JPH10286463A - Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same - Google Patents

Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same

Info

Publication number
JPH10286463A
JPH10286463A JP9113379A JP11337997A JPH10286463A JP H10286463 A JPH10286463 A JP H10286463A JP 9113379 A JP9113379 A JP 9113379A JP 11337997 A JP11337997 A JP 11337997A JP H10286463 A JPH10286463 A JP H10286463A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
purifying
pore
alumina
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
JP9113379A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Naganami
武 長南
Taiji Sugano
泰治 菅野
Atsushi Kagakui
敦 加岳井
Masaki Funabiki
正起 船曳
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.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
NE Chemcat Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
NE Chemcat 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 Sumitomo Metal Mining Co Ltd, NE Chemcat Corp filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP9113379A priority Critical patent/JPH10286463A/en
Publication of JPH10286463A publication Critical patent/JPH10286463A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently remove NOx in exhaust lean combustion gas by separately arranging specified two catalysts in a line. SOLUTION: This catalytic layer consists of a catalyst obtd. by incorporating 0.001-1 wt.% Rh into an alumina carrier and a catalyst obtd. by incorporating 0.0001-0.1 wt.% Rh, Sn and Ag into an alumina carrier. Both the alumina carriers have a porous structure in which the total pore volume (Y) of pores each having 25 to <100 Åpore radius is >=70% of the total pore volume (X) of pores each having <=300 Å pore radius and the total pore volume (Z) of pores each having 100-300 Å pore radius is <=20% of the total pore volume X. The pore radius and pore volume are measured by a gaseous nitrogen adsorption method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は燃焼排ガス、特に自
動車、ボイラー、ガスエンジン、ガスタービン、船舶な
どの移動式および固定式内燃機関の燃焼排ガス中に含ま
れる窒素酸化物の浄化に用いられる排ガス浄化用触媒層
および排ガス浄化用触媒被覆構造体に関し、さらに詳細
には希薄空燃比で運転される内燃機関から排出される排
ガス中の窒素酸化物を高い空間速度で、かつ高効率で浄
化可能な排ガス浄化用触媒層および排ガス浄化用被覆構
造体と、これらを使用しての排ガス浄化方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exhaust gas used for purifying nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas of mobile and stationary internal combustion engines of automobiles, boilers, gas engines, gas turbines, ships and the like. The present invention relates to a purification catalyst layer and an exhaust gas purification catalyst-coated structure, and more specifically, it can purify nitrogen oxides in exhaust gas discharged from an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio at a high space velocity and with high efficiency. The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst layer and an exhaust gas purifying coating structure, and an exhaust gas purifying method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車をはじめとする内燃機関から排出
される各種の燃焼排ガス中には、燃焼生成物である水や
二酸化炭素と共に一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸
化物(NOx)が含まれている。NOxは人体、特に呼
吸器系に悪影響を及ぼすばかりでなく、地球環境保全の
上からも問題視される酸性雨の原因の1つとなってい
る。そのため、これら各種の排ガスから効率よく窒素酸
化物を除去する脱硝技術の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art Various combustion exhaust gases emitted from internal combustion engines such as automobiles contain nitrogen oxides (NOx) such as nitric oxide and nitrogen dioxide together with water and carbon dioxide as combustion products. Have been. NOx not only adversely affects the human body, particularly the respiratory system, but also is one of the causes of acid rain, which is regarded as a problem from the viewpoint of global environmental protection. Therefore, development of a denitration technology for efficiently removing nitrogen oxides from these various exhaust gases is desired.

【0003】他方において、地球温暖化防止の観点から
近年希薄燃焼方式の内燃機関が注目されている。従来の
自動車用ガソリンエンジンは、空燃比(A/F)=1
4.7付近で制御された化学量論比での燃焼であり、そ
の排ガス処理に対しては排ガス中の一酸化炭素、炭化水
素とNOxとを、主として白金、ロジウム、パラジウム
およびセリアを含むアルミナ触媒に接触させて有害三成
分を同時に除去する三元触媒方式が採用されてきた。
On the other hand, in view of the prevention of global warming, lean-burn internal combustion engines have recently attracted attention. A conventional gasoline engine for an automobile has an air-fuel ratio (A / F) = 1.
Combustion at a controlled stoichiometric ratio near 4.7. For exhaust gas treatment, carbon monoxide, hydrocarbons and NOx in the exhaust gas are converted to alumina mainly containing platinum, rhodium, palladium and ceria. A three-way catalyst system has been employed in which three harmful components are simultaneously removed by contact with a catalyst.

【0004】しかしながら、この三元触媒方式は、エン
ジンが化学量論比で運転されることが絶対条件であるた
め、希薄空燃比で運転される希薄燃焼ガソリンエンジン
の排ガス浄化には適用することができない。また、ディ
ーゼルエンジンは本来希薄燃焼エンジンであるが、その
排ガスに対しては浮遊粒子状物質とNOxの両方に厳し
い規制がかけられようとしている。
[0004] However, since the absolute condition is that the engine is operated at a stoichiometric ratio, the three-way catalyst system can be applied to exhaust gas purification of a lean burn gasoline engine operated at a lean air-fuel ratio. Can not. In addition, diesel engines are originally lean burn engines, but strict regulations are being imposed on both the suspended particulate matter and NOx in the exhaust gas.

【0005】従来、酸素過剰雰囲気下でΝOxを還元除
去する方法としては、還元ガスとして僅かな量でも選択
的に触媒に吸着するNHを使用する技術が既に確立さ
れている。この技術は、いわゆる固定発生源であるボイ
ラーやディーゼルエンジンからの排ガス脱硝方法として
工業化されている。しかし、この方法においては未反応
の還元剤の回収処理のための特別な装置を必要とし、ま
た臭気が強く有害なアンモニアを用いるので、特に自動
車などの移動発生源からの排ガス脱硝技術としては危険
性があり適用できない。
Conventionally, as a method of reducing and removing the ΝOx in an oxygen-rich atmosphere, a technique of using NH 3 also adsorb selectively catalyst small amount as the reducing gas has already been established. This technology has been industrialized as a method for denitration of exhaust gas from boilers and diesel engines, which are so-called stationary sources. However, this method requires a special device for the recovery treatment of unreacted reducing agent and uses harmful ammonia, which has a strong odor, which is particularly dangerous for exhaust gas denitration technology from mobile sources such as automobiles. Not applicable.

【0006】近年、酸素過剰雰囲気の希薄燃焼排ガス中
に残存する未燃の炭化水素を還元剤として用いることに
より、NOx還元反応を促進させることができるという
報告がなされて以来、この反応を促進するための触媒が
種々開発され報告されている。例えば、アルミナやアル
ミナに遷移金属を担持した触媒が、炭化水素を還元剤と
して用いるNOx還元反応に有効であるとする数多くの
報告がある。また、特開平4−284848号公報には
0.1〜4重量%のCu、Fe、Cr、Zn、Ni、V
を含有するアルミナあるいはシリカーアルミナをΝOx
還元触媒として使用した例が報告されている。
In recent years, it has been reported that a NOx reduction reaction can be promoted by using unburned hydrocarbons remaining in a lean combustion exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere as a reducing agent. Various catalysts have been developed and reported. For example, there are many reports that alumina or a catalyst in which a transition metal is supported on alumina is effective for a NOx reduction reaction using a hydrocarbon as a reducing agent. JP-A-4-284848 discloses that 0.1 to 4% by weight of Cu, Fe, Cr, Zn, Ni, V
Alumina or silica-alumina containing ΝOx
An example of use as a reduction catalyst has been reported.

