JPH08309190A - Combustion gas purifying material and purification of combustion gas - Google Patents
Combustion gas purifying material and purification of combustion gasInfo
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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と過剰の酸素
を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に還元除去
することのできる排ガス浄化材及びそれを用いた浄化方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying material capable of effectively reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and excess oxygen, and a purification method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーター等から排出される各種の燃焼
排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸化
窒素等の窒素酸化物が含まれている。ここで、「過剰の
酸素を含む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要
な理論酸素量より多い酸素を含むことを意味する。ま
た、以下における窒素酸化物とは一酸化窒素及び/又は
二酸化窒素を指す。2. Description of the Related Art Excessive combustion exhaust gas emitted from internal combustion engines such as automobile engines, combustion equipment installed in factories, household fan heaters, and the like is excessive. It contains nitrogen oxides such as nitric oxide and nitrogen dioxide together with oxygen. Here, "containing excess oxygen" means that the exhaust gas contains more oxygen than the theoretical amount of oxygen necessary to burn unburned components such as carbon monoxide, hydrogen, and hydrocarbons. I do. In the following, nitrogen oxide refers to nitric oxide and / or nitrogen dioxide.
【0003】この窒素酸化物は酸性雨の原因の一つとさ
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため、各種
燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさ
まざまな方法が検討されている。[0003] This nitrogen oxide is one of the causes of acid rain and is a major environmental problem. Therefore, various methods for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from various combustion equipments are being studied.
【0004】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。[0004] As a method for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing excess oxygen, a selective catalytic reduction method using ammonia is used particularly for a large-scale fixed combustion device (a large-scale combustor in a factory or the like). Has been put to practical use.
【0005】しかしながら、この方法においては、窒素
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。However, in this method, ammonia used as a reducing agent for nitrogen oxides is expensive, and ammonia is toxic. Therefore, the nitrogen oxides in the exhaust gas must be removed so that unreacted ammonia is not discharged. There are problems that the amount of injected ammonia must be controlled while measuring the concentration, and that the apparatus generally becomes large.
【0006】また、別な方法として、水素、一酸化炭
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。As another method, there is a non-selective catalytic reduction method in which a nitrogen oxide is reduced by using a gas such as hydrogen, carbon monoxide, or a hydrocarbon as a reducing agent. In order to reduce and remove nitrogen oxides, it is necessary to add a reducing agent in an amount equal to or more than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas, and there is a disadvantage that a large amount of the reducing agent is consumed. For this reason, the non-selective catalytic reduction method is practically effective only for exhaust gas having a low residual oxygen concentration burned near the stoichiometric air-fuel ratio, and is not practical because of poor versatility.
【0007】そこで、ゼオライト又はそれに遷移金属を
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された(例えば、特開昭63-100919 号、同63-283727
号、特開平1-130735号等) 。また、γ−アルミナなどの
担体にアルカリ土類金属及び/又は銀を担持した触媒を
用い、炭化水素ガスを供給しながら排ガス中の窒素酸化
物を分解する方法が提案された(特開平4−35453
6号)。In view of the above, a method has been proposed for removing nitrogen oxides by using a zeolite or a catalyst carrying a transition metal on the zeolite and adding a reducing agent having a theoretical reaction amount or less with oxygen in exhaust gas (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157572). Kaisho 63-100919, 63-283727
No., Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-130735). In addition, a method has been proposed in which a catalyst in which an alkaline earth metal and / or silver is supported on a carrier such as γ-alumina is used to decompose nitrogen oxides in exhaust gas while supplying a hydrocarbon gas (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4 (1990) -104). 35453
No. 6).
【0008】しかしながら、これらの方法では、効果的
な窒素酸化物の除去が狭い温度領域でしか得られず、ま
た、水分を含み、運転条件によって排ガス温度が大きく
変化する車等からの排ガスでは、窒素酸化物の除去率が
著しく低下する。However, according to these methods, effective removal of nitrogen oxides can be obtained only in a narrow temperature range, and in the case of exhaust gas from a vehicle or the like which contains water and whose exhaust gas temperature greatly changes depending on operating conditions, The nitrogen oxide removal rate is significantly reduced.
【0009】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置及び酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、ディ
ーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸化
物や、一酸化炭素、水素、炭化水素等の未燃焼分に対す
る理論反応量以上の酸素及び水分を含有する燃焼排ガス
から、効率良く窒素酸化物を還元除去することができる
排ガス浄化材及び排ガス浄化方法を提供することであ
る。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons, and the like, such as combustion exhaust gas from a fixed combustion device and a gasoline engine, a diesel engine, or the like, which burns under oxygen excess conditions. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method capable of efficiently reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing oxygen and water in an amount not less than a theoretical reaction amount with respect to an unburned component.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、多孔質無機酸化物に銀成分とW系
成分を担持してなる触媒上で、エタノール等の有機化合
物が、酸素及び窒素酸化物を含む排ガスと反応し、水
分、二酸化硫黄等の存在する排ガス中でも窒素酸化物を
窒素ガスに還元するとともに、副生成物として亜硝酸エ
ステル、アンモニア等の含窒素化合物やアルデヒドを生
成していることを見出した。銀、W系触媒で生成された
亜硝酸エステル、アンモニア等の含窒素化合物やアルデ
ヒドを含む排ガス条件下で効果的に窒素化合物を除去で
きる銅、ニッケル、銀の内の一種以上とW系成分とを担
持してなる触媒を上記銀系触媒と組み合わせてなる排ガ
ス浄化材を用い、排ガス中に炭化水素と炭素数2以上の
含酸素有機化合物のいずれか又はそれらを含む燃料を添
加し、特定の温度及び空間速度で上記の浄化材に排ガス
を接触させれば、広い温度領域で窒素酸化物を効果的に
除去できることを発見し、さらに、浄化材の後部に白金
系又は白金、W系触媒を配置することにより、排ガス中
の残留一酸化炭素、炭化水素及びSOF(可溶性有機成
分)除去できることができ、特に白金、W系触媒を用い
ることにより、二酸化硫黄が存在する排ガスにおいて、
二酸化硫黄の酸化を押さえることができることを発見
し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems In view of the above problems, as a result of intensive studies, the present inventor has found that an organic compound such as ethanol on a catalyst comprising a porous inorganic oxide carrying a silver component and a W-based component. Reacts with exhaust gas containing oxygen and nitrogen oxides, reduces nitrogen oxides to nitrogen gas even in exhaust gas containing water, sulfur dioxide, etc., and nitrogen-containing compounds and aldehydes such as nitrites and ammonia as by-products. Was generated. Silver, nitrite produced by a W-based catalyst, one or more of copper, nickel, silver capable of effectively removing nitrogen compounds under exhaust gas conditions including nitrogen-containing compounds such as ammonia and aldehydes, and W-based components Using an exhaust gas purifying material obtained by combining the catalyst carrying the above with the silver-based catalyst, adding a hydrocarbon and any one of oxygen-containing organic compounds having 2 or more carbon atoms or a fuel containing them to the exhaust gas, It has been discovered that if exhaust gas is brought into contact with the above-mentioned purifying material at a temperature and a space velocity, nitrogen oxides can be effectively removed in a wide temperature range, and further, a platinum-based or platinum-based or W-based catalyst is provided at the rear of the purifying material. By arranging, it is possible to remove residual carbon monoxide, hydrocarbons and SOF (soluble organic components) in the exhaust gas. Particularly, by using platinum and a W-based catalyst, the exhaust gas containing sulfur dioxide can be removed. Stomach,
The inventors have found that the oxidation of sulfur dioxide can be suppressed, and completed the present invention.
【0011】すなわち、窒素酸化物と、共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を還元除去する本発明の第一の排ガス
浄化材は第一の触媒及び第二の触媒からなり、前記第一
の触媒は多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からなる
群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.2
〜15重量%(銀元素換算値)と、W、V、Mo、M
n、Nb、Taからなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素の化合物0.01〜10重量%(金属元素換算
値)とを担持してなり、前記第二の触媒は多孔質の無機
酸化物に活性種として銅、ニッケル、銀からなる群より
選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜30
重量%(金属元素換算値)と、W、V、Mo、Mn、N
b、Taからなる群より選ばれた一種以上の元素の化合
物30重量%以下(金属元素換算値)とを担持してな
り、前記排ガス浄化材の排ガス流入側に前記第一の触媒
を、流出側に前記第二の触媒を有することを特徴とす
る。That is, the first exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for coexisting unburned components is a first catalyst and a first catalyst. A second catalyst, wherein the first catalyst comprises a porous inorganic oxide and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds.
~ 15 wt% (converted to silver element), W, V, Mo, M
a compound of at least one element selected from the group consisting of n, Nb, and Ta; and 0.01 to 10% by weight (in terms of a metal element) of the second catalyst. One or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, nickel and silver as active species
% By weight (converted to metal element), W, V, Mo, Mn, N
b, a compound of one or more elements selected from the group consisting of Ta and 30% by weight or less (in terms of a metal element), and the first catalyst is discharged to the exhaust gas inflow side of the exhaust gas purifying material. Characterized in that it has the second catalyst on its side.
【0012】窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒素
酸化物を還元除去する本発明の第二の排ガス浄化材は第
一の触媒、第二の触媒及び第三の触媒からなり、前記第
一の触媒は多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からな
る群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.
2〜15重量%(銀元素換算値)と、W、V、Mo、M
n、Nb、Taからなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素の化合物0.01〜10重量%(金属元素換算
値)とを担持してなり、前記第二の触媒は多孔質の無機
酸化物に活性種として銅、ニッケル、銀からなる群より
選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜30
重量%(金属元素換算値)と、W、V、Mo、Mn、N
b、Taからなる群より選ばれた一種以上の元素の化合
物30重量%以下(金属元素換算値)とを担持してな
り、前記第三の触媒は多孔質無機酸化物にPt、Pd、
Ru、Rh、Ir及びAuからなる群より選ばれた少な
くとも1種の元素0.01〜5重量%(金属元素換算
値)を担持してなり、前記排ガス浄化材の排ガス流入側
から流出側へ順に前記第一の触媒、前記第二の触媒及び
前記第三の触媒を有することを特徴とする。[0012] The second exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components is a first catalyst, a second catalyst. And a third catalyst, wherein the first catalyst comprises a porous inorganic oxide and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds.
