JP2002349229A - Exhaust gas treating device - Google Patents

Exhaust gas treating device

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JP2002349229A
JP2002349229A JP2001153724A JP2001153724A JP2002349229A JP 2002349229 A JP2002349229 A JP 2002349229A JP 2001153724 A JP2001153724 A JP 2001153724A JP 2001153724 A JP2001153724 A JP 2001153724A JP 2002349229 A JP2002349229 A JP 2002349229A
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Japan
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exhaust gas
filter member
nox
catalyst
microwaves
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JP2001153724A
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Japanese (ja)
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Akira Ishida
明 石田
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device capable of purifying both NOx and particulate matters in exhaust gas by carrying an NOx absorber and a catalyst in a filter member for collecting particulate matters, and miniaturizing a high frequency oscillator and its power supply for generating microwaves for regenerating the NOx absorber, the catalyst and the filter member. SOLUTION: The exhaust emission control device 1 purifying both the NOx and the particulate matters in the exhaust gas G of an engine is formed of the filter member 40 carrying the NOx absorber 41, the catalyst 42, and particles 43 formed of a material with large electric conductivity, and a regenerating device 50 provided with a microwave generator 51. It is composed so as to guide the microwaves generated by the microwave generator 51 by a waveguide 51b and irradiate them on the filter member 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関や燃焼装
置等の排気ガス中の窒素酸化物(NOx)と粒子状物質
(PM:パティキュレート)を浄化する排気ガス浄化装
置に関するものである。より詳細には、NOx吸収材と
触媒を担持したフィルタ部材をマイクロ波照射する排気
ガス浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM) in exhaust gas from an internal combustion engine, a combustion device, or the like. More specifically, the present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus that irradiates a filter member carrying a NOx absorbent and a catalyst with microwaves.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等の移動体の内燃機関や据置式の
内燃機関等の排気ガスから、窒素酸化物(NOx)を還
元して除去するために、NOx還元触媒や三元触媒等が
使用されているが、ディーゼルエンジンの排気ガスを対
象とする場合には、三元触媒は、排気ガス中の酸素濃度
が高いために使用できず、主に、NOx還元触媒が使用
されている。
2. Description of the Related Art In order to reduce and remove nitrogen oxides (NOx) from exhaust gas from mobile internal combustion engines such as automobiles and stationary internal combustion engines, NOx reduction catalysts and three-way catalysts are used. However, when exhaust gas of a diesel engine is targeted, the three-way catalyst cannot be used because the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and a NOx reduction catalyst is mainly used.

【0003】このNOx直接分解作用を持つNOx還元
触媒には、金属イオン置換ゼオライト、ぺロブスカイ
ト、ブラウンミラライトや貴金属触媒が用いられてお
り、これらの触媒のNOx浄化能力は高いが、NOxの
一部が硝酸塩や亜硝酸塩として触媒中に残ってしまうた
め、触媒としての寿命が短く劣化するので、再生処理す
る必要がある。
As the NOx reduction catalyst having a direct NOx decomposition action, metal ion-substituted zeolites, perovskites, brown miralites and noble metal catalysts are used. These catalysts have a high NOx purification ability, but have a high NOx purification capacity. Since the part remains in the catalyst as nitrate or nitrite, the life of the catalyst is shortened and deteriorated.

【0004】また、NOx吸収材を使用して、捕集時に
はNOxを吸収することで排気ガスを浄化し、NOx吸
収能力が低下したら再生処理を行って、NOx吸収能力
を回復する装置や方法も研究開発されている。
[0004] Further, there is also an apparatus or method for recovering the NOx absorbing ability by purifying the exhaust gas by absorbing the NOx at the time of trapping, using a NOx absorbing material, and performing a regeneration process when the NOx absorbing ability is reduced. Research and development.

【0005】これらのNOx還元触媒やNOx吸収材の
再生に関して、NOx還元触媒やNOx吸収材を担持す
る担持体を挟んだ電極に、高電圧を加えてプラズマを発
生し、電極の間に配置された触媒やNOx吸収材を活性
化及び再生し、排気ガス浄化能力の向上を図ることが提
案されている。
[0005] Regarding regeneration of these NOx reduction catalysts and NOx absorbents, a high voltage is applied to electrodes sandwiching a carrier for carrying the NOx reduction catalysts and NOx absorbents to generate plasma, which is disposed between the electrodes. It has been proposed to activate and regenerate the exhausted catalyst and NOx absorbent to improve the exhaust gas purification ability.

【0006】その一方で、排気ガスの浄化においてプラ
ズマを利用する方法が研究開発され、電極に高電圧を加
え、その間に配置した触媒を活性化することにより、排
気ガス浄化能力を向上させる排気ガス浄化装置が、特開
平5−49939号公報や特開平10−266832号
公報や特開平4−244216号公報等で提案されてい
る。
On the other hand, a method of using plasma in purifying exhaust gas has been researched and developed. By applying a high voltage to the electrodes and activating a catalyst disposed therebetween, the exhaust gas purifying ability is improved. Purification apparatuses have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-49939, 10-268632, 4-244216, and the like.

【0007】この特開平5−49939号公報の排気ガ
ス浄化装置では、エンジンの始動と同時に、セラミック
担体に電波吸収体と触媒を担持した浄化手段に、高周波
発信器で発生したマイクロ波を導波管で伝播させてマイ
クロ波を照射して、このマイクロ波エネルギーを浄化手
段が担持している電波吸収体に吸収させて浄化手段を短
時間で急速加熱し、コールドスタート時の排気ガス中の
有害物質の低減を図っている。
In the exhaust gas purifying apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-49939, a microwave generated by a high-frequency oscillator is guided to a purifying means in which a radio wave absorber and a catalyst are carried on a ceramic carrier at the same time when the engine is started. Microwaves are propagated through the tube and irradiated with microwaves. This microwave energy is absorbed by the radio wave absorber carried by the purifying means, and the purifying means is rapidly heated in a short time. The aim is to reduce substances.

【0008】この排気ガス浄化装置では、マイクロ波を
伝播する導波管を使用することにより、高周波発振器の
配置位置の選定範囲が広がり、しかも、触媒と共に担持
した電波吸収体でマイクロ波を吸収しているので、マイ
クロ波を効率よく熱エネルギーに変換できるという利点
がある。
In this exhaust gas purifying device, the use of a waveguide for propagating microwaves widens the selection range of the arrangement position of the high-frequency oscillator, and absorbs the microwaves with a radio wave absorber carried together with a catalyst. Therefore, there is an advantage that microwaves can be efficiently converted to heat energy.

【0009】また、特開平10−266832号公報と
特開平4−244216号公報の排気ガス浄化装置で
は、触媒担体の上流側端面にプラス側放電電極を、下流
側端面にマイナス側放電電極をそれぞれ設けて、高周波
高電圧を加えることにより、排気ガス中の有害成分をプ
ラスイオンとマイナスイオンのプラズマ状態にして分解
して排気ガス中の有害物質の低減を図っている。
In the exhaust gas purifying apparatuses disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-266832 and 4-244216, a positive discharge electrode is provided on the upstream end surface of the catalyst carrier, and a negative discharge electrode is provided on the downstream end surface. By applying a high frequency and high voltage, harmful components in the exhaust gas are converted into a plasma state of positive ions and negative ions to be decomposed to reduce harmful substances in the exhaust gas.

