JP2001219068A - 有機化合物燃焼除去触媒および燃焼除去法 - Google Patents
有機化合物燃焼除去触媒および燃焼除去法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】副生物の生成を抑制し、より低温でより高い燃
焼除去能を持つ触媒を用いて、有機化合物を燃焼除去す
る方法を提供する。 【解決手段】白金族元素を少なくとも１種以上含有した
金属酸化物を前段に、白金族元素を少なくとも１種以上
含有した金属酸化物及びゼオライトの混合物を後段に配
した有機化合物燃焼除去触媒を有機化合物と接触させ、
有機化合物を燃焼除去する。
焼除去能を持つ触媒を用いて、有機化合物を燃焼除去す
る方法を提供する。 【解決手段】白金族元素を少なくとも１種以上含有した
金属酸化物を前段に、白金族元素を少なくとも１種以上
含有した金属酸化物及びゼオライトの混合物を後段に配
した有機化合物燃焼除去触媒を有機化合物と接触させ、
有機化合物を燃焼除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を含む
ガスから有機化合物を除去する触媒および除去法に関
し、特にガス中に含まれる希薄な有機化合物を除去する
触媒、およびそれを用いた燃焼除去法に関するものであ
る。
ガスから有機化合物を除去する触媒および除去法に関
し、特にガス中に含まれる希薄な有機化合物を除去する
触媒、およびそれを用いた燃焼除去法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】有機化合物は、各種の化学工場で有用な
中間原料や製品として生産されるが、その製造工程にお
いて一部大気中に放出されたり、廃棄物焼却場の排ガス
中にも含まれたりする。それらの中には人体にとって有
害なものや大気汚染、地球の温暖化の原因となるものも
あり、何等かの排出抑制技術が必要とされている。
中間原料や製品として生産されるが、その製造工程にお
いて一部大気中に放出されたり、廃棄物焼却場の排ガス
中にも含まれたりする。それらの中には人体にとって有
害なものや大気汚染、地球の温暖化の原因となるものも
あり、何等かの排出抑制技術が必要とされている。
【０００３】有機化合物を除去する技術としては、吸着
法、直接燃焼法、触媒燃焼法が知られている。吸着法の
場合、高濃度の有機化合物の除去には有効であるが、低
濃度の場合除去効率が悪い。また直接燃焼の場合、８０
０℃以上の高温が必要なため経済的ではなく、窒素酸化
物の生成といった２次公害も懸念される。
法、直接燃焼法、触媒燃焼法が知られている。吸着法の
場合、高濃度の有機化合物の除去には有効であるが、低
濃度の場合除去効率が悪い。また直接燃焼の場合、８０
０℃以上の高温が必要なため経済的ではなく、窒素酸化
物の生成といった２次公害も懸念される。
【０００４】触媒燃焼法として、例えば特開平４−２５
０８２５号公報において、ハロゲン含有有機化合物を含
む気体を酸性ゼオライトと接触させることを特徴とする
ハロゲン含有有機化合物を含む気体の処理方法が開示さ
れている。この方法によると、酸性ゼオライトまたは周
期律表の第２周期から第６周期に属する金属の一種以上
を担持および／又は置換した酸性ゼオライトに接触さ
せ、ハロゲン含有有機化合物を処理する方法が開示され
ている。
０８２５号公報において、ハロゲン含有有機化合物を含
む気体を酸性ゼオライトと接触させることを特徴とする
ハロゲン含有有機化合物を含む気体の処理方法が開示さ
れている。この方法によると、酸性ゼオライトまたは周
期律表の第２周期から第６周期に属する金属の一種以上
を担持および／又は置換した酸性ゼオライトに接触さ
せ、ハロゲン含有有機化合物を処理する方法が開示され
ている。
【０００５】特開平４−２８４８４９号公報において
１，２−ジクロロエタン分解触媒および１，２−ジクロ
ロエタンを含む排ガスの処理方法が開示されている。こ
の方法によると、酸性ゼオライトまたは酸性ゼオライト
に遷移金属を担持および／又はイオン交換していること
を特徴とする１，２−ジクロロエタン分解触媒が開示さ
れている。
１，２−ジクロロエタン分解触媒および１，２−ジクロ
ロエタンを含む排ガスの処理方法が開示されている。こ
の方法によると、酸性ゼオライトまたは酸性ゼオライト
に遷移金属を担持および／又はイオン交換していること
を特徴とする１，２−ジクロロエタン分解触媒が開示さ
れている。
【０００６】特開平８−３８８９６号公報において、揮
発性有機塩素化合物分解用触媒が開示されている。この
方法によると、揮発性有機塩素化合物を水蒸気と酸素と
の共存下で分解できる触媒であって、ジルコニアを主成
分とする担体に主触媒活性金属成分として白金、パラジ
ウム、ルテニウムからなる群より選ばれた少なくとも１
種を担持し、助触媒成分として酸化ほう素を担持した触
媒であり、主触媒活性成分の担持量が触媒に対して金属
換算０．１〜５重量％相当、助触媒成分の担持量が触媒
に対して三酸化二ほう素として２〜５重量％相当量であ
る触媒が開示されている。
発性有機塩素化合物分解用触媒が開示されている。この
方法によると、揮発性有機塩素化合物を水蒸気と酸素と
の共存下で分解できる触媒であって、ジルコニアを主成
分とする担体に主触媒活性金属成分として白金、パラジ
ウム、ルテニウムからなる群より選ばれた少なくとも１
種を担持し、助触媒成分として酸化ほう素を担持した触
媒であり、主触媒活性成分の担持量が触媒に対して金属
換算０．１〜５重量％相当、助触媒成分の担持量が触媒
に対して三酸化二ほう素として２〜５重量％相当量であ
る触媒が開示されている。
【０００７】特公平６−８７９５０号公報において、炭
化水素、ハロゲン化炭化水素および一酸化炭素を含有す
る廃ガスを接触反応させる方法および装置が開示されて
