JP2651981B2 - ガス流中に含まれる窒素酸化物の選択的還元方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス流中に含まれる窒
素酸化物を選択的還元するための新規な触媒に関する。
特に、この発明は、この触媒を用いてガス流中に存在す
る窒素酸化物をアンモニアで触媒還元するための方法に
関する。

【０００２】特に、自動車の排気ガス、ボイラー及び他
の固定式燃焼ユニットからの廃ガス、硝酸製造からの廃
ガス及び一般の産業廃ガス等の多くのガス状廃棄物は、
多かれ少なかれ窒素酸化物（一酸化窒素ＮＯ又は二酸化
窒素ＮＯ₂ であって良い）を含んでいる。前記の酸化物
は、通常、ＮＯ_X という用語で呼ばれる。

【０００３】大気中に放出された窒素酸化物ＮＯ_X は、
酸性雨の少なからぬ原因となり、炭化水素と共に環境に
非常に有害な光酸化汚染の原因になる。

【０００４】それ故、ガス流に含まれる窒素酸化物ＮＯ
_X を、大気に排出する前に除去することは重要である。

【０００５】この関係において、様々な公布された国の
立法措置は、特に、廃ガスが含有する窒素酸化物（ＮＯ
_X ）を低い、約２００vpm （０．０２％）を超えないレ
ベルにすることを要求している。

【０００６】この理由で、廃ガス流のＮＯ_X 含量を許容
値まで減じるための多くの方法が提案されてきた。

【０００７】従って、ガス流に含まれる窒素酸化物ＮＯ
_X をアンモニアによって窒素に還元することが出来る触
媒が、ＦＲ−Ａ−２，４５０，７８４によって推薦され
た。

【０００８】この触媒は、多孔質のアルミナ担体及び
０．５〜２０重量％の触媒含量を有する触媒活性を有す
る相からなる。前記の触媒は、特に、アンモニアの酸素
による酸化による硝酸の合成の間に形成される窒素酸化
廃棄物の還元に対して有効であることが判明した。この
触媒は又、１８０〜２５０℃程の比較的低温で使用する
ことが出来、その結果、処理すべきガス流を加熱する必
要がない限りエネルギーの節約をもたらすという利点を
も有する。しかしながら、そのような触媒は、３００℃
以上の温度に維持したガス流中に含まれる窒素酸化物の
アンモニアによる触媒的還元に用いたときに、幾つかの
欠点を示した。

【０００９】窒素酸化物ＮＯ_X をＦＲ−Ａ−２，４５
０，７８４に記載されている触媒の存在下でアンモニア
により高温で還元すると亜酸化窒素Ｎ₂ Ｏの形成を伴う
ことが見出され、その存在はやはり望ましくないことで
ある。

【００１０】実際に、最近、亜酸化窒素が温室効果及び
成層圏のオゾンの破壊機構において重要な役割を演じる
ガスであるという提案が出ている。

【００１１】亜酸化窒素の存在は、下記の型の反応によ
るアンモニアの酸化の副反応に起因し得ると考えられ
る： ２ＮＨ₃ ＋ ２Ｏ₂ → Ｎ₂ Ｏ ＋ ３Ｈ₂ Ｏ （１） ４ＮＨ₃ ＋ ４ＮＯ ＋ ３Ｏ₂ → ４Ｎ₂ Ｏ ＋ ６Ｈ₂ Ｏ （２）

【００１２】高温においては、亜酸化窒素による更なる
汚染が続き、更に又疑似反応（１）によるアンモニアの
消費が続く。

【００１３】本発明の１つの目的は、ガス流に含まれる
窒素酸化物を３００℃以上において（３５０〜４５０℃
が有利である）アンモニアで選択的に還元させることが
出来る、即ち、窒素酸化物を含まないガス流を回収する
に至る触媒を提供することである。

【００１４】この発明の他の目的は、高温での窒素酸化
物の選択的還元の間の亜酸化窒素の形成を最少にする触
媒を与えることである。

【００１５】本発明の他の目的は、通常の化学量論（窒
素酸化物ＮＯ_X の還元が高温で行なわれる場合は、還元
されるＮＯ_X １モル当り１モルのオーダー）に比べてア
ンモニアを過度に消費しない触媒を提供することであ
る。

