脱硝触媒の製造方法
【解決手段】波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムを同時に担持させる。
【効果】チタニア担持、バナジウム担持、タングステン担持を一回の工程で同時に行うことができ（したがって浸漬、乾燥、焼成の操作が一回でよい）、工程数が少なく、生産性の向上およびコストの低減が達成できる。
【効果】チタニア担持、バナジウム担持、タングステン担持を一回の工程で同時に行うことができ（したがって浸漬、乾燥、焼成の操作が一回でよい）、工程数が少なく、生産性の向上およびコストの低減が達成できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用ガスタービン、石炭焚きボイラー、各種化学プラント、焼却炉等から出る排ガスの脱硝処理に用いられる脱硝触媒に関し、より詳しくは、波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とし、これにチタニアと酸化バナジウムと場合によってはさらに酸化タングステンを同時に担持させる脱硝触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の脱硝触媒の製造方法は、セラミック繊維ハニカム構造体を、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーに浸漬し、これを取り出した後、乾燥および焼成するチタニア担持工程と、次いで上記ハニカム構造体をメタバナジン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを取り出した後、乾燥および焼成する酸化バナジウム担持工程と、次いで上記ハニカム構造体をメタタングステン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを取り出した後、乾燥および焼成する酸化タングステン担持工程とからなる（図２参照）。
【０００３】
しかし、この方法では、浸清、乾燥および焼成を各３回行い、工程数が多く、しかも焼成工程が製造の律速になる場合が多く、生産性が悪く、これらがコスト高の要因となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の触媒の上記のような問題点を解消することができる脱硝触媒の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による第１の脱硝触媒の製造方法は、波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムを同時に担持させることを特徴とする方法である。
【０００６】
本発明による第２の脱硝触媒の製造方法は、波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、さらにメタタングステン酸アンモニウムまたはその水溶液を添加し、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムと酸化タングステンを同時に担持させることを特徴とする方法である（図１参照）。
【０００７】
本発明方法で製造された脱硝触媒は、発電用ガスタービン、石炭焚きボイラー、各種化学プラント、焼却炉等から出る排ガスのアンモニア接触還元による脱硝処理に好適に用いられる。還元剤の例としては液体アンモニア、アンモニア水、尿素水等が挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の方法によれば、チタニア担持、バナジウム担持、タングステン担持を一回の工程で同時に行うことができ（したがって浸漬、乾燥、焼成の操作が一回でよい）、工程数が少なく、生産性の向上およびコストの低減が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例およびこれとの比較を示すための比較例をいくつか挙げる。
【００１０】
実施例１
１）波板加工したセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してハニカム構造体を形成した。
【００１１】
２）シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率；４５重量％、シリカとチタニアの比率；２０：８０）にメタバナジン酸アンモニウム粉末をスラリー１ｋｇ当たり１０ｇ添加し、全体を１時間撹拌し、メタバナジン酸アンモニウムをチタニアに吸着させた。
【００１２】
３）上記スラリーにハニカム構造体を浸漬し、これをスラリーから取り出した後、１１０℃で乾燥し、４００℃で１時間焼成した。こうして脱硝触媒を調製した。
【００１３】
実施例２
１）波板加工したセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してハニカム構造体を形成した。
【００１４】
２）シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率；４５重量％、シリカとチタニアの比率；２０：８０）にメタバナジン酸アンモニウム粉末をスラリー１ｋｇ当たり１０ｇ添加し、全体を１時間撹拌し、メタバナジン酸アンモニウムをチタニアに吸着させた。
【００１５】
３）上記スラリーに更にメタタングステン酸アンモニウム水溶液（３．８８ｍｏｌ／Ｌ）をスラリー１ｋｇ当たり２８ｍｌ添加し、全体を１時間撹拌した。
【００１６】
４）上記スラリーにハニカム構造体を浸漬し、これをスラリーから取り出した後、１１０℃で乾燥し、４００℃で１時間焼成した。こうして脱硝触媒を調製した。
