JP2003027927A - 窒素酸化物浄化装置 - Google Patents
窒素酸化物浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】窒素酸化物吸収材に取り込まれた硫黄酸化物の
放出を容易にする。 【解決手段】排ガス中のＮＯｘを吸蔵する材料７を、窒
素酸化物浄化塔５に組み込んだ窒素酸化物浄化装置であ
る。排ガス中の硫黄酸化物などの被毒物質を前記吸蔵材
７から離脱させるに際して、前記窒素酸化物浄化塔５に
燃料ｂ及び空気ｃを直接導入し、燃料リッチ下でその燃
焼熱により被毒物質を吸蔵材７から離脱させる。
放出を容易にする。 【解決手段】排ガス中のＮＯｘを吸蔵する材料７を、窒
素酸化物浄化塔５に組み込んだ窒素酸化物浄化装置であ
る。排ガス中の硫黄酸化物などの被毒物質を前記吸蔵材
７から離脱させるに際して、前記窒素酸化物浄化塔５に
燃料ｂ及び空気ｃを直接導入し、燃料リッチ下でその燃
焼熱により被毒物質を吸蔵材７から離脱させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物及び高
濃度の硫黄酸化物を含む燃焼ガスから大気汚染物質であ
る窒素酸化物を効率的に浄化する窒素酸化物浄化装置に
関する。
濃度の硫黄酸化物を含む燃焼ガスから大気汚染物質であ
る窒素酸化物を効率的に浄化する窒素酸化物浄化装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、リーンバーンエンジンから排出さ
れる排ガス中の窒素酸化物を浄化する方法として、窒素
酸化物吸収材と貴金属触媒とを組み合わせた新しい窒素
酸化物浄化システムが造られた。
れる排ガス中の窒素酸化物を浄化する方法として、窒素
酸化物吸収材と貴金属触媒とを組み合わせた新しい窒素
酸化物浄化システムが造られた。
【０００３】この窒素酸化物浄化システムは、リーンバ
ーン時には、窒素酸化物を窒素酸化物吸収材に吸収し、
リッチバーン状態になると、窒素酸化物を窒素酸化物吸
収材から放出し、貴金属触媒により窒素酸化物を浄化す
る、というものである。
ーン時には、窒素酸化物を窒素酸化物吸収材に吸収し、
リッチバーン状態になると、窒素酸化物を窒素酸化物吸
収材から放出し、貴金属触媒により窒素酸化物を浄化す
る、というものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排ガス
中に硫黄酸化物が共存する場合には、硫黄酸化物が窒素
酸化物よりも強く窒素酸化物吸収材に取り込まれ、硫黄
酸化物を容易に放出させることができない。窒素酸化物
の吸収と放出とを繰り返して行く間に、硫黄酸化物が窒
素酸化物吸収材に蓄積し、窒素酸化物の吸収量が極端に
低下する。
中に硫黄酸化物が共存する場合には、硫黄酸化物が窒素
酸化物よりも強く窒素酸化物吸収材に取り込まれ、硫黄
酸化物を容易に放出させることができない。窒素酸化物
の吸収と放出とを繰り返して行く間に、硫黄酸化物が窒
素酸化物吸収材に蓄積し、窒素酸化物の吸収量が極端に
低下する。
【０００５】軽油は、０．０５ｗｔ％程度の硫黄分を含
むために、排ガス中には、数十ｐｐｍの硫黄酸化物が存
在する。重油燃料の場合には、その排ガス中に、更に多
くの硫黄酸化物が存在する。従来の吸蔵窒素酸化物を放
出させる条件では、これらの窒素酸化物吸収材に取り込
まれた硫黄酸化物を放出させることはできない。
むために、排ガス中には、数十ｐｐｍの硫黄酸化物が存
在する。重油燃料の場合には、その排ガス中に、更に多
くの硫黄酸化物が存在する。従来の吸蔵窒素酸化物を放
出させる条件では、これらの窒素酸化物吸収材に取り込
まれた硫黄酸化物を放出させることはできない。
【０００６】本発明は、係る従来の問題を解消するため
になされたものであり、その目的とするところは、窒素
酸化物吸収材に取り込まれた硫黄酸化物を容易に放出さ
せることができる窒素酸化物浄化装置を提供することに
ある。
になされたものであり、その目的とするところは、窒素
酸化物吸収材に取り込まれた硫黄酸化物を容易に放出さ
せることができる窒素酸化物浄化装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、次のように構成されている。
め、本発明は、次のように構成されている。
【０００８】（１） 排ガス中の窒素酸化物を吸蔵する
材料を、窒素酸化物浄化塔に組み込んだ窒素酸化物浄化
装置において、排ガス中の硫黄酸化物などの被毒物質を
前記吸蔵材から離脱させるに当たり、前記窒素酸化物浄
化塔に燃料及び空気を直接導入し、その燃焼熱により被
毒物質を前記吸蔵材から離脱させることを特徴とする窒
素酸化物浄化装置。
材料を、窒素酸化物浄化塔に組み込んだ窒素酸化物浄化
装置において、排ガス中の硫黄酸化物などの被毒物質を
前記吸蔵材から離脱させるに当たり、前記窒素酸化物浄
化塔に燃料及び空気を直接導入し、その燃焼熱により被
毒物質を前記吸蔵材から離脱させることを特徴とする窒
素酸化物浄化装置。
【０００９】（２） 窒素酸化物浄化塔に燃料及び空気
を導入するに当たり、その比率を理論空燃比より燃料リ
ッチとし、窒素酸化物を還元雰囲気に曝し、窒素酸化物
を無害の窒素と酸素に還元して放出させ、更には高温域
で被毒物質を放出させることを特徴とする（１）記載の
窒素酸化物浄化装置。
を導入するに当たり、その比率を理論空燃比より燃料リ
ッチとし、窒素酸化物を還元雰囲気に曝し、窒素酸化物
を無害の窒素と酸素に還元して放出させ、更には高温域
で被毒物質を放出させることを特徴とする（１）記載の
窒素酸化物浄化装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明するが、図１は本発明に係る窒素酸化物浄
化装置の概略図である。
を用いて説明するが、図１は本発明に係る窒素酸化物浄
化装置の概略図である。
【００１１】図１に示すように、エンジン１から排出さ
れた排ガスａは、排ガスライン２を通って大気中に放出
されるのであるが、排ガスライン２は、前後２つの３方
弁３，４の間の部分が２つのラインに別れ、その一方の
分岐ライン２ａには、窒素酸化物浄化塔（以下、ＮＯｘ
浄化塔という）５ａおよび脱硫装置６ａがこの順に設け
られ、他の一方の分岐ライン２ｂには、ＮＯｘ浄化塔５
ｂおよび脱硫装置６ｂがこの順に設けられている。これ
らＮＯｘ浄化塔５ａ，５ｂには、各々窒素酸化物吸蔵材
（以下、ＮＯｘ吸蔵材という）７が組み込まれている。
れた排ガスａは、排ガスライン２を通って大気中に放出
されるのであるが、排ガスライン２は、前後２つの３方
弁３，４の間の部分が２つのラインに別れ、その一方の
分岐ライン２ａには、窒素酸化物浄化塔（以下、ＮＯｘ
浄化塔という）５ａおよび脱硫装置６ａがこの順に設け
られ、他の一方の分岐ライン２ｂには、ＮＯｘ浄化塔５
ｂおよび脱硫装置６ｂがこの順に設けられている。これ
らＮＯｘ浄化塔５ａ，５ｂには、各々窒素酸化物吸蔵材
（以下、ＮＯｘ吸蔵材という）７が組み込まれている。
【００１２】一方、燃料タンク８に接続している燃料供
給管９は、切替弁１０の所で分岐し、その一方の燃料供
給管９ａは、ＮＯｘ浄化塔５ａに接続し、他方の燃焼供
給管９ｂは、ＮＯｘ浄化塔５ｂに接続している。
給管９は、切替弁１０の所で分岐し、その一方の燃料供
給管９ａは、ＮＯｘ浄化塔５ａに接続し、他方の燃焼供
給管９ｂは、ＮＯｘ浄化塔５ｂに接続している。
【００１３】同様に、コンプレッサー１１に接続してい
る空気供給管１２は、切替弁１３の所で分岐し、その一
方の空気供給管１２ａは、ＮＯｘ浄化塔５ａに接続し、
他方の空気供給管１２ｂは、ＮＯｘ浄化塔５ｂに接続し
ている。
る空気供給管１２は、切替弁１３の所で分岐し、その一
方の空気供給管１２ａは、ＮＯｘ浄化塔５ａに接続し、
他方の空気供給管１２ｂは、ＮＯｘ浄化塔５ｂに接続し
ている。
【００１４】しかして、図２に示すように、窒素酸化物
（以下、ＮＯｘという）、及び硫黄酸化物（以下、ＳＯ
ｘという）を含む排ガスａがＮＯｘ浄化塔５ａに導かれ
ている時は、ＮＯｘ浄化塔５ａでは、ＮＯｘの吸蔵が行
なわれ、ＮＯｘ浄化塔５ｂでは、ＮＯｘの還元が行なわ
れている。
（以下、ＮＯｘという）、及び硫黄酸化物（以下、ＳＯ
ｘという）を含む排ガスａがＮＯｘ浄化塔５ａに導かれ
ている時は、ＮＯｘ浄化塔５ａでは、ＮＯｘの吸蔵が行
なわれ、ＮＯｘ浄化塔５ｂでは、ＮＯｘの還元が行なわ
れている。
【００１５】すなわち、ＮＯｘ浄化塔５ａでは、排ガス
中のＮＯｘとＳＯｘとがＮＯｘ吸蔵材７に取り込まれ
る。すなわち、ＳＯｘは、硫酸塩の形でＮＯｘ吸蔵材７
に取り込まれる。浄化されたガスは、ＮＯｘ浄化塔５ａ
から大気中に放出される。
中のＮＯｘとＳＯｘとがＮＯｘ吸蔵材７に取り込まれ
る。すなわち、ＳＯｘは、硫酸塩の形でＮＯｘ吸蔵材７
に取り込まれる。浄化されたガスは、ＮＯｘ浄化塔５ａ
から大気中に放出される。
【００１６】一方、ＮＯｘ浄化塔５ｂには、燃料タンク
８から燃料ｂが供給され、更に、コンプレッサー１１か
ら空気ｃが供給されて燃焼する。その際、その比率を理
論空燃比より燃料リッチとする。ＮＯｘ浄化塔５ｂ内が
昇温すると、ＮＯｘ吸蔵材７に吸蔵されていたＮＯｘお
よびＳＯｘが気相中に放出される。
８から燃料ｂが供給され、更に、コンプレッサー１１か
ら空気ｃが供給されて燃焼する。その際、その比率を理
論空燃比より燃料リッチとする。ＮＯｘ浄化塔５ｂ内が
昇温すると、ＮＯｘ吸蔵材７に吸蔵されていたＮＯｘお
よびＳＯｘが気相中に放出される。
【００１７】すなわち、排ガス中のＳＯｘは、硫酸塩の
形でＮＯｘ吸蔵材７に取り込まれるが、この硫酸塩は、
高温・低酸素分圧下で不安定となる。プロパンなどの燃
料ｂを過剰に加えた燃焼排ガス中に、ＮＯｘ吸蔵材７を
曝すと、硫酸塩が分解し、気相中に放出される。また、
燃料過剰下において、ＮＯｘ吸蔵材７から放出されたＮ
Ｏｘは、窒素と酸素に還元される。
形でＮＯｘ吸蔵材７に取り込まれるが、この硫酸塩は、
高温・低酸素分圧下で不安定となる。プロパンなどの燃
料ｂを過剰に加えた燃焼排ガス中に、ＮＯｘ吸蔵材７を
曝すと、硫酸塩が分解し、気相中に放出される。また、
燃料過剰下において、ＮＯｘ吸蔵材７から放出されたＮ
Ｏｘは、窒素と酸素に還元される。
【００１８】更に、ＮＯｘ吸蔵材７から放出されたＳＯ
ｘは、ＮＯｘ浄化塔５ｂの下流に配置した脱硫装置６ｂ
によって処理される。こうして浄化されたガスは、配管
２を通って大気中に放出される。
ｘは、ＮＯｘ浄化塔５ｂの下流に配置した脱硫装置６ｂ
によって処理される。こうして浄化されたガスは、配管
２を通って大気中に放出される。
【００１９】ＮＯｘ吸蔵材７からＳＯｘが離脱すると、
ＮＯｘの吸蔵量が回復する。そこで、２つの３方弁３，
４を切り換え、第１の排気ライン２ａと第２の排気ライ
ン２ｂとを交互に使用する。
ＮＯｘの吸蔵量が回復する。そこで、２つの３方弁３，
４を切り換え、第１の排気ライン２ａと第２の排気ライ
ン２ｂとを交互に使用する。
【００２０】
【実施例】（実施例）
１．試料作製
窒素酸化物吸蔵材の担体としては、γ−アルミナを用い
た。塩化白金酸とオキシ硝酸Ｚｒを溶解させた水溶液中
にγ−アルミナを投入した。この水溶液を１２０℃で蒸
発乾固させた後、４００℃の大気中で熱分解させた。更
