JP2003176711A - Exhaust emission control method and device for diesel engine - Google Patents

Exhaust emission control method and device for diesel engine

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JP2003176711A
JP2003176711A JP2001375141A JP2001375141A JP2003176711A JP 2003176711 A JP2003176711 A JP 2003176711A JP 2001375141 A JP2001375141 A JP 2001375141A JP 2001375141 A JP2001375141 A JP 2001375141A JP 2003176711 A JP2003176711 A JP 2003176711A
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JP
Japan
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exhaust gas
diesel engine
heat
layer
combustion
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Pending
Application number
JP2001375141A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryokichi Yamada
良吉 山田
Shinichi Ichikawa
伸一 市川
Takashi Fujimura
尚 藤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Engineering and Services Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering and Services Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate particulates and nitrogen oxide included in exhaust gas from a diesel engine. <P>SOLUTION: Exhaust gas is introduced through a combustion catalyst layer 8 to a fiber layer 5. Fuel 60 is supplied to the combustion catalyst layer to cause catalyst combustion, so that the particulates collected to the fiber layer 5 are burnt and eliminated. The exhaust gas is then introduced to a denitration catalyst layer 16 to be catalytically cracked by ammonium obtained by decomposition of urea in an urea decomposition catalyst layer 17. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、ディーゼルエンジ
ン排ガスに含まれる粒子状物質(以下、パテイキュレー
トと呼ぶ)更には窒素酸化物を除去する方法と装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for removing particulate matter (hereinafter referred to as particulates) and nitrogen oxides contained in diesel engine exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジン排ガスに含まれるパ
テイキュレートの低減が社会問題として取り上げられる
ようになった。また、ディーゼルエンジン排ガスに限ら
ず、内燃機関から排出される窒素酸化物の低減が社会問
題になっている。
2. Description of the Related Art Reduction of particulate matter contained in diesel engine exhaust gas has come to be taken up as a social problem. Further, not only exhaust gas from diesel engine but also reduction of nitrogen oxides emitted from internal combustion engine has become a social problem.

【0003】上記2物質のうち、窒素酸化物の低減に関
しては、還元剤として尿素,尿素水溶液,アンモニア,
アンモニア水溶液を用いて脱硝することが公知である。
一方、パテイキュレートの除去に関しては、金属繊維フ
ィルター,ハニカム状フィルターあるいはこれらのフィ
ルターに燃焼触媒を担持してパテイキュレートを捕集し
て燃焼除去する方法がある。窒素酸化物とパテイキュレ
ートを個別に処理する方法、あるいは窒素酸化物とパテ
イキュレートを同時に除去する方法が日経エコロジー/
2000年8月号に記載されている。
Of the above two substances, regarding reduction of nitrogen oxides, urea, urea aqueous solution, ammonia,
It is known to denitrate using an aqueous ammonia solution.
On the other hand, regarding the removal of particulates, there is a method of carrying a combustion catalyst on a metal fiber filter, a honeycomb filter, or these filters to collect the particulates and remove them by burning. Nikkei Ecology is a method of treating nitrogen oxides and particulates separately, or a method of simultaneously removing nitrogen oxides and particulates.
It is described in the August 2000 issue.

【0004】また、繊維体に触媒を付着して排ガスを浄
化する方法が特開2000−354738号公報に記載されて
いる。
A method for purifying exhaust gas by attaching a catalyst to a fibrous body is described in JP-A-2000-354738.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジン排
ガスに含まれるパテイキュレートの着火温度は、高沸点
有機成分については250℃程度で、すす(炭素質分)
については550℃以上である。したがって、パテイキ
ュレートをフィルター等で捕集し、捕集したパテイキュ
レートを燃焼して除去する方法においては、排ガスをパ
テイキュレートの燃焼温度まで加熱する必要がある。排
ガスを高温度に加熱する方法には、電気ヒータによる方
法あるいは触媒燃焼による方法等がある。触媒燃焼法
は、触媒を所定の温度に加熱しておけば、ここに燃料を
供給して燃焼することにより、パテイキュレートの燃焼
温度まで排ガス温度を高めることができる。
The ignition temperature of particulates contained in diesel engine exhaust gas is about 250 ° C. for high-boiling organic components and soot (carbonaceous matter).
Is 550 ° C. or higher. Therefore, in the method of collecting the particulates with a filter or the like and burning and removing the collected particulates, it is necessary to heat the exhaust gas to the combustion temperature of the particulates. As a method for heating the exhaust gas to a high temperature, there are a method using an electric heater, a method using catalytic combustion, and the like. In the catalytic combustion method, if the catalyst is heated to a predetermined temperature, the exhaust gas temperature can be raised to the particulate combustion temperature by supplying fuel to the catalyst and burning it.

【0006】本発明は、触媒燃焼によりパテイキュレー
トを燃焼除去するのに有効な方法を提供することにあ
る。また、ディーゼルエンジンの排ガスが保有する熱を
燃焼触媒の加熱に有効に利用できるようにすることにあ
る。本発明はまた、尿素分解により得られるアンモニア
を還元剤に用いて、排ガスに含まれる窒素酸化物を除去
する工業的に有望な方法並びに装置を提供することにあ
る。
The present invention is to provide an effective method for burning off particulates by catalytic combustion. Further, it is to make it possible to effectively use the heat contained in the exhaust gas of the diesel engine for heating the combustion catalyst. Another object of the present invention is to provide an industrially promising method and apparatus for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas by using ammonia obtained by urea decomposition as a reducing agent.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、ディーゼル
エンジン排ガスを燃焼触媒と繊維体を含む捕集層に導入
して該繊維体により該粒子状物質を捕集し、前記捕集層
に導入される該排ガスに外部から燃料を添加して該燃焼
触媒により該燃料を燃焼し、その燃焼熱により前記繊維
体に捕集された前記粒子状物質を燃焼する。
According to the present invention, diesel engine exhaust gas is introduced into a trapping layer containing a combustion catalyst and a fibrous body, the particulate matter is trapped by the fibrous body, and the particulate matter is introduced into the trapping layer. A fuel is externally added to the exhaust gas, the fuel is burned by the combustion catalyst, and the particulate matter trapped in the fibrous body is burned by the combustion heat.

【0008】また、前記捕集層を通過することにより前
記粒子状物質が除去された前記排ガスを脱硝触媒層へ導
入し、尿素分解触媒により尿素を分解することによって
得られたアンモニアを該脱硝触媒層へ導入して該排ガス
に含まれる窒素酸化物を該アンモニアにより接触分解す
る。
Further, the exhaust gas from which the particulate matter has been removed by passing through the trapping layer is introduced into a denitration catalyst layer, and ammonia obtained by decomposing urea by a urea decomposition catalyst is denitration catalyst. The nitrogen oxide contained in the exhaust gas introduced into the bed is catalytically decomposed by the ammonia.

【0009】本発明の方法を実施するにあたっては、捕
集層内にヒートパイプを設けて該ヒートパイプの放熱部
側が前記燃焼触媒と接触するようにしておくことが望ま
しい。そして、前記ディーゼルエンジン排ガスを該ヒー
トパイプの吸熱部側を経由したのち放熱部側へ導入し、
これにより該ディーゼルエンジン排ガスの保有熱を該ヒ
ートパイプの放熱部へ移送して該燃焼触媒を活性化温度
まで加熱する事が望ましい。
In carrying out the method of the present invention, it is desirable to provide a heat pipe in the trapping layer so that the heat radiating portion side of the heat pipe comes into contact with the combustion catalyst. Then, the diesel engine exhaust gas is introduced to the heat radiating portion side after passing through the heat absorbing portion side of the heat pipe,
Accordingly, it is desirable to transfer the retained heat of the exhaust gas of the diesel engine to the heat radiating portion of the heat pipe to heat the combustion catalyst to the activation temperature.

【0010】燃焼触媒は、吸着剤に担持させることがで
きる。この触媒付き吸着剤の一例としては、触媒を付着
したゼオライト系吸着剤又は活性アルミナ系吸着剤があ
る。繊維体とは、多数の繊維が集まったものを意味す
る。繊維体としては、シリカ系繊維体あるいは金属繊維
体を用いることが望ましい。燃焼触媒と繊維体とは別々
の層にしてもよいし、あるいは両者を混合して混合層に
してもよい。
The combustion catalyst can be supported on the adsorbent. An example of this adsorbent with a catalyst is a zeolite adsorbent or an activated alumina adsorbent to which a catalyst is attached. The fibrous body means an aggregate of many fibers. As the fiber body, it is desirable to use a silica fiber body or a metal fiber body. The combustion catalyst and the fibrous body may be formed in separate layers, or both may be mixed to form a mixed layer.

【0011】ヒートパイプは、エンジン排ガスの熱を燃
焼触媒へ移送して、燃焼触媒を加熱するために設けられ
る。燃焼触媒を排ガス熱で加熱しておくことによって、
排ガスに添加された燃料を速やかに触媒燃焼することが
できるようになる。触媒燃焼により生ずる燃焼熱でパテ
イキュレートが燃焼される。ヒートパイプの熱移送の加
熱源は、エンジン直近の高温域の排ガスを用いる事が望
ましく、該排ガスをヒートパイプの吸熱部(蒸発部)に
導入するのがよい。
The heat pipe is provided to transfer the heat of the engine exhaust gas to the combustion catalyst and heat the combustion catalyst. By heating the combustion catalyst with exhaust gas heat,
The fuel added to the exhaust gas can be rapidly catalytically burned. The particulate heat is burned by the combustion heat generated by the catalytic combustion. As a heat source for heat transfer of the heat pipe, it is desirable to use exhaust gas in a high temperature region near the engine, and it is preferable to introduce the exhaust gas into the heat absorbing portion (evaporating portion) of the heat pipe.

【0012】パテイキュレートが燃焼除去された繊維体
は、再生されて再びパテイキュレートの捕集能力が高ま
る。ヒートパイプは、一本あるいはそれ以上設けること
ができる。
The fibrous body from which the particulates have been burned and removed is regenerated and the particulate collecting ability is enhanced again. One or more heat pipes can be provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1に本発明の一実
施例に用いるディーゼルエンジン排ガスの浄化装置の構
成を示す。ディーゼルエンジン9から排出された高温度
の排ガス例えば350℃の排ガスは、その一部又は全量
が捕集層4へ導入される。図1では、捕集層4にヒート
パイプ1が3本設けられている。捕集層4内は、無開孔
板6により2つの部屋に仕切られている。捕集層4内の
一方の部屋には更に開孔板7が設けられ、そこに繊維体
からなる繊維層5と燃焼触媒からなる燃焼触媒層8とが
二段に積層されている。開孔板7の孔の大きさは、繊維
体及び燃焼触媒が通過せず、排ガスが通過するように設
定される。ヒートパイプ1の吸熱部2は、捕集層4内の
2つの部屋のうちで繊維体及び燃焼触媒が充填されてい
ない部屋に位置し、他の部屋には放熱部3が位置する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 shows the structure of a diesel engine exhaust gas purifying apparatus used in an embodiment of the present invention. The high temperature exhaust gas discharged from the diesel engine 9, for example, the exhaust gas at 350 ° C., is partially or entirely introduced into the trapping layer 4. In FIG. 1, the collection layer 4 is provided with three heat pipes 1. The inside of the collection layer 4 is partitioned into two chambers by a non-perforated plate 6. An aperture plate 7 is further provided in one chamber in the collection layer 4, and a fiber layer 5 made of a fibrous body and a combustion catalyst layer 8 made of a combustion catalyst are laminated in two layers there. The size of the holes of the aperture plate 7 is set so that the fibrous body and the combustion catalyst do not pass but the exhaust gas passes. The heat absorption part 2 of the heat pipe 1 is located in a room in which the fibrous body and the combustion catalyst are not filled, out of the two rooms in the collection layer 4, and the heat dissipation part 3 is located in the other room.

【0014】排ガス50は、捕集層4の無開孔板6で仕
切られた領域に位置するヒートパイプ1の吸熱部(蒸発
部)2に供給される。これにより、ヒートパイプ1内に
封止された媒体が加熱・蒸発され、放熱部(凝縮部)3
に熱が移送されて放熱部3の温度が排ガスの温度に加熱
・維持される。該放熱部3からの放熱により、放熱部領
域に充填された燃焼触媒が加熱される。
The exhaust gas 50 is supplied to the heat absorbing section (evaporating section) 2 of the heat pipe 1 located in a region partitioned by the non-perforated plate 6 of the trapping layer 4. As a result, the medium sealed in the heat pipe 1 is heated and evaporated, and the heat radiating unit (condensing unit) 3
The heat is transferred to and the temperature of the heat radiation part 3 is heated and maintained at the temperature of the exhaust gas. The heat radiated from the heat radiating portion 3 heats the combustion catalyst filled in the heat radiating portion region.

