燃烧废气净化用催化剂和燃烧废气的净化方法技术

本发明专利技术提供一种燃烧废气净化用催化剂及燃烧废气净化方法，所述燃烧废气净化用催化剂在例如去除由船舶用柴油机等内燃机排出的较低温区的废气中的氮的氧化物时，与以往相比醇还原剂对脱硝反应的选择率得到提高，因此即使在与以往相同的还原剂量下，脱硝性能也可得到提高，从而能够进行较高效的废气处理。用于与添加醇作为还原剂的燃烧废气接触而除去该废气中的氮的氧化物的燃烧废气净化方法中的脱硝催化剂的特征在于，其为在作为载体的沸石上担载有催化剂金属的脱硝催化剂，且在所述脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比r＝I/J位于3.0～5.0的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃烧废气净化用催化剂和燃烧废气的净化方法，所述燃烧废气净化用催化剂用于除去例如从船舶用柴油机等的内燃机等排出的燃烧废气中的氮的氧化物(NOx)。
技术介绍
在除去船舶用柴油机等内燃机的燃烧废气中的氮的氧化物的情况下，作为其方法，主流为氨选择性还原法。该氨选择性还原法是将以钒或氧化钛为主成分的脱硝催化剂用作催化剂、将氨用作还原剂的方法。然而，船舶用柴油机等内燃机与汽车用柴油机的情况不同，由于其通过内燃机使C重油等燃烧，而C重油等中含有硫成分，在燃烧废气中生成氮的氧化物(NOx)的同时还生成硫的氧化物(SOx)。对于这样的燃烧废气，使用氨选择性还原法进行脱硝的情况下，在燃烧废气中，氨与硫的氧化物反应生成硫酸铵[(NH4)2SO4](硫铵)。并且，在船舶用柴油机等的内燃机中，通过增压器后的废气温度为约250℃左右的低温，因此存在废气中的硫的氧化物与作为还原剂的氨反应后的硫酸铵(硫铵)在排气通道中析出，发生堵塞热交换器的问题。另一方面，作为基于氨以外的还原剂的还原去除方法，例如在下述专利文献1中公开了在沸石上担载金属的催化剂中将醇用作还原剂的方法。此外，在下述专利文献2中，公开了在分隔成两个系统的废气处理流路中配置脱硝催化剂层，关闭一个废气处理流路停止废气的供给，且在另一废气处理流路中继续进行废气处理，同时当下对停止废气供给的废气处理流路的脱硝催化剂层以350～800℃进行加热处理，由此来恢复下降的脱硝性能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-358454号公报专利文献2：日本特开2006-220107号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题然而，在上述专利文献1所记载的脱硝催化剂中，需要大量的还原剂，因此难以避免成本的增加。另外，若使醇与在沸石上担载金属的催化剂接触，在所期望的脱硝反应以外还发生副反应，因这样的副反应产生的副产物导致在催化剂表面析出所谓的焦炭(碳)，存在脱硝性能经时性下降的问题。另外，在上述专利文献2中，还原剂的量多的情况下，存在随着时间的流逝在催化剂上堆积碳类等，脱硝性能下降的问题。本专利技术的目的是为了解决上述问题而提供一种燃烧废气净化用催化剂及燃烧废气的净化方法，所述燃烧废气净化用催化剂，由于在去除船舶用柴油机等内燃机排出的较低温区的废气中的氮的氧化物时，与以往相比醇还原剂对脱硝反应的选择率得到提高，因此即使是与以往相同的还原剂量，脱硝性能也可得到提高，从而能够进行较高效的废气处理。解决技术问题的技术手段本专利技术的专利技术人对上述问题进行了深入研究，结果发现，作为在燃烧废气净化用催化剂中所用的沸石载体，通过使用在X射线衍射(XRD)分析中具有规定的相对峰强度比这一物性的沸石，能够比以往提高脱硝催化剂的脱硝性能，进而完成了本专利技术。为了实现上述目的，权利要求1的专利技术是一种用于与添加醇作为还原剂的燃烧废气接触而除去该废气中的氮的氧化物的燃烧废气净化方法中的脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂是在作为载体的沸石上担载有催化剂金属的脱硝催化剂，且在所述脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比(相对峰强度比)r＝I/J位于3.0～5.0的范围。权利要求2的专利技术是权利要求1所述的燃烧废气净化用催化剂，其特征在于，作为载体的沸石由预先在不活泼气体气氛下烧成的沸石构成。权利要求3的专利技术是权利要求1所述的燃烧废气净化用催化剂，其特征在于，催化剂金属为钴(Co)。权利要求4的专利技术是权利要求2所述的燃烧废气净化用催化剂，其特征在于，催化剂金属为钴(Co)。权利要求5的专利技术是权利要求1～4中任意一项所述的燃烧废气净化用催化剂，其特征在于，作为还原剂的醇为甲醇或乙醇。权利要求6的专利技术是一种燃烧废气的净化方法，其特征在于，通过使添加醇作为还原剂的燃烧废气与脱硝催化剂接触，除去废气中的氮的氧化物，所述脱硝催化剂在由预先在不活泼气体气氛下烧成的沸石构成的载体上担载有催化剂金属，且在粉末X射线衍射(XRD)测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比(相对峰强度比)r＝I/J位于3.0～5.0的范围。