JP2008309160A - Ｐｍ含有排ガス浄化用フィルタを用いた排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目詰まりや灰分の閉塞に強く、逆洗や煤の加熱燃焼など特別の手段が不要で、安価な材料で構成した粒状物質の除去フィルタを用いた、及び該フィルタの切替手段を有する排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】触媒を担持した多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層した成形体を有し、該成形体の前記波板稜線の一方向から排ガスを流入させる手段と、該排ガスが流入する面と反対側の面、または該面及び排ガスが流入する方向と直交する側面の一つの面に排ガスの通過を遮る手段とを設け、かつ前記排ガスが流入する方向の前記多孔質波板及び多孔質平板に担持した触媒が、排ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、該二酸化窒素により前記多孔質平板に堆積した煤を酸化除去する触媒であり、かつ前記排ガスの通過を遮る手段が、排ガスの通過と遮断の切替え可能な構造を備えたＰＭ含有排ガス浄化装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特にディーゼルエンジンから排出されるガス中に含まれる粒状物質（ＰＭ）を低通風損失かつ高効率で除去でき、かつ灰や煤が堆積した場合に大掛かりな装置を用いることなく堆積物を除去できるＰＭ含有排ガス浄化用フィルタを用いた排ガス浄化装置に関する。

ディーゼルエンジン（ＤＥ）は、内燃機関の中で最も効率の高いものの１つであり、一定出力当りの二酸化炭素（ＣＯ₂ ）の排出量が低く、また重油などの低質燃料を使用できるため、経済的にも優れている。このため、近年、地球温暖化防止のため、エネルギー利用効率が高く、ＣＯ₂ 排出量の低いディーゼルエンジンを用いた車や定置式の発電設備が見直され、多用される傾向にある。
しかし、重質油や軽油を燃料とするディーゼルエンジンは、未燃炭化水素と煤が一体化した粒状物質（ＰＭ）の排出量が多く、公害の元凶になっていることが社会問題になっている。このため、ディーゼルエンジンメーカおよび自動車メーカなどの各方面においてＤＰ除去に関する研究、開発が進められ、優れた除去性能を有するフィルタや、前置の酸化触媒やフィルタに酸化触媒を担持して排ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ₂ ） に酸化して煤を燃焼させ、長期間煤の詰まりを防止するように工夫されたＤＰフィルタ（ＤＰＦ）に関する研究・発明がなされている（例えば、非特許文献１等）。

これらの開発の多くは、排ガスを数μｍの多孔質セラミックスの薄壁に通して濾過することを目指したものであり、その形状には、板状または円筒状の金属やセラミックス焼結フィルタ、ハニカム状のセラミックス多孔成形体の目を交互に埋めてフィルタに用いるもの、または微細な金属線織布をフィルタに用いるものなどが知られている。さらに、それらの目詰まりを防止または緩和するため、これらのフィルタにＮＯをＮＯ₂ に酸化する機能を持たせて煤を酸化燃焼させるものが知られている（例えば、特許文献１、２、非特許文献２等）。
産業環境管理協会、環境管理Vol.37, p441-449 特開平１−３１８７１５号公報 特開昭６０−２３５６２０号公報 自動車技術会学術講演会前刷り集Ｎｏ．２２−２

上記した従来技術は、ＰＭの捕集効率が高く、優れた性能を有するものであるが、軽油や重油を燃料とする場合や、ＤＥを用いた定置式発電設備などに使用する場合には、(i) 微細な細孔でＰＭを濾過することを基本原理とするフィルタ材であり、通風損失が大きく、効率の高いＤＥの特質を損なうことが多い、(ii)不適切な操作により多量な煤が発生した場合に閉塞を起こしやすく、逆洗や煤の加熱燃焼など閉塞対策が必要になるものが多い、 (iii)燃料中の灰分がフィルタ材の細孔に溜り、目詰まりを発生させるために寿命が短くなる、(iv)後流部に脱硝装置を持たない場合には、煤の燃焼に使われなかったＮＯ₂ が排出され、黄色煙の発生や二次公害を引き起こす等の問題点を有している。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、目詰まりや灰分の閉塞に強く、逆洗や煤の加熱燃焼など特別の手段を必要とせず、しかも安価な材料で構成した粒状物質の除去フィルタを用いた排ガス浄化装置を提供することにある。

上記課題を達成するために本願で特許請求される発明は以下の通りである。
（１）触媒を担持した多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層した成形体を有し、該成形体の前記波板稜線の一方向から排ガスを流入させる手段と、該排ガスが流入する面と反対側の面、または該面および排ガスが流入する方向と直交する側面の一つの面に排ガスの通過を遮る手段とを設け、かつ前記排ガスが流入する方向の前記多孔質波板および多孔質平板に担持した触媒が、排ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、該二酸化窒素により前記多孔質平板に堆積した煤を酸化除去する触媒であり、かつ前記排ガスの通過を遮る手段が、排ガスの通過と遮断を切り替えることができる構造を備えていることを特徴とするＰＭ含有排ガス浄化装置。
（２）請求項１記載の装置で処理した後の排ガスをさらに脱硝処理する脱硝装置を設けたことを特徴とするＰＭ含有排ガス浄化装置。

（３）多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層した成形体を有し、該成形体の前記波板稜線の一方向から排ガスを流入させる手段と、該排ガスが流入する面と反対側の面、または該面および該排ガスが流入する方向と直交する側面の一つの面に排ガスの通過を遮る手段を設け、かつ前記排ガスが流入する方向の前記多孔質波板の両面と該多孔質波板と接する多孔質平板の片面に一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、該二酸化窒素により前記多孔質平板に堆積した煤を酸化除去する触媒が担持され、排ガスが流出する方向の波板稜線を有する多孔質波板の両面と多孔質平板の片面には前記触媒を担持せず、かつ前記排ガスの通過を遮る手段が、排ガスの通過と遮断を切り替えることができる構造を備えていることを特徴とするＰＭ含有排ガス浄化装置。
（４）前記酸化触媒が白金を含有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の装置。
（５）前記酸化触媒がさらに酸化チタンを含有することを特徴とする（４）記載の装置。

本発明のＰＭ含有排ガス浄化用フィルタを用いた排ガスの浄化装置によれば、従来のような高価なセラミックス焼結フィルタを用いることなく、高性能で低圧損の触媒付ＤＰＦ装置を実現することができる。また高価なＰｔなどの酸化触媒の担持量を飛躍的に少なくしてもＰＭを効率よく燃焼、除去できるため、大幅なコスト低下を図ることができる。また本発明の排ガス浄化用フィルタへの排ガスの流入方向と該フィルタのシール構造を工夫することにより煤塵等によるフィルタの閉塞等を効果的に防止できる排ガス浄化装置を実現することができる。
さらに成形体に交互に形成される排ガス流路のうち排ガスが流入する方向の流路にのみ酸化触媒を担持させることにより、ＰＭが除去された以降の流路において排ガス中のＮＯが酸化され難くなり、系外にＮＯ₂ が排出されるのを防止することができる。さらに反応器にＤＰＦを組み込む際にフィルタの排ガス流路にバルブによる開閉切替手段を設けたことにより、流路が煤により閉塞した場合など、バルブを開放してガスと共に煤を系外に排出することができる。

本発明に用いるＰＭ含有排ガス浄化用フィルタは、排ガス中のＮＯをＮＯ₂ に酸化する酸化触媒などの排ガス浄化触媒が担持された多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層された成形体を有し、該成形体の前記波板稜線と直交する側面の一つの面、または該直交する側面であって互いに隣接する二つの面がシールされている。
図１は、本発明の一実施例を示す粒状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）の説明図、図２は本発明に用いられる多孔質波板と多孔質平板からなる基本単位の説明図、図３は該基本単位を積層した成形体の説明図である。

図１において、ＤＰＦは、ブロック状の成形体（ここではＤＰＦブロックと称する）３とシール材４を備える。該ＤＰＦブロック３は、図２に示すように多孔質波板１と多孔質平板２の対からなる基本単位が、図３に示すように多孔質波板１の波板稜線が交互に直交するように複数積層されたものから構成される。シール材４は、該ＤＰＦブロック３を構成する多孔質波板１の稜線と直交する方向のブロック３側面の一つの面に設けられる。このようにして多孔質平板２を介して多孔質波板１との間にそれぞれ排ガス（被処理ガス）の流入経路ａと排ガス（浄化ガス）の流出経路ｂが形成される（図４）。

本発明において、多孔質波板１および多孔質平板２には、シリカアルミナ系セラミックス繊維を用いた不織布や織布、金属繊維織布、コージエライトなどのセラミックスの多孔質焼結体などが用いられる。これらのうち、多孔性に優れた軽量なＤＰＦを得る点からは０．５〜０．１ｍｍ厚のセラミックス不織布（シート）の使用が特に好ましい。多孔質波板１の波板の形状には特に制限はないが、上記した板厚の場合には、波のピッチを２〜１０ｍｍ、高さを１〜５ｍｍの範囲とするのが好ましい。多孔質波板１と多孔質平板２からなる基本形状は、単に積層されているだけでもよいが、無機結合剤により互いに接着されているのが好ましい。

またシール材としては、多孔質波板１の波板稜線方向から流入する排ガスをその流入する面と反対側の面においてその排ガスの通過を阻止することができるものであれば、その素材やシール構造に特に制限はなく、例えば、シールする面の流路内に緻密な無機固化物を用いて栓をする方法、無機繊維マット状シール材を圧着する方法、金属板で蓋をする方法などの手段を採用することができる。また無機繊維製マットに粘度の高いセラミックス接着剤などの結合性の高いものを染み込ませたもので周囲を覆うと同時にマットと担体セル壁とを一体化することにより高強度が得られる。

本発明に用いられる多孔質波板１および多孔質平板２には、少なくとも前述の排ガス流入側の排ガス流路において、排ガス浄化触媒、特に排ガス中のＮＯをＮＯ₂ に酸化する酸化触媒成分が担持されていることが必要である。該触媒成分には、例えば、白金（Ｐｔ）などの通常の貴金属をチタニア、アルミナ、ジルコニア、シリカなどの高表面積担体に担持させた公知の触媒が用いられるが、イオウ分の多い重油を燃料とした排ガスの処理には、耐酸性に優れたチタニアの使用が特に好ましい。

本発明のＤＰＦを用いて排ガスを浄化するには、被処理ガスは、ＤＰＦブロック３の多孔質波板１と多孔質平板２により形成される一波板稜線方向から供給される。すなわち、図４に示すように、ＤＰＦには、多孔質波板１と多孔質平板２により形成されるＡ方向の流路ａと、これに直交するＢ方向の流路ｂが形成されるが、Ａ方向から流入する被処理ガスは、流路ａ（排ガス流入経路）にのみ流入することができる。一方、流路ａに流入したガスは、該流路ａの出口部がシール材４でシールされているため、多孔質平板２内の気孔を通過し、該多孔質平板２とこれに隣接する他の多孔質波板１および多孔質平板２により形成されるＢ方向の流路ｂ（排ガス排出経路）に移動する。排ガスが多孔質平板２内を通過する際にはガス中に含まれるＰＭが、濾過・除去され、該多孔質平板２の表面に堆積する。このときの状態説明図を図５に示した。なお、図中の５が堆積したＰＭ（粒状物質）である。

また、被処理ガスが、流路ａおよび流路ｂ内において、多孔質波板１および多孔質平板２に接触すると、該被処理ガス中のＮＯが、これらに担持されている酸化活性を有する触媒で酸化されてＮＯ₂ となり、このＮＯ₂ により堆積したＰＭ（煤）が下記式(1) の反応によりＣＯ₂ に酸化されて除去される。従って、堆積するＰＭにより多孔質波板１および多孔質平板２のが圧力損失が経時的に上昇したり、閉塞するという弊害を防止することができる。
２ＮＯ₂ ＋Ｃ（煤） → ＣＯ₂ ＋２ＮＯ （１）

本発明のＤＰＦでは、図５に示すように、流路ａ内の多孔質波板１の表面にはＰＭが堆積することがないため、ガス中のＮＯは、ＰＭが堆積する多孔質平板２の前流に位置する多孔質波板１と効率よく接触することができ、ＮＯ₂ を効率よく発生させる。従って、多孔質平板２の表面に堆積したＰＭを効率よく酸化除去することができる。このため、多孔質波板１および多孔質平板２に担持させる触媒の量および高価な貴金属の使用量を大幅に削減しても、ＰＭの酸化を十分に進行させ、堆積物の量を常に少なくすることができ、低圧損での運転が可能となる。なお、従来のハニカム状成形体の流路を交互に埋めて形成したＤＰＦでは、図６に示すように堆積した煤の下層部でＮＯ₂ を生成させるため、効率よく煤を燃焼させることができない。

