(57)【要約】【課題】窒素酸化物を生成しにくく、且つ優れたアンモニア浄化性能を達成可能とするアンモニア浄化技術を提供する。【解決手段】本発明のアンモニア浄化用触媒１は、基材２と、前記基材２に支持された触媒層３とを備え、前記触媒層３は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材に支持された触媒層とを備え、
前記触媒層は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含む
アンモニア浄化用触媒。
【請求項２】
前記触媒成分に含まれる銅と前記ゼオライトに含まれる銅との質量比は１乃至４．７の範囲内にある請求項１に記載のアンモニア浄化用触媒。
【請求項３】
前記ゼオライトは、ＣＨＡ型結晶構造を有する請求項１又は２に記載のアンモニア浄化用触媒。
【請求項４】
前記触媒成分は、銅、銅を含む塩、酸化銅、銅を１０質量％より多く含む、酸化銅以外の銅酸化物、又はこれらの混合物である請求項１乃至３の何れか１項に記載のアンモニア浄化用触媒。
【請求項５】
前記触媒層において、前記触媒成分に含まれる銅と前記ゼオライトに含まれる銅との合計量が占める割合は２．９質量％乃至５．３質量％の範囲内にある請求項１乃至４の何れか１項に記載のアンモニア浄化用触媒。
【請求項６】
アンモニアを含むガスが流れる貫通孔を有する基材と、前記基材のうち、前記アンモニアを含むガスの流入側の部分に支持された第１触媒層と、前記アンモニアを含むガスの流出側に支持された第２触媒層とを有し、
前記第１触媒層は、ゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含み、
前記第２触媒層は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトを含む
アンモニア浄化用触媒。
【請求項７】
アンモニアを含むガスの流入側に設置された第１触媒と、前記アンモニアを含むガスの流出側に設置された第２触媒とを含み、
前記第１触媒は、前記アンモニアを含むガスが流れる貫通孔を有する第１基材と、前記第１基材に支持された第１触媒層とを含み、
前記第１触媒層は、ゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含み、
前記第２触媒は、前記アンモニアを含むガスが流れる貫通孔を有する第２基材と、前記第２基材に支持された第２触媒層とを含み、
前記第２触媒層は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトを含む
アンモニア浄化装置。
【請求項８】
排水に含まれるアンモニアを気化させて、アンモニアを含むガスを発生させるガス発生ユニットと、前記ガスに含まれるアンモニアを浄化するガス浄化ユニットとを備え、
前記ガス浄化ユニットは、請求項１乃至６の何れか１項に記載のアンモニア浄化用触媒又は請求項７に記載のアンモニア浄化装置を含むアンモニア浄化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア浄化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
メッキ工場及び半導体製造工場などの工場や火力発電所からの排水は、アンモニアを含んでいることがある。この排水に含まれるアンモニアを処理する設備としてアンモニアストリッピング法を用いたアンモニア浄化設備が知られている。このようなアンモニア浄化設備では、先ず、アンモニアストリッピング法により、アンモニアを含む排水に、空気及び蒸気を吹き込み、アンモニアと水とを含むガスを発生させ、次いで、アンモニア浄化用触媒により、このガスに含まれるアンモニアを窒素及び水へと分解する。
【０００３】
アンモニア浄化用触媒には、高いアンモニア浄化性能が要求される一方で、アンモニアを酸化分解する際に発生する窒素酸化物の生成を抑制することが求められる。
【０００４】
特許文献１及び２には、銅（Ｃｕ）を担持させたゼオライトを用いたアンモニア浄化用触媒が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２８４４０号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／１０３７５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、窒素酸化物を生成しにくく、且つ優れたアンモニア浄化性能を達成可能とするアンモニア浄化技術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】
【０００７】
本発明の第１側面によると、基材と、前記基材に支持された触媒層とを備え、前記触媒層は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含むアンモニア浄化用触媒が提供される。
【０００８】
本発明の第２側面によると、アンモニアを含むガスが流れる貫通孔を有する基材と、前記基材のうち、前記アンモニアを含むガスの流入側の部分に支持された第１触媒層と、前記アンモニアを含むガスの流出側に支持された第２触媒層とを有し、前記第１触媒層は、ゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含み、前記第２触媒層は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトを含むアンモニア浄化用触媒が提供される。
【０００９】
本発明の第３側面によると、アンモニアを含むガスの流入側に設置された第１触媒と、前記アンモニアを含むガスの流出側に設置された第２触媒とを含み、前記第１触媒は、前記アンモニアを含むガスが流れる貫通孔を有する第１基材と、前記第１基材に支持された第１触媒層とを含み、前記第１触媒層は、ゼオライトと、前記ゼオライトに担持され、銅を含有する触媒成分とを含み、前記第２触媒は、前記アンモニアを含むガスが流れる貫通孔を有する第２基材と、前記第２基材に支持された第２触媒層とを含み、前記第２触媒層は、シリカとアルミナとのモル比は２乃至１３の範囲内にあり、且つ陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライトを含むアンモニア浄化装置が提供される。
【００１０】
本発明の第４側面によると、排水に含まれるアンモニアを気化させて、アンモニアを含むガスを発生させるガス発生ユニットと、前記ガスに含まれるアンモニアを浄化するガス浄化ユニットとを備え、前記ガス浄化ユニットは、第１側面若しくは第２側面に係るアンモニア浄化用触媒又は第３側面に係るアンモニア浄化装置を含むアンモニア浄化設備が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、窒素酸化物を生成しにくく、且つ優れたアンモニア浄化性能を達成可能とするアンモニア浄化技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一態様に係るアンモニア浄化用触媒を概略的に示す斜視図。
【図２】図１に示すアンモニア浄化用触媒に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。
【図３】図１及び図２に示すアンモニア浄化用触媒の触媒層を拡大して示す図。
【図４】本発明の一態様に係るアンモニア浄化用触媒及び酸化銅に係るＴＰＲプロファイルの一例を示すグラフ。
【図５】図１に示すアンモニア浄化用触媒に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図。
【図６】本発明の他の態様に係るアンモニア浄化装置を概略的に示す斜視図。
【図７】本発明の更に他の態様に係るアンモニア浄化設備を概略的に示す説明図。
【図８】出口アンモニア濃度と出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフ。
【図９】銅ゼオライトにおけるシリカとアルミナとのモル比と、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフ。
【図１０】銅担持量と、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフ。
【図１１】触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との質量比と、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の態様について説明する。  
図１は、本発明の一態様に係るアンモニア浄化用触媒を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示すアンモニア浄化用触媒に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。図３は、図１及び図２に示すアンモニア浄化用触媒の触媒層を拡大して示す図である。
【００１４】
図１及び図２に示すアンモニア浄化用触媒１は、モノリス触媒である。このアンモニア浄化用触媒１は、典型的には、１５０００ｐｐｍ以上の高濃度でアンモニアを含むガスを浄化するための触媒として使用する。
【００１５】
このアンモニア浄化用触媒１は、モノリスハニカム基材などの基材２を含んでいる。基材２は、典型的には、コージェライトなどのセラミックス製である。基材２は、アンモニアを含むガスの流れ方向に対してほぼ平行な方向に各々が延びた貫通孔を含んでいる。
【００１６】
基材２の隔壁上には、触媒層３が形成されている。触媒層３は、陽イオンの少なくとも一部が銅イオンで置換されたゼオライト、すなわち、銅ゼオライト３１と、銅ゼオライト３１に担持された触媒成分３２とを含んでいる。
【００１７】
ゼオライトは、陽イオンを含む結晶性含水アルミノケイ酸塩の総称であり、その組成は、一般式（１）：（ＭI、ＭII1/2）m（ＡｌmＳｉnＯ(m+n)）・ｘＨ2Ｏで表される。
【００１８】
一般式（１）において、ＭIは、アルカリ金属元素の陽イオンを意味している。ＭIは、例えば、リチウムイオン（Ｌｉ+）、ナトリウムイオン（Ｎａ+）、カリウムイオン（Ｋ+）又はこれらのイオンの２以上の組み合わせである。  
一般式（１）において、ＭIIは、アルカリ土類金属元素の陽イオンを意味している。ＭIIは、例えば、カルシウムイオン（Ｃａ2+）、マグネシウムイオン（Ｍｇ2+）、バリウムイオン（Ｂａ2+）又はこれらのイオンの２以上の組み合わせである。  
ゼオライトは、ＭI及びＭIIの双方を含んでいてもよく、どちらか一方を含んでいてもよい。これらの陽イオンは、アルミノケイ酸塩の骨格における負電荷を補償している。
【００１９】
一般式（１）において、ｍは、０乃至９０の範囲内にある有理数である。一般式（１）において、ｎは、ｍ以上の有理数であり、０乃至２００の範囲内にある。一般式（１）において、ｘは、０乃至２６０の範囲内の有理数である。
【００２０】
銅ゼオライト３１は、イオン交換法により、ＭI及びＭIIの少なくとも一部が、銅に置換されたものである。銅ゼオライト３１において、ＭI及びＭIIの合計量に占める銅の割合（以下、イオン交換率という）は、例えば、０．０１原子％乃至５０原子％の範囲内にあり、好ましくは、０．１原子％乃至４０原子％の範囲内にあり、より好ましくは、１原子％乃至３０原子％の範囲内にある。イオン交換率の高い銅ゼオライト３１を用いると、浄化性能が高い傾向にある。イオン交換率の低い銅ゼオライト３１を用いると、浄化性能が低い傾向にある。
【００２１】
銅ゼオライト３１としては、構造コードが、例えば、ＬＴＡ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＬＴＬ、ＦＡＵ、ＢＥＡ及びＣＨＡからなる群より選ばれる少なくとも１種で表されるものを用いることができ、ＣＨＡで表されるものを用いることが好ましい。ＣＨＡ型結晶構造を有する銅ゼオライト３１を用いると、その他の結晶構造を有する銅ゼオライト３１を用いた場合と比較して、浄化性能が高い傾向にある。銅ゼオライト３１に用いるゼオライトは、人工ゼオライトであってもよく、天然ゼオライトであってもよく、これらの混合物であってもよい。
【００２２】
銅ゼオライト３１において、シリカ（ＳｉＯ2）とアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とのモル比（ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3）は２乃至１３の範囲内にあり、好ましくは２乃至１０の範囲内にあり、より好ましくは２乃至５の範囲内にある。このモル比が大きいと、浄化性能が低い傾向にある。このモル比が小さいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。
【００２３】
銅ゼオライト３１の平均粒径は、典型的には、０．１μｍ乃至１００μｍの範囲内にあり、好ましくは０．５μｍ乃至１０μｍの範囲内にあり、より好ましくは１μｍ乃至７μｍの範囲内にある。銅ゼオライト３１の平均粒径が大きいと、アンモニアを含むガスとの接触効率が低く、浄化性能が低い傾向にある。銅ゼオライト３１の平均粒径が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００２４】
この平均粒径は、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布において、体積積算値が５０％となる粒径を意味している。レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置としては、株式会社堀場製作所製ＬＡ７５０等を使用することができる。測定サンプルとしては、銅ゼオライト３１を水中に分散させたものを用いることができる。
【００２５】
銅ゼオライト３１の比表面積は、好ましくは、３００ｍ2／ｇ乃至１０００ｍ2／ｇの範囲内にあり、より好ましくは、３５０ｍ2／ｇ乃至９００ｍ2／ｇの範囲内にある。銅ゼオライト３１の比表面積が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００２６】
ここで、この「比表面積」は、窒素ＢＥＴ（Brunauer, Emmet and Teller）法により求めた比表面積、すなわち、ＢＥＴ比表面積を意味している。この窒素ＢＥＴ法に基づく比表面積は、以下の方法により求めることができる。
【００２７】
先ず、７７Ｋ（窒素の沸点）の窒素ガス中で、窒素ガスの圧力Ｐ（ｍｍＨｇ）を徐々に高めながら、各圧力Ｐ毎に、銅ゼオライト３１の窒素ガス吸着量（ｍＬ／ｍＬ）を測定する。次いで、圧力Ｐ（ｍｍＨｇ）を窒素ガスの飽和蒸気圧Ｐ0（ｍｍＨｇ）で除した値を相対圧力Ｐ／Ｐ0として、各相対圧力Ｐ／Ｐ0に対する窒素ガス吸着量をプロットすることにより吸着等温線を得る。次いで、この窒素吸着等温線とＢＥＴ式からＢＥＴプロットを算出し、このＢＥＴプロットを利用して比表面積を得る。なお、ＢＥＴプロットの算出には、ＢＥＴ多点法を用いる。
【００２８】
触媒層３における銅ゼオライト３１の含有量は、６０質量％乃至９９質量％の範囲内にあることが好ましく、８０質量％乃至９５質量％の範囲内にあることがより好ましい。
【００２９】
アンモニア浄化用触媒１の単位容積当りの銅ゼオライト３１の含有量は、例えば、６０ｇ／Ｌ乃至２００ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、８０ｇ／Ｌ乃至１７０ｇ／Ｌの範囲内にある。この割合が大きすぎる又は小さすぎると、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００３０】
銅ゼオライト３１に含まれる銅イオンは、アンモニアの分解を促進する。銅イオンは、１価の銅イオン（Ｃｕ+）であってもよく、２価の銅イオン（Ｃｕ2+）であってもよく、これらの銅イオンが混在していてもよい。銅イオンは、好ましくは、２価の銅イオン（Ｃｕ2+）である。
【００３１】
銅ゼオライト３１に含まれる銅の含有量は、典型的には、０．０１質量％乃至１０質量％の範囲内にあり、好ましくは、０．１質量％乃至８質量％の範囲内にあり、より好ましくは０．５質量％乃至４質量％の範囲内にある。この含有量が少ないと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。この含有量が多いと、窒素酸化物の生成量が多い傾向にある。
【００３２】
触媒成分３２は、アンモニアの分解を促進する。触媒成分３２は、例えば、粒子の形態にある。触媒成分３２は、銅、銅を含む塩、酸化銅、銅を１０質量％より多く含む、酸化銅以外の銅酸化物、又はこれらの混合物であり、好ましくは、酸化銅である。
【００３３】
触媒層３における触媒成分３２の含有量は、０．１質量％乃至１０質量％の範囲内にあることが好ましく、１質量％乃至６質量％の範囲内にあることがより好ましい。
【００３４】
アンモニア浄化用触媒１の単位容積当りの触媒成分３２の含有量は、例えば、１ｇ／Ｌ乃至１５ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、２ｇ／Ｌ乃至１０ｇ／Ｌの範囲内にある。この割合が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。この割合が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００３５】
このアンモニア浄化用触媒１において、触媒成分３２に含まれる銅と、銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は、１乃至４．７の範囲内にあることが好ましく、１乃至２．７５の範囲内にあることがより好ましい。この質量比が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。この質量比が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。
【００３６】
触媒層３において、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との合計量が占める割合（以下、銅担持量という）は、典型的には、２．９質量％乃至５．３質量％の範囲内にあり、好ましくは、３質量％乃至５質量％の範囲内にあり、より好ましくは３質量％乃至４質量％の範囲内にある。銅担持量が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。銅担持量が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００３７】
触媒層３は、銅ゼオライト３１及び触媒成分３２の他に、バインダを更に含んでいてもよい。バインダは、銅ゼオライト３１同士の結合、及び銅ゼオライト３１と触媒成分３２との結合をより強固にして触媒の耐久性を向上させる役割を担っている。バインダとしては、例えば、アルミナゾル、チタニアゾル又はシリカゾルを使用する。
【００３８】
アンモニア浄化用触媒１の単位容積当りのバインダの含有量は、例えば、１ｇ／Ｌ乃至３０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、３ｇ／Ｌ乃至２０ｇ／Ｌの範囲内にある。この割合が大きいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。この割合が小さいと、耐久性が低下する傾向にある。
【００３９】
このアンモニア浄化用触媒１について、昇温還元法（ＴＰＲ）により得られる５０℃乃至７００℃の温度における水素消費量は、例えば、５×１０-5ｍｏｌ乃至２×１０-4ｍｏｌである。
【００４０】
図４は、本発明の一態様に係るアンモニア浄化用触媒及び酸化銅に係るＴＰＲプロファイルの一例を示すグラフである。図３に示すグラフにおいて、横軸は温度を表し、縦軸は水素消費量を表している。なお、ここでは、アンモニア浄化用触媒１として、実施例１で製造した触媒を用いている。また、酸化銅としては、ナカライテスク株式会社製のものを使用している。
【００４１】
このグラフは、昇温還元法（ＴＰＲ）により得ることができる。  
具体的には、先ず、試料として、触媒層３の一部を採取する。次いで、この試料を触媒分析装置の試料管に設置する。触媒分析装置としては、例えば、日本ベル株式会社製ＢＥＬＣＡＴを用いることができる。次いで、この試料管に、窒素ガスに５体積％の水素を混合した混合ガスを流通させながら、１０℃／分の昇温速度で、１０００℃まで試料管を昇温する。この際の経過時間毎の水素消費量をプロットして、図４に示すグラフを得る。
【００４２】
図４から明らかなように、このアンモニア浄化用触媒１において、水素消費量が最も多いときの温度と酸化銅において水素消費量が最も多いときの温度とは、ほぼ同じ温度である。したがって、このアンモニア浄化用触媒１において、触媒成分３２は、少なくともその一部が酸化銅の形態にあると考えられる。
【００４３】
このアンモニア浄化用触媒１は、銅以外の触媒成分を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。このアンモニア浄化用触媒１の単位容積当りの銅以外の触媒成分の含有量は、１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。銅以外の触媒成分の含有量が多いと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。銅以外の触媒成分としては、例えば、貴金属及び銅以外の遷移金属を挙げることができる。貴金属は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）又はこれらの混合物である。銅以外の遷移金属は、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）又はこれらの混合物である。
【００４４】
このアンモニア浄化用触媒１は、例えば、以下の方法により製造することができる。  
先ず、銅ゼオライト３１を準備する。銅ゼオライト３１は、上述したように、イオン交換法により、ゼオライトにおける陽イオンの少なくとも一部を銅イオンで置換することにより得ることができる。銅ゼオライト３１は、市販のものを用いてもよい。
【００４５】
なお、銅ゼオライト３１を用いる代わりに、銅ゼオライト３１と触媒成分３２との複合体を用いてもよい。このような複合体は、例えば、外表面に銅イオンが付着した銅ゼオライトを必要に応じて焼成することにより得ることができる。
【００４６】
次いで、この銅ゼオライト３１と、バインダなどの任意成分と、水とを混合してスラリーを調製する。次いで、ハニカム基材にこのスラリーをウォッシュコートし、コート層を十分に乾燥させて、未焼成の触媒層３を形成する。次いで、硝酸銅水溶液を用いて、この未焼成の触媒層３に硝酸銅を含浸させる。ここで、硝酸銅水溶液の濃度は、例えば、５０ｍｏｌ／Ｌ乃至２５０ｍｏｌ／Ｌの範囲内とし、好ましくは、７０ｍｏｌ／Ｌ乃至１８０ｍｏｌ／Ｌの範囲内とする。次いで、例えば、５５０℃乃至６５０℃の範囲内の温度で、０．５時間乃至３時間にわたってこのハニカム基材を焼成して、銅ゼオライト３１に、触媒成分３２を担持させる。このようにして、アンモニア浄化用触媒１を得る。
【００４７】
上述したように、このアンモニア浄化用触媒１は、窒素酸化物を生成しにくく、且つアンモニア浄化性能に優れている。この理由は、以下の通りであると考えられる。  
このアンモニア浄化用触媒１は、１次反応及び２次反応により、アンモニアを窒素及び水へと分解すると考えられる。すなわち、このアンモニア浄化用触媒１の貫通孔を通過するアンモニアを含むガスの一部は、銅ゼオライト３１に吸着され、１次反応において、主に触媒成分３２に含まれる酸化銅により、一酸化窒素及び二酸化窒素へと酸化される。次いで、２次反応において、一酸化窒素と二酸化窒素とは、アンモニアを還元剤として、主に銅ゼオライト３１に含まれる銅イオンにより、窒素及び水へと還元される。
【００４８】
上述したように、このアンモニア浄化用触媒１では、銅ゼオライト３１に触媒成分３２が担持されている。すなわち、このアンモニア浄化用触媒１において、銅ゼオライト３１と触媒成分３２との距離は近い。したがって、このアンモニア浄化用触媒１では、上述した１次反応及び２次反応がほぼ同時に起こると考えられる。それゆえ、このアンモニア浄化用触媒１は、窒素酸化物を生成しにくく、且つアンモニア浄化性能に優れている。
【００４９】
図５は、図１に示すアンモニア浄化用触媒に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図である。このアンモニア浄化用触媒１は、基材２と、基材２のうち、アンモニアを含むガスの流入側の部分に支持された第１触媒層４と、アンモニアを含むガスの流出側に支持された第２触媒層５とを有している。
【００５０】
第１触媒層４は、ゼオライトと、このゼオライトに担持された触媒成分とを含んでいる。  
ゼオライトとしては、構造コードが、例えば、ＬＴＡ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＬＴＬ、ＦＡＵ、ＢＥＡ及びＣＨＡからなる群より選ばれる少なくとも１種で表されるものを用いることができ、ＣＨＡで表されるものを用いることが好ましい。ＣＨＡ型結晶構造を有するゼオライトを用いると、その他の結晶構造を有するゼオライトを用いた場合と比較して、浄化性能が高い傾向にある。ゼオライトは、人工ゼオライトであってもよく、天然ゼオライトであってもよく、これらの混合物であってもよい。
【００５１】
このゼオライトにおいて、シリカ（ＳｉＯ2）とアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とのモル比（ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3）は、例えば、２乃至３０の範囲内にあり、好ましくは１１乃至３０の範囲内にある。
【００５２】
このゼオライトの平均粒径は、典型的には、０．１μｍ乃至１００μｍの範囲内にあり、好ましくは０．５μｍ乃至１０μｍの範囲内にあり、より好ましくは１μｍ乃至７μｍの範囲内にある。なお、この平均粒径は、銅ゼオライト３１の平均粒径について説明したのと同様の方法により求めることができる。
【００５３】
このゼオライトの比表面積は、好ましくは、３００ｍ2／ｇ乃至１０００ｍ2／ｇの範囲内にあり、より好ましくは、３５０ｍ2／ｇ乃至９００ｍ2／ｇの範囲内にある。なお、この比表面積は、銅ゼオライト３１の比表面積について説明したのと同様の方法により求めることができる。
【００５４】
触媒成分は、アンモニアの分解を促進する。触媒成分は、触媒成分３２について上述したものと同様のものを用いることができる。
【００５５】
第１触媒層４は、このゼオライトと触媒成分との他に、バインダなどの任意成分を含んでいてもよい。バインダとしては、触媒層３について上述したバインダと同様のものを用いることができる。
【００５６】
第２触媒層５は、銅ゼオライトを含んでいる。銅ゼオライトとしては、触媒層３について上述したものと同様のものを用いることができる。第２触媒層５は、銅ゼオライトの他に、バインダなどの任意成分を含んでいてもよい。バインダとしては、触媒層３について上述したバインダと同様のものを用いることができる。
【００５７】
このアンモニア浄化用触媒１において、触媒成分に含まれる銅と、銅ゼオライトに含まれる銅との質量比は、１乃至４．７の範囲内にあることが好ましく、１乃至２．７５の範囲内にあることがより好ましい。この質量比が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。この質量比が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。
【００５８】
このアンモニア浄化用触媒１において、第１触媒層４と第２触媒層５との合計量に占める、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との合計量の割合（以下、銅担持量という）は、典型的には、２．９質量％乃至５．３質量％の範囲内にあり、好ましくは、３質量％乃至５質量％の範囲内にあり、より好ましくは３質量％乃至４質量％の範囲内にある。銅担持量が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。銅担持量が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００５９】
このような構成を採用すると、窒素酸化物を生成しにくく、且つアンモニア浄化性能に優れたアンモニア浄化用触媒１を得ることができる。この理由は、このアンモニア浄化用触媒１に流入するアンモニアを含むガスにおいて、上述した１次反応及び２次反応が連続的に起こるためであると考えられる。すなわち、このアンモニア浄化用触媒１において、アンモニアを含むガスは、先ず、第１触媒層４に流入し、ゼオライトに吸着され、触媒成分に含まれる酸化銅により、１次反応が進みやすい。次いで、このガスは第２触媒層５に流入し、この層に含まれる銅ゼオライトに吸着されることにより、２次反応が進みやすい。したがって、このような構成を採用することにより、窒素酸化物を生成しにくく、且つアンモニア浄化性能に優れたアンモニア浄化用触媒１を得ることができる。
【００６０】
図６は、本発明の他の態様に係るアンモニア浄化装置を概略的に示す斜視図である。このアンモニア浄化装置１０は、図示しない１以上の容器と、アンモニアを含むガスの流入側に設置された第１触媒１１と、アンモニアを含むガスの流出側に設置された第２触媒１２とを含んでいる。一例によれば、このアンモニア浄化装置１０は、１つの容器を含み、この容器内に第１触媒と第２触媒とを直列に配置している。他の例によれば、このアンモニア浄化装置１０は、２つの容器を含み、一方の容器に第１触媒が配置され、他方の容器に第２触媒が配置され、これらの容器を直列に配置している。
【００６１】
第１触媒１１は、第１基材と、第１基材に支持された第１触媒層とを含んでいる。第１基材としては、アンモニア浄化用触媒１について上述した基材２と同様のものを用いることができる。
【００６２】
第１触媒層は、ゼオライトと、このゼオライトに担持された触媒成分とを含んでいる。ゼオライトとしては、アンモニア浄化用触媒１について上述したものと同様のものを用いることができる。触媒成分としては、アンモニア浄化用触媒１について上述した触媒成分３２と同様のものを用いることができる。第１触媒層は、ゼオライトと触媒成分との他に、バインダなどの任意成分を含んでいてもよい。バインダとしては、アンモニア浄化用触媒１について上述したものと同様のものを用いることができる。
【００６３】
第２触媒１２は、第２基材と、第２基材に支持された第２触媒層とを含んでいる。第２基材としては、アンモニア浄化用触媒１について上述した基材２と同様のものを用いることができる。第２触媒層は、銅ゼオライトを含んでいる。この銅ゼオライトとしては、アンモニア浄化用触媒１について上述したものと同様のものを用いることができる。第２触媒層は、銅ゼオライトの他に、バインダなどの任意成分を含んでいてもよい。バインダとしては、アンモニア浄化用触媒１について上述したものと同様のものを用いることができる。
【００６４】
このアンモニア浄化装置１０において、触媒成分に含まれる銅と、銅ゼオライトに含まれる銅との質量比は、１乃至４．７の範囲内にあることが好ましく、１乃至２．７５の範囲内にあることがより好ましい。この質量比が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。この質量比が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。
【００６５】
このアンモニア浄化装置１０において、第１触媒層と第２触媒層との合計量に占める、触媒成分に含まれる銅と、銅ゼオライトに含まれる銅との合計量の割合（以下、銅担持量という）は、典型的には、２．９質量％乃至５．３質量％の範囲内にあり、好ましくは、３質量％乃至５．１質量％の範囲内にあり、より好ましくは３．２質量％乃至４．９質量％の範囲内にある。銅担持量が大きいと、窒素酸化物を生成しやすい傾向にある。銅担持量が小さいと、十分な浄化性能が得られない傾向にある。
【００６６】
このような構成を採用すると、窒素酸化物を生成しにくく、且つアンモニア浄化性能に優れたアンモニア浄化装置１０を得ることができる。この理由は、このアンモニア浄化装置１０に流入するアンモニアを含むガスにおいて、上述した１次反応及び２次反応が連続的に起こるためであると考えられる。すなわち、アンモニアを含むガスは、先ず、第１触媒１１に流入し、触媒成分に含まれる酸化銅により１次反応が進みやすい。次いで、このガスは、第２触媒１２に流入し、第２触媒層に含まれる銅ゼオライトにより２次反応が進みやすい。したがって、このような構成を採用したアンモニア浄化装置１０は、窒素酸化物を生成しにくく、且つアンモニア浄化性能に優れている。
【００６７】
図７は、本発明の更に他の態様に係るアンモニア浄化設備を概略的に示す説明図である。ここでは、一例として、アンモニアストリッピング法を用いたアンモニア浄化設備１００を記載している。このアンモニア浄化設備１００は、メッキ工場及び半導体製造工場などの工場や火力発電所のアンモニアを含む排水の処理に好適である。
【００６８】
このアンモニア浄化設備１００は、排水に含まれるアンモニアを気化させて、アンモニアを含むガスを発生させるガス発生ユニットと、このガスに含まれるアンモニアを浄化するガス浄化ユニットとを有している。ここでは、ガス発生ユニットの一例として、放散塔１０１を用いている。また、ガス浄化ユニットの一例として、触媒分解塔１０２を用いている。
【００６９】
このアンモニア浄化設備１００は、放散塔１０１と触媒分解塔１０２と導管Ｌ１乃至Ｌ７とを含んでいる。  
放散塔１０１は、容器１０１１と、この容器１０１１内に収容された噴霧器ＳＰ１及び充填層１０１２とを含んでいる。噴霧器ＳＰ１は、充填層１０１２より上部に備えられている。充填層１０１２は、多孔質板を含んでいる。  
触媒分解塔１０２は、容器１０２１と、この容器１０２１内に収容された触媒層１０２２とを含んでいる。触媒層１０２２は、上述したアンモニア浄化用触媒１又はアンモニア浄化装置１０を含んでいる。
【００７０】
導管Ｌ１の一端は、噴霧器ＳＰ１に接続されている。導管Ｌ１の他端は、排水の供給源に接続されている。排水の供給源としては、例えば、工場の排水槽である。導管Ｌ２の一端は、容器１０１１において、充填層１０１２より下部に接続されている。導管Ｌ２の他端は、蒸気の供給源に接続されている。導管Ｌ３の一端は、容器１０１１において、充填層１０１２より下部に接続されている。導管Ｌ３の他端は、空気の供給源に接続されている。
【００７１】
導管Ｌ４の一端は、容器１０１１において、噴霧器ＳＰ１より上部に接続されている。導管Ｌ４の他端は、容器１０２１において、触媒層１０２２より上部に接続されている。導管Ｌ５の一端は、導管Ｌ４に接続されている。導管Ｌ５の他端は、空気の供給源に接続されている。
【００７２】
導管Ｌ６の一端は、容器１０２１において、触媒層１０２２より下部に接続されている。導管Ｌ６の他端は、容器１０１１において、充填層１０１２より下部に接続されている。導管Ｌ７の一端は、容器１０２１において、触媒層１０２２より下部に接続されている。導管Ｌ７の他端は、アンモニア浄化設備１００の外部に通じている。
【００７３】
このアンモニア浄化設備１００を用いたアンモニアを含む排水の浄化方法について、図７を参照しながら説明する。  
先ず、アンモニアを含有する排水は、導管Ｌ１を介して、容器１０１１の内部に導入される。この排水は、必要に応じて、図示しない加熱器を用いて加熱されていてもよい。この排水の温度は、例えば、１００℃である。この排水は、噴霧器ＳＰ１から、充填層１０１２に散布される。散布された排水は、充填層１０１２内を落下し、導管Ｌ２から供給される水蒸気及び導管Ｌ３から供給される空気と接触して、アンモニアを含むガスを生成する。このガスに含まれるアンモニアの濃度は、例えば、１０００ｐｐｍ乃至３００００ｐｐｍである。
【００７４】
このアンモニアを含むガスは、導管Ｌ４を介して、容器１０２１へと導かれる。このガスに含まれるアンモニアの濃度は、必要に応じて、導管Ｌ５から供給される空気により、およそ１５０００ｐｐｍに希釈される。このアンモニアを含むガスは、必要に応じて、図示しない加熱器を用いて加熱されていてもよい。このアンモニアを含むガスの温度は、例えば、４００℃である。このアンモニアを含むガスは、触媒層１０２２において、アンモニア浄化用触媒１又はアンモニア浄化装置１０により窒素及び水を含む処理ガスへと酸化分解される。この酸化分解反応は、熱を放出する。この処理ガスの一部は、導管Ｌ６を介して容器１０２１へと供給され、排水を加熱するために用いられる。処理ガスの残りは、導管Ｌ７を介してアンモニア浄化設備１００の外部へと排出される。
【００７５】
上述したように、このアンモニア浄化設備１００は、触媒層１０２２に、上述したアンモニア浄化用触媒１又はアンモニア浄化装置１０を有している。したがって、このようなアンモニア浄化設備１００を用いると、窒素酸化物を生成しにくく、且つ優れたアンモニア浄化性能を達成可能である。それゆえ、このアンモニア浄化設備１００は、典型的には、窒素酸化物を還元するための手段を設ける必要がない。
【００７６】
ここで、上述したアンモニア浄化用触媒１及びアンモニア浄化装置１０は、選択触媒還元脱硝装置（ＳＣＲ）にも用いることができる。選択触媒還元脱硝装置は、ボイラ及びディーゼル機関などの排ガスに含まれる窒素酸化物を、還元剤としてアンモニアを用いて、窒素及び水へと分解する。このアンモニア浄化用触媒１又はアンモニア浄化装置１０を含む選択触媒還元脱硝装置は、窒素酸化物の生成しにくく、優れたアンモニア浄化性能を有している。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明の実施例について説明する。  
＜例１＞  
図１及び図２に示すアンモニア浄化用触媒１を、以下の方法で製造した。  
先ず、ＣＨＡ型銅ゼオライトを準備した。このＣＨＡ型銅ゼオライトにおけるシリカとアルミナとのモル比は５であった。次いで、１６７ｇの銅ゼオライトと１３ｇのアルミナゾルと２６０ｇの水とを混合してスラリーＳ１を調製した。次いで、このスラリーＳ１の全量をモノリスハニカム基材にウォッシュコートし、コート層を２５０℃の温度で１時間にわたって乾燥させて、未焼成の触媒層３を得た。なお、モノリスハニカム基材としては、７１ｃｍ3の容量のものを用いた。
【００７８】
次いで、未焼成の触媒層３に硝酸銅水溶液を吸水担持させ、６００℃の温度で１時間にわたって焼成して、図１及び図２に示すアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１という。なお、この触媒Ｃ１における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００７９】
＜例２＞  
シリカとアルミナとのモル比が５である銅ゼオライトの代わりに、シリカとアルミナとのモル比が２である銅ゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ２という。なお、この触媒Ｃ２における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８０】
＜例３＞  
シリカとアルミナとの比が５である銅ゼオライトの代わりに、シリカとアルミナとの比が１０である銅ゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ３という。なお、この触媒Ｃ３における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８１】
＜例４＞  
シリカとアルミナとの比が５である銅ゼオライトの代わりに、シリカとアルミナとの比が１３である銅ゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ４という。なお、この触媒Ｃ４における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８２】
＜例５＞  
シリカとアルミナとの比が５である銅ゼオライトの代わりに、シリカとアルミナとの比が２５である銅ゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ５という。なお、この触媒Ｃ５における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８３】
＜例６＞  
シリカとアルミナとの比が５である銅ゼオライトの代わりに、シリカとアルミナとの比が３３である銅ゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ６という。なお、この触媒Ｃ６における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８４】
＜例７＞  
銅の含有量がより多い銅ゼオライトを使用し、触媒層３に担持させる銅の量を増加させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ７という。なお、この触媒Ｃ７における銅担持量は４質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８５】
＜例８＞  
銅の含有量がより多い銅ゼオライトを使用し、触媒層３に担持させる銅の量を増加させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ８という。なお、この触媒Ｃ８における銅担持量は５質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８６】
＜例９＞  
銅の含有量がより少ない銅ゼオライトを使用し、触媒層３に持させる銅の量を減少させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ９という。なお、この触媒Ｃ９における銅担持量は２質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８７】
＜例１０＞  
銅の含有量がより多い銅ゼオライトを使用し、触媒層３に担持させる銅の量を増加させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１０という。なお、この触媒Ｃ１０における銅担持量は８質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は１であった。
【００８８】
＜例１１＞  
銅の含有量がより少ない銅ゼオライトを使用し、触媒層３に担持させる銅の量を増加させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１１という。なお、この触媒Ｃ１１における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は２．７５であった。
【００８９】
＜例１２＞  
先ず、銅の含有量がより多い銅ゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でスラリーＳ２を調製した。  
スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ２を使用し、硝酸銅水溶液を用いなかったこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１２という。なお、この触媒Ｃ１２における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は０であった。
【００９０】
＜例１３＞  
銅の含有量がより多い銅ゼオライトを使用し、触媒層３に担持させる銅の量を減少させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１３という。なお、この触媒Ｃ１３における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は０．３６であった。
【００９１】
＜例１４＞  
銅の含有量がより少ない銅ゼオライトを使用し、触媒層３に担持させる銅の量を増加させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１４という。なお、この触媒Ｃ１４における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は５であった。
【００９２】
＜例１５＞  
先ず、銅ゼオライトの代わりに、銅を含まないゼオライトを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でスラリーＳ３を調製した。  
スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ３を使用し、触媒層３に担持させる銅の量を増加させたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１５という。なお、この触媒Ｃ１５における銅担持量は３質量％であり、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比は∞であった。
【００９３】
＜例１６＞  
図１及び図５に示すアンモニア浄化用触媒１を、以下の方法で製造した。  
先ず、スラリーＳ３の全量を、モノリスハニカム基材のうち、アンモニアを含むガスの流入側の部分にウォッシュコートした。ここでは基材の一端からその全長の半分の位置までの部分にのみコートした。なお、モノリスハニカム基材としては、７１ｃｍ3の容量のものを用いた。次いで、このコート層を２５０℃の温度で１時間にわたって乾燥させて、未焼成の第１触媒層４を形成した。
【００９４】
次いで、スラリーＳ２の全量を、モノリスハニカム基材のうち、アンモニアを含むガスの流出側の部分にウォッシュコートした。ここでは基材の他端からその全長の半分の位置までの部分にのみコートした。次いで、このコート層を２５０℃の温度で１時間にわたって乾燥させて、未焼成の第２触媒層５を形成した。
【００９５】
次いで、未焼成の第１触媒層４にのみ硝酸銅水溶液を吸水担持させ、６００℃の温度で１時間にわたって焼成して、図５に示すアンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１６という。なお、この触媒Ｃ１６における銅担持量は３質量％であり、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との質量比は１であった。
【００９６】
＜例１７＞  
先ず、スラリーＳ３の代わりにスラリーＳ２を用いたこと以外は、例１６に記載したのと同様の方法で、モノリスハニカム基材のうち、アンモニアを含むガスの流入側に未焼成の第１触媒層を形成した。
【００９７】
次いで、スラリーＳ２の代わりにスラリーＳ３を用いたこと以外は、例１６に記載したのと同様の方法で、モノリスハニカム基材のうち、アンモニアを含むガスの流出側に未焼成の第２触媒層を形成した。
【００９８】
次いで、未焼成の第２触媒層にのみ硝酸銅水溶液を吸水担持させ、６００℃の温度で１時間にわたってこのモノリスハニカム基材を焼成して、アンモニア浄化用触媒１を得た。以下、このアンモニア浄化用触媒１を触媒Ｃ１７という。なお、この触媒Ｃ１７における銅担持量は３質量％であり、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との質量比は１であった。
【００９９】
＜性能評価＞
触媒Ｃ１乃至Ｃ１７について、アンモニア浄化性能及び窒素酸化物の生成量を評価した。  
具体的には、先ず、７１ｃｍ3の容量を有する各触媒をガラスカラムにセットした。次いで、このガラスカラムを管状炉内に設置した。次いで、この管状炉に１３．５Ｌ／ｍｉｎの流量で空気を供給しながら、４００℃の温度まで触媒温度を昇温させた。次いで、管状炉の前段に設置した気化室の温度を５０℃まで昇温させ、この気化室にアンモニア水を噴霧して、アンモニアを含むガスを発生させた。なお、アンモニア水の噴霧量は、ガスに含まれるアンモニアの濃度が１５０００ｐｐｍとなるように調整した。次いで、このアンモニアを含むガスを管状炉に供給し、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度を測定した。  
この結果を、表１に示す。
【０１００】
【表１】
2017185461.tif 000003
【０１０１】
上記表１において、「シリカ／アルミナ比」と表記した列には、銅ゼオライトにおけるシリカとアルミナとのモル比を記載している。「銅担持量（ｗｔ％）」と表記した列には、例１乃至例１５については、触媒層において、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との合計量が占める割合を記載し、例１６及び例１７については、第１触媒層と第２触媒層との合計量に占める、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との合計量の割合を記載している。「銅外／内比」と表記した列には、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との質量比を記載している。「出口アンモニア濃度（ｐｐｍ）」と表記した列には、上記の性能評価で得られた出口アンモニア濃度を記載している。「出口窒素酸化物濃度（ｐｐｍ）」と表記した列には、上記の性能評価で得られた出口窒素酸化物濃度を記載している。
【０１０２】
図８は、出口アンモニア濃度と出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフである。図８は、例１乃至例１７で得られたデータを利用して作成している。図８に示すグラフにおいて、横軸は触媒Ｃ１乃至Ｃ１７について得られた出口アンモニア濃度を表し、縦軸は触媒Ｃ１乃至Ｃ１７について得られた出口窒素酸化物濃度を表している。
【０１０３】
上記表１及び図８に示すとおり、触媒Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ１０乃びＣ１１、Ｃ１４乃至Ｃ１６に係る出口アンモニア濃度は、触媒Ｃ５，Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１２、Ｃ１３及びＣ１７に係る出口アンモニア濃度よりも低かった。また、触媒Ｃ１乃至Ｃ９、Ｃ１１乃至Ｃ１３、Ｃ１６及びＣ１７に係る出口窒素酸化物濃度は、触媒Ｃ１０、Ｃ１４及びＣ１５に係る出口窒素酸化物濃度よりも低かった。
【０１０４】
また、上記表１及び図８に示すとおり、触媒Ｃ１６の出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度は、触媒Ｃ１７の出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度よりも低かった。
【０１０５】
図９は、銅ゼオライト３１におけるシリカとアルミナとのモル比と、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフである。図９は、例１乃至例６で得られたデータを利用して作成している。図９に示すグラフにおいて、横軸は触媒Ｃ１乃至Ｃ６に含まれる銅ゼオライト３１におけるシリカとアルミナとのモル比を表し、グラフ左端の縦軸は、触媒Ｃ１乃至Ｃ６について得られた出口アンモニア濃度を表し、グラフ右端の縦軸は、触媒Ｃ１乃至Ｃ６について得られた出口窒素酸化物濃度を表している。  
図９に示すように、銅ゼオライト３１におけるシリカとアルミナとのモル比が大きいと、出口アンモニア濃度が高く、出口窒素酸化物濃度が低い傾向にある。また、この比が小さいと、出口アンモニア濃度が低く、出口窒素酸化物濃度が高い傾向にある。
【０１０６】
図１０は、銅担持量と、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフである。図１０は、例１及び例７乃至例１０で得られたデータを利用して作成している。図１０に示すグラフにおいて、横軸は触媒Ｃ１及びＣ７乃至Ｃ１０における銅担持量を表し、グラフ左端の縦軸は、触媒Ｃ１及びＣ７乃至Ｃ１０について得られた出口アンモニア濃度を表し、グラフ右端の縦軸は、触媒Ｃ１及びＣ７乃至Ｃ１０について得られた出口窒素酸化物濃度を表している。
【０１０７】
図１０に示すように、銅担持量が多いと、出口アンモニア濃度が低く、出口窒素酸化物濃度が高い傾向にある。また、銅担持量が少ないと、出口アンモニア濃度が高く、出口窒素酸化物濃度が低い傾向にある。
【０１０８】
図１１は、触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライトに含まれる銅との質量比と、出口アンモニア濃度及び出口窒素酸化物濃度との関係の一例を示すグラフである。図１１は、例１及び例１１乃至例１５で得られたデータを利用して作成している。図１１に示すグラフにおいて、横軸は触媒Ｃ１及びＣ１１乃至Ｃ１５における触媒成分に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比を表し、グラフ左端の縦軸は、触媒Ｃ１及びＣ１１乃至Ｃ１５について得られた出口アンモニア濃度を表し、グラフ右端の縦軸は、触媒Ｃ１及びＣ１１乃至Ｃ１５について得られた出口窒素酸化物濃度を表している。
【０１０９】
図１１に示すように、触媒成分３２に含まれる銅と銅ゼオライト３１に含まれる銅との質量比が大きいと、出口アンモニア濃度が低く、出口窒素酸化物濃度が高い傾向にある。また、この質量比が小さいと、出口アンモニア濃度が高く、出口窒素酸化物濃度が低い傾向にある。
【符号の説明】
【０１１０】
１…アンモニア浄化用触媒、２…基材、３…触媒層、４…第１触媒層、５…第２触媒層、１０…アンモニア浄化装置、１１…第１触媒、１２…第２触媒、３１…銅ゼオライト、３２…触媒成分、１００…アンモニア浄化設備、１０１…放散塔、１０２…触媒分解塔、１０１１…容器、１０１２…充填層、１０２１…容器、１０２２…触媒層、Ｌ１乃至Ｌ７…導管、ＳＰ１…噴霧器。
【図１】
2017185461.tif 000004
【図２】
2017185461.tif 000005
【図３】
2017185461.tif 000006
【図４】
2017185461.tif 000007
【図５】
2017185461.tif 000008
【図６】
2017185461.tif 000009
【図７】
2017185461.tif 000010
【図８】
2017185461.tif 000011
【図９】
2017185461.tif 000012
【図１０】
2017185461.tif 000013
【図１１】
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