2 to 15% by weight (in terms of silver element), W, V, Mo, M
a compound of at least one element selected from the group consisting of n, Nb, and Ta; and 0.01 to 10% by weight (in terms of a metal element) of the second catalyst. One or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, nickel and silver as active species
% By weight (converted to metal element), W, V, Mo, Mn, N
b, a compound of one or more elements selected from the group consisting of Ta and not more than 30% by weight (in terms of a metal element), and the third catalyst comprises Pt, Pd,
It carries at least one element selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, and Au in an amount of 0.01 to 5% by weight (in terms of a metal element), from the exhaust gas inflow side to the outflow side of the exhaust gas purifying material. It is characterized by having the first catalyst, the second catalyst and the third catalyst in order.
【0013】窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒素
酸化物を還元除去する本発明の第三の排ガス浄化材は第
一の触媒、第二の触媒及び第三の触媒からなり、前記第
一の触媒は多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物からな
る群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.
2〜15重量%(銀元素換算値)と、W、V、Mo、M
n、Nb、Taからなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素の化合物0.01〜10重量%(金属元素換算
値)とを担持してなり、前記第二の触媒は多孔質の無機
酸化物に活性種として銅、ニッケル、銀からなる群より
選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜30
重量%(金属元素換算値)と、W、V、Mo、Mn、N
b、Taからなる群より選ばれた一種以上の元素の化合
物30重量%以下(金属元素換算値)とを担持してな
り、前記第三の触媒は多孔質無機酸化物にW、V、M
o、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた少なくと
も一種の元素の酸化物又は硫酸塩0.2〜10重量%
(金属元素換算値)と、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir
及びAuからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素
0.01〜5重量%(金属元素換算値)とを担持してな
り、前記排ガス浄化材の排ガス流入側から流出側へ順に
前記第一の触媒、前記第二の触媒及び前記第三の触媒を
有することを特徴とする。[0013] The third exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for coexisting unburned components is a first catalyst, a second catalyst, And a third catalyst, wherein the first catalyst comprises a porous inorganic oxide and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds.
2 to 15% by weight (in terms of silver element), W, V, Mo, M
a compound of at least one element selected from the group consisting of n, Nb, and Ta; and 0.01 to 10% by weight (in terms of a metal element) of the second catalyst. One or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, nickel and silver as active species
% By weight (converted to metal element), W, V, Mo, Mn, N
b, and a compound of 30% by weight or less (in terms of a metal element) of one or more elements selected from the group consisting of Ta, and the third catalyst comprises W, V, M
O, Mn, Nb, Ta oxide or sulfate of at least one element selected from the group consisting of Ta 0.2 to 10% by weight
(Converted to metal element), Pt, Pd, Ru, Rh, Ir
And at least one element selected from the group consisting of Au and 0.01 to 5% by weight (in terms of metal element), and the first exhaust gas purifying material in order from the exhaust gas inflow side to the exhaust side. , The second catalyst and the third catalyst.
【0014】窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒素
酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化方法は、上記
の排ガス浄化材を用い、前記排ガス浄化材を排ガス導管
の途中に設置し、前記浄化材の上流側で炭化水素及び/
又は含酸素有機化合物を添加した排ガスを、150〜6
00℃において前記浄化材に接触させ、もって前記排ガ
ス中の炭化水素及び/又は含酸素有機化合物との反応に
より前記窒素酸化物を除去することを特徴とする。The exhaust gas purifying method of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen which is larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components uses the above exhaust gas purifying material, An exhaust gas purifying material is installed in the middle of the exhaust gas conduit, and hydrocarbons and / or
Alternatively, the exhaust gas to which the oxygen-containing organic compound is added is
The method is characterized in that the nitrogen oxides are removed by contacting the purification material at 00 ° C. and reacting with hydrocarbons and / or oxygen-containing organic compounds in the exhaust gas.
【0015】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
第一の排ガス浄化材は第一の触媒及び第二の触媒からな
る。排ガス流入側に前記第一の触媒を、流出側に前記第
二の触媒を有する。本発明の第二及び第三の排ガス浄化
材は第一の触媒、第二の触媒及び第三の触媒からなり、
排ガス浄化材の排ガス流入側から流出側へ順に前記第一
の触媒、前記第二の触媒及び前記第三の触媒を有する。Hereinafter, the present invention will be described in detail. The first exhaust gas purifying material of the present invention comprises a first catalyst and a second catalyst. It has the first catalyst on the exhaust gas inflow side and the second catalyst on the outflow side. The second and third exhaust gas purifying materials of the present invention comprise a first catalyst, a second catalyst and a third catalyst,
The exhaust gas purifying material includes the first catalyst, the second catalyst, and the third catalyst in order from the exhaust gas inflow side to the outflow side.
【0016】本発明では、上記浄化材を排ガス導管中に
設置し、浄化材の設置位置より上流側で炭化水素と炭素
数2以上の含酸素有機化合物のいずれか又はそれを含む
燃料を添加した排ガスをこの浄化材に接触させて、排ガ
ス中の窒素酸化物を還元除去する。In the present invention, the above-mentioned purifying material is installed in an exhaust gas conduit, and either hydrocarbon or an oxygen-containing organic compound having 2 or more carbon atoms or a fuel containing the same is added upstream of the purifying material installation position. The exhaust gas is brought into contact with the purifying material to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas.
【0017】本発明の排ガス浄化材の第一の好ましい形
態は、粉末状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持し
てなる触媒を浄化材基体にコートしてなる浄化材であ
る。浄化材の基体を形成するセラミックス材料として
は、コージェライト、ムライト、アルミナ及びその複合
物等を用いるのが好ましい。また、排ガス浄化材の基体
に公知の金属材料を用いることもできる。A first preferred embodiment of the exhaust gas purifying material of the present invention is a purifying material obtained by coating a purifying material base with a catalyst comprising a powdery porous inorganic oxide carrying catalytically active species. As the ceramic material forming the base of the purifying material, cordierite, mullite, alumina and a composite thereof are preferably used. In addition, a known metal material can be used for the base of the exhaust gas purifying material.
【0018】排ガス浄化材の基体の形状及び大きさは、
目的に応じて種々変更できる。またその構造としては、
ハニカム構造型、フォーム型、繊維状耐火物からなる三
次元網目構造型、あるいは顆粒状、ペレット状等が挙げ
られる。ウォッシュコート法、粉末法等を用いて上記基
体に触媒をコートしたり、ウォッシュコート法、ゾル・
ゲル法等を用いて多孔質無機酸化物をコートした後、触
媒活性種を公知の含浸法、イオン交換法等を用いて担持
することもできる。The shape and size of the substrate of the exhaust gas purifying material
Various changes can be made according to the purpose. Also, as its structure,
Examples include a honeycomb structure type, a foam type, a three-dimensional network structure type made of a fibrous refractory, a granular form, a pellet form, and the like. The catalyst may be coated on the substrate using a wash coat method, a powder method, or the like, or a wash coat method, a sol
After coating the porous inorganic oxide using a gel method or the like, the catalytically active species can be supported using a known impregnation method, an ion exchange method, or the like.
【0019】本発明の排ガス浄化材の第二の好ましい形
態は、ペレット状、顆粒状、粉末状、ハニカム状又は板
状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持してなる触
媒、又は触媒活性種をそれぞれ担持した粉末状多孔質無
機酸化物をペレット状又は顆粒状に成形したものを所望
形状のケーシングに充填してなる浄化材である。A second preferred form of the exhaust gas purifying material of the present invention is a catalyst comprising a porous inorganic oxide in the form of pellets, granules, powders, honeycombs or plates carrying a catalytically active species, or a catalyst. It is a purifying material obtained by molding a powdery porous inorganic oxide carrying each active species into pellets or granules and filling the resultant into a casing having a desired shape.
【0020】本発明の浄化材には以下の触媒が形成され
ている。 (1)第一の触媒 第一の触媒は、多孔質無機酸化物に銀及び銀化合物から
なる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物
と、W、V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選
ばれた少なくとも一種の元素の化合物とを担持してな
り、排ガスの流入側に形成され、広い温度領域での窒素
酸化物除去に作用する。多孔質の無機酸化物としては、
アルミナ単独、又はチタニア、シリカ、ジルコニア、ゼ
オライトのいずれかとアルミナとの複合又は混合酸化物
を用いることができる。アルミナの含有率を50重量%
以上とするのが好ましい。アルミナ又はアルミナの複合
又は混合酸化物を用いることにより、触媒の耐熱性及び
耐久性が向上する。The following catalyst is formed on the purifying material of the present invention. (1) First Catalyst The first catalyst is composed of a porous inorganic oxide and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and a silver compound, and W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta. And a compound of at least one element selected from the group consisting of: formed on the inflow side of the exhaust gas and acts to remove nitrogen oxides in a wide temperature range. As a porous inorganic oxide,
Alumina alone or a composite or mixed oxide of any of titania, silica, zirconia, and zeolite with alumina can be used. 50% by weight alumina content
It is preferable to make the above. The use of alumina or a composite or mixed oxide of alumina improves the heat resistance and durability of the catalyst.
【0021】第一の触媒で用いるアルミナ等の多孔質の
無機酸化物の比表面積は10m2 /g以上であるのが好
ましい。比表面積が10m2 /g未満であると、銀成分
の分散が低下し、良好な窒素酸化物の除去が行えない。
より好ましい多孔質無機酸化物の比表面積は30m2 /
g以上である。The specific surface area of the porous inorganic oxide such as alumina used for the first catalyst is preferably 10 m 2 / g or more. If the specific surface area is less than 10 m 2 / g, the dispersion of the silver component is reduced, and good removal of nitrogen oxides cannot be performed.
More preferable specific surface area of the porous inorganic oxide is 30 m 2 /
g or more.
