使废气净化用催化剂为含有二氧化钛(TiO2)、硫酸铝(Al2(SO4)3)、钒(V)、以及钼(Mo)和/或钨(W)的氧化物的组成物，相对于二氧化钛使超过1wt％且6wt％以下的硫酸铝在水的存在下进行接触，在吸附了硫酸根离子以及铝离子的二氧化钛中，以超过0atom％且3atom％以下的比例担载钒的含氧酸盐或氧钒盐、以及钼和/或钨的含氧酸或含氧酸盐。由此，对于燃烧灰中含有高浓度的钾化合物的废气，也能够抑制催化剂的性能劣化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种防止由含在生物质的燃烧废气中的钾化合物导致的催化剂性能劣化的。
技术介绍
现在，为了防止因大气中的二氧化碳(以下称为CO2)浓度的增大而引起的全球变暖，降低CO2的排放量已成为亟待解决的问题。作为降低CO2排放的措施，正在推行为节约能源而减少化石燃料的使用量、对于燃烧废气中的CO2的回收/分离等化石燃料的使用上的对策以及对于太阳能电池和风力发电等自然能源的利用等。除此之外，将以生物质为燃料的发电不会导致CO2增加的方法也为人们所关注。尤其是以欧洲为中心，开始盛行采用生物质专燃或生物质与化石燃料混燃的形式。然而,在燃烧废气中含有氮氧化物,为了除去这样的氮氧化物而使用催化剂。作为使用这样的催化剂的以往的例子，是使废气在氨的存在下与含有二氧化钛、在氮氧化物除去反应中具有活性的成分以及具有结晶水的金属硫酸盐的催化剂进行接触的方法(例如，参照专利文献I)已为人所知。另外，通过使硫酸根离子吸附在二氧化钛上来提高脱硝催化剂的活性的方法(例如，参照专利文献2)也为人所知。另外，已知在生物质燃料的燃烧气体中含有潮解性的碳酸钾，这种潮解性的碳酸钾在低温时会潮解变成液状，并会渗入到脱硝催化剂的细孔中而使催化剂的活性点变质(例如，参照专利文献3)。在先技术文献专利文献日本特开昭63-291628号公报日本特开平1-15137号公报W099/02262号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 在生物质燃烧的废气中，木材碎片、泥炭等来自植物的燃料的燃烧灰中，包含着大量的潮解性的碳酸钾，因此存在会使废气脱硝所使用的催化剂的性能迅速劣化的问题。本专利技术的课题是针对燃烧灰中含有高浓度的钾化合物的废气，提供一种性能劣化小的。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的废气净化用催化剂，含有二氧化钛(TiO2)、硫酸铝(Al2 (SO4) 3)、钒(V)以及钥(Mo)和/或钨(W)的氧化物，其特征在于，相对于二氧化钛使超过lwt%且6wt%以下的硫酸铝在水的存在下进行接触，在吸附了硫酸根离子以及铝离子的二氧化钛中，各以超过Oatom%且3atom%以下的比例担载钒的含氧酸盐或氧钒盐、以及钥和/或钨的含氧酸或含氧酸盐。另外，本专利技术所涉及的废气净化用催化剂的制造方法，是制造含有二氧化钛(TiO2)、硫酸铝(Al2(SO4)3)、钒(V)、以及钥(Mo)和/或钨(W)的氧化物的废气净化用催化剂的方法，其特征在于，通过相对于二氧化钛使超过lwt%且6wt %以下的硫酸铝在水的存在下进行接触，而在吸附了硫酸根离子以及铝离子的二氧化钛中，各以超过0atom%且3atom%以下的比例担载钒的含氧酸盐或氧钒盐、以及钥和/或钨的含氧酸或含氧酸盐。进而，本专利技术所涉及的废气中的氮氧化物的净化方法，其特征在于，在生物质专燃或生物质和煤混燃的废气中，在将氨(NH3)作为还原剂吹入所述废气中之后，使该废气与本专利技术的废气净化用催化剂接触，从而将所述废气中包含的氮氧化物还原并除去。本专利技术人等对于脱硝催化剂因生物质燃烧灰中包含的钾化合物而中毒的过程进行了详细的研究。其结果发现了以下的事实并完成了本专利技术。即，附着在催化剂上的钾化合物大多作为碳酸盐存在；若在脱硝装置停止时催化剂暴露于高湿润状态的话，则附着在催化剂上的钾化合物就会潮解而渗入到催化剂中；钾化合物吸附于在二氧化钛上存在的氨的吸附点上，并阻碍氨的吸附，由此催化剂失去活性。