(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカゾル、チタニア粒子、およびメタバナジン酸アンモニウムを含む脱硝触媒を全体１次脱硝触媒層として担持した波板状の無機繊維シートと平板状の無機繊維シートとが交互に積層されてなる脱硝触媒担持ハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置において、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側およびガス出口側のうちの少なくともガス入口側の端部を、シリカゾルと、チタニア粒子またはカオリン粒子と、メタタングステン酸アンモニウムよりなる端部処理用脱硝触媒含有スラリーに浸漬して、ハニカム構造体の端部に、該脱硝触媒含有スラリーのコーティング層を形成し、これを乾燥した後、焼成して、端部２次脱硝触媒層を形成し、
脱硝触媒担持ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層の触媒担持量が１００〜３００ｇ／ｍ２であり、端部２次脱硝触媒層の触媒担持量が１００〜３００ｇ／ｍ２であり、脱硝触媒担持ハニカム構造体の少なくともガス入口側の端部における触媒担持量を合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることを特徴とする、排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法。
【請求項２】
全体１次脱硝触媒層の脱硝触媒に、さらにメタタングステン酸アンモニウムが含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法。
【請求項３】
端部処理用脱硝触媒含有スラリーが、触媒成分濃度５０重量％以上、６０重量％以下を有するものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法。
【請求項４】
端部処理用脱硝触媒含有スラリーに、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部を浸漬する範囲が、同ハニカム構造体の先端から５０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度のダスト、石炭アッシュなどの固体粒子を含む石炭焚きボイラの排ガス等の脱硝処理をする排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックス繊維シートを用いたハニカム状脱硝触媒の製造方法として、本出願人による下記の特許文献１には、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体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シリカを同時に保持させ、さらにメタバナジン酸アンモニウム、メタタングステン酸アンモニウム水溶液の順に浸漬し、チタニアにバナジウムとタングステンを担持させることを特徴とする脱硝触媒の製造方法が開示されている。
【０００３】
また、生産性をより向上させ、コストの低減を達成した脱硝触媒の製造方法として、本出願人による特許文献２には、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および／またはメタタングステ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バナジウムおよび／または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が開示されている。
【０００４】
さらに、本出願人による特許文献３には、シリカゾルと、チタニア粒子と、メタバナジン酸アンモニウムおよび／またはメタタングステン酸アンモニウムとを含む脱硝触媒製造用スラリーであって、アンモニア水溶液によりそのｐＨが３．５〜６．０に調整されていることを特徴とする脱硝触媒製造用スラリーが開示されている。
【０００５】
そして、これら特許文献２および３に記載のハニカム状脱硝触媒の端部の耐摩耗強度を向上する方法として、本出願人による下記の特許文献４には、ハニカム状触媒のガス流入端部の表面に触媒より硬度の高いセラミックスのコーティング層を形成するに当たり、コーティング形成用浸漬スラリーに触媒端部を浸漬し乾燥してコーティング層を形成させ、次いでコーティング部を金属塩水溶液に浸漬し乾燥・焼成することを特徴とする触媒端部の硬化処理方法が開示されている。
【０００６】
また、触媒成分の担持量が低く、上記特許文献４の方法では端面硬化が不十分である場合、効果的に端面耐摩耗強度を向上する方法として、本出願人による下記の特許文献５には、触媒成分が担持された担体構造体の端面部分に対して、（ｉ）金属のモルとして２．７〜３．８８モル／Ｌの金属塩水溶液に浸漬する工程、（ｉｉ）乾燥させる工程、（ｉｉｉ）再度、金属のモルとして２．７〜３．８８モル／Ｌの前記と同一の金属種の金属塩水溶液に浸漬する工程、および（ｉｖ）焼成処理を行い、触媒端面を硬化させる工程を順次行うことを特徴とする触媒の製造方法が開示されている。この特許文献５に記載の方法においては、金属塩水溶液で、固形分がイオンまたは分子状に分散しており、ダスト粒子による摩耗の原因となる触媒層表面の微細なクラックに侵入、析出させることでバインダー効果により耐摩耗強度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１５５１３２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５５１３３号公報
【特許文献３】特開２００８−２９６１００号公報
【特許文献４】特開２００１−１７０４９１号公報
【特許文献５】特開２００８−０７３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２および特許文献３の方法で製造された脱硝触媒は、特許文献１の方法で製造されたものと比較して触媒成分の担持量が不足する場合があり、端部の耐摩耗強度が低いという問題があった。
