
る。酸化ニッケルに代えて或いは酸化ニッケルととも
に、銅、クロム、コバルト、マンガンなどの酸化物を使
用する場合にも、同様な効果が達成される。The second catalyst body carries about 10 to 40 g / l of platinum as a catalytically active component, based on the honeycomb volume, and, if necessary, about 10 to 40 nickel oxide.
It carries g / l. Nickel oxide improves the thermal stability of the second catalyst body and exerts the effect of improving the durability. Similar effects are achieved when oxides of copper, chromium, cobalt, manganese, etc. are used instead of or together with nickel oxide.
【0031】第2の触媒体は、さらに触媒活性成分の担
体成分として、第1の触媒体におけると同様に、ランタ
ン酸化物を含むアルミナを50〜200g/l担持して
いる。ランタン酸化物を含むアルミナに代えて或いはこ
れとともにバリウム酸化物および/または酸化珪素を含
むアルミナを使用して良いことも、第1の触媒体の場合
と同様である。Similarly to the first catalyst body, the second catalyst body further carries 50 to 200 g / l of alumina containing lanthanum oxide as a carrier component of the catalytically active component. It is similar to the case of the first catalyst body that alumina containing barium oxide and / or silicon oxide may be used instead of or together with alumina containing lanthanum oxide.
【0032】第2の触媒体の主触媒活性成分である白金
は、パラジウムとは特性が異なっており、燃焼開始温度
は600℃程度と高いが、800℃以上においても、反
応機構に変化がなく、高い触媒活性を維持する。そのた
め、一旦反応が開始されると、反応は急速に進行して、
触媒表面では、混合気の断熱理論燃焼温度付近まで温度
が上昇し、白金粒子が蒸散乃至揮散したり、或いは焼結
などによる活性劣化が起り、実用性が失われる傾向があ
る。従って、本発明においては、ハニカム基体にコート
された白金触媒層表面に多孔性の不活性担体成分を被覆
し、触媒表面における反応速度を反応物質の拡散速度で
支配することにより、白金粒子表面で急速に進行する反
応を抑制する。Platinum, which is the main catalytically active component of the second catalyst, has different characteristics from palladium and has a high combustion starting temperature of about 600 ° C, but there is no change in the reaction mechanism even at 800 ° C or higher. , Maintain high catalytic activity. Therefore, once the reaction is started, the reaction proceeds rapidly,
On the surface of the catalyst, the temperature rises to near the adiabatic theoretical combustion temperature of the air-fuel mixture, platinum particles evaporate or volatilize, or the activity deteriorates due to sintering or the like, and there is a tendency that the practicality is lost. Therefore, in the present invention, by coating the surface of the platinum catalyst layer coated on the honeycomb substrate with a porous inert carrier component, and controlling the reaction rate on the catalyst surface by the diffusion rate of the reactant, the platinum particle surface Inhibits rapidly progressing reactions.
【0033】第2の触媒体の調製法に際しては、まず、
第1の触媒体の調製におけると同様な手法で、ハニカム
基体に0.05〜1μm程度の比較的大きい白金粒子
(および必要ならば酸化ニッケルなどの助触媒からなる
触媒活性成分)と担体成分とを含むスラリーを使用し
て、触媒活性成分と担体成分とをコートした触媒を調製
する。次いで、その触媒層の上に、担体成分のみを含む
スラリーを用いて同様の方法でコートして、担体層を形
成させる。反応物質の拡散障壁層となる担体層には、触
媒層の形成に用いたものと同じ担体成分を使用すること
が、熱膨張率を均一化し、剥離を防止する上で望まし
い。担体層は、前記の第1の触媒体との場合と同様に、
1100℃で5時間熱処理後も、比表面積が50m2 /
g以上であることが望ましい。その担持量は、10〜1
00g/lの範囲とすることが適当である。担持量が少
なすぎる場合には、反応物質の拡散制御の効果が乏しく
なり、触媒活性の劣化を生じ易くなる。In preparing the second catalyst body, first,
In the same manner as in the preparation of the first catalyst body, relatively large platinum particles of about 0.05 to 1 μm (and, if necessary, a catalytically active component consisting of a cocatalyst such as nickel oxide) and a carrier component are provided on the honeycomb substrate. A catalyst containing a catalytically active component and a carrier component is prepared using a slurry containing Then, the catalyst layer is coated with a slurry containing only the carrier component in the same manner to form a carrier layer. It is desirable to use the same carrier component as that used for forming the catalyst layer in the carrier layer that serves as the diffusion barrier layer for the reactants, in order to make the coefficient of thermal expansion uniform and prevent peeling. The carrier layer is similar to the case of the first catalyst body described above,
Even after heat treatment at 1100 ° C. for 5 hours, the specific surface area is 50 m 2 /
It is preferably g or more. The carrying amount is 10 to 1
A range of 00 g / l is suitable. If the supported amount is too small, the effect of controlling the diffusion of the reactant becomes poor and the catalyst activity is likely to deteriorate.
【0034】第2の触媒体の調製法としては、白金粒子
を予め多孔質の担体成分でコートしておき、それを担体
成分と混合し、上記と同様の方法でてコートする方法を
採用しても良い。As the method for preparing the second catalyst body, a method is used in which platinum particles are coated in advance with a porous carrier component, which is mixed with the carrier component and coated in the same manner as above. May be.
【0035】第2の触媒体は、1000℃を超える高温
では、白金の蒸散揮散、担体の焼結、担体と触媒成分の
反応、コート成分の剥離などの問題を生じ、耐久性に問
題がある。従って、本発明では、第2の触媒の層高は4
0mm程度以下(より好ましくは、15〜30mm程
度)として、その触媒出口温度をおよそ850℃以下と
するとともに、その後流に下記の第3の触媒体を設け
る。At a high temperature of over 1000 ° C., the second catalyst body has problems such as evaporation of platinum, volatilization and volatilization of the carrier, sintering of the carrier, reaction of the catalyst component with the carrier, peeling of the coating component, and the like, and durability. . Therefore, in the present invention, the bed height of the second catalyst is 4
The catalyst outlet temperature is set to about 0 mm or less (more preferably about 15 to 30 mm), the catalyst outlet temperature is set to about 850 ° C. or less, and the following third catalyst body is provided in the subsequent flow.
【0036】第3の触媒体 第2の触媒体の後流に設けられる第3の触媒体は、アル
カリ土類金属および希土類金属酸化物の合計1モルとア
ルミナ6モルから構成される層状結晶構造を有する複合
酸化物(これはヘキサアルミネートと称される)を基本
とし、その結晶構造を保持したまま、アルミニウム原子
を触媒作用を有するマンガンに置換したもので、下記の
式(1)で表される組成を有する触媒体である。 Third Catalyst Body The third catalyst body provided downstream of the second catalyst body has a layered crystal structure composed of a total of 1 mol of an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide and 6 mol of alumina. Is based on a complex oxide having the formula (this is called hexaaluminate), the aluminum atom of which is replaced by manganese having a catalytic action while maintaining its crystal structure. It is a catalyst body having the above composition.