【0015】排ガス50は、ヒートパイプの吸熱部2を
加熱することにより温度が低下し、排ガス51となって
捕集層4を出たのち、再び捕集層4の燃焼触媒が充填さ
れている部屋に導入される。そして、排ガスに含まれて
いるパテイキュレートは、繊維体に捕集される。排ガス
51に燃料60を添加することによって、燃焼触媒層8
において燃焼が起こり、排ガスが更に高温に加熱され
る。この高温に加熱された排ガスにより、繊維体に捕集
されたパテイキュレートが燃焼除去されるとともに繊維
体は再生される。排ガス51への燃料60の供給は、燃
料貯留槽12の燃料60を送油ポンプ10により弁11
を介して供給することにより行われる。燃料60はパテ
イキュレートが燃焼できる温度になるように調整供給さ
れる。
The temperature of the exhaust gas 50 is lowered by heating the endothermic portion 2 of the heat pipe, becomes the exhaust gas 51 and leaves the trapping layer 4, and is then filled with the combustion catalyst of the trapping layer 4 again. Introduced into the room. Then, the particulates contained in the exhaust gas are collected in the fibrous body. By adding the fuel 60 to the exhaust gas 51, the combustion catalyst layer 8
Combustion occurs in the exhaust gas and the exhaust gas is heated to a higher temperature. The exhaust gas heated to this high temperature burns off the particulates collected in the fibrous body and regenerates the fibrous body. To supply the fuel 60 to the exhaust gas 51, the fuel 60 in the fuel storage tank 12 is supplied to the valve 11 by the oil feed pump 10.
It is carried out by supplying via. The fuel 60 is adjusted and supplied to a temperature at which the particulates can burn.

【0016】捕集層4にてパテイキュレートが除去され
た排ガスは、捕集層4を出て排ガス53となって脱硝層
15へ導入される。脱硝層15には脱硝触媒が充填され
た脱硝触媒層16と尿素分解触媒層17が設けられてい
る。排ガスに含まれる窒素酸化物の還元は、アンモニア
を還元剤として行われるために、尿素分解触媒層17へ
尿素水溶液61を供給する系統が設けられる。尿素水溶
液61は、尿素水溶液貯留槽18から送水ポンプ13に
より、弁14を介して尿素分解触媒層17へ供給され
る。これにより、尿素水溶液61はアンモニアに分解さ
れ、排ガス53中に含有する窒素酸化物は、脱硝触媒層
16を通過する間にアンモニアにより還元除去される。
処理された排ガス54は脱硝層15の外部へ排出され
る。
The exhaust gas from which the particulates have been removed in the trapping layer 4 exits the trapping layer 4 and becomes the exhaust gas 53 which is introduced into the denitration layer 15. The denitration layer 15 is provided with a denitration catalyst layer 16 filled with a denitration catalyst and a urea decomposition catalyst layer 17. Since the reduction of nitrogen oxides contained in the exhaust gas is performed using ammonia as a reducing agent, a system for supplying the urea aqueous solution 61 to the urea decomposition catalyst layer 17 is provided. The urea aqueous solution 61 is supplied from the urea aqueous solution storage tank 18 to the urea decomposition catalyst layer 17 via the valve 14 by the water supply pump 13. As a result, the urea aqueous solution 61 is decomposed into ammonia, and the nitrogen oxides contained in the exhaust gas 53 are reduced and removed by the ammonia while passing through the denitration catalyst layer 16.
The treated exhaust gas 54 is discharged to the outside of the denitration layer 15.

【0017】燃焼触媒層8には、パラジウム系金属又は
白金系金属を用いることができるが、これらに限定され
るものではない。また、尿素分解触媒層17及び脱硝触
媒層16にはチタニア,タングステン等の金属が担持さ
れた触媒を用いることができるが、これらに限定される
ものではない。
The combustion catalyst layer 8 may be made of palladium-based metal or platinum-based metal, but is not limited thereto. Further, the urea decomposition catalyst layer 17 and the denitration catalyst layer 16 can use a catalyst supporting a metal such as titania or tungsten, but the catalyst is not limited thereto.

【0018】本実施例では、排ガスの熱移送が可能なヒ
ートパイプ1を設置し、エンジン直近の高温域の排ガス
を取り出すことにより、捕集層4内に配置した燃焼触媒
層8を加熱しているので、排ガス51に燃料60を供給
しさえすればいつでも触媒燃焼を行うことができ、繊維
層5に捕集されたパテイキュレートを燃焼,除去でき
る。
In this embodiment, the heat pipe 1 capable of heat transfer of exhaust gas is installed, and the exhaust gas in the high temperature region near the engine is taken out to heat the combustion catalyst layer 8 arranged in the trapping layer 4. Therefore, as long as the fuel 60 is supplied to the exhaust gas 51, the catalytic combustion can be performed at any time, and the particulates collected in the fiber layer 5 can be burned and removed.

【0019】実施例1によれば、負荷変動により温度変
化が少ないディーゼルエンジン9直近から取り出した排
ガスの熱利用により、捕集層4内に配置した燃焼触媒層
8を常時所定の温度に均一に加熱できる効果がある。し
たがって、燃料60を供給すれば捕集したパテイキュレ
ートをいつでも燃焼,除去でき、捕集層4を再生できる
効果がある。また、エンジン直近から取り出した排ガス
の温度を適宜選択し、ヒートパイプ1により熱を移送す
ることにより捕集層4を通過する排ガス53を脱硝可能
な所定の温度に維持できる効果がある。さらに、電気ヒ
ータ等の加熱手段が不要であり、またパテイキュレート
を燃焼する以外は燃料の供給が不要となるため、ランニ
ングコストの低減や操作性及び運用性の向上が図れる効
果がある。
According to the first embodiment, the combustion catalyst layer 8 arranged in the trapping layer 4 is always made uniform at a predetermined temperature by utilizing the heat of the exhaust gas taken out immediately from the diesel engine 9 in which the temperature change is small due to the load fluctuation. It has the effect of heating. Therefore, if the fuel 60 is supplied, the trapped particulates can be burned and removed at any time, and the trapping layer 4 can be regenerated. Further, by appropriately selecting the temperature of the exhaust gas taken out immediately from the engine and transferring the heat by the heat pipe 1, there is an effect that the exhaust gas 53 passing through the trapping layer 4 can be maintained at a predetermined temperature at which denitration is possible. Further, since heating means such as an electric heater is not required and fuel is not required except for burning particulates, running cost can be reduced and operability and operability can be improved.

【0020】(実施例2)図2はヒートパイプ1を設け
ない場合で、さらに脱硝層15上部に燃焼触媒層28を
設けたエンジン排ガス浄化装置の構成を示す。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a structure of an engine exhaust gas purifying apparatus in which the heat pipe 1 is not provided and a combustion catalyst layer 28 is further provided above the denitration layer 15.

【0021】図2においてディーゼルエンジン9から排
出された排ガス55は捕集層4に上部から導入される。
導入された排ガス55は、予め電気ヒータ等の手段によ
って加熱された燃焼触媒層8により所定の温度、例えば
300℃に加熱される。パテイキュレートを燃焼する際
には、実施例1と同じ動作により排ガス55に燃料60
が供給され、燃焼触媒層8にて燃料60が燃焼し、その
燃焼熱によりパテイキュレートが燃焼し除去される。パ
テイキュレートの燃焼以外は、排ガス55は300℃に
維持された状態で繊維層5を経て脱硝層15の上部に供
給される。
In FIG. 2, the exhaust gas 55 discharged from the diesel engine 9 is introduced into the collection layer 4 from above.
The introduced exhaust gas 55 is heated to a predetermined temperature, for example, 300 ° C. by the combustion catalyst layer 8 which has been heated in advance by means such as an electric heater. When burning the particulates, fuel 60 is added to the exhaust gas 55 by the same operation as in the first embodiment.
Is supplied to burn the fuel 60 in the combustion catalyst layer 8, and the particulate heat is burned and removed by the combustion heat. Except for the combustion of particulates, the exhaust gas 55 is supplied to the upper portion of the denitration layer 15 via the fiber layer 5 while being maintained at 300 ° C.

