(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂ2 Ｏ3 を含まず、Ａｌ2 Ｏ3 成分が１０〜１９重量％であるガラス繊維、無機充填材および無機バインダを含む構造体に触媒活性成分を担持してなることを特徴とする脱硝触媒。
【請求項２】
前記ガラス繊維の直径が３〜１６μｍであることを特徴とする請求項１記載の脱硝触媒。
【請求項３】
前記無機充填材がＳｉＯ2 であることを特徴とする請求項１または２に記載の脱硝触媒。
【請求項４】
前記無機バインダがシリカゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾルの焼成物のうち少なくとも１種以上からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の脱硝触媒。
【請求項５】
前記構造体がハニカム形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の脱硝触媒。
【請求項６】
前記触媒活性成分がＴｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖの酸化物のうち少なくとも１種以上からなることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の脱硝触媒。
【請求項７】
Ｂ2 Ｏ3 を含まず、Ａｌ2 Ｏ3 成分が１０〜１９重量％であるガラス繊維とバインダとを含有する混合物を抄造してガラスペーパーを形成する工程、前記ガラスペーパーをコルゲート加工後、積層あるいは成巻加工する工程、前記ガラスペーパー加工品に無機バインダを用いて無機充填材を塗布、乾燥、熱処理してハニカム構造体を得る工程、前記ハニカム構造体に無機バインダを用いて触媒活性成分を担持させ、乾燥、熱処理する工程、を含むことを特徴とする脱硝触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫黄酸化物を含有する排ガスの脱硝に使用する触媒に関し、特に、使用において機械的強度の低下の少ない脱硝触媒およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガス中の窒素酸化物を除去するために使用される脱硝触媒において、耐水性や電気絶縁性の改善を目的として担体にガラス繊維やセラミック繊維を使用したものがある。特に、Ｅガラスと呼ばれるガラスからなる繊維は、耐水性や電気絶縁性に優れることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、Ｅガラス繊維はＢ２  Ｏ３  を含んでおり、排ガス中に硫黄酸化物が含有されている場合、Ｂ２  Ｏ３  と硫黄酸化物（ＳＯ３  ）とが反応して金属塩が生成して繊維母材から溶出し、繊維が劣化するという問題がある。また、セラミック繊維においても、アルミナ含有繊維ではＡｌ２  Ｏ３  と硫黄酸化物とが反応して繊維が劣化するという同様の問題を抱えている。更に、このＡｌ２  Ｏ３  は、通常、ガラス中にＳｉＯ２  とともに主成分として含有される成分であり、従ってＥガラス繊維からなる担体では、Ｂ２  Ｏ３  とＡｌ２  Ｏ３  の両方が硫黄酸化物と反応して担体の更なる劣化が進行する。
このように、従来のガラス繊維やアルミナ含有セラミック繊維を担体とする脱硝触媒は、排ガス中に硫黄酸化物が含まれる場合、担体が劣化して触媒寿命が低下するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ガラス繊維が持つ耐水性や電気絶縁性に優れる特性を生かしつつ、硫黄酸化物を含有する排ガスに使用しても担体の機械的強度の低下が実用上問題とならない程度に抑制された脱硝触媒およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明に係る、（１）Ｂ2 Ｏ3 を含まず、Ａｌ2 Ｏ3 成分が１０〜１９重量％であるガラス繊維、無機充填材および無機バインダを含む構造体に触媒活性成分を担持してなることを特徴とする脱硝触媒、（２）ガラス繊維の直径が３〜１６μｍであることを特徴とする前記（１）記載の脱硝触媒、（３）無機充填材がＳｉＯ2 であることを特徴とする前記（１）または（２）の何れか一項に記載の脱硝触媒、（４）無機バインダがシリカゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾルの焼成物のうち少なくとも１種以上からなることを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか一項に記載の脱硝触媒、（５）構造体がハニカム形状であることを特徴とする前記（１）〜（４）の何れか一項に記載の脱硝触媒、（６）触媒活性成分がＴｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖの酸化物のうち少なくとも１種以上からなることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか一項に記載の脱硝触媒、（７）Ｂ2 Ｏ3 を含まず、Ａｌ2 Ｏ3 成分が１０〜１９重量％であるガラス繊維とバインダとを含有する混合物を抄造してガラスペーパーを形成する工程、前記ガラスペーパーをコルゲート加工後、積層あるいは成巻加工する工程、前記ガラスペーパー加工品に無機バインダを用いて無機充填材を塗布、乾燥、熱処理してハニカム構造体を得る工程、前記ハニカム構造体に無機バインダを用いて触媒活性成分を担持させ、乾燥、熱処理する工程、を含むことを特徴とする脱硝触媒の製造方法、により達成される。
【０００６】