いる。この方法によると、殊に塩化ビニルの合成からの
炭化水素、ハロゲン化炭化水素および一酸化炭素を含有
する廃ガスを接触させる方法において、廃ガスを３００
〜８００℃で、まず酸化分解するための触媒を含有する
第１帯域に導通し、次に酸化燃焼するための触媒を含有
する第２帯域に導通することを特徴とする、炭化水素、
ハロゲン化炭化水素および一酸化炭素を含有する廃ガス
を接触させる方法であって、第１帯域の触媒の触媒活性
物質は場合によっては元素Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、の
一つまたはそれ以上の酸化化合物０．１〜２０重量％を
含有する酸化アルミニウム、二酸化珪素および／または
ゼオライトであり、第２帯域の触媒の触媒活性物質は白
金および／またはパラジウムまたは白金およびロジウム
である接触反応方法が開示されている。
化水素、ハロゲン化炭化水素および一酸化炭素を含有す
る廃ガスを接触反応させる方法および装置が開示されて
いる。この方法によると、殊に塩化ビニルの合成からの
炭化水素、ハロゲン化炭化水素および一酸化炭素を含有
する廃ガスを接触させる方法において、廃ガスを３００
〜８００℃で、まず酸化分解するための触媒を含有する
第１帯域に導通し、次に酸化燃焼するための触媒を含有
する第２帯域に導通することを特徴とする、炭化水素、
ハロゲン化炭化水素および一酸化炭素を含有する廃ガス
を接触させる方法であって、第１帯域の触媒の触媒活性
物質は場合によっては元素Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、の
一つまたはそれ以上の酸化化合物０．１〜２０重量％を
含有する酸化アルミニウム、二酸化珪素および／または
ゼオライトであり、第２帯域の触媒の触媒活性物質は白
金および／またはパラジウムまたは白金およびロジウム
である接触反応方法が開示されている。
【０００８】特願平１１−３３４１４７号において、有
機化合物燃焼触媒および有機化合物燃焼除去方法が開示
されている。この方法によると、白金族元素を少なくと
も１種以上含む金属酸化物とＩＡ族及び／またはＩＩＡ
族のイオンで交換されたゼオライトの混合物に有機化合
物を接触させ、有機化合物を処理する方法が開示されて
いる。またアルミナの細孔半径の分布が極大値を示すと
ころの細孔半径をａオングストロームとしたときに、ａ
±２５オングストロームの半径を有する細孔の容積が全
細孔容積の６５％以上であり、かつ希土類元素の含有量
が１ｗｔ％以下のアルミナに、白金族元素を少なくとも
１種以上含有させた触媒に有機化合物を接触させ、有機
化合物を処理する方法が開示されている。
機化合物燃焼触媒および有機化合物燃焼除去方法が開示
されている。この方法によると、白金族元素を少なくと
も１種以上含む金属酸化物とＩＡ族及び／またはＩＩＡ
族のイオンで交換されたゼオライトの混合物に有機化合
物を接触させ、有機化合物を処理する方法が開示されて
いる。またアルミナの細孔半径の分布が極大値を示すと
ころの細孔半径をａオングストロームとしたときに、ａ
±２５オングストロームの半径を有する細孔の容積が全
細孔容積の６５％以上であり、かつ希土類元素の含有量
が１ｗｔ％以下のアルミナに、白金族元素を少なくとも
１種以上含有させた触媒に有機化合物を接触させ、有機
化合物を処理する方法が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】特開平４−２５０８２
５号公報、特開平４−２８４８４９号公報において、ハ
ロゲン含有有機化合物を含む気体を酸性ゼオライトまた
は周期律表の第２周期から第６周期に属する金属の一種
以上を担持および／又は置換した酸性ゼオライトに接触
させ、ハロゲン含有有機化合物を処理する方法が開示さ
れているが、燃焼除去対象以外のハロゲン含有有機化合
物が副生するなど、ハロゲン含有有機化合物の浄化性能
は不十分であった。
５号公報、特開平４−２８４８４９号公報において、ハ
ロゲン含有有機化合物を含む気体を酸性ゼオライトまた
は周期律表の第２周期から第６周期に属する金属の一種
以上を担持および／又は置換した酸性ゼオライトに接触
させ、ハロゲン含有有機化合物を処理する方法が開示さ
れているが、燃焼除去対象以外のハロゲン含有有機化合
物が副生するなど、ハロゲン含有有機化合物の浄化性能
は不十分であった。
【００１０】特開平８−３８８９６号公報、および特公
平６−８７９５０号公報において開示されている方法に
よるハロゲン含有有機化合物の燃焼除去では、ハロゲン
含有有機化合物を完全に燃焼除去するためには５００℃
以上と比較的高温が必要であった。
平６−８７９５０号公報において開示されている方法に
よるハロゲン含有有機化合物の燃焼除去では、ハロゲン
含有有機化合物を完全に燃焼除去するためには５００℃
以上と比較的高温が必要であった。
【００１１】特願平１１−３３４１４７号において開示
されている方法による有機化合物の燃焼除去では、高い
浄化性能を示しているが、更に低温で有機化合物を浄化
することのできる触媒が望まれていた。
されている方法による有機化合物の燃焼除去では、高い
浄化性能を示しているが、更に低温で有機化合物を浄化
することのできる触媒が望まれていた。
【００１２】本発明の目的は、有機化合物を燃焼除去す
る方法において、副生物の生成を抑制し、より高い燃焼
除去能を持つ触媒を用いて、有機化合物を燃焼除去する
方法を提供するものである。
る方法において、副生物の生成を抑制し、より高い燃焼
除去能を持つ触媒を用いて、有機化合物を燃焼除去する
方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、前段に白金族元素を
含有した金属酸化物を、後段に白金族元素を含有した金
属酸化物とゼオライトの混合物を配したものを触媒とし