专利技术效果根据本专利技术可以发挥下述效果，即，在去除由船舶用柴油机等内燃机排出的较低温区的废气中的氮的氧化物时，与以往相比醇还原剂对脱硝反应的选择率得到提高，因此即使是与以往相同的还原剂量，脱硝性能也可得到提高，从而能够进行较高效的废气处理。附图说明图1为本专利技术实施例2中得到的脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)图。图2为本专利技术实施例5中得到的脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)图。图3为比较例1中得到的脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)图。图4为比较例2中得到的脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)图。图5为表示在本专利技术的实施例中用于催化剂性能试验的脱硝率测定装置的一个例子的流程图。图6为表示在MFI(ZSM-5)型沸石上担载钴(Co)的脱硝催化剂的相对峰强度比r与脱硝率的关系的图表。图7为表示在镁碱沸石(FER)型沸石上担载钴(Co)的脱硝催化剂的相对峰强度比r与脱硝率的关系的图表。具体实施方式接着，对本专利技术的实施方式进行说明，但本专利技术并不限定于此。本专利技术的燃烧废气净化用催化剂用于除去例如从柴油机、燃油锅炉及燃气轮机等的内燃机等排出的燃烧废气中的氮的氧化物(NOx)。本专利技术的燃烧废气净化用催化剂的特征在于，其是在作为载体的沸石上担载有催化剂金属的燃烧废气净化用催化剂，并且在所述脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比(相对峰强度比)r＝I/J位于3.0～5.0的范围。在本专利技术的燃烧废气净化用催化剂中，沸石只要能够发挥脱硝性能即可，无特殊限定，但若使用如MOR型沸石那样具有酸强度强的结构的沸石，则需要大量的还原剂，另外，为了即使在200℃附近的低温区域也能发挥脱硝性能，由于在β型沸石或Y型沸石那样的酸强度弱的沸石中，还原剂难以进行反应，因此优选使用具有比MOR型酸强度较弱、比β型沸石或Y型沸石酸强度强的结构的MFI型沸石或FER型沸石。另外，在本专利技术的燃烧废气净化用催化剂中，作为载体的沸石优选由预先在氮气等不活泼气体气氛下烧成的沸石构成。并且，为了除去从例如柴油机等的内燃机等排出的燃烧废气中的氮的氧化物(NOx)，通过在作为还原剂的醇存在下，使废气与在沸石上担载规定的催化剂金属而成的本专利技术的脱硝催化剂接触，废气中的氮的氧化物被还原除去。本专利技术的燃烧废气净化用催化剂中，具有下述倾向，即在脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比(相对峰强度比)r＝I/J越大，则作为沸石酸性点的骨架内AlOH越少，另外，r＝I/J越小，则骨架内AlOH越多。因此可认为，在脱硝催化剂的粉末X射线衍射(XRD)测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧废气净化用催化剂，其是用于与添加醇作为还原剂的燃烧废气接触而除去该废气中的氮的氧化物的燃烧废气净化方法中的脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂是在作为载体的沸石上担载有催化剂金属的脱硝催化剂，且在所述脱硝催化剂的粉末X射线衍射测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比r＝I/J位于3.0～5.0的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.24 JP 2014-0600801.一种燃烧废气净化用催化剂，其是用于与添加醇作为还原剂的燃烧废气接触而除去该废气中的氮的氧化物的燃烧废气净化方法中的脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂是在作为载体的沸石上担载有催化剂金属的脱硝催化剂，且在所述脱硝催化剂的粉末X射线衍射测定中，衍射角(2θ)＝7.8～10.0°的衍射峰高度I与该衍射角(2θ)＝28.0～31.0°的衍射峰高度J之比r＝I/J位于3.0～5.0的范围。2.根据权利要求1所述的燃烧废气净化用催化剂，其特征在于，作为载体的沸石由预先在不活泼气体气氛下烧成的沸石构成。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田谕史，日数谷进，清水香奈，庄野惠美，
申请(专利权)人：日立造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP