JP2007007607A - エンジン排出ガスの浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 エンジン排出ガス温度が低い場合においても、排出ガス中の窒素酸化物を効率よく除去するエンジン排出ガスの浄化方法を提供する。
【解決手段】 上記窒素酸化物還元触媒は、γ−アルミナ粉末にチタンを担持し、このチタン上にさらに銀を担持し、粒状成形もしくはハニカム構造体に担持してなる複合触媒であり、エンジン排出ガス温度が250℃以上に達したときに、燃料を含む炭化水素類の還元剤と含酸素化合物との混合物からなる窒素酸化物混合還元剤を、上記窒素酸化物混合還元剤/窒素酸化物(NO2換算重量)比が0.5〜3の割合になるように上記排出ガス中に添加する。
【選択図】 なし
【解決手段】 上記窒素酸化物還元触媒は、γ−アルミナ粉末にチタンを担持し、このチタン上にさらに銀を担持し、粒状成形もしくはハニカム構造体に担持してなる複合触媒であり、エンジン排出ガス温度が250℃以上に達したときに、燃料を含む炭化水素類の還元剤と含酸素化合物との混合物からなる窒素酸化物混合還元剤を、上記窒素酸化物混合還元剤/窒素酸化物(NO2換算重量)比が0.5〜3の割合になるように上記排出ガス中に添加する。
【選択図】 なし
Description
この発明は、ディ−ゼルエンジンやリ−ン燃焼機関等から排出され、理論空燃比より過剰の酸素を含む酸素過剰雰囲気のエンジン排出ガス中の窒素酸化物を還元してN2として除去し、上記排出ガスを浄化する方法に関するものである。
エンジン排出ガス中の窒素酸化物(以下、NOxともいう)、炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)は三元触媒で除去されるが、ディ−ゼルエンジンやリ−ン燃焼式ガソリンエンジンなどの酸素過剰排出ガス中のNOx浄化は、従来の三元触媒では効率よく分解することができない。
その対策として、タ−ボ過給器や排出ガス再循環(EGR)および電子制御式燃料噴射装置による燃料の高圧噴射化などのエンジン燃焼改善によりNOx発生を抑制する技術が開発されているが、NOxおよび粒子状物質(PM)の生成にはトレ−ドオフ関係があり、エンジン燃焼改善のみの対策では限界があり、浄化触媒などの後処理技術が求められている(非特許文献1)。
NOx浄化の後処理技術の一つとして、尿素を排気熱で加水分解してアンモニア生成し、NO2と反応させる尿素選択還元法(SCR:Selective Catalystic Reduction)の実用化が検討されているが、酸化触媒によるNOのNO2への酸化制御や尿素水のインフラ整備の必要性も指摘されている。
もう一つの後処理技術として、リ−ン燃焼時にNOxを吸蔵し、リッチ燃焼時に放出したNOxとPMを三元触媒で同時除去できる利点があるが、硫黄被毒対策や高排気量エンジンへの適応が求められている(非特許文献2)。
なお、本出願人らによる特許文献1は、γ−アルミナにチタン、銀を担持したNOx浄化触媒と軽油など炭化水素類の還元剤との共存下における脱硝反応を提案したが、この反応では、排出ガスの使用温度範囲が350〜400℃以上と高く、エンジン燃焼改善を行ったディ−ゼル車からの低温排出ガス中の浄化に使用することは難しい。
特開平09−122493号
大聖、将来のディ−ゼル車の排出ガス低減技術、自動車技術20044512
Otsubo、Application of Simultaneous Reduction System of NOx and Particulate Matter to Diesel Engine for Passenger Car, JSAE20045440
この発明の目的は、エンジン排出ガス温度が低い場合においても、排出ガス中の窒素酸化物を効率よく除去するエンジン排出ガスの浄化方法を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明は、エンジン排出ガスの配管路に窒素酸化物還元触媒反応器を配置し、上記排出ガスを、その排出ガス中の窒素酸化物と燃料を含む炭化水素類の還元剤との共存下で、窒素酸化物還元触媒と接触させて上記排出ガス中の窒素酸化物を除去するエンジン排出ガスの浄化方法であって、上記窒素酸化物還元触媒は、γ−アルミナ粉末にチタンを担持し、このチタン上にさらに銀を担持し、粒状成形もしくはハニカム構造体に担持してなる複合触媒であり、エンジン排出ガス温度が250℃以上に達したときに、上記燃料を含む炭化水素類の還元剤と含酸素化合物との混合物からなる窒素酸化物混合還元剤を、上記窒素酸化物混合還元剤/窒素酸化物(NO2換算重量)比が0.5〜3の割合になるように上記排出ガス中に添加することを特徴とするものである。