て用いることにより、有機化合物を含むガスから、浄化
対象以外の有機化合物を副生することなく、より低い温
度において、高い効率で有機化合物を燃焼除去出来るこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
解決するために鋭意検討した結果、前段に白金族元素を
含有した金属酸化物を、後段に白金族元素を含有した金
属酸化物とゼオライトの混合物を配したものを触媒とし
て用いることにより、有機化合物を含むガスから、浄化
対象以外の有機化合物を副生することなく、より低い温
度において、高い効率で有機化合物を燃焼除去出来るこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】即ち本発明は、白金族元素を少なくとも１
種以上含有した金属酸化物を前段に、白金族元素を少な
くとも１種以上含有した金属酸化物及びゼオライトの混
合物を後段に配することを特徴とする、有機化合物燃焼
除去触媒である。また本発明は、上述の有機化合物燃焼
除去触媒を有機化合物と接触させることを特徴とする、
有機化合物燃焼除去法である。以下、本発明を詳細に説
明する。
種以上含有した金属酸化物を前段に、白金族元素を少な
くとも１種以上含有した金属酸化物及びゼオライトの混
合物を後段に配することを特徴とする、有機化合物燃焼
除去触媒である。また本発明は、上述の有機化合物燃焼
除去触媒を有機化合物と接触させることを特徴とする、
有機化合物燃焼除去法である。以下、本発明を詳細に説
明する。
【００１５】本発明に用いられる触媒は、白金族元素を
少なくとも１種以上含有した金属酸化物と、白金族元素
を少なくとも１種以上含有した金属酸化物及びゼオライ
トの混合物とからなる。
少なくとも１種以上含有した金属酸化物と、白金族元素
を少なくとも１種以上含有した金属酸化物及びゼオライ
トの混合物とからなる。
【００１６】ゼオライトとは一般に Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｙＳｉＯ2・ｚＨ2Ｏ （但し、ｎは陽イオンＭの原子価、ｙは２以上の数、ｚ
は０以上の数である）の組成を有する結晶性アルミノシ
リケートであり、天然品および合成品として多くの種類
が知られている。本発明に用いられるゼオライトの種類
は特に限定はされないが、高い耐久性を得るためにはＳ
ｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が１０以上であることが好まし
い。代表的には、フェリエライト、Ｙ、エリオナイト、
モルデナイト、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、ベータ等を
挙げることが出来る。これらのゼオライトは、天然品お
よび合成品をそのまま用いても、またこれらをイオン交
換、あるいは焼成して用いても一向に差し支えない。こ
の時の陽イオン種は特に限定されないが、ＩＡ族、ＩＩ
Ａ族が好ましく、更に好ましくはＩＩＡ族であり、特に
カルシウムイオンが好ましい。また複数の種類の元素を
含有していても差し支えない。
は０以上の数である）の組成を有する結晶性アルミノシ
リケートであり、天然品および合成品として多くの種類
が知られている。本発明に用いられるゼオライトの種類
は特に限定はされないが、高い耐久性を得るためにはＳ
ｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が１０以上であることが好まし
い。代表的には、フェリエライト、Ｙ、エリオナイト、
モルデナイト、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、ベータ等を
挙げることが出来る。これらのゼオライトは、天然品お
よび合成品をそのまま用いても、またこれらをイオン交
換、あるいは焼成して用いても一向に差し支えない。こ
の時の陽イオン種は特に限定されないが、ＩＡ族、ＩＩ
Ａ族が好ましく、更に好ましくはＩＩＡ族であり、特に
カルシウムイオンが好ましい。また複数の種類の元素を
含有していても差し支えない。
【００１７】本発明において金属酸化物とは、ＩＶＡ
族、ＶＡ族、ＶＩＡ族、ＶＩＩＡ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ
族、ＩＩＢ族、ＩＩＩＢ族、ＩＶＢ族、およびＶＢ族の
酸化物であり、これらの元素のうち１種以上を含む酸化
物である。中でもアルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウムまたはシリカが好ましい。
族、ＶＡ族、ＶＩＡ族、ＶＩＩＡ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ
族、ＩＩＢ族、ＩＩＩＢ族、ＩＶＢ族、およびＶＢ族の
酸化物であり、これらの元素のうち１種以上を含む酸化
物である。中でもアルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウムまたはシリカが好ましい。
【００１８】アルミナは多孔質であることが知られてい
るが、一般的にはアルミナの細孔の大きさは必ずしも一
定ではなく、その細孔半径はある範囲内に分布を示すも
のである。本発明の金属酸化物としてアルミナを用いる
場合に、用いられるアルミナには特に限定はないが、細
孔半径の分布を求めた場合に、分布が極大値を示すとこ
ろの細孔半径をａオングストロームとしたときに、ａ±
２５オングストロームの半径を有する細孔が多く存在す
るものが好ましく、そのような細孔の容積が全細孔容積
に対して６５％以上を占めるものが好ましい。ａ±２５
オングストロームの半径を有する細孔の容積が全細孔容
積の６５％以上より大きいアルミナでは、有機化合物の
高い燃焼除去効率が得られやすいからである。この理由