【0037】 A1 -xZxMnyAl12-yO19-α (1) (但し、AはSr、BaおよびCaの少なくとも1種を
示す;ZはLaおよび/またはPrを示す;x=0.1
〜0.4、好ましくは0.2;y=0.5〜2.0,好
ましくは1.0;−1≦α≦1) 第3の触媒体は、上記式(1)で表されるマンガン置換
型ヘキサアルミネートをそれぞれ焼結温度および比表面
積の異なるハニカム状に成形したものを複数個使用す
る。[0037] A 1 -x Z x Mn y Al 12-y O 19-α (1) ( where, A is Sr, represents at least one Ba and Ca; Z represents La and / or Pr; x = 0.1
˜0.4, preferably 0.2; y = 0.5 to 2.0, preferably 1.0; −1 ≦ α ≦ 1) The third catalyst body is represented by the above formula (1). A plurality of manganese-substituted hexaaluminates formed into honeycomb shapes having different sintering temperatures and specific surface areas are used.
【0038】これらの複数個の第3の触媒体の中で、第
2の触媒体に近い触媒体は、その比表面積を8〜20m
2 /g程度と高くする。これにより、ガスタービンにお
ける様な高圧且つ高線速度の燃焼条件下においても、8
00℃以上での燃焼進展が可能となる(この高比表面積
の第3の触媒体を以下“第3の触媒体A”という)。第
3の触媒体Aは、例えば、以下の様にして調製される。
まず、上記式(1)に相当する組成のマンガン置換型ヘ
キサアルミネート原料粉末は、アルミニウムおよびラン
タン、ストロンチウムなどの希土類金属、アルカリ土類
金属のアルコキシド溶液にマンガン塩を含む水溶液を添
加して加水分解し、ゲル化し、乾燥した後、1000〜
1100℃程度で焼結し、破砕し、適当な大きさに分級
することにより、調製できる。なお、この際、希土類金
属については、水溶性塩としてマンガン塩溶液に加えて
も良い。次いで、常法に従って、得られた原料粉末に水
と必要ならば有機系の成形助材とを添加して練り合わ
せ、ハニカム形状に押出成形し、乾燥した後、約115
0〜1250℃で焼結する。第3の触媒体Aの比表面積
および強度は、原料粉末の組成および粒径、練り合わせ
の強度、成形圧力、焼結温度、焼結時間などを選択する
ことにより、適宜調節できる。ハニカム成形体として
は、開口比率60〜70%で1平方インチ当たりのセル
数200〜300程度が、強度と活性の双方を満足する
ので、好ましい。第3の触媒体Aを構成する材料は、ア
ルミナ系であって、第1および第2の触媒体で好ましい
材料として用いるコーディエライトハニカムに比して、
熱膨脹率が高く、熱衝撃抵抗が低いという欠点がある。
この欠点を補うため、第3の触媒体Aの1層の触媒層高
は30mm以内(より好ましくは15〜25mm程度)
とし、少なくともその1個を用いて、熱膨張によって発
生する応力をできるだけ低減し、触媒体自体の破壊を防
止する。Of these plural third catalyst bodies, the catalyst body close to the second catalyst body has a specific surface area of 8 to 20 m.
Increase to about 2 / g. As a result, even under high pressure and high linear velocity combustion conditions such as in a gas turbine,
It is possible to progress combustion at a temperature of 00 ° C. or higher (this third catalyst body having a high specific surface area is hereinafter referred to as “third catalyst body A”). The third catalyst body A is prepared, for example, as follows.
First, a manganese-substituted hexaaluminate raw material powder having a composition corresponding to the above formula (1) is prepared by adding an aqueous solution containing a manganese salt to an alkoxide solution of a rare earth metal such as aluminum, lanthanum, and strontium, or an alkaline earth metal. After disintegrating, gelling and drying, 1000 ~
It can be prepared by sintering at about 1100 ° C., crushing and classifying to an appropriate size. At this time, the rare earth metal may be added to the manganese salt solution as a water-soluble salt. Then, according to a conventional method, water and, if necessary, an organic molding aid are added to the obtained raw material powder, and the mixture is kneaded, extruded into a honeycomb shape, dried, and then about 115
Sinter at 0 to 1250 ° C. The specific surface area and strength of the third catalyst body A can be appropriately adjusted by selecting the composition and particle size of the raw material powder, the kneading strength, the molding pressure, the sintering temperature, the sintering time and the like. As a honeycomb formed body, an opening ratio of 60 to 70% and a cell number of about 200 to 300 per square inch satisfy both strength and activity, which is preferable. The material constituting the third catalyst body A is an alumina-based material, which is more preferable than the cordierite honeycomb used as a preferable material for the first and second catalyst bodies.
It has the drawbacks of high thermal expansion coefficient and low thermal shock resistance.
To compensate for this drawback, the height of one catalyst layer of the third catalyst body A is within 30 mm (more preferably about 15 to 25 mm).
The stress generated by thermal expansion is reduced as much as possible by using at least one of them, and the destruction of the catalyst body itself is prevented.
【0039】第3の触媒体Aは、低温活性を向上させる
ために、約1150〜1250℃の比較的低温で焼結し
て調製する。従って、第3の触媒体Aは、触媒温度が1
100℃を超える条件下では、長期的に焼結が進行し、
収縮するので、使用できない。この様な条件下では触媒
出口の気相温度を1100℃未満に設定せざるを得ない
ので、第2の触媒体の後段に第3の触媒体Aを配置した
だけでは、ガスタービン燃焼器としての目標である触媒
出口温度1100℃に達しない。The third catalyst body A is prepared by sintering at a relatively low temperature of about 1150 to 1250 ° C. in order to improve low temperature activity. Therefore, the catalyst temperature of the third catalytic body A is 1
Under conditions exceeding 100 ° C, sintering proceeds for a long time,
It cannot be used because it contracts. Under such conditions, the gas phase temperature at the catalyst outlet must be set to less than 1100 ° C. Therefore, if the third catalyst body A is arranged after the second catalyst body, a gas turbine combustor can be obtained. The target catalyst outlet temperature of 1100 ° C is not reached.
【0040】このために、第3の触媒体Aに続いて、約
1250〜1350℃で焼結されて、比表面積が約3〜
8m2 /gとなっている第3の触媒体(以下これを第3
の触媒体Bという)を配置する。第3の触媒体Bは、上
記の第3の触媒体Aと同様の手法により、上記の式
(1)で示されるマンガン置換型ヘキサアルミネート粉
末材料をハニカム押出成形し、乾燥した後、約1250
〜1350℃で焼結して調製する。この第3の触媒体B
は、1層の層高を30mm以下(より好ましくは15〜
25mm)とし、少なくとも1個を用いる。この結果、
触媒温度1200℃以下、触媒出口温度1100〜12
00℃の条件で天然ガスを完全燃焼できる。第3の触媒
体Bの比表面積が、3m2 /g未満の場合には、触媒活
性が低くなりすぎるので、触媒層の圧力損失率を目標で
ある3%以下とする条件では、天然ガスの完全燃焼を達
成することができない。To this end, the third catalytic body A is subsequently sintered at about 1250 to 1350 ° C. and has a specific surface area of about 3 to
8 m 2 / g of the third catalyst body (hereinafter referred to as the third
Of the catalyst body B). The third catalyst body B is obtained by subjecting the manganese-substituted hexaaluminate powder material represented by the above formula (1) to honeycomb extrusion molding by the same method as that of the third catalyst body A, and drying the material. 1250
It is prepared by sintering at ˜1350 ° C. This third catalyst body B
Has a layer height of 30 mm or less (more preferably 15 to
25 mm) and at least one is used. As a result,
Catalyst temperature 1200 ° C or lower, catalyst outlet temperature 1100-12
Natural gas can be completely burned under the condition of 00 ° C. When the specific surface area of the third catalyst body B is less than 3 m 2 / g, the catalytic activity becomes too low. Therefore, under the condition that the pressure loss rate of the catalyst layer is 3% or less, which is the target of natural gas, Complete combustion cannot be achieved.