【００１６】今、ガス流中に存在する窒素酸化物を、３
００℃以上の温度で運転する還元工程においてアンモニ
ア還元するための触媒（これは本発明の主題を構成す
る）を見出した。前記の触媒は、アルミナ、アルミン酸
塩、酸化チタン及び酸化ジルコニウムから選択する少な
くとも１種の無機酸化物の担体並びにバナジウム及び／
又はモリブデン及び／又はタングステンの酸化物から選
択する少なくとも１種の金属酸化物の触媒的に活性な相
を含み、担体は金属元素Ｖ及び／又はＭｏ及び／又はＷ
と化学結合するような表面状態を有し且つＶ₂ Ｏ₅ 及び
／又はＭｏＯ₃ 及び／又はＷＯ₃ 型の結晶相を有しない
ことを特徴とする。

【００１７】この発明の触媒の１つの特性は、金属元素
Ｍ（ＭはＶ及び／又はＭｏ及び／又はＷを表す）が担体
上に結合して存在することである。

【００１８】特定の理論と結び付く又はこれに制限され
ることは希望しないが、担体の金属元素Ｓ（ＳはＡｌ及
び／又はＴｉ及び／又はＺｒを表す）と金属元素Ｍとの
間の結合は恐らくＳ−Ｏ−Ｍ型であり、これらの酸化物
は専ら担体に結合した四面体構造の表面ＭＯ₄ 単位及び
ＭＯ₄ 及び／又はＭＯ₅ 単位のオリゴマー（これらのオ
リゴマーは担体に結合している）の形態であり、そして
それらは表面にＶ₂ Ｏ₅ 及び／又はＭｏＯ₃ 及び／又は
ＷＯ₃ の十分に結晶化した相を構成する金属酸化物相を
含まないと考えられる。

【００１９】この発明の触媒は、分光器の励起源の影響
下で触媒の熱分解が起きないような作業条件下でのラマ
ン分光分析法により特性決定することが出来る。

【００２０】これらの条件下で、それらは、バナジン酸
塩、モリブデン酸塩又はタングステン酸塩（重合してい
るか又は他の状態）に特徴的な、８５０〜９８０ｃｍ^-1
及び２２０〜３７０ｃｍ^-1の波数範囲の線が存在し、１
０００、７００、５３５及び４００ｃｍ^-1の結晶酸化バ
ナジウム、１０００、８１５、６６５及び２８０ｃｍ^-1
の結晶酸化モリブデン並びに８１０、７１５及び２７０
ｃｍ^-1の結晶酸化タングステンに特徴的な線が存在しな
いスペクトルを有する。

【００２１】出願人は、この触媒は、上述の規定したラ
マンスペクトルに現れる特徴を有する場合には改善され
た触媒性能を示すことを見出した。

【００２２】ガス流中に含まれる窒素酸化物をアンモニ
アで還元する工程でそのような触媒を用いることから生
じる第１の利点は、亜酸化窒素の形成を最少にしつつ高
温で窒素酸化物を窒素に還元することが出来ることであ
る。

【００２３】この発明の触媒の利用により得られる他の
利点は、アンモニアの消費を減らせるということであ
る。

【００２４】本発明によれば、この発明の触媒は、担体
（アルミナ、アルミン酸塩、酸化チタンＴｉＯ₂ 及び／
又はジルコニアとして知られる酸化ジルコニウムＺｒＯ
₂ にすることが出来る）上に触媒的に活性な相を構成す
る金属酸化物の或る分布から生じる。