【0022】本実施例2では、脱硝触媒層16の上部の
尿素分解触媒層17の上に更に燃焼触媒層28が設けら
れており、排ガス58により加熱された燃焼触媒層28
へ燃料60が弁19を介して供給されるようになってい
る。燃料60は燃焼触媒層28により燃焼され、これに
より排ガス58が更に高温に加熱される。この高温の熱
を利用して窒素酸化物がアンモニアにより還元され、窒
素に分解,除去される。アンモニアの製造は、実施例1
と同様である。窒素酸化物が除去された排ガス54は脱
硝層15の外部へ排出される。
In the second embodiment, the combustion catalyst layer 28 is further provided on the urea decomposition catalyst layer 17 above the denitration catalyst layer 16, and the combustion catalyst layer 28 heated by the exhaust gas 58 is provided.
Fuel 60 is supplied to the valve via valve 19. The fuel 60 is burned by the combustion catalyst layer 28, which heats the exhaust gas 58 to a higher temperature. Using this high temperature heat, nitrogen oxides are reduced by ammonia and decomposed and removed into nitrogen. Ammonia production is described in Example 1.
Is the same as. The exhaust gas 54 from which the nitrogen oxides have been removed is discharged to the outside of the denitration layer 15.

【0023】燃焼触媒層8を電気ヒータ等の手段によっ
て加熱することにより、導入される排ガス55を加熱で
きる。排ガス55の加熱により尿素分解触媒層17及び
脱硝触媒層16を脱硝条件に加熱できるため、脱硝層1
5における燃焼触媒層28の設置を不要にすることもで
きる。
The exhaust gas 55 introduced can be heated by heating the combustion catalyst layer 8 by means of an electric heater or the like. Since the urea decomposition catalyst layer 17 and the denitration catalyst layer 16 can be heated to denitration conditions by heating the exhaust gas 55, the denitration layer 1
The installation of the combustion catalyst layer 28 in 5 can be omitted.

【0024】本実施例においても、燃焼触媒層8を電気
ヒータ等の手段で加熱し、燃焼する際に燃料60を供給
すれば、捕集したパテイキュレートを燃焼・除去でき、
捕集層4の繊維体を再生できる。さらに、脱硝層15に
設けた燃焼触媒層28を所定の温度まで電気ヒータ等の
手段で加熱し、燃料60を供給して燃焼し、その熱で尿
素分解触媒層17を所定の温度まで昇温できる。これに
より、尿素水溶液61がアンモニアに分解されやすくな
り、生成したアンモニアにより窒素酸化物を還元除去で
きる。
Also in this embodiment, if the combustion catalyst layer 8 is heated by means such as an electric heater and the fuel 60 is supplied during combustion, the collected particulates can be burned and removed,
The fibrous body of the collection layer 4 can be regenerated. Further, the combustion catalyst layer 28 provided in the denitration layer 15 is heated to a predetermined temperature by means such as an electric heater, the fuel 60 is supplied and burned, and the heat raises the urea decomposition catalyst layer 17 to a predetermined temperature. it can. As a result, the urea aqueous solution 61 is easily decomposed into ammonia, and nitrogen oxide can be reduced and removed by the generated ammonia.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、ディーゼルエンジン排
ガスに含まれるパテイキュレートを燃焼触媒を使用して
燃焼除去し、更に窒素酸化物をアンモニアにより分解す
る工業的に実施可能なシステムを構築できる。また、エ
ンジン出口近傍の排ガスの熱を燃焼触媒を加熱するため
に利用したシステムを構築できる。
According to the present invention, it is possible to construct an industrially feasible system in which particulates contained in exhaust gas of a diesel engine are burned and removed by using a combustion catalyst and nitrogen oxides are decomposed by ammonia. Further, it is possible to construct a system in which the heat of exhaust gas near the engine outlet is used to heat the combustion catalyst.