【0022】銀化合物は銀の酸化物、ハロゲン化銀、硫
酸銀及び燐酸銀等からなる群より選ばれた少なくとも一
種であり、好ましくは銀の酸化物、塩化銀及び硫酸銀の
いずれか一種以上であり、更に好ましくは銀の酸化物及
び/又は塩化銀である。銀成分の担持量は、多孔質無機
酸化物100重量%に対して0.2〜15重量%(銀元
素換算値)とする。0.2重量%未満では窒素酸化物の
除去率が低下する。また、15重量%を超す量の銀成分
を担持すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身
の燃焼が起きやすく、窒素酸化物の除去率はかえって低
下する。好ましい銀成分の担持量は0.5〜12重量%
である。The silver compound is at least one selected from the group consisting of silver oxide, silver halide, silver sulfate and silver phosphate, and preferably at least one of silver oxide, silver chloride and silver sulfate. And more preferably silver oxide and / or silver chloride. The supported amount of the silver component is 0.2 to 15% by weight (in terms of silver element) based on 100% by weight of the porous inorganic oxide. If the amount is less than 0.2% by weight, the removal rate of nitrogen oxides decreases. If the silver component is carried in an amount exceeding 15% by weight, the combustion of the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound itself tends to occur, and the nitrogen oxide removal rate is rather lowered. A preferable loading amount of the silver component is 0.5 to 12% by weight.
It is.
【0023】W、V、Mo、Mn、Nb、Taの化合物
は酸化物、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群より選ば
れた少なくとも一種であり、好ましい化合物は酸化物及
び/又は硫酸塩である。多孔質無機酸化物を100重量
%として、W系成分の担持量は0.01〜10重量%
(金属元素換算値)であり、好ましくは0.05〜8重
量%(金属元素換算値)である。The compounds of W, V, Mo, Mn, Nb and Ta are at least one selected from the group consisting of oxides, halides and sulfates, and preferred compounds are oxides and / or sulfates. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the loading amount of the W-based component is 0.01 to 10% by weight.
(Metal element conversion value), and preferably 0.05 to 8% by weight (metal element conversion value).
【0024】アルミナ等の無機酸化物に銀を担持する方
法としては、公知の含浸法、沈澱法等を用いることがで
きる。含浸法を用いる際、銀の硝酸塩、塩化物、硫酸
塩、炭酸塩等の水溶液又はアンモニア性水溶液に多孔質
無機酸化物を浸漬する。又は硝酸銀水溶液に多孔質無機
酸化物を浸漬し、乾燥後、塩化アンモニウム又は硫酸ア
ンモニウムの水溶液に再び浸漬する。沈澱法でハロゲン
化銀を調製するには硝酸銀とハロゲン化アンモニウムと
を反応させて、ハロゲン化銀として多孔質無機酸化物上
に沈澱させる。W、V、Mo、Mn、Nb、Taの場
合、各元素のアンモニウム塩、しゅう酸塩等の水溶液に
多孔質無機酸化物を浸漬して用いる。これを50〜15
0℃、特に70℃程度で乾燥後、100〜600℃で段
階的に昇温して焼成するのが好ましい。焼成は、空気
中、酸素を含む窒素気流下や水素ガス気流下で行うのが
好ましい。水素ガス気流下で行う場合には、最後に30
0〜650℃で酸化処理するのが好ましい。As a method of supporting silver on an inorganic oxide such as alumina, a known impregnation method, precipitation method, or the like can be used. When using the impregnation method, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, chloride, sulfate, carbonate, or the like, or an aqueous ammonia solution. Alternatively, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, dried, and then immersed again in an aqueous solution of ammonium chloride or ammonium sulfate. To prepare silver halide by the precipitation method, silver nitrate and ammonium halide are reacted to precipitate silver halide on the porous inorganic oxide. In the case of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta, a porous inorganic oxide is used by immersing it in an aqueous solution of an ammonium salt, oxalate, or the like of each element. This is 50 ~ 15
After drying at 0 ° C., especially about 70 ° C., it is preferable to raise the temperature stepwise at 100 to 600 ° C. for firing. The calcination is preferably performed in air, under a stream of nitrogen containing oxygen or under a stream of hydrogen gas. When performing under a hydrogen gas stream, 30
The oxidation treatment is preferably performed at 0 to 650 ° C.
【0025】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける第一の触媒
の厚さは、一般に、基体材と、この触媒との熱膨張特性
の違いから制限される場合が多い。浄化材基体上に設け
る触媒の厚さを300μm以下とするのがよい。このよ
うな厚さとすれば、使用中に熱衝撃等で浄化材が破損す
ることを防ぐことができる。浄化材基体の表面に触媒を
形成する方法は公知のウォッシュコート法等によって行
われる。When the purifying material is in the above-described first preferred embodiment, the thickness of the first catalyst provided on the purifying material substrate generally depends on the thermal expansion characteristics of the substrate material and the catalyst. Often limited by differences. The thickness of the catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. With such a thickness, it is possible to prevent the purifying material from being damaged by thermal shock or the like during use. A method for forming a catalyst on the surface of the purifying material base is performed by a known wash coat method or the like.
【0026】また、浄化材基体の表面上に設ける第一の
触媒の量は、浄化材基体の20〜300g/リットルと
するのが好ましい。触媒の量が20g/リットル未満で
は良好なNOx の除去が行えない。一方、触媒の量が30
0g/リットルを超えると除去特性はそれほど上がら
ず、圧力損失が大きくなる。より好ましくは、浄化材基
体の表面上に設ける第一の触媒を浄化材基体の50〜2
00g/リットルとする。Further, the amount of the first catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter of the purifying material base. If the amount of the catalyst is less than 20 g / liter, good NOx removal cannot be performed. On the other hand, when the amount of the catalyst is 30
If it exceeds 0 g / liter, the removal characteristics do not increase so much and the pressure loss increases. More preferably, the first catalyst provided on the surface of the purifying material base is 50 to 2
00 g / liter.
【0027】(2)第二の触媒 第二の触媒は、多孔質無機酸化物に触媒活性種として
銅、ニッケル及び銀からなる群より選ばれる一種以上の
元素及び/又は化合物と、W、V、Mo、Mn、Nb、
Taからなる群より選ばれた一種以上の元素の化合物と
を担持してなる。多孔質無機酸化物としては、アルミ
ナ、チタニア、ゼオライト、シリカ、ジルコニア等のい
ずれか又はそれらを含む複合又は混合酸化物を用いる。
ゼオライトとして、フェリエライト、モルテナイト、Z
SM−5など各種のゼオライトを用いることができる。
第一の触媒と同様に、多孔質の無機酸化物の比表面積は
10m2 /g以上であることが好ましい。(2) Second Catalyst The second catalyst is composed of a porous inorganic oxide and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, nickel and silver as catalytically active species, and W, V , Mo, Mn, Nb,
And a compound of one or more elements selected from the group consisting of Ta. As the porous inorganic oxide, any one of alumina, titania, zeolite, silica, zirconia and the like, or a composite or mixed oxide containing them is used.
As zeolite, ferrierite, mortenite, Z
Various zeolites such as SM-5 can be used.
Similar to the first catalyst, the specific surface area of the porous inorganic oxide is preferably 10 m 2 / g or more.
【0028】銅、ニッケル及び銀の三者の好ましい組み
合わせとして、銅単独、又は銅とニッケル及び/又は銀
との組み合わせが挙げられる。ニッケル化合物はニッケ
ルの酸化物、ハロゲン化物及び硫酸塩等からなる群より
選ばれる少なくとも一種である。銀化合物は上記の第一
の触媒と同じものを用いることができる。銅化合物は銅
の酸化物、ハロゲン化物及び硫酸塩等からなる群より選
ばれる少なくとも一種である。多孔質無機酸化物を10
0重量%として、銅、ニッケル、銀の合計担持量は0.
5〜30重量%(金属元素換算値)であり、好ましい合
計担持量が0.5〜25重量%(金属元素換算値)であ
る。Preferred combinations of copper, nickel and silver include copper alone or a combination of copper with nickel and / or silver. The nickel compound is at least one selected from the group consisting of oxides, halides, sulfates, and the like of nickel. The same silver compound as the above-mentioned first catalyst can be used. The copper compound is at least one selected from the group consisting of copper oxides, halides, sulfates and the like. 10 porous inorganic oxides
Assuming 0% by weight, the total carrying amount of copper, nickel and silver is 0.1%.
It is 5 to 30% by weight (converted to metal element), and the preferred total loading is 0.5 to 25% by weight (converted to metal element).
【0029】ニッケル成分と銀成分とを同時に用いる場
合、ニッケル元素と銀元素との重量比は1:5〜5:1
とし、同様にニッケル元素と銅元素との重量比は1:5
〜5:1とし、銀元素と銅元素との重量比は1:5〜
5:1とするのが好ましい。When the nickel component and the silver component are used at the same time, the weight ratio between the nickel element and the silver element is 1: 5 to 5: 1.
Similarly, the weight ratio between the nickel element and the copper element is 1: 5.
55: 1, and the weight ratio of silver element to copper element is 1: 5
The ratio is preferably 5: 1.
【0030】W、V、Mo、Mn、Nb、Taの化合物
は酸化物、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群より選ば
れた少なくとも一種であり、好ましい化合物は酸化物及
び/又は硫酸塩である。多孔質無機酸化物を100重量
%として、W系成分の担持量は30重量%以下(金属元
素換算値)であり、好ましくは0.05〜20重量%
(金属元素換算値)である。The compounds of W, V, Mo, Mn, Nb and Ta are at least one selected from the group consisting of oxides, halides and sulfates, and preferred compounds are oxides and / or sulfates. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the loading amount of the W-based component is 30% by weight or less (in terms of a metal element), preferably 0.05 to 20% by weight.
(Metal element conversion value).