は明らかでないが、有機化合物燃焼除去触媒の性能は、
触媒として用いられるアルミナの細孔の大きさ（半径）
よりも、細孔の大きさ（半径）の分布に大きく影響を受
けることが明かとなった。
るが、一般的にはアルミナの細孔の大きさは必ずしも一
定ではなく、その細孔半径はある範囲内に分布を示すも
のである。本発明の金属酸化物としてアルミナを用いる
場合に、用いられるアルミナには特に限定はないが、細
孔半径の分布を求めた場合に、分布が極大値を示すとこ
ろの細孔半径をａオングストロームとしたときに、ａ±
２５オングストロームの半径を有する細孔が多く存在す
るものが好ましく、そのような細孔の容積が全細孔容積
に対して６５％以上を占めるものが好ましい。ａ±２５
オングストロームの半径を有する細孔の容積が全細孔容
積の６５％以上より大きいアルミナでは、有機化合物の
高い燃焼除去効率が得られやすいからである。この理由
は明らかでないが、有機化合物燃焼除去触媒の性能は、
触媒として用いられるアルミナの細孔の大きさ（半径）
よりも、細孔の大きさ（半径）の分布に大きく影響を受
けることが明かとなった。
【００１９】また、本発明でアルミナを用いる場合、そ
のアルミナは希土類元素の含有量が１ｗｔ％以下のもの
が好ましく、更に好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、
特に検出限界以下のものが好ましい。ここで言う希土類
元素とは、原子番号５７〜７１およびスカンジウム、イ
ットリウムであり、その含有量は元素分析（ＩＣＰ）で
測定することができる。希土類元素の含有量が１ｗｔ％
以下の場合、有機化合物の高い燃焼除去効率が得られや
すい。一方、希土類元素以外の元素を含んでいても何ら
問題ない。
のアルミナは希土類元素の含有量が１ｗｔ％以下のもの
が好ましく、更に好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、
特に検出限界以下のものが好ましい。ここで言う希土類
元素とは、原子番号５７〜７１およびスカンジウム、イ
ットリウムであり、その含有量は元素分析（ＩＣＰ）で
測定することができる。希土類元素の含有量が１ｗｔ％
以下の場合、有機化合物の高い燃焼除去効率が得られや
すい。一方、希土類元素以外の元素を含んでいても何ら
問題ない。
【００２０】白金族元素とは、ルテニウム、オスミウ
ム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金の６元素
のことであり、中でも白金が好ましい。
ム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金の６元素
のことであり、中でも白金が好ましい。
【００２１】金属酸化物に白金族元素を含有させる方法
は特に限定されず、含浸担持法、イオン交換法等により
行なえばよい。例えば金属酸化物に白金をイオン交換す
る場合、白金イオンを含む溶液に金属酸化物を投入し、
２０〜１００℃で５分〜１００時間攪拌して行なえばよ
い。また、例えばアルミナに白金を含浸担持する場合、
白金イオンを含む用液にアルミナを投入し、その後溶液
を除去して行えばよい。使用する白金塩としてはアンミ
ン錯塩、ジニトロジアンミン錯塩、塩化物等が挙げられ
る。
は特に限定されず、含浸担持法、イオン交換法等により
行なえばよい。例えば金属酸化物に白金をイオン交換す
る場合、白金イオンを含む溶液に金属酸化物を投入し、
２０〜１００℃で５分〜１００時間攪拌して行なえばよ
い。また、例えばアルミナに白金を含浸担持する場合、
白金イオンを含む用液にアルミナを投入し、その後溶液
を除去して行えばよい。使用する白金塩としてはアンミ
ン錯塩、ジニトロジアンミン錯塩、塩化物等が挙げられ
る。
【００２２】白金族元素の含有量は特に限定されない
が、高い触媒性能を得るためには、白金族元素の含有量
は重量パーセントで表して、白金族元素と金属酸化物の
合計量に対して０．０００５〜１０．０ｗｔ％が好まし
く、０．０１〜８．０ｗｔ％が更に好ましい。
が、高い触媒性能を得るためには、白金族元素の含有量
は重量パーセントで表して、白金族元素と金属酸化物の
合計量に対して０．０００５〜１０．０ｗｔ％が好まし
く、０．０１〜８．０ｗｔ％が更に好ましい。
【００２３】本発明の触媒は、前段に白金族元素を少な
くとも１種以上含有した金属酸化物を、後段に白金族元
素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物及びゼオラ
イトの混合物を配することを特徴とする。前段の白金族
元素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物と、後段
の白金族元素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物
及びゼオライトの混合物との割合は特に限定されない
が、重量比で１：２０〜２：１とすることで特に本発明
の触媒性能が発揮される。
くとも１種以上含有した金属酸化物を、後段に白金族元
素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物及びゼオラ
イトの混合物を配することを特徴とする。前段の白金族
元素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物と、後段
の白金族元素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物
及びゼオライトの混合物との割合は特に限定されない
が、重量比で１：２０〜２：１とすることで特に本発明
の触媒性能が発揮される。
【００２４】また後段の混合物中の、白金族元素を少な
くとも１種以上含有した金属酸化物と、ゼオライトとの