【0010】そして、特開平4−244216号公報の
排気ガス処理装置では、プラズマ発生電極の上流側に、
窒素ガスやアルゴンガスや空気等の希釈ガスを注入し、
NOx濃度を低減することにより、脱硝率を向上させて
いる。
In the exhaust gas treatment apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-244216, an upstream side of the plasma generating electrode is provided.
Inject diluent gas such as nitrogen gas, argon gas or air,
By reducing the NOx concentration, the denitration rate is improved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最初の
特開平5−49939号公報の排気ガス浄化装置におい
ては、マイクロ波の照射がコールドスタート時のみの電
波吸収体による温度上昇を目的とし、また、ハニカム構
造体が触媒と電波吸収体を担持するために使用されてい
て、排気ガス中の粒子状物質の捕集に関する配慮が無
く、粒子状物質の浄化ができないという問題があり、更
に、浄化手段全体に同時にマイクロ波を照射する構成と
なっているため、出力の大きな高周波発振器とその電源
が必要になり、装置が大きくなるという問題がある。
However, in the first exhaust gas purifying apparatus disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-49939, the microwave irradiation aims at increasing the temperature by the radio wave absorber only at the time of a cold start. Since the honeycomb structure is used to support the catalyst and the radio wave absorber, there is a problem that the particulate matter in the exhaust gas is not taken into account, and the particulate matter cannot be purified. Since the entire structure is simultaneously irradiated with microwaves, a high-frequency oscillator having a large output and a power supply are required, and there is a problem that the device becomes large.

【0012】そして、後の特開平10−266832号
公報と特開平4−244216号公報の、電極板からの
放電を利用する排気ガス浄化装置の場合には、均一なプ
ラズマを発生させることが難しく、排気ガス中の有害物
質を効率よく分解できないという問題がある。
[0012] In the case of the exhaust gas purifying apparatus utilizing the discharge from the electrode plate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-266832 and 4-244216, it is difficult to generate uniform plasma. However, there is a problem that harmful substances in the exhaust gas cannot be efficiently decomposed.

【0013】また、特開平4−244216号公報の排
気ガス浄化装置のように、希釈ガスを用いる場合には、
希釈ガスや希釈ガス供給装置が必要になる上に排出され
る排気ガス量が増加するという問題が生じる。
Further, when a diluent gas is used as in an exhaust gas purifying apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-244216,
There is a problem that a diluent gas and a diluent gas supply device are required, and the amount of exhaust gas discharged increases.

【0014】その上、ディーゼルエンジンの排気ガスの
浄化のためには、排気ガスに含まれているNOxと、パ
ティキュレート(PM)と呼ばれる粒子状物質(固体状
炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭化水素微
粒子)の両方を除去する必要があるため、従来技術で
は、NOx除去装置とDPF(ディーゼルパティキュレ
ートフィルタ)等の粒子状物質除去装置を各々排気通路
に配設する必要があり、装置の大型化やそれに伴うコス
トアップの問題があった。
In addition, in order to purify the exhaust gas of a diesel engine, NOx contained in the exhaust gas and particulate matter (particulate carbon fine particles, liquid or solid high In the prior art, it is necessary to dispose both a NOx removal device and a particulate matter removal device such as a DPF (diesel particulate filter) in the exhaust passage. There has been a problem of an increase in the size of the device and the accompanying cost.

【0015】更に、NOx除去装置は排気ガス中のSO
xによって被毒され易いため、比較的硫黄成分の多い燃
料を使用するディーゼルエンジンにおいては、この硫黄
被毒が問題となり、NOx除去装置の使用が難しいとい
う問題があった。
Further, the NOx removal device is capable of removing SOx in exhaust gas.
Therefore, in a diesel engine using a fuel having a relatively high sulfur component, the sulfur poisoning becomes a problem, and there is a problem that it is difficult to use the NOx removing device.

【0016】本発明は、上述の従来技術の問題を解決す
るためになされたものであり、その目的は、粒子状物質
を捕集するフィルタ部材にNOx吸収材と触媒を担持し
て、排気ガス中のNOxと粒子状物質を共に浄化でき、
しかも、NOx吸収材と触媒とフィルタ部材を再生する
ためのマイクロ波を発生させる高周波発振器とその電源
を小型化でき、コンパクトでエネルギー効率よく活性の
失われたNOx吸収材や触媒とフィルタ部材を再生する
ことができる排気ガス浄化装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a filter member for trapping particulate matter, which carries a NOx absorbent and a catalyst, and forms an exhaust gas. NOx and particulate matter can be purified together,
In addition, a high-frequency oscillator for generating microwaves for regenerating the NOx absorbent, the catalyst and the filter member and its power supply can be miniaturized, and the compact, energy-efficient regeneration of the NOx absorbent, the catalyst and the filter member which have lost their activity can be performed It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of performing the above.

【0017】また、更なる目的は、NOxとパティキュ
レートを同時に除去することが可能で、しかも、SOx
によって被毒されにくい排気ガス浄化装置を提供するこ
とにある。
A further object is to remove NOx and particulates at the same time, and to reduce SOx
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus which is hardly poisoned by the exhaust gas.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための排気ガス処理装置及び排気ガス処理方法は、
以下のように構成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method for achieving the above-mentioned object are as follows.
It is configured as follows.

【0019】1)排気ガス中の粒子状物質を捕集するフ
ィルタ部材にNOxを吸収及び還元浄化するNOx吸収
材と触媒を担持させたフィルタ装置と、前記NOx吸収
材と前記触媒を再生する再生装置とを備えて、エンジン
の排気経路に配置され、排気ガス中のNOxと粒子状物
質を共に浄化する排気ガス浄化装置において、前記フィ
ルタ部材に電気伝導率の大きな材料で形成された粒子を
担持させると共に、前記再生装置を、マイクロ波発生装
置を備えて形成し、該マイクロ波発生装置で発生させた
マイクロ波を導波管により導いて前記フィルタ部材に照
射するように構成される。
1) A filter device in which a filter member for trapping particulate matter in exhaust gas carries a NOx absorbent for absorbing and reducing and purifying NOx and a catalyst, and regeneration for regenerating the NOx absorbent and the catalyst An exhaust gas purifying apparatus disposed in an exhaust path of an engine and purifying both NOx and particulate matter in exhaust gas, wherein the filter member carries particles formed of a material having a high electric conductivity. At the same time, the reproducing apparatus is provided with a microwave generator, and the microwave generated by the microwave generator is guided by a waveguide to irradiate the filter member.

【0020】この構成によれば、フィルタ部材により、
パティキュレートを捕集及び酸化除去して浄化できると
共に、NOx吸収材と触媒により、NOxを吸着及び還
元して浄化できる。
According to this configuration, the filter member allows
It is possible to purify by collecting and oxidizing and removing the particulates, and to purify by adsorbing and reducing NOx by the NOx absorbent and the catalyst.