【0031】活性種の担持は、公知の含浸法、沈殿法、
イオン交換法等を用いることができる。まず、W系成分
を担持し、50〜150℃、特に70℃で乾燥後、10
0〜600℃で段階的に昇温して焼成した後、銅、ニッ
ケル、銀成分を担持し、さらに50〜150℃、特に7
0℃で乾燥後、100〜600℃で段階的に昇温して焼
成することによって行われる。この焼成は空気中、酸素
を含む窒素気流下で行う。含浸法を用いる際、触媒活性
種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩等の水溶液に
多孔質無機酸化物を浸漬する。銅、ニッケル、銀成分の
場合、酢酸銅、硫酸銅、硝酸銅等の水溶液を用いる。
W、V、Mo、Mn、Nb、Taの場合、各元素のアン
モニウム塩、しゅう酸塩等の水溶液に多孔質無機酸化物
を浸漬して用いる。また、チタニアの代わりにメタチタ
ン酸(含水酸化チタン)を出発物質として用い、V、
W、Moを担持することも有効な方法である。無機酸化
物にゼオライトを用いる場合、含浸法や既知のイオン交
換法などで担持するのが効果的である。なお、銀触媒の
担持は上記第一の触媒と同じ方法で行うことができる。
このように調製した第二の触媒上では、銀、ニッケル、
銅はそれぞれ銀、ニッケル、銅又はそれらの酸化物、ハ
ロゲン化物、硫酸塩のいずれか一種以上の形で存在す
る。The active species can be supported by a known impregnation method, precipitation method,
An ion exchange method or the like can be used. First, a W-based component is supported, dried at 50 to 150 ° C., particularly 70 ° C., and then dried.
After the temperature is increased stepwise at 0 to 600 ° C. and calcined, copper, nickel and silver components are supported, and further 50 to 150 ° C., particularly 7
After drying at 0 ° C., the temperature is raised stepwise at 100 to 600 ° C. and firing is performed. This calcination is performed in air under a nitrogen stream containing oxygen. When using the impregnation method, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of a carbonate, nitrate, acetate, sulfate or the like of the catalytically active species element. In the case of copper, nickel and silver components, an aqueous solution of copper acetate, copper sulfate, copper nitrate or the like is used.
In the case of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta, a porous inorganic oxide is used by immersing it in an aqueous solution of an ammonium salt, oxalate, or the like of each element. In addition, instead of titania, metatitanic acid (hydrous titanium oxide) is used as a starting material, and V,
Carrying W and Mo is also an effective method. When zeolite is used as the inorganic oxide, it is effective to carry the zeolite by an impregnation method or a known ion exchange method. The loading of the silver catalyst can be carried out in the same manner as in the first catalyst.
On the second catalyst thus prepared, silver, nickel,
Copper is present in the form of one or more of silver, nickel, copper or oxides, halides, and sulfates thereof, respectively.
【0032】第一の触媒と第二の触媒との重量比(多孔
質無機酸化物と触媒活性種との合計重量の比)は、1:
10〜20:1とするのが好ましい。より好ましい第一
触媒と第二の触媒の重量比は1:5〜10:1である。The weight ratio of the first catalyst to the second catalyst (the ratio of the total weight of the porous inorganic oxide to the catalytically active species) is 1:
It is preferably 10 to 20: 1. More preferably, the weight ratio of the first catalyst to the second catalyst is 1: 5 to 10: 1.
【0033】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける第二の触媒
の厚さを300μm以下とするのがよい。また、浄化材
基体の表面上に設ける第二の触媒の量は、浄化材基体に
対して20〜300g/リットルとするのが好ましい。In the case where the form of the purifying material is the above-described first preferred form, the thickness of the second catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. The amount of the second catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter based on the purifying material base.
【0034】(3)第三の触媒 第三の触媒は、多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持し
てなり、排ガスの流出側に形成され、低い温度領域にお
ける窒素酸化物の除去に作用するとともに、一酸化炭素
や炭化水素の酸化除去を行う。多孔質無機酸化物として
は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、ゼオラ
イトからなる群より選ばれた一種以上の酸化物、又はそ
れらの複合、混合酸化物を用いるのが好ましい。第一の
触媒と同様に、多孔質の無機酸化物の比表面積は10m
2 /g以上であることが好ましい。(3) Third Catalyst The third catalyst comprises a porous inorganic oxide carrying catalytically active species, and is formed on the exhaust gas outflow side, and acts to remove nitrogen oxides in a low temperature region. And at the same time, oxidize and remove carbon monoxide and hydrocarbons. As the porous inorganic oxide, it is preferable to use one or more oxides selected from the group consisting of alumina, titania, zirconia, silica, and zeolite, or a composite or mixed oxide thereof. Like the first catalyst, the specific surface area of the porous inorganic oxide is 10 m
It is preferably at least 2 / g.
【0035】本発明の第二の排ガス浄化材では、上記の
第三の触媒の活性種はPt、Pd、Ru、Rh、Ir及
びAuからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を
用いる。Pt、Pd、Ru、Rh及びAuのうち、特に
Pt、Pd及びAuの少なくとも一種を用いるのが好ま
しい。多孔質無機酸化物を100重量%として、白金系
成分の担持量は0.01〜5重量%(金属元素換算値)
である。白金系成分の好ましい担持量は0.01〜4重
量%(金属元素換算値)である。In the second exhaust gas purifying material of the present invention, at least one element selected from the group consisting of Pt, Pd, Ru, Rh, Ir and Au is used as the active species of the third catalyst. Among Pt, Pd, Ru, Rh and Au, it is particularly preferable to use at least one of Pt, Pd and Au. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the supported amount of the platinum component is 0.01 to 5% by weight (in terms of a metal element).
It is. The preferable loading amount of the platinum component is 0.01 to 4% by weight (in terms of metal element).
【0036】本発明の第三の排ガス浄化材では、上記の
第三の触媒の活性種はW、V、Mo、Mn、Nb、Ta
からなる群より選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物
又は硫酸塩と、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir及びAu
からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを用い
る。W、V、Mo、Mn、Nb、Taのうち、W及び/
又はVを用いるのが好ましく、Pt、Pd、Ru、Rh
及びAuのうち、特にPt、Pd及びAuの少なくとも
一種を用いるのが好ましい。多孔質無機酸化物を100
重量%として、W系成分の担持量は0.2〜10重量%
(金属元素換算値)であり、白金系成分の担持量は0.
01〜5重量%(金属元素換算値)である。W系成分の
好ましい担持量は0.2〜9重量%(金属元素換算値)
であり、白金系成分の好ましい担持量は0.01〜4重
量%(金属元素換算値)である。In the third exhaust gas purifying material of the present invention, the active species of the third catalyst is W, V, Mo, Mn, Nb, Ta.
Oxides or sulfates of at least one element selected from the group consisting of: Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, and Au
And at least one element selected from the group consisting of Of W, V, Mo, Mn, Nb and Ta, W and / or
Or V is preferably used, and Pt, Pd, Ru, Rh
And Au, it is particularly preferable to use at least one of Pt, Pd and Au. 100 porous inorganic oxides
In terms of% by weight, the loading amount of the W component is 0.2 to 10% by weight.
(In terms of metal element), and the supported amount of the platinum-based component is 0.1.
It is from 0.01 to 5% by weight (in terms of metal element). The preferable loading amount of the W-based component is 0.2 to 9% by weight (in terms of metal element).
The preferred amount of the platinum-based component is 0.01 to 4% by weight (in terms of a metal element).
【0037】Pt系又はPt、W系触媒を用いることに
より、排ガス中の残留一酸化炭素、炭化水素、SOF等
を効果的に酸化除去することができる。特にPt、W系
触媒を用いると、二酸化硫黄の存在する排ガスでも、二
酸化硫黄の酸化を抑制し、残留一酸化炭素、炭化水素、
SOF等を効果的に酸化除去することができる。By using a Pt-based or Pt / W-based catalyst, residual carbon monoxide, hydrocarbons, SOF and the like in exhaust gas can be effectively oxidized and removed. In particular, when a Pt or W-based catalyst is used, even in an exhaust gas containing sulfur dioxide, the oxidation of sulfur dioxide is suppressed, and residual carbon monoxide, hydrocarbons,
SOF and the like can be effectively oxidized and removed.
【0038】第三の触媒における活性種の担持は、公知
の含浸法、沈殿法等を用いることができる。含浸法を用
いる際、触媒活性種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫
酸塩、塩化物又はヘキサクロロ金属酸、ジニトロジアミ
ン金属化合物等の水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬す
る。W、V、Mo、Mn、Nb、Taの場合、各元素の
アンモニウム塩、しゅう酸塩等の水溶液に多孔質無機酸
化物を浸漬して用いる。50〜150℃、特に70℃で
乾燥後、100〜600℃で段階的に昇温して焼成する
ことによって行われる。この焼成は空気中、酸素を含む
窒素気流下で行う。また、チタニアの代わりにメタチタ
ン酸(含水酸化チタン)を出発物質として用い、V、
W、Moを担持することも有効な方法である。無機酸化
物にゼオライトを用いる場合、含浸法や既知のイオン交
換法等で担持するのが好ましい。For supporting the active species on the third catalyst, a known impregnation method, precipitation method or the like can be used. When the impregnation method is used, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of a carbonate, nitrate, acetate, sulfate, chloride, hexachlorometal acid, or dinitrodiamine metal compound of a catalytically active species element. In the case of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta, a porous inorganic oxide is used by immersing it in an aqueous solution of an ammonium salt, oxalate, or the like of each element. After drying at 50 to 150 ° C., particularly 70 ° C., the temperature is raised stepwise at 100 to 600 ° C. and firing is performed. This calcination is performed in air under a nitrogen stream containing oxygen. In addition, instead of titania, metatitanic acid (hydrous titanium oxide) is used as a starting material, and V,
Carrying W and Mo is also an effective method. When zeolite is used as the inorganic oxide, it is preferable to support the zeolite by an impregnation method or a known ion exchange method.
【0039】第一の触媒の重量と第三の触媒の重量との
比(多孔質無機酸化物と触媒活性種との合計重量の比)
は、1:2〜20:1とするのが好ましい。比率が1:
2未満である(第一の触媒が少ない)と、窒素酸化物の
浄化率が低下する。一方、比率が20:1を超え、第三
の触媒が少ないと、炭化水素、一酸化炭素、SOFの酸
化特性が低下する。より好ましい第一の触媒の重量と第
三の触媒の重量との比は1:1〜15:1である。Ratio of the weight of the first catalyst to the weight of the third catalyst (ratio of the total weight of the porous inorganic oxide and the catalytically active species)
Is preferably 1: 2 to 20: 1. The ratio is 1:
When it is less than 2 (the amount of the first catalyst is small), the purification rate of nitrogen oxides decreases. On the other hand, when the ratio exceeds 20: 1 and the amount of the third catalyst is small, the oxidation characteristics of hydrocarbons, carbon monoxide, and SOF deteriorate. A more preferred ratio of the weight of the first catalyst to the weight of the third catalyst is from 1: 1 to 15: 1.
【0040】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける第三の触媒
の厚さを300μm以下とするのがよい。また、浄化材
基体の表面上に設ける第三の触媒の量は、浄化材基体に
対して20〜300g/リットルとするのが好ましい。When the form of the purifying material is the above-described first preferred embodiment, the thickness of the third catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. The amount of the third catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter based on the purifying material base.
【0041】上述した構成の浄化材を用いれば、150
〜600℃の広い温度領域において、水分及び硫黄酸化
物を含む排ガスでも、良好な窒素酸化物の除去を行うこ
とができる。If the purifying material having the above-described structure is used, 150
In a wide temperature range of up to 600 ° C., excellent removal of nitrogen oxides can be performed even with exhaust gas containing water and sulfur oxides.
【0042】次に、本発明の方法について説明する。ま
ず、本発明の第一の浄化材では、排ガス浄化材を第一の
触媒が排ガス流入側に、第二の触媒が排ガスの流出側に
なるように排ガス導管の途中に設置する。本発明の第二
及び第三の浄化材では、排ガス浄化材を排ガス流入側か
ら排ガスの流出側へ順に第一の触媒、第二の触媒及び第
三の触媒となるように排ガス導管の途中に設置する。Next, the method of the present invention will be described. First, in the first purifying material of the present invention, the exhaust gas purifying material is placed in the exhaust gas conduit such that the first catalyst is on the exhaust gas inflow side and the second catalyst is on the exhaust gas outflow side. In the second and third purifying materials of the present invention, the exhaust gas purifying material is placed in the middle of the exhaust gas conduit so as to become the first catalyst, the second catalyst, and the third catalyst in order from the exhaust gas inflow side to the exhaust gas outflow side. Install.
【0043】排ガス中には、残留炭化水素としてエチレ
ン、プロピレン等がある程度は含まれるが、一般に排ガ
ス中のNOx を還元するのに十分な量ではないので、外部
から炭化水素及び/又は含酸素有機化合物、好ましくは
含酸素有機化合物又はそれと炭化水素燃料と混合してな
る還元剤を排ガス中に導入する。還元剤の導入位置は、
浄化材を設置した位置より上流側である。Although the exhaust gas contains ethylene, propylene and the like to some extent as residual hydrocarbons, the amount is generally not sufficient to reduce NOx in the exhaust gas. A compound, preferably an oxygen-containing organic compound or a reducing agent obtained by mixing the compound with a hydrocarbon fuel is introduced into the exhaust gas. The introduction position of the reducing agent
It is upstream from the position where the purifying material is installed.
【0044】外部から導入する炭化水素としては、標準
状態でガス状又は液体状のアルカン、アルケン及び/又
はアルキンを用いることができる。特にアルカン又はア
ルケンの場合では炭素数2以上が好ましい。標準状態で
液体状の炭化水素としては、具体的に、軽油、セタン、
ヘプタン、灯油、ガソリン等の炭化水素が挙げられる。
その中でも、沸点50〜350℃の炭化水素が特に好ま
しい。外部から導入する含酸素有機化合物として、炭素
数2以上のエタノール、イソプロピルアルコール等のア
ルコール類、又はそれらを含む燃料を用いることができ
る。As the hydrocarbons introduced from the outside, gaseous or liquid alkanes, alkenes and / or alkynes can be used under standard conditions. In particular, in the case of an alkane or alkene, it preferably has 2 or more carbon atoms. Specific examples of hydrocarbons that are liquid in the standard state include gas oil, cetane,
Examples include hydrocarbons such as heptane, kerosene, gasoline and the like.
Among them, hydrocarbons having a boiling point of 50 to 350 ° C are particularly preferable. As the oxygen-containing organic compound introduced from the outside, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol having 2 or more carbon atoms, or a fuel containing them can be used.
【0045】外部から導入する炭化水素及び/又は含酸
素有機化合物の量は、重量比(添加する還元剤の重量/
排ガス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるよう
にするのが好ましい。この重量比が0.1未満である
と、窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、5を
超えると、燃費悪化につながる。The amount of the hydrocarbon and / or oxygen-containing organic compound introduced from the outside is determined by the weight ratio (weight of the reducing agent to be added / weight).
(Weight of nitrogen oxides in the exhaust gas) is preferably 0.1 to 5. If the weight ratio is less than 0.1, the removal rate of nitrogen oxides does not increase. On the other hand, if it exceeds 5, fuel efficiency will be degraded.
【0046】また、炭化水素又は含酸素有機化合物を含
有する燃料を添加する場合、燃料としてガソリン、軽
油、灯油等を用いるのが好ましい。この場合、還元剤の
量は上記と同様に重量比(添加する還元剤の重量/排ガ
ス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるように設
定する。When a fuel containing a hydrocarbon or an oxygen-containing organic compound is added, it is preferable to use gasoline, light oil, kerosene or the like as the fuel. In this case, the amount of the reducing agent is set such that the weight ratio (the weight of the reducing agent to be added / the weight of the nitrogen oxide in the exhaust gas) is 0.1 to 5 in the same manner as described above.
【0047】本発明では、含酸素有機化合物、炭化水素
等による窒素酸化物の還元除去を効率的に進行させるた
めに、第一の触媒の空間速度は 150,000h-1以下、好ま
しくは 100,000h-1以下とする。第二の触媒の空間速度
は 150,000h-1以下、好ましくは 100,000h-1以下とす
る。第三の触媒の空間速度は 200,000h-1以下、好まし
くは 150,000h-1以下とする。[0047] In the present invention, oxygen-containing organic compound, the reduction and removal of nitrogen oxides in order to efficiently proceed by hydrocarbons and the like, the space velocity of the first catalyst 150,000H -1 or less, preferably 100,000 h - 1 or less. The space velocity of the second catalyst is 150,000 h -1 or less, preferably 100,000 h -1 or less. The space velocity of the third catalyst 200,000 -1 or less, preferably 150,000H -1 or less.
【0048】また、本発明では、炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物と窒素酸化物とが反応する部位である浄
化材設置部位における排ガスの温度を150〜600℃
に保つ。排ガスの温度が150℃未満であると還元剤と
窒素酸化物との反応が進行せず、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができない。一方、600℃を超す温度と
すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身の燃焼
が始まり、窒素酸化物の還元除去が行えない。好ましい
排ガス温度は200〜550℃であり、より好ましくは
250〜550℃である。Further, in the present invention, the temperature of the exhaust gas at the purification material installation site where the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound reacts with the nitrogen oxide is set to 150 to 600 ° C.
To keep. If the temperature of the exhaust gas is lower than 150 ° C., the reaction between the reducing agent and the nitrogen oxide does not proceed, and it is not possible to remove the nitrogen oxide satisfactorily. On the other hand, if the temperature exceeds 600 ° C., the combustion of the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound itself starts, and the reduction and removal of nitrogen oxides cannot be performed. The preferred exhaust gas temperature is from 200 to 550 ° C, more preferably from 250 to 550 ° C.
【0049】[0049]
【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 タングステン酸アンモニウムを水にいれ、しゅう酸を加
えて溶解させた溶液に、市販のシリカ・アルミナ粉末
(シリカ含有量5重量%、比表面積350m2 /g)を
投入し含浸させた後、シリカ・アルミナ粉末を溶液から
分離し、空気中で段階的に600℃まで昇温して焼成し
て、タングステンを3重量%(金属元素換算値)担持し
た触媒を作製した。この触媒に硝酸銀水溶液を用いて
3.1重量%(金属元素換算値)の銀を担持し、乾燥
後、空気中で段階的に600℃まで焼成して、タングス
テン、銀を担持した第一の触媒を調製した。0.26g
の第一の触媒をスラリー化した後、市販のコージェライ
ト製ハニカム状成形体(直径20mm、長さ8.3m
m、400セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600
℃まで段階的に焼成し、W、銀系排ガス浄化材(第一の
触媒をコートした浄化材)を調製した。The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples. Example 1 A commercially available silica-alumina powder (silica content: 5% by weight, specific surface area: 350 m 2 / g) was added to a solution in which ammonium tungstate was added to water, and oxalic acid was added to dissolve the solution. The silica / alumina powder was separated from the solution, heated to 600 ° C. in air in a stepwise manner, and calcined to prepare a catalyst carrying 3% by weight (converted to metal element) of tungsten. The catalyst was loaded with 3.1% by weight of silver (in terms of a metal element) using an aqueous silver nitrate solution. After drying, the catalyst was baked in air in a stepwise manner to 600 ° C. to form a first tungsten / silver loaded silver. A catalyst was prepared. 0.26g
After the first catalyst of the above was slurried, a commercially available cordierite honeycomb-shaped formed body (diameter 20 mm, length 8.3 m)
m, 400 cells / inch 2 ) and after drying 600
The mixture was baked stepwise to ℃ to prepare a W, silver-based exhaust gas purifying material (a purifying material coated with a first catalyst).
【0050】上記W、銀系触媒の銀担持と同じ方法で粉
末状シリカ・アルミナにタングステン酸化物を5重量%
(金属元素換算値)担持した後、硝酸銅水溶液を用い
て、上記W、銀系触媒の銀担持と同じ方法で粉末状シリ
カ・アルミナに4.4重量%の銅酸化物(金属元素換算
値)を担持し、第二の触媒を調製した。0.26gの第
二の触媒をスラリー化した後、W、銀系浄化材と同様に
ハニカム状成形体(直径20mm、長さ8.3mm、4
00セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで
段階的に焼成し、銅系排ガス浄化材(第二の触媒をコー
トした排ガス浄化材)を調製した。5 wt% of tungsten oxide is added to powdery silica / alumina in the same manner as in the above-mentioned method of loading silver on a silver catalyst.