割合は特に限定されないが、重量比で１：２０〜２０：
１とすることで特に本発明の触媒性能が発揮される。
くとも１種以上含有した金属酸化物と、ゼオライトとの
割合は特に限定されないが、重量比で１：２０〜２０：
１とすることで特に本発明の触媒性能が発揮される。
【００２５】後段において白金族元素を少なくとも１種
以上含有した金属酸化物とゼオライトとの混合物は均一
であることが好ましく、また粉末などのより粒子の細か
い状態での混合物であることが好ましい。混合する方法
は特に限定されず、例えば粉末状や、スラリー状で混合
し、最終的に均一に混合されればよい。また、あらかじ
め金属酸化物とゼオライト混合し、金属酸化物上に選択
的に白金族元素を少なくとも１種以上含有させてもよ
い。
以上含有した金属酸化物とゼオライトとの混合物は均一
であることが好ましく、また粉末などのより粒子の細か
い状態での混合物であることが好ましい。混合する方法
は特に限定されず、例えば粉末状や、スラリー状で混合
し、最終的に均一に混合されればよい。また、あらかじ
め金属酸化物とゼオライト混合し、金属酸化物上に選択
的に白金族元素を少なくとも１種以上含有させてもよ
い。
【００２６】前段の白金族元素を少なくとも１種以上含
有した金属酸化物と、後段の白金族元素を少なくとも１
種以上含有した金属酸化物及びゼオライトの混合物は、
触媒として用いるに際して、乾燥や焼成等の前処理を行
なってから用いてもよい。
有した金属酸化物と、後段の白金族元素を少なくとも１
種以上含有した金属酸化物及びゼオライトの混合物は、
触媒として用いるに際して、乾燥や焼成等の前処理を行
なってから用いてもよい。
【００２７】本発明の有機化合物燃焼除去触媒は、粉末
状、ペレット状体、ハニカム状体等の形状、構造等は問
わず、アルミナゾル、シリカゾルや粘土等のバインダー
を加えて所定の形状に成型したり、水を加えてスラリー
状とし、ハニカム等の形状のアルミナ、マグネシア、コ
ージェライト等の耐火性基材上に塗布してから使用して
もよい。
状、ペレット状体、ハニカム状体等の形状、構造等は問
わず、アルミナゾル、シリカゾルや粘土等のバインダー
を加えて所定の形状に成型したり、水を加えてスラリー
状とし、ハニカム等の形状のアルミナ、マグネシア、コ
ージェライト等の耐火性基材上に塗布してから使用して
もよい。
【００２８】本発明の触媒は、前述のように前段及び後
段からなるものであり、処理されるガス流の上流側に前
段、下流側に後段を配すればよい。この時、前段と後段
とは互いに接するように配してもよいし、または互いに
距離をおいて離して配してもよく、その距離には特に限
定はなく任意に選択できる。
段からなるものであり、処理されるガス流の上流側に前
段、下流側に後段を配すればよい。この時、前段と後段
とは互いに接するように配してもよいし、または互いに
距離をおいて離して配してもよく、その距離には特に限
定はなく任意に選択できる。
【００２９】本発明で除去される有機化合物とは、分子
構造中に水素、ハロゲン元素、酸素等を含んでいてもよ
い炭素化合物であり、特に限定はされないが、例えばメ
タン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、ブタ
ジエン、ベンゼン、キシレン、トルエン、クロロホル
ム、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、
臭化メチル、１，２−ジクロロエタン、塩化ビニルモノ
マー、モノクロロベンゼン、フロン類、ＰＣＢ、ダイオ
キシン等が挙げられる。中でも有機化合物が、ハロゲン
含有有機化合物および／または２９３．１５Ｋにおける
蒸気圧が０．０１ｋＰａ以上である有機化合物および／
または炭素数が２の炭化水素および／または炭素数２の
塩素化炭化水素に対して特に有効である。
構造中に水素、ハロゲン元素、酸素等を含んでいてもよ
い炭素化合物であり、特に限定はされないが、例えばメ
タン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、ブタ
ジエン、ベンゼン、キシレン、トルエン、クロロホル
ム、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、
臭化メチル、１，２−ジクロロエタン、塩化ビニルモノ
マー、モノクロロベンゼン、フロン類、ＰＣＢ、ダイオ
キシン等が挙げられる。中でも有機化合物が、ハロゲン
含有有機化合物および／または２９３．１５Ｋにおける
蒸気圧が０．０１ｋＰａ以上である有機化合物および／
または炭素数が２の炭化水素および／または炭素数２の
塩素化炭化水素に対して特に有効である。
【００３０】尚本発明でハロゲンとはフッ素、塩素、臭
素、ヨウ素を示す。また２９３．１５Ｋにおいて０．０
１ｋＰａ以上の蒸気圧を有する有機化合物とは、揮発性
有機化合物を表す定義の一つであり、例えばメタン、エ
タン、プロパン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、
ベンゼン、キシレン、トルエン、クロロホルム、ジクロ
ロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、臭化メチ
ル、１，２−ジクロロエタン、塩化ビニルモノマー、モ
ノクロロベンゼン、フロン類等が挙げられる。
素、ヨウ素を示す。また２９３．１５Ｋにおいて０．０
１ｋＰａ以上の蒸気圧を有する有機化合物とは、揮発性
有機化合物を表す定義の一つであり、例えばメタン、エ
タン、プロパン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、
ベンゼン、キシレン、トルエン、クロロホルム、ジクロ
ロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、臭化メチ