【００２５】“アルミン酸塩”は、小さいイオン半径
（好ましくは、０．０８ｎｍを超えない）を有する二価
の遷移金属のアルミン酸塩を意味する。

【００２６】この発明に適当なアルミン酸塩の例とし
て、亜鉛、ニッケル、コバルト、マグネシウム及び銅の
アルミン酸塩が挙げられる。

【００２７】上述のアルミン酸塩の内で、アルミン酸ニ
ッケルが好ましい。

【００２８】この発明による好ましい触媒は、アルミナ
又はアルミン酸塩を担体として有する。

【００２９】この発明との関係において、細孔容積が、
直径が１０００Åより大きい細孔については、２５ｃｍ
³ ／１００ｇより大きく（特に２５〜７０ｃｍ³ ／１０
０ｇ）、直径が３００Åより大きい細孔については、４
０ｃｍ³ ／１００ｇより大きく（特に４３〜７０ｃｍ³
／１００ｇ）、全細孔容積が８０〜１２０ｃｍ³ ／１０
０ｇである、アルミナ又はアルミン酸塩に基づく触媒担
体を用いるのが好ましい。

【００３０】前記のアルミナに基づく担体の表面積は、
好ましくは、最大で１６０ｍ² ／ｇ、より一般的には、
９０〜１５０ｍ² ／ｇである。

【００３１】使用し得るアルミナは、通常、γ、θ、δ
及びα結晶型を有する（一般に、γ、θ、δ型が圧倒的
であり、従って、α型は痕跡的状態で存在する）。

【００３２】酸化チタンを用いた場合、そのアナターゼ
型が好ましく用いられる。

【００３３】前記の担体の比表面積は、５〜２００ｍ²
／ｇ（好ましくは、１０〜１００ｍ² ／ｇ）で非常に広
範囲にわたって変化し得る。全細孔容積は、１０〜５０
ｃｍ³ ／１００ｇ（好ましくは、２０〜４０ｃｍ³ ／１
００ｇ）である。

【００３４】ジルコニアは、それとしては、５〜２００
ｍ² ／ｇの比表面積を有する。全細孔容積は、１０〜７
０ｃｍ³ ／１００ｇ（好ましくは、２０〜５０ｃｍ³ ／
１００ｇ）である。

【００３５】本発明により、バナジウム、モリブデン又
はタングステンの金属酸化物或はそれらの混合物を、規
定した比率で、Ｖ₂ Ｏ₅ 及び／又はＭｏＯ₃ 及び／又は
ＷＯ₃ 型の結晶相が形成されないような方法で、担体上
に付着させる（担体の比表面積に対する金属元素の制限
された比率に対応する）。

【００３６】例として、アルミナ又はアルミン酸塩の場
合に、この特徴を満足し、それ故、上に規定したラマン
スペクトルを有する触媒の生成が、担体１平方ナノメー
ター当りＸ原子より少ないバナジウム及び／又はＹ原子
より少ないモリブデン及び／又はタングステンでのアル
ミナ担体の被覆に対応することが挙げられる（Ｘ及びＹ
は、下記の関係により特性決定される： − Ｘは、９以下である − Ｙは、６以下である − Ｘは、（１−Ｙ／６）×９ 以下である − Ｙは、（１−Ｘ／９）×６ 以下である）。

【００３７】原子の数Ｘ及びＹは、担体の焼成した後の
比表面積に対して表現される。前記の表面積は、“完成
した”触媒の比表面積の測定により求め、触媒担体の含
量に関して表現する。

【００３８】本発明による触媒的に活性な相は、バナジ
ウム、モリブデン及び／又はタングステンの酸化物等の
少なくとも１種の金属酸化物からなることが出来る。

【００３９】この触媒の活性な相の含量は、触媒の全重
量に対して０．０１〜５０重量％（好ましくは、０．１
〜２０重量％）にすることが出来る。

【００４０】この発明に特によく適した触媒は、酸化バ
ナジウムＶ₂ Ｏ₅ 又は、一方で酸化バナジウムＶ₂ Ｏ₅
を他方で酸化モリブデンＭｏＯ₃ 又は酸化タングステン
ＷＯ₃ を含む混合物からなる触媒的に活性な相からな
る。Ｖ₂ Ｏ₅ のＭｏＯ₃ 又はＷＯ₃ に対する重量比は、
１〜０．０１が好ましい。