【0041】本発明による複合触媒体は、それぞれ少な
くとも1個の第1の触媒体、第2の触媒体、第3の触媒
体Aおよび第3の触媒体Bからなる複数個の触媒体によ
り構成されるが、その設置間隔は5〜10mmとする。
また、第3の触媒体Aの比表面積は、第3の触媒体Bの
比表面積を上回るものとする。The composite catalyst body according to the present invention comprises a plurality of catalyst bodies each including at least one first catalyst body, second catalyst body, third catalyst body A and third catalyst body B. The installation interval is 5 to 10 mm.
In addition, the specific surface area of the third catalyst body A is larger than the specific surface area of the third catalyst body B.
【0042】以下、本発明複合触媒体の実施態様を参照
しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments of the composite catalyst body of the present invention.
【0043】図2は、特にガスタービン燃焼器の様な高
圧且つ高線速度下の燃焼に適用できる本発明による高温
燃焼用複合触媒体の1実施態様の概要を示す。この複合
触媒体においては、燃料ガス(天然ガス)−空気混合気
11が流入する最前部には、コーディエライトなどの耐
熱性ハニカム基体にパラジウムを主体とする触媒活性成
分を担持させた第1の触媒体に対応するAおよびB、次
いでコーディエライトなどの耐熱性ハニカム基体に白金
を主体とする触媒活性成分を担持させた触媒体であっ
て、表面反応を制御する目的で、その触媒活性層上に不
活性の拡散障壁層がコートされている第2の触媒体に対
応するC、さらにマンガン置換型ヘキサアルミネートを
直接ハニカム成形した第3の触媒体に対応するD、E、
FおよびGが順次配置されている。第3の触媒体の中
で、前段側のDおよびEは、約1200℃で焼結されて
おり、その比表面積は約13m2 /g、後段側のFおよ
びGは、約1300℃で焼結されており、その比表面積
は約7m2 /gである。FIG. 2 schematically shows an embodiment of the composite catalyst body for high temperature combustion according to the present invention, which is applicable to combustion under high pressure and high linear velocity, particularly in a gas turbine combustor. In this composite catalyst body, in the foremost part where the fuel gas (natural gas) -air mixture 11 flows, a heat-resistant honeycomb substrate such as cordierite is made to support a catalytically active component mainly composed of palladium. A and B corresponding to the above catalyst body, and then a heat resistant honeycomb substrate such as cordierite having a catalytically active component mainly composed of platinum supported thereon, the catalytic activity of which is controlled for the purpose of controlling the surface reaction. C corresponding to the second catalyst body coated with an inert diffusion barrier layer on the layer, and D, E corresponding to the third catalyst body in which the manganese-substituted hexaaluminate is directly honeycomb-molded.
F and G are sequentially arranged. In the third catalyst body, D and E on the front side were sintered at about 1200 ° C., their specific surface area was about 13 m 2 / g, and F and G on the back side were baked at about 1300 ° C. And the specific surface area is about 7 m 2 / g.
【0044】各触媒層の層高は20mmであり、各触媒
層の間隔は約10mmである。触媒層間隔は、流通抵抗
をできるだけ抑制する形状の金属またはセラミックス材
料(図示せず)で保持されている。各触媒体の外側は、
断熱材料13で被覆され、金属枠15で固定されてい
る。本発明による複合触媒体は、勿論図示のものに限定
されるものでなく、特に第3の触媒体において、低温焼
結で高表面積のものと高温焼結で低表面積のものの配分
は、燃焼条件に応じて適宜変更し得ることは、言うまで
もない。また、第1の触媒体についても、例えば、低圧
燃焼に応用する場合には、パラジウムを主体とする反応
の特性から、高圧条件下におけるよりも見かけ上の反応
性が高まるので、第1の触媒体の層高を低くしても良
い。The height of each catalyst layer is 20 mm, and the distance between each catalyst layer is about 10 mm. The catalyst layer space is held by a metal or ceramic material (not shown) having a shape that suppresses the flow resistance as much as possible. The outside of each catalyst body is
It is covered with a heat insulating material 13 and fixed with a metal frame 15. The composite catalyst body according to the present invention is of course not limited to the one shown in the figure, and in particular, in the third catalyst body, the distribution of high surface area by low temperature sintering and low surface area by high temperature sintering is determined according to combustion conditions. It goes without saying that it can be appropriately changed according to Also, for the first catalyst body, for example, when it is applied to low pressure combustion, the apparent reactivity is higher than that under high pressure conditions due to the characteristics of the reaction mainly containing palladium. The layer height of the medium may be lowered.
【0045】上記の高温燃焼複合触媒体を前記の様なガ
スタービンへ応用する燃焼条件で燃焼する場合には、第
1の触媒層では、入り口温度約400℃から燃焼が開始
され、出口の気相温度が750℃以下までの燃焼が行わ
れる。未燃焼燃料を含む混合気は、第2の触媒体に入
り、800〜850℃の出口気相温度に達するまで燃焼
される。未燃焼燃料を含む混合気は、最後に、第3の触
媒体に入り、完全燃焼されるとともに、触媒出口での気
相温度1100〜1200℃の燃焼排気17が得られ
る。When the above-mentioned high-temperature combustion composite catalyst body is burned under the combustion conditions applied to the gas turbine as described above, in the first catalyst layer, the combustion is started from the inlet temperature of about 400 ° C. Combustion is performed up to a phase temperature of 750 ° C or lower. The air-fuel mixture containing unburned fuel enters the second catalyst body and is burned until the outlet gas phase temperature of 800 to 850 ° C is reached. Finally, the air-fuel mixture containing unburned fuel enters the third catalyst body and is completely combusted, and combustion exhaust gas 17 having a gas phase temperature of 1100 to 1200 ° C. at the catalyst outlet is obtained.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、下記の様な顕著な効果
が達成される。According to the present invention, the following remarkable effects are achieved.