【００１７】
比較例１
１）波板加工したセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してハニカム構造体を形成した。
【００１８】
２）上記ハニカム構造体を、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率：４５重量％、シリカとチタニアの比率；２０：８０）に浸漬し、これをスラリーから取り出した後、１１０℃で乾燥し、５００℃で１時間焼成し、チタニアをセラミック繊維シートの空隙に保持させた。
【００１９】
３）チタニア保持ハニカム構造体をメタバナジン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを水溶液から取り出した後、１１０℃で乾燥し、２２０℃で１時間焼成し、チタニア保持ハニカム構造体に酸化バナジウムを担持させ、脱硝触媒を調製した。
【００２０】
比較例２
比較例１の工程３）でチタニア保持ハニカム構造体に酸化バナジウムを担持させた後、このハニカム構造体をメタタングステン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを水溶液から取り出した後、１１０℃で乾燥し、４００℃で１時間焼成し、ハニカム構造体にさらに酸化タングステンを担持させ、脱硝触媒を調製した。
【００２１】
性能試験
実施例および比較例で製造した触媒の脱硝性能を、図１に示す装置を用いて、表１に示す条件で測定した（図１中のＭＦＣはマスフローコントローラーを意味する）。得られた脱硝率を表２に示す。
【表１】
【表２】
【００２２】
表２から明らかな通り、実施例の触媒では比較例の従来触媒とほぼ同等の触媒活性が得られている。
【００２３】
よって、本発明の方法によって製造工程を短縮しても触媒活性に悪影響を与えず、生産性の向上およびコストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明方法を示すフローシートである。
【図２】従来の方法を示すフローシートである。
【図３】性能試験装置を示すフローシートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用ガスタービン、石炭焚きボイラー、各種化学プラント、焼却炉等から出る排ガスの脱硝処理に用いられる脱硝触媒に関し、より詳しくは、波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とし、これにチタニアと酸化バナジウムと場合によってはさらに酸化タングステンを同時に担持させる脱硝触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の脱硝触媒の製造方法は、セラミック繊維ハニカム構造体を、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーに浸漬し、これを取り出した後、乾燥および焼成するチタニア担持工程と、次いで上記ハニカム構造体をメタバナジン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを取り出した後、乾燥および焼成する酸化バナジウム担持工程と、次いで上記ハニカム構造体をメタタングステン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを取り出した後、乾燥および焼成する酸化タングステン担持工程とからなる（図２参照）。
【０００３】
しかし、この方法では、浸清、乾燥および焼成を各３回行い、工程数が多く、しかも焼成工程が製造の律速になる場合が多く、生産性が悪く、これらがコスト高の要因となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の触媒の上記のような問題点を解消することができる脱硝触媒の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による第１の脱硝触媒の製造方法は、波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムを同時に担持させることを特徴とする方法である。
【０００６】
本発明による第２の脱硝触媒の製造方法は、波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、さらにメタタングステン酸アンモニウムまたはその水溶液を添加し、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムと酸化タングステンを同時に担持させることを特徴とする方法である（図１参照）。
【０００７】
本発明方法で製造された脱硝触媒は、発電用ガスタービン、石炭焚きボイラー、各種化学プラント、焼却炉等から出る排ガスのアンモニア接触還元による脱硝処理に好適に用いられる。還元剤の例としては液体アンモニア、アンモニア水、尿素水等が挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の方法によれば、チタニア担持、バナジウム担持、タングステン担持を一回の工程で同時に行うことができ（したがって浸漬、乾燥、焼成の操作が一回でよい）、工程数が少なく、生産性の向上およびコストの低減が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例およびこれとの比較を示すための比較例をいくつか挙げる。
【００１０】
実施例１
１）波板加工したセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してハニカム構造体を形成した。
