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JPH0880424A - 燃焼排ガスの浄化方法および該方法に用いられる触媒 - Google Patents

燃焼排ガスの浄化方法および該方法に用いられる触媒

Info

Publication number
JPH0880424A
JPH0880424A JP6243411A JP24341194A JPH0880424A JP H0880424 A JPH0880424 A JP H0880424A JP 6243411 A JP6243411 A JP 6243411A JP 24341194 A JP24341194 A JP 24341194A JP H0880424 A JPH0880424 A JP H0880424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
zsm
combustion exhaust
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6243411A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekazu Kikuchi
英一 菊地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
Tosoh Corp
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd, Tosoh Corp filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP6243411A priority Critical patent/JPH0880424A/ja
Publication of JPH0880424A publication Critical patent/JPH0880424A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、希薄焼結方式により発生する燃焼
排ガスの浄化方法であって、特定の触媒を用いることに
より、該排ガス中に水蒸気が共存する場合であっても該
排ガス中に含有される窒素酸化物を極めて効率良く浄化
できる前記浄化方法および該方法に用いられる触媒を提
供することを目的としている。 【構成】 本発明は、希薄燃焼方式により発生する燃焼
排ガスであって、該燃焼排ガスを、ZSM−5型ゼオラ
イト担体に第1成分としてインジウムを担持してなるI
n−ZSM−5触媒にさらに第2成分としてイリジウ
ム、白金、ロジウム、クロム、パラジウム、鉄およびセ
リウムよりなる群から選ばれる金属を担持してなる活性
化In−ZSM−5触媒の存在下に接触反応させること
を特徴とする燃焼排ガスの浄化方法および該方法に用い
られる活性化In−ZSM−5触媒を提供するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼排ガスの浄化方
法、特に希薄燃焼方式により発生する燃焼排ガスの浄化
方法および該方法に用いられる触媒に関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】近年、世界的に環境問題
への注目が集まり、自動車などの移動発生源のみなら
ず、コージェネレーション設備等の固定発生源に対して
も窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素等のより一層の除
去が急務となっている。
【0003】現在、燃焼効率や熱効率あるいは二酸化炭
素の排出を抑制するため、希薄燃焼方式をとることが望
ましいが、その場合排ガス中に、少量の低級炭化水素、
窒素酸化物および一酸化炭素と多量の酸素および水蒸気
とが存在することとなる。
【0004】上記燃焼排ガスの浄化方法として、さらに
日本化学会第65春季年会予稿集(平成5年3月15日
発行)において、ZSM−5型ゼオライトまたはフェリ
エライト型ゼオライトよりなる担体にインジウムを担持
してなる触媒を用いる方法が報告されている。しかしな
がら、この方法によれば、水蒸気が共存しない場合に、
モルデナイト型ゼオライトにインジウムを担持してなる
触媒、またはUSY型ゼオライトにインジウムを担持し
てなる触媒を用いる場合に比べて、より高い触媒活性を
示しているが、触媒活性は満足すべき状態になく、まだ
水蒸気共存の場合の触媒活性の低下が大きい欠点があ
る。
【0005】本発明は、希薄燃焼方式により発生する燃
焼排ガスの浄化方法であって、特定の触媒を用いること
により、該排ガス中に水蒸気が共存する場合であっても
該排ガス中に含有される窒素酸化物を極めて効率よく浄
化できる前記浄化方法および該方法に用いられる触媒を
提供することを目的としている。
【0006】
【問題点を解決するための手段】すなわち、本発明は、
希薄燃焼方式により発生する燃焼排ガスであって、少量
の低級炭化水素、窒素酸化物および一酸化炭素と多量の
酸素および水蒸気とを含有する該燃焼排ガスを、ZSM
−5型ゼオライト担体に第1成分としてインジウムを担
持してなるIn−ZSM−5触媒に、さらに第2成分と
してイリジウム、白金、ロジウム、クロム、パラジウ
ム、鉄およびセリウム、好ましくはイリジウム、白金、
ロジウムおよびクロムよりなる群から選ばれる金属を担
持してなる活性化In−ZSM−5触媒の存在下に接触
反応させることよりなり、必要に応じて該燃焼排ガスに
少量の低級炭化水素を新たに添加し、該燃焼排ガス中に
含まれる低級炭化水素と必要に応じて該燃焼排ガスに新
たに添加れる低級炭化水素との合計量が該燃焼排ガス中
に含まれる窒素酸化物を還元・浄化するのに必要な量で
あり、該燃焼排ガス中に含まれる低級炭化水素がメタン
またはメタンを主成分とする低級炭化水素であり、必要
に応じて該燃焼排ガスに新たに添加される低級炭化水素
がメタンまたはメタンを主成分とする炭化水素の混合ガ
スであることを特徴とする燃焼排ガスの浄化方法、なら
びにZSM−5型ゼオライト担体に第1成分としてイン
ジウムを担持してなるIn−ZSM−5 触媒にさらに第
2成分としてイリジウム、白金、ロジウム、クロム、パ
ラジウム、鉄およびセリウム、好ましくはイリジウム、
白金、ロジウムおよびクロムよりなる群から選ばれる金
属を担持してなり、前記浄化方法に用いられる活性化I
n−ZSM−5触媒を提供するものである。
【0007】本発明において、希薄燃焼方式とは、空気
過剰な条件下で燃焼させる方式を意味し、該方式により
発生する燃焼排ガスは、空気比1〜3程度の条件下の燃
焼により発生し、主要成分として窒素、酸素、炭素ガス
および通常4〜20容量%の水蒸気を含有し、少量成分
として、通常5000ppm以下の窒素酸化物、2容量
%以下の低級炭化水素および通常5000ppm以下の
一酸化炭素を含有する。このような排ガスの代表例とし
て、都市ガスを燃料とした希薄燃焼方式のガスエンジ
ン、ガスタービン等から排出される排ガスをあげること
ができる。
【0008】本発明に用いられるIn−ZSM−5触媒
は、ZSM−5型ゼオライト担体に公知方法により第1
成分としてのインジウムを担持してなるものであり、例
えば硝酸インジウム等のインジウム塩の水溶液を用いて
イオン交換法により上記担体に担持して得られる。該イ
ンジウムの担持量は、0.2〜20重量%、好ましくは
2〜10重量%の範囲にある。なお、ZSM−5型ゼオ
ライト担体に代えてフェリエライト型ゼオライト担体を
用いることも可能である。
【0009】本発明の活性化In−ZSM−5触媒は、
前記In−ZSM−5触媒にさらに第2成分としてイリ
ジウム、白金、ロジウム、クロム、パラジウム、鉄およ
びセリウムよりなる群から選ばれる金属を担持してなる
ものである。
【0010】本発明の活性化In−ZSM−5触媒は、
前記In−ZSM−5触媒に公知方法により第2成分を
担持して得られるが、例えばクロムの硝酸塩、白金のア
ミン錯体、イリジウムのアミン錯体、ロジウムのアンミ
ン錯体、パラジウムのアンミン錯体、鉄の硝酸塩、セリ
ウムの酢酸塩などの水溶液を用いてIn−ZSM−5触
媒に含浸担持することにより得られる。第2成分の担持
量は0.2〜2.0重量%、好ましくは0.2〜1.0
重量%の範囲にある。該担持量が0.2重量%未満では
NO酸化活性が不十分なことで好ましくなく、20重量
%を超えると副生成物であるN2 Oの生成量が増大する
ことで好ましくない。
【0011】本発明方法における接触反応は、例えば固
定床流通反応装置を用いて、反応温度300〜600
℃、好ましくは300〜500℃、さらに好ましくは4
00〜500℃の条件下接触時間を適宜選定して行なう
ことができる。
【0012】本発明方法における接触反応において、燃
焼排ガス中に存在する低級炭化水素は燃焼排ガス中に存
在する酸化窒素の還元反応に必要であって、その含有量