に、水素中で焼成（８００℃×５ｈ）することにより、
窒素酸化物吸蔵材を作製した。この窒素酸化物吸蔵材の
粉末を一辺が約１ｍｍのサイコロ状（立方体形）に成形
し、窒素酸化物吸蔵放出特性評価用の試料とした。
た。塩化白金酸とオキシ硝酸Ｚｒを溶解させた水溶液中
にγ−アルミナを投入した。この水溶液を１２０℃で蒸
発乾固させた後、４００℃の大気中で熱分解させた。更
に、水素中で焼成（８００℃×５ｈ）することにより、
窒素酸化物吸蔵材を作製した。この窒素酸化物吸蔵材の
粉末を一辺が約１ｍｍのサイコロ状（立方体形）に成形
し、窒素酸化物吸蔵放出特性評価用の試料とした。
【００２１】２．特性評価
上記試料の特性試験は、高温の燃焼排ガス雰囲気を模擬
した環境として、小型の電気炉、及び5000ppm Ｃ3 Ｈ8
−10％ＣＯ2 −Ａｒを用いて硫黄酸化物離脱特性を調べ
た。図３にその実験装置を示す。
した環境として、小型の電気炉、及び5000ppm Ｃ3 Ｈ8
−10％ＣＯ2 −Ａｒを用いて硫黄酸化物離脱特性を調べ
た。図３にその実験装置を示す。
【００２２】試料１０ｇを小型電気炉２０の石英管２１
（内径１０ｍｍ）に投入後、石英管２１内にＡｒガスを
フローしながら３００℃まで昇温した。温度が安定した
後、1500ppm ＮＯ−100ppmＳＯ2 −10.5％Ｏ2 −Ａｒガ
スを流量６００ｃｃ／ｍｉｎで試料ｄに供給した。
（内径１０ｍｍ）に投入後、石英管２１内にＡｒガスを
フローしながら３００℃まで昇温した。温度が安定した
後、1500ppm ＮＯ−100ppmＳＯ2 −10.5％Ｏ2 −Ａｒガ
スを流量６００ｃｃ／ｍｉｎで試料ｄに供給した。
【００２３】供給開始後３０分間、試料を通過したガス
の窒素酸化物濃度は、ほぼ０ppm であり、１００％の窒
素酸化物除去率を示した。３０分間の窒素酸化物吸蔵量
は、吸蔵材１ｇ当たり１．０×１０-4ＮＯｘモル／ｇ-c
atであった。
の窒素酸化物濃度は、ほぼ０ppm であり、１００％の窒
素酸化物除去率を示した。３０分間の窒素酸化物吸蔵量
は、吸蔵材１ｇ当たり１．０×１０-4ＮＯｘモル／ｇ-c
atであった。
【００２４】次に、試料へ供給するガスを5000ppm Ｃ3
Ｈ8 −Ａｒに切り換え、吸蔵窒素酸化物の放出を行なっ
た。この吸蔵及び放出を数十回繰り返した。５０回目の
吸蔵量は、７．０×１０-5ＮＯｘモル／ｇ-catまで低下
した。
Ｈ8 −Ａｒに切り換え、吸蔵窒素酸化物の放出を行なっ
た。この吸蔵及び放出を数十回繰り返した。５０回目の
吸蔵量は、７．０×１０-5ＮＯｘモル／ｇ-catまで低下
した。
【００２５】そこで、８５０℃まで昇温し、5000ppm Ｃ
3 Ｈ8 −10％ＣＯ2 −Ｎ2 ガスを試料に供給し、硫黄酸
化物の離脱を行なった。再び、３００℃での窒素酸化物
の吸蔵を行なったところ、３０分間の窒素酸化物吸蔵量
は、１．０×１０-4ＮＯｘモル／ｇ-catとなり、初期の
性能に回復した。図４にその特性を示す。
3 Ｈ8 −10％ＣＯ2 −Ｎ2 ガスを試料に供給し、硫黄酸
化物の離脱を行なった。再び、３００℃での窒素酸化物
の吸蔵を行なったところ、３０分間の窒素酸化物吸蔵量
は、１．０×１０-4ＮＯｘモル／ｇ-catとなり、初期の
性能に回復した。図４にその特性を示す。
【００２６】なお、図３中、２２はＮＯｘ中和槽、２３
はＮＯｘアナライザ、２４はガスクロマトグラフ、２５
はＡｒボンベ、２６はＣ3 Ｈ8 ボンベ、２７はＮＯボン
ベ、２８はＣＯ2 ボンベ、２９はＳＯ2 ボンベ、３０は
Ｏ2 ボンベ、３１はＮ2 ボンベ、３２は流量制御バルブ
を示している。
はＮＯｘアナライザ、２４はガスクロマトグラフ、２５
はＡｒボンベ、２６はＣ3 Ｈ8 ボンベ、２７はＮＯボン
ベ、２８はＣＯ2 ボンベ、２９はＳＯ2 ボンベ、３０は
Ｏ2 ボンベ、３１はＮ2 ボンベ、３２は流量制御バルブ
を示している。
【００２７】
【発明の効果】上記のように、本発明は、排ガス中の窒
素酸化物を吸蔵する材料を、窒素酸化物浄化塔に組み込
んだ窒素酸化物浄化装置において、排ガス中の硫黄酸化
物などの被毒物質を前記吸蔵材から離脱させるに当た
り、前記窒素酸化物浄化塔に燃料及び空気を直接導入
し、燃料リッチ下でその燃焼熱により被毒物質を前記吸
蔵材から離脱させるので、窒素酸化物吸収材に取り込ま
れた硫黄酸化物を容易に放出させることができるように
なった。
素酸化物を吸蔵する材料を、窒素酸化物浄化塔に組み込
んだ窒素酸化物浄化装置において、排ガス中の硫黄酸化
物などの被毒物質を前記吸蔵材から離脱させるに当た
り、前記窒素酸化物浄化塔に燃料及び空気を直接導入
し、燃料リッチ下でその燃焼熱により被毒物質を前記吸
蔵材から離脱させるので、窒素酸化物吸収材に取り込ま
れた硫黄酸化物を容易に放出させることができるように
なった。
【図１】本発明に係る窒素酸化物浄化装置の概略図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る窒素酸化物浄化装置の作用説明で
ある。
ある。
【図３】ＮＯｘ吸収放出特性評価装置の概略図である。
【図４】ＮＯｘ除去率の時間変化を示す図である。
５ 窒素酸化物浄化塔
７ 排ガス中の窒素酸化物を吸蔵する材料
ｂ 燃料
ｃ 空気
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ
3/28 ３０１ １２９Ａ
(72)発明者 宮武 直正
岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船
株式会社玉野事業所内
(72)発明者 江口 浩一
京都府宇治市五ヶ庄官有地 京大職員宿舎
931
(72)発明者 小川 裕治
東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会
社明電舎内
Ｆターム(参考） 3G091 AA12 AB06 BA11 BA14 CA18
CA22 DC01 FC01
4D002 AA02 AA12 AC10 BA04 BA05
BA06 CA07 DA25 DA26 DA46
DA56 EA04 EA08
Claims (2)
- 【請求項１】 排ガス中の窒素酸化物を吸蔵する材料
を、窒素酸化物浄化塔に組み込んだ窒素酸化物浄化装置
において、排ガス中の硫黄酸化物などの被毒物質を前記
吸蔵材から離脱させるに当たり、前記窒素酸化物浄化塔
に燃料及び空気を直接導入し、燃料リッチ下でその燃焼
熱により被毒物質を前記吸蔵材から離脱させることを特
徴とする窒素酸化物浄化装置。 - 【請求項２】 窒素酸化物浄化塔に燃料及び空気を導入
するに当たり、その比率を理論空燃比より燃料リッチと
し、窒素酸化物を還元雰囲気に曝し、窒素酸化物を無害
の窒素と酸素に還元して放出させ、更には高温域で被毒
物質を放出させることを特徴とする請求項１記載の窒素
酸化物浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211713A JP2003027927A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 窒素酸化物浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211713A JP2003027927A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 窒素酸化物浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003027927A