废气净化用催化剂及废气净化用催化剂的制造方法技术

在废气净化用催化剂(10)中，基材(3)担载有选自Ti、Zr、Ce、Nb、Al、Si及碱金属的金属氧化物(1)与沸石(2)。在基材(3)担载有金属氧化物(1)的层的两个面上形成担载有沸石(2)的层，或者在基材(3)担载有沸石(2)的层的两个面上形成担载有金属氧化物(1)的层，由此形成三层结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化用催化剂及废气净化用催化剂的制造方法
本专利技术涉及用于去除废气中的氮氧化物的废气净化用催化剂及其制造方法。
技术介绍
以往，去除燃烧废气中所含的氮氧化物(NOx)的方法的主流为氨选择性催化还原法(以下记作氨SCR法)。氨SCR法为通过向废气中添加作为还原剂的氨，使以钒或二氧化钛为主成分的脱硝催化剂与废气接触，从而去除氮氧化物的方法。然而，例如，对从焚烧设备或船舶用装置排出的废气而言，废气中的硫氧化物(SOx)的浓度及氮氧化物的浓度高，废气温度低。例如，在船舶用废气的增压器的后半段等中，废气温度为300℃以下。若在这样的条件下适用氨SCR法，则还原剂氨(NH3)与硫氧化物(SOx)反应生成硫酸铵((NH4)2SO4)，发生管道内的闭塞及催化剂的堵塞等。例如在专利文献1中公开了解决该问题的技术。专利文献1中公开了能够从例如船舶用装置排出的燃烧废气中有效地减少氮氧化物的燃烧废气的净化方法及脱硝催化剂，该燃烧废气中存在高浓度的氮氧化物(NOx)及高浓度的硫氧化物(SOx)，并且废气温度低至300℃以下。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/147257号
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在此，在使用脱硝催化剂去除废气的氮氧化物时，废气中所含的碳成分附着在脱硝催化剂上，存在氮氧化物的去除性能降低的技术问题。针对该技术问题，在现有的技术(柴油车等)中，已知有将碳成分捕集到过滤器中并通过燃烧来去除，或者在附着于脱硝催化剂的情况下加热脱硝催化剂等的技术。然而，在这样的情况下，需要过滤器或用于加燃烧的设备等，因此存在成本高的问题。因此，鉴于上述以往的情况，本专利技术的一个方案的目的在于提供一种能够抑制氮氧化物的去除性能降低(换言之，脱硝性能维持率高)的废气净化用催化剂。解决技术问题的技术手段为了解决上述技术问题，本专利技术的一个方案的废气净化用催化剂用于去除添加有烃及醇中的至少一种的废气中的氮氧化物，所述废气净化用催化剂中，基材担载有选自Ti、Zr、Ce、Nb、Al、Si及碱金属的金属氧化物与沸石，在所述基材担载有所述金属氧化物的层的两个面上形成担载有所述沸石的层，或者在所述基材担载有所述沸石的层的两个面上形成担载有所述金属氧化物的层，由此形成三层结构。专利技术效果根据本专利技术的一个方案，能够抑制氮氧化物的去除性能降低。附图说明图1的(a)及(b)为表示本专利技术的一个实施方案的废气净化用催化剂的结构的剖视图。具体实施方式以下对本专利技术的一个实施方案进行说明，但本专利技术并不限于此。此外，在本说明书中，只要没有特别记载，则表示数值范围的“A～B”是指“A以上B以下”。此外，将“质量”与“重量”视作同义词。<废气净化用催化剂>本专利技术的一个方案的废气净化用催化剂10为促进添加有烃及醇中的至少一种的废气中的氮氧化物的分解反应的废气净化用催化剂。换言之，上述废气净化用催化剂为用于去除上述废气中的氮氧化物的废气净化用催化剂。图1的(a)及(b)为表示本专利技术的一个实施方案的废气净化用催化剂10的结构的剖视图。在废气净化用催化剂10中，金属氧化物1与沸石2以层状担载于基材3。如图1的(a)所示，在废气净化用催化剂10中，在基材3担载有金属氧化物1的层(金属氧化物层)的两个面上形成有担载有沸石2的层(沸石层)。此外，如图1的(b)所示，在废气净化用催化剂10中，在基材3担载有沸石2的层(沸石层)的两个面上形成有担载有金属氧化物1的层(金属氧化物层)。另外，“脱硝性能维持率”通过下述式(1)算出。[数学式1]脱硝性能维持率＝k/k0···式(1)在此，上述式(1)的“k”和“k0”通过下述式(2)算出。另外，k0的脱硝率为初始脱硝率。[数学式2]K＝-AV×ln(1-脱硝率)···式(2)在此，上述式(2)的“AV”为面积速度，通过下述式(3)算出。