【0007】さらに、Ρtをアルミナに担持した触媒を
用いると、NOx還元反応が200〜300℃程度の低
温領域で進行することが特開平4−267946号公
報、特開平5−68855号公報や特開平5−1039
49号公報などに報告されている。しかしながら、これ
らの担持貴金属触媒を用いた場合、還元剤である炭化水
素の燃焼反応が過度に促進されたり、地球温暖化の原因
物質の1つと言われているNOが多量に副生し、無害
なΝへの還元反応を選択的に進行させることが困難で
あるといった欠点を有していた。
Further, when a catalyst in which Δt is supported on alumina is used, the NOx reduction reaction proceeds in a low temperature range of about 200 to 300 ° C., as disclosed in JP-A-4-267946 and JP-A-5-68855. Kaihei 5-1039
No. 49, for example. However, when these supported precious metal catalysts are used, the combustion reaction of hydrocarbons as a reducing agent is excessively promoted, and a large amount of N 2 O, which is one of the substances causing global warming, is produced as a by-product. , it is made to proceed the reduction reaction of the harmless New 2 selective had disadvantage is difficult.

【0008】本出願人の一方は、先に酸素過剰雰囲気下
で炭化水素を還元剤として銀を含有する触媒を用いると
NOx還元反応が選択的に進行することを見出し、この
技術を特開平4−281844号公報に開示した。この
開示がなされた後においても、銀を含有する触媒を用い
る類似のΝOx還元除去技術が特開平4−354536
号公報、特開平5−92124号公報、特開平5−92
125号公報および特開平6−277454号公報など
に開示されている。
One of the present applicants has previously found that the use of a catalyst containing silver with a hydrocarbon as a reducing agent in an oxygen-excess atmosphere causes the NOx reduction reaction to proceed selectively. -281844. Even after this disclosure was made, a similar ΝOx reduction and removal technique using a catalyst containing silver was disclosed in JP-A-4-354536.
JP-A-5-92124, JP-A-5-92124
No. 125 and JP-A-6-277454.

【0009】[0009]

【発明の解決しようとする課題】しかし、これら従来の
公報に記載されたアルミナ担持銀触媒は、SOxおよび
水蒸気共存下での脱硝性能が実用的にまだ不十分であ
り、また経時変化が大きいといった問題があった。
However, the alumina-supported silver catalyst described in these conventional publications has a practically insufficient denitration performance in the coexistence of SOx and water vapor, and has a large change with time. There was a problem.

【0010】本発明は上記従来技術の欠点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、希薄燃
焼排ガス中のNOxを効率よく除去することができ、か
つ経時変化の小さい排ガス浄化用触媒層および触媒被覆
構造体と、これらを使用して希薄燃焼排ガス中のNOx
を高効率、高信頼性をもって浄化する排ガス浄化方法を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art. It is an object of the present invention to efficiently remove NOx in lean combustion exhaust gas and to reduce exhaust gas purification with little change over time. Catalyst layer and catalyst coated structure, and NOx in lean combustion exhaust gas using them
Of the present invention is to provide an exhaust gas purifying method for purifying waste gas with high efficiency and high reliability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、SOxお
よび水蒸気が共存する希薄燃焼領域において高い脱硝性
能を有し、かつ経時変化の小さい排ガス浄化用触媒層お
よび排ガス浄化用触媒被覆構造体と、これらを使用して
の排ガス浄化方法について鋭意研究を重ねた結果、排ガ
スの流通方向に対して特定の細孔構造を有するアルミナ
担体にロジウムを含有してな触媒Aを前段に、特定の細
孔構造を有するアルミナ担体にロジウム、錫および銀を
含有してなる触媒Bを後段になるように区分して配置さ
せ、ロジウム量は触媒Bより触媒Aを多くすることによ
り上記した問題を解決できることを見出し本発明を完成
するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have developed an exhaust gas purifying catalyst layer and an exhaust gas purifying catalyst coating structure having high denitration performance in a lean burn region where SOx and steam coexist, and having little change over time. And, as a result of intensive studies on exhaust gas purification methods using these, as a result of a catalyst A containing rhodium in an alumina carrier having a specific pore structure in the exhaust gas flow direction, The catalyst B containing rhodium, tin and silver is divided and arranged in the latter stage on an alumina carrier having a pore structure, and the amount of rhodium solves the above problem by increasing the amount of the catalyst A to the amount of the catalyst B. We have found that we can do this and completed the present invention.

【0012】すなわち、上記課題を解決するための本発
明の第1の実施態様は、アルミナ担体に0.001〜1
重量%のロジウムを含有してなる触媒Aと、アルミナ担
体に0.0001〜0.1重量%のロジウムと錫および
銀を含有してなる触媒Bとから構成され、かつ前記両ア
ルミナ担体は窒素ガス吸着法により測定された細孔半径
と細孔容積の関係が、細孔半径300オングストローム
以下の細孔の占める細孔容積の合計値をXとし、細孔半
径25オングストローム以上で100オングストローム
未満の細孔の占める細孔容積の合計値をYとし、細孔半
径100オングストローム以上で300オングストロー
ム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をZとしたと
き、YがXの70%以上であり、ZがXの20%以下で
あるような細孔構造を有する排ガス浄化用触媒層を特徴
とするものである。該触媒層は、粉体または成型した状
態で排ガスの流通空間に配置するのが好ましい。
That is, in a first embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems, an alumina carrier has a thickness of 0.001 to 1 mm.
% Of rhodium and a catalyst B containing 0.0001 to 0.1% by weight of rhodium, tin and silver in an alumina carrier. The relationship between the pore radius measured by the gas adsorption method and the pore volume is defined as X, where the total value of the pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 Å or less is X, and the pore radius is 25 Å or more and less than 100 Å. When the total value of the pore volumes occupied by the pores having a pore radius of 100 Å or more and 300 Å or less is Z, Y is 70% or more of X, where Y is the total value of the pore volume occupied by the pores. , Z is not more than 20% of X and is characterized by an exhaust gas purifying catalyst layer having a pore structure. The catalyst layer is preferably disposed in a flow space of the exhaust gas in a powdered or molded state.

【0013】また、本発明の第2の実施態様は、多数の
貫通孔を有する耐火性材料からなる一体構造の支持基質
と、該支持基質における少なくとも該貫通孔の内表面に
上記の触媒層を区分して被覆した触媒被覆構造体を特徴
とするものである。
In a second embodiment of the present invention, a support substrate having an integral structure made of a refractory material having a large number of through holes, and the above-mentioned catalyst layer provided on at least the inner surface of the through hole in the support substrate. The present invention is characterized by a catalyst-coated structure that is separately coated.

【0014】またさらに、本発明の第3の実施態様は希
薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼排ガスを触媒含有
層と接触させることからなる炭化水素を還元剤とする排
ガス中のNOxを除去する方法において、該触媒含有層
に含まれる触媒は前記第1の実施態様における触媒層ま
たは第2の実施態様における触媒被覆構造体であること
を特徴とし、また、排ガスの流通方向に対して触媒Aが
前段に、触媒Bが後段になるように区分されて配置され
ている排ガス浄化方法を特徴とするものである。
Still further, a third embodiment of the present invention removes NOx in exhaust gas containing hydrocarbons as a reducing agent, which comprises contacting the exhaust gas of an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer. Wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is the catalyst layer according to the first embodiment or the catalyst-coated structure according to the second embodiment. The exhaust gas purification method is characterized in that A is disposed in the first stage and catalyst B is disposed in the second stage.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細およびその作
用についてさらに具体的に説明する。 (触媒の構造およびその製法)本発明の排ガス浄化用触
媒層における触媒AとBの主成分の1つであるアルミナ
は、例えば鉱物学上ベーマイト、擬ベーマイト、バイア
ライト、あるいはノルストランダイトに分類される水酸
化アルミニウムの粉体やゲルを、空気中あるいは真空中
300〜800℃、好ましくは400〜900℃で加熱
脱水することによって、結晶学的にγ一型、η−型、δ
−型、χ−型あるいはその混合型に分類されるアルミナ
に相転移させたものが脱硝性能上好ましい。他の結晶構
造をとるアルミナ、例えばα−型のアルミナは極端に比
表面積が小さく固体酸性にも乏しいので本発明の触媒成
分としては不適当である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention and its operation will be more specifically described below. (Catalyst Structure and Method for Producing the Same) Alumina, which is one of the main components of the catalysts A and B in the catalyst layer for purifying exhaust gas of the present invention, is classified into, for example, boehmite, pseudoboehmite, vialite, or norstrandite in terms of mineralogy. The aluminum hydroxide powder or gel is heated and dehydrated in air or vacuum at 300 to 800 ° C., preferably 400 to 900 ° C., to crystallographically form γ-type, η-type, δ
Those obtained by phase transition to alumina classified into-type, χ-type or a mixed type thereof are preferable from the viewpoint of denitration performance. Alumina having another crystal structure, for example, α-type alumina, is unsuitable as the catalyst component of the present invention because of its extremely small specific surface area and poor solid acidity.

