JP3219613B2 - アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解除去方法 - Google Patents
アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解除去方法Info
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- JP3219613B2 JP3219613B2 JP27906094A JP27906094A JP3219613B2 JP 3219613 B2 JP3219613 B2 JP 3219613B2 JP 27906094 A JP27906094 A JP 27906094A JP 27906094 A JP27906094 A JP 27906094A JP 3219613 B2 JP3219613 B2 JP 3219613B2
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- decomposition catalyst
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種排ガス等に含まれる
アンモニアを無害な窒素に分解除去する触媒及び同触媒
を使用してアンモニアを分解除去する方法に関する。
アンモニアを無害な窒素に分解除去する触媒及び同触媒
を使用してアンモニアを分解除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アンモニアは肥料や硝酸の製造原料、冷
媒、排ガス中の窒素酸化物除去用還元剤等幅広い分野で
使用されている。したがって、各種化学品製造工場、冷
凍機等の廃棄物処理工場あるいは燃焼排ガス処理施設等
からは多量のアンモニアが排出される。アンモニアは特
異な刺激臭を有する気体であり大気中への放出は極力抑
える必要がある。しかし、生物の腐敗によるアンモニア
の生成や廃棄物中の冷媒からのアンモニアの放散、さら
に煙道排ガス中の窒素酸化物の還元に用いられるアンモ
ニアが未反応のまま大気放出される等、多くの場所でア
ンモニアが大気放出されているのが現状である。
媒、排ガス中の窒素酸化物除去用還元剤等幅広い分野で
使用されている。したがって、各種化学品製造工場、冷
凍機等の廃棄物処理工場あるいは燃焼排ガス処理施設等
からは多量のアンモニアが排出される。アンモニアは特
異な刺激臭を有する気体であり大気中への放出は極力抑
える必要がある。しかし、生物の腐敗によるアンモニア
の生成や廃棄物中の冷媒からのアンモニアの放散、さら
に煙道排ガス中の窒素酸化物の還元に用いられるアンモ
ニアが未反応のまま大気放出される等、多くの場所でア
ンモニアが大気放出されているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アンモニアの大気放出
を防ぐ方法の一つとしてアルミナやシリカ−アルミナ系
担体に酸化鉄や酸化ニッケルを担持させた触媒を利用し
て次の反応式によりアンモニアを無害な窒素に分解する
方法が知られている。
を防ぐ方法の一つとしてアルミナやシリカ−アルミナ系
担体に酸化鉄や酸化ニッケルを担持させた触媒を利用し
て次の反応式によりアンモニアを無害な窒素に分解する
方法が知られている。
【化１】 ２ＮＨ3 ＋ 3/2Ｏ2 → Ｎ2 ＋ ３Ｈ2 Ｏ ところが、従来の触媒では４００℃以下の低温での反応
活性が乏しく、さらに前記反応以外に次のような副反応
によりＮＯ，ＮＯ2 ，Ｎ2 Ｏ等の生成が認められ、新た
に大気汚染を生じる恐れがあった。
活性が乏しく、さらに前記反応以外に次のような副反応
によりＮＯ，ＮＯ2 ，Ｎ2 Ｏ等の生成が認められ、新た
に大気汚染を生じる恐れがあった。
【化２】 ２ＮＨ3 ＋ 5/2Ｏ2 → ２ＮＯ ＋ ３Ｈ2 Ｏ ２ＮＨ3 ＋ 7/2Ｏ2 → ２ＮＯ2 ＋ ３Ｈ2 Ｏ ２ＮＨ3 ＋ ２Ｏ2 → Ｎ2 Ｏ ＋ ３Ｈ2 Ｏ
【０００４】本発明の目的は前記従来技術の問題点を解
決し、大気汚染のもととなる窒素酸化物の副生を極力抑
え、高い収率でアンモニアを分解除去することのできる
アンモニア分解触媒及び同触媒を使用したアンモニア分
解除去方法を提供することにある。
決し、大気汚染のもととなる窒素酸化物の副生を極力抑
え、高い収率でアンモニアを分解除去することのできる
アンモニア分解触媒及び同触媒を使用したアンモニア分