【0021】そして、再生装置のマイクロ波発生装置で
発生したマイクロ波を導波管で導いて、フィルタ部材に
照射することにより、金属粒子等の電気伝導率の大きな
材料で形成された粒子の作用により安定したプラズマを
発生することができるので、このプラズマにより、効率
よく、吸収能力が低下したNOx吸収材や硫黄被毒等に
より劣化した触媒を活性化して再生でき、また、捕集し
たパティキュレートも酸化除去して再生できる。
Then, the microwave generated by the microwave generator of the reproducing apparatus is guided by the waveguide and irradiated on the filter member, so that the action of the particles formed of the material having high electric conductivity such as the metal particles can be achieved. This makes it possible to efficiently activate and regenerate a NOx absorbent whose absorption capacity has decreased or a catalyst that has deteriorated due to sulfur poisoning, etc., and that the collected particulates can be efficiently generated. Can also be regenerated by removing it by oxidation.

【0022】2)上記の排気ガス浄化装置において、前
記フィルタ部材に対してマイクロ波を同時に照射できる
範囲を前記フィルタ部材の一部分に限定すると共に、マ
イクロ波を照射する部分若しくはマイクロ波が照射され
る部分を移動、又は、マイクロ波が照射される部分とマ
イクロ波が照射されない部分とを順次若しくは交互に切
換えながら、前記フィルタ部材の全体に対してマイクロ
波を照射するように構成される。
2) In the exhaust gas purifying apparatus described above, the range in which the filter member can be irradiated with microwaves at the same time is limited to a part of the filter member, and the part to be irradiated with microwaves or the microwave is irradiated. The whole of the filter member is irradiated with the microwave while moving the part or switching the part irradiated with the microwave and the part not irradiated with the microwave sequentially or alternately.

【0023】つまり、マイクロ波が照射されない部分に
おけるNOx吸収材や触媒で、排気ガス中のNOxを吸
収又は還元浄化し、NOx吸収材のNOx吸収能力や触
媒作用が低下した時、即ち、NOx吸収材や触媒の活性
が低下する時期に、マイクロ波を照射して、そのNOx
吸収能力と触媒活性を回復させ再生する。
That is, NOx in the exhaust gas is absorbed or reduced and purified by the NOx absorbing material or the catalyst in the portion not irradiated with the microwave, and when the NOx absorbing ability or catalytic action of the NOx absorbing material is reduced, When the activity of materials and catalysts declines, microwaves
Recovers and restores absorption capacity and catalytic activity.

【0024】この構成によれば、NOx吸収材と触媒を
担持したフィルタ部材の限定された一部分にマイクロ波
を照射し、このマイクロ波が照射される部分を経時的に
変化させることによって、一定時間ごとにフィルタ部材
全体をマイクロ波で照射できるので、小さい出力の高周
波発振器とその電源でフィルタ部材全体のNOx吸収材
と触媒の活性化及び再生を行うことができる。
According to this configuration, the microwave is applied to a limited portion of the filter member supporting the NOx absorbent and the catalyst, and the portion to be irradiated with the microwave is changed with time, so that the microwave is irradiated for a predetermined time. Since the entire filter member can be irradiated with microwaves every time, the high-frequency oscillator having a small output and its power supply can activate and regenerate the NOx absorbent and the catalyst of the entire filter member.

【0025】そのため、連続的に排気ガス中のNOxの
除去と、NOx吸収材と触媒の再生を行うことができ、
しかも、マイクロ波発生装置の小型化が可能となる。
Therefore, it is possible to continuously remove NOx in the exhaust gas and regenerate the NOx absorbent and the catalyst,
In addition, the size of the microwave generator can be reduced.

【0026】そして、マイクロ波の照射によりフィルタ
部材の温度が上昇するので、フィルタ部材に捕集されて
いる粒子状物質も燃焼し除去されるので、排気ガス中の
粒子状物質の捕集と、フィルタ部材の再生に関しても、
これを連続的に行うことができる。
Since the temperature of the filter member rises due to the irradiation of the microwave, the particulate matter trapped in the filter member is also burned and removed. Regarding regeneration of filter members,
This can be done continuously.

【0027】3)上記の排気ガス浄化装置において、前
記再生装置に、前記フィルタ部材に磁界を印加する磁界
発生装置を備えて構成することにより、この磁界の印加
によって電子のサイクロトロン運動とマイクロ波との共
鳴を発生させることができ、この共鳴から生じるマイク
ロ波放電(電子サイクロトロン共鳴プラズマ)で放電さ
れる電子を利用して、NOx成分を浄化したり、NOx
吸収材や触媒を再生することができる。
3) In the exhaust gas purifying apparatus described above, the regenerating device is provided with a magnetic field generating device for applying a magnetic field to the filter member. Can be generated, and the electrons discharged by the microwave discharge (electron cyclotron resonance plasma) generated from the resonance can be used to purify the NOx component,
Absorbers and catalysts can be regenerated.

【0028】なお、この磁界を印加する磁界発生装置
は、フィルタ部材の外周部分に設けたソレノイドや永久
磁石等で形成することができる。
The magnetic field generator for applying the magnetic field can be formed by a solenoid or a permanent magnet provided on the outer peripheral portion of the filter member.

【0029】4)そして、上記の排気ガス処理装置にお
いて、前記フィルタ部材のマイクロ波が照射される部分
への排気ガスの流入を阻止する排気ガス流入阻止手段を
備えて構成することにより、NOx吸収材等の活性回復
時に流入する排気ガスを遮断できる。
4) The exhaust gas processing apparatus described above is provided with exhaust gas inflow prevention means for preventing the exhaust gas from flowing into the portion of the filter member to which the microwave is irradiated, so that NOx absorption is achieved. Exhaust gas flowing in at the time of recovery of the activity of the material can be shut off.

【0030】排気ガスの流通下でプラズマを発生する場
合には、排気ガス中に酸素が存在し、この酸素の再生が
優先的に進むために、NOxが発生する反応が生じ、還
元浄化対象のNOxが増加するが、この排気ガスの遮断
により、NOx吸収材近傍の排気ガス中の残存酸素を殆
ど消費するので、NOxの増加が無くなり、効率よくN
Oxを還元しながらNOx吸収材を再生できる。
When the plasma is generated under the flow of the exhaust gas, oxygen is present in the exhaust gas, and the regeneration of this oxygen proceeds preferentially. Although NOx increases, the residual oxygen in the exhaust gas in the vicinity of the NOx absorbent is almost consumed by shutting off the exhaust gas.
The NOx absorbent can be regenerated while reducing Ox.

【0031】また、排気ガスが流れている状態でプラズ
マを発生する場合には、浄化に関係しないガス成分をも
プラズマ化してしまうため、エネルギー消費量が多い
が、本発明では、排気ガスの流入を停止した状態で、マ
イクロ波を照射するため、エネルギー消費量が少なくて
済む。
When plasma is generated in a state where exhaust gas is flowing, gas components not related to purification are also turned into plasma, which consumes a large amount of energy. Since the microwaves are radiated in a state in which the operation is stopped, the energy consumption can be reduced.