【0016】また触媒AとBのアルミナは、窒素ガス吸
着法により測定された細孔半径が300オングストロー
ム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をXとし、細孔
半径が25オングストローム以上で100オングストロ
ーム未満の細孔の占める細孔容積の合計値をYとし、細
孔半径が100オングストローム以上で300オングス
トローム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をZとし
たとき、YがΧの70%以上であり、ZがXの20%以
下であるような細孔構造を有するアルミナであることが
必要である。細孔構造が、上記した条件を満たさないア
ルミナを本発明の触媒AとBにおける担体として用いた
場合には、これにより構成される排ガス浄化用触媒は水
蒸気共存下での排ガスの脱硝性能が不十分であった。し
たがって、本発明の触媒AとBの成分として有効なアル
ミナは、上記した結晶構造および細孔特性を有するもの
が適切であるといえる。
The alumina of catalysts A and B has a total pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 angstroms or less measured by a nitrogen gas adsorption method as X. When the total value of the pore volume occupied by pores smaller than 100 Å is Y, and the total value of the pore volume occupied by pores having a pore radius of 100 Å or more and 300 Å or less is Z, Y is Δ It is necessary to be alumina having a pore structure in which the content is 70% or more and Z is 20% or less of X. When alumina having a pore structure not satisfying the above-mentioned conditions is used as a carrier in the catalysts A and B of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst constituted by the alumina has a poor exhaust gas denitration performance in the presence of steam. Was enough. Therefore, it can be said that alumina having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics is suitable as the alumina effective as a component of the catalysts A and B of the present invention.

【0017】本発明の排ガス浄化用触媒層は、以下のよ
うに構成される。本発明にかかる触媒層は、前記した結
晶構造および細孔特性を有するアルミナ担体に0.00
1〜1重量%のロジウムを含有させてなる触媒Aと、同
じく前記した結晶構造および細孔特性を有するアルミナ
担体に0.0001〜0.1重量%のロジウムと、錫お
よび銀を含有させてなる触媒Bとから構成されることを
特徴とする。触媒AとBにおいて、アルミナに含有され
るロジウムの状態は特に限定されず、金属状態、酸化物
状態およびこれらの混合状態などが挙げられる。また触
媒Bにおいてアルミナに含有される錫及び銀の状態は、
特に限定されず金属状態、酸化物状態、合金状態、複合
酸化物状態およびこれらの混合状態などが挙げられる。
特に、自動車などの内燃機関の燃焼排ガス組成は運転状
態によってその都度変化するため、触媒は還元雰囲気お
よび酸化雰囲気に曝される。したがって、触媒を構成す
る活性金属の状態は雰囲気により変化することが想定さ
れる。触媒Aのロジウムや触媒Bのロジウム、錫および
銀の出発原料は特に限定されないが水可溶性塩の使用が
好ましい。
The exhaust gas purifying catalyst layer of the present invention is constituted as follows. The catalyst layer according to the present invention has an alumina support having the above crystal structure and pore characteristics of 0.001
Catalyst A containing 1 to 1% by weight of rhodium, and 0.0001 to 0.1% by weight of rhodium, tin and silver on an alumina carrier also having the above-mentioned crystal structure and pore characteristics. And a catalyst B. In the catalysts A and B, the state of rhodium contained in alumina is not particularly limited, and examples thereof include a metal state, an oxide state, and a mixed state thereof. The state of tin and silver contained in alumina in the catalyst B is as follows:
There is no particular limitation, and examples include a metal state, an oxide state, an alloy state, a composite oxide state, and a mixed state thereof.
In particular, the composition of the combustion exhaust gas of an internal combustion engine such as an automobile changes each time depending on the operation state, and thus the catalyst is exposed to a reducing atmosphere and an oxidizing atmosphere. Therefore, it is assumed that the state of the active metal constituting the catalyst changes depending on the atmosphere. The starting materials of rhodium for the catalyst A and rhodium, tin and silver for the catalyst B are not particularly limited, but use of a water-soluble salt is preferred.

【0018】そして、触媒Aにおけるアルミナにロジウ
ムを含有させる方法および触媒Bにおけるアルミナにロ
ジウム、錫および銀を含有させる方法は特に限定されず
従来から行われている手法、例えば吸着法、ポアフィリ
ング法、インシピエントウェットネス法、蒸発乾固法、
スプレー法などの含浸法、混練法、物理混合法およびこ
れらの組み合わせ法など通常採用されている公知の方法
を任意に採用することができる。この場合、触媒Aでは
アルミナあるいはアルミナ前躯体物質にロジウム塩を担
持させた後、乾燥、焼成する。一方触媒Bではアルミナ
あるいはアルミナ前躯体物質にロジウムと錫および銀の
各塩を同時に担持させた後、乾燥、焼成してもよいし、
ロジウムと錫および銀の各塩を逐次的に担持させた後、
乾燥、焼成してもよいが、脱硝性能の点でアルミナある
いはアルミナ前躯体物質に予め銀塩を担持させた後、乾
燥、焼成し、さらにロジウムと錫塩を同時または逐次的
に担持して乾燥、焼成した方が好ましい。また、前記の
ような特定の細孔構造をとるアルミナまたはアルミナ担
体の製造時に活性金属種を含有させる触媒製造法、例え
ば触媒Aではアルミニウムアルコキシドのアルコール溶
液とロジウム塩のアルコール溶液を、触媒Bではアルミ
ニウムアルコキシドのアルコール溶液とロジウム、錫、
および銀の各塩のアルコール溶液を混合後、加熱し加水
分解させるアルコキシド法や、触媒Aではアルミニウム
とロジウムの各塩の混合水溶液に、触媒Bではアルミニ
ウム、ロジウム、錫および銀の各塩の混合水溶液にアル
カリを添加して沈殿させる共沈法も適用できる。
The method of allowing rhodium to be contained in the alumina of the catalyst A and the method of containing rhodium, tin and silver to the alumina of the catalyst B are not particularly limited, and conventional methods such as an adsorption method and a pore filling method , Incipient wetness method, evaporation to dryness method,
Any commonly used known method such as an impregnation method such as a spray method, a kneading method, a physical mixing method, and a combination thereof can be arbitrarily adopted. In this case, the catalyst A is dried and calcined after a rhodium salt is supported on alumina or an alumina precursor substance. On the other hand, in catalyst B, rhodium, tin and silver salts are simultaneously supported on alumina or an alumina precursor substance, and then dried and calcined.
After successively supporting each salt of rhodium and tin and silver,
Although drying and baking may be performed, alumina or alumina precursor material is preliminarily loaded with a silver salt in terms of denitration performance, then dried and calcined, and rhodium and tin salts are loaded simultaneously or sequentially and dried. It is preferable to fire. Further, a method for producing a catalyst containing an active metal species at the time of producing alumina or an alumina carrier having a specific pore structure as described above, for example, in the case of the catalyst A, an alcohol solution of an aluminum alkoxide and an alcohol solution of a rhodium salt are used. Alcohol solution of aluminum alkoxide and rhodium, tin,
And an alcohol solution of each salt of silver, and then heat and hydrolyze the mixture. Alternatively, catalyst A is mixed with an aqueous solution of aluminum and rhodium salts, and catalyst B is mixed with an aqueous solution of aluminum, rhodium, tin and silver. A coprecipitation method in which an alkali is added to an aqueous solution to cause precipitation is also applicable.