解除去方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は チタン酸化
物担体上に、バナジウム、タングステン及びモリブデン
よりなる群から選ばれた元素の酸化物の少なくとも１種
以上と白金及び／又はイリジウムを担持させてなること
を特徴とするアンモニア分解触媒及び 上記記載の
アンモニア分解触媒にアンモニア含有ガスを接触させる
ことを特徴とするアンモニア含有ガスのアンモニアの分
解除去方法である。
物担体上に、バナジウム、タングステン及びモリブデン
よりなる群から選ばれた元素の酸化物の少なくとも１種
以上と白金及び／又はイリジウムを担持させてなること
を特徴とするアンモニア分解触媒及び 上記記載の
アンモニア分解触媒にアンモニア含有ガスを接触させる
ことを特徴とするアンモニア含有ガスのアンモニアの分
解除去方法である。
【０００６】本発明の触媒はチタン酸化物担体上にアン
モニアの分解活性に優れた白金及び／又はイリジウム
と、アンモニアを還元剤としたときに脱硝活性に優れた
バナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群か
ら選ばれた少なくとも１種類の元素の酸化物より構成さ
れる。各々の反応式は下記のとおりである。
モニアの分解活性に優れた白金及び／又はイリジウム
と、アンモニアを還元剤としたときに脱硝活性に優れた
バナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群か
ら選ばれた少なくとも１種類の元素の酸化物より構成さ
れる。各々の反応式は下記のとおりである。
【化３】 ２ＮＨ3 ＋ 5/2Ｏ2 → ２ＮＯ ＋ ３Ｈ2 Ｏ ・・・ ４ＮＨ3 ＋４ＮＯ＋Ｏ2 → ４Ｎ2 ＋ ６Ｈ2 Ｏ ・・・
【０００７】すなわち、式は白金及び／又はイリジウ
ムが３００℃付近の低温域にて高活性を有し、式は担
体であるチタン酸化物及びバナジウム、タングステン及
びモリブデンよりなる群から選ばれた少なくとも１種類
以上の元素の酸化物が高活性を有する。すなわち、式
と式の反応を逐次的に進行することができれば、アン
モニアを選択的にＮ2 に分解することが可能である。白
金及び／又はイリジウムは種々の担体にて含浸法等によ
り調製し、高いＮＨ 3 分解活性を示し、とりわけ脱硝触
媒として使用されているチタニア（ＴｉＯ2）担体上で
十分な活性を示す。また、バナジウム、タングステン及
びモリブデンよりなる群から選ばれた１種類以上の元素
の酸化物は通常脱硝触媒として使用されており、チタニ
ア担体上にＶ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＭｏＯ3 のうち１種以上
が含浸法又は共沈法により担持される。
ムが３００℃付近の低温域にて高活性を有し、式は担
体であるチタン酸化物及びバナジウム、タングステン及
びモリブデンよりなる群から選ばれた少なくとも１種類
以上の元素の酸化物が高活性を有する。すなわち、式
と式の反応を逐次的に進行することができれば、アン
モニアを選択的にＮ2 に分解することが可能である。白
金及び／又はイリジウムは種々の担体にて含浸法等によ
り調製し、高いＮＨ 3 分解活性を示し、とりわけ脱硝触
媒として使用されているチタニア（ＴｉＯ2）担体上で
十分な活性を示す。また、バナジウム、タングステン及
びモリブデンよりなる群から選ばれた１種類以上の元素
の酸化物は通常脱硝触媒として使用されており、チタニ
ア担体上にＶ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＭｏＯ3 のうち１種以上
が含浸法又は共沈法により担持される。
【０００８】
【作用】前記触媒は必要によりチタニアゾル、アルミナ
ゾル、シリカゾルなどのバインダ成分やコージェライト
等の基材を使用し、ウォッシュコート法又はソリッド法
によりハニカム化して使用するのが好ましい。アンモニ
アを含有するガスを、１００〜６００℃の温度で前記触
媒に接触させることにより、ガス中のアンモニアは主に
窒素に分解される。この分解反応は選択的に進行し、Ｎ
Ｏ、ＮＯ2 、Ｎ2 Ｏ等の有害ガスはほとんど副生しな
い。さらに、本触媒はＳＯ2 が共存する排ガスにおいて
も、アンモニア分解活性が低下することなく安定なアン
モニア分解性能を保つ。また、ＳＯ2 をＳＯ3 へ酸化さ
せる能力は低いため酸性硫酸アンモニウム生成の不具合