この発明の請求項2記載の発明は、上記窒素酸化物混合還元剤における炭化水素還元剤に対する含酸素化合物の混合比を、3〜30重量%の範囲で設定すると共に、上記含酸素化合物として、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、エチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジイソプロピルエ−テル(DIPE)からなる群より選択することを特徴とするものであるが、これらの含酸素化合物に限定するものではない。
この発明によれば、上記窒素酸化物還元触媒として、γ−アルミナ粉末にチタンを担持し、このチタン上にさらに銀を担持し、粒状成形もしくはハニカム構造体に担持してなる複合触媒を用い、エンジン排出ガス温度が250℃以上に達したときに、上記燃料を含む炭化水素類の還元剤と含酸素化合物との混合物からなる窒素酸化物混合還元剤(以下、NOx混合還元剤という)を、上記NOx混合還元剤/窒素酸化物(NO2換算重量)比が0.5〜3の割合になるように上記排出ガス中に添加するように構成したので、エンジン排出ガス温度が250℃程度の低温でも、排出ガス中の窒素酸化物を効率よく除去することができ、排出ガスを確実に浄化することができるという効果がある。
この発明によれば、NOx混合還元剤における燃料を含む炭化水素類の重量に対する含酸素化合物の混合比を、3〜30重量%の範囲で設定すると共に、上記含酸素化合物として、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、エチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジイソプロピルエ−テル(DIPE)からなる群より選択するように構成したので、排出ガス中の窒素酸化物をさらに効率よく除去することができ、排出ガスを確実に浄化することができるという効果がある。
実施の形態1.
この実施の形態1では、ディ−ゼルエンジンやリ−ン燃焼機関等による酸素過剰排出ガス中のNOxを次のようにして除去する。すなわち、配管路にNOx還元触媒反応器を配置し、排気温度が250℃以上に達したときに所定量の還元剤を排出ガス中に添加が開始され、排出ガスとNOx還元触媒とを接触させることによりNOxを窒素と酸素とに分解する。このときの還元剤は、NOx濃度センサ−またはエンジン回転数とアクセル開度より算出されるNOx量に対する還元剤添加量が0.5〜3重量%、好ましくは1〜2重量%を排気マニホ−ルドまたはNOx還元触媒反応器の入口付近に添加すればよい。また、軽油またはガソリン燃料と含酸素化合物との混合燃料が実用化された場合には、電子制御式燃料噴射装置によりピストン上死点前後に後噴射する還元剤添加方法も可能である。
この実施の形態1では、ディ−ゼルエンジンやリ−ン燃焼機関等による酸素過剰排出ガス中のNOxを次のようにして除去する。すなわち、配管路にNOx還元触媒反応器を配置し、排気温度が250℃以上に達したときに所定量の還元剤を排出ガス中に添加が開始され、排出ガスとNOx還元触媒とを接触させることによりNOxを窒素と酸素とに分解する。このときの還元剤は、NOx濃度センサ−またはエンジン回転数とアクセル開度より算出されるNOx量に対する還元剤添加量が0.5〜3重量%、好ましくは1〜2重量%を排気マニホ−ルドまたはNOx還元触媒反応器の入口付近に添加すればよい。また、軽油またはガソリン燃料と含酸素化合物との混合燃料が実用化された場合には、電子制御式燃料噴射装置によりピストン上死点前後に後噴射する還元剤添加方法も可能である。
さらに、NOx還元触媒反応器のNOx還元触媒の出口側に白金またはパラジウムを担持した酸化触媒を組み込むことにより、NOx還元反応時の未反応還元剤の燃焼と同時に粒子状物質(PM)や炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)も除去することが可能となる。
(NOx還元触媒の調製)
触媒の担体としては、アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、ゼオライト、チタニア等の多孔質体を使用することができる。そのうち、この発明に好適に用いられる担体としては、耐熱性や触媒金属の分散性が高く、またフォーム状構造体との加工が容易なγ−アルミナを挙げることができる。このγ−アルミナは、アルミナが70%以上、好ましくは95%以上の含有するものであり、特に好ましくは、Na2O、K2Oなどの不純物を含まない方がよい。また、触媒の担体としてのγ−アルミナは、一次粒子または二次粒子の状態で使用してもよい。ここで、アルミナ粒子は、アルミナ原料または製造条件(pH、乾燥・焼成温度等)などにより粒径等の性質が異なる。例えば、Al・アルコキシドでは、10〜50Å(1Å=10-10m)、Al塩では1μ(1μ=10-6m)以上の極微粒子(一次粒子)が調製される。また、この一次粒子を造粒加工して得られる二次粒子は10〜1000μの粒径を有しており、これも一次粒子と組み合わせて、あるいは単独で使用することができる。また、上記γ−アルミナは、適当なモノリス基材に被覆して用いることもできる。例えば、金属およびコージェライト製ハニカム材にアルミナゾルなどの接着剤でγ−アルミナを被覆し、乾燥・焼成処理によりハニカム担体を成形することができる。