【００４１】この発明の触媒は、触媒製造の標準的技術
を用いて製造することが出来る。

【００４２】それらの製造によく適した方法は、金属元
素Ｖ及び／又はＭｏ及び／又はＷを含む水溶液を用いて
担体を含浸し、次いで、後続の工程において、Ｖ及び／
又はＭｏ及び／又はＷで被覆した担体を熱処理にかける
方法である。

【００４３】この方法は、第１工程において、例えばビ
ーズ、顆粒又は任意の形状の押出物の形態の担体を、焼
成時に金属酸化物を生じるバナジウム及び／又はモリブ
デン及び／又はタングステン化合物の溶液に含浸するこ
とよりなる。

【００４４】前記の化合物を担体上に沈殿させることも
又可能である。

【００４５】出発バナジウム化合物は、酸化バナジウ
ム、バナジウム錯体（アセチルアセトン酸バナジウム又
はオキシ蓚酸バナジウム等）或はメタバナジウム酸アン
モニウム又はオキシ硫酸バナジウム等の塩にすることが
出来る。

【００４６】出発モリブデン又はタングステン化合物
は、二モリブデン酸アンモニウム、七モリブデン酸アン
モニウム、メタタングステン酸アンモニウム又はパラタ
ングステン酸アンモニウム等のアンモニウム塩にするこ
とが出来る。

【００４７】含浸溶液は、一般に、バナジウム、モリブ
デン及び／又はタングステンの酸化物の先駆物質である
金属塩を含み得る水溶液である。

【００４８】好ましい方法により、水溶性塩を用いる。

【００４９】五酸化バナジウムを蓚酸溶液に溶かすこと
によって得られる水溶液は、バナジウム化合物を含む含
浸溶液として用い得る。

【００５０】モリブデン及び／又はタングステン化合物
に関しては、アンモニウム塩が好ましい。

【００５１】本発明の触媒は、例えば、含浸するために
バナジウム化合物の水溶液をアルミナ又はアルミン酸塩
担体と混合することによって製造し、前記のバナジウム
化合物は、担体１平方ナノメーター当りバナジウム原子
が９を超えないような比率で用いる。

【００５２】モリブデン及び／又はタングステン化合物
も存在する場合には、それらの比率は、上で与えた式又
は不等式を考慮して規定する。

【００５３】第２工程により、含浸した担体を焼成する
ことからなる熱処理を行なう。しかしながら、本質的な
ことではないが、乾燥工程の前に行なうことが望まし
い。

【００５４】この乾燥は、最もしばしば、空気中で、１
００〜１５０℃のオーダーの温度で、約１〜１２時間行
なう。

【００５５】次いで、一般に、空気中で、３００〜８０
０℃のオーダー（好ましくは、３５０〜６００℃のオー
ダー）で約１〜６時間行なう焼成作業を行なう。

【００５６】含浸作業は、１回以上繰り返し、各回の後
で焼成作業を行なって良い。

【００５７】粉末形態の担体とバナジウム及び／又はモ
リブデン及び／又はタングステンの酸化物及び／又は塩
との、水及び適宜に酸（例えば、硝酸）又は塩基（例え
ば、アンモニア溶液）の存在下での混練工程によってこ
の発明の触媒を製造することも可能である。

【００５８】得られたペーストを任意の形状で押出し成
形する（例えば、円筒状又は多小葉形、輪、モノリス
等）。

【００５９】得られた押出物を、上述のように、適宜、
乾燥し、焼成する。

【００６０】この発明の他の主題は、上述したような触
媒により、ガス流中に存在する窒素酸化物をアンモニア
で還元する方法からなる。

【００６１】ガス流から窒素酸化物を除去する方法にお
いて用いるために、前記の触媒を、一般に、固定床又は
流動床の形態にて適当な反応器に導入する。

【００６２】典型的には、この発明によって精製される
べきガス流は、化学プロセス又は固定式燃焼ユニットか
らの廃ガス流であり、とりわけ下記を含む： − 窒素、 − 酸素（通常、１〜１０容積％の含量）、 − 窒素酸化物ＮＯ_X （通常、０．０１〜１容積％の含
量）、 − 硫黄酸化物ＳＯ_X （通常、０〜１容積％の含量）、 − 水（通常、０．００１〜２０容積％の含量）。