【0047】1) 本発明の複合触媒体においては、
(イ)最前部に天然ガスの主成分であるメタンに対して
最も活性の高いパラジウムを主体とする第1の触媒体を
配置し、(ロ)中段部に表面に拡散障壁層を設置するこ
とにより、過度の反応進行を抑制した白金を主体とする
第2の触媒体を配置し、(ハ)最後段に高温耐熱性を有
するマンガン置換型層状アルミネートを直接ハニカム成
形した第3の触媒体を配置している。これらの触媒体の
中で、第2の触媒体は、パラジウム触媒の活性低下およ
びそれに伴う燃焼振動を防止し得る650〜700℃の
温度から十分な燃焼活性を発揮し、触媒活性が発現して
も、過度の反応を起こさせることなく、第3の触媒体で
あるマンガン置換型層状ヘキサアルミネート触媒の活性
が十分発現する800〜850℃の温度までの昇温に寄
与できる。従って、上記の組合わせにより、低温から高
温に至るそれぞれの温度領域で、それぞれの触媒が長期
の活性を維持しつつ、最も高い触媒活性を発現できる。
従って、大口径触媒において、触媒入口温度、混合気濃
度、流速変動などがある程度存在し、かつ高圧および高
線速度下で作動されるガスタービン燃焼器における様な
過酷な燃焼条件においても、天然ガスを450℃以下か
ら燃焼開始し、NOxをほとんど発生することなく、1
200℃以下で完全燃焼でき、且つその燃焼性能を長期
にわたり持続できる。1) In the composite catalyst body of the present invention,
(A) Arranging the first catalyst body mainly composed of palladium, which is the most active against methane, which is the main component of natural gas, in the forefront part, and (b) installing the diffusion barrier layer on the surface in the middle part. By arranging the second catalyst body mainly composed of platinum, which suppresses excessive reaction progress, (c) a third catalyst body in which a manganese-substituted layered aluminate having high-temperature heat resistance is directly formed into a honeycomb at the final stage. Are arranged. Among these catalyst bodies, the second catalyst body exerts sufficient combustion activity from the temperature of 650 to 700 ° C., which can prevent the activity reduction of the palladium catalyst and the combustion oscillation accompanying it, and the catalyst activity is exhibited. Also, without causing an excessive reaction, it is possible to contribute to the temperature rise up to a temperature of 800 to 850 ° C. at which the activity of the manganese-substitution type layered hexaaluminate catalyst which is the third catalyst body is sufficiently exhibited. Therefore, by the above combination, the highest catalyst activity can be exhibited while maintaining the long-term activity of each catalyst in each temperature range from low temperature to high temperature.
Therefore, in a large-diameter catalyst, there is some degree of catalyst inlet temperature, air-fuel mixture concentration, flow velocity fluctuation, etc., and even under severe combustion conditions such as in a gas turbine combustor operated under high pressure and high linear velocity, natural gas Combustion starts from below 450 ° C, and almost no NOx is generated.
Complete combustion is possible at 200 ° C or lower, and its combustion performance can be maintained for a long time.
【0048】2) 上記構成を有する本発明による複合
触媒体を図1に示す触媒燃焼器に組み込んだ場合には、
NOxの発生する部分での火炎燃焼量を主燃料の1/7
以下に低減できるので、NOx発生量40ppm(02
0%換算)以下の超低NOxが容易に達成できる。従っ
て、排煙脱硝装置が不要となり、コンパクトで低コスト
のNOx低減手段が得られる。2) When the composite catalyst body according to the present invention having the above structure is incorporated in the catalytic combustor shown in FIG.
The amount of flame combustion in the part where NO x is generated is 1/7 of the main fuel
The amount of NO x generated is 40 ppm (0 2
Ultra low NO x of 0% or less) can be easily achieved. Therefore, a flue gas denitration device is not required, and a compact and low-cost NO x reduction means can be obtained.
【0049】3) 本発明による複合触媒体は、天然ガ
スのみならず、LPG燃料、灯油燃料の燃焼にまで適用
できる。3) The composite catalyst body according to the present invention can be applied not only to natural gas but also to combustion of LPG fuel and kerosene fuel.
【0050】4) ガスタービンが高温化した場合に
は、本発明による複合触媒体の後流に、二次燃料を加え
て、気相燃焼させることも勿論可能である。本発明によ
る複合触媒体を使用する場合には、触媒出口温度を高温
にできるので、後流の気相燃焼進展が容易となり、触媒
燃焼と気相燃焼とを複合したコンパクトなハイブリッド
燃焼システムを実現できる。4) When the temperature of the gas turbine rises, it is of course possible to add secondary fuel to the wake of the composite catalyst body according to the present invention and to perform gas phase combustion. When the composite catalyst body according to the present invention is used, the catalyst outlet temperature can be set to a high temperature, which facilitates the progress of gas phase combustion in the wake and realizes a compact hybrid combustion system that combines catalyst combustion and gas phase combustion. it can.
【0051】[0051]
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。EXAMPLES Examples will be shown below to further clarify the features of the present invention.
【0052】実験装置 図3は、大気圧下における燃焼測定のための実験装置の
概要を示す断面図である。触媒体21a〜21gで構成
される触媒部全体は、放熱損失を防ぐため、断熱材23
により保温され、金属枠24により保持されている。こ
の金属枠24の周囲も、保温されている(図示せず)。
触媒部は、約10mmの間隔を経て、7層に分割され
て、設置されている。 Experimental Apparatus FIG. 3 is a sectional view showing the outline of an experimental apparatus for combustion measurement under atmospheric pressure. The entire catalyst portion including the catalyst bodies 21a to 21g has a heat insulating material 23 to prevent heat loss.
Is kept warm by and is held by the metal frame 24. The periphery of the metal frame 24 is also kept warm (not shown).
The catalyst portion is divided into 7 layers and installed at intervals of about 10 mm.
【0053】燃焼測定は、主として、触媒体間に設置さ
れた直径1mmの熱電対T−0乃至T−7および触媒体
ハニカム通路に設置された熱電対(詳細は図4に示す)
による温度測定および触媒層出口から30mmの距離に
設置した排気ガスサンプリング管25およびガス分析装
置27による排気ガス分析により、行なわれる。熱電対
を挿入されたハニカム通路の前後は、セラミックコーテ
ィング材で詰められ、ガスの流れが遮断されている(図
示せず)。温度測定は、15秒間隔で行なわれる。排気
ガス中の未燃炭化水素はFID式炭化水素計27aによ
り、COおよびCO2は非分散型赤外線吸収式測定器2
7bにより、酸素は磁気式酸素計27cにより、NOx
は化学発光式測定器27dにより、それぞれ分析され
る。予熱ヒータ29により予熱されたライン31からの
空気とライン33からの天然ガスとからなる燃料一空気
混合気は、均一混合状態で且つ所定の入口温度に調節さ
れた状態で、図3の左方向から導入され、触媒反応に供
される。燃焼測定実験は、すべて市中供給の天然ガス
(メタン約88%含有)を使用して行なった。The combustion measurement is mainly carried out by thermocouples T-0 to T-7 having a diameter of 1 mm installed between the catalyst bodies and a thermocouple installed in the catalyst honeycomb passages (details are shown in FIG. 4).
And the exhaust gas sampling pipe 25 and the gas analyzer 27 installed at a distance of 30 mm from the outlet of the catalyst layer. The front and rear of the honeycomb passage having the thermocouple inserted therein are filled with a ceramic coating material to block the gas flow (not shown). Temperature measurements are taken at 15 second intervals. The unburned hydrocarbons in the exhaust gas are measured by the FID type hydrocarbon meter 27a, and CO and CO 2 are non-dispersion type infrared absorption type measuring instruments 2
By 7b, oxygen by magnetic oxygen analyzer 27c, NO x
Are analyzed by the chemiluminescence measuring device 27d. The fuel-air mixture consisting of the air from the line 31 and the natural gas from the line 33 preheated by the preheater 29 is left in the leftward direction in FIG. 3 in a uniformly mixed state and adjusted to a predetermined inlet temperature. And is used for catalytic reaction. All combustion measurement experiments were carried out using natural gas (containing approximately 88% of methane) supplied in the city.