触媒の担体としては、アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、ゼオライト、チタニア等の多孔質体を使用することができる。そのうち、この発明に好適に用いられる担体としては、耐熱性や触媒金属の分散性が高く、またフォーム状構造体との加工が容易なγ−アルミナを挙げることができる。このγ−アルミナは、アルミナが70%以上、好ましくは95%以上の含有するものであり、特に好ましくは、Na2O、K2Oなどの不純物を含まない方がよい。また、触媒の担体としてのγ−アルミナは、一次粒子または二次粒子の状態で使用してもよい。ここで、アルミナ粒子は、アルミナ原料または製造条件(pH、乾燥・焼成温度等)などにより粒径等の性質が異なる。例えば、Al・アルコキシドでは、10〜50Å(1Å=10-10m)、Al塩では1μ(1μ=10-6m)以上の極微粒子(一次粒子)が調製される。また、この一次粒子を造粒加工して得られる二次粒子は10〜1000μの粒径を有しており、これも一次粒子と組み合わせて、あるいは単独で使用することができる。また、上記γ−アルミナは、適当なモノリス基材に被覆して用いることもできる。例えば、金属およびコージェライト製ハニカム材にアルミナゾルなどの接着剤でγ−アルミナを被覆し、乾燥・焼成処理によりハニカム担体を成形することができる。
(触媒金属および担持方法)
この実施の形態1におけるNOx還元触媒を得る際には、γ−アルミナ担体にチタンおよび銀を担持させるために、金属塩溶液に0.5〜50μmのγ−アルミナ担体を加え、撹拌しながら担持し、固液分離後、120℃の温度で10〜15時間ほど乾燥し、500〜600℃で空気下の焼成を1〜3時間ほど行う方法を使用することができる。ここで、使用する金属化合物としては、チタン化合物として、三塩化チタン、四塩化チタン、チタンテトライソプロポキシド(チタンアルコキシド類)などを挙げることができ、また銀化合物としては硝酸銀、酢酸銀などを挙げることができる。用いられる金属塩溶液の濃度は0.05〜1mol/L程度とされるが、これに限定されるものはでない。
この実施の形態1におけるNOx還元触媒を得る際には、γ−アルミナ担体にチタンおよび銀を担持させるために、金属塩溶液に0.5〜50μmのγ−アルミナ担体を加え、撹拌しながら担持し、固液分離後、120℃の温度で10〜15時間ほど乾燥し、500〜600℃で空気下の焼成を1〜3時間ほど行う方法を使用することができる。ここで、使用する金属化合物としては、チタン化合物として、三塩化チタン、四塩化チタン、チタンテトライソプロポキシド(チタンアルコキシド類)などを挙げることができ、また銀化合物としては硝酸銀、酢酸銀などを挙げることができる。用いられる金属塩溶液の濃度は0.05〜1mol/L程度とされるが、これに限定されるものはでない。
上記担持方法により、γ−アルミナ担体には、まずチタン層が形成され、そのチタン層の上に銀層が形成される。チタン層としては、三塩化チタン、四塩化チタン、チタンアルコキシドのいずれかを用い、γ−アルミナ担体との固液比が2(v/v)になるように加えて撹拌しながら担持する。担持操作後、アンモニア水の中和処理により水酸化チタンを生成させ、固液分離後、120℃の温度で10時間の乾燥、550℃の温度で空気雰囲気にて2〜3時間の焼成を行う。ここで、チタンの化学形態はアナターゼ型が主成分である。なお、窒素酸化物還元触媒に対するチタン担持量は、0.2〜1重量%とされる。
銀層は、硝酸銀または酢酸銀溶液に上記チタン担持したものを固液比2(v/v)になるように加えて撹拌しながら担持する。担持後の操作は、チタン層形成と同様に乾燥、焼成を行い、チタン・銀のNOx還元触媒とする。なお、NOx還元触媒に対する銀担持量は、0.1〜2重量%とされる。
ハニカム状のNOx還元触媒を得るに際して、上記NOx還元触媒を接着剤としてのアルミナゾル液に撹拌しながら加え、ボールミルで8〜10時間の撹拌を行い、触媒スラリーを調製する。次に、モノリス構造体としてのセラミックフォームまたは金属フォームに対して5〜30重量%の触媒スラリーをウォシュコートし、余分のスラリーを空気で吹き飛ばした後、120℃の温度で10時間の乾燥を行い、550℃の温度で空気雰囲気にて2〜3時間の焼成を行うものをハニカム状NOx還元触媒とする。
(NOx還元用燃料と含酸素化合物の混合物)