【0032】5)上記の排気ガス処理装置において、前
記再生装置を、フィルタ部材を加熱する加熱手段を備え
て形成すると共に、該加熱手段を、電熱ヒータ装置、高
周波誘電加熱装置、マイクロ波加熱装置のいずれか一つ
又はその組み合わせで形成することにより、フィルタ部
材及びこのフィルタ部材に担持されたNOx吸収材と触
媒を加熱できる。
5) In the exhaust gas treatment apparatus described above, the regenerating apparatus is provided with a heating means for heating the filter member, and the heating means is provided with an electric heating device, a high-frequency dielectric heating device, a microwave heating device. By forming any one or a combination thereof, the filter member and the NOx absorbent and the catalyst carried on the filter member can be heated.

【0033】従って、加熱の役割を加熱手段に分担させ
ることができるため、マイクロ波発生装置とその電源を
より小型化できる。
Therefore, since the role of heating can be shared by the heating means, the microwave generator and its power supply can be further miniaturized.

【0034】6)上記の排気ガス処理装置において、前
記NOx吸収材を、活性炭、ゼオライト等の吸着剤、M
gO、CaO、BaO等のアルカリ土類金属酸化物、C
eO 2 等の希土類酸化物、TiO2 等のチタン酸化物、
ZrO2 、Al2 3 のいずれか一つ又はその組合せで
形成する。この構成のNOx吸収材により、効率よくN
Oxを吸収でき、マイクロ波照射等でそのNOx吸収能
力を再生できる。
6) In the above exhaust gas treatment apparatus,
The NOx absorbent is made of an adsorbent such as activated carbon or zeolite,
alkaline earth metal oxides such as gO, CaO, BaO, C
eO TwoRare earth oxides such as TiOTwoSuch as titanium oxide,
ZrOTwo, AlTwoOThreeAny one or a combination of
Form. With the NOx absorbent having this configuration, N
Ox can be absorbed and its NOx absorption ability by microwave irradiation etc.
Can regenerate power.

【0035】7)上記の排気ガス処理装置において、前
記触媒を、周期律表のVIII族の元素、Ib族の元素、希
土類酸化物の内の少なくとも一つ、又はその組合せで形
成する。つまり、周期律表のVIII族(鉄族、白金族)の
元素、Ib族(銅族)の元素、スカンジウムSc,イッ
トリウムY等の酸化物である希土類酸化物の内の少なく
とも一つ、又はその混合物で形成する。ここでは、例え
ば、VIII族内の鉄FeとルテニウムRuの組合せ等の同
族内の組合せも含むものとする。
7) In the above exhaust gas treatment apparatus, the catalyst is formed of at least one of a group VIII element, a group Ib element, a rare earth oxide, or a combination thereof in the periodic table. In other words, at least one of rare earth oxides which are oxides of Group VIII (iron group, platinum group), group Ib (copper group), scandium Sc, yttrium Y, or the like of the periodic table, or the like. Form with the mixture. Here, for example, a combination in the same group such as a combination of iron Fe and ruthenium Ru in the group VIII is also included.

【0036】8)上記の排気ガス処理装置において、前
記フィルタ部材を、セラミックスの微粒子層を表面に持
つ繊維、多孔体、ハニカムの何れか一つ又はその組み合
わせで形成する。このフィルタ部材の表面に設けられた
セラミックスの微粒子層により、担持可能な表面積が飛
躍的に増大するとともに、NOx吸収材と触媒の機械的
保持能力が高くなり、耐久性が向上するという効果が生
じる。
8) In the above exhaust gas treatment apparatus, the filter member is formed of any one of a fiber, a porous body, and a honeycomb having a ceramic fine particle layer on the surface, or a combination thereof. Due to the ceramic fine particle layer provided on the surface of the filter member, the surface area that can be supported is dramatically increased, and the mechanical holding capacity of the NOx absorbent and the catalyst is increased, thereby improving the durability. .

【0037】9)また、上記の排気ガス処理装置におい
て、前記フィルタ部材を複数個に分割したハニカム部材
を間に緩衝材を挟んで組み合わせて形成し、該フィルタ
部材を収容容器に保持して構成することにより、ハニカ
ム部材の熱膨張による破壊を防ぐことができる。
9) In the above exhaust gas treatment apparatus, the filter member is formed by combining a plurality of divided honeycomb members with a buffer material interposed therebetween, and holding the filter member in a storage container. By doing so, it is possible to prevent the honeycomb member from being broken by thermal expansion.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
る実施の形態の排気ガス処理装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0039】図1及び図2に示すように、この排気ガス
処理装置1は、NOx吸収材41と触媒42と金属粒子
43を担持したフィルタ部材40を有するフィルタ装置
4と、再生装置50とを備えて形成し、自動車のディー
ゼルエンジンの排気通路2に配置する。
As shown in FIGS. 1 and 2, this exhaust gas treatment apparatus 1 comprises a filter device 4 having a filter member 40 carrying a NOx absorbent 41, a catalyst 42 and metal particles 43, and a regenerating device 50. And arranged in the exhaust passage 2 of the diesel engine of the vehicle.

【0040】このフィルタ装置4のフィルタ部材40
は、図1及び図2ではセラミック製のハニカム40aで
構成するが、セラミック製や金属製等の繊維、多孔体、
ハニカムの何れか一つ又はその組み合わせで構成するこ
とができる。また、このフィルタ部材40の表面にセラ
ミックスの微粒子層を形成し、担持可能な表面積を増大
させる。
The filter member 40 of the filter device 4
1 and 2 are made of a ceramic honeycomb 40a, but are made of ceramic or metal fiber, porous body, or the like.
Any one of the honeycombs or a combination thereof can be used. In addition, a fine particle layer of ceramics is formed on the surface of the filter member 40 to increase the surface area that can be supported.

【0041】また、このフィルタ部材40は、複数個
(図2では6個)に分割したハニカム部材40aで形成
し、このハニカム部材40aの間にセラミックス繊維、
セラミックスウィスカー等で形成される緩衝材40bを
挟んで、中空セラミック円筒40eの周囲に組み合わせ
て、中空部を有する円筒形状のフィルタ部材40を形成
する。このフィルタ部材40の周囲に保温用の断熱材4
dと磁界を印加するためのソレノイド53を設けて外側
カバー(収容容器)4cに収容する。この構成により、
ハニカム部材40aの熱膨張による破壊を防ぐ。
The filter member 40 is formed of a plurality of (six in FIG. 2) honeycomb members 40a, and ceramic fibers and ceramic fibers are interposed between the honeycomb members 40a.
A cylindrical filter member 40 having a hollow portion is formed by assembling around a hollow ceramic cylinder 40e with a buffer material 40b formed of a ceramic whisker or the like interposed therebetween. A heat insulating material 4 for keeping heat is provided around the filter member 40.
d and a solenoid 53 for applying a magnetic field are provided and housed in an outer cover (housing container) 4c. With this configuration,
The honeycomb member 40a is prevented from being broken by thermal expansion.

【0042】このフィルタ部材40に担持するNOx吸
収材41は、ここでは活性炭で形成するが、活性炭以外
の、ゼオライト等の吸着剤、MgO、CaO、BaO等
のアルカリ土類金属酸化物、CeO2 等の希土類酸化
物、TiO2 等のチタン酸化物、ZrO2 、Al2 3
のいずれか一つ又はその組合せでも形成できる。
The NOx absorbent 41 supported on the filter member 40 is formed of activated carbon here. However, other than activated carbon, adsorbents such as zeolite, alkaline earth metal oxides such as MgO, CaO and BaO, CeO 2 Or other rare earth oxides, titanium oxide such as TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3
, Or a combination thereof.