また、煤を濾過されたガスは流路ｂに移動して排出されるが、流路ｂ内にも、ＮＯの酸化触媒が担持された多孔質波板１と多孔質平板２が存在するため、ガス中のＮＯがＮＯ₂ に酸化される。従って、流路ｂの後流部に尿素やＮＨ₃ 還元用の脱硝触媒が存在する場合には、下記式(2) により、極めて速度の早い脱硝反応が優先的に進み、低温時から高効率で排ガス中のＮＯｘが除去されるため、脱硝性能の向上が可能となる。
ＮＯ＋ＮＯ₂ ＋２ＮＨ₃ → ２Ｎ₂ ＋３Ｈ₂ Ｏ (2)

本発明において、排ガス中のＮＯをＮＯ₂ に酸化する酸化触媒は、成形体を構成する多孔質波板１および多孔質平板２の全てに担持されていてもよいが、排ガス流入経路を構成する流路ａ、具体的には排ガスの流入経路を構成する多孔質波板１の両面と該多孔質波板１と接する多孔質平板２の片面にのみ担持されていてもよい。
多孔質波板と多孔質平板の全てに酸化触媒を担持する前者の場合、流路ｂ内でもＰＭが除去された排ガス中のＮＯがＮＯ₂ に酸化されるため、フィルタ後流に脱硝装置などを備えていない場合には、生成した毒性の高いＮＯ₂ がそのまま大気中に排出され、二次公害や黄色煙が発生する等の問題が生じる。この場合には、後者のように、排ガス流入経路を構成する流路ａのみに酸化触媒を担持させ、排ガス排出経路を構成する流路ｂには酸化触媒を担持させないようにするのが好ましい。このような構成とすることにより、流路ｂ内でのＮＯのＮＯ₂ への酸化が抑制され、ＮＯ₂ の系外への放出が防止される。

流路ｂの内面に酸化触媒を担持させない場合、担体（多孔質波板１および多孔質平板２）が高剛性であればそのまま使用してもよいが、担体の強度を向上させる場合には、流路ｂを構成する多孔質波板１の両面およびこれに接する多孔質平板２のそれぞれの片面に、チタニア、アルミナ、ジルコニアなどの不活性な酸化物のスラリまたはゾルを強度向上剤として担持させることができる。
流路ａの内面に触媒成分を、流路ｂの内面に不活性強度向上剤を別々に担持させるには、担体形状の特色を生かし、触媒成分スラリを図４のＡ方向から流し、反対の方向から抜き出し、また強度向上剤スラリは図４のＢ方向から流入させて反対から抜き出す方法により容易に行うことができる。この場合にはスラリを流入させない流路面をシール等で覆って保護するのが好ましい。また、図２に示す担体の基本単位の作成時に上記成分をそれぞれ漉き込みやコーティングにより担持させた後、積層してもよい。

図７は、本発明の他の実施例を示すＤＰＦの説明図である。図７において、図１と異なる点は、シール材４を、ＤＰＦブロック３の波板稜線と直交する側面であってかつ互いに隣接する二つの面に設置した点である。このような構成とすることにより、ＤＰＦブロック３に流入した被処理ガスを一方向に流出させることができるため、ＤＰＦを組み込んだ反応器のデッドスペースが小さくなり、コンパクトな排ガス浄化装置とすることができる。

図８は、本発明のＤＰＦを反応器に組み込む際の種々の設置例を示す説明図である。(A) はＤＰＦブロック３の二面にシール材４を設けたＤＰＦを組み込んだ反応器の説明図であり、(B) および(C) は、排ガスが流入する面と反対側の面に排ガスの通過を遮ることができるバルブ１０を設けた反応器の説明図である。(B) ではシール材４とバルブ１０との組み合わせで二面がシールされており、(C) ではバルブ１０のみで一面がシールされている。バルブ１０を設けてシールすることにより、該バルブ１０の切替えにより、排ガスの通過と遮断を制御することが可能となるため、運転操作ミスやエンジントラブルによりＤＰＦの煤酸化能を超えた煤（ＰＭ）で流路が閉塞した場合に、バルブ１０を開放してガスを流出させて堆積した煤を容易に抜き出すことができ、運転を迅速に復帰させることが可能となる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
シリカアルミナ繊維の不織布からなる板厚０．２ｍｍの多孔質波板と板厚０．２ｍｍの多孔性平板との積層体（交差コルゲートハニカム、波板ピッチ３．３ｍｍ、平板平板間隔１．９ｍｍ、ニチアス製、外寸３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ）に、１５％のＴｉＯ₂ ゾル（石原産業社製）を含浸させ、エアーブローにより液切りし、１５０℃で乾燥し、その後、ジニトロジアンミン白金溶液（Ｐｔ濃度：１．３３ｇ／Ｌ）を含浸させ、再度乾燥後、６００℃で焼成してＰｔ担持量０．２ｇ／Ｌの酸化触媒付ＤＰＦ用基材を作製した。