true JP2003027927A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19046977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211713A Pending JP2003027927A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 窒素酸化物浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003027927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006103915A1 (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Yanmar Co., Ltd. | 排気ガス浄化装置 |
| US7784276B2 (en) | 2004-01-21 | 2010-08-31 | Yanmar Co., Ltd. | Exhaust gas purifier and method of control therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11218018A (ja) * | 1997-10-25 | 1999-08-10 | Daimler Benz Ag | 窒素酸化物蓄積触媒を含む内燃エンジン装置およびその運転法 |
| JP2000282850A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-10 | Osaka Gas Co Ltd | 内燃機関の排ガス浄化システム |
-
2001
- 2001-07-12 JP JP2001211713A patent/JP2003027927A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11218018A (ja) * | 1997-10-25 | 1999-08-10 | Daimler Benz Ag | 窒素酸化物蓄積触媒を含む内燃エンジン装置およびその運転法 |
| JP2000282850A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-10 | Osaka Gas Co Ltd | 内燃機関の排ガス浄化システム |
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| WO2006103915A1 (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Yanmar Co., Ltd. | 排気ガス浄化装置 |
| EP1865162A1 (en) * | 2005-03-29 | 2007-12-12 | Yanmar Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
| EP1865162A4 (en) * | 2005-03-29 | 2010-09-08 | Yanmar Co Ltd | EMISSION CONTROL DEVICE |
| US8042328B2 (en) | 2005-03-29 | 2011-10-25 | Yanmar Co., Ltd. | Exhaust gas purifier |
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