【0043】また、フィルタ部材40に担持する触媒4
2は、ここではRh,Pt,Niで形成するが、その
他、周期律表のVIII族の元素、Ib族の元素、希土類酸
化物の内の少なくとも一つ、又はその組合せで形成する
ことができる。
The catalyst 4 carried on the filter member 40
Here, 2 is formed of Rh, Pt, and Ni, but can be formed of at least one of an element of Group VIII, an element of Group Ib, and a rare earth oxide of the periodic table, or a combination thereof. .

【0044】そして、フィルタ部材40に担持する電気
伝導率の大きな材料の粒子43を、Fe,Ni等の金属
粒子で形成するが、その他、酸化鉄、フェライト等でも
よい。
The particles 43 of a material having high electric conductivity carried on the filter member 40 are formed of metal particles such as Fe and Ni, but may be iron oxide or ferrite.

【0045】次に、本発明では、再生装置50を、マイ
クロ波発生装置51を備えて形成し、マイクロ波発生装
置51のマグネトロン(マイクロ波発振管)51aで発
生させたマイクロ波を、導波管51bにより導いてフィ
ルタ部材40に照射するように構成する。
Next, in the present invention, the reproducing device 50 is formed with the microwave generating device 51, and the microwave generated by the magnetron (microwave oscillation tube) 51a of the microwave generating device 51 is guided. It is configured to be guided by the tube 51b and irradiate the filter member 40.

【0046】このマグネトロン51aの出力制御は、フ
ィルタ装置4の排気ガスの入口部4aと出口部4bのそ
れぞれに設けた熱電対等の温度センサ61、62の検出
値を入力するマグネトロン出力制御部60によって行わ
れる。
The output of the magnetron 51a is controlled by a magnetron output control unit 60 which inputs the detection values of temperature sensors 61 and 62 such as thermocouples provided at the inlet 4a and the outlet 4b of the exhaust gas of the filter device 4, respectively. Done.

【0047】また、導波管51aは、フィルタ部材40
の中空セラミック円筒40eの内部に挿入配置され、中
空セラミック円筒40e内でモータ電源51cで駆動す
るモータ51dにより回転可能に形成される。
The waveguide 51a is connected to the filter member 40.
And is rotatably formed in the hollow ceramic cylinder 40e by a motor 51d driven by a motor power supply 51c.

【0048】この導波管51aは、その外周反射面51
baの一部が軸方向に沿って省かれて放射口51bbを
有し、この部分からマイクロ波が断面視で楔状(図2の
V部分)に放射されるように形成され、また、導波管5
1aが軸51bc回りに回転することによって、フィル
タ部材40の全体にマイクロ波を順次照射できるように
構成する。なお、外側カバー4cをマイクロ波を反射で
きる素材で形成すると、外側カバー4c内にマイクロ波
を閉じ込めることができるので、マイクロ波の照射によ
る効果を大きくできる。
The waveguide 51a has an outer peripheral reflecting surface 51.
A part of ba is omitted along the axial direction to have a radiation port 51bb, from which microwave is radiated in a wedge shape (V part in FIG. 2) in cross-sectional view, and is guided. Tube 5
By rotating the shaft 1a around the axis 51bc, the entire filter member 40 can be sequentially irradiated with microwaves. If the outer cover 4c is formed of a material that can reflect microwaves, the microwaves can be confined in the outer cover 4c, so that the effect of microwave irradiation can be increased.

【0049】この導波管51aの軸51bcの先端側、
即ち、フィルタ部材40の排気ガスGの流入側に、セラ
ミック板52を設けて、フィルタ部材40のマイクロ波
が照射される部分Vへの排気ガスGの流入を止める排気
ガス流入阻止手段とする。この導波管51aと共に回転
するセラミック板52により、マイクロ波が照射される
部分Vへの排気ガスGの流入を遮断して、NOxの発生
を阻止すると共に、エネルギー効率を高める。
The tip side of the shaft 51bc of the waveguide 51a,
That is, a ceramic plate 52 is provided on the inflow side of the exhaust gas G of the filter member 40 to serve as exhaust gas inflow prevention means for stopping the inflow of the exhaust gas G into the portion V of the filter member 40 where the microwave is irradiated. The ceramic plate 52 that rotates together with the waveguide 51a blocks the flow of the exhaust gas G into the portion V to be irradiated with the microwave, thereby preventing the generation of NOx and improving the energy efficiency.

【0050】更に、マイクロ波の照射時に、フィルタ部
材40aの外周に配置されたソレノイド53に電流を流
して磁界を発生できるように構成する。このフィルタ部
材40aに対する磁界の印加によって、電子のサイクロ
トロン運動とマイクロ波との共鳴によって生じる電子サ
イクロトロン共鳴プラズマを利用することができ、この
とき放出される電子を利用して、NOx吸収材41と触
媒42を効率よく再生することができ、更に、図3に示
すような電子によるNOxの除去のメカニズムでNOx
の浄化を促進することができる。なお、図3中のMはVI
II族およびIb族の元素のことを示す。
Further, at the time of microwave irradiation, a configuration is made such that a current can flow through a solenoid 53 disposed on the outer periphery of the filter member 40a to generate a magnetic field. By applying a magnetic field to the filter member 40a, an electron cyclotron resonance plasma generated by the cyclotron motion of the electrons and the resonance of the microwave can be used. 42 can be efficiently regenerated, and the NOx removal mechanism by electrons as shown in FIG.
Purification can be promoted. M in FIG. 3 is VI
It indicates an element of Group II and Group Ib.

【0051】また、再生装置50には、図示していない
が、例えば、フィルタ部材の間に電熱ヒータを配線する
等の電熱ヒータ装置や、高周波誘電加熱装置、マイクロ
波加熱装置等で形成される加熱手段を備えて形成し、こ
の加熱手段にフィルタ部材40を加熱する役割を分担さ
せて、マイクロ波発生装置とその電源を更に小型化する
こともできる。
Although not shown, the reproducing apparatus 50 is formed of, for example, an electric heater such as an electric heater between the filter members, a high-frequency dielectric heater, a microwave heater, or the like. The microwave generator and the power source thereof can be further miniaturized by being formed with a heating means and having the heating means share the role of heating the filter member 40.

【0052】次に、以上の構成の排気ガス浄化装置の制
御フローについて図4を参照しながら説明する。
Next, a control flow of the exhaust gas purifying apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG.

【0053】この図4の制御フローでは、スタートする
と、ステップS11で、装置作動を行い、マグネトロン
出力制御部60によってマグネトロン51からマイクロ
波を発振すると共に、モータ51dを駆動して、導波管
51bとセラミック板52を回転する。
In the control flow of FIG. 4, when started, the apparatus is operated in step S11, a microwave is oscillated from the magnetron 51 by the magnetron output control unit 60, and the motor 51d is driven to drive the waveguide 51b. And the ceramic plate 52 is rotated.

【0054】そして、ステップS12〜S17のマイク
ロ波出力制御を行い、装置停止命令を受けるとステップ
S18からステップS19に行き、装置を停止して制御
終了する。
Then, the microwave output control in steps S12 to S17 is performed, and upon receiving the device stop command, the process goes from step S18 to step S19, where the device is stopped and the control is terminated.

【0055】このステップS12〜S17では、先ず、
ステップS12で、排気ガス入口温度と排気ガス出口温
度を温度センサ61、62から入力し、また、マグネト
ロン51aの制御用の出力を読込み、触媒温度Tを計算
する。
In steps S12 to S17, first,
In step S12, the exhaust gas inlet temperature and the exhaust gas outlet temperature are input from the temperature sensors 61 and 62, the output for controlling the magnetron 51a is read, and the catalyst temperature T is calculated.

【0056】そして、ステップS13で触媒温度Tが7
00℃より高いと判定されれば、ステップS17でマグ
ネトロン51aの出力を所定の量だけ減少(低下)し
て、ステップS18に行き、触媒温度Tが700℃以下
と判定されれば、ステップS14で、更に触媒温度Tが
650℃より高いか判定される。
Then, at step S13, the catalyst temperature T becomes 7
If it is determined that the temperature is higher than 00 ° C., the output of the magnetron 51a is reduced (decreased) by a predetermined amount in step S17, and the process goes to step S18. If it is determined that the catalyst temperature T is 700 ° C. or less, the process proceeds to step S14. Then, it is determined whether the catalyst temperature T is higher than 650 ° C.

【0057】このステップS14で、触媒温度Tが65
0℃より高いと判定されれば、ステップS16でマグネ
トロン51aの出力を変化させずにそのまま維持して、
ステップS18に行く。また、触媒温度Tが650℃以
下と判定されれば、ステップS15で、マグネトロン5
1aの出力を所定の量だけ増加(上昇)し、ステップS
18に行く。
In this step S14, the catalyst temperature T becomes 65
If it is determined that the temperature is higher than 0 ° C., the output of the magnetron 51a is maintained without changing in step S16,
Go to step S18. If the catalyst temperature T is determined to be 650 ° C. or lower, the magnetron 5 is determined in step S15.
1a is increased (increased) by a predetermined amount, and step S
Go to 18.

【0058】ステップS18では、装置停止指令が出て
いるか否かを判定し、出ていなければステップS12に
戻り、ステップS12〜S18を繰り返す。また、装置
停止命令が出ていれば、ステップS19でマグネトロン
51におけるマイクロ波の発振停止とモータ51dの駆
動停止等の装置の停止を行い、制御を終了する。
In step S18, it is determined whether or not a device stop command has been issued. If not, the process returns to step S12 and repeats steps S12 to S18. If the apparatus stop command has been issued, the apparatus stops the microwave oscillation in the magnetron 51 and the drive of the motor 51d in step S19, and ends the control.

【0059】この制御により、触媒温度Tを浄化や再生
に最適な温度範囲(650℃〜700℃)に維持して、
NOx吸収材41、触媒42、フィルタ部材40を再生
する。
With this control, the catalyst temperature T is maintained in the optimum temperature range (650 ° C. to 700 ° C.) for purification and regeneration.
The NOx absorbent 41, the catalyst 42, and the filter member 40 are regenerated.

【0060】次に、上記の構成による排気ガス処理装置
1による排気ガス処理について説明する。
Next, the exhaust gas processing by the exhaust gas processing apparatus 1 having the above configuration will be described.

【0061】この排気ガス処理装置1に排気ガスGを流
入させると、排気ガスGはセラミック板52に覆われて
いないハニカム部材40aに流入して、排気ガスG中の
NOx成分は、NOx吸収体41と触媒42により吸収
または還元浄化され、また排気ガス中の粒子状物質はハ
ニカム部材40aに捕集され浄化される。
When the exhaust gas G flows into the exhaust gas processing apparatus 1, the exhaust gas G flows into the honeycomb member 40a not covered by the ceramic plate 52, and the NOx component in the exhaust gas G is reduced by the NOx absorber. The particulate matter in the exhaust gas is collected or purified by the honeycomb member 40a.

【0062】そして、この捕集状態において、再生処理
装置51を作動させてマイクロ波を照射しながら導波管
51bを低速度(60秒で1回転する程度の速度)で回
転させ、セラミック板52に覆われて排気ガスGの流入
が遮断されている部分のNOx吸収体41と触媒42と
フィルタ部材40aを活性化し再生する。
Then, in this trapping state, the waveguide 51b is rotated at a low speed (about one rotation in 60 seconds) while irradiating the microwave by operating the reproduction processing device 51, and the ceramic plate 52 is rotated. The NOx absorber 41, the catalyst 42, and the filter member 40a in a portion covered with the exhaust gas G and blocked from flowing in are activated and regenerated.

【0063】また、同時にソレノイド53に電流を流し
て磁界を印加すると共に、図4の制御フローに従う制御
により触媒温度Tを650℃〜700℃の範囲内に維持
する。
At the same time, a current is applied to the solenoid 53 to apply a magnetic field, and the catalyst temperature T is maintained in the range of 650 ° C. to 700 ° C. by control according to the control flow of FIG.

【0064】このマイクロ波照射と磁界の印加によって
発生する電子サイクロン共鳴プラズマにより、NOx吸
収体41と触媒42を活性化させて再生すると共に、高
温状態の維持によりフィルタ部材40に捕集され堆積し
た粒子状物質を燃焼除去し、フィルタ部材40を再生す
る。なお、この高温状態の維持により、NOx吸収体4
1と触媒42を被毒している硫黄成分も燃焼除去され
る。
The NOx absorber 41 and the catalyst 42 are activated and regenerated by the electron cyclone resonance plasma generated by the microwave irradiation and the application of the magnetic field, and are collected and deposited on the filter member 40 by maintaining the high temperature state. The particulate matter is burned off and the filter member 40 is regenerated. It should be noted that the maintenance of this high temperature state allows the NOx absorber 4
1 and the sulfur component poisoning the catalyst 42 are also burned off.

【0065】以上の構成の排気ガス浄化装置1によれ
ば、排気ガスG中に含まれているNOxをNOx吸収材
41と触媒42により還元浄化でき、また、粒子状物質
もフィルタ部材40で捕集除去できる。
According to the exhaust gas purifying apparatus 1 having the above structure, NOx contained in the exhaust gas G can be reduced and purified by the NOx absorbent 41 and the catalyst 42, and particulate matter is also captured by the filter member 40. Can be removed.

【0066】そして、マイクロ波の照射により、触媒温
度Tを650℃〜700℃の範囲に維持してNOx吸収
材41と触媒42とフィルタ部材40aを再生できる。
Then, the catalyst temperature T is maintained in the range of 650 ° C. to 700 ° C. by microwave irradiation, so that the NOx absorbent 41, the catalyst 42, and the filter member 40a can be regenerated.

【0067】更に、マイクロ波の照射時に、磁界を印加
することによって、電子サイクロトロン共鳴プラズマを
利用することができ、このとき放出される電子を利用し
て、NOx吸収材41と触媒42を再生やNOxの除去
の促進を図ることができる。
Further, by applying a magnetic field during microwave irradiation, electron cyclotron resonance plasma can be used, and the electrons emitted at this time can be used to regenerate the NOx absorbent 41 and the catalyst 42. The removal of NOx can be promoted.