点も見られない。
ゾル、シリカゾルなどのバインダ成分やコージェライト
等の基材を使用し、ウォッシュコート法又はソリッド法
によりハニカム化して使用するのが好ましい。アンモニ
アを含有するガスを、１００〜６００℃の温度で前記触
媒に接触させることにより、ガス中のアンモニアは主に
窒素に分解される。この分解反応は選択的に進行し、Ｎ
Ｏ、ＮＯ2 、Ｎ2 Ｏ等の有害ガスはほとんど副生しな
い。さらに、本触媒はＳＯ2 が共存する排ガスにおいて
も、アンモニア分解活性が低下することなく安定なアン
モニア分解性能を保つ。また、ＳＯ2 をＳＯ3 へ酸化さ
せる能力は低いため酸性硫酸アンモニウム生成の不具合
点も見られない。
【０００９】
【実施例】以下、実施例により本発明の触媒及びアンモ
ニアの分解除去方法を具体的に説明する。
ニアの分解除去方法を具体的に説明する。
【００１０】（例１）チタニア（ＴｉＯ2 ）担体にメタ
バナジン酸アンモニウム（ＮＨ4 ＶＯ3 ）、パラタング
ステン酸アンモニウム｛（ＮＨ4 ）10Ｈ10Ｗ12Ｏ46・６
Ｈ2 Ｏ｝を各々１０％メチルアミン水溶液で溶かし、Ｖ
2 Ｏ5 で４ｗｔ％、ＷＯ3 で８ｗｔ％を含浸法により担
持させ、蒸発・乾固して５００℃×６時間焼成して粉末
触媒を得た。さらに、この粉末触媒に塩化イリジウム
（ＩｒＣｌ4 ・Ｈ2 Ｏ）水溶液に含浸させＩｒを０．５
ｗｔ％担持させ、蒸発・乾固後、５００℃、６時間焼成
して粉末触媒１を得た。
バナジン酸アンモニウム（ＮＨ4 ＶＯ3 ）、パラタング
ステン酸アンモニウム｛（ＮＨ4 ）10Ｈ10Ｗ12Ｏ46・６
Ｈ2 Ｏ｝を各々１０％メチルアミン水溶液で溶かし、Ｖ
2 Ｏ5 で４ｗｔ％、ＷＯ3 で８ｗｔ％を含浸法により担
持させ、蒸発・乾固して５００℃×６時間焼成して粉末
触媒を得た。さらに、この粉末触媒に塩化イリジウム
（ＩｒＣｌ4 ・Ｈ2 Ｏ）水溶液に含浸させＩｒを０．５
ｗｔ％担持させ、蒸発・乾固後、５００℃、６時間焼成
して粉末触媒１を得た。
【００１１】得られた粉末触媒１００部に対してバイン
ダとしてチタニアゾル４０部（ＴｉＯ2 ：２０ｗｔ％）
及び水２００部を加え、スラリとして７．６ｍｍピッ
チ、壁厚コージェライトハニカム基材にウォッシュコー
トして、基材表面積当り２００ｇ／ｍ2 のコート量を担
持した。得られた触媒をハニカム触媒１とする。
ダとしてチタニアゾル４０部（ＴｉＯ2 ：２０ｗｔ％）
及び水２００部を加え、スラリとして７．６ｍｍピッ
チ、壁厚コージェライトハニカム基材にウォッシュコー
トして、基材表面積当り２００ｇ／ｍ2 のコート量を担
持した。得られた触媒をハニカム触媒１とする。
【００１２】（例２）上記ハニカム触媒１の調製法でＶ
2 Ｏ5 の担持量を５ｗｔ％、ＷＯ3 の担持量を９ｗｔ％
として他は例１と同様な方法で調製してハニカム触媒２
を得た。
2 Ｏ5 の担持量を５ｗｔ％、ＷＯ3 の担持量を９ｗｔ％
として他は例１と同様な方法で調製してハニカム触媒２
を得た。
【００１３】また、上記ハニカム触媒１の調製法でパラ
タングステン酸アンモニウムの代わりにモリブデン酸ア
ンモニウム｛（ＮＨ4 ）2 ＭｏＯ4 ｝を用いてＭｏＯ3
で８ｗｔ％担持させた他は例１と同様な方法で調製して
ハニカム触媒３を得た。
タングステン酸アンモニウムの代わりにモリブデン酸ア
ンモニウム｛（ＮＨ4 ）2 ＭｏＯ4 ｝を用いてＭｏＯ3
で８ｗｔ％担持させた他は例１と同様な方法で調製して
ハニカム触媒３を得た。
【００１４】さらに、上記ハニカム触媒１の調製法で塩
化イリジウム水溶液の代わりに塩化白金酸を用い白金担
持量（Ｐｔ）で０．０５ｗｔ％担持させた他は例１と同
様な方法で調製してハニカム触媒４を得た。
化イリジウム水溶液の代わりに塩化白金酸を用い白金担
持量（Ｐｔ）で０．０５ｗｔ％担持させた他は例１と同
様な方法で調製してハニカム触媒４を得た。
【００１５】加えて、上記ハニカム触媒１の調製法でパ
ラタングステン酸アンモニウムを使用しない他は例１と
同様な方法で調製してハニカム触媒５を得た。
ラタングステン酸アンモニウムを使用しない他は例１と
同様な方法で調製してハニカム触媒５を得た。
【００１６】（例３）上記ハニカム触媒１の調製法にお
いてチタニア担体上にメタバナジン酸アンモニウム、パ
ラタングステン酸アンモニウム、塩化イリジウムを同時
にメチルアミン水溶液に溶かし、Ｖ2 Ｏ5 、ＷＯ3 、Ｉ
ｒＯ2 を共含浸させ、例１と同様の組成にて、焼成処理