(Supported metal element) After loading, using an aqueous solution of copper nitrate, 4.4% by weight of copper oxide (calculated as a metal element) was added to powdered silica / alumina in the same manner as in the case of supporting W and silver of a silver-based catalyst. ) To prepare a second catalyst. After slurrying 0.26 g of the second catalyst, the honeycomb-shaped formed body (diameter 20 mm, length 8.3 mm,
00 cells / inch 2 ), dried and baked stepwise to 600 ° C. to prepare a copper-based exhaust gas purifying material (an exhaust gas purifying material coated with a second catalyst).
【0051】反応管内の排ガスの流入側にW、銀系浄化
材、流出側に銅系浄化材をセットした。次に、表1に示
す組成のガス(一酸化窒素、酸素、エタノール、窒素及
び水分)を毎分3.48リットル(標準状態)の流量で
流して(各浄化材の見かけ空間速度はそれぞれ約80,
000h-1である)、反応管内の排ガス温度を250〜
550℃の範囲に保ち、エタノールと窒素酸化物とを反
応させた。A W- and silver-based purifying material was set on the inflow side of the exhaust gas in the reaction tube, and a copper-based purifying material was set on the outflow side. Next, a gas (nitrogen monoxide, oxygen, ethanol, nitrogen and water) having a composition shown in Table 1 was flowed at a flow rate of 3.48 liters per minute (standard state) (the apparent space velocity of each purification material was about 80,
000 h -1 ), and the temperature of the exhaust gas in the reaction tube is from 250 to
Ethanol and nitrogen oxide were reacted at a temperature of 550 ° C.
【0052】反応管通過後のガスの窒素酸化物の濃度を
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表2に示す。The concentration of nitrogen oxides in the gas after passing through the reaction tube was measured with a chemiluminescent nitrogen oxide analyzer to determine the nitrogen oxide removal rate. Table 2 shows the results.
【0053】 表1 成分 濃度 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 容量% エタノール 1560 ppm 窒素 残部 水分 10 容量%(上記成分の総体積に対して)Table 1 Component concentration Nitric oxide 800 ppm Oxygen 10% by volume Ethanol 1560 ppm Nitrogen Residual water 10% by volume (based on the total volume of the above components)
【0054】実施例2 実施例1と同じ方法でモリブデン酸アンモニウム、硝酸
銀水溶液を用いて市販の粉末状アルミナ(比表面積20
0m2 /g)に3.0重量%(金属元素換算値)の銀と
1重量%(金属元素換算値)のモリブデンを担持し、乾
燥後、空気中で段階的に600℃まで焼成し、Mo、銀
系触媒(第一の触媒)を調製した。0.26gの第一の
触媒を実施例1と同じように市販のコージェライト製ハ
ニカム状成形体(直径20mm、長さ8.3mm、40
0セル/インチ2 )にコートし、Mo、銀系排ガス浄化
材(第一の触媒をコートした浄化材)を調製した。 Example 2 In the same manner as in Example 1, commercially available powdered alumina (specific surface area: 20%) was prepared using an aqueous solution of ammonium molybdate and silver nitrate.
0 m 2 / g), 3.0% by weight (converted to metal element) of silver and 1% by weight (converted to metal element) of molybdenum are supported, dried, and fired stepwise in air to 600 ° C. Mo, a silver-based catalyst (first catalyst) was prepared. 0.26 g of the first catalyst was used in the same manner as in Example 1 to obtain a commercially available cordierite honeycomb-shaped molded product (diameter 20 mm, length 8.3 mm, 40
0 cells / inch 2 ) to prepare a Mo, silver-based exhaust gas purifying material (a purifying material coated with a first catalyst).
【0055】実施例1と同じ方法で市販のアルミナ粉末
(比表面積200m2 /g)にバナジウム酸アンモニウ
ムを用いてバナジウムの酸化物を3.3重量%(金属元
素換算値)担持した後、硝酸銅水溶液を用いて、実施例
1と同じ方法で7重量%の銅(金属元素換算値)を担持
し、第二の触媒を調製した。0.26gの第二の触媒を
スラリー化した後実施例1と同様にハニカム状成形体
(直径20mm、長さ8.3mm、400セル/インチ
2 )にコートし、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、
銅系排ガス浄化材(第二の触媒をコートした排ガス浄化
材)を調製した。In the same manner as in Example 1, 3.3% by weight of a vanadium oxide (in terms of a metal element) was loaded on a commercially available alumina powder (specific surface area: 200 m 2 / g) using ammonium vanadate, and then nitric acid was added. Using an aqueous copper solution, 7% by weight of copper (in terms of a metal element) was supported in the same manner as in Example 1 to prepare a second catalyst. After slurrying 0.26 g of the second catalyst, a honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 8.3 mm, 400 cells / inch) was prepared in the same manner as in Example 1.
2 ) Coated, dried and baked to 600 ° C step by step,
A copper-based exhaust gas purifying material (an exhaust gas purifying material coated with a second catalyst) was prepared.
【0056】反応管内の排ガスの流入側にMo、銀系浄
化材、流出側に銅系浄化材をセットした。実施例1と同
様の反応条件(各浄化材の見かけ空間速度はそれぞれ約
80,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。Mo and silver-based purifying materials were set on the inflow side of the exhaust gas in the reaction tube, and copper-based purifying materials were set on the outflow side. Evaluation was performed using the gas having the composition shown in Table 1 under the same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocity of each purification material was about 80,000 h -1 ). Table 2 shows the results.
【0057】実施例3 実施例1と同じ方法で市販のアルミナ粉末(比表面積2
00m2 /g)にバナジウム酸アンモニウムを用いてバ
ナジウムの酸化物を1.2重量%(金属元素換算値)担
持した後、硝酸銀水溶液を用いて3.0重量%(金属元
素換算値)の銀を担持し、乾燥後、空気中で段階的に6
00℃まで焼成し、バナジウム、銀系触媒(第一の触
媒)を調製した。0.26gの第一の触媒を実施例1と
同じように市販のコージェライト製ハニカム状成形体
(直径20mm、長さ8.3mm、400セル/インチ
2 )にコートし、バナジウム、銀系排ガス浄化材(第一
の触媒をコートした浄化材)を調製した。 Example 3 In the same manner as in Example 1, commercially available alumina powder (specific surface area 2
After carrying 1.2% by weight (in terms of metal element) of an oxide of vanadium using ammonium vanadate on a surface area of 100 m 2 / g), 3.0% by weight (in terms of metal element) of silver was used using an aqueous silver nitrate solution. After drying, 6
It was calcined to 00 ° C. to prepare a vanadium-silver catalyst (first catalyst). 0.26 g of the first catalyst was used in the same manner as in Example 1 to obtain a commercially available cordierite honeycomb formed body (20 mm in diameter, 8.3 mm in length, 400 cells / inch).
2 ) to prepare a vanadium / silver exhaust gas purifying material (a purifying material coated with the first catalyst).
【0058】硫酸タングステン水溶液を用いて粉末状チ
タニア(比表面積35m2 /g)に硫酸タングステンを
4重量%(金属元素換算値)担持した後、硫酸銀、硫酸
銅水溶液に20分間浸漬し、4.5重量%の硫酸銅、
2.5重量%の硫酸銀(それぞれ金属元素換算値)を担
持し、第二の触媒を調製した。0.26gの第二の触媒
をスラリー化した後、実施例1と同様にハニカム状成形
体(直径20mm、長さ8.3mm、400セル/イン
チ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段階的に焼成
し、銅、銀系排ガス浄化材(第二の触媒をコートした排
ガス浄化材)を調製した。After 4% by weight (in terms of a metal element) of tungsten sulfate was supported on powdered titania (specific surface area: 35 m 2 / g) using an aqueous solution of tungsten sulfate, it was immersed in an aqueous solution of silver sulfate and copper sulfate for 20 minutes. 0.5% by weight copper sulphate,
A second catalyst was prepared by supporting 2.5% by weight of silver sulfate (each converted to a metal element). After slurrying 0.26 g of the second catalyst, it was coated on a honeycomb formed body (20 mm in diameter, 8.3 mm in length, 400 cells / inch 2 ) in the same manner as in Example 1, and dried to 600 ° C. Then, a copper- and silver-based exhaust gas purifying material (an exhaust gas purifying material coated with a second catalyst) was prepared.
【0059】反応管内の排ガスの流入側にバナジウム、
銀系浄化材、流出側に銅、銀系浄化材をセットした。実
施例1と同様の反応条件(各浄化材の見かけ空間速度は
それぞれ約80,000h-1である)で、表1に示す組
成のガスを用いて評価を行った。結果を表2に示す。Vanadium, on the inflow side of the exhaust gas in the reaction tube,
A silver-based purifying material and copper and silver-based purifying materials were set on the outflow side. Evaluation was performed using the gas having the composition shown in Table 1 under the same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocity of each purification material was about 80,000 h -1 ). Table 2 shows the results.
【0060】実施例4 実施例1と同じ方法で粉末状アルミナにタングステンの
酸化物を4重量%担持した後、硝酸銅、硝酸ニッケル水
溶液を用いて4.4重量%の銅、7重量%のニッケル
(それぞれ金属元素換算値)を担持し、第二の触媒を調
製した。0.26gの第二の触媒をスラリー化した後実
施例1と同様にハニカム状成形体(直径20mm、長さ
8.3mm、400セル/インチ2 )にコートし、乾燥
後600℃まで段階的に焼成し、銅、ニッケル系排ガス
浄化材(第二の触媒をコートした排ガス浄化材)を調製
した。 Example 4 In the same manner as in Example 1, 4% by weight of a tungsten oxide was supported on powdered alumina, and then 4.4% by weight of copper and 7% by weight of copper oxide and nickel nitrate were used. A second catalyst was prepared by supporting nickel (each metal element converted value). After slurrying 0.26 g of the second catalyst, it was coated on a honeycomb-shaped formed body (diameter 20 mm, length 8.3 mm, 400 cells / inch 2 ) in the same manner as in Example 1, dried, and stepwise cooled to 600 ° C. To prepare a copper- and nickel-based exhaust gas purifying material (an exhaust gas purifying material coated with a second catalyst).
