[发明专利]净化氮氧化物的催化剂、方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及在氨的存在下净化氮氧化物的催化剂，使用该催化剂的氮氧化物的净化方法及具备所述催化剂的装置。

背景技术

以往开发了如以下的式(1)及(2)所示在氨的存在下将氮氧化物还原脱硝的催化剂。例如，揭示了含有氧化钨、氧化锆及稀土类金属等金属作为有效成分的催化剂(日本专利特开2005-238196号公报，国际公开第05/082494号文本)，或含有氧化锆、氧化钨及氧化铈的催化剂(日本专利特开平2-56250号公报)。

式(1)…NO₂+2NH₃+1/2O₂→3/2N₂+3H₂O

式(2)…NO+NH₃+1/4O₂→N₂+3/2H₂O

发明的揭示

如上所述，开发了各种氮氧化物净化催化剂，但目前希望开发出能够更有效地净化氮氧化物且耐热性良好的氮氧化物净化催化剂。

本发明的目的是提供耐热性良好、可有效地净化氮氧化物的催化剂，使用该催化剂的净化方法及具备所述催化剂的装置等。

本发明者发现，含有氧化铈、氧化锆及氧化钨的催化剂在氧化铈的浓度在10～30重量％的范围内时具有良好的催化活性(氨存在下净化氮氧化物的能力)及耐热性，特别是氧化钨的浓度在5～14重量％的范围内时催化活性及耐热性最佳，藉此完成了本发明。

即，本发明的氮氧化物净化催化剂是在氨的存在下净化氮氧化物的催化剂，含有由氧化钨、氧化锆及氧化铈形成的复合金属氧化物，所述氧化铈的含量为10～30重量％，所述氧化钨的含量为5～14重量％。本发明的氮氧化物净化催化剂的BET比表面积较好为30m²/g以上。此外，本发明的氮氧化物净化催化剂可以是粉末状催化剂，也可以是被负载于蜂窝状载体的催化剂。

本发明的氮氧化物的净化方法包括使氮氧化物和氨与所述氮氧化物净化催化剂接触而还原脱硝的步骤。

本发明的氮氧化物净化装置的特征在于，具备所述氮氧化物净化催化剂。

本申请主张2006年8月25日申请的日本专利申请特愿2006-229330号的优先权的权利，通过引用该申请将其包括在本说明书中。

附图的简单说明

图1是表示本发明的一个实施例中，对催化剂中的氧化铈浓度所导致的氮氧化物净化率的变化的研究结果的图。

图2是表示本发明的一个实施例中，对以优选浓度含有氧化铈的催化剂中的氧化钨浓度所导致的氮氧化物净化率的变化的研究结果的图。

图3是表示本发明的一个实施例中，对催化剂的BET比表面积所导致的氮氧化物净化率的变化的研究结果的图。

实施发明的最佳方式

例举实施例对实施基于上述所知的情况完成的本发明的方式进行详细说明。

关于本发明的氮氧化物净化催化剂

如实施例所示，含有氧化铈、氧化锆及氧化钨且氧化铈的浓度为10～30重量％、氧化钨的浓度为5～14重量％的复合金属氧化物在氨存在下可最有效地净化氮氧化物，且耐热性良好，因此可用作为氮氧化物净化催化剂。该氮氧化物净化催化剂可由氧化铈、氧化锆及氧化钨构成。

此外，含有复合金属氧化物的氮氧化物净化催化剂可用于使氮氧化物和氨与其接触而将氮氧化物还原脱硝对氮氧化物进行净化的方法，以及净化氮氧化物，特别是柴油、煤等燃料燃烧时产生的氮氧化物的装置(例如，具备所述氮氧化物净化催化剂的消声器等)等。净化氮氧化物时，在反应场所(存在所述氮氧化物净化催化剂和氮氧化物的区域)内必须存在氨，这可通过在反应场所中添加(注入)脱硝还原剂来实现。作为脱硝还原剂，可使用例如氨、氨水、液氨等氨源，从环境等方面考虑，优选使用可生成氨的氨前体。作为氨前体，例如可使用能够通过热分解生成氨的尿素、尿素水等。

用于所述氮氧化物的净化的催化剂例如可以是用雾化器、销棒粉碎机等现有的粉碎机制成粉末状的催化剂，也可以是负载于载体基材(例如，蜂窝状、多孔状等载体基材)而获得的催化剂，但从氮氧化物的净化效率考虑，优选BET比表面积为30m²/g以上的催化剂，特好的是BET比表面积为39m²/g以上的催化剂。将氮氧化物净化催化剂负载于载体基材的操作可通过现有方法来实施。

关于本发明的氮氧化物净化催化剂的制造