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

【図1】本発明の一実施例を示すディーゼルエンジン排
ガス浄化装置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a diesel engine exhaust gas purification apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示すディーゼルエンジン
排ガス浄化装置の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a diesel engine exhaust gas purification apparatus showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ヒートパイプ、2…吸熱部、3…放熱部、4…捕集
層、5…繊維層、6…無開孔板、7…開孔板、8,28
…燃焼触媒層、9…ディーゼルエンジン、15…脱硝
層、16…脱硝触媒層、17…尿素分解触媒層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat pipe, 2 ... Heat absorption part, 3 ... Heat dissipation part, 4 ... Collection layer, 5 ... Fiber layer, 6 ... Non-perforated plate, 7 ... Perforated plate, 8, 28
... Combustion catalyst layer, 9 ... Diesel engine, 15 ... Denitration layer, 16 ... Denitration catalyst layer, 17 ... Urea decomposition catalyst layer.

───────────────────────────────────────────────────── 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) B01D 53/86 ZAB F01N 3/24 E F01N 3/08 L 3/24 3/28 301C 3/36 C 3/28 301 D 3/36 B01D 46/42 B 53/36 ZABC // B01D 46/42 B (72)発明者 市川 伸一 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 藤村 尚 茨城県日立市幸町三丁目2番2号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 Fターム(参考) 3G090 AA01 AA02 BA01 CB00 EA01 EA02 3G091 AA18 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 CA01 CA03 CA17 CA18 GB01W GB06W GB07W GB10W GB17X GB17Y 4D019 AA01 BA02 BA05 BB13 BC05 BC07 CB02 CB04 CB09 4D048 AA06 AA14 AA18 AB01 AB02 AB05 AC02 AC03 AC04 CC41 CC53 CC61 EA04 4D058 JA60 MA41 MA42 MA44 SA08 TA02 TA06 UA30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) B01D 53/86 ZAB F01N 3/24 E F01N 3/08 L 3/24 3/28 301C 3/36 C 3 / 28 301 D 3/36 B01D 46/42 B 53/36 ZABC // B01D 46/42 B (72) Inventor Shinichi Ichikawa 7-2-1, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Electric Power & Electric Co., Ltd. In the development laboratory (72) Inventor Takashi Fujimura 3-2-2, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki F-term in Hitachi Engineering Service Co., Ltd. (reference) 3G090 AA01 AA02 BA01 CB00 EA01 EA02 3G091 AA18 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 CA01 CA03 CA17 CA18 GB01W GB06W GB07W GB10W GB17X GB17Y 4D019 AA01 BA02 BA05 BB13 BC05 BC07 CB02 CB04 CB09 4D048 AA06 AA14 AA18 AB01 AB02 AB05 AC02 AC03 AC04 CC41 CC53 CC61 EA04 4D05 8 JA60 MA41 MA42 MA44 SA08 TA02 TA06 UA30