【0054】図5は、図1に概要を示す触媒燃焼器41
をガスタービン43に装着した試験装置の概要を示す側
面図である。タービンエンジンの作動条件は、タービン
入口温度910℃、定格出力150KW、圧力比8.
5、圧縮器出口空気温度350℃である。負荷調整は、
渦電流式電気動力計45により行なわれる。排気分析
は、排気ダクト47側のガスタービン43の出口におけ
るサンプリングにより、上記図3および図4に示すと同
様の計器を用いて行なわれる。触媒層温度の測定は、図
4におけると同様にして、直径1mmの熱電対28本を
触媒層にセットして行なわれる(図示せず)。FIG. 5 shows a catalytic combustor 41 whose outline is shown in FIG.
It is a side view which shows the outline of the test apparatus which mounted | worn with the gas turbine 43. The operating conditions of the turbine engine are a turbine inlet temperature of 910 ° C., a rated output of 150 KW, and a pressure ratio of 8.
5. Compressor outlet air temperature is 350 ° C. Load adjustment
An eddy current type electric dynamometer 45 is used. Exhaust gas analysis is performed by sampling at the outlet of the gas turbine 43 on the exhaust duct 47 side, using the same instrument as shown in FIGS. 3 and 4 above. The catalyst layer temperature is measured in the same manner as in FIG. 4 by setting 28 thermocouples having a diameter of 1 mm in the catalyst layer (not shown).
【0055】各触媒体の調製 1)第1の触媒体 1平方インチ当りのセル数200、開口比率69%、層
高20mmのコーディエライト製ハニカム基体に、平均
直径1μmのパラジウム粉末、酸化ニッケル粉末、およ
び酸化ランタン粉末8.3重量%を含むアルミナ粉末の
混合ゾルを用いて触媒物質をコーティングした後、90
0℃で3時間熱処理して、コーディエライト担持パラジ
ウム触媒体2種を調製した。Preparation of each catalyst body 1) First catalyst body A cordierite honeycomb substrate having 200 cells per 1 square inch, an opening ratio of 69%, and a layer height of 20 mm was placed on a palladium powder having an average diameter of 1 μm and nickel oxide. After coating the catalytic material with a mixed sol of powder and alumina powder containing 8.3 wt% of lanthanum oxide powder, 90
It heat-processed at 0 degreeC for 3 hours, and prepared two cordierite carrying | support palladium catalyst bodies.
【0056】得られた2種の触媒体中のPd、NiOお
よびAl2O3−La2O3の担持量を表1に示す。Table 1 shows the amounts of Pd, NiO and Al 2 O 3 -La 2 O 3 supported in the two types of catalyst bodies obtained.
【0057】[0057]
【表1】 [Table 1]
【0058】2)第2の触媒体 1平方インチ当りのセル数200、開口比率69%、層
高20mmのコーディエライト製ハニカム基体に、平均
直径0.2μmの白金粉末、酸化ニッケル粉末、および
酸化ランタン8.3重量%を含むアルミナ粉末の混合ゾ
ルをコーティングした後、900℃で3時間熱処理し
て、コーディエライト担持白金触媒を調製した。さら
に、この担持白金触媒に酸化ランタン8.3wt%を含
むアルミナ粉末ゾルを塗布し、900℃で3時間熱処理
して、不活性拡散障壁層を有する触媒体4種を調製し
た。2) Second catalyst body A cordierite honeycomb substrate having 200 cells per 1 square inch, an opening ratio of 69%, and a layer height of 20 mm was used, and platinum powder having an average diameter of 0.2 μm, nickel oxide powder, and After coating a mixed sol of alumina powder containing 8.3% by weight of lanthanum oxide, heat treatment was carried out at 900 ° C. for 3 hours to prepare a cordierite-supported platinum catalyst. Further, an alumina powder sol containing 8.3 wt% of lanthanum oxide was applied to the supported platinum catalyst and heat-treated at 900 ° C. for 3 hours to prepare four types of catalyst bodies having an inert diffusion barrier layer.
【0059】得られた4種の触媒体中のPd、NiOお
よびAl2O3−La2O3の担持量ならびに不活性拡散障
壁層中のAl2O3−La2O3量を表2に示す。なお、触
媒体2Dは、不活性拡散障壁層を有しない比較触媒体で
ある。[0059] Pd of the four catalyst in the obtained, NiO and Al 2 O 3 -La 2 Al of O loading of 3 and an inert diffusion barrier layer 2 O 3 -La 2 O 3 weight Table 2 Shown in. The catalyst body 2D is a comparative catalyst body having no inert diffusion barrier layer.
【0060】[0060]
【表2】 [Table 2]
【0061】3)第3の触媒体 窒素雰囲気下、アルミニウムイソプロポキシドと金属ス
トロンチウムとをイソプロピルアルコール中に80℃で
5時間かけて溶解させた。次いで、得られた溶液に酢酸
ランタンと酢酸マンガンとを含む混合水溶液を滴下し
て、加水分解を行なった。反応液を12時間熟成させた
後、得られた懸濁液を80℃で減圧乾燥し、500℃で
仮焼した後、1100℃で5時間焼成することにより、
組成式Sr0.8 La0.2 MnAl11O19-αで示される
マンガン置換型ヘキサアルミネートの結晶粉末を得た。
この結晶粉末に水と少量の有機系の成形助剤を添加し、
十分混練した後、ハニカム形状に押出成形した。成形体
を1200℃で5時間或いは1300℃で5時間焼結し
て、それぞれ第3の触媒体AおよびBを得た。これらの
触媒体は、ともに1平方インチ当りのセル数300、開
口比65%、層高20mmのハニカム構造体であった。
第3の触媒体AおよびBの焼結温度とBET比表面積と
を表3に示す。3) Third Catalyst Body Under a nitrogen atmosphere, aluminum isopropoxide and strontium metal were dissolved in isopropyl alcohol at 80 ° C. for 5 hours. Then, a mixed aqueous solution containing lanthanum acetate and manganese acetate was added dropwise to the obtained solution to carry out hydrolysis. After aging the reaction solution for 12 hours, the obtained suspension was dried under reduced pressure at 80 ° C., calcined at 500 ° C., and then calcined at 1100 ° C. for 5 hours.
A manganese-substituted hexaaluminate crystal powder represented by the composition formula Sr 0.8 La 0.2 MnAl 11 O 19-α was obtained.
Add water and a small amount of an organic molding aid to this crystal powder,
After sufficiently kneading, it was extruded into a honeycomb shape. The molded body was sintered at 1200 ° C. for 5 hours or 1300 ° C. for 5 hours to obtain third catalyst bodies A and B, respectively. Each of these catalyst bodies was a honeycomb structure having 300 cells per square inch, an opening ratio of 65%, and a layer height of 20 mm.