【０００９】
特に、触媒担持量が３００ｇ／ｍ２以下となる場合には、上記特許文献５に記載の方法により、触媒成分が担持された担体構造体のガス入口側の端部を金属塩水溶液に２度浸漬したり、金属塩水溶液の濃度を高くしたりして、端部処理を行なっても、金属塩水溶液では粘度が低いために、触媒担持ハニカム構造体の端部の耐摩耗強度の不足を十分に補う端部処理をすることができなかった。すなわち、従来は触媒担持量により耐摩耗強度を考察してはおらず、特に排ガス脱硝装置の触媒担持量が不足した場合には排ガス脱硝装置端部の耐摩耗強度を高めるために有効な手段が無かった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、排ガス中のダスト粒子や石炭アッシュ等の固体粒子による触媒担持ハニカム構造体端部の摩耗の原因となる触媒層表面の微細クラックを埋めることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができる、排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、排ガス中のダスト粒子や石炭アッシュ等の固体粒子による摩耗は、主に排ガス脱硝装置の脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部で見られ、ハニカム構造体のガス流路奥部ではガスが整流され、ダスト粒子はハニカム構造体の壁面とほぼ平行に移動するため著しい損耗減少は見られないので、ハニカム構造体のガス入口側の端部で触媒担持量を高めることがより有効であると考えた。
【００１２】
そこで、ダスト粒子による摩耗を受けやすいハニカム構造体のガス入口側の端部を、シリカゾルと、チタニア粒子またはカオリン粒子と、メタタングステン酸アンモニウムよりなる端部処理用脱硝触媒含有スラリーに浸漬して、ハニカム構造体の端部に該脱硝触媒含有スラリーのコーティング層を形成し、これを乾燥した後、焼成することにより、端部２次脱硝触媒層を形成し、触媒担持ハニカム構造体端部の摩耗の原因となる触媒層表面の微細クラックを埋めることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】
上記の目的を達成するために、請求項１の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法の発明は、シリカゾル、チタニア粒子、およびメタバナジン酸アンモニウムを含む脱硝触媒を全体１次脱硝触媒層として担持した波板状の無機繊維シートと平板状の無機繊維シートとが交互に積層されてなる脱硝触媒担持ハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置において、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側およびガス出口側のうちの少なくともガス入口側の端部を、シリカゾルと、チタニア粒子またはカオリン粒子と、メタタングステン酸アンモニウムよりなる端部処理用脱硝触媒含有スラリーに浸漬して、ハニカム構造体の端部に、該脱硝触媒含有スラリーのコーティング層を形成し、これを乾燥した後、焼成して、端部２次脱硝触媒層を形成することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法であって、全体１次脱硝触媒層の脱硝触媒に、さらにメタタングステン酸アンモニウムが含まれていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法であって、脱硝触媒担持ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層の触媒担持量が１００〜３００ｇ／ｍ２であり、端部２次脱硝触媒層の触媒担持量が１００〜３００ｇ／ｍ２であり、脱硝触媒担持ハニカム構造体の少なくともガス入口側の端部における触媒担持量を合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法であって、端部処理用脱硝触媒含有スラリーが、触媒成分濃度５０重量％以上、６０重量％以下を有するものであることを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法であって、端部処理用脱硝触媒含有スラリーに、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部を浸漬する範囲が、同ハニカム構造体の先端から１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法の発明によれば、排ガス中のダスト粒子等の固体粒子による触媒担持ハニカム構造体端部の摩耗の原因となる触媒層表面の触媒層表面の微細クラックを埋めることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができるという効果を奏する。
【００１９】
全体１次脱硝触媒層の脱硝触媒には、さらにメタタングステン酸アンモニウムが含まれていることが好ましい。
【００２０】
請求項３の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法の発明によれば、脱硝触媒担持ハニカム構造体の少なくともガス入口側の端部における触媒担持量を、具体的に合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることにより、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができるという効果を奏する。
【００２１】
請求項４の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法の発明によれば、脱硝触媒担持ハニカム構造体の少なくともガス入口側の端部における触媒担持量を、合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができ、ハニカム構造体端部の触媒担持量を逐一に計測しなくても触媒成分濃度から担持量を計算できるという効果を奏する。