を行い粉末触媒６及びハニカム触媒６を得た。
いてチタニア担体上にメタバナジン酸アンモニウム、パ
ラタングステン酸アンモニウム、塩化イリジウムを同時
にメチルアミン水溶液に溶かし、Ｖ2 Ｏ5 、ＷＯ3 、Ｉ
ｒＯ2 を共含浸させ、例１と同様の組成にて、焼成処理
を行い粉末触媒６及びハニカム触媒６を得た。
【００１７】（例４）４０ｍｍ×５０ｍｍ×１５０ｍｍ
Ｌのアンモニア分解触媒３本を直列に設置し、反応試験
を実施した。実験条件は下記の表１のとおりである。
Ｌのアンモニア分解触媒３本を直列に設置し、反応試験
を実施した。実験条件は下記の表１のとおりである。
【００１８】
【表１】
【００１９】性能評価は反応初期状態におけるアンモニ
ア分解率及びＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2 Ｏ）生成率及
びＳＯ2 酸化率を測定することによって行なった。な
お、アンモニア分解率及びＮＯｘ生成率は次の式により
求めた。
ア分解率及びＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2 Ｏ）生成率及
びＳＯ2 酸化率を測定することによって行なった。な
お、アンモニア分解率及びＮＯｘ生成率は次の式により
求めた。
【００２０】〇 アンモニア分解率（％）＝〔（入口Ｎ
Ｈ3 −出口ＮＨ3 ）／入口ＮＨ3 〕×１００
Ｈ3 −出口ＮＨ3 ）／入口ＮＨ3 〕×１００
【００２１】〇 ＮＯｘ生成率（％）＝〔出口（Ｎ2 Ｏ
×２＋ＮＯ＋ＮＯ2 ）／入口ＮＨ3 〕×１００
×２＋ＮＯ＋ＮＯ2 ）／入口ＮＨ3 〕×１００
【００２２】〇 ＳＯ2 酸化率（％）＝〔出口ＳＯ3 ／
入口ＳＯ2 〕×１００
入口ＳＯ2 〕×１００
【００２３】結果を下記表２に示した。本発明脱硝触媒
を用いたアンモニア分解方法においては、アンモニア分
解率は約９０％、ＮＯｘ生成率は２〜３％、ＳＯ2 酸化
率は約１％と何れも高性能を有することを確認した。
を用いたアンモニア分解方法においては、アンモニア分
解率は約９０％、ＮＯｘ生成率は２〜３％、ＳＯ2 酸化
率は約１％と何れも高性能を有することを確認した。
【００２４】
【表２】
【００２５】（例５）ハニカム触媒１〜５を使用し例４
と同一の条件にて３０００時間通ガスすることにより耐
久性評価試験を実施した。その結果を表３に示す。前記
ガス条件にて３０００時間供給後においてもほぼ表２と
同様のアンモニア分解率、ＮＯｘ生成率及びＳＯ2 酸化
率を維持しており、耐久性に優れた触媒であることが確
認された。
と同一の条件にて３０００時間通ガスすることにより耐
久性評価試験を実施した。その結果を表３に示す。前記
ガス条件にて３０００時間供給後においてもほぼ表２と
同様のアンモニア分解率、ＮＯｘ生成率及びＳＯ2 酸化
率を維持しており、耐久性に優れた触媒であることが確
認された。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ＳＯ2 の酸化やＮＯｘ
等の副生成物を極力抑制して、アンモニアを無害な窒素
に分解することができる。このような分解処理方法は従
来なかったものであり、その産業上の利用価値は極めて
大きいものがある。
等の副生成物を極力抑制して、アンモニアを無害な窒素
に分解することができる。このような分解処理方法は従
来なかったものであり、その産業上の利用価値は極めて
大きいものがある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94
Claims (2)
- 【請求項１】 チタン酸化物担体上に、バナジウム、タ
ングステン及びモリブデンよりなる群から選ばれた元素
の酸化物の少なくとも１種以上と白金及び／又はイリジ
ウムを担持させてなることを特徴とするアンモニア分解
触媒。 - 【請求項２】 請求項１記載のアンモニア分解触媒にア
ンモニア含有ガスを接触させることを特徴とするアンモ