【００６３】本発明の主題である触媒は、３００℃以上
（好ましくは、３００〜５５０℃）の温度で作動するプ
ロセスにおいて用いるのに完全に適している。処理すべ
きガス流の温度は、３５０〜４５０℃が有利である。

【００６４】処理すべきガスの毎時空間速度（ＨＳＶ）
は、触媒の温度に依存し、高温である程所与の結果に対
するより大きいＨＳＶを可能にする。

【００６５】ＨＳＶは、触媒１体積当りの１時間当りに
処理すべきガスの体積を表す。それは、標準温度（０
℃）及び標準圧力（１bar ）にて規定される。

【００６６】上述の温度範囲において、一層頻繁に、Ｈ
ＳＶは、２，０００〜１５０，０００ｈ^-1（好ましく
は、３，０００〜１００，０００ｈ^-1）である。

【００６７】ＮＨ₃ ／ＮＯ_X モル比は、ガス流中のＮＯ
_X の所望の減少及び処理した流れの中のアンモニアの許
容排出量に依存する（これらの２つのパラメーターは関
連している）。

【００６８】この発明により実施するＮＯ_X の選択的還
元は、通常、所望の転化度及び処理するガスのＮＯ_X 含
量によって、１．１より小さいＮＨ₃ ／ＮＯ_X モル比
（好ましくは、０．８〜１）を必要とする。

【００６９】処理するガス流を加圧することは、ＮＯ_X
をＮ₂ へ転化させるのに好都合である。

【００７０】それは、１〜２０bar （好ましくは、１〜
１５bar ）であって良い。

【００７１】ガス流中に存在する窒素酸化物の還元する
方法の好適実施態様は、触媒の表面上に存在する触媒金
属元素の量を、方法の運転温度に従って調節することに
ある。

【００７２】実際に、前記の量を、還元温度の上昇に比
例して減らすことが出来るということが、予想外に、見
出された。

【００７３】従って、用いる触媒は、平方ナノメーター
当りＸ個のバナジウム原子又はＹ個のモリブデン及び／
又はタングステン原子を有する（処理すべきガス流の温
度の上昇に比例して減らす）。

【００７４】この特性は、特に有利な触媒の例（即ち、
酸化バナジウムで被覆したアルミナ又はアルミン酸塩に
基づく触媒）との関連において、更に明らかとなる。こ
れらの触媒は、アンモニアにより、実質的にアンモニア
を酸化せず且つ亜酸化窒素を有意に形成しないで、ＮＯ
_X を３００〜５５０℃で専ら窒素及び水に効率的に分解
することを可能とする。

【００７５】許容レベルは、反応が反応器に入る窒素酸
化物ＮＯ_X の量の１％を超えない間に形成される亜酸化
窒素の量に対応すると考えられる。

【００７６】従って、水を含まないガス流を、空間速度
８，０００ｈ^-1及び入口におけるＮＯ₂ ／ＮＯ_X 比０．
５未満について４bar の絶対圧力下で処理する間に、ア
ルミナの平方ナノメーター当りのバナジウム原子の数Ｘ
は、温度の上昇に比例して減少し得ることが見出され
た。

【００７７】温度が３００℃以下であるならば、Ｘは、
好ましくは、９以下である。温度が３５０℃以下である
ならば、Ｘは、好ましくは、７以下である。温度が４０
０℃以下であるならば、Ｘは、好ましくは、４．５以下
である。温度が５００℃以下であるならば、Ｘは、好ま
しくは、１以下である。

【００７８】条件が異なるならば、即ち、もしガス流中
に水が存在するか又は圧力及び接触時間が異なるなら
ば、Ｘの異なる値を調節することが出来る。

【００７９】これらの条件下で、例えば、アルミナ及び
アルミン酸塩について、平方ナノメーター当りのバナジ
ウム原子の数Ｘは９以下であり、且つ、温度Ｔ（ケルビ
ン）、接触時間ｔ_c （秒）（標準温度及び圧力条件と関
連して規定される）、圧力Ｐ（bar ）及び水のモル濃度
Ｃ_H2O に依存する値Ｘ₀ 以下であることが指定され、値
Ｘ₀ は、下記式により規定される：