[数学式3]AV[Nm/h]＝(废气流量[Nm3/h])/催化剂表面积[m2]···式(3)废气净化用催化剂10为形成有基材3担载有沸石2的层(沸石层)和基材3担载有金属氧化物1的层(金属氧化物层)的结构体。通过为这样的结构体，能够作为耐久性及实用性优异的废气净化催化剂而实用化。作为结构体的形状，例如可列举出蜂窝形状的蜂窝结构体及仅由蜂窝形状的波纹板状构成的小片形状等。从抑制压力损失的角度出发，废气净化用催化剂10更优选为形成有基材3担载有沸石2的层(沸石层)与基材3担载有金属氧化物1的层(金属氧化物层)的蜂窝形状的蜂窝结构体。在废气净化用催化剂10的基材3担载有沸石2的层(沸石层)和担载有金属氧化物1的层(金属氧化物层)中，可以含有用于维持形状，并将沸石2和/或金属氧化物1粘合于基材3的无机粘结剂。作为无机粘结剂，只要在烧成后含有不为金属氧化物的、作为无机粘结剂而添加的氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)及氧化铝(Al2O3)的成分，则没有特别限定。因此，无机粘结剂可使用市售的产品。例如，可以为以乙酸锆(ZrO(C2H3O2)2)为主成分的二氧化锆溶胶。将沸石2设为1.0时，担载有沸石2的层(沸石层)中所含的无机粘结剂的重量比率为0.02～1.0。此外，将金属氧化物1设为1.0时，担载有金属氧化物1的层(金属氧化物层)中含有的无机粘结剂的重量比率为0.02～1.0。(废气)作为废气，只要为含有氮氧化物(NOx)与碳成分的废气即可，没有特别限定。作为废气，例如可列举出从柴油机、燃油锅炉、燃气轮机、以及焚烧垃圾等废弃物的焚烧炉等排出的燃烧废气等。例如，可列举出使重油(例如C重油)等含有很多杂质的燃料燃烧后的船舶用废气等。船舶用废气以及焚烧设备用废气含有大量的氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)及碳成分。并且，对船舶用废气等废气进行净化的废气净化用催化剂10设置在从船舶用柴油机起通过增压器后的废气温度为250℃左右(例如130～300℃)的低温场所。对焚烧设备用废气等废气进行净化的废气净化用催化剂10设置在从焚烧垃圾等废弃物的焚烧炉起通过废气处理用袋式过滤器后的废气温度为250℃左右(例如130～300℃)的低温场所。废气净化用催化剂10在废气中添加烃及醇中的至少一种，形成有基材3担载有选自Ti、Zr、Ce、Nb、Al、Si及碱金属的金属氧化物1的层(金属氧化物层)与基材3担载有沸石2的层(沸石层)。由此，不易与温度为130～300℃左右的废气中所含的碳成分发生化学键合。特别是通过使沸石2为FER型沸石，不易与300℃以下的废气中所含的碳成分发生化学键合。通过在废气中添加作为还原剂的醇或烃，能够还原去除废气中的氮氧化物(NOx)。烃没有特别限定，但优选碳原子数为1～5的烃，更优选碳原子数为1～3的烃。特别优选烃为甲烷、乙烷、乙烯及丙烷。通过在废气中添加作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废气净化用催化剂，其用于去除添加有烃及醇中的至少一种的废气中的氮氧化物，所述废气净化用催化剂的特征在于，/n基材担载有选自Ti、Zr、Ce、Nb、Al、Si及碱金属的金属氧化物与沸石，/n在所述基材担载有所述金属氧化物的层的两个面上形成担载有所述沸石的层，或者在所述基材担载有所述沸石的层的两个面上形成担载有所述金属氧化物的层，由此形成三层结构。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190115 JP 2019-0047211.一种废气净化用催化剂，其用于去除添加有烃及醇中的至少一种的废气中的氮氧化物，所述废气净化用催化剂的特征在于，
基材担载有选自Ti、Zr、Ce、Nb、Al、Si及碱金属的金属氧化物与沸石，
在所述基材担载有所述金属氧化物的层的两个面上形成担载有所述沸石的层，或者在所述基材担载有所述沸石的层的两个面上形成担载有所述金属氧化物的层，由此形成三层结构。


2.根据权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于，
所述金属氧化物为Ti或Zr的氧化物。


3.根据权利要求1或2所述的废气净化用催化剂，其特征在于，将担载有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水香奈，庄野惠美，西亚美，
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