ル、１，２−ジクロロエタン、塩化ビニルモノマー、モ
ノクロロベンゼン、フロン類等が挙げられる。
【００３１】有機化合物を燃焼除去する際は、処理され
るガス中に有機化合物濃度１％以下で存在することが好
ましい。また処理されるガスの空間速度、温度等は特に
限定されないが、空間速度１００〜５０００００ｈ
ｒ-1、温度１００〜７００℃であることが好ましい。
るガス中に有機化合物濃度１％以下で存在することが好
ましい。また処理されるガスの空間速度、温度等は特に
限定されないが、空間速度１００〜５０００００ｈ
ｒ-1、温度１００〜７００℃であることが好ましい。
【００３２】有機化合物を燃焼除去する際、処理される
ガス中に水、酸素、水素、塩化水素、窒素酸化物、硫黄
酸化物、炭化水素、微粒子などを含んでいても構わな
い。
ガス中に水、酸素、水素、塩化水素、窒素酸化物、硫黄
酸化物、炭化水素、微粒子などを含んでいても構わな
い。
【００３３】以下、実施例において本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定される
ものではない。
に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定される
ものではない。
【００３４】
【実施例】実施例１＜触媒１の調製＞ アルミナ（住友化学工業株式会社製 商品名「ＴＡ−１
３０１」）２０ｇを、２８．５ｍＭのジニトロジアンミ
ン白金水溶液１８０ミリリットル中に投入し、３０℃で
２時間攪拌した後、固液分離し純水で洗浄し、１１０℃
で２０時間乾燥を行ない白金担持アルミナを得た。白金
の含有量は、元素分析（ＩＣＰ）の結果４．３ｗｔ％で
あり、希土類元素は検出されなかった。またアルミナの
細孔半径の分布が極大値を示すところの細孔半径をａオ
ングストロームとしたときに、ａ±２５オングストロー
ムの半径を有する細孔の容積は、窒素吸着量測定の結
果、全体の細孔容積の９０％であった。こうして得られ
た白金担持アルミナを前段触媒とした。
３０１」）２０ｇを、２８．５ｍＭのジニトロジアンミ
ン白金水溶液１８０ミリリットル中に投入し、３０℃で
２時間攪拌した後、固液分離し純水で洗浄し、１１０℃
で２０時間乾燥を行ない白金担持アルミナを得た。白金
の含有量は、元素分析（ＩＣＰ）の結果４．３ｗｔ％で
あり、希土類元素は検出されなかった。またアルミナの
細孔半径の分布が極大値を示すところの細孔半径をａオ
ングストロームとしたときに、ａ±２５オングストロー
ムの半径を有する細孔の容積は、窒素吸着量測定の結
果、全体の細孔容積の９０％であった。こうして得られ
た白金担持アルミナを前段触媒とした。
【００３５】ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比２５．７のベー
タ型ゼオライト（東ソー株式会社製商品名「ＨＳＺ−９
３０−ＨＯＡ」）５０ｇを０．６９Ｍ酢酸カルシウム水
溶液４５０ミリリットルに投入し、６０℃で２０時間攪
拌してイオン交換を行なった。スラリーを固液分離後、
ゼオライトケーキを０．６９Ｍの塩化カルシウム水溶液
４５０ミリリットルに投入して、再度６０℃で２０時間
攪拌してイオン交換を行なった。固液分離後、濾液から
塩化物イオンが検出されなくなるまで純水で洗浄し、１
１０℃で２０時間乾燥しカルシウム型ベータを得た。
タ型ゼオライト（東ソー株式会社製商品名「ＨＳＺ−９
３０−ＨＯＡ」）５０ｇを０．６９Ｍ酢酸カルシウム水
溶液４５０ミリリットルに投入し、６０℃で２０時間攪
拌してイオン交換を行なった。スラリーを固液分離後、
ゼオライトケーキを０．６９Ｍの塩化カルシウム水溶液
４５０ミリリットルに投入して、再度６０℃で２０時間
攪拌してイオン交換を行なった。固液分離後、濾液から
塩化物イオンが検出されなくなるまで純水で洗浄し、１
１０℃で２０時間乾燥しカルシウム型ベータを得た。
【００３６】こうして得られたカルシウム型ベータ８ｇ
と、上述の白金担持アルミナ２ｇとを十分に混合し後段
触媒とした。
と、上述の白金担持アルミナ２ｇとを十分に混合し後段
触媒とした。
【００３７】前段触媒および後段触媒をそれぞれ打錠成
型後破砕し、１２〜２０メッシュに整粒し、ガス流の上
流側より、前段触媒１ミリリットル（０．７５ｇ）およ
び後段触媒１ミリリットル（０．５ｇ）を二段に常圧固
定床反応装置に装填し、触媒１とした。
型後破砕し、１２〜２０メッシュに整粒し、ガス流の上
流側より、前段触媒１ミリリットル（０．７５ｇ）およ
び後段触媒１ミリリットル（０．５ｇ）を二段に常圧固
定床反応装置に装填し、触媒１とした。
【００３８】実施例２＜触媒２の調製＞ アルミナ（住友化学工業株式会社製 商品名「ＴＡ−１
３０１」）２０ｇを、５．７０ｍＭのジニトロジアンミ
ン白金水溶液１８０ミリリットル中に投入し、３０℃で
２時間攪拌した後、固液分離し純水で洗浄し、１１０℃
で２０時間乾燥を行ない白金担持アルミナを得た。白金
の含有量は、元素分析（ＩＣＰ）の結果１．０ｗｔ％で
あり、希土類元素は検出されなかった。またアルミナの
細孔半径の分布が極大値を示すところの細孔半径をａオ
ングストロームとしたときに、ａ±２５オングストロー
ムの半径を有する細孔の容積は、窒素吸着量測定の結
果、全体の細孔容積の９０％であった。こうして得られ
た白金担持アルミナを前段触媒とした。
３０１」）２０ｇを、５．７０ｍＭのジニトロジアンミ
ン白金水溶液１８０ミリリットル中に投入し、３０℃で
２時間攪拌した後、固液分離し純水で洗浄し、１１０℃
で２０時間乾燥を行ない白金担持アルミナを得た。白金
の含有量は、元素分析（ＩＣＰ）の結果１．０ｗｔ％で
あり、希土類元素は検出されなかった。またアルミナの
細孔半径の分布が極大値を示すところの細孔半径をａオ
ングストロームとしたときに、ａ±２５オングストロー