【００２２】
請求項５の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法の発明によれば、端部処理用脱硝触媒含有スラリーに、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部を浸漬する範囲を、同ハニカム構造体の先端から１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下とすることで、高濃度のダスト、石炭アッシュなどの固体粒子を含む石炭焚きボイラの排ガス等による摩耗から脱硝触媒担持ハニカム構造体を充分に保護することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法の実施例での耐磨耗強度測定試験装置のフロー図を示す。
【図２】本発明の参考例における端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度（重量％）と、端部処理後の脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の参考例における脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の合計の触媒担持量と同端部の耐摩耗強度測定試験後の摩耗深さの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
つぎに、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
本発明において、排ガス脱硝装置は、シリカゾル、チタニア粒子、およびメタバナジン酸アンモニウムを含む脱硝触媒を全体１次脱硝触媒層として担持した波板状の無機繊維シートと平板状の無機繊維シートとが交互に積層されてなる脱硝触媒担持ハニカム構造体を具備するものである。
【００２６】
全体１次脱硝触媒層の脱硝触媒には、さらにメタタングステン酸アンモニウムが含まれていることが好ましい。
【００２７】
ここで、排ガス脱硝装置の製造方法を具体的に説明すると、波板状の無機繊維シートと平板状の無機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。そして、排ガス脱硝装置を製造するまず第１の方法は、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バナジウムを同時に担持させるものである。
【００２８】
つぎに、第２の方法は、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タングステンとバナジウムを同時に担持させるものである。
【００２９】
こうして製造された排ガス脱硝装置は、例えば高濃度のダスト、石炭アッシュなどの固体粒子を含む石炭焚きボイラ、発電用ガスタービン、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。  上記の排ガス脱硝装置の製造方法によれば、チタニア担持、タングステン担持、バナジウム担持を一回の工程で同時に行うことができ、すなわち浸漬、乾燥、焼成の操作が一回でよく、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。
【００３０】
なお、本発明において、排ガス脱硝装置の製造方法は、上記の方法に限定されず、排ガス脱硝装置はその他の方法に製造されたものであってもよい。
【００３１】
ここで、ハニカム構造体の無機繊維シート素材である無機繊維としては、例えばセラミック繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、およびロックウールが挙げられる。
【００３２】
本発明による排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法は、上記排ガス脱硝装置における脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側およびガス出口側のうちの少なくともガス入口側の端部を、シリカゾルと、チタニア粒子またはカオリン粒子と、メタタングステン酸アンモニウムよりなる端部処理用脱硝触媒含有スラリーに浸漬して、ハニカム構造体の端部に、該脱硝触媒含有スラリーのコーティング層を形成し、これを乾燥した後、焼成して、端部２次脱硝触媒層を形成することを特徴としている。
【００３３】
なお、ガス入口側端部に端部２次脱硝触媒層を形成することは、高濃度のダスト、石炭アッシュなどの固体粒子を含む石炭焚きボイラの排ガス等による摩耗から脱硝触媒担持ハニカム構造体を保護するためである。そして、ガス出口側端部に端部２次脱硝触媒層を形成することは、脱硝触媒担持ハニカム構造体とその装置外枠等による摩耗から脱硝触媒担持ハニカム構造体を保護するためである。
【００３４】
本発明の排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法において、脱硝触媒担持ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層の触媒担持量が１００〜３００ｇ／ｍ２であり、端部２次脱硝触媒層の触媒担持量が１００〜３００ｇ／ｍ２であり、脱硝触媒担持ハニカム構造体の少なくともガス入口側の端部における触媒担持量を合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることが好ましい。
【００３５】
なお、触媒担持量の計算式は、以下の通りである。
【００３６】
触媒担持量＝（触媒担持後のハニカム構造体重量−ハニカム構造体重量）
／ハニカム構造体の触媒担持部の表面積