が不足する場合には、上記接触反応に際し新たに低級炭
化水素を一定量添加する必要があり、その添加量は通常
2容量%以下の範囲にある。燃焼排ガス中に存在する低
級炭化水素としてメタンまたはメタンを主成分とする低
級炭化水素の混合ガスがあげられる。また、添加する低
級炭化水素としては、特に制限はないが、本発明の触媒
は、炭化水素がメタンあるいはメタンを主成分とする低
級炭化水素の混合ガスであっても効率よく排ガスを浄化
することができる。ここにメタンを主成分とする低級炭
化水素の混合ガスとは、メタンの含有量が80重量%以
上である混合ガスである。このような混合ガスとして、
例えば、各種の都市ガスを挙げることができる。
【0013】本発明方法における接触反応において、燃
焼排ガス中に含有される窒素酸化物は、燃焼排ガス中に
8.0〜12.0容量%の水蒸気が共存する場合であっ
ても、水蒸気共存による触媒活性の低下が少なく、極め
て高い選択率で効率よく窒素に還元 浄化されると共
に、燃焼排ガス中に含有される低級炭化水素および一酸
化炭素ならびに新たに添加される低級炭化水素も効率よ
く浄化される。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、希薄燃焼方式により発
生する燃焼排ガスを浄化する方法であって、特定の触媒
を用いることにより、燃焼排ガス中に8.0〜12.0
容量%の水蒸気が共存する場合であっても、水蒸気共存
による触媒活性の低下が少なく、該燃焼排ガス中に含有
される窒素酸化物を極めて高い選択率で効率よく窒素ガ
スに還元 浄化することができる前記浄化方法および該
方法に用いられる触媒が提供される。
【0015】
【実施例】以下、製造例、実施例、および比較例により
本発明をさらに詳しく説明する。
【0016】In−ZSM−5触媒(比較触媒1)の製
造例(製造例1) 80℃の1mol/l、NH4 NO3 水溶液(関東化学
株式会社製、JIS特級NH4 NO3 使用)2.4リッ
トルに、HSZ−820NAA(東ソー株式会社製、Z
SM−5)40gを3時間含浸、撹拌後、ろ別し、2リ
ットルの純水を用いて洗浄した。この操作を6回繰り返
した後、さらに2リットルの純水で洗浄し、110℃で
12時間乾燥した。以上の操作により、本発明にかかる
触媒の母体(NH4 −ZSM−5)を調製した。引き続
き、常温のIn(NO3 3 ・nH2 O(三津和化学薬
品株式会社製)1.5gを300mlの純水に溶かした
水溶液に、調製したNH4 −ZSM−5の10gを含
浸、撹拌した。浴温度を95℃に昇温、24時間還流下
でこの状態を保持後、ろ別し、2リットルの純水を用い
て洗浄した。110℃で12時間乾燥後、空気中にて5
00℃で3時間焼成して、比較触媒1(In−ZSM−
5触媒)を調製した。触媒中のInの担持量は、4.3
重量%であった。なおZSM−5ゼオライトのSiO2
/Al2 3 モル比は23.3である。
【0017】Pt−ZSM−5触媒(比較触媒2)の製
造例(製造例2) 80℃の1mol/l、NH4 NO3 水溶液(関東化学
株式会社製、JIS特級NH4 NO3 使用)2リットル
に、HSZ−820NAA(東ソー株式会社製ZSM−
5)20gを2時間、含浸撹拌後ろ別し、1リットルの
純水を用いて洗浄した。110℃、12時間乾燥し、母
体となる触媒(NH4 −ZSM−5)を調製した。引き
続き、常温の白金アンミン錯体(Pt(NH3 4 Cl
2 )の0.55重量%水溶液5mlを150mlに純水
で定溶した水溶液に、調製したNH4 −ZSM−5の5
gを含浸撹拌した。24時間常温で撹拌後、ろ別し1リ
ットルの純水を用いて洗浄した。110℃、12時間乾
燥後、窒素中にて540℃で3時間熱処理することによ
りPt−ZSM−5触媒とした。
【0018】活性化In−ZSM−5触媒(触媒1)の
製造例(製造例3) 白金のアミン錯体(Pt(NH3 4 Cl2 )の0.5
5重量%水溶液5mlに比較触媒1の3gを含浸担持
し、白金を1重量%担持させて活性化In−ZSM−5
としてPt/In−ZSM−5触媒を得た。
【0019】イリジウムのアミン錯体を用い、製造例3
と同様にしてイリジウム担持量1重量%のIr/In−
ZSM−5触媒(触媒2)を得た(製造例4)。
【0020】クロムの硝酸塩を用い、製造例3と同様に
してクロム担持量1重量%のCr/In−ZSM−5触
媒(触媒3)を得た(製造例5)。
【0021】ロジウムのアンミン錯体を用い、製造例3
と同様にしてロジウム担持量1重量%のRh/In−Z