【数２】 Ｘ₀ ＝［−５８．０＋４．６５×１０⁴ ×１／Ｔ］ｔ_c ^1.58 ×ｐ^0.26［１＋５．２Ｃ_H2O ］^0.40 （前記の式中、Ｃ_H2O は、処理されるガス１モル当りの
水のモル数で０〜０．３モル、 ｔ_c は、０．１〜１秒 ｐ は、１〜１５bar Ｔ は、５８０〜８００Ｋである）。

【００８０】この発明の触媒は、アンモニアの酸化によ
る硝酸の製造プロセスからの排出物として得られる廃ガ
ス流の処理に特に優れた応用を見出す。

【００８１】それは、ＮＯ_X を含む任意の廃ガス（特
に、ボイラーその他の固定式燃焼ユニットからの廃ガ
ス）の処理にも適している。

【００８２】下記の例は、この発明を説明するが、制限
はしない。

【００８３】

【実施例】例１ 触媒Ａの製造（この発明の代表） 触媒Ａの製造のために、アルミナを下記のごとき直径３
ｍｍのビーズの形態で用いる： − 比表面積は、１５２ｍ² ／ｇ − 全細孔容積は、１００ｃｍ³ ／１００ｇ − 直径１０００Åより大きい細孔については、細孔容
積は、２７ｃｍ³ ／１００ｇ − 直径３００Åより大きい細孔については、細孔容積
は、４６ｃｍ³ ／１００ｇ。

【００８４】この担体１００ｇに、１７．６ｇの五酸化
バナジウムを蓚酸溶液（五酸化バナジウムに対して化学
量論的量）に溶かすことによって得た１００ｍｌのオキ
シ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【００８５】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【００８６】その結果生成した触媒Ａは、担体に対する
重量％で表して、１５重量％の五酸化バナジウム（アル
ミナビーズ中に均質に分布しており、１平方ナノメータ
ー当り７．７バナジウム原子に等しい）を含む。

【００８７】例２ 触媒Ｂの製造（この発明の代表） 触媒Ｂの製造のために、例１に記載のアルミナ担体を用
いる。

【００８８】この担体１００ｇに、１３ｇの五酸化バナ
ジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た１００ｍｌ
のオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【００８９】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【００９０】その結果生成した触媒Ｂは、担体に対する
重量％で表して、１１．５重量％の五酸化バナジウム
（アルミナビーズ中に均質に分布しており、１平方ナノ
メーター当り５．６バナジウム原子に等しい）を含む。

【００９１】例３ 触媒Ｃの製造（この発明の代表） 触媒Ｃの製造のために、例１に記載のアルミナ担体を用
いる。

【００９２】この担体１００ｇに、１１．１ｇの五酸化
バナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た１００
ｍｌのオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【００９３】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【００９４】その結果生成した触媒Ｃは、担体に対する
重量％で表して、１０重量％の五酸化バナジウム（アル
ミナビーズ中に均質に分布しており、１平方ナノメータ
ー当り４．８バナジウム原子に等しい）を含む。

【００９５】例４ 触媒Ｄの製造（この発明の代表） 触媒Ｄの製造のために、例１に記載のアルミナ担体を用
いる。

【００９６】この担体１００ｇに、４．２ｇの五酸化バ
ナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た１００ｍ
ｌのオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【００９７】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【００９８】その結果生成した触媒Ｄは、担体に対する
重量％で表して、４重量％の五酸化バナジウム（アルミ
ナビーズ中に均質に分布しており、１平方ナノメーター
当り１．８バナジウム原子に等しい）を含む。

【００９９】例５ 触媒Ｅ^* の製造（比較試験） 触媒Ｅ^* の製造のために、例１に記載のアルミナ担体を
用いる。

【０１００】この担体１００ｇに、１７．６ｇの五酸化
バナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た１００
ｍｌのオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１０１】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１０２】この生成物１００ｇに、１１．６ｇの五酸
化バナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た１０
０ｍｌのオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１０３】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１０４】その結果生成した触媒Ｅ^* は、担体に対す
る重量％で表して、２５重量％の五酸化バナジウム（ア
ルミナビーズ中に均質に分布しており、１平方ナノメー
ター当り１３．９バナジウム原子に等しい）を含む。

【０１０５】例６ 触媒Ｆ^* の製造（比較試験） 触媒Ｆ^* の製造のために、下記のごとき直径３ｍｍの３
裂葉形の押出物の形態の二酸化チタンを用いる： − 比表面積は、１５５ｍ² ／ｇ − 全細孔容積は、３０ｃｍ³ ／１００ｇ − 直径１０００Åより大きい細孔については細孔容積
は、６ｃｍ³ ／１００ｇ − 直径３００Åより大きい細孔については細孔容積
は、１７ｃｍ³ ／１００ｇ。

【０１０６】この担体１００ｇに、４．４ｇの五酸化バ
ナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た３０ｍｌ
のオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１０７】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１０８】得られた生成物に、４．４ｇの五酸化バナ
ジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た３０ｍｌの
オキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１０９】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１１０】その結果得られた生成物に、４．４ｇの五
酸化バナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た３
０ｍｌのオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１１１】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１１２】その結果得られた生成物に、４．４ｇの五
酸化バナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た３
０ｍｌのオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１１３】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１１４】その結果生成した触媒Ｆ^* は、７０ｍ² ／
ｇの比表面積を有し且つ担体に対する重量％で表して、
１５重量％の五酸化バナジウム（二酸化チタン押出物中
に均質に分布しており、１平方ナノメーター当り１７バ
ナジウム原子に等しい）を含む。

【０１１５】例７ 触媒Ｇの製造（この発明の典型） 触媒Ｇの製造のために、例６に記載の二酸化チタン担体
を用いる。

【０１１６】この担体１００ｇに、４．２ｇの五酸化バ
ナジウムを蓚酸溶液に溶かすことによって得た３０ｍｌ
のオキシ蓚酸バナジウムの水溶液を含浸させる。

【０１１７】３０分の接触の後に、得られた生成物を炉
中で１２０℃で４時間乾燥してから、空気中で４５０℃
で４時間焼成する。

【０１１８】その結果生成した触媒Ｇは、８８ｍ² ／ｇ
の比表面積を有し且つ担体に対する重量％で表して、４
重量％の五酸化バナジウム（二酸化チタン押出物中に均
質に分布しており、１平方ナノメーター当り３．１バナ
ジウム原子に等しい）を含む。

【０１１９】例８ 触媒の特性表示 上記の例により生成した触媒Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ^* 、Ｇ
及びＦ^* をラマン分光分析法によって特性表示する。

【０１２０】前記の触媒のラマンスペクトルを、Ramono
r HG2S装置を用いて、下記の条件下で記録した： − 励起波長：５１４．５ｎｍ − レーザー電力：３００ｍＷ − スペクトル範囲：８００．０〜１２００．０ｃｍ^-1 − スリット幅：４００μｍ − スペクトルスリット幅：３．４９ｃｍ^-1 − 走査速度：１３０ｃｍ^-1／分 − 時定数：６ − 走査数：３。

【０１２１】比較目的のために製造した触媒Ｅ^* 及びＦ
^* のスペクトルにおいては、１０００、７００、５３５
及び４００ｃｍ^-1の微結晶性酸化バナジウムに特徴的な
線の存在が認められる。これらの線は、この発明を代表
する触媒Ａ〜Ｄ及びＧの場合には存在しない。

【０１２２】例９ 触媒Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ^* 及びＧ^* の評価 上記の例で製造を記載した触媒を試験して、圧力及び流
量を制御したＮＯ、ＮＯ₂ 、ＮＨ₃ 、Ｈ₂ Ｏ及びＮ₂ の
源を有する設備におけるＮＯ_X の除去の効率及びＮ₂ Ｏ
の形成を測定する。ガス混合物から生じるガス流を、２
５ｃｍ³ の容積の触媒を収容し且つ温度調節されたチャ
ンバー中に置かれた反応器に供給し、次いで、化学発光
によりＮＯ_X を測定し及びガスクロマトグラフィーによ
りＮ₂ Ｏを測定する装置に通す。