【0019】触媒Aに対する金属換算でのロジウムの含
有量は0.001〜1重量%とする。ロジウム含有量が
1重量%超えると、還元剤である炭化水素の燃焼反応が
過度に促進される結果、脱硝性能が低下し、一方、0.
001重量未満ではロジウムの添加の効果が発揮されず
経時変化が大きくなるので上記範囲とする必要がある。
また触媒Bに対する金属換算でのロジウムの含有量は、
0.0001〜0.1重量%とする。ロジウム含有量が
0.1重量%を超えると還元剤である炭化水素の燃焼反
応が過度に促進される結果、脱硝性能が低下し、一方、
0.0001重量未満ではロジウムの添加による相乗効
果が十分発揮されないので上記範囲とする必要がある。
さらに、触媒Bに対する金属換算での錫と銀の含有量
は、特に限定されないが、それぞれ0.001〜5重量
%、0.1〜10重量%であることが好ましい。
The content of rhodium in terms of metal relative to catalyst A is 0.001 to 1% by weight. If the rhodium content exceeds 1% by weight, the combustion reaction of the hydrocarbon as a reducing agent is excessively promoted, and as a result, the denitration performance is reduced.
If the amount is less than 001 weight, the effect of the addition of rhodium is not exhibited, and the change with the passage of time becomes large.
The content of rhodium in terms of metal relative to catalyst B is
0.0001 to 0.1% by weight. If the rhodium content exceeds 0.1% by weight, the combustion reaction of hydrocarbons as a reducing agent is excessively promoted, resulting in a decrease in denitration performance,
If the amount is less than 0.0001 weight, the synergistic effect due to the addition of rhodium is not sufficiently exerted, so the content needs to be in the above range.
Further, the content of tin and silver in terms of metal relative to catalyst B is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 5% by weight and 0.1 to 10% by weight, respectively.

【0020】触媒Aおよび触媒Bの乾燥温度は、特に限
定されるものではなく通常80〜120℃程度で乾燥す
る。また、焼成温度は300〜1000℃、好ましくは
400〜900℃程度である。焼成温度が1000℃を
超えると、α−型アルミナへの相変態が起こるので好ま
しくない。このときの雰囲気は特に限定されないが、触
媒組成に応じて空気中、不活性ガス中、酸素中などの各
雰囲気を適宜選択すればよい。また、各雰囲気を一定時
間毎に交互に代えてもよい。
The drying temperature of the catalyst A and the catalyst B is not particularly limited, and is usually dried at about 80 to 120 ° C. The firing temperature is 300 to 1000 ° C, preferably about 400 to 900 ° C. If the firing temperature exceeds 1000 ° C., phase transformation to α-type alumina occurs, which is not preferable. The atmosphere at this time is not particularly limited, but each atmosphere such as in air, in an inert gas, or in oxygen may be appropriately selected according to the catalyst composition. In addition, each atmosphere may be alternately changed at regular intervals.

【0021】本発明の第1の実施態様において、排ガス
浄化用の触媒層を形成するに際し、該触媒層は上記した
触媒を所定の形状に成型または粉末状態のまま目的とす
る排ガスが流通する一定の空間内に充填する。触媒層を
成型体とするに際して、その形状は特に制限されず、例
えば球状、円筒状、ハニカム状、螺旋状、粒状、ペレッ
ト状、リング状など種々の形状を採用することができ
る。これらの形状、大きさなどは使用条件に応じて任意
に選択すればよい。
In the first embodiment of the present invention, when a catalyst layer for purifying exhaust gas is formed, the catalyst layer is formed into a predetermined shape or a predetermined shape through which a target exhaust gas flows in a powder state. Fill in the space. When the catalyst layer is formed into a molded body, its shape is not particularly limited, and various shapes such as a spherical shape, a cylindrical shape, a honeycomb shape, a spiral shape, a granular shape, a pellet shape, and a ring shape can be adopted. These shapes, sizes, and the like may be arbitrarily selected according to use conditions.

【0022】次に、本発明の第2の実施態様の排ガス浄
化用触媒被覆構造体について説明する。ここでいう触媒
被覆構造体とは、多数の貫通孔を有する耐火性材料で構
成された一体構造の支持基質の少なくとも貫通孔の内表
面に上記した触媒を区分して被覆した構造を有するもの
である。
Next, an exhaust gas purifying catalyst-coated structure according to a second embodiment of the present invention will be described. The catalyst-coated structure referred to here has a structure in which at least the inner surface of the through-hole is coated with the above-described catalyst in a single-piece support substrate made of a refractory material having a large number of through-holes. is there.

【0023】該支持基質には、多数の貫通孔が排ガスの
流通方向に沿って設けられるが、その流通方向に垂直な
断面において、通常、開孔率60〜90%、好ましくは
70〜90%であって、その数は1平方インチ(5.0
6cm)当り30〜700個、好ましくは200〜6
00個である。触媒は、少なくとも該貫通孔の内表面に
被覆されるが、その支持基質の端面や側面に区分されて
被覆されていてもよい。
The support substrate is provided with a large number of through holes along the flow direction of the exhaust gas. In a section perpendicular to the flow direction, the porosity is usually 60 to 90%, preferably 70 to 90%. And the number is one square inch (5.0
30 to 700, preferably 200 to 6, 6 cm 2 )
00. The catalyst is coated on at least the inner surface of the through-hole, but may be coated separately on the end surface or side surface of the supporting substrate.

【0024】該耐火性支持基質の材質としては、α−型
アルミナ、ムライト、コージェライト、シリコンカーバ
イトなどのセラミックスやオーステナイト系、フェライ
ト系のステンレス鋼などの金属などが使用される。形状
もハニカムやフォームなどの慣用のものが使用できる
が、好ましいものはコージェライト製やステンレス鋼製
のハニカム状の支持基質である。
As the material of the refractory support substrate, ceramics such as α-type alumina, mullite, cordierite, and silicon carbide, and metals such as austenitic and ferritic stainless steels are used. The shape may be a conventional one such as a honeycomb or a foam, but a preferred one is a cordierite or stainless steel honeycomb supporting substrate.

【0025】該支持基質への触媒の被覆方法としては、
一定の粒度に整粒した本発明の触媒をバインダーと共
に、またはバインダーを用いないで前記支持基質の内表
面に区分して被覆する、いわゆる通常のウォッシュコー
ト法やゾル−ゲル法が適用できる。また上記の支持基質
に予めアルミナを被覆しておいて、これに本発明の触媒
活性物質の担持処理を行って触媒被覆層を形成してもよ
い。支持基質への触媒層の被覆量は特に限定されない
が、支持基質単位体積当り50〜250g/リットル程
度が好ましく、100〜200g/リットル程度とする
ことがより好ましい。
The method of coating the support substrate with a catalyst includes:
A so-called ordinary wash coat method or a sol-gel method, in which the catalyst of the present invention sized to a certain particle size is separately coated on the inner surface of the supporting substrate with or without a binder, can be applied. Alternatively, the support substrate may be coated with alumina in advance, and the catalyst support layer of the present invention may be subjected to the treatment to form a catalyst coating layer. The coating amount of the catalyst layer on the support substrate is not particularly limited, but is preferably about 50 to 250 g / L, more preferably about 100 to 200 g / L per unit volume of the support substrate.

【0026】次に、本発明の第3の実施態様の排ガス浄
化方法について説明する。本発明の第3の実施態様は、
第1の実施態様の触媒層や第2の実施態様の触媒被覆構
造体を使用して、これと排ガス中のCO、HCおよびH
といった還元性成分をΝOxおよびOといった酸化
性成分で完全酸化するに要する化学量論量近傍から過剰
の酸素を含有する排ガスとを接触させることによって、
ΝOxはNとΗOにまで還元分解させると同時にH
Cなどの還元剤もCOとHOに酸化させるものであ
る。
Next, an exhaust gas purifying method according to a third embodiment of the present invention will be described. A third embodiment of the present invention provides:
Using the catalyst layer of the first embodiment or the catalyst-coated structure of the second embodiment, CO, HC and H in the exhaust gas are used.
By contacting the exhaust gas containing excess oxygen from the stoichiometry near requiring 2 such reducing component to be completely oxidized in the oxidizing components such ΝOx and O 2,
ΝOx is reduced and decomposed to N 2 and と 同時 に2 O,
A reducing agent such as C also oxidizes CO 2 and H 2 O.

【0027】本発明において、触媒Aを前段に、触媒B
を後段に配置させる理由およびロジウム量を触媒Bより
も触媒Aで多くする理由は、触媒層入口部で還元剤であ
る炭化水素の不完全燃焼によるコーキングを防止して、
トータル触媒システムでの耐久性を向上させるためであ
る。なお触媒Aと触媒Bの割合は、要求性能に応じて適
宜選択すればよい。
In the present invention, the catalyst A is placed before the catalyst B,
The reason for disposing the latter in the latter stage and the reason for increasing the rhodium amount in the catalyst A than in the catalyst B are to prevent coking due to incomplete combustion of the hydrocarbon as the reducing agent at the inlet of the catalyst layer,
This is for improving the durability of the total catalyst system. The ratio between the catalyst A and the catalyst B may be appropriately selected according to the required performance.

【0028】ディーゼルエンジンの排ガスのように、排
ガスそのもののHC/NOx比が低い場合には、排ガス
中にメタン換算濃度で数百〜数千ppm程度の燃料ΗC
を追加添加した後、本発明の触媒と接触させるシステム
を採用すれば充分に高いNOx除去率を達成できる。な
お、ここでいうHCとは、パラフィン系炭化水素、オレ
フィン系炭化水素および芳香族系炭化水素、アルコー
ル、アルデヒド、ケトン、エーテルなどの含酸素有機化
合物、ガソリン、灯油、軽油、A重油などを含んだもの
を意味する。
When the HC / NOx ratio of the exhaust gas itself is low, such as the exhaust gas of a diesel engine, the fuel ΗC having a concentration of several hundreds to several thousands ppm in terms of methane concentration in the exhaust gas.
If the system for contacting with the catalyst of the present invention is added after additionally adding, a sufficiently high NOx removal rate can be achieved. Note that HC referred to here includes paraffinic hydrocarbons, olefinic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, oxygen-containing organic compounds such as alcohols, aldehydes, ketones, and ethers, gasoline, kerosene, light oil, heavy oil A, and the like. Means something.

【0029】本発明による触媒層を用いて、希薄空燃比
の領域で運転される内燃機関の燃焼排気ガスを浄化する
際のガス空間速度(SV)は特に限定されるものではな
いが、SV5,000h−1以上で200,000h
−1以下とすることが好ましい。
The gas space velocity (SV) when purifying the combustion exhaust gas of the internal combustion engine operated in the lean air-fuel ratio region using the catalyst layer according to the present invention is not particularly limited. 200,000h over 000h -1
It is preferably set to -1 or less.

【0030】そして、ガス組成を一定とした場合の脱硝
率は触媒の種類とHCの種類に依存するが、本発明の触
媒層を用いた場合は、例えばC〜Cのパラフィン、
オレフィンおよびC〜Cの芳香族HCに対しては4
50〜600℃、C〜Cのパラフィンおよびオレフ
ィンに対しては350〜550℃、C10〜C25のパ
ラフィンおよびオレフィンに対しては250〜500℃
で高い脱硝率を示すため触媒層入口温度を100℃以上
で700℃以下、好ましくは200℃以上で600℃以
下にすることが必要である。
The denitration rate when the gas composition is constant depends on the type of catalyst and the type of HC. In the case of using the catalyst layer of the present invention, for example, C 2 -C 6 paraffin,
For aromatic HC olefins and C 6 -C 9 4
50-600 ° C., 350-550 ° C. for C 6 -C 9 paraffins and olefins, 250-500 ° C. for C 10 -C 25 paraffins and olefins.
In order to exhibit a high denitrification rate, it is necessary to set the catalyst layer inlet temperature at 100 ° C. or higher to 700 ° C. or lower, preferably at 200 ° C. or higher to 600 ° C. or lower.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に限
定されるものでない。 (1)アルミナの選定 使用アルミナ担体の選定のために、表1に示すような比
表面積と細孔分布を有する種々のγ一型アルミナにおい
て、a〜cが本発明の範囲に入るアルミナであり、d〜
gが本発明の範囲外のアルミナである。なお、a〜gの
アルミナの細孔分布は、カルロエルバ社製のソープトマ
チックにより測定した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples. (1) Selection of Alumina In order to select an alumina carrier to be used, a to c are aluminas which fall within the scope of the present invention among various γ-type aluminas having specific surface areas and pore distributions as shown in Table 1. , D ~
g is alumina outside the scope of the present invention. In addition, the pore distribution of alumina of a to g was measured by a soapmatic manufactured by Carlo Elba.

【0032】[0032]

【表1】 ───────────────────────────────── アルミナ 比表面積 細 孔 分 布 (m/g) Y/Χ(%) Z/Χ(%) ───────────────────────────────── a 241 83.2 2.4 b 219 87.0 3.9 c 174 88.4 4.4 d 199 47.0 0.7 e 177 68.5 4.9 f 241 51.0 45.9 g 266 71.1 22.7 ─────────────────────────────────[Table 1] ア ル ミ ナ Alumina specific surface area pore distribution (m 2 / g) Y / Χ (%) Z / Χ (%) ─────────────────────────────────a 241 83.2 2.4 b 219 87.0 3.9 c 174 88.4 4.4 d 199 47.0 0.7 e 177 68.5 4.9 f 241 51.0 45.9 g 266 71.1 22. 7 ─────────────────────────────────

【0033】(2)触媒層の調製 以下に、本発明の触媒層を構成するための各触媒の調製
についての調製例を参考例として示す。 (イ)触媒Bの製造: [参考例1]表1のγ一型アルミナaの前駆体物質であ
るアルミナ水和物300gを硝酸銀16.1gを含む5
00ミリリットルの水溶液に浸漬した後、撹拌しながら
加熱し水分を蒸発させた。これを110℃で通風乾燥
後、空気中550℃で3時間焼成してAg/Al
を得た。つぎに、Ag/Al100gを硝酸ロジ
ウム水溶液(Rh濃度5%)0.016gおよび塩化第
二錫5水和物0.3gを含む500ミリリットル水溶液
に浸漬した後、前記Ag/Alと同様の方法にて
触媒1を得た。なお、触媒1における金属換算でのA
g、RhおよびSnの含有量は、触媒全体に対してそれ
ぞれ4.5重量%、0.0008重量%、0.1重量%
である。
(2) Preparation of Catalyst Layer Hereinafter, preparation examples of preparation of each catalyst for constituting the catalyst layer of the present invention are shown as reference examples. (A) Production of catalyst B: [Reference Example 1] A sample containing 300 g of alumina hydrate, which is a precursor of γ-type alumina a in Table 1, containing 16.1 g of silver nitrate 5
After being immersed in an aqueous solution of 00 ml, the mixture was heated with stirring to evaporate water. This is air-dried at 110 ° C., and then calcined in air at 550 ° C. for 3 hours to obtain Ag / Al 2 O 3
I got Then, after immersing the Ag / Al 2 O 3 100g 500ml aqueous solution containing rhodium nitrate solution (Rh concentration 5%) 0.016 g and stannic chloride pentahydrate 0.3 g, the Ag / Al 2 Catalyst 1 was obtained in the same manner as for O 3 . In the catalyst 1, A in metal conversion
The contents of g, Rh and Sn were 4.5% by weight, 0.0008% by weight and 0.1% by weight, respectively, based on the whole catalyst.
It is.