ニア含有ガスのアンモニアの分解除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27906094A JP3219613B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27906094A JP3219613B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08131832A JPH08131832A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3219613B2 true JP3219613B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=17605851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27906094A Expired - Lifetime JP3219613B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | アンモニア分解触媒及びアンモニアの分解除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219613B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8202481B2 (en) | 2007-08-22 | 2012-06-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment system |
| EP3578247A1 (de) * | 2018-06-06 | 2019-12-11 | Clariant International Ltd | Wabenkatalysator, verfahren zur oxidation von kohlenmonoxid und organischen luftschadstoffen mit dem wabenkatalysator sowie verwendung des wabenkatalysators |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7393511B2 (en) * | 2005-02-16 | 2008-07-01 | Basf Catalysts Llc | Ammonia oxidation catalyst for the coal fired utilities |
| US9880975B2 (en) | 2013-12-13 | 2018-01-30 | Nec Corporation | Digital filter device, digital filter processing method, and storage medium having digital filter program stored thereon |
| US11911747B2 (en) | 2018-12-27 | 2024-02-27 | Nikki-Universal Co., Ltd. | Catalyst for ammonia decomposition and exhaust gas treatment method |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP27906094A patent/JP3219613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8202481B2 (en) | 2007-08-22 | 2012-06-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment system |
| EP3578247A1 (de) * | 2018-06-06 | 2019-12-11 | Clariant International Ltd | Wabenkatalysator, verfahren zur oxidation von kohlenmonoxid und organischen luftschadstoffen mit dem wabenkatalysator sowie verwendung des wabenkatalysators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08131832A (ja) | 1996-05-28 |
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|---|---|---|---|
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