用于脱硝反应的作为还原剂的氨，如(式I)那样吸附于二氧化钛上的作为酸位的OH基。另一方面，已进入催化剂中的碳酸钾中的钾离子，也如(式2)那样吸附于OH基，并且由于钾离子的吸附力比氨的吸附力强，所以阻碍氨的吸附。这是由钾引起的脱硝催化剂的失活的原因，由于生物质燃烧时废气中的脱硝催化剂导致脱硝率急剧降低。NH3+H0-T1-(TiO2 上的活性点)—NH4-O-T1-......(式 I)l/2K2C03+H0-T1-(Ti02 上的活性点)— K-0-T1-+l/2H20+l/2C02......(式 2)与此相对，本专利技术所涉及的催化剂的特征在于，通过将二氧化钛(TiO2)和硫酸铝(Al2(SO4)3)在水的存在下预先混合，可在二氧化钛的活性点的一部分上预先吸附硫酸根离子。由此，进入催化剂中的钾离子的大半部分与二氧化钛表面的作为比OH基更强的酸的硫酸根离子首先进行反应(式3、式4)，其结果，在二氧化钛上产生OH基，该OH基成为氨(NH3)的吸附点。这样，能够防止因钾化合物与OH基的反应(式2)而造成的氨的吸附点的减少，因此能够飞跃性地减小因钾化合物引起的催化剂性能的劣化速度。并且，硫酸铝与其他的硫酸盐相比分解温度比较高。因此，在催化剂的实际运用条件的350 400°C附近的气体温度下，铝离子起着稳定地保持在二氧化钛的OH基上吸附的硫酸根离子的作用。所以，本专利技术所涉及的催化剂，能够长时期地维持对于钾化合物的耐久性。Al2 (SO4) 3+6 (HO-T1-) — 3S04 (-T1-) 2+2Al (OH) 3......(式 3)3K2C03+3S04(-Ti_)2+3H20— 3K2S04+6 (HO-T1-) +3C02......(式 4)另外，若使硫酸根离子吸附在二氧化钛的OH基上，则通过硫酸根的电子吸引作用，与硫酸根相邻的OH基可成为超强酸位而促进氨的吸附。因此，通过使硫酸根离子吸附在二氧化钛上，能够提高催化剂的脱硝性能。专利技术效果根据本专利技术，即使是在燃烧灰中含有高浓度的钾化合物的废气，也能够实现性能劣化小的废气净化用催化剂。另外，根据本专利技术，能够在生物质燃烧的废气中维持长期的高脱硝性能。具体实施例方式以下，对本专利技术的实施例进行说明。本专利技术通过将作为稀有金属的钥(Mo)、钨(W)的一部分置换为硫酸盐，可确保催 化剂的高初期性能和耐久性，同时还可实现大幅度削减钥、钨的使用量。即，本专利技术所涉及的废气净化用催化剂，是相对于二氧化钛(TiO2)使超过lwt%且6wt%以下的硫酸铝(Al2(SO4)3)在水的存在下进行接触，在吸附了硫酸根离子以及铝离子的二氧化钛中，各以超过0atom%且3atom%以下的比例担载了钒(V)的含氧酸盐或氧钒盐、以及钥(Mo)和/或钨(W)的含氧酸或含氧酸盐。另外，本专利技术所涉及废气净化用催化剂的制造方法，是相对于二氧化钛(TiO2)使超过lwt%且6wt%以下的硫酸铝(Al2(SO4)3)在水的存在下进行接触，由此在吸附有硫酸根离子及铝离子的二氧化钛中，各以超过Oatom^且3at0m%以下的比例担载钒(V)的含氧酸盐或氧钒盐、以及钥(Mo)和/或钨(W)的含氧酸或含氧酸盐。并且，本专利技术所涉及的废气中氮氧化物的净化方法，是在生物质专燃或生物质和煤混燃的废气中，在将氨(NH3)作为还原剂吹入废气中之后，使该废气与本专利技术的废气净化用催化剂接触，而将废气中包含的氮氧化物还原并除去的净化方法。可被二氧化钛(TiO2)稳定吸附的硫酸根离子，在通常所使用的具有100 300m2/g左右的比表面积的二氧化钛原料中，有I 5wt%左右，如果在此以上，则氨(NH3)能吸附的OH基会消失，导致活性大幅度降低。因此，虽然也依赖于二氧化钛原料的种类，但硫酸铝(Al2(SO4)3)的添加量要为6wt%以下，优选为4. 5wt%以下。这样，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐启一郎，加藤泰良，今田尚美，
申请(专利权)人：巴布考克日立株式会社，
类型：
国别省市：
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