【０１２３】ＮＯ_X 除去の効率は下記の式により測定す
る：

【数３】ＮＯ_X 除去の程度（％）＝（入口ＮＯ_X −出口
ＮＯ_X ）／入口ＮＯ_X×１００ （式中、入口ＮＯ_X ＝反応器に入るＮＯ_X の濃度 出口ＮＯ_X ＝反応器から出るＮＯ_X の濃度である）。

【０１２４】下記を含むガス混合物を用いて得られた結
果を表Ｉに示す（処理されるガスは、毎時空間速度８０
００ｈ^-1、４bar 絶対ガス圧を有する）： − ０．２容積％のＮＯ_X − 出口において１０^-4容積％未満のＮＨ₃ 濃度を得る
ように調節した可変量のＮＨ₃ （０．１９５〜０．６０
０容積％） − ３容積％のＯ₂ − 残りの窒素。

【０１２５】表ＩＩは、４２０℃で導入したアンモニア
量を示し、表ＩＩＩは、３７０及び４２０℃で、触媒
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ^* 、Ｆ^* 及びＧにより形成されたＮ
₂ Ｏの量を示す。

【表１】

【表２】

【表３】

【０１２６】表Ｉの結果は、この発明による触媒が、Ｎ
Ｏ_X 除去について、比較目的のために製造した触媒と同
程度に優れた性能を有することを示す。

【０１２７】表ＩＩの結果は、この発明による触媒が、
比較目的のための触媒に比べてアンモニアの消費が遥か
に少ないことを示す。

【０１２８】表ＩＩＩの結果は、この発明による触媒
が、比較のために調製した触媒に比べてＮ₂ Ｏを形成が
遥かに少ないことを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レモン・スュランタン フランス国サンマルタン・デュ・テルト ル、アブニュ・ジャック・デュクロ、21 (56)参考文献 特開 昭62−121646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−40680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−148497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−62864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−51966（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３００℃以上の温度に維持したガス流中
   に存在する窒素酸化物のアンモニアによる還元方法であ
   って、該ガス流をアルミナ、酸化チタン及び酸化ジルコ
   ニウムから選択する少なくとも１種の無機酸化物の担体
   並びにバナジウム及び／又はモリブデン及び／又はタン
   グステンの酸化物から選択する少なくとも１種の金属酸
   化物の触媒的に活性な相を含む触媒であって担体が金属
   元素Ｖ及び／又はＭｏ及び／又はＷと化学結合するよう
   な表面状態を有し且つＶ_２Ｏ_５及び／又はＭｏＯ_３及び
   ／又はＷＯ_３型の結晶相を有しないことを特徴とする触
   媒で処理することを特徴とし、且つ用いる触媒が、平方
   ナノメーター当りＸ個のバナジウム原子又はＹ個のモリ
   ブデン及び／又はタングステン原子を有し、処理すべき
   ガス流の温度の上昇に比例してその数を減らすことを特
   徴とする、上記の還元方法。
2. 【請求項２】 ＮＨ _３ ／ＮＯｘモル比が１．１より小さ
   いことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 アルミナについて、平方ナノメーター当
   りのバナジウム原子の数Ｘが９以下であり、且つ、温度
   Ｔ（ケルビン）、接触時間ｔｃ （秒）（標準温度及び
   圧カ条件と関連して規定される）、圧力Ｐ（ｂａｒ）及
   び水のモル濃度Ｃ _Ｈ２ｏ に依存して値Ｘ _ｏ 以下であるこ
   とを特徴とし、値Ｘ _ｏ が、下記式により規定される、請
   求項１及び２の１つに記載の方法： 【数１】 （前記の式中、 Ｃ _Ｈ２ｏ は、処理されるガス１モル当りの水のモル数で
   ０〜０．３モル、 ｔ _ｃ は、０．１〜１秒 ｐ は、１〜１５ｂａｒ Ｔ は、５８０〜８００Ｋである） 。