【0034】[参考例2〜参考例11]同様に、表1に
示すγ一型アルミナb〜gが得られる前駆体物質である
アルミナ水和物を用いた以外は、参考例1と同様にして
それぞれ触媒2(参考例2)、触媒3(参考例3)、触
媒4(参考例4)、触媒5(参考例5)、触媒6(参考
例6)、触媒7(参考例7)を得た。また、参考例1の
触媒1の調製に際し、銀の含有量を0重量%、2重量
%、3重量%および8重量%とした以外は参考例1と同
様にして、それぞれ触媒8(参考例8)、触媒9(参考
例9)、触媒10(参考例10)、触媒11(参考例1
1)を得た。
Reference Examples 2 to 11 Similarly to Reference Example 1, except that alumina hydrate, which is a precursor substance from which γ-type aluminas b to g shown in Table 1 were obtained, was used. Catalyst 2 (Reference Example 2), Catalyst 3 (Reference Example 3), Catalyst 4 (Reference Example 4), Catalyst 5 (Reference Example 5), Catalyst 6 (Reference Example 6), and Catalyst 7 (Reference Example 7) Obtained. Catalyst 8 (Reference Example 1) was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the silver content was set to 0% by weight, 2% by weight, 3% by weight, and 8% by weight when preparing Catalyst 1 of Reference Example 1. 8), Catalyst 9 (Reference Example 9), Catalyst 10 (Reference Example 10), Catalyst 11 (Reference Example 1)
1) was obtained.

【0035】(ロ)触媒Aの製造: [参考例12〜参考例17]表1に示すγ一型アルミナ
aの前駆体物質であるアルミナ水和物300gを、硝酸
ロジウム水溶液(Rh濃度5%)1.3gを含む500
ミリリットル水溶液に浸漬した後、撹拌しながら加熱し
水分を蒸発させた以外は、参考例1の触媒1と同様にし
て触媒12(参考例12)を得た。なお触媒12におけ
る金属換算でのRhの含有量は触媒全体に対して0.0
3重量%である。また、参考例12の触媒12の調製に
際し、ロジウムの含有量を0重量%、0.008重量
%、0.05重量%、2重量%とした以外は参考例10
と同様にして、それぞれ触媒13(参考例13)、触媒
14(参考例14)、触媒15(参考例15)および触
媒16(参考例16)を、さらに表1に示すγ一型アル
ミナfを用いた以外は参考例10と同様にして触媒17
(参考例17)を得た。
(B) Production of catalyst A: [Reference Examples 12 to 17] 300 g of alumina hydrate, which is a precursor of γ-type alumina a shown in Table 1, was treated with a rhodium nitrate aqueous solution (Rh concentration 5%). 500) containing 1.3 g)
Catalyst 12 (Reference Example 12) was obtained in the same manner as in Catalyst 1 of Reference Example 1, except that the resultant was immersed in a milliliter aqueous solution and then heated to evaporate water while stirring. The content of Rh in the catalyst 12 in terms of metal was 0.0
3% by weight. Reference Example 10 was repeated except that the rhodium content was changed to 0% by weight, 0.008% by weight, 0.05% by weight, and 2% by weight when preparing the catalyst 12 of Reference Example 12.
Catalyst 13 (Reference Example 13), Catalyst 14 (Reference Example 14), Catalyst 15 (Reference Example 15) and Catalyst 16 (Reference Example 16), and γ-type alumina f shown in Table 1 Catalyst 17 was used in the same manner as in Reference Example 10 except that it was used.
(Reference Example 17) was obtained.

【0036】(ハ)ハニカム触媒の製造: [参考例18および参考例19]上記の粉末触媒1の6
0gを、アルミナゾル(Αl固形分20重量%)
5gおよび水120ミリリットルと共にボールミルポッ
トに仕込み、湿式粉砕してスラリーを得た。このスラリ
ーの中に、市販の400cpsi(セル/inch
コージェライトハニカム基質からくり貫かれた直径1イ
ンチ、長さ2.5インチの円筒状コアを浸漬し、引き上
げた後余分のスラリーをエアーブローで除去し乾燥し
た。その後、500℃で30分焼成し、ハニカム1リッ
トル当たりドライ換算で150gの固形分を被覆してハ
ニカム触媒18(参考例18)を得た。
(C) Manufacture of honeycomb catalyst: [Reference Examples 18 and 19] 6 of the above powder catalyst 1
0 g of alumina sol (Αl 2 O 3 solid content 20% by weight)
5 g and 120 ml of water were charged into a ball mill pot and wet-pulverized to obtain a slurry. In this slurry, a commercially available 400 cpsi (cell / inch 2 )
A cylindrical core having a diameter of 1 inch and a length of 2.5 inches penetrated from a cordierite honeycomb substrate was immersed and pulled up, and then excess slurry was removed by air blow and dried. Then, it was baked at 500 ° C. for 30 minutes, and coated with 150 g of solid content in terms of dry weight per liter of honeycomb to obtain a honeycomb catalyst 18 (Reference Example 18).

【0037】また、上記の粉末触媒12の60gを、そ
れぞれアルミナゾル(Αl固形分10重量%)8
gおよび水120ミリリットルと共にボールミルポット
に仕込み、湿式粉砕してスラリーを得た。このスラリー
の中に、市販の400cpsi(セル/inch)コ
ージェライトハニカム基質からくり貫かれた直径1イン
チ、長さ2.5インチの円筒状コアを浸漬し、引き上げ
た後余分のスラリーをエアーブローで除去し乾燥した。
その後、500℃で30分焼成し、ハニカム1リットル
当たりドライ換算で150gの固形分を被覆してハニカ
ム触媒19(参考例19)を得た。
In addition, 60 g of the above-mentioned powdered catalyst 12 was mixed with alumina sol (Αl 2 O 3 solid content 10% by weight) 8
g and 120 ml of water were charged into a ball mill pot and wet-pulverized to obtain a slurry. A cylindrical core having a diameter of 1 inch and a length of 2.5 inches penetrated from a commercially available 400 cpsi (cell / inch 2 ) cordierite honeycomb substrate is immersed in the slurry, and the excess slurry is air blown. And dried.
Thereafter, the mixture was baked at 500 ° C. for 30 minutes, and coated with 150 g of solid content in terms of dry weight per liter of honeycomb to obtain a honeycomb catalyst 19 (Reference Example 19).

【0038】以下に上記した参考例1〜19の触媒を用
いて形成した排ガス浄化用触媒層について、種々の条件
下において脱硝性能を評価した結果について述べる。 [実施例1]参考例12の触媒12と参考例1の触媒1
をそれぞれ加圧成型した後、粉砕して粒度を350〜5
00μmに整粒し、排ガスの流通方向に対して触媒12
が前段に、触媒1が後段になるように内径15mmのス
テンレス製反応管に充填して触媒層を形成し、これを常
圧固定床流通反応装置に装着した。なお、触媒12と触
媒1の重量比は1:1である。
The results of evaluating the denitration performance of the exhaust gas purifying catalyst layers formed using the catalysts of Reference Examples 1 to 19 under various conditions will be described below. Example 1 Catalyst 12 of Reference Example 12 and Catalyst 1 of Reference Example 1
Is press-molded, and then pulverized to a particle size of 350 to 5
The particle size is adjusted to 00 μm, and the catalyst 12
Was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 15 mm so that the catalyst 1 was placed in the former stage to form a catalyst layer, and this was attached to a normal pressure fixed bed flow reactor. The weight ratio between the catalyst 12 and the catalyst 1 is 1: 1.

【0039】[性能評価例1]この触媒層に、反応管内
の排ガス温度を425℃に保ち、モデル排ガスとしてN
O:750ppm、灯油(C):4500ppm、O
:10%、SO:10ppm、HO:10%、残
部:Nからなる混合ガスを空間速度78,000h
−1で通過させた。反応管出口ガス組成の分析におい
て、NOとNOの濃度については化学発光式NOx計
で測定し、NO濃度はΡorapack Qカラムを
装着したガスクロマトグラフ・熱伝導度検出器を用いて
測定した。脱硝率は以下の式1で定義した。また、本発
明のいずれの触媒でもNOおよびNOは殆ど生成し
なかった。
[Performance Evaluation Example 1] The temperature of the exhaust gas in the reaction tube was maintained at 425 ° C.
O: 750 ppm, kerosene (C 1 ): 4500 ppm, O
2: 10%, SO 2: 10ppm, H 2 O: 10%, the balance space, a mixed gas consisting of N 2 velocity 78,000h
-1 . In the analysis of the gas composition at the outlet of the reaction tube, the concentrations of NO and NO 2 were measured with a chemiluminescent NOx meter, and the N 2 O concentration was measured with a gas chromatograph / thermal conductivity detector equipped with a Ρorapack Q column. . The denitration rate was defined by the following equation 1. Further, N 2 O and NO 2 were hardly produced by any of the catalysts of the present invention.