SM−5触媒(触媒4)を得た(製造例6)。
【0022】製造例3と同様にして、第2成分の担持量
がそれぞれ1重量%の触媒、Pd/In−ZSM−5触
媒(触媒5)、Fe/In−ZSM−5触媒(触媒
6)、Ce/In−ZSM−5触媒(触媒7)、Au/
In−ZSM−5触媒(比較触媒3)、Co/In−Z
SM−5触媒(比較触媒4)、Ag/In−ZSM−5
触媒(比較触媒5)、Mn/In−ZSM−5触媒(比
較触媒6)、Ni/In−ZSM−5触媒(比較触媒
7)、Cu/In−ZSM−5触媒(比較触媒8)、お
よびV/In−ZSM−5触媒(比較触媒9)を得た。
【0023】実施例1 常圧固定床流通式反応装置を用い、燃焼排ガスの代表例
として、表1に示す混合ガスを表1に示す条件下に接触
反応させた。反応ガスの分析にはガスクロマトグフおよ
び化学発光式NOX 分析計を用いた。一酸化窒素の窒素
への転化率を表1に示す。
【0024】実施例2〜20および比較例1〜26 表1〜3に示す条件下、実施例1と同様の実験を行っ
た。得られた一酸化窒素の窒素への転化率を表1〜3に
示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希薄燃焼方式により発生する燃焼排ガス
    であって、少量の低級炭化水素、窒素酸化物および一酸
    化炭素と多量の酸素および水蒸気とを含有する該燃焼排
    ガスを、ZSM−5型ゼオライト担体に第1成分として
    インジウムを担持してなるIn−ZSM−5触媒に、さ
    らに第2成分としてイリジウム、白金、ロジウム、クロ
    ム、パラジウム、鉄およびセリウムよりなる群から選ば
    れる金属を担持してなる活性化In−ZSM−5触媒の
    存在下に接触反応させることよりなり、必要に応じて該
    燃焼排ガスに少量の低級炭化水素を新たに添加し、該燃
    焼排ガス中に含まれる低級炭化水素と必要に応じて該燃
    焼排ガスに新たに添加される低級炭化水素との合計量が
    該燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元・浄化する
    のに必要な量であり、該燃焼排ガス中に含まれる低級炭
    化水素がメタンまたはメタンを主成分とする低級炭化水
    素の混合ガスであり、必要に応じて該燃焼排ガスに新た
    に添加される低級炭化水素がメタンまたはメタンを主成
    分とする低級炭化水素の混合ガスであることを特徴とす
    る燃焼排ガスの浄化方法。
  2. 【請求項2】 該第2成分がイリジウム、白金、ロジウ
    ムおよびクロムよりなる群から選ばれる金属である請求
    項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ZSM−5型ゼオライト担体に第1成分
    としてインジウムを担持してなるIn−ZSM−5触媒
    にさらに第2成分としてイリジウム、白金、ロジウム、
    クロム、パラジウム、鉄およびセリウムよりなる群から
    選ばれる金属を担持してなり、請求項1記載の方法に用
    いられる活性化In−ZSM−5触媒。
  4. 【請求項4】 該第2成分がイリジウム、白金、ロジウ
    ムおよびクロムよりなる群から選ばれる金属である請求
    項3記載の触媒。
JP6243411A 1994-09-13 1994-09-13 燃焼排ガスの浄化方法および該方法に用いられる触媒 Pending JPH0880424A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980000574A (ko) * 1996-06-17 1998-03-30 김영귀 질소산화물 정화용 촉매제조방법
JPH11123330A (ja) * 1997-08-20 1999-05-11 Hino Motors Ltd 排ガス浄化触媒及びその製法
CN116550377A (zh) * 2023-02-23 2023-08-08 中山大学 一种用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂及其制备方法
CN120586646A (zh) * 2025-08-08 2025-09-05 江苏宁天环境科技有限公司 一种石灰窑脱硝一体化烟气处理工艺

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