(57)【要約】【課題】触媒を少なくしても、高い排ガス浄化能力が得られる触媒担持バグフィルタを容易に製造できる触媒担持バグフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法は、触媒を含むスラリーにバグフィルタ本体を浸漬してバグフィルタ本体に触媒を付着させる浸漬工程と、触媒を付着させたバグフィルタ本体を乾燥する乾燥工程とを有し、浸漬工程では、前記スラリーに、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方を含有させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を含むスラリーにバグフィルタ本体を浸漬してバグフィルタ本体に触媒を付着させる浸漬工程と、触媒を付着させたバグフィルタ本体を乾燥する乾燥工程とを有し、
浸漬工程では、前記スラリーに、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方を含有させる、触媒担持バグフィルタの製造方法。
【請求項２】
浸漬工程では、バグフィルタ本体を浸漬したスラリーを攪拌する、請求項１に記載の触媒担持バグフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バグフィルタ本体に排ガス浄化用の触媒を担持する触媒担持バグフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ焼却炉、下水汚泥焼却炉、産業廃棄物焼却炉、石炭の燃焼炉等から排出される排ガスには、ばいじんと共に、窒素酸化物やダイオキシン等の大気汚染物質が含まれることがある。そのため、前記排ガスには、通常、ばいじんを除去する集塵処理と、大気汚染物質を除去する浄化処理が施される。
また、バグフィルタのバグフィルタ本体に排ガス浄化用触媒を担持させた触媒担持バグフィルタを用いて、集塵処理と浄化処理を同時に行う方法も知られている（特許文献１）。
従来、上記の触媒担持バグフィルタを製造する方法としては、触媒になる触媒を含むスラリーにバグフィルタ本体を浸漬して、触媒をバグフィルタ本体に付着させた後、乾燥、焼成する方法が採られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５４０５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
触媒担持バグフィルタにおいては、バグフィルタ本体の少なくとも片面のほぼ全面に触媒が担持されて、排ガス浄化用触媒に排ガスが接触する確率を高め、排ガスの浄化能力を向上させている。従来の製造方法において、バグフィルタ本体の片面のほぼ全面に触媒を担持するためには、触媒の量を、フィルタ面積から理論的に求められる量よりも多くする必要があった。しかし、触媒を多くすると、高コストになるだけでなく、目詰まりしやすくなった。そのため、触媒を少なくすることが求められていたが、従来の製造方法では、触媒を減らすと、排ガス浄化能力が低下した。
本発明は、触媒を少なくしても、高い排ガス浄化能力が得られる触媒担持バグフィルタを容易に製造できる触媒担持バグフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法は、触媒を含むスラリーにバグフィルタ本体を浸漬してバグフィルタ本体に触媒を付着させる浸漬工程と、触媒を付着させたバグフィルタ本体を乾燥する乾燥工程とを有し、浸漬工程では、前記スラリーに、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方を含有させる。
本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法においては、浸漬工程では、バグフィルタ本体を浸漬したスラリーを攪拌することが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法によれば、触媒を少なくしても、高い排ガス浄化能力が得られる触媒担持バグフィルタを容易に製造できる。
また、本発明にて製造された触媒担持バグフィルタは、特に脱硝、脱ダイオキシンの能力に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例及び比較例の触媒担持バグフィルタの触媒活性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法によって製造される触媒担持バグフィルタは、バグフィルタ本体に排ガス浄化用触媒が担持されたものである。
【０００９】
バグフィルタ本体は、いわゆる「ろ布」と称されるものであり、綾織り、朱子織り、平織り等の織り方によって織られた布から形成されている。
バグフィルタ本体を構成する繊維としては、例えば、ガラス繊維、ポリフルオロエチレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリフェニレンサルファイド系繊維等が挙げられる。前記繊維のうちでも、耐熱性が高い点では、ガラス繊維が好ましい。
【００１０】