【0061】粉末状チタニア(比表面積35m2 /g)
を塩化白金酸水溶液に20分間浸漬した後、空気中、8
0℃で2時間乾燥し、窒素気流下で120℃で2時間、
200〜400℃まで段階的に各1時間焼成した。そし
て、水素ガス4%を含む窒素気流下で50℃〜400℃
まで5時間かけて昇温し、400℃で4時間焼成し、さ
らに、酸素を10%含む窒素気流下で50℃〜500℃
まで5時間かけて昇温し、500℃で5時間焼成し、チ
タニアに対してPtを1重量%(金属元素換算値)担持
し、Pt系触媒(第三の触媒)を調製した。0.18g
の第三の触媒をスラリー化した後実施例1と同様にハニ
カム状成形体(直径20mm、長さ6.6mm、400
セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段階
的に焼成し、Pt系排ガス浄化材(第三の触媒をコート
した排ガス浄化材)を調製した。Powdered titania (specific surface area 35 m 2 / g)
Is immersed in chloroplatinic acid aqueous solution for 20 minutes,
Dried at 0 ° C. for 2 hours, under a nitrogen stream at 120 ° C. for 2 hours,
It was baked stepwise for 1 hour from 200 to 400 ° C. Then, under a nitrogen stream containing 4% of hydrogen gas, at 50 ° C. to 400 ° C.
And then calcined at 400 ° C. for 4 hours, and further heated to 50 ° C. to 500 ° C. under a nitrogen stream containing 10% oxygen.
And then calcined at 500 ° C. for 5 hours to carry 1% by weight (converted to metal element) of Pt on titania to prepare a Pt-based catalyst (third catalyst). 0.18g
After the third catalyst was made into a slurry, a honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 6.6 mm, 400
Cells / inch < 2 >), dried and baked stepwise to 600 [deg.] C. to prepare a Pt-based exhaust gas purifying material (an exhaust gas purifying material coated with a third catalyst).
【0062】反応管内の排ガスの流入側から流出側へ順
に実施例1のW、銀系浄化材、上記銅、ニッケル系浄化
材及びPt系浄化材をセットした。実施例1と同様の反
応条件(W、銀系浄化材、銅、ニッケル系浄化材の見掛
け空間速度はそれぞれ約80,000h-1であり、Pt
系浄化材の見かけ空間速度は約100,000h-1であ
る)で、表1に示す組成のガスを用いて評価を行った。
結果を表2に示す。The W, silver-based purifying material, copper, nickel-based purifying material and Pt-based purifying material of Example 1 were set in this order from the inflow side to the outflow side of the exhaust gas in the reaction tube. The same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocities of W, silver-based purifying material, copper, and nickel-based purifying material were respectively about 80,000 h -1 and
The apparent space velocity of the system purifying material was about 100,000 h -1 ), and the evaluation was performed using a gas having a composition shown in Table 1.
Table 2 shows the results.
【0063】実施例5 実施例1と同じ方法で塩化白金酸水溶液を用いて粉末状
チタニアにPtを1.0重量%(金属元素換算値)担持
した後、バナジウム酸アンモニウムを用い、実施例2の
第一の触媒と同じ方法でPtを担持した粉末状チタニア
に対してV酸化物を3.3重量%(金属元素換算値)担
持し、V、Pt系触媒(第三の触媒)を調製した。0.
18gの第三の触媒をスラリー化した後実施例1と同様
にハニカム状成形体(直径20mm、長さ6.6mm、
400セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃ま
で段階的に焼成し、V、Pt系排ガス浄化材(第三の触
媒をコートした排ガス浄化材)を調製した。 Example 5 In the same manner as in Example 1, Pt was loaded on powdered titania using an aqueous chloroplatinic acid solution in an amount of 1.0% by weight (in terms of a metal element), and then ammonium vanadate was used. 3.3% by weight (converted to metal element) of V oxide on powdered titania supporting Pt in the same manner as in the first catalyst, to prepare a V, Pt-based catalyst (third catalyst) did. 0.
After slurrying 18 g of the third catalyst, a honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 6.6 mm,
400 cells / inch 2 ), dried and baked stepwise to 600 ° C. to prepare a V, Pt-based exhaust gas purifying material (an exhaust gas purifying material coated with a third catalyst).
【0064】反応管内の排ガスの流入側から流出側へ順
に実施例2のMo、銀系浄化材、実施例2の銅系浄化材
及び上記V、Pt系浄化材をセットした。実施例1と同
様の反応条件(V、Pt系浄化材の見かけ空間速度は約
100,000h-1である)で、表1に示す組成のガス
を用いて評価を行った。結果を表2に示す。The Mo, silver-based purifying material of Example 2, the copper-based purifying material of Example 2, and the V and Pt-based purifying materials were set in order from the inflow side to the outflow side of the exhaust gas in the reaction tube. Evaluation was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 (V, the apparent space velocity of the Pt-based purifying material was about 100,000 h -1 ) using gases having the compositions shown in Table 1. Table 2 shows the results.
【0065】比較例1 市販のアルミナ粉末(比表面積200m2 /g)に硝酸
銀水溶液を用いて3.0重量%(金属元素換算値)の銀
を担持し、乾燥後、空気中で段階的に600℃まで焼成
し、銀系触媒(第一の触媒)を調製した。0.54gの
第一の触媒を実施例1と同じように市販のコージェライ
ト製ハニカム状成形体(直径20mm、長さ16.6m
m、400セル/インチ2 )にコートし、銀系排ガス浄
化材(第一の触媒をコートした浄化材)を調製した。 Comparative Example 1 A commercially available alumina powder (specific surface area: 200 m 2 / g) was loaded with 3.0% by weight (in terms of a metal element) of silver using an aqueous silver nitrate solution, dried, and stepwise in air. By baking to 600 ° C., a silver-based catalyst (first catalyst) was prepared. 0.54 g of the first catalyst was used in the same manner as in Example 1 to obtain a commercially available cordierite honeycomb-shaped formed body (diameter: 20 mm, length: 16.6 m)
m, 400 cells / inch 2 ) to prepare a silver-based exhaust gas purifying material (a purifying material coated with a first catalyst).
【0066】反応管内の排ガスの流入側に上記銀系浄化
材、流出側に実施例4のPt系浄化材をセットした。実
施例1と同様の反応条件(銀系浄化材の見かけ空間速度
は約50,000h-1である)で、表1に示す組成のガ
スを用いて評価を行った。結果を表2に示す。The silver-based purifying material was set on the inflow side of the exhaust gas in the reaction tube, and the Pt-based purifying material of Example 4 was set on the outflow side. Evaluation was performed using the gas having the composition shown in Table 1 under the same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocity of the silver-based purifying material was about 50,000 h -1 ). Table 2 shows the results.
【0067】 表2 窒素酸化物(NOx)の除去率 窒素酸化物の除去率(%)反応温度(℃) 250 300 350 400 450 500 550 実施例1 70.5 85.6 80.4 76.5 69.6 52.0 34.3 実施例2 75.6 92.7 82.5 74.0 70.2 40.3 35.3 実施例3 74.4 89.2 79.6 73.0 68.6 56.2 42.5 実施例4 75.7 89.8 79.2 75.0 68.5 45.8 38.7 実施例5 78.2 89.6 79.5 70.2 62.3 50.2 40.3 比較例1 25.6 56.5 60.6 58.6 55.9 43.3 35.7 Table 2 Removal rate of nitrogen oxides (NOx) Removal rate of nitrogen oxides (%) Reaction temperature (° C.) 250 300 350 400 450 500 550 Example 1 70.5 85.6 80.4 76.5 69.6 52.0 34.3 Example 2 75.6 92.7 82.5 74.0 70.2 40.3 35.3 Example 3 74.4 89.2 79.6 73.0 68.6 56.2 42.5 Example 4 75.7 89.8 79.2 75.0 68.5 45.8 38.7 Example 5 78.2 89.6 79.5 70.2 62.3 50.2 40.3 Comparative Example 1 25.6 56.5 60.6 58.6 55.9 43.3 35.7
【0068】表2からわかるように、銀系、Pt系触媒
からなる浄化材を用いた比較例1に比べて、本発明の浄
化材を用いた実施例1〜5では広い排ガス温度領域、特
に低い温度範囲において窒素酸化物の良好な除去がみら
れた。As can be seen from Table 2, in Examples 1 to 5 using the purifying material of the present invention, compared with Comparative Example 1 using the purifying material comprising a silver-based or Pt-based catalyst, a wide exhaust gas temperature range, particularly Good removal of nitrogen oxides was observed in the lower temperature range.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排ガス浄
化材を用いれば、広い温度領域において過剰の酸素を含
む排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することができ
る。本発明の排ガス浄化材及び浄化方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガス浄化に広く利用することができ
る。As described above in detail, the use of the exhaust gas purifying material of the present invention makes it possible to efficiently remove nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen in a wide temperature range. INDUSTRIAL APPLICABILITY The exhaust gas purifying material and the purification method of the present invention can be widely used for purifying exhaust gas of various types of combustors, automobiles and the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/64 ZAB B01J 23/85 ZABA 23/648 B01D 53/36 ZAB 23/68 ZAB 102B 23/85 ZAB 102C 102H B01J 23/64 102A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location B01J 23/64 ZAB B01J 23/85 ZABA 23/648 B01D 53/36 ZAB 23/68 ZAB 102B 23 / 85 ZAB 102C 102H B01J 23/64 102A
Claims (8)
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、前記排
ガス浄化材は第一の触媒及び第二の触媒からなり、前記
第一の触媒は多孔質の無機酸化物に銀及び銀化合物から
なる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物
0.2〜15重量%(銀元素換算値)と、W、V、M
o、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた一種以上
の元素の化合物0.01〜10重量%(金属元素換算
値)とを担持してなり、前記第二の触媒は多孔質の無機
酸化物に活性種として銅、ニッケル、銀からなる群より
選ばれる一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜30
重量%(金属元素換算値)と、W、V、Mo、Mn、N
b、Taからなる群より選ばれた一種以上の元素の化合
物30重量%以下(金属元素換算値)とを担持してな
り、前記排ガス浄化材の排ガス流入側に前記第一の触媒
を、流出側に前記第二の触媒を有することを特徴とする
排ガス浄化材。1. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen which is larger than a theoretical reaction amount of coexisting unburned components, wherein the exhaust gas purifying material comprises a first catalyst and A second catalyst, wherein the first catalyst comprises a porous inorganic oxide and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of silver and silver compounds in an amount of 0.2 to 15% by weight (in terms of silver element) ), W, V, M
o, Mn, Nb, and Ta, and carries 0.01 to 10% by weight (in terms of a metal element) of a compound of one or more elements selected from the group consisting of One or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper, nickel and silver as active species in the oxide;
% By weight (converted to metal element), W, V, Mo, Mn, N
b, a compound of one or more elements selected from the group consisting of Ta and 30% by weight or less (in terms of a metal element), and the first catalyst is discharged to the exhaust gas inflow side of the exhaust gas purifying material. An exhaust gas purifying material comprising the second catalyst on a side thereof.
