JPH06198130A - 窒素酸化物除去材及び窒素酸化物除去方法 - Google Patents

窒素酸化物除去材及び窒素酸化物除去方法

Info

Publication number
JPH06198130A
JPH06198130A JP4360035A JP36003592A JPH06198130A JP H06198130 A JPH06198130 A JP H06198130A JP 4360035 A JP4360035 A JP 4360035A JP 36003592 A JP36003592 A JP 36003592A JP H06198130 A JPH06198130 A JP H06198130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
nitrogen
oxygen
oxide
nitrogen oxide
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.)
Granted
Application number
JP4360035A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3371127B2 (ja
Inventor
Tatsuo Miyadera
達雄 宮寺
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
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.)
Riken Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Riken 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 Agency of Industrial Science and Technology, Riken Corp filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP36003592A priority Critical patent/JP3371127B2/ja
Priority to DE1993609245 priority patent/DE69309245T2/de
Priority to EP19930310560 priority patent/EP0605237B1/en
Publication of JPH06198130A publication Critical patent/JPH06198130A/ja
Priority to US08/434,918 priority patent/US5714432A/en
Priority to US08/601,495 priority patent/US5656249A/en
Priority to US08/805,234 priority patent/US5772973A/en
Priority to US08/917,144 priority patent/US5801117A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3371127B2 publication Critical patent/JP3371127B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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を含有する
燃焼排ガスから、光学的に安定で、効果的に窒素酸化物
を除去することができる窒素酸化物除去材、及び除去方
法を提供する。 【構成】 多孔質の無機酸化物100重量%に塩化銀を
銀元素に換算して0.2〜15重量%担持してなる窒素
酸化物除去材であり、外部から排ガス中に添加された炭
化水素又は含酸素有機化合物を還元剤として、200〜
600℃で、排ガス中の窒素酸化物を還元する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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除去する
ことのできる除去材及びそれを用いた窒素酸化物除去方
法に関する。
【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など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。
【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。
【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。
【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。
【0006】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(たとえば、特開昭63-100919 号、同63-28372
7 号、特開平1-130735号、及び日本化学会第59春季年会
(1990年)2A526、同第60秋季年会 (1990年)3L420、3L42
2 、3L423 、「触媒」vol.33 No.2 、59ページ、1991年
等) 。又、銀を担持する触媒を用いる方法が提案された
(特開平4-281844)。
【0007】しかしながら、これらの方法では、水分を
含まないような模擬排ガスに対しては高い効率で窒素酸
化物を除去することはできるが、実際の排ガスでは水分
を10%程度含有するので、窒素酸化物の除去率が著し
く低下することがわかった。また、これらの方法では、
窒素酸化物の還元反応の最適温度が400 〜600 ℃程度と
高くなる不都合もある。また、銀又は酸化銀を担持した
触媒では、光に当たると触媒活性が低下し、窒素酸化物
の除去率が低下する欠点がある。
【0008】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置およ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を含有する燃焼排ガスから、
光学的に安定で、効果的に窒素酸化物を除去することが
できる窒素酸化物除去材、及び除去方法を提供すること
である。
【0009】
【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、多孔質の無機酸化物に特定量の塩
化銀を担持してなる除去材を用い、この除去材に特定の
温度及び接触時間で排ガスを接触させて、排ガスに含ま
れる窒素酸化物の量に見合うように排ガス中に添加され