本発明による上記脱硝触媒は、Ｂ2 Ｏ3 を含まず、更にＡｌ2 Ｏ3成分の含有量も低く抑えられたガラス繊維を担体とするため、ガラス繊維特有の耐水性、電気絶縁性を兼ね備えつつ、排ガス中に硫黄酸化物が含まれていても繊維の構成成分と硫黄酸化物との反応が進行せず、使用に際しての担体の強度低下が抑制される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の脱硝触媒およびその製造方法に関して、詳細に説明する。本発明の脱硝触媒は、Ｂ2 Ｏ3 を含まないガラス繊維、無機充填材および無機バインダを含む構造体に触媒活性成分を担持してなる。本発明で使用されるガラス繊維においては、Ａｌ2Ｏ3 の含有量は上記した排ガス中の硫黄酸化物との反応を抑える観点から少ないほど好ましく、１９重量％以下とし、特に１５重量％以下であることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3 の含有量が前記値よりも多い場合には耐酸性が低下する。また、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量の下限値は１０重量％であり、これより少ないと繊維の耐熱性が低下して好ましくない。また、Ａｌ2Ｏ3 以外のガラス成分に関しては、繊維化可能なガラス組成となる限り特に制限されるものではないが、例えば主成分であるＳｉＯ2を５０〜７０重量％、ＣａＯを１５〜２５重量％含有することができる。残部は、アルカリ金属やアルカリ土類金属、チタン、鉄、ジルコニウム等の金属酸化物である。
【０００８】
上記ガラス繊維の直径はガラス繊維と担体とする従来の脱硝触媒のものと同等で構わず、３〜１６μｍの範囲とすることが好ましい。特に直径が３μｍ以下では、担体とした時の強度が不足する可能性がある。
【０００９】
本発明で使用される無機充填材は特に制限されるものでなく、従来よりガラス繊維を担体とする脱硝触媒に使用されるものを適宜使用できるが、特にＳｉＯ２  の粉末が好ましい。このＳｉＯ２  源としては、ケイ石が好適である。
【００１０】
本発明で使用される無機バインダは特に制限されることはなく、従来よりガラス繊維を担体とする脱硝触媒に使用されるものを適宜使用できるが、シリカゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾルの焼成物を単独、もしくは混合して使用することが好ましい。
【００１１】
本発明の脱硝触媒は、上記したＢ２  Ｏ３  を含まないガラス繊維、無機充填材および無機バインダを含む構造体上に、脱硝作用を有する触媒活性成分を無機バインダを用いて担持して得られる。
この触媒活性成分は特に制限されるものではなく、従来より脱硝目的で使用される触媒活性成分である。好ましくは、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖの酸化物を単独で、もしくは混合して使用することができる。また、これら触媒活性成分の担持方法は特に制限されるものではないが、無機バインダとともに構造体に含浸させる方法が好ましい。尚、触媒活性成分の担持量は特に制限されるものではない。
【００１２】
また、構造体の製造方法は以下の通りである。
先ず、Ｂ２  Ｏ３  を含まないガラス繊維を、適当なバインダ溶液（例えば、ポリビニルアルコール溶液）に分散させた液を抄造してガラスペーパーを形成する。そして、このガラスペーパーを上下一対の波形段ロールの間を通過させてコルゲート加工した後、積層あるいは成巻加工する。次いで、このガラスペーパー加工品に無機バインダ（例えば、シリカゾル）を用いて無機充填材（たとえば、ケイ石）を塗布し、乾燥、熱処理して所望形状の構造体とする。
ここで、構造体はハニカム形状とすることが好ましく、それにより排ガスとの接触面積を大きくでき、また構造体の強度を高めることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１４】
〔実施例１〕
表１に示す組成のガラス繊維（直径９μｍ、長さ９ｍｍ）を、バインダとして用いたポリビニルアルコール溶液中に分散し、抄造してガラスペーパーを得た。このガラスペーパーを上下一対の波形段ロールの間を通してコルゲート加工した後、積層し、さらにシリカゾル（ＳｉＯ２  含有率２０％）をバインダとしてケイ石（５メッシュ品）を塗布し、乾燥、熱処理してハニカム構造体を得た。このハニカム構造体に、ＴｉＯ２  、ＷＯ３  、Ｖ２  Ｏ５  （ＴｉＯ２  ：ＷＯ３  ：Ｖ２  Ｏ５  ＝１００：９〜１２：１〜８重量部）の粉末をシリカゾル（ＳｉＯ２  含有率２０％）をバインダとして含浸させ、乾燥後、４００℃で熱処理して脱硝触媒を得た。
【００１５】
〔比較例１〕
ＳｉＯ２    ５２．０重量％とＡｌ２  Ｏ  ３  ４８．０重量％とからなるセラミック繊維（直径９μｍ、長さ９ｍｍ）を使用して実施例１と同様の操作を行い、脱硝触媒を得た。
【００１６】
〔比較例２〕
表１に示す組成のＥガラス繊維（直径９μｍ、長さ９ｍｍ）を使用して実施例１と同様の操作を行い、脱硝触媒を得た。
【００１７】
そして、上記実施例および比較例で得られた脱硝触媒を硫黄酸化物濃度５００ｐｐｍの排ガスに３５０℃で１０００時間暴露し、暴露前後の圧縮強度を測定した。圧縮強度の残存率〔（暴露前の圧縮強度−暴露後の圧縮強度）／暴露前の圧縮強度〕を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１から判明するように、本発明による実施例の脱硝触媒は比較例の脱硝触媒に較べて著しく高い圧縮強度の残存率を示しており、本発明による脱硝触媒が耐酸性に優れ、脱硝目的として硫黄酸化物を含有する排ガスにも十分に適用可能であることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｂ2 Ｏ3 を含まず、更にＡｌ2 Ｏ3 成分の含有量も低く抑えられたガラス繊維を担体とするため、ガラス繊維特有の耐水性、電気絶縁性を兼ね備えつつ、硫黄酸化物を含む排ガスの脱硝に使用しても担体の劣化が無く、触媒寿命の低下を抑制した脱硝触媒を提供することができる。