【００１１】
２）シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率；４５重量％、シリカとチタニアの比率；２０：８０）にメタバナジン酸アンモニウム粉末をスラリー１ｋｇ当たり１０ｇ添加し、全体を１時間撹拌し、メタバナジン酸アンモニウムをチタニアに吸着させた。
【００１２】
３）上記スラリーにハニカム構造体を浸漬し、これをスラリーから取り出した後、１１０℃で乾燥し、４００℃で１時間焼成した。こうして脱硝触媒を調製した。
【００１３】
実施例２
１）波板加工したセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してハニカム構造体を形成した。
【００１４】
２）シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率；４５重量％、シリカとチタニアの比率；２０：８０）にメタバナジン酸アンモニウム粉末をスラリー１ｋｇ当たり１０ｇ添加し、全体を１時間撹拌し、メタバナジン酸アンモニウムをチタニアに吸着させた。
【００１５】
３）上記スラリーに更にメタタングステン酸アンモニウム水溶液（３．８８ｍｏｌ／Ｌ）をスラリー１ｋｇ当たり２８ｍｌ添加し、全体を１時間撹拌した。
【００１６】
４）上記スラリーにハニカム構造体を浸漬し、これをスラリーから取り出した後、１１０℃で乾燥し、４００℃で１時間焼成した。こうして脱硝触媒を調製した。
【００１７】
比較例１
１）波板加工したセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してハニカム構造体を形成した。
【００１８】
２）上記ハニカム構造体を、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率：４５重量％、シリカとチタニアの比率；２０：８０）に浸漬し、これをスラリーから取り出した後、１１０℃で乾燥し、５００℃で１時間焼成し、チタニアをセラミック繊維シートの空隙に保持させた。
【００１９】
３）チタニア保持ハニカム構造体をメタバナジン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを水溶液から取り出した後、１１０℃で乾燥し、２２０℃で１時間焼成し、チタニア保持ハニカム構造体に酸化バナジウムを担持させ、脱硝触媒を調製した。
【００２０】
比較例２
比較例１の工程３）でチタニア保持ハニカム構造体に酸化バナジウムを担持させた後、このハニカム構造体をメタタングステン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、これを水溶液から取り出した後、１１０℃で乾燥し、４００℃で１時間焼成し、ハニカム構造体にさらに酸化タングステンを担持させ、脱硝触媒を調製した。
【００２１】
性能試験
実施例および比較例で製造した触媒の脱硝性能を、図１に示す装置を用いて、表１に示す条件で測定した（図１中のＭＦＣはマスフローコントローラーを意味する）。得られた脱硝率を表２に示す。
【表１】
【表２】
【００２２】
表２から明らかな通り、実施例の触媒では比較例の従来触媒とほぼ同等の触媒活性が得られている。
【００２３】
よって、本発明の方法によって製造工程を短縮しても触媒活性に悪影響を与えず、生産性の向上およびコストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明方法を示すフローシートである。
【図２】従来の方法を示すフローシートである。
【図３】性能試験装置を示すフローシートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムを同時に担持させることを特徴とする脱硝触媒の製造方法。
【請求項２】
波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、さらにメタタングステン酸アンモニウムまたはその水溶液を添加し、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムと酸化タングステンを同時に担持させることを特徴とする脱硝触媒の製造方法。
【請求項１】
波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムを同時に担持させることを特徴とする脱硝触媒の製造方法。
【請求項２】
波板状のセラミック繊維シートと平板状のセラミック繊維シートを交互に積層してなるハニカム構造体を基材とする脱硝触媒の製造において、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリーにメタバナジン酸アンモニウムを添加してチタニアに吸着させ、さらにメタタングステン酸アンモニウムまたはその水溶液を添加し、次いでこのスラリーに上記ハニカム構造体を浸漬し、乾燥および焼成して、ハニカム構造体にチタニアと酸化バナジウムと酸化タングステンを同時に担持させることを特徴とする脱硝触媒の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１５５１３３（Ｐ２００８−１５５１３３Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４７０３０（Ｐ２００６−３４７０３０）
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【Ｆターム（参考）】
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