た炭化水素又は含酸素有機化合物により、水分を10%
程度含有する排ガスでも、窒素酸化物を効果的に除去す
ることができる上、触媒の光学的安定性が向上すること
を発見し、本発明を完成した。
【0010】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除去する本発明の窒素酸化物除去材
は、多孔質の無機酸化物100重量%に塩化銀を銀元素
に換算して0.2〜15重量%担持してなり、外部から
前記排ガス中に添加された炭化水素又は含酸素有機化合
物を還元剤として、200〜600℃で、前記排ガス中
の窒素酸化物を還元することを特徴とする。
【0011】また、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
ら窒素酸化物を除去する本発明の窒素酸化物除去方法
は、上記窒素酸化物除去材を排ガス導管の途中に設置
し、前記除去材の上流側で前記排ガス中に炭化水素又は
含酸素有機化合物を添加し、200〜600℃で前記排
ガスを前記除去材に接触させ、前記炭化水素又は含酸素
有機化合物と前記窒素酸化物とを反応させて前記窒素酸
化物を除去することを特徴とする。
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
は、以下に示す除去材を用い、この除去材に排ガスを接
触させることにより、排ガス中の残留炭化水素及び/又
は除去材の設置部位より上流側で排ガスに添加された炭
化水素又は含酸素有機化合物を還元剤として排ガス中の
窒素酸化物を還元除去する。
【0013】まず、本発明の除去材は多孔質の無機酸化
物に塩化銀を担持してなる。多孔質の無機酸化物として
は、多孔質のアルミナ、チタニア、ジルコニア、及びそ
れらの複合酸化物等を使用することができるが、好まし
くはγ−アルミナ又はアルミナ系複合酸化物を用いる。
γ−アルミナ又はアルミナ系複合酸化物を用いることに
より、添加した炭化水素又は含酸素有機化合物と排ガス
中の窒素酸化物との反応が効率良く起こる。
【0014】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、無機酸化物への銀成分(銀活性種)の分
散が悪くなり、良好な窒素酸化物の除去が行えない。好
ましい多孔質無機酸化物の比表面積は30m2 /g以上
とする。
【0015】本発明の除去材はペレット状、粉末状、ハ
ニカム状、フォーム状、板状等の形態で用いることがで
きる。本発明の除去材の好ましい形態は多孔質無機酸化
物に塩化銀を担持した触媒を、セラミック製又は金属製
ハニカム状、発泡状等の三次元構造体の表面にコートす
るか、上記三次元構造体に無機酸化物をコートしたあ
と、塩化銀を担持して調製する。セラミック材として耐
熱性の優れたコージェライト、ムライトなどが挙げられ
る。三次元構造体への無機酸化物のコートは公知のウォ
ッシュコート法などにより行なう。本発明の除去材のも
う一つの好ましい形態はペレット状の多孔質無機酸化物
に塩化銀を担持して用いる。
【0016】上記したγ−アルミナ等の無機酸化物に塩
化銀を担持する場合の担持量は、無機酸化物を100重
量%として、その0.2〜15重量%(銀元素換算値)
とする。塩化銀成分が0.2重量%(銀元素換算値)未
満では低温側での窒素酸化物の除去率が低下する。ま
た、15重量%(銀元素換算値)を超す量の銀を担持す
ると炭化水素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。好ましくは、銀の担持量を無
機酸化物100重量%に対して、5重量%を越えて15
重量%以下(銀元素換算値)とする。銀又は銀酸化物を
担持した除去材は、明るいところに置くと銀が還元され
て活性が低下するのに対して、塩化銀が担持された除去
材は光還元を受けにくく、明るいところでも活性が低下
しない。
【0017】γ−アルミナ等の無機酸化物に銀成分を担
持する方法としては、公知の含浸法や、混練法等を用い
ることができる。担持後の除去材の調整は、50〜15
0℃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、空気中又は窒素流通
下、あるいは水素ガス流通下、もしくは真空排気しなが
ら行うのが好ましい。なお、窒素ガスまたは水素ガス流
通下で焼成した除去材は、最後に酸化処理を行うことが
好ましい。
【0018】次に、本発明の方法について説明する。ま
ず、上述した除去材を排ガス導管の途中に設置する。
【0019】排ガス中には、残留炭化水素としてアセチ
レン、メタン、エタン、プロピレン等が含まれるが、排
ガス中のNOx を還元するのに十分な量の残留炭化水素が
含まれていない場合には、外部から炭化水素又は含酸素
有機化合物を排ガス中に導入する。炭化水素又は含酸素
有機化合物の導入位置は、除去材を設置した位置より上
流側である。
【0020】外部から導入する炭化水素としては、プロ
ピレン、アセチレン、プロパン等の標準状態でガス状の
炭化水素の他に、標準状態で液体状の炭化水素も用いる
ことができる。標準状態で液体状の炭化水素としては、
具体的には、軽油、セタン、ヘプタン、灯油等が挙げら
れる。含酸素有機化合物として、エタノール等のアルコ
ール類が好ましい。これらの添加物は、噴霧等の方法で
排ガス中に導入することができる。
【0021】外部から導入する炭化水素又は含酸素有機
化合物の量は、排ガス中の窒素酸化物の重量の5倍以下
とするのが好ましい。添加量が5倍を超えると、燃費の
悪化を招く。より好ましくは0.2〜4倍とする。
【0022】本発明では、炭化水素または含酸素有機化
合物を含む排ガスが上記した除去材と接触する時間を調
節し、添加物と窒素酸化物との反応を効率良く進行させ
る。実用的な立場で考えて、炭化水素又は含酸素有機化
合物を含む排ガスと除去材との接触時間は0.006g
・秒/ml以上とする。好ましい接触時間は0.007g
・秒/ml以上とする。
【0023】また、本発明では、炭化水素又は含酸素有
機化合物と窒素酸化物とが反応する部位である除去材設
置部位における排ガスの温度を200〜600℃に保
つ。排ガスの温度が200℃未満であると窒素酸化物の
還元反応が進行せず、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30
0〜550℃である。
【0024】
【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 市販のγ−アルミナ成形体(直径1.5mm 、長さ約6mm、
比表面積260m2 /g)10gを20分間硝酸銀水溶
液(水20mlに硝酸銀0.67gを溶かした溶液)に
浸漬したあと、空気中、80℃で2時間と、乾燥窒素気
流下、180℃で2時間乾燥し、硝酸銀を成形体に担持
した。次に、乾燥窒素気流下、室温まで冷却したあと、
上記γ−アルミナ成形体を塩化アンモニウム水溶液(水