Table 3 shows the sintering temperature and the BET specific surface area of the third catalyst bodies A and B.
【0062】[0062]
【表3】 [Table 3]
【0063】4)複合触媒体 上記の様にして得られた第1の触媒体乃至第3の触媒体
を表4に示す様に組合わせて、複合触媒体を構成した。
表4において、例えば、“1A”とあるのは、表1に示
す第1の触媒体1Aを意味し、その他についても同様で
ある。4) Composite Catalyst Body The first to third catalyst bodies obtained as described above were combined as shown in Table 4 to form a composite catalyst body.
In Table 4, for example, "1A" means the first catalyst body 1A shown in Table 1, and the same applies to the other.
【0064】[0064]
【表4】 [Table 4]
【0065】実験および結果 1)大気圧実験 <実験方法>直径50mmの実施例1、比較例2および
3ならびに比較例1および比較例2に示す複合触媒体を
図5に示す実験装置に取付けて、大気圧下において以下
の様にして燃焼実験を行なった。 Experiments and Results 1) Atmospheric Pressure Experiment <Experimental Method> The composite catalyst bodies having a diameter of 50 mm shown in Example 1, Comparative Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were attached to the experimental apparatus shown in FIG. A combustion experiment was conducted as follows at atmospheric pressure.
【0066】市中供給天然ガス(硫黄含有量7mg/N
m3、総発熱量11000Kcal/Nm3)を燃料と
し、酸素21%の空気を酸素源として、触媒入口温度4
00℃、断熱理論燃焼温度1200℃(燃料ガス濃度
3.0%)、触媒入口空筒換算の線速度3.5Nm/秒
の条件で燃焼させた。City-supplied natural gas (sulfur content 7 mg / N
m 3 and total calorific value 11,000 Kcal / Nm 3 ) as fuel, and air with 21% oxygen as an oxygen source, catalyst inlet temperature 4
Combustion was carried out under the conditions of 00 ° C., adiabatic theoretical combustion temperature of 1200 ° C. (fuel gas concentration of 3.0%), and linear velocity of 3.5 Nm / sec in terms of catalyst inlet empty cylinder.
【0067】<結果>図6は、第1段目および第2段目
の触媒体の触媒層壁温の測定結果を示すグラフである。<Results> FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the catalyst layer wall temperature of the first-stage and second-stage catalyst bodies.
【0068】第1段目のパラジウム触媒体の温度は、実
験した全ての触媒体について800℃以下となってお
り、パラジウム触媒上で過度の反応は生起せず、安定な
燃焼が行なわれたことを示している。また、触媒体間で
の差異も殆ど見られなかった。これに対し、第2段目の
各触媒体の温度は、以下の様に著しい差異を示した。The temperature of the palladium catalyst body in the first stage was 800 ° C. or lower for all the tested catalyst bodies, and an excessive reaction did not occur on the palladium catalyst, and stable combustion was performed. Is shown. In addition, there was almost no difference between the catalyst bodies. On the other hand, the temperatures of the second-stage catalyst bodies showed remarkable differences as follows.
【0069】第2段目に不活性拡散障壁層を設けて、表
面反応を制御した白金を主体とする第2の触媒体を設置
した実施例1、実施例2および実施例3では、マンガン
置換型層状ヘキサアルミネート触媒体を第2段目とする
比較例2に比べて、第2の触媒体の温度が上昇している
ものの、最高温度は950℃以下に制御されている。一
方、第2段目に拡散障壁層を設けていない比較例1で
は、触媒温度は1100℃にも達している。In Example 1, Example 2 and Example 3 in which an inert diffusion barrier layer was provided in the second stage and a second catalyst body containing platinum whose surface reaction was controlled was placed, manganese substitution was carried out. Although the temperature of the second catalyst body is higher than that of Comparative Example 2 in which the type layered hexaaluminate catalyst body is in the second stage, the maximum temperature is controlled to 950 ° C or lower. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the diffusion barrier layer is not provided in the second stage, the catalyst temperature reaches 1100 ° C.
【0070】以上の結果から、第2の触媒体としての白
金触媒の表面に不活性拡散障壁層を設置した場合には、
白金触媒による高速の表面反応速度が制御され、触媒の
耐久性を確保できる温度レベルまで表面温度が下げられ
ることが明らかである。従って、後段に設置する高温耐
熱性のマンガン置換型ヘキサアルミネート触媒よりも活
性が向上するので、複合触媒体の燃焼性能を大幅に改善
できることが明らかである。From the above results, when the inert diffusion barrier layer is provided on the surface of the platinum catalyst as the second catalyst,
It is clear that the high speed surface reaction rate of the platinum catalyst can be controlled and the surface temperature can be lowered to the temperature level where the durability of the catalyst can be secured. Therefore, since the activity is improved as compared with the high temperature heat resistant manganese-substituted hexaaluminate catalyst installed in the latter stage, it is clear that the combustion performance of the composite catalyst body can be significantly improved.
【0071】実際にも、それぞれの条件下において、1
000時間の継続燃焼を行なったが、その期間中におい
て、触媒層内の3カ所および出口の1カ所で測定した温
度は、初期と全く変動なく、触媒の劣化は認められなか
った。Actually, under each condition, 1
The combustion was continued for 000 hours, and during that period, the temperatures measured at three points in the catalyst layer and one point at the outlet did not change at all from the initial stage and no catalyst deterioration was observed.
【0072】図7は、実施例1、実施例2および比較例
2について、複合触媒体の燃焼性能を対比した結果を示
すグラフである。実施例1および2では、第2段目の触
媒で順調に活性が発現されているために、触媒層のより
前段側で燃焼が完結しており、燃焼性能が大幅に向上し
ていることが明らかである。FIG. 7 is a graph showing the results of comparison of the combustion performance of the composite catalyst bodies in Example 1, Example 2 and Comparative Example 2. In Examples 1 and 2, since the activity was satisfactorily developed in the second-stage catalyst, the combustion was completed on the upstream side of the catalyst layer, and the combustion performance was significantly improved. it is obvious.
【0073】2)タービン装着試験結果 <試験方法>直径220mmの触媒を用いて、図1に基
本構成を示すプロトタイプの触媒燃焼器を作成し、定格
出力150KW、圧力比8.5、燃焼器入口空気温度3
50℃のタービンを用いて、タービン装着試験を行なっ
た。触媒調製に際しては、コーディエライトハニカムと
して、粒径220mmの一体成形品を用いた。マンガン
置換型ヘキサアルミネート触媒は、4分割円状に成形
し、それを、マンガン置換型ヘキサアルミネートにより
接着し、円板状とした。触媒体の組合わせは、実施例
4、実施例5、比較例2および比較例3(表4参照)と
した。2) Turbine installation test results <Test method> Using a catalyst having a diameter of 220 mm, a prototype catalytic combustor whose basic structure is shown in FIG. 1 was prepared, and the rated output was 150 KW, the pressure ratio was 8.5, and the combustor inlet. Air temperature 3
A turbine mounting test was conducted using a 50 ° C. turbine. When preparing the catalyst, an integrally molded product having a particle diameter of 220 mm was used as a cordierite honeycomb. The manganese-substituted hexaaluminate catalyst was molded into a four-divided circle, and the manganese-substituted hexaaluminate was adhered to form a disc. The combinations of the catalyst bodies were Example 4, Example 5, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 (see Table 4).