本発明者らは、排ガス中のダスト粒子や石炭アッシュ等の固体粒子による摩耗は、主に排ガス脱硝装置の脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部で見られ、ハニカム構造体のガス流路奥部ではガスが整流され、ダスト粒子はハニカム構造体の壁面とほぼ平行に移動するため著しい損耗減少は見られないので、ハニカム構造体の端部で触媒担持量を高めることがより有効であると考えられる。そこで、ダスト粒子による摩耗を受けやすいハニカム構造体の端部を、シリカゾルと、チタニア粒子またはカオリン粒子と、メタタングステン酸アンモニウムよりなる端部処理用脱硝触媒含有スラリーに浸漬して、端部に脱硝触媒含有スラリーのコーティング層を形成し、これを乾燥した後、焼成することにより、端部２次脱硝触媒層を形成し、触媒担持ハニカム構造体端部の摩耗の原因となる触媒層表面の微細クラックを埋めることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができることを見出した。
【００３７】
本発明による排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法において、端部処理用脱硝触媒含有スラリーが、触媒成分濃度５０重量％以上、６０重量％以下を有するものであることが好ましい。これは全体１次脱硝触媒層の触媒担持量２３０ｇ/ｍ２の時の端部処理用脱硝触媒含有スラリーが合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができる。これにより、実機よりもかなり厳しい加速条件においても十分な磨耗強度を示すことができる。
【００３８】
また、本発明による排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理方法において、端部処理用脱硝触媒含有スラリーに、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部を浸漬する範囲を、同ハニカム構造体の先端から５０ｍｍ以下とすることで、高濃度のダスト、石炭アッシュなどの固体粒子を含む石炭焚きボイラの排ガス等による摩耗から脱硝触媒担持ハニカム構造体を充分に保護することができる。
【００３９】
なお、端部処理用脱硝触媒含有スラリーに、全体１次脱硝触媒層を有する脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部を浸漬する範囲は、同ハニカム構造体の先端から１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲とすることが好ましく、３０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲とすることがより好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
実施例１
本発明の方法により排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理をつぎのようにして行なった。
【００４２】
＜排ガス脱硝装置の製造＞
まず、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。
【００４３】
つぎに、シリカゾルと、チタニア粒子と、メタバナジン酸アンモニウム、およびメタタングステン酸アンモニウムよりなる脱硝触媒含有スラリーに浸漬し、シリカゾル、チタニア粒子、メタバナジン酸アンモニウム、およびメタタングステン酸アンモニウムよりなる脱硝触媒（全体１次脱硝触媒）を担持量２３０．３ｇ／ｍ２で担持した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とが交互に積層されてなる脱硝触媒担持ハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置を製造した。
【００４４】
＜排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理＞
つぎに、シリカゾル１３０ｇにチタニア粒子４０ｇを加えてよく撹拌し、その後メタタングステン酸アンモニウム４４ｇを加えて再び撹拌し端部処理用脱硝触媒含有スラリーを調製した。このスラリーの触媒成分濃度は、５１．４重量％であった。
【００４５】
この端部処理用脱硝触媒含有スラリーに、上記脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部を、これの先端より幅５０ｍｍまで内側部分を１５秒間浸漬させた。その後、ハニカム構造体を端部処理用脱硝触媒含有スラリーより取り出して１時間自然乾燥させた後、電気炉にて温度５００℃で、１時間焼成して、端部２次脱硝触媒層を形成し、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部処理を行った。この結果、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量は、１８５．５ｇ／ｍ２であった。従って、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部における触媒担持量は、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層と端部２次脱硝触媒層の合計で４１５．８ｇ／ｍ２であった。
【００４６】
実施例２
上記実施例１の場合と同様にして排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理を行うが、上記実施例１の場合と異なる点は、端部処理用脱硝触媒含有スラリーの調製において、チタニア粒子に代えてカオリン粒子を使用した点にある。
【００４７】
なお、カオリン粒子を用いた端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度は、５１．４重量％であった。そして、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量は、２６０．６ｇ／ｍ２であった。従って、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部における触媒担持量は、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層と端部２次脱硝触媒層の合計で４９０．９ｇ／ｍ２であった。