20mlに塩化アンモニウム0.5gを溶かした溶液)
に12時間浸漬し、硝酸銀を塩化銀に変換した。そし
て、上記γ−アルミナ成形体を塩化アンモニウム溶液か
ら取り出し、空気中、80℃で2時間乾燥後、酸素10
%を含む窒素気流下、毎分2.5℃で550℃まで昇温
したあと、550℃で5時間焼成し、γ−アルミナ成形
体に対して2.1重量%(元素換算値)の銀を塩化銀の
形で担持した。
【0025】実施例2 触媒化成(株)製のアルミナゾル(カタロイドAS−
3)200gに塩化銀粉末0.4gを懸濁させ、撹拌し
ながら、水浴上で水分を蒸発させた。半乾燥の状態で加
熱を止め、ペレット状に成形したあと、空気中、110
℃で2時間乾燥し、酸素10%を含む窒素気流下、20
0℃で2時間、300℃で2時間、400℃で2時間、
550℃で5時間焼成し、アルミナに対して2.1重量
%(元素換算値)の銀を塩化銀の形で担持した。焼成後
のペレット触媒の大きさは1〜2mmφ×2〜3mmで
あった。
【0026】実施例3、4 実施例1、2で作成した除去材を日光に1時間さらした
あと、反応管内に設置し、表1に示す組成のガス(一酸
化窒素、二酸化炭素、酸素、プロピレン、及び窒素から
なる乾燥成分の合計100容量%に、さらに水分10容
量%を添加したもの)を毎分2リットル(標準状態)の
流量で流して(接触時間0.3g・秒/ml、空間速度6
400hr-1)、反応管内の排ガス温度を300〜55
0℃の範囲の保ち、プロピレンと窒素酸化物とを反応さ
せた。
【0027】反応管通過後のガスの窒素酸化物(一酸化
窒素、二酸化窒素の合計量)の濃度を化学発光式窒素酸
化物分析計により測定し、窒素酸化物の除去率を求め
た。結果を表2に示す。
【0028】 表1 成分 濃度 一酸化窒素 500 ppm 二酸化炭素 10 容量% 酸素 10 容量% プロピレン 500 ppm 窒素 残部 水分 上記した成分からなるガス量に対して10容量%
【0029】比較例1 実施例1で用いたγ−アルミナペレットと同一のものに
硝酸銀水溶液を用いて硝酸銀を2.0重量%(銀元素換
算)担持して、実施例1と同様の方法で調製したあと、
日光下に1時間さらし、担持されている銀を光還元した
ものを除去材として用い、他は実施例3と同様な条件で
窒素酸化物の除去試験を行った。結果を表2に示す。
【0030】 表2 窒素酸化物の除去率(%) 温度(℃) 実施例3 実施例4 比較例1 300 0.0 0.0 0.0 350 5.8 5.0 2.0 400 27.5 25.8 10.4 450 63.3 60.5 43.2 500 60.5 57.7 45.0 550 27.6 22.9 10.5
【0031】表2からわかるように、塩化銀を用いた実
施例では、400〜550℃の排ガス温度で窒素酸化物
の良好な除去がみられた。一方、光還元を受けた銀触媒
の比較例1では、全温度範囲にわたって窒素酸化物除去
率の低下がみられた。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
れば、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。また、本発明の方法では、排
ガス中に水分が10%程度含まれている場合でも窒素酸
化物の除去を効率良く行うことができる。
【0033】本発明の窒素酸化物除去方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガスに含まれる窒素酸化物の除去に広
く利用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 清英 埼玉県熊谷市末広四丁目14番1号 株式会 社リケン熊谷事業所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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
    素酸化物を除去する除去材において、多孔質の無機酸化
    物100重量%に塩化銀を銀元素に換算して0.2〜1
    5重量%担持してなり、外部から前記排ガス中に添加さ
    れた炭化水素又は含酸素有機化合物を還元剤として、2
    00〜600℃で、前記排ガス中の窒素酸化物を還元す
    ることを特徴とする窒素酸化物除去材。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の窒素酸化物除去材にお
    いて、前記多孔質の無機酸化物がアルミナ又はアルミナ
    系複合酸化物であることを特徴とする窒素酸化物除去
    材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の窒素酸化物除去
    材において、前記除去材はさらにセラミック製又は金属
    製三次元構造体を含有し、前記多孔質無機酸化物が前記
    三次元構造体にコートされていることを特徴とする窒素
    酸化物除去材。
  4. 【請求項4】 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
    素酸化物を除去する方法において、請求項1〜3のいず
    れかに記載の窒素酸化物除去材を排ガス導管の途中に設
    置し、前記除去材の上流側で前記排ガス中に炭化水素又
    は含酸素有機化合物を添加し、200〜600℃で前記
    排ガスを前記除去材に接触させ、前記炭化水素又は含酸
    素有機化合物と前記窒素酸化物とを反応させて前記窒素
    酸化物を除去することを特徴とする窒素酸化物除去方
    法。
JP36003592A 1992-12-28 1992-12-28 排ガス浄化方法 Expired - Lifetime JP3371127B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36003592A JP3371127B2 (ja) 1992-12-28 1992-12-28 排ガス浄化方法
EP19930310560 EP0605237B1 (en) 1992-12-28 1993-12-24 Exhaust gas cleaner
DE1993609245 DE69309245T2 (de) 1992-12-28 1993-12-24 Abgasreiniger
US08/434,918 US5714432A (en) 1992-12-28 1995-05-04 Exhaust gas cleaner comprising supported silver or silver oxide particles
US08/601,495 US5656249A (en) 1992-12-28 1996-02-14 Exhaust gas cleaner and method for removing nitrogen oxides