【0074】<結果>実施例4および5 予燃焼器1によるタービン起動から予燃焼量を低減して
の触媒燃焼モードへの移行操作および負荷投入操作にお
いて、マンガン置換型ヘキサアルミネート触媒層面内
で、200℃以上の温度差は発生せず、安定なタービン
運転ができた。<Results> Examples 4 and 5 In the manganese-substituted hexaaluminate catalyst layer surface during the transition operation from the turbine start by the precombustor 1 to the catalytic combustion mode in which the precombustion amount is reduced and the load input operation. A stable turbine operation was achieved without a temperature difference of 200 ° C. or higher.
【0075】また、定格負荷150KWにおける燃焼性
能は、以下の通りであり、目標値を上回る好結果が得ら
れた。Further, the combustion performance at the rated load of 150 KW is as follows, and a good result exceeding the target value was obtained.
【0076】即ち、実施例4では、触媒入口温度=41
0℃、断熱理論燃焼温度=1150℃、触媒入口空筒線
速度=3.5m/s(0℃、8.5atm換算)の条件
下において、99%以上の燃焼効率が得られ、NOxは
15ppm(酸素0%換算)となった。この状態で20
0時間の連続燃焼を行なったが、触媒活性の低下傾向
は、認められなかった。That is, in Example 4, the catalyst inlet temperature = 41
Under the conditions of 0 ° C., adiabatic theoretical combustion temperature = 1150 ° C., catalyst inlet hollow linear velocity = 3.5 m / s (0 ° C., 8.5 atm conversion), a combustion efficiency of 99% or more is obtained, and NO x is It became 15 ppm (oxygen 0% conversion). 20 in this state
After 0 hours of continuous combustion, no tendency of decreasing the catalytic activity was observed.
【0077】さらに、実施例5では、触媒入口温度=4
25℃、断熱理論燃焼温度=1150℃、触媒入口空筒
線速度=3.5m/s(0℃、8.5atm換算)の条
件下において、99%以上の燃焼効率が得られ、NOx
は25ppm(酸素0%換算)となった。この状態で2
00時間の連続燃焼を行なったが、活性の低下傾向は、
やはり認められなかった。Furthermore, in Example 5, the catalyst inlet temperature = 4
Under the conditions of 25 ° C., adiabatic theoretical combustion temperature = 1150 ° C., catalyst inlet empty linear velocity = 3.5 m / s (0 ° C., 8.5 atm conversion), a combustion efficiency of 99% or more was obtained, and NO x
Was 25 ppm (oxygen 0% conversion). 2 in this state
After continuous combustion for 00 hours, the tendency of activity decrease is
After all it was not recognized.
【0078】比較例2 予燃焼器1によるタービン起動から予燃焼量を低減して
の触媒燃焼モードへの移行操作および負荷投入操作にお
いて、マンガン置換型ヘキサアルミネート触媒層面内で
200℃以上の温度差が発生して、燃焼性能が変動し、
タービン運転に再現性が得られなかった。 Comparative Example 2 In the transition operation from the start of the turbine by the precombustor 1 to the catalytic combustion mode in which the precombustion amount is reduced and the load application operation, a temperature of 200 ° C. or higher in the plane of the manganese-substituted hexaaluminate catalyst layer. A difference occurs, combustion performance fluctuates,
Reproducibility was not obtained in turbine operation.
【0079】比較例3 予燃焼器1によるタービン起動から、予燃焼量を低減し
ての触媒燃焼モードへの移行操作および負荷投入操作に
おいて、マンガン置換型ヘキサアルミネート触媒層面内
で200℃以上の温度差は発生せず、安定なダービン運
転ができた。しかしながら、触媒入口温度を500℃以
下に低下させることはできず、NOxは75ppm(酸
素0%換算)以下に低減できなかった。 Comparative Example 3 In the transition operation from the start of the turbine by the pre-combustor 1 to the catalytic combustion mode with a reduced pre-combustion amount and the load input operation, the manganese-substituted hexaaluminate catalyst layer has a temperature of 200 ° C. or higher. There was no temperature difference and stable durbin operation was possible. However, the catalyst inlet temperature could not be lowered to 500 ° C. or lower, and NO x could not be reduced to 75 ppm (oxygen 0% conversion) or lower.
【図1】触媒燃焼法に適用されるガスタービン燃焼器の
一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a gas turbine combustor applied to a catalytic combustion method.
【図2】本発明による高温燃焼用複合触媒体の一例を示
す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a high temperature combustion composite catalyst body according to the present invention.
【図3】実施例において使用する大気圧下における燃焼
測定のための実験装置の概要を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of an experimental apparatus for combustion measurement under atmospheric pressure used in Examples.
【図4】図3における温度測定系を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a temperature measurement system in FIG.
【図5】図1に概要を示す触媒燃料器をガスタービンに
装着した試験装置の概要を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing an outline of a test apparatus in which the catalytic fuel device whose outline is shown in FIG. 1 is attached to a gas turbine.
【図6】実施例および比較例で使用下第1段目および第
2段目の触媒体の触媒層壁温の測定結果を示すグラフで
ある。FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the catalyst layer wall temperature of the used first-stage and second-stage catalyst bodies in Examples and Comparative Examples.
【図7】実施例1、2および比較例2について、複合触
媒体の燃焼性能を対比した結果を示すグラフである。 1…予燃焼器 3…予混合器 5…触媒カセット 7…バイパス空気弁 11…燃料−空気混合気 13…断熱材 15…金属枠 17…燃焼排気 21a 乃至21g …触媒体 23…断熱材 24…金属枠 25…排気ガスサンプリング管 27…ガス分析装置 29…予熱ヒータ 31…空気供給ライン 33…天然ガス供給ライン 41…触媒燃焼器 43…ガスタービン 45…渦電流式電気動力計 47…排気ダクトFIG. 7 is a graph showing the results of comparing the combustion performance of composite catalyst bodies in Examples 1 and 2 and Comparative Example 2. 1 ... Precombustor 3 ... Premixer 5 ... Catalyst cassette 7 ... Bypass air valve 11 ... Fuel-air mixture 13 ... Insulation material 15 ... Metal frame 17 ... Combustion exhaust 21a to 21g ... Catalyst body 23 ... Insulation material 24 ... Metal frame 25 ... Exhaust gas sampling pipe 27 ... Gas analyzer 29 ... Preheater 31 ... Air supply line 33 ... Natural gas supply line 41 ... Catalytic combustor 43 ... Gas turbine 45 ... Eddy current electric dynamometer 47 ... Exhaust duct
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/28 301 J F23D 14/16 B (72)発明者 足立 伸一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 井上 孝幸 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 中平 貴年 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 松久 敏雄 山口県下関市彦島迫町7丁目2番10号 (72)発明者 谷岡 隆 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location F01N 3/28 301 J F23D 14/16 B (72) Inventor Shinichi Adachi Hirano, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 4-1-2 Machi Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Inoue 4-1-2 Hiranocho Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Nakahira Takashi Osaka, Osaka Prefecture 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka, Japan (72) Inventor Toshio Matsuhisa 7-2-10 Hikoshimasako-cho, Shimonoseki-shi, Yamaguchi Prefecture (72) Takashi Tanioka Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo 1-5-5 Kobe Steel Ltd. Kobe Research Institute
Claims (6)
装置において使用する高温燃焼用複合触媒体であって、
(1)混合気が流入する入り口側に位置し、耐熱性ハニ
カム基体にパラジウムを主体とする触媒活性成分を担持
する第1の触媒体と、(2)その後流側に位置し、耐熱
性ハニカム基体に白金を主体とする触媒活性成分を担持
する第2の触媒体と、(3)さらにその後流側に位置
し、マンガン置換型ヘキサアルミネートをハニカム形状
に成形した複数個の第3の触媒体とからなることを特徴
とする高温燃焼用複合触媒体。1. A composite catalyst for high temperature combustion used in a device for catalytically burning a fuel gas-air mixture, comprising:
(1) a first catalyst body which is located on the inlet side where the air-fuel mixture flows and which carries a catalytically active component mainly composed of palladium on a heat-resistant honeycomb substrate; and (2) a heat-resistant honeycomb body which is located on the subsequent flow side. A second catalyst body carrying a catalytically active component mainly composed of platinum on the substrate; and (3) a plurality of third catalysts formed on the downstream side and formed with manganese-substituted hexaaluminate in a honeycomb shape. A composite catalyst for high temperature combustion characterized by comprising a medium.