【００４８】
下記の表１に、実施例１と２における端部処理用脱硝触媒含有スラリーの成分と、触媒成分濃度を記載した。
【表１】
0005921252.tif 000002
【００４９】
比較例１
比較のために、特許文献５に記載された従来法により排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理を行なった。すなわち、上記実施例１の前段において製造した排ガス脱硝装置の全体１次脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部を、これの先端より幅５０ｍｍまで内側部分を、４０重量％のメタタングステン酸アンモニウム水溶液に５秒間浸漬し、２００℃で１時間乾燥させた後、再び４０重量％のメタタングステン酸アンモニウム水溶液に５秒間浸漬し、４００℃で１時間乾燥させて、端部２次脱硝触媒層を形成し、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部処理を行った。この結果、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量は、１１５．９ｇ／ｍ２であった。
【００５０】
この比較例１で使用した上記実施例１の前段において製造した脱硝触媒担持ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒の担持量は、２３０．３ｇ／ｍ２であるから、比較例１の脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部における触媒担持量は、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層と端部２次脱硝触媒層の合計で３４６．２ｇ／ｍ２であった。
【００５１】
なおここで、メタタングステン酸アンモニウム水溶液への浸漬時間を５秒間に設定したのは、浸漬液がスラリーではなくメタタングステン酸アンモニウムの水溶液であるため、５秒以上浸漬させた場合、毛細管現象により先端から５０ｍｍを越えるところまでメタタングステン酸アンモニウムが担持されてしまうからである。
【００５２】
（耐摩耗強度測定試験）
上記実施例１と２および比較例１において端部処理した脱硝触媒担持ハニカム構造体について、図１に示す耐摩耗強度測定試験装置を用いて、各触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さを測定した。
【００５３】
耐摩耗強度測定試験装置により、石炭燃焼ダスト量１０５０ｇ／ｈ、ガス量２５Ｌ／分間（ダスト濃度７００ｇ／ｍ３、ガス流速１６．５ｍ／ｓ）の条件で、４２０分間、測定試験を実施し、得られた結果を下記の表２に示した。
【００５４】
表２には、各触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さとともに、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層の触媒担持量、ガス入口側の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量、およびハニカム構造体端部の合計の触媒担持量をあわせて記載した。
【００５５】
なお、図示の耐摩耗強度測定試験装置による試験結果を実機（ダスト濃度６．３ｇ／ｍ３、ガス流速５．５ｍ／ｓ）に相当する時間を表す以下の式でも評価を行っている。すなわち、本耐摩耗強度測定試験は、実機では２００００相当時間と同等の結果を表す結果であることが分かる。
【００５６】
相当時間＝試験時間×（試験機ダスト濃度/実機ダスト濃度）×(試験機ガス流速/実機ガス流速)３
ちなみに、上記の条件にて触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さが１．０ｍｍ以下であれば、実機適用しても問題ないことが分かっている。
【表２】
0005921252.tif 000003
【００５７】
上記表２の結果から明らかなように、本発明による実施例１と２において端部処理した脱硝触媒担持ハニカム構造体では、２００００相当時間でもダスト粒子による触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さが０．５ｍｍであった。これに対し、４０重量％のメタタングステン酸アンモニウム水溶液にて２度、端部処理を行った比較例１では、２００００時間相当で２．５ｍｍの摩耗が見られた。これより、本発明の方法によれば、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができ、しかもハニカム構造体端部の触媒成分の担持量を高めることができて、脱硝性能を向上することができることが確認できた。
【００５８】
参考例１〜３
参考のために、全体１次脱硝触媒層と端部２次脱硝触媒層の合計と磨耗強度測定試験を対比して行った。
【００５９】
参考例１〜３では、上記実施例１の場合と同様にして排ガス脱硝装置における触媒担持ハニカム構造体の端部処理を行うが、上記実施例１の場合と異なる点は、全体１次脱硝触媒層の触媒担持量が２３４．６ｇ/ｍ２とした点である。
【００６０】
また、端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度は、参考例１では、上記実施例１の場合と同様に５１．４重量％としたが、参考例２では、４５．１重量％とし、参考例３では、３０．５重量％とした。そして、これらの端部処理用脱硝触媒含有スラリーを用いて、上記実施例１の場合と同様にしてハニカム構造体の入口側の端部処理を行なった。
【００６１】