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ディーゼルエンジン排ガスに含まれる粒子
状物質を除去する方法において、前記ディーゼルエンジ
ン排ガスを燃焼触媒と繊維体を含む捕集層に導入して該
繊維体により該粒子状物質を捕集し、前記捕集層に導入
される該排ガスに外部から燃料を添加して該燃焼触媒に
より該燃料を燃焼し、その燃焼熱により前記繊維体に捕
集された前記粒子状物質を燃焼することを特徴とするデ
ィーゼルエンジン排ガスの浄化方法。
1. A method of removing particulate matter contained in a diesel engine exhaust gas, wherein the diesel engine exhaust gas is introduced into a trapping layer containing a combustion catalyst and a fibrous body to collect the particulate matter with the fibrous body. Then, a fuel is externally added to the exhaust gas introduced into the trapping layer, the fuel is burned by the combustion catalyst, and the particulate matter trapped in the fibrous body is burned by the heat of combustion. A method for purifying exhaust gas from a diesel engine, characterized by:
【請求項2】請求項1において、前記捕集層を通過する
ことにより前記粒子状物質が除去された前記排ガスを脱
硝触媒層へ導入し、尿素分解触媒により尿素を分解する
ことによって得られたアンモニアを該脱硝触媒層へ導入
して該排ガスに含まれる窒素酸化物を該アンモニアによ
り接触分解するようにしたことを特徴とするディーゼル
エンジン排ガスの浄化方法。
2. The method according to claim 1, wherein the exhaust gas from which the particulate matter has been removed by passing through the trapping layer is introduced into a denitration catalyst layer, and urea is decomposed by a urea decomposition catalyst. A method for purifying a diesel engine exhaust gas, which comprises introducing ammonia into the denitration catalyst layer to catalytically decompose nitrogen oxides contained in the exhaust gas with the ammonia.
【請求項3】請求項1において、前記捕集層内にヒート
パイプを設けて該ヒートパイプの放熱部側が前記燃焼触
媒と接触するようにし、前記ディーゼルエンジン排ガス
を該ヒートパイプの吸熱部側を通してから前記捕集層へ
導入し、これにより該ディーゼルエンジン排ガスの保有
熱を該ヒートパイプの放熱部へ移送して該燃焼触媒を加
熱するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジン
排ガスの浄化方法。
3. The heat pipe according to claim 1, wherein a heat pipe is provided in the trapping layer so that a heat radiating portion side of the heat pipe comes into contact with the combustion catalyst, and the diesel engine exhaust gas is passed through a heat absorbing portion side of the heat pipe. A method for purifying exhaust gas of a diesel engine, characterized in that the heat retained by the exhaust gas of the diesel engine is transferred to the heat radiating portion of the heat pipe to heat the combustion catalyst.
【請求項4】請求項1において、前記燃焼触媒が吸着剤
に担持されていることを特徴とするディーゼルエンジン
排ガスの浄化方法。
4. The method for purifying exhaust gas from a diesel engine according to claim 1, wherein the combustion catalyst is supported on an adsorbent.
【請求項5】ディーゼルエンジン排ガスに含まれる粒子
状物質を除去する装置において、燃焼触媒と繊維体を含
む捕集層と、該捕集層に導入される前記排ガスに燃料を
添加する燃料添加系統とを備え、該排ガスを該捕集層に
導入して粒子状物質を捕集除去し、該排ガスに添加され
た燃料を該燃焼触媒により燃焼してその燃焼熱により前
記捕集層にて捕集された粒子状物質を燃焼除去するよう
にしたことを特徴とするディーゼルエンジン排ガスの浄
化装置。
5. A device for removing particulate matter contained in a diesel engine exhaust gas, a trapping layer containing a combustion catalyst and a fibrous body, and a fuel addition system for adding fuel to the exhaust gas introduced into the trapping layer. The exhaust gas is introduced into the collection layer to collect and remove particulate matter, the fuel added to the exhaust gas is burned by the combustion catalyst, and the combustion heat collects in the collection layer. A diesel engine exhaust gas purification device, characterized in that the collected particulate matter is burned and removed.
【請求項6】請求項5において、前記捕集層から排出さ
れた排ガスに含まれる窒素酸化物をアンモニアにより接
触還元する脱硝触媒層と、該脱硝触媒層にて使用される
アンモニアを尿素の分解により製造するための尿素分解
触媒層とを備えたことを特徴とするディーゼルエンジン
排ガスの浄化装置。
6. The denitration catalyst layer according to claim 5, which catalytically reduces nitrogen oxides contained in the exhaust gas discharged from the trapping layer with ammonia, and the ammonia used in the denitration catalyst layer to decompose urea into urea. And a urea decomposition catalyst layer for production by the method for purifying diesel engine exhaust gas.
【請求項7】請求項5において、前記捕集層の内部にヒ
ートパイプを設けて該ヒートパイプの放熱部が前記燃焼
触媒と接するようにし、前記ディーゼルエンジン排ガス
が該ヒートパイプの吸熱部側を経由して放熱部側へ導入
されるようにし、該ディーゼルエンジン排ガスの保有熱
が該燃焼触媒の加熱に利用されるようにしたことを特徴
とするディーゼルエンジン排ガスの浄化装置。
7. The heat pipe according to claim 5, wherein a heat pipe is provided inside the trapping layer so that a heat radiating portion of the heat pipe comes into contact with the combustion catalyst, and the diesel engine exhaust gas passes through the heat absorbing portion side of the heat pipe. A purification device for a diesel engine exhaust gas, characterized in that the heat retained by the diesel engine exhaust gas is used for heating the combustion catalyst so that the heat is introduced into the heat radiating section side.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010082308A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-22 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine exhaust cleaning device
EP2685072A1 (en) 2012-07-12 2014-01-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

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JP5120463B2 (en) * 2009-01-13 2013-01-16 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
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EP3165744A1 (en) 2012-07-12 2017-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

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