軽油燃料と含酸素化合物を混合したNOx混合還元剤としては、軽油量に対する含酸素化合物の混合比が3〜30重量%、好ましくは3〜15重量%である。使用する含酸素化合物としては、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、エチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジイソプロピルエ−テル(DIPE)からなる群より選択されて用いることができるが、これらの含酸素化合物に限定されるものではない。
軽油燃料と含酸素化合物を混合したNOx混合還元剤としては、軽油量に対する含酸素化合物の混合比が3〜30重量%、好ましくは3〜15重量%である。使用する含酸素化合物としては、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、エチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジイソプロピルエ−テル(DIPE)からなる群より選択されて用いることができるが、これらの含酸素化合物に限定されるものではない。
NOx混合還元剤の調製は、メチルアルコ−ルやエチルアルコ−ルの場合では、アルコ−ルに対して0.1%(重量)相当になる界面活性剤を加えて溶解し、これを軽油燃料に所定量まで加えて混合して調製する。このときに界面活性剤としては、ポリエチレングリコ−ルモノセチルエ−テルを好適に使用することができるが、これに限定されるものではない。
メチルアルコールおよびエチルアルコ−ル以外の含酸素化合物を用いて調製されたNOx混合還元剤は、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、エチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)、ジイソプロピルエ−テル(DIPE)などの化合物と軽油燃料とを所定量になるように混合して調製する。これらの化合物では、界面活性剤を添加することなく、軽油燃料に対して直接添加することができる。
(NOx浄化方法)
この実施の形態1におけるエンジン排出ガスのNOx浄化方法は、理論燃焼量より過剰酸素を含むエンジン排ガスに適応され、配管路の途中にNOx還元触媒を設置して、NOx還元触媒の入口側(上流側)の排出ガス中にNOx混合還元剤をNOx量に対して0.5〜3(重量比)添加し、両者が接触することによりNOxが窒素と酸素に分解される。
この実施の形態1におけるエンジン排出ガスのNOx浄化方法は、理論燃焼量より過剰酸素を含むエンジン排ガスに適応され、配管路の途中にNOx還元触媒を設置して、NOx還元触媒の入口側(上流側)の排出ガス中にNOx混合還元剤をNOx量に対して0.5〜3(重量比)添加し、両者が接触することによりNOxが窒素と酸素に分解される。
具体的なNOx浄化法は、エンジン排出ガス温度が250℃に達したときに、NOx混合還元剤の添加が開始され、NOx還元触媒と接触することにより窒素と酸素に分解される。なお、この時に粒子状物質(PM)中の可溶性有機成分(SOF)も還元剤として作用され、炭酸ガスと水に分解される。
次に、NOx還元触媒の出口側に酸化触媒を設置することにより、NOx混合還元剤の未反応物や一酸化炭素(CO)、PM(煤)も炭酸ガスと水に分解される。
(実施例)
以下の実施例により、この発明をさらに詳細に説明する。ただし、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下の実施例により、この発明をさらに詳細に説明する。ただし、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
(NOx還元触媒)
γ−アルミナ(水沢化学工業製)を0.5〜60μmの粒度に破砕したものを担体とした。この担体を三塩化チタン溶液(0.06mol/L)に固液比2(v/v)の割合になるように加え、50℃の温度で1時間撹拌しながら担持した。固液分離後、固体(担体)に対して2倍量のイオン交換水で3回の水洗を行い、次に、2倍量の水(50℃)中に移し、撹拌しながらアンモニア水を加えて中和(pH=7)したのち、120℃で12時間乾燥し、550℃で3時間の空気下での焼成を行い、チタン担持層を形成した。次に、このチタン担持物を硝酸銀溶液(0.12mol/L)に加え、撹拌しながら30℃で40分間の担持を行い、固液分離後、2倍量のイオン交換水で1回の水洗後、120℃で12時間乾燥し、550℃で1時間の空気下での焼成を行った。得られた粉末状のNOx還元触媒の金属担持量は、チタン量が0.17重量%、銀量が0.6重量%であった。