ハニカム容積当たりパラジウム50g/l〜150g/
l、および必要に応じ酸化ニッケル20〜70g/lを
担持しており、且つ担体成分として、ランタンを含むア
ルミナ50〜200g/lを担持していることを特徴と
する請求項1に記載の高温燃焼用複合触媒体。2. The first catalytic body as a catalytically active component,
50 g / l to 150 g / palladium per honeycomb volume
1 and, if necessary, nickel oxide of 20 to 70 g / l, and 50 to 200 g / l of lanthanum-containing alumina as a carrier component. Combustion composite catalyst body.
10〜30mmである請求項1または請求項2に記載の
高温燃焼用複合触媒体。3. The high temperature combustion composite catalyst body according to claim 1, wherein the first catalyst body is composed of two layers and the height of each layer is 10 to 30 mm.
ハニカム容積当たり白金10〜40g/l、および必要
に応じ酸化ニッケル10〜40g/lを担持しており、
且つ担体成分として、ランタンを含むアルミナ50〜2
00g/lを担持しており、触媒活性成分および担体成
分からなる触媒コート層が燃焼不活性の多孔質層で被覆
されている請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の高
温燃焼用複合触媒体。4. The second catalytic body as a catalytically active component,
It carries 10 to 40 g / l of platinum per honeycomb volume and 10 to 40 g / l of nickel oxide if necessary,
Alumina 50-2 containing lanthanum as a carrier component
The composite for high temperature combustion according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst coating layer carrying 00g / l and comprising a catalytically active component and a carrier component is coated with a combustion-inert porous layer. Catalyst body.
製されるマンガン置換型ヘキサアルミネート粉末を原料
として直接ハニカム成形されたものであり、その組成が
A1-xZxMnyAl12- yO19- α(ただし、Aは、S
r、BaおよびCaの少なくとも1種;Zは、Laおよ
びPrの少なくとも1種;x=0〜0.3;y=0.5
〜2.0;−1≦α≦1)で表され、その1個の高さが
10〜25mmである請求項1乃至請求項4のいずれか
に記載の高温燃焼用複合触媒体。5. The third catalyst is a manganese substituted hexa-aluminate powder prepared by an alkoxide method has been directly honeycomb molded as a starting material, the composition A 1-x Z x Mn y Al 12- y O 19- α (However, A is S
at least one of r, Ba and Ca; Z is at least one of La and Pr; x = 0 to 0.3; y = 0.5
˜2.0; −1 ≦ α ≦ 1), and the height of one of them is 10 to 25 mm, wherein the composite catalyst body for high temperature combustion according to any one of claims 1 to 4.
前段に1150〜1250℃で焼結して比表面積8〜2
0m2 /gとしたものを全層高が少なくとも20mm以
上となるように配置し、後段に1250〜1350℃で
焼結して比表面積3〜8m2 /gとしたものを全層高が
少なくとも20mm以上となるように配置した請求項1
乃至請求項5のいずれかに記載の高温燃焼用複合触媒
体。6. A third catalyst body composed of a plurality of:
Sintered at 1150 to 1250 ° C in the previous stage and had a specific surface area of 8 to 2
Those having a specific surface area of 3 to 8 m 2 / g were obtained by arranging those having a specific surface area of 0 m 2 / g so as to have a total layer height of at least 20 mm or more and sintering at a temperature of 1250 to 1350 ° C. Claim 1 arrange | positioned so that it may become 20 mm or more.
A composite catalyst body for high temperature combustion according to claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013569A JPH06226099A (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Composite catalyst body for high-temperature combustion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013569A JPH06226099A (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Composite catalyst body for high-temperature combustion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226099A true JPH06226099A (en) | 1994-08-16 |
Family
ID=11836802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5013569A Pending JPH06226099A (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Composite catalyst body for high-temperature combustion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06226099A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101874980A (en) * | 2010-04-26 | 2010-11-03 | 中国科学院生态环境研究中心 | Application of Transition Metal Substituted Hexaaluminate High Temperature Catalytic Materials in Enameled Wire Waste Gas Treatment |
| CN102287819A (en) * | 2011-07-01 | 2011-12-21 | 中国计量学院 | Porous medium combustor for low-caloric-value gas fuel |
| WO2020106100A1 (en) * | 2018-11-23 | 2020-05-28 | 한국화학연구원 | Cdr reactor having multilayered catalyst layer arrangement for preventing catalyst deactivation |
| CN112161270A (en) * | 2020-07-09 | 2021-01-01 | 河北和和能源科技有限公司 | Heat accumulating type low-nitrogen burner |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP5013569A patent/JPH06226099A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101874980A (en) * | 2010-04-26 | 2010-11-03 | 中国科学院生态环境研究中心 | Application of Transition Metal Substituted Hexaaluminate High Temperature Catalytic Materials in Enameled Wire Waste Gas Treatment |
| CN102287819A (en) * | 2011-07-01 | 2011-12-21 | 中国计量学院 | Porous medium combustor for low-caloric-value gas fuel |
| WO2020106100A1 (en) * | 2018-11-23 | 2020-05-28 | 한국화학연구원 | Cdr reactor having multilayered catalyst layer arrangement for preventing catalyst deactivation |
| KR20200060950A (en) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 한국화학연구원 | Cdr reactor for preventing catalyst inactivation having multi-layered catalyst |
| US12397275B2 (en) | 2018-11-23 | 2025-08-26 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | CDR reactor having multilayered catalyst layer arrangement for preventing catalyst deactivation |
| CN112161270A (en) * | 2020-07-09 | 2021-01-01 | 河北和和能源科技有限公司 | Heat accumulating type low-nitrogen burner |
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