上記バグフィルタ本体に担持される排ガス浄化用触媒は、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｐ（リン）、Ｂ（ボロン）から選ばれる少なくとも一種以上の元素を含む単一又は複合酸化物からなる担体と、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｄ）又はタンタル（Ｔａ）の酸化物のうち少なくとも一種類の酸化物からなる活性成分とからなる触媒である。
【００１１】
担体としては、少なくともチタン酸化物を用いることが好ましい。触媒の比表面積や固体酸量を増大させる点では、複合酸化物化したチタン酸化物を用いることが好ましい。Ｔｉの複合酸化物を形成する金属としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等が挙げられる。すなわち、ＴｉとＳｉ、ＴｉとＡｌ、ＴｉとＺｒ、ＴｉとＰ、ＴｉとＢなどの複合酸化物を用いることが好ましい。これらいずれの複合酸化物においても、硫酸塩を形成しにくいため安定な構造を維持することができ、比表面積や固体酸量の増加が可能である。
活性成分としては、少なくともバナジウム酸化物を用いることが好ましい。上記活性成分はいずれも酸化能力を有し、ダイオキシンをＣＯ２まで酸化分解でき、また、還元剤存在下で窒素酸化物を還元できるが、バナジウム酸化物はそれらの能力が特に優れる。
【００１２】
排ガス浄化用触媒の組成は特に制限されない。活性成分が五酸化バナジウムの一成分である場合には、担体１００質量部に対して１〜２０質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンの二成分である場合には、担体１００質量部に対して、五酸化バナジウムが１〜１０質量部、三酸化タングステンが２〜２５質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化モリブデンの二成分である場合には、担体１００質量部に対して、五酸化バナジウムが１〜１０質量部、三酸化モリブデンが２〜２５質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと五酸化ニオブの二成分である場合には、担体１００質量部に対して、五酸化バナジウムが１〜１０質量部、五酸化ニオブが０．５〜５質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンと三酸化モリブデンの三成分である場合には、担体１００質量部に対して、五酸化バナジウムが１〜１０質量部、三酸化タングステンが１〜２０質量部、三酸化モリブデンが１〜２０質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンと五酸化ニオブの三成分である場合には、五酸化バナジウムが１〜１０質量部、三酸化タングステンが１〜１０質量部、五酸化ニオブが０．５〜５質量部であることが好ましい。
活性成分が五酸化バナジウムと三酸化タングステンと三酸化モリブデンと五酸化ニオブの四成分である場合には、五酸化バナジウムが１〜１０質量部、三酸化タングステンが１〜２０質量部、三酸化モリブデンが１〜２０質量部、五酸化ニオブが０．５〜５質量部であることが好ましい。
【００１３】
排ガス浄化用触媒の固体酸量は、触媒活性がより高くなることから、０．３０ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましく、０．４０ｍｍｏｌ／ｇ以上であることがより好ましい。ここでいう固体酸量は、排ガス浄化用触媒に吸着するピリジン量のことである。ピリジン吸着量は以下の方法により求めることができる。
すなわち、まず、排ガス浄化用触媒を、ヘリウム雰囲気下、４５０℃で加熱した後、１５０℃でピリジンを排ガス浄化用触媒に供給して吸着させ、次いで、固体酸点以外に付着したピリジンを真空排気する。その後、排ガス浄化用触媒を一定の昇温速度で１５０℃から８００℃まで加熱することにより、固体酸点に吸着したピリジンを脱離させ、その脱離したピリジン量を測定する。そのピリジン量をピリジン吸着量とする。
【００１４】
排ガス浄化用触媒の担持量は、１０〜５００ｇ／ｍ２であることが好ましく、５０〜４５０ｇ／ｍ２であることがより好ましい。排ガス浄化用触媒の担持量が前記下限値以上であれば、充分に高い排ガス浄化能力が得られ、前記上限値以下であれば、目詰まりをより防止できる。
【００１５】
本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法は、触媒を含むスラリーとバグフィルタ本体とを用いて触媒担持バグフィルタを製造する方法であり、浸漬工程と乾燥工程とを有する。
触媒は、上記の担体を形成するための担体原料と、活性成分を形成するための活性成分原料とから得られる。担体原料としては、例えば、担体を構成する金属の塩（塩化物、硫酸塩、硝酸塩）またはアルコキシドが挙げられる。また、担体原料は、担体を構成する単一又は複合酸化物そのものであってもよい。活性成分原料としては、例えば、活性成分を構成する金属の塩が挙げられる。また、活性成分原料は、活性成分を構成する酸化物そのものであってもよい。
【００１６】
浸漬工程は、スラリーにバグフィルタ本体を浸漬してバグフィルタ本体に触媒を付着させる工程である。スラリーは、触媒を水に分散させた分散液である。