γ−アルミナ(水沢化学工業製)を0.5〜60μmの粒度に破砕したものを担体とした。この担体を三塩化チタン溶液(0.06mol/L)に固液比2(v/v)の割合になるように加え、50℃の温度で1時間撹拌しながら担持した。固液分離後、固体(担体)に対して2倍量のイオン交換水で3回の水洗を行い、次に、2倍量の水(50℃)中に移し、撹拌しながらアンモニア水を加えて中和(pH=7)したのち、120℃で12時間乾燥し、550℃で3時間の空気下での焼成を行い、チタン担持層を形成した。次に、このチタン担持物を硝酸銀溶液(0.12mol/L)に加え、撹拌しながら30℃で40分間の担持を行い、固液分離後、2倍量のイオン交換水で1回の水洗後、120℃で12時間乾燥し、550℃で1時間の空気下での焼成を行った。得られた粉末状のNOx還元触媒の金属担持量は、チタン量が0.17重量%、銀量が0.6重量%であった。
上記粉末状NOx還元触媒50容、アルミナゾル13容、メチルセルロ−ス0.5容、水170容の割合で500ccのボ−ルミルに入れ、回転数80rpm、6時間の条件で混合して触媒スラリーを調製し、120℃で6時間の乾燥後、4〜5mmの粒状成形したのち、500℃で90分の空気下での焼成を行い、粒状NOx還元触媒を調製した。
NOx除去性能試験は、酸素10%、NOx濃度600ppm、水分濃度7%、SO2濃度10ppm、バランスガスは窒素ガスとする模擬排出ガスを用い、固定床流通式にて、NOx還元触媒量40cc、空間速度(SV)が20,000/hで行った。このときのNOx還元剤は微量定量ポンプにてNOx量に対して1倍量(NOx還元剤/NOx=1(w/w))をNOx還元触媒の入口側に添加し、触媒温度に対するNOx除去率を調べた。NOx除去率は、常圧化学発光法にて触媒反応器前後のNOx濃度比から算出した。
(NOx混合還元剤の調製例)
実施例1、2
軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のメチルアルコ−ルを用いた。メチルアルコ−ル量に対して0.1%の界面活性剤(ポリエチレングリコ−ルモノセチルエ−テル)を加えて、10重量%および20重量%のメチルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例1、2)を得た。
実施例1、2
軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のメチルアルコ−ルを用いた。メチルアルコ−ル量に対して0.1%の界面活性剤(ポリエチレングリコ−ルモノセチルエ−テル)を加えて、10重量%および20重量%のメチルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例1、2)を得た。
実施例3、4
実施例1、2と同様に、軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のエチルアルコ−ルを用いた。エチルアルコ−ルに対して0.1%の界面活性剤(ポリエチレングリコ−ルモノセチルエ−テル)を加えて、10重量%と20重量%のエチルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例3、4)を得た。
実施例1、2と同様に、軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のエチルアルコ−ルを用いた。エチルアルコ−ルに対して0.1%の界面活性剤(ポリエチレングリコ−ルモノセチルエ−テル)を加えて、10重量%と20重量%のエチルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例3、4)を得た。
実施例5
油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のn−プロピルアルコ−ルを用いた。10重量%のn−プロピルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例5)を得た。
油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のn−プロピルアルコ−ルを用いた。10重量%のn−プロピルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例5)を得た。
実施例6〜8
軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のイソプロピルアルコ−ルを用いた。5重量%、10重量%および20重量%のイソプロピルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例6、7、8)を得た。
軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のイソプロピルアルコ−ルを用いた。5重量%、10重量%および20重量%のイソプロピルアルコ−ル・軽油燃料の混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例6、7、8)を得た。
実施例9〜16
実施例6、7、8と同様に、軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のエチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジプロピルエ−テル(DIPE)をそれぞれ用い、5重量%、10重量%および20重量%のETBE・軽油燃料、MTBE・軽油燃料およびDIPE・軽油燃料の各混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例9〜16)を得た。なお、20重量%のDIPE・軽油燃料の混合物については実施していない。
実施例6、7、8と同様に、軽油燃料としては硫黄分32ppmを含むJIS2号を用い、含酸素化合物としては試薬特級のエチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジプロピルエ−テル(DIPE)をそれぞれ用い、5重量%、10重量%および20重量%のETBE・軽油燃料、MTBE・軽油燃料およびDIPE・軽油燃料の各混合物を調製して、NOx混合還元剤(実施例9〜16)を得た。なお、20重量%のDIPE・軽油燃料の混合物については実施していない。
比較例
実施例1、2の軽油燃料のみを窒素酸化物の還元剤として用い、実施例1のNOx除去性能試験と同一条件にて触媒温度に対するNOx除去率を調べ、表1に示した。NOx除去率は、常圧化学発光法にて触媒反応器前後のNOx濃度比から算出した。
実施例1、2の軽油燃料のみを窒素酸化物の還元剤として用い、実施例1のNOx除去性能試験と同一条件にて触媒温度に対するNOx除去率を調べ、表1に示した。NOx除去率は、常圧化学発光法にて触媒反応器前後のNOx濃度比から算出した。
軽油のみを還元剤とした比較例と、軽油燃料に含酸素化合物を加えた混合物を還元剤とした実施例1〜16とを比べると、含酸素化合物を加えたNOx混合還元剤は、いずれの触媒温度においてもNOx除去率が高く、特に、350℃以下での除去率が大幅に高いことがわかった。
特に、アルコ−ル類のうち、n−プロピルアルコールまたはイソプロピルアルコ−ルを用いた実施例5〜8では界面活性剤なしで軽油燃料と容易に混合しやすく、安価であり、またNOx除去率も比較例の2〜3倍強が得られ、350℃以下の低温排出ガスには10〜20%の含有量でよく、400℃以上では5%の含有量でもよいことがわかった。
また、含酸素化合物としてエ−テル類を用いた実施例9〜16では、いずれの触媒温度およびエ−テル含有量においても高いNOx除去率が得られ、特に、5%の含有量でも比較例の2〜3倍強の性能が得られた。このため、自動車などの移動発生源に適用し易く、特に、低温エンジン排出ガス中の窒素酸化物を有効に浄化することができる。
Claims (2)
- エンジン排出ガスの配管路に窒素酸化物還元触媒反応器を配置し、上記排出ガスを、その排出ガス中の窒素酸化物と燃料を含む炭化水素類の還元剤との共存下で、窒素酸化物還元触媒と接触させて上記排出ガス中の窒素酸化物を除去するエンジン排出ガスの浄化方法であって、上記窒素酸化物還元触媒は、γ−アルミナ粉末にチタンを担持し、このチタン上にさらに銀を担持し、粒状成形もしくはハニカム構造体に担持してなる複合触媒であり、エンジン排出ガス温度が250℃以上に達したときに、上記燃料を含む炭化水素類の還元剤と含酸素化合物との混合物からなる窒素酸化物混合還元剤を、上記窒素酸化物混合還元剤/窒素酸化物(NO2換算重量)比が0.5〜3の割合になるように上記排出ガス中に添加することを特徴とするエンジン排出ガスの浄化方法。
- 上記窒素酸化物混合還元剤における燃料を含む炭化水素類の還元剤に対する含酸素化合物の混合比は、3〜30重量%の範囲で設定されると共に、上記含酸素化合物として、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、エチル−tert−ブチルエ−テル(ETBE)、メチル−tert−ブチルエ−テル(MTBE)およびジイソプロピルエ−テル(DIPE)からなる群より選択することを特徴とする請求項1記載のエンジン排出ガスの浄化方法。
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2005
- 2005-07-01 JP JP2005194067A patent/JP2007007607A/ja active Pending
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