ムの半径を有する細孔の容積は、窒素吸着量測定の結
果、全体の細孔容積の９０％であった。こうして得られ
た白金担持アルミナを前段触媒とした。
【００３９】また、実施例１で得られた後段触媒を実施
例２の後段触媒とした。
例２の後段触媒とした。
【００４０】前段触媒および後段触媒をそれぞれ打錠成
型後破砕し、１２〜２０メッシュに整粒し、ガス流の上
流側より、前段触媒１ミリリットル（０．７５ｇ）およ
び後段触媒１ミリリットル（０．５ｇ）を二段に常圧固
定床反応装置に装填し、触媒２とした。
型後破砕し、１２〜２０メッシュに整粒し、ガス流の上
流側より、前段触媒１ミリリットル（０．７５ｇ）およ
び後段触媒１ミリリットル（０．５ｇ）を二段に常圧固
定床反応装置に装填し、触媒２とした。
【００４１】比較例１＜比較触媒１の調製＞ 実施例１で得られた白金担持アルミナを打錠成型後破砕
し、１２〜２０メッシュに整粒し、そのうち２ミリリッ
トルを常圧固定床反応装置に充填し、比較触媒１とし
た。
し、１２〜２０メッシュに整粒し、そのうち２ミリリッ
トルを常圧固定床反応装置に充填し、比較触媒１とし
た。
【００４２】比較例２<比較触媒２の調製＞ 実施例１で得られたカルシウム型ベータ８ｇと実施例１
で得られた白金担持アルミナ２ｇとを十分に混合したも
のを打錠成型後破砕し、１２〜２０メッシュに整粒し、
そのうち２ミリリットルを常圧固定床反応装置に充填
し、比較触媒２とした。
で得られた白金担持アルミナ２ｇとを十分に混合したも
のを打錠成型後破砕し、１２〜２０メッシュに整粒し、
そのうち２ミリリットルを常圧固定床反応装置に充填
し、比較触媒２とした。
【００４３】比較例３<比較触媒３の調製＞ 実施例１での後段触媒１ミリリットル（０．５ｇ）を前
段触媒に、実施例１での前段触媒１ミリリットル（０．
７５ｇ）を後段触媒とし、二段に常圧固定床反応装置に
装填し、比較触媒３とした。
段触媒に、実施例１での前段触媒１ミリリットル（０．
７５ｇ）を後段触媒とし、二段に常圧固定床反応装置に
装填し、比較触媒３とした。
【００４４】＜触媒性能評価＞触媒１および２と比較触
媒１〜３において、空気流通下５００℃で１時間前処理
を施した後、１００℃に降温し表１に示す組成のガスを
３６０ミリリットル／分で流通させ、１０℃毎分で昇温
し、ガス中の全炭化水素の転化率が９５％、９９％とな
る温度を測定し表２に示した。尚、表１のＥＤＣは１，
２−ジクロロエタンを表す。
媒１〜３において、空気流通下５００℃で１時間前処理
を施した後、１００℃に降温し表１に示す組成のガスを
３６０ミリリットル／分で流通させ、１０℃毎分で昇温
し、ガス中の全炭化水素の転化率が９５％、９９％とな
る温度を測定し表２に示した。尚、表１のＥＤＣは１，
２−ジクロロエタンを表す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
【発明の効果】表２の結果より、本発明の白金族元素を
少なくとも１種以上含有した金属酸化物を前段に、白金
族元素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物及びゼ
オライトの混合物を後段に配したものを触媒として用い
ることにより、低温下で有機化合物を含むガスから有機
化合物を効率よく燃焼除去できることは明らかである。
従って本発明は、環境保全上極めて有意義である。
少なくとも１種以上含有した金属酸化物を前段に、白金
族元素を少なくとも１種以上含有した金属酸化物及びゼ
オライトの混合物を後段に配したものを触媒として用い
ることにより、低温下で有機化合物を含むガスから有機
化合物を効率よく燃焼除去できることは明らかである。
従って本発明は、環境保全上極めて有意義である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 7/06 １０２ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ｚ Ｆターム(参考） 3K078 AA04 BA17 BA21 BA26 DA14 DA18 DA31 4D048 AA17 AA21 AB01 BA01Y BA02X BA03X BA11X BA14Y BA15Y BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA41X BB01 BB02 BB17 CC46 DA01 DA03 DA05 DA06 DA08 4G069 AA03 AA08 AA12 BA01A BA01B BA02A BA04A BA05A BA07A BA07B BB02A BB02B BB04A BC01A BC08A BC09A BC09B BC38A BC69A BC70A BC71A BC72A BC73A BC74A BC75A BC75B CA02 CA04 CA07 CA15 CA19 DA06 EA01Y EA02Y EA18 EB18Y EC19 EE09 FA01 FB07 FC08 ZA01A ZA04A ZA06A ZA07A ZA11A ZA12A ZA13A ZA19A ZA19B ZD01 ZF05A ZF05B
Claims (12)
- 【請求項１】白金族元素を少なくとも１種以上含有した
金属酸化物を前段に、白金族元素を少なくとも１種以上
含有した金属酸化物及びゼオライトの混合物を後段に配
することを特徴とする、有機化合物燃焼除去触媒。 - 【請求項２】請求項１に記載の有機化合物燃焼除去触媒
において、前段の白金族元素を少なくとも１種以上含有
した金属酸化物と、後段の白金族元素を少なくとも１種
以上含有した金属酸化物及びゼオライトの混合物との割
合が、重量比で１：２０〜２：１であることを特徴とす
る、有機化合物燃焼除去触媒。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の有機化合物燃焼
除去触媒において、後段の混合物中の白金族元素を少な
くとも１種以上含有した金属酸化物とゼオライトとの割
合が、重量比で１：２０〜２０：１であることを特徴と
する、有機化合物燃焼除去触媒。 - 【請求項４】請求項１〜３いずれかに記載の有機化合物
燃焼除去触媒において、ゼオライトがＩＡ族及び／また
はＩＩＡ族のイオンで交換されたものであることを特徴
とする、有機化合物燃焼除去触媒。 - 【請求項５】請求項１〜４いずれかに記載の有機化合物
燃焼除去触媒において、後段の混合物中の金属酸化物が
アルミナであり、かつそのアルミナの細孔半径の分布が
極大値を示すところの細孔半径をａオングストロームと
したときに、ａ±２５オングストロームの半径を有する
細孔の容積が全細孔容積の６５％以上であり、かつ希土
類元素の含有量が１ｗｔ％以下のアルミナであることを
特徴とする、有機化合物燃焼除去触媒。 - 【請求項６】請求項１〜５いずれかに記載の有機化合物
燃焼除去触媒において、前段の金属酸化物がアルミナで
あり、かつそのアルミナの細孔半径の分布が極大値を示
すところの細孔半径をａオングストロームとしたとき
に、ａ±２５オングストロームの半径を有する細孔の容
積が全細孔容積の６５％以上であり、かつ希土類元素の
含有量が１ｗｔ％以下のアルミナであることを特徴とす
る、有機化合物燃焼除去触媒。 - 【請求項７】請求項１〜６いずれかに記載の有機化合物
燃焼除去触媒を有機化合物と接触させることを特徴とす
る、有機化合物燃焼除去法。 - 【請求項８】請求項７に記載の有機化合物燃焼除去法に
おいて、有機化合物がハロゲン含有有機化合物であるこ
とを特徴とする、有機化合物燃焼除去法。 - 【請求項９】請求項７または８記載の有機化合物燃焼除
去法において、２９３．１５Ｋにおける蒸気圧が０．０
１ｋＰａ以上の有機化合物であることを特徴とする、有
機化合物燃焼除去法。 - 【請求項１０】請求項７〜９いずれかに記載の有機化合
物燃焼除去法において、有機化合物が処理されるガス中
に濃度１％以下で存在することを特徴とする、有機化合
物燃焼除去法。 - 【請求項１１】請求項７〜１０いずれかに記載の有機化
合物燃焼除去法において、有機化合物が炭素数２の炭化
水素であることを特徴とする、有機化合物燃焼除去法。 - 【請求項１２】請求項７〜１１いずれかに記載の有機化
合物燃焼除去法において、有機化合物が炭素数が２の塩
素化炭化水素であることを特徴とする、有機化合物燃焼
除去法。
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|---|---|---|---|
| JP2000034331A JP3559858B2 (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 有機化合物燃焼除去触媒および燃焼除去法 |
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| DE3731688A1 (de) | 1987-09-21 | 1989-03-30 | Degussa | Verfahren zur katalytischen umsetzung von kohlenwasserstoff, halogenkohlenwasserstoff und kohlenmonoxid enthaltenden abgasen |
| JP2642685B2 (ja) * | 1988-09-06 | 1997-08-20 | 工業技術院長 | アルミナの製造方法 |
| US5244852A (en) * | 1988-11-18 | 1993-09-14 | Corning Incorporated | Molecular sieve-palladium-platinum catalyst on a substrate |
| US5125231A (en) * | 1990-06-08 | 1992-06-30 | Corning Incorporated | Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions |
| JPH04250825A (ja) | 1990-12-27 | 1992-09-07 | Agency Of Ind Science & Technol | ハロゲン含有有機化合物を含む気体の処理方法 |
| JPH04284849A (ja) | 1991-03-15 | 1992-10-09 | Tosoh Corp | １，２−ジクロロエタン分解触媒および１，２−ジクロロエタンを含む排ガスの処理方法 |
| US5451388A (en) | 1994-01-21 | 1995-09-19 | Engelhard Corporation | Catalytic method and device for controlling VOC. CO and halogenated organic emissions |
| JPH0838896A (ja) | 1994-07-28 | 1996-02-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 揮発性有機塩素化合物分解用触媒 |
| DE19614540A1 (de) * | 1996-04-12 | 1997-10-16 | Degussa | Dieselkatalysator |
| JPH09313935A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 低級アルデヒド化合物の除去触媒および除去方法 |
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