【0068】また、セラミック板52により、フィルタ
部材40のマイクロ波が照射される部分への排気ガスG
の流入を遮断して、還元雰囲気を作りNOxの還元浄化
の促進を図ることができると共に、マイクロ波を照射す
るための投入エネルギーを少なくすることができる。特
に、粒子状物質を酸化することによって得られたCOに
よって生じる還元雰囲気部分でNOxを除去することに
よって、粒子状物質とNOxを同時に浄化することがで
きる。
The ceramic plate 52 allows the exhaust gas G to reach a portion of the filter member 40 where microwaves are irradiated.
Can be cut off to create a reducing atmosphere and promote NOx reduction purification, and the input energy for microwave irradiation can be reduced. In particular, by removing NOx in a reducing atmosphere generated by CO obtained by oxidizing the particulate matter, the particulate matter and NOx can be simultaneously purified.

【0069】〔実施例〕次に、上記の排気ガス浄化装置
で行った試験結果について説明する。
[Embodiment] Next, the result of a test performed by the above exhaust gas purifying apparatus will be described.

【0070】この実施例では、NOx吸収材を、Ca
O、BaOとCeO2 、TiO2 、ZrO2 、Al2
3 の混合物で形成し、触媒及び電気伝導率の大きな材料
としてPt(白金)、Ru(ルテニウム)、Rh(ロジ
ウム)を使用し、これらをハニカムに担持して排気ガス
浄化装置を構成した。
In this embodiment, the NOx absorbent is
O, BaO and CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O
Forming a mixture of 3, Pt as a major composition of the catalyst and the electric conductivity (platinum), Ru (ruthenium), using a Rh (rhodium) was an exhaust gas purification device carrying them honeycomb.

【0071】この排気ガス浄化装置に、エンジンからの
排気ガスを流し、NOxを除去し、粒子状物質を捕集し
た。
The exhaust gas from the engine was passed through the exhaust gas purifier to remove NOx and to collect particulate matter.

【0072】その後、2450Hzのマイクロ波を照射
しながら導波管を回転した。これにより、NOx吸収材
と触媒を担持したハニカムに部分的にマイクロ波を照射
しながら、この照射部分を移動させて全体にマイクロ波
を照射した。
Thereafter, the waveguide was rotated while irradiating a microwave of 2450 Hz. As a result, while partially irradiating the microwaves on the honeycomb supporting the NOx absorbent and the catalyst, the irradiated portions were moved to irradiate the entire microwave.

【0073】また、このマイクロ波が照射されている部
分のハニカムの前面をセラミック板で覆ってマイクロ波
の照射時には排気ガスが流入しないようにすると共に、
約875Gの磁界を印加し、これにより電子サイクロト
ロン共鳴プラズマを発生させた。
Further, the front surface of the honeycomb where the microwaves are irradiated is covered with a ceramic plate to prevent exhaust gas from flowing during microwave irradiation.
A magnetic field of about 875 G was applied, thereby generating an electron cyclotron resonance plasma.

【0074】また、触媒温度によりマイクロ波の出力を
制御して触媒の温度を650℃〜700℃の範囲内に維
持し、NOx吸収材の再生、NOxの分解、粒子状物質
の酸化除去を行った。
Further, the output of microwaves is controlled by the catalyst temperature to maintain the temperature of the catalyst in the range of 650 ° C. to 700 ° C. to regenerate the NOx absorbent, decompose NOx, and oxidize and remove particulate matter. Was.

【0075】この試験で、NOx除去率が85%、パテ
ィキュレート(粒子状物質)除去率が75%という結果
が得られた。また、500時間後におけるNOx除去率
は83%で、SOx被毒による性能の低下は殆ど見られ
ないという結果を得た。
In this test, it was found that the NOx removal rate was 85% and the particulate (particulate matter) removal rate was 75%. The NOx removal rate after 500 hours was 83%, and the result was that almost no decrease in performance due to SOx poisoning was observed.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る排気
ガス処理装置によれば、次のような効果を奏することが
できる。
As described above, according to the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.

【0077】粒子状物質(パティキュレート)を捕集す
るフィルタ部材にNOx吸収材と触媒を担持して排気ガ
スの浄化を行うので、フィルタ部材により、粒子状物質
を捕集除去でき、また、NOx吸収材と触媒により、N
Oxを吸収及び還元浄化できる。
Since the exhaust gas is purified by carrying a NOx absorbent and a catalyst on a filter member for trapping particulate matter (particulates), the particulate matter can be trapped and removed by the filter member. By the absorbent and the catalyst, N
Ox can be absorbed and reduced and purified.

【0078】そして、再生装置のマイクロ波発生装置で
発生したマイクロ波を導波管で導いて、フィルタ部材に
照射することにより、金属粒子等の電気伝導率の大きな
材料で形成された粒子の作用により安定したプラズマを
発生することができるので、このプラズマにより、効率
よく、吸収能力が低下したNOx吸収材や硫黄被毒等に
より劣化した触媒を活性化して再生でき、また、捕集し
た粒子状物質も酸化除去して再生できる。
Then, the microwave generated by the microwave generator of the reproducing apparatus is guided by the waveguide and irradiated on the filter member, so that the action of particles formed of a material having a high electric conductivity such as metal particles is performed. As a result, a stable plasma can be generated, and this plasma can efficiently activate and regenerate a NOx absorbent whose absorption capacity has decreased, or a catalyst that has deteriorated due to sulfur poisoning, etc. Substances can also be regenerated by oxidative removal.

【0079】また、NOx吸収材と触媒を担持したフィ
ルタ部材の限定された一部分にマイクロ波を照射し、こ
のマイクロ波が照射される部分を経時的に変化させる構
成により、一定時間ごとにフィルタ部材全体をマイクロ
波で照射できるので、小さい出力の高周波発振器とその
電源でフィルタ部材全体のNOx吸収材と触媒の活性化
及び再生を行うことができるので、マイクロ波発生装置
の小型化が可能となる。
Further, by irradiating a microwave to a limited portion of the filter member carrying the NOx absorbent and the catalyst and changing the portion to be irradiated with the microwave with time, the filter member is fixed at regular intervals. Since the whole can be irradiated with microwaves, the activation and regeneration of the NOx absorber and the catalyst of the entire filter member can be performed with a high-frequency oscillator having a small output and its power supply, so that the microwave generator can be downsized. .

【0080】また、フィルタ部材に磁界を印加すること
によって、電子のサイクロトロン運動とマイクロ波との
共鳴によって生じるマイクロ波放電(電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマ)を利用でき、この時に放電される電子
を利用して、NOxの除去と触媒成分の再生を効率よく
行うことができる。
Further, by applying a magnetic field to the filter member, a microwave discharge (electron cyclotron resonance plasma) generated by the cyclotron motion of the electrons and the resonance of the microwave can be used. , NOx removal and catalyst component regeneration can be performed efficiently.