US08/805,234 US5772973A (en) 1992-12-28 1997-02-24 Exhaust gas cleaner and method for removing nitrogen oxides
US08/917,144 US5801117A (en) 1992-12-28 1997-08-25 Comprising supported silver sulfate or silver chloride or silver with sulfuric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36003592A JP3371127B2 (ja) 1992-12-28 1992-12-28 排ガス浄化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06198130A true JPH06198130A (ja) 1994-07-19
JP3371127B2 JP3371127B2 (ja) 2003-01-27

Family

ID=18467568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36003592A Expired - Lifetime JP3371127B2 (ja) 1992-12-28 1992-12-28 排ガス浄化方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3371127B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5780002A (en) * 1994-11-04 1998-07-14 Jiro Hiraishi, Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Exhaust gas cleaner and method for cleaning exhaust gas
JP2006320893A (ja) * 2005-04-18 2006-11-30 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 窒素酸化物の選択的還元触媒
CN114100641A (zh) * 2021-12-14 2022-03-01 宁波市海智材料产业创新研究院 一种AgCl/Al2O3催化剂的制备方法、催化剂和应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5780002A (en) * 1994-11-04 1998-07-14 Jiro Hiraishi, Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Exhaust gas cleaner and method for cleaning exhaust gas
US5882607A (en) * 1994-11-04 1999-03-16 Agency Of Industrial Science And Technology Exhaust gas cleaner and method for cleaning exhaust gas
JP2006320893A (ja) * 2005-04-18 2006-11-30 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 窒素酸化物の選択的還元触媒
CN114100641A (zh) * 2021-12-14 2022-03-01 宁波市海智材料产业创新研究院 一种AgCl/Al2O3催化剂的制备方法、催化剂和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP3371127B2 (ja) 2003-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3440290B2 (ja) 排ガス浄化方法
JP3371127B2 (ja) 排ガス浄化方法
JPH06198131A (ja) 窒素酸化物除去材及び窒素酸化物除去方法
JP3520311B2 (ja) 窒素酸化物除去方法
JPH0824583A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JP2631814B2 (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH0957064A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH06178937A (ja) 窒素酸化物除去触媒及び除去方法
JPH06262078A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH06154607A (ja) 窒素酸化物除去触媒及び除去方法
JP2587000B2 (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH06198195A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH06142523A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH0975739A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH09248459A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH06238164A (ja) 窒素酸化物除去触媒及び除去方法
JPH07163878A (ja) 窒素酸化物除去触媒及び除去方法
JP3854325B2 (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JP3530214B2 (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH09262439A (ja) 窒素酸化物除去材及び窒素酸化物除去方法
JPH0824654A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH10165816A (ja) 銀触媒と銀、鉄、 銅系触媒とからなる排ガス浄化材及びエタノールによる排ガス浄化方法
JP2516145B2 (ja) 窒素酸化物除去方法
JP3509152B2 (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH0857263A (ja) 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term