【0040】[0040]

【式1】 (Equation 1)

【0041】[実施例2〜8および比較例1〜8]参考
例2、3、9、10、11の触媒2、3、9、10、1
1および参考例4〜8の触媒4〜8をそれぞれ実施例1
の触媒1の代わりに用いて、上記と同様の触媒層を形成
し、同様にしてモデルガスによる評価試験を行った。触
媒2、3、9、10、11を用いた触媒層を、それぞれ
実施例2〜6とし、触媒4〜8を用いた触媒層を、それ
ぞれ比較例1〜5とした。また、実施例1の触媒12の
代わりに、参考例13〜17の触媒13〜17用いて、
実施例1と同様の触媒層を形成し、同様にしてモデルガ
スによる評価試験を行った。触媒14、15を用いた触
媒層を、それぞれ実施例7、8とし、触媒13、16、
17を用いた触媒層を、それぞれ比較例6〜8とした。
表2に、上記実施例および比較例の触媒層について初期
脱硝性能を示す。
Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 8 Catalysts 2, 3, 9, 10, and 1 of Reference Examples 2, 3, 9, 10, and 11
Example 1 and Catalysts 4 to 8 of Reference Examples 4 to 8
A catalyst layer similar to the above was formed using the catalyst 1 in place of the above-described catalyst 1, and an evaluation test using a model gas was performed in the same manner. The catalyst layers using catalysts 2, 3, 9, 10, and 11 were Examples 2 to 6, respectively, and the catalyst layers using catalysts 4 to 8 were Comparative Examples 1 to 5, respectively. Further, instead of the catalyst 12 of Example 1, the catalysts 13 to 17 of Reference Examples 13 to 17 were used,
A catalyst layer similar to that of Example 1 was formed, and an evaluation test using a model gas was performed in the same manner. The catalyst layers using the catalysts 14 and 15 are referred to as Examples 7 and 8, respectively, and the catalysts 13 and 16 and
17 were used as Comparative Examples 6 to 8, respectively.
Table 2 shows the initial denitration performance of the catalyst layers of the above Examples and Comparative Examples.

【0042】[性能評価例2(実施例9)]性能評価例
1において、参考例18のハニカム触媒18を直径15
mm、長さ32mmに、参考例19のハニカム触媒19
を直径15mm、長さ3.2mmの円筒状に加工し、排
ガスの流通方向に対してハニカム触媒19が前段に、ハ
ニカム触媒18が後段になるように、内径15mmのス
テンレス製反応管に充填した。ハニカム触媒18の触媒
層に対して、フィードするガスの空間速度を13,00
0h−1とした以外は性能評価例1と同様のモデルガス
による評価試験を行い、その結果を表2に併せて示す。
[Performance Evaluation Example 2 (Example 9)] In the performance evaluation example 1, the honeycomb catalyst 18 of Reference Example 18 was replaced with a diameter 15 mm.
mm, length 32 mm, the honeycomb catalyst 19 of Reference Example 19
Was processed into a cylindrical shape having a diameter of 15 mm and a length of 3.2 mm, and was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 15 mm such that the honeycomb catalyst 19 was at the front stage and the honeycomb catalyst 18 was at the rear stage in the flow direction of the exhaust gas. . The space velocity of the gas to be fed to the catalyst layer of the honeycomb catalyst 18 is 13,000
An evaluation test was performed using the same model gas as in Performance Evaluation Example 1 except that 0 h −1 was set, and the results are also shown in Table 2.

【0043】[0043]

【表2】 ────────────────────────── 触 媒 層 初期性能 前段 後段 脱硝率(%) ────────────────────────── 実施例1 触媒12十触媒1 75 実施例2 触媒12十触媒2 72 実施例3 触媒12十触媒3 71 比較例1 触媒12十触媒4 25 比較例2 触媒12十触媒5 9 比較例3 触媒12十触媒6 31 比較例4 触媒12十触媒7 27 比較例5 触媒12十触媒8 30 実施例4 触媒12十触媒9 69 実施例5 触媒12十触媒10 72 実施例6 触媒12十触媒11 63 比較例6 触媒13十触媒1 86 実施例7 触媒14十触媒1 77 実施例8 触媒15十触媒1 60 比較例7 触媒16十触媒1 20 比較例8 触媒17十触媒1 20 実施例9 触媒19十触媒18 70 ──────────────────────────[Table 2] ────────────────────────── Catalyst layer Initial performance First stage Second stage Denitration rate (%) ──────── 1 Example 1 Catalyst 12 and Catalyst 1 75 Example 2 Catalyst 12 and Catalyst 2 72 Example 3 Catalyst 12 and Catalyst 3 71 Comparative Example 1 Catalyst 12 Ten Catalyst 4 25 Comparative Example 2 Catalyst 12 Ten Catalyst 5 9 Comparative Example 3 Catalyst 12 Ten Catalyst 6 31 Comparative Example 4 Catalyst 12 Ten Catalyst 7 27 Comparative Example 5 Catalyst 12 Ten Catalyst 8 30 Example 4 Catalyst 12 Ten Catalyst 9 69 Implementation Example 5 Catalyst 12 and 10 Catalyst 10 72 Example 6 Catalyst 12 and 10 Catalyst 11 63 Comparative Example 6 Catalyst 13 and 10 Catalyst 1 86 Example 7 Catalyst 14 and 10 Catalyst 1 77 Example 8 Catalyst 15 and 10 Catalyst 1 60 Comparative Example 7 Catalyst 16 and 10 Catalyst 1 20 Comparative Example 8 Catalyst 17 and Catalyst 1 20 Example 9 Catalyst 19 and Catalyst 18 70 ──────────────────────────

【0044】表2より実施例1〜9および比較例6は、
初期性能が60%以上であり、比較例1〜5、7、8に
比べて優れた性能を示した。
From Table 2, Examples 1 to 9 and Comparative Example 6
The initial performance was 60% or more, showing superior performance as compared with Comparative Examples 1 to 5, 7, and 8.

【0045】[性能評価例3]実施例1の触媒層に性能
評価例1と同様のモデルガスを用いて、耐久試験を行っ
た。表3に活性が安定した時点の値を用いて求めた経時
変化率を示す。経時変化率を以下の式2で定義した。
[Performance Evaluation Example 3] A durability test was performed on the catalyst layer of Example 1 using the same model gas as in Performance Evaluation Example 1. Table 3 shows the rate of change over time obtained using the value at the time when the activity was stabilized. The change with time was defined by the following equation 2.

