JP5186699B2 - 排ガス中の金属水銀の酸化触媒及び該触媒を用いた金属水銀の酸化処理方法 - Google Patents
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Description
(2)(1)に記載の触媒を用い、排ガス中の金属水銀の酸化処理を行うことを特徴とする排ガス中の金属水銀の酸化処理方法。
(3)可溶性のイリジウム化合物を水に溶解し、このイリジウム化合物の水溶液と酸化チタン(TiO2)とを予め混練した後、モリブデン化合物またはタングステン化合物と、バナジウム化合物を添加することを特徴とする(1)に記載の触媒の製造方法。
下記(1)式は、HCl共存下における水銀酸化反応の一般的な平衡式である。
Hg + 2HCl + 1/2O2 ⇔ HgCl2 + H2O (1)
(1)式の平衡反応は、触媒を用いることにより平衡を右へ移動させることができ、金属水銀を酸化することが可能となる。ところが、ガス中にNH3が共存すると、触媒中の活性点にNH3が吸着し、HgとHClとが反応できる活性点が減少するため、触媒上で起こる(1)式の水銀酸化の反応速度は遅くなり、反応率は低下すると考えられている。
さらに、排ガス中にSO2が存在すると、SO2がHgCl2の還元性物質として働き、触媒で酸化生成したHgCl2がHgに還元されるため、SO2濃度が高くなるほど、触媒のHg酸化性能が低下してしまうこととなる。
SO2 + 1/2O2 → SO3 (2)
また、上記触媒の形状加工方法としては、上記触媒をペースト状にしたものを金網やメタルラスなどの網状物に塗布後、乾燥及び焼成する方法や、上記触媒のスラリを、板状またはハニカム状の不活性担体にコーティングした後、乾燥及び焼成する方法が挙げられる。このときの焼成温度は、いずれの場合でも400〜600℃に設定すればよい。
実施例1
酸化チタン(比表面積 約130m2/g)と四塩化イリジウム溶液を混合し、予め良く混練した後、メタタングステン酸アンモニウム及びメタバナジン酸アンモニウム、水、シリカゾル、シリカ系セラミック繊維を加えてニーダで十分混練して触媒ペーストを得た。得られたペーストを厚さ0.2mmのSUS430製鋼板をメタルラス加工した厚さ0.6 mmの基材の上に置き、加圧ローラに通過させることにより、触媒ペーストを基材の網目間及び表面に圧着塗布した。これを150℃で2時間乾燥後、大気中500℃で2時間焼成して板状の触媒を得た。本触媒の組成はTi/W/V=94.6/5/0.4原子比、触媒塗布量は700g/m2、Ir添加量は触媒塗布重量に対し10ppmである。
実施例1の触媒におけるIrの添加量を増やし、他は同様にして触媒を得た。本触媒の組成はTi/W/V=94.6/5/0.4原子比、触媒塗布量は700g/m2、Ir添加量は触媒塗布重量に対し100ppmである。
実施例1の調製方法において、Ir、W、V原料を添加せずにTiO2を主成分とする不活性な板状担体を得た(700g/m2)。これとは別に、実施例1の触媒ペーストを大気中500℃で2時間焼成・粉砕した後、この触媒粉末を水と混合し、28重量%の触媒スラリとした。この触媒スラリに前記板状担体を含浸・乾燥することにより、担体表面に触媒成分を約120g/m2コーティングした触媒を得た。
実施例1の触媒調製において、四塩化イリジウムを添加せずに触媒を調製した。本触媒の組成はTi/W/V=94.6/5/0.4原子比、Ir添加量は0、触媒塗布量は700g/m2である。
比較例2
実施例1の触媒調製において、触媒組成がTi/W/V=94.6/5/0.4原子比、触媒塗布量が700g/m2、Ir添加量が触媒塗布重量に対し5ppmとなる触媒を調製した。
比較例3
実施例1の触媒調製において、触媒組成がTi/W/V=94.6/5/0.4原子比、触媒塗布量が700g/m2、Ir添加量が触媒塗布重量に対し200ppmとなる触媒を調製した。
実施例1〜3及び比較例1〜3の触媒性能を比較するため、表1の条件で脱硝率とHg酸化率を測定し、表2の条件でSO2酸化率を測定した。
これらの結果を表3に纏めて示した。本表から本願発明触媒の性能は、比較触媒と比べて、Hg酸化性能が高いことが分かる。また、比較例2のようにIr添加量が少なすぎるとHg酸化率の向上が無く、一方Irの添加量が多すぎるとSO2酸化率が急増する結果となっている。このため、本発明の実施に際しては、請求項2に記載のIr添加量の範囲とすることが有効である。また、Ir含有触媒をTiO2の不活性担体に表面コーティングした実施例3の触媒のHg酸化率はさらに高くなっている。これは、排ガスと接触しやすい触媒表面にIr成分が高濃度で存在しているため、排ガス中のHgが酸化されやすくなったためであると考えられる。
試験例2
高濃度のSO2に対する本発明の触媒の効果を確かめるため、表1の条件において、SO2濃度を3000ppmまで高めてHg酸化率を測定した。
Claims (3)
- アンモニア(NH3)及び二酸化イオウ(SO2)が存在する排ガス中の金属水銀を酸化する触媒であって、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)またはタングステン(W)、及びバナジウム(V)を主成分とする触媒中にイリジウム(Ir)を含有し、該イリジウムの濃度が触媒の全体重量に対して10から100ppmまでの範囲であることを特徴とする排ガス中の金属水銀の酸化触媒。
- 請求項1に記載の触媒を用い、排ガス中の金属水銀の酸化処理を行うことを特徴とする排ガス中の金属水銀の酸化処理方法。
- 可溶性のイリジウム化合物を水に溶解し、このイリジウム化合物の水溶液と酸化チタン(TiO2)とを予め混練した後、モリブデン化合物またはタングステン化合物と、バナジウム化合物を添加することを特徴とする請求項1に記載の触媒の製造方法。
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