(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカゾルにチタニア粒子を懸濁させる第１工程と、
ついで第１工程からのスラリーにメタバナジン酸アンモニウム粉末を添加する第２工程と、
第２工程からのスラリーに、さらにメタタングステン酸アンモニウム水溶液または粉末を添加する第３工程と
を具備する脱硝触媒用スラリーの製造方法であって、
時間が経過しても脱硝触媒用スラリー中の脱硝触媒粒子の再凝縮を抑制し、脱硝触媒用スラリーの高粘度化を抑制するように、
第１工程からのシリカゾルおよびチタニア粒子を含むスラリーに対し、上記第２工程の前において超音波を照射した後に水を添加するか、
または第２工程からのシリカゾル、チタニア粒子およびメタバナジン酸アンモニウム粉末を含むスラリーに対し、上記第３工程の前において超音波を照射した後に水を添加する
ことを特徴とする、脱硝触媒用スラリーの製造方法。
【請求項２】
水を添加して５０〜１００ｍＰａ・ｓに調整することを特徴とする、請求項１に記載の脱硝触媒用スラリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用ガスタービン、石炭焚きボイラー、各種化学プラント、廃棄物焼却炉等から出る排ガスの脱硝処理用触媒を製造する際に用いられる脱硝触媒用スラリーの製造方法、およびこの方法により製造された脱硝触媒用スラリーを用いて脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、下記の特許文献１において、セラミック繊維製ハニカム構造体を、シリカゾルにチタニア微粒子と、バナジウムおよび／ またはタングステンとを含む脱硝触媒用スラリーに浸漬し、これを取り出した後、焼成することにより脱硝触媒を製造する方法を開示した。
【０００３】
また、下記の特許文献２では、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用スラリーであって、アンモニア水溶液によりそのｐＨを３．５〜６．０に調整した脱硝触媒スラリーを開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５５１３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９６１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の脱硝触媒の製造方法では、時間の経過とともに脱硝触媒用スラリーの粘度が高くなり、その結果、ハニカム基材に担持される触媒量が時間の経過とともに増加し、安定した担持量の脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を製造することが難しいという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の脱硝触媒スラリーによれば、アンモニア水溶液の取り扱いに注意が必要であり、アンモニア水溶液などの添加剤を使用しない方法が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、アンモニア水溶液などの添加剤を使用せずに、しかも時間の経過によっても脱硝触媒用スラリーの粘度が高くならない脱硝触媒用スラリーの製造方法を提供すること、およびこの方法により製造された脱硝触媒用スラリーを用いて、安定した担持量の脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の脱硝触媒用スラリーの製造方法の発明は、シリカゾルにチタニア粒子を懸濁させる第１工程と、ついで第１工程からのスラリーにメタバナジン酸アンモニウム粉末を添加する第２工程と、第２工程からのスラリーに、さらにメタタングステン酸アンモニウム水溶液または粉末を添加する第３工程とを具備する脱硝触媒用スラリーの製造方法であって、第１工程からのシリカゾルおよびチタニア粒子を含むスラリーに対し、上記第２工程の前において超音波を照射した後に水を添加するか、または第２工程からのシリカゾル、チタニア粒子およびメタバナジン酸アンモニウム粉末を含むスラリーに対し、上記第３工程の前において超音波を照射した後に水を添加することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の排ガス脱硝装置の発明は、請求項１に記載の脱硝触媒用スラリーの製造方法により製造された脱硝触媒用スラリーを用いて脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の脱硝触媒用スラリーの製造方法によれば、アンモニア水溶液などの添加剤を使用せずに、しかも時間の経過によっても脱硝触媒用スラリーの粘度が高くならない脱硝触媒用スラリーを製造することができ、ひいてはこの方法により製造された脱硝触媒用スラリーを用いて、安定した担持量の脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置を提供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】
【００１１】
【図１】触媒の脱硝性能試験装置を示すフローシートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
本発明者らは、脱硝触媒の製造方法として、先に、上記特許文献１などに記載の発明を開示しているが、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねた結果、シリカゾルにチタニア粒子を懸濁させる第１工程と、ついで第１工程からのスラリーにメタバナジン酸アンモニウム粉末を添加する第２工程と、第２工程からのスラリーに、さらにメタタングステン酸アンモニウム水溶液または粉末を添加する第３工程とを具備する脱硝触媒用スラリーの製造方法であって、第１工程からのシリカゾルおよびチタニア粒子を含むスラリーに対し、上記第２工程の前において超音波を照射した後に水を添加するか、または第２工程からのシリカゾル、チタニア粒子およびメタバナジン酸アンモニウム粉末を含むスラリーに対し、上記第３工程の前において超音波を照射した後に水を添加することで、脱硝触媒用スラリーの高粘度化を抑制できることを見出した。
【００１４】
本発明における超音波の照射を、出力５０Ｗ以上１２０Ｗ以下、周波数２８ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下の条件で、照射時間３０分以上２時間以下、行うことが好ましい。
【００１５】
ここで、本発明の脱硝触媒用スラリーの製造方法の最大の特徴である、シリカゾルにチタニア粒子を懸濁させる第１工程の後のスラリーに超音波を照射することで、分散の効果が得られ、時間が経過しても脱硝触媒用スラリー中の脱硝触媒粒子の再凝縮を抑制することができ、脱硝触媒用スラリーの高粘度化を抑制できるものと考えられる。
【００１６】
また、本発明において超音波を照射した後のスラリーに水を添加することで、脱硝触媒用スラリーの粘度を調整することができる。
【００１７】
また同様に、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粉末を含む第２工程の後のスラリーに超音波を照射することで、分散の効果が得られ、時間が経過しても脱硝触媒用スラリー中の脱硝触媒粒子の再凝縮を抑制することができ、脱硝触媒用スラリーの高粘度化を抑制できるものと考えられる。
【００１８】
そして、本発明において超音波を照射した後のスラリーに水を添加することで、脱硝触媒用スラリーの粘度を調整することができる。
【００１９】
ここで、超音波を照射した後のスラリーに水を添加することで、脱硝触媒用スラリーの粘度を、５０〜１００ｍＰａ・ｓに調整することが好ましい。
【００２０】
そして、このように粘度調整された脱硝触媒用スラリーは、時間が経過しても脱硝触媒用スラリーの高粘度化を抑制することができる。
【００２１】
さらに、本発明の排ガス脱硝装置は、上記の本発明の脱硝触媒用スラリーの製造方法により製造された脱硝触媒用スラリーを用いて、安定した担持量の脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備することを特徴としている。
【００２２】
ここで、ハニカム構造体としては、セラミック繊維シートやガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、およびロックウールなどの無機繊維シートを素材とするものを利用することができる。
【実施例】
【００２３】
つぎに、本発明の実施例を比較例と共に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
（実施例１）
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。
【００２５】
つぎに、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率；４５重量％ 、シリカとチタニアの比率；２０：８０）を調整した。
【００２６】
そして、このスラリー１Ｋｇに対して、超音波の照射を、出力８０Ｗ、周波数４０ｋＨｚの条件で、６０分間行った。ついで、超音波照射後のスラリーに対し、１Ｋｇの水を添加して粘度の調整を行った。
【００２７】
さらに、スラリーに対して、メタバナジン酸アンモニウム粉末を５０ｇ添加、攪拌後に、脱硝触媒用スラリーに対して３．８８ｍｏｌ／ｌのメタタングステン酸アンモニウム水溶液を５６ｍｌ添加して、最終的に、粘度８４ｍＰａ・ｓの脱硝触媒用スラリーを製造した。
【００２８】
(実施例２)
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。
【００２９】
つぎに、シリカゾルにチタニア微粒子を懸濁させたスラリー（固形分比率；４５重量％ 、シリカとチタニアの比率；２０：８０）を調整した。
【００３０】
そして、このスラリー１Ｋｇに対して、メタバナジン酸アンモニウム粉末を５０ｇ添加して、脱硝触媒用スラリーの攪拌を行った。
【００３１】
さらに、このスラリー１Ｋｇに対して、超音波の照射を、出力８０Ｗ、周波数４０ｋＨｚの条件で、６０分間行った。ついで、超音波照射後のスラリーに対し、１Ｋｇの水を添加して粘度の調整を行った。
【００３２】
つぎに、このスラリーに対して、３．８８ｍｏｌ／ｌのメタタングステン酸アンモニウム水溶液を５６ｍｌ添加して、最終的に、粘度８０ｍＰａ・ｓの脱硝触媒用スラリーを製造した。
【００３３】
(比較例１)
比較のために、上記実施例２の場合と同様にして、脱硝触媒用スラリーを製造するが、上記実施例２の場合と異なる点は、メタバナジン酸アンモニウム粉末を添加したスラリーに対して、超音波の照射を行なかった点にある。そして、その他の点は上記実施例２の場合と同様にして、脱硝触媒用スラリーを製造したところ、脱硝触媒用スラリーの粘度は、３０ｍＰａ・ｓであった。
【００３４】
（脱硝触媒用スラリーの粘度の安定性の評価試験）
つぎに、上記実施例１と２、および比較例１で製造した脱硝触媒用スラリーについて、製造初期の粘度、および脱硝触媒の製造２日後の粘度をそれぞれ計測して、各脱硝触媒用スラリーの粘度の安定性を評価した。各脱硝触媒用スラリーの粘度の計測値を下記の表１に示した。
【表１】
0005883718.tif 000002
【００３５】
上記の表１の結果から明らかなように、実施例１と２で製造した脱硝触媒用スラリーの製造２日後の粘度は、製造初期の粘度から変化しておらず、非常に安定で、高粘度化が抑制されていることが分かる。これに対し、比較例１で製造した従来の脱硝触媒用スラリーの製造２日後の粘度は、製造初期の粘度に比べ大幅に変化しており、安定していないことが分かる。
【００３６】
（実施例３）
上記実施例１と２、および比較例１で製造した脱硝触媒用スラリーを用いて脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置について、触媒の脱硝性能試験を図１に示す装置を用いて実施した。ここで、図１中のＭＦＣは、マスフローコントローラーを意味する。
【００３７】
触媒の脱硝性能試験の条件は、下記の表２に示す通りである。そして、各排ガス脱硝装置について、得られた脱硝率の結果を下記の表３に示した。
【表２】
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【表３】
0005883718.tif 000004
【００３８】
上記の表３の結果から明らかなように、上記実施例１と２で製造した脱硝触媒用スラリーを用いて脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置では、比較例１で製造した従来の脱硝触媒用スラリーを用いて脱硝触媒を担持させたハニカム構造体を具備する排ガス脱硝装置に比べて、脱硝率が上昇していることが分かる。
【図１】
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