浸漬工程においては、前記スラリーに、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方を含有させる。ポリスチレンスルホン酸アンモニウム、ポリメタクリル酸ナトリウムは、触媒の分散性を均一化する分散剤として機能する。そのため、スラリーに、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方を含有させることによって、触媒をバグフィルタ本体に均一に付着させることができる。したがって、排ガス浄化用触媒をバグフィルタ本体に均一に担持した触媒担持バグフィルタを容易に得ることができ、触媒を少なくしても排ガス浄化能力が高い触媒担持バグフィルタを容易に製造できる。
ポリスチレンスルホン酸アンモニウム、ポリメタクリル酸ナトリウム以外の公知の分散剤を、触媒を含むスラリーに添加しても、触媒をバグフィルタ本体に均一に付着させる効果は得られない。
【００１７】
ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方からなる分散剤の含有量は、触媒を１００質量％とした際の、０．１〜１．０質量％であることが好ましく、０．４〜０．６質量％であることがより好ましい。分散剤の含有量が前記下限値以上であれば、触媒をバグフィルタ本体に充分に均一に付着させることができる。しかし、分散剤含有量が前記上限値を超えると、触媒活性を低下させる原因になることがある。
【００１８】
本発明の触媒担持バグフィルタの製造方法においては、バグフィルタ本体を浸漬したスラリーを攪拌することが好ましい。スラリーを攪拌すると、スラリーに、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム及びポリメタクリル酸ナトリウムの少なくとも一方を含有させる効果がより発揮されて、触媒をバグフィルタ本体により均一に付着させることができる。
攪拌方法としては、容器に収容されたスラリーを攪拌機によって攪拌する方法、スラリーを容器内で循環させる水流を生じさせる方法等が挙げられる。
【００１９】
乾燥工程は、触媒を付着させたバグフィルタ本体を乾燥する工程である。乾燥工程における乾燥方法としては、熱風乾燥、赤外線乾燥等、公知の方法を適用することができる。乾燥温度は、８０〜１３０℃とすることが好ましい。
【００２０】
上記の製造方法により製造された触媒担持バグフィルタは、大気汚染物質とばいじんとを含む排ガスの集塵・浄化処理される。排ガスとしては、例えば、都市ごみ焼却炉、下水汚泥焼却炉、産業廃棄物焼却炉、石炭の燃焼炉等から排出される排ガスであって、ばいじんと共に、窒素酸化物やダイオキシン等の大気汚染物質を含むものが挙げられる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
体積平均粒子径０．１μｍの触媒粉体（Ｖ２Ｏ５・ＴｉＯ２）４００ｇを水１Ｌに加え、さらにポリスチレンスルホン酸アンモニウム７ｇを含有するスラリーを調製した。
このスラリーに、打ち込み密度１２００ｇ／ｍ２、厚み１．２ｍｍ、フィルタ面積０．０９ｍ２の二重綾織りの布からなるバグフィルタ試験片を攪拌しながら浸漬した。次いで、触媒が付着したバグフィルタ試験片をスラリーから引き上げ、熱風乾燥機を用いて１０５℃で乾燥し、触媒担持バグフィルタを得た。
【００２２】
（実施例２）
ポリスチレンスルホン酸アンモニウムに代わり、ポリメタクリル酸ナトリウム０．４ｇをスラリーに含有させたこと以外は実施例１と同様にして、触媒担持バグフィルタを得た。
【００２３】
（比較例１）
ポリスチレンスルホン酸アンモニウムをスラリーに含有させなかったこと以外は実施例１と同様にして、触媒担持バグフィルタを得た。
【００２４】
（比較例２）
ポリスチレンスルホン酸アンモニウム７ｇの代わりに、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物７ｇをスラリーに含有させた以外は実施例１と同様にして、触媒担持バグフィルタを得た。
【００２５】
（比較例３）
ポリスチレンスルホン酸アンモニウム０．４ｇの代わりに、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム０．４ｇをスラリーに含有させた以外は実施例１と同様にして、触媒担持バグフィルタを得た。
【００２６】
＜評価＞
各例の触媒担持バグフィルタについて、窒素酸化物に対する触媒活性を下記のように測定した。
【００２７】
［窒素酸化物に対する触媒活性］
下記反応条件で、一酸化窒素（ＮＯ）を含む排ガスを浄化処理した際の触媒活性を測定した。
試験装置：管式流通反応試験装置
排ガス温度：１９０℃
排ガス中のＮＯ濃度：１５０ｐｐｍ
還元剤（ＮＨ３）濃度：１０５ｐｐｍ
空間速度：１０，０００ｈ−１
【００２８】
比較例１の触媒担持バグフィルタの触媒活性を１とした際の、実施例１，２及び比較例２，３の触媒担持バグフィルタの触媒活性を図１に示す。
図１に示されるように、分散剤としてポリスチレンスルホン酸アンモニウムを用いた実施例１、分散剤としてポリメタクリル酸ナトリウムを用いた実施例２では、触媒活性が高かった。
分散剤としてβ−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を用いた比較例２、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを用いた比較例３では、触媒活性が比較例１と同等もしくはそれ以下であった。
【図１】
2014008459.tif 000002