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、前記排
ガス浄化材は第一の触媒、第二の触媒及び第三の触媒か
らなり、前記第一の触媒は多孔質の無機酸化物に銀及び
銀化合物からなる群より選ばれる一種以上の元素及び/
又は化合物0.2〜15重量%(銀元素換算値)と、
W、V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれ
た少なくとも一種の元素の化合物0.01〜10重量%
(金属元素換算値)とを担持してなり、前記第二の触媒
は多孔質の無機酸化物に活性種として銅、ニッケル、銀
からなる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合
物0.5〜30重量%(金属元素換算値)と、W、V、
Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた一種以
上の元素の化合物30重量%以下(金属元素換算値)と
を担持してなり、前記第三の触媒は多孔質無機酸化物に
Pt、Pd、Ru、Rh、Ir及びAuからなる群より
選ばれた少なくとも1種の元素0.01〜5重量%(金
属元素換算値)を担持してなり、前記排ガス浄化材の排
ガス流入側から流出側へ順に前記第一の触媒、前記第二
の触媒及び前記第三の触媒を有することを特徴とする排
ガス浄化材。2. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than a theoretical reaction amount of coexisting unburned components, wherein the exhaust gas purifying material is a first catalyst, The first catalyst comprises a second catalyst and a third catalyst, and the first catalyst comprises a porous inorganic oxide and one or more elements selected from the group consisting of silver and a silver compound and / or
Or 0.2 to 15% by weight of a compound (in terms of silver element);
0.01 to 10% by weight of a compound of at least one element selected from the group consisting of W, V, Mo, Mn, Nb and Ta
(In terms of a metal element), and the second catalyst contains at least one element and / or compound selected from the group consisting of copper, nickel and silver as active species on a porous inorganic oxide. 5 to 30% by weight (converted to metal element), W, V,
A compound of at least 30% by weight (in terms of a metal element) of a compound of one or more elements selected from the group consisting of Mo, Mn, Nb, and Ta, and the third catalyst contains Pt on a porous inorganic oxide. , Pd, Ru, Rh, Ir and Au carrying at least one element selected from the group consisting of 0.01 to 5% by weight (in terms of a metal element), from the exhaust gas inflow side of the exhaust gas purifying material. An exhaust gas purifying material comprising: the first catalyst, the second catalyst, and the third catalyst in order to an outflow side.
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、前記排
ガス浄化材は第一の触媒、第二の触媒及び第三の触媒か
らなり、前記第一の触媒は多孔質の無機酸化物に銀及び
銀化合物からなる群より選ばれる一種以上の元素及び/
又は化合物0.2〜15重量%(銀元素換算値)と、
W、V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれ
た少なくとも一種の元素の化合物0.01〜10重量%
(金属元素換算値)とを担持してなり、前記第二の触媒
は多孔質の無機酸化物に活性種として銅、ニッケル、銀
からなる群より選ばれる一種以上の元素及び/又は化合
物0.5〜30重量%(金属元素換算値)と、W、V、
Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた一種以
上の元素の化合物30重量%以下(金属元素換算値)と
を担持してなり、前記第三の触媒は多孔質無機酸化物に
W、V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれ
た少なくとも一種の元素の酸化物又は硫酸塩0.2〜1
0重量%(金属元素換算値)と、Pt、Pd、Ru、R
h、Ir及びAuからなる群より選ばれた少なくとも1
種の元素0.01〜5重量%(金属元素換算値)とを担
持してなり、前記排ガス浄化材の排ガス流入側から流出
側へ順に前記第一の触媒、前記第二の触媒及び前記第三
の触媒を有することを特徴とする排ガス浄化材。3. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than a theoretical reaction amount of coexisting unburned components, wherein the exhaust gas purifying material is a first catalyst, The first catalyst comprises a second catalyst and a third catalyst, and the first catalyst comprises a porous inorganic oxide and one or more elements selected from the group consisting of silver and a silver compound and / or
Or 0.2 to 15% by weight of a compound (in terms of silver element);
0.01 to 10% by weight of a compound of at least one element selected from the group consisting of W, V, Mo, Mn, Nb and Ta
(In terms of a metal element), and the second catalyst contains at least one element and / or compound selected from the group consisting of copper, nickel and silver as active species on a porous inorganic oxide. 5 to 30% by weight (converted to metal element), W, V,
A compound of one or more elements selected from the group consisting of Mo, Mn, Nb, and Ta, in an amount of 30% by weight or less (in terms of a metal element), and the third catalyst contains W on a porous inorganic oxide. , An oxide or a sulfate of at least one element selected from the group consisting of V, Mo, Mn, Nb, and Ta.
0% by weight (in terms of metal element), Pt, Pd, Ru, R
at least one selected from the group consisting of h, Ir and Au
0.01% to 5% by weight (in terms of metal element) of the seed element, and the first catalyst, the second catalyst and the second catalyst in order from the exhaust gas inflow side to the outflow side of the exhaust gas purifying material. An exhaust gas purifying material comprising three catalysts.
浄化材において、前記W、V、Mo、Mn、Nb、Ta
の化合物は酸化物、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群
より選ばれた少なくとも一種であり、前記銀化合物は銀
の酸化物、ハロゲン化銀、硫酸銀及び燐酸銀からなる群
より選ばれた少なくとも一種であり、前記ニッケル化合
物はニッケル酸化物及び/又はニッケル硫酸塩であり、
前記銅化合物は銅の酸化物及び/又は銅の硫酸塩である
ことを特徴とする排ガス浄化材。4. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein said W, V, Mo, Mn, Nb, Ta.
Is at least one member selected from the group consisting of oxides, halides and sulfates, and the silver compound is at least one member selected from the group consisting of silver oxides, silver halides, silver sulfate and silver phosphate. Wherein the nickel compound is nickel oxide and / or nickel sulfate;
The exhaust gas purifying material, wherein the copper compound is a copper oxide and / or a copper sulfate.
浄化材において、前記多孔質無機酸化物が、第一の触媒
ではアルミナ単独、又はチタニア、シリカ、ジルコニ
ア、ゼオライトのいずれかとアルミナとの複合又は混合
酸化物、第二の触媒ではアルミナ、チタニア、ゼオライ
ト、シリカ、ジルコニアのいずれか又はそれらを含む複
合又は混合酸化物、第三の触媒ではアルミナ、チタニ
ア、ジルコニア、シリカ、ゼオライトのいずれか又はそ
れらを含む複合又は混合酸化物であることを特徴とする
排ガス浄化材。5. The exhaust gas purifying material according to any one of claims 1 to 4, wherein the porous inorganic oxide comprises alumina alone in the first catalyst, or alumina and any one of titania, silica, zirconia, and zeolite. Composite or mixed oxide, alumina or titania, zeolite, silica, zirconia or a composite or mixed oxide containing any of them for the second catalyst, and alumina, titania, zirconia, silica, zeolite for the third catalyst An exhaust gas purifying material characterized by comprising or a composite or mixed oxide containing them.
浄化材において、前記第一、第二及び第三の触媒の内の
一つ以上がセラミックス製又は金属製の基体の表面にコ
ートされたものであることを特徴とする排ガス浄化材。6. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein at least one of the first, second, and third catalysts is coated on a surface of a ceramic or metal substrate. An exhaust gas purifying material characterized in that it has been manufactured.
浄化材において、前記第一、第二及び第三の触媒の内の
一つ以上がペレット状、顆粒状、ハニカム状又は板状で
あることを特徴とする排ガス浄化材。7. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein at least one of the first, second, and third catalysts is in the form of a pellet, a granule, a honeycomb, or a plate. An exhaust gas purifying material characterized by the following.
浄化材を用い、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化方法において、前記
排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置し、前記浄化材
の上流側で炭化水素及び/又は含酸素有機化合物を添加
した排ガスを、150〜600℃において前記浄化材に
接触させ、もって前記排ガス中の炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物との反応により前記窒素酸化物を除去す
ることを特徴とする排ガス浄化方法。8. The method for reducing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing the nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for the co-existing unburned components, using the exhaust gas purifying material according to any one of claims 1 to 7. In the exhaust gas purifying method for removing, the exhaust gas purifying material is installed in the middle of an exhaust gas conduit, and the exhaust gas to which a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound is added at an upstream side of the purifying material is subjected to the purifying material at 150 to 600 ° C. Exhaust gas purifying method, wherein the nitrogen oxides are removed by contact with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound in the exhaust gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7138542A JPH08309190A (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Combustion gas purifying material and purification of combustion gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7138542A JPH08309190A (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Combustion gas purifying material and purification of combustion gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08309190A true JPH08309190A (en) | 1996-11-26 |
Family
ID=15224595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7138542A Pending JPH08309190A (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Combustion gas purifying material and purification of combustion gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08309190A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006205091A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Takuma Co Ltd | Denitration catalyst and exhaust gas treating method |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP7138542A patent/JPH08309190A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006205091A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Takuma Co Ltd | Denitration catalyst and exhaust gas treating method |
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