【0046】[0046]

【式2】 (Equation 2)

【0047】[0047]

【表3】 ──────────────────────── 触 媒 経時変化率 前段 後段 (%) ──────────────────────── 実施例1 触媒12十触媒1 28 比較例6 触媒13十触媒1 55 ──────────────────────── 表3より明らかな通り実施例1は、比較例6に比べ、耐
久後の経時変化率が小さかった。
[Table 3] 率 Catalyst Change over time First stage Second stage (%) ──────────── Example 1 Catalyst 12 and Catalyst 1 28 Comparative Example 6 Catalyst 13 and Catalyst 1 55通 り As is clear from Table 3, Example 1 had a smaller rate of change with time after endurance than Comparative Example 6.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、本発明による排ガス浄化
用触媒層および排ガス浄化用触媒被覆構造体と、これら
を用いた排ガス浄化方法によれば、SOxと水蒸気が共
存する希薄燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物を高い脱
硝率で還元浄化でき、かつ経時変化率が小さいことから
内燃機関の燃焼排ガス中の窒素酸化物の浄化に有用であ
る。
As described above, according to the exhaust gas purifying catalyst layer and the exhaust gas purifying catalyst coating structure of the present invention and the exhaust gas purifying method using the same, the lean combustion exhaust gas in which SOx and steam coexist is contained in the exhaust gas. Since nitrogen oxides contained therein can be reduced and purified at a high denitration rate and have a small rate of change with time, they are useful for purification of nitrogen oxides in combustion exhaust gas of an internal combustion engine.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01D 53/36 102A 102B (72)発明者 加岳井 敦 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 船曳 正起 静岡県沼津市一本松678 エヌ・イーケム キャット株式会社沼津工場内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI B01D 53/36 102A 102B (72) Inventor Atsushi Katakei 3-18-5, Chugoku, Ichikawa-shi, Chiba Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. 72) Inventor Masaki Funabiki 678 Ipponmatsu, Numazu City, Shizuoka Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミナ担体に、0.001〜1重量%
のロジウムを含有させてなる触媒Aと、アルミナ担体
に、0.0001〜0.1重量%のロジウムと、錫およ
び銀を含有させてなる触媒Bとから構成され、前記両ア
ルミナ担体は窒素ガス吸着法により測定された細孔半径
と細孔容積の関係が、細孔半径300オングストローム
以下の細孔の占める細孔容積の合計値をXとし、細孔半
径25オングストローム以上で100オングストローム
未満の細孔の占める細孔容積の合計値をYとし、細孔半
径100オングストローム以上で300オングストロー
ム以下の細孔の占める細孔容積の合計値をZとしたと
き、YがXの70%以上であり、ZがXの20%以下で
あるような細孔構造を有することを特徴とする排ガス浄
化用触媒層。
1. An alumina carrier containing 0.001 to 1% by weight
And a catalyst B containing 0.0001 to 0.1% by weight of rhodium and tin and silver in an alumina carrier, and the alumina carrier contains nitrogen gas. The relationship between the pore radius and the pore volume measured by the adsorption method is as follows: X is the total value of the pore volume occupied by pores having a pore radius of 300 Å or less, and a fine pore having a pore radius of 25 Å or more and less than 100 Å. When the total value of the pore volume occupied by the pores is Y and the total value of the pore volume occupied by the pores having a radius of 100 Å or more and 300 Å or less is Z, Y is 70% or more of X; An exhaust gas purifying catalyst layer having a pore structure in which Z is 20% or less of X.
【請求項2】 多数の貫通孔を有する耐火性材料からな
る一体構造の支持基質における少なくとも貫通孔の内表
面に請求項1記載の触媒層を区分して被覆してなる排ガ
ス浄化用触媒被覆構造体。
2. A catalyst coating structure for purifying an exhaust gas, wherein at least an inner surface of a through-hole in a support substrate having an integral structure made of a refractory material having a large number of through-holes is divided and coated with the catalyst layer according to claim 1. body.
【請求項3】 希薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼
排ガスを、触媒含有層と接触させることからなる炭化水
素を還元剤とする排ガス浄化方法において、前記触媒含
有層に含まれる触媒は請求項1記載の排ガス浄化用触媒
層であることを特徴とする排ガス浄化方法。
3. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, which comprises contacting flue gas of an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer, wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is Item 7. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst layer according to Item 1.
【請求項4】 希薄空燃比で運転される内燃機関の燃焼
排ガスを、触媒含有層と接触させることからなる炭化水
素を還元剤とする排ガス浄化方法において、前記触媒含
有層に含まれる触媒は請求項2記載の排ガス浄化用触媒
被覆構造体で構成することを特徴とする排ガス浄化方
法。
4. A method for purifying exhaust gas using a hydrocarbon as a reducing agent, which comprises contacting flue gas from an internal combustion engine operated at a lean air-fuel ratio with a catalyst-containing layer, wherein the catalyst contained in the catalyst-containing layer is Item 3. An exhaust gas purifying method comprising the exhaust gas purifying catalyst-coated structure according to Item 2.
【請求項5】 排ガスの流通方向に対して排ガス浄化用
触媒層に含まれる触媒Aが前段に、触媒Bが後段に区分
されて配置されていることを特徴とする請求項3または
4記載の排ガス浄化方法。
5. The catalyst according to claim 3, wherein the catalyst A contained in the exhaust gas purifying catalyst layer is disposed at a front stage and the catalyst B is disposed at a rear stage in a flow direction of the exhaust gas. Exhaust gas purification method.
JP9113379A 1997-04-15 1997-04-15 Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same Pending JPH10286463A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9113379A JPH10286463A (en) 1997-04-15 1997-04-15 Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9113379A JPH10286463A (en) 1997-04-15 1997-04-15 Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10286463A true JPH10286463A (en) 1998-10-27

Family

ID=14610809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9113379A Pending JPH10286463A (en) 1997-04-15 1997-04-15 Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10286463A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010504205A (en) * 2006-09-20 2010-02-12 ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー Catalyst for reducing NOx in exhaust gas flow and method for producing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010504205A (en) * 2006-09-20 2010-02-12 ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー Catalyst for reducing NOx in exhaust gas flow and method for producing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10174886A (en) Waste gas cleaning catalyst layer, waste gas cleaning catalyst covered structural body and waste gas cleaning method
JPH11128688A (en) Purification of waste gas
JP4058503B2 (en) Exhaust gas purification catalyst layer, exhaust gas purification catalyst coating structure, and exhaust gas purification method using the same
JPH09299763A (en) Denitration catalyst layer and denitrating method
JPH10286463A (en) Catalytic layer for purification of exhaust gas, catalytic structure for purification of exhaust gas and method for purifying exhaust gas with the same
JPH11557A (en) Catalyst layer for purification of exhaust gas, catalyst structural body for purification of exhaust gas and purifying method of exhaust gas using these
JPH11128689A (en) Purification of waste gas
JP2002370030A (en) Exhaust cleaning catalyst and exhaust cleaning method using the same
JPH1066871A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas, structural body coated with catalyst and method for cleaning exhaust gas
JP3682476B2 (en) NOx removal catalyst, method for producing the same, and exhaust gas NOx removal method using the same
JPH10118489A (en) Catalyst layer for purifying exhaust gas, catalyst structure for purifying exhaust gas, and method for purifying exhaust gas thereby
JPH11104492A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure, and exhaust gas purifying process using the layer and the structure
JPH1110002A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst-coated structural body, and exhaust gas purifying method
JPH1170338A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust purifying process using structure
JPH1176839A (en) Exhaust gas cleaning catalysis layer, exhaust gas cleaning catalysis coated structure, and exhaust gas cleaning method using them
JPH10137584A (en) Exhaust gas purifying catalytic layer, exhaust gas purifying catalytic coated structure and exhaust gas purifying method by the same
JPH10113559A (en) Exhaust gas purifying catalyst layer, exhaust gas purifying catalyst structure and exhaust gas purifying process using them
JPH10128126A (en) Catalyst bed for purifying exhaust gas, catalyst coated structure for purifying exhaust gas and purification of exhaust gas
JPH10128070A (en) Exhaust gas purifying catalytic layer, exhaust gas purifying catalyst coated structure and exhaust gas purifying method thereby
JPH0966223A (en) Catalyst mechanism for purifying exhaust gas and purification of exhaust gas
JPH10118502A (en) Catalyst for purification of exhaust gas, structural body coated with the catalyst and method for purifying exhaust gas
JPH10235157A (en) Purification of nox in exhaust gas
JPH11226403A (en) Catalyst layer for purification of exhaust gas, catalyst-coated structure for purification of exhaust gas, and purifying method of exhaust gas using that
JPH105594A (en) Catalyst bed for cleaning of exhaust, gas catalytic structure for cleaning of exhaust gas and method for cleaning exhaust gas with the same
JPH105602A (en) Catalyst for purifying exhaust gas and exhaust gas purification