ここで、参考例２では、実施例１の端部処理用脱硝触媒含有スラリーに水を加えて再び撹拌し、端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度を４５．１重量％に調製した。このスラリーを用いて脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の処理を行なったところ、端部２次脱硝触媒層の触媒担持量は１２７．５ｇ／ｍ２であった。従って、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部における触媒担持量は、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層と端部２次脱硝触媒層の合計で３６２．１ｇ／ｍ２であった。
【００６２】
また、参考例３では、実施例１の端部処理用脱硝触媒含有スラリーに水を加えて再び撹拌し、端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度を３０．５重量％に調製した。このスラリーを用いて脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の処理を行なったところ、端部２次脱硝触媒層の触媒担持量４９．１ｇ／ｍ２であった。従って、脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側の端部における触媒担持量は、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層と端部２次脱硝触媒層の合計で２８３．７ｇ／ｍ２であった。
【００６３】
参考例１〜３における端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分と、これらのスラリーを用いた端部処理後の脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の端部２次脱硝触媒層の触媒触媒担持量とを下記の表３に示した。
【００６４】
図２は、これらの端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度と、端部処理後の脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量との関係を示すグラフである。この図２より、端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度を増やせば、端部処理後の脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量も増加することが分かる。
【表３】
0005921252.tif 000004
【００６５】
つぎに、参考例１〜３において端部処理した脱硝触媒担持ハニカム構造体について、上記の場合と同様に、図１に示す耐摩耗強度測定試験装置を用いて、各脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さを測定した。
【００６６】
耐摩耗強度測定試験装置により、排ガス脱硝装置の実機よりもかなり厳しいダストの加速条件で、すなわち石炭燃焼ダスト量１０５０ｇ／ｈ、ガス量６０．５Ｌ／分間（ダスト濃度２９１．７ｇ／ｍ３、ガス流速４０．０ｍ／ｓ）の条件で、６０分間試験を実施し、得られた結果を下記の表４、および図３に示した。
【００６７】
表４には、各触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さとともに、ハニカム構造体の全体１次脱硝触媒層の触媒担持量、ガス入口側の端部２次脱硝触媒層の触媒担持量、およびハニカム構造体端部の合計の触媒担持量をあわせて記載した。
【００６８】
図３は、参考例１〜３における脱硝触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の合計の触媒担持量と同端部の耐摩耗強度測定試験後の摩耗深さの関係を示すグラフである。
【００６９】
なお、上記の試験条件は、排ガス脱硝装置の実機よりもかなり厳しいダストの加速条件であり、触媒担持ハニカム構造体の端部の耐摩耗強度を簡易的に見積る際に適している。これまでの試作経験より、上記の試験条件にて触媒担持ハニカム構造体のガス入口側端部の摩耗深さが８．０ｍｍ以下であれば、排ガス脱硝装置の実機に適用しても問題がないことが分かっている。
【表４】
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【００７０】
表４、および図３の結果から明らかなように、本発明による参考例１において、触媒成分濃度５１．４重量％の端部処理用脱硝触媒含有スラリーを用いて端部処理した脱硝触媒担持ハニカム構造体では、ガス入口側端部の摩耗深さが、排ガス脱硝装置の実機に適用しても問題がないレベルである７．５ｍｍであった。これに対し、参考例２において、触媒成分濃度４５．１重量％の端部処理用脱硝触媒含有スラリーを用いて端部処理した脱硝触媒担持ハニカム構造体では、ガス入口側端部の摩耗深さが１５．０ｍｍであり、参考例３において、触媒成分濃度４９．１重量％の端部処理用脱硝触媒含有スラリーを用いて端部処理した脱硝触媒担持ハニカム構造体では、ガス入口側端部の摩耗深さが１９．０ｍｍであった。
【００７１】
このことから、端部処理用脱硝触媒含有スラリーは、触媒成分濃度５０重量％以上であるのが好ましく、これによって脱硝触媒担持ハニカム構造体の少なくともガス入口側の端部における触媒担持量を、合計で４００〜５００ｇ／ｍ２とすることができて、ハニカム構造体端部の耐摩耗強度を十分に補うことができることが確認できた。
【００７２】
なお、端部処理用脱硝触媒含有スラリーの触媒成分濃度６０重量％を超えると、スラリーの触媒成分が高濃度となり粘度が高くなり、脱硝触媒担持ハニカム構造体の端部を浸漬させた際、目詰まりを起こすため、好ましくない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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