【0081】そして、フィルタのマイクロ波を照射する
部分への排気ガスの流入を遮断することにより、還元雰
囲気を作り、NOxを効率よく還元浄化しながら、NO
x吸収材と触媒を再生でき、しかも、マイクロ波を照射
する時に排気ガスの流れが停止されているので、投入エ
ネルギーが少なくて済む。
Then, the flow of exhaust gas to the portion of the filter to be irradiated with microwaves is cut off to create a reducing atmosphere, thereby reducing NOx efficiently while purifying NOx.
Since the x-absorber and the catalyst can be regenerated, and the flow of the exhaust gas is stopped when irradiating the microwave, the input energy can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の排気ガス浄化装置の構成
を示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】排気ガス浄化装置の構成を示す図1のA−A断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing a configuration of the exhaust gas purification device.

【図3】電子によるNOxの除去のメカニズムを示す図
である。
FIG. 3 is a view showing a mechanism of removing NOx by electrons.

【図4】本発明に係る排気ガス浄化装置の再生制御フロ
ーの例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a regeneration control flow of the exhaust gas purification device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気ガス処理装置 2 排気通路 40 フィルタ部材 41 NOx吸収材 42 触媒 43 電気伝導率の大きな材料で形成された粒子 50 再生装置 51 マイクロ波発生装置 51b 導波管 53 ソレノイド(磁界発生装置) G 排気ガス V マイクロ波照射範囲 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas processing apparatus 2 Exhaust passage 40 Filter member 41 NOx absorbent 42 Catalyst 43 Particles formed of a material having high electric conductivity 50 Regeneration device 51 Microwave generator 51b Waveguide 53 Solenoid (magnetic field generator) G Exhaust Gas V Microwave irradiation range

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G090 AA02 BA08 DA12 3G091 AA02 AA18 AB06 AB13 BA01 BA14 CA05 EA17 EA18 FC01 GA04 GA05 GA06 GB03Y GB04W GB04Y GB05W GB06W GB09Y GB10Y GB17Y  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G090 AA02 BA08 DA12 3G091 AA02 AA18 AB06 AB13 BA01 BA14 CA05 EA17 EA18 FC01 GA04 GA05 GA06 GB03Y GB04W GB04Y GB05W GB06W GB09Y GB10Y GB17Y

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィ
ルタ部材にNOxを吸収及び還元浄化するNOx吸収材
と触媒を担持させたフィルタ装置と、前記NOx吸収材
と前記触媒を再生する再生装置とを備えて、エンジンの
排気経路に配置され、排気ガス中のNOxと粒子状物質
を共に浄化する排気ガス浄化装置において、 前記フィルタ部材に電気伝導率の大きな材料で形成され
た粒子を担持させると共に、前記再生装置を、マイクロ
波発生装置を備えて形成し、該マイクロ波発生装置で発
生させたマイクロ波を導波管により導いて前記フィルタ
部材に照射することを特徴とする排気ガス処理装置。
1. A filter device in which a filter member for trapping particulate matter in exhaust gas carries a NOx absorbent for absorbing and reducing and purifying NOx and a catalyst, and regeneration for regenerating the NOx absorbent and the catalyst. An exhaust gas purifying apparatus disposed in an exhaust path of an engine and purifying both NOx and particulate matter in exhaust gas, wherein the filter member carries particles formed of a material having a high electric conductivity. Exhaust gas treatment, wherein the regenerating device is provided with a microwave generator, and the microwave generated by the microwave generator is guided by a waveguide to irradiate the filter member. apparatus.
【請求項2】 前記フィルタ部材に対してマイクロ波を
同時に照射できる範囲を前記フィルタ部材の一部分に限
定すると共に、マイクロ波を照射する部分若しくはマイ
クロ波が照射される部分を移動、又は、マイクロ波が照
射される部分とマイクロ波が照射されない部分とを順次
若しくは交互に切換えながら、前記フィルタ部材の全体
に対してマイクロ波を照射することを特徴とする請求項
1記載の排気ガス処理装置。
2. A range in which microwaves can be simultaneously irradiated on the filter member is limited to a part of the filter member, and a portion to be irradiated with microwaves or a portion to be irradiated with microwaves is moved, or The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein microwaves are applied to the entire filter member while sequentially or alternately switching a portion to be irradiated and a portion to which microwaves are not applied.
【請求項3】 前記再生装置に、前記フィルタ部材に磁
界を印加する磁界発生装置を備えたことを特徴とする請
求項1又は2に記載の排気ガス処理装置。
3. The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the regenerator includes a magnetic field generator that applies a magnetic field to the filter member.
【請求項4】 前記フィルタ部材のマイクロ波が照射さ
れる部分への排気ガスの流入を阻止する排気ガス流入阻
止手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の排気ガス処理装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising exhaust gas inflow prevention means for preventing inflow of exhaust gas into a portion of the filter member to be irradiated with microwaves. Exhaust gas treatment device.
【請求項5】 前記再生装置を、フィルタ部材を加熱す
る加熱手段を備えて形成すると共に、該加熱手段を、電
熱ヒータ装置、高周波誘電加熱装置、マイクロ波加熱装
置のいずれか一つ又はその組み合わせで形成することを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の排気ガ
ス処理装置。
5. The regenerating apparatus is provided with a heating means for heating a filter member, and the heating means is any one of an electric heating device, a high-frequency dielectric heating device, and a microwave heating device or a combination thereof. The exhaust gas treatment device according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust gas treatment device is formed by:
【請求項6】 前記NOx吸収材を、活性炭、ゼオライ
ト等の吸着剤、MgO、CaO、BaO等のアルカリ土
類金属酸化物、CeO2 等の希土類酸化物、TiO2
のチタン酸化物、ZrO2 、Al2 3 のいずれか一つ
又はその組合せで形成することを特徴とする請求項1〜
6のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
6. The NOx absorbent comprises an adsorbent such as activated carbon and zeolite; an alkaline earth metal oxide such as MgO, CaO and BaO; a rare earth oxide such as CeO 2; a titanium oxide such as TiO 2 ; 2, claim and forming either one or a combination of Al 2 O 3. 1 to
The exhaust gas treatment device according to any one of claims 6 to 13.
【請求項7】 前記触媒を、周期律表のVIII族の元素、
Ib族の元素、希土類酸化物の内の少なくとも一つ、又
はその組合せで形成することを特徴とする請求項1〜6
のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
7. The catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is an element of group VIII of the periodic table,
7. The semiconductor device according to claim 1, which is formed of at least one of a group Ib element and a rare earth oxide, or a combination thereof.
An exhaust gas treatment device according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 前記フィルタ部材を、セラミックスの微
粒子層を表面に持つ繊維、多孔体、ハニカムの何れか一
つ又はその組み合わせで形成することを特徴とする請求
項1〜7のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
8. The filter member according to claim 1, wherein the filter member is formed of any one of a fiber, a porous body, and a honeycomb having a ceramic fine particle layer on the surface, or a combination thereof. An exhaust gas treatment device according to item 1.
【請求項9】 前記フィルタ部材を複数個に分割したハ
ニカム部材を間に緩衝材を挟んで組み合わせて形成し、
該フィルタ部材を収容容器に保持することを特徴とする
請求項1〜8のいずれか1項に記載の排気ガス処理装
置。
9. A honeycomb member obtained by dividing the filter member into a plurality of members is formed by interposing a cushioning material therebetween.
The exhaust gas treatment device according to any one of claims 1 to 8, wherein the filter member is held in a storage container.
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