〔実施例２〕
実施例１において、ジニトロジアンミン白金の濃度を１．３３ｇ／Ｌから０．３２ｇ／Ｌに変えた以外は、実施例１と同様にして酸化触媒付ＤＰＦ用基材を作製した。

〔実施例３〕
ジニトロジアンミン白金の溶液（Ｐｔ含有量１．７ｇ／Ｌ）にＴｉＯ₂ 粉末( ミレニアム製Ｇ５、表面積３２０ｍ² ／ｇ)３００ｇを懸濁させたスラリを８０℃で２時間保持し、ＴｉＯ₂ 表面にＰｔ成分を吸着させた。本溶液１ｋｇにコロイダルシリカ（日産化学製シリカゾル−ＯＳ、ＳｉＯ₂ 濃度２０％）１ｋｇを加え、硝酸でｐＨを調整して流路ａに担持する触媒スラリを得た。
シリカアルミナ繊維の不織布からなる板厚０．２ｍｍの交差コルゲートハニカム（波板ピッチ３．３ｍｍ、平板間隔１．９ｍｍ、ニチアス製、外寸３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ）を用意し、図４のＡ方向から前記スラリを流し込み反対面から排出する方法で流路ａ内面にのみ触媒成分を担持した。エアーブローにより液切り、１５０℃乾燥後、６００℃で焼成してＴｉＯ₂ 担持量２５ｇ／Ｌ、Ｐｔ担持量０．１ｇ／Ｌの酸化触媒付ＤＰＦ用基材を作製した。

〔実施例４〕
ジニトロジアンミン白金の溶液（Ｐｔ含有量１．７ｇ／Ｌ）にＴｉＯ₂ 粉末( ミレニアム製Ｇ５、表面積３２０ｍ² ／ｇ)３００ｇを懸濁させたスラリを８０℃で２時間保持し、ＴｉＯ₂ 表面にＰｔ成分を吸着させた。本溶液１ｋｇにコロイダルシリカ（日産化学製シリカゾル−ＯＳ）１ｋｇを加え、硝酸でｐＨを調整して流路ａに担持する触媒スラリを得た。
これとは別に、水７００ｇにＴｉＯ₂ 粉末（石原産業製ＣＲ５０、表面積３ｍ² ／ｇ）３００ｇを懸濁させたスラリ１ｋｇにコロイダルシリカ（日産化学製シリカゾル−ＯＳ、ＳｉＯ₂ 濃度２０％）１ｋｇを加え、硝酸でｐＨを調整して流路ｂに担持する不活性酸化物スラリを得た。
シリカアルミナ繊維の不織布からなる板厚０．２ｍｍの交差コルゲートハニカム（波板ピッチ３．３ｍｍ、平板間隔１．９ｍｍ、ニチアス製、外寸３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ）を用意し、図４のＡ方向から前記流路ａ用スラリを流し込み反対面から排出する方法で流路ａ内面にのみ触媒成分を担持、エアーブローによる液切り後、１５０℃乾燥した。その後、図４のＢ方向から前記流路ｂ用スラリを流し込み反対面から排出する方法で流路ｂ内面に不活性酸化物を担持、エアーブローによる液切り後、１５０℃乾燥、６００℃で焼成して酸化触媒付ＤＰＦ用基材を作製した。

〔実施例５〕
実施例４において、流路ｂに流し込む不活性成分スラリに替え、流路ａ用に調製した触媒スラリを流路ｂに流し混んで触媒を担持させて流路ａおよびｂにＮＯの酸化成分を担持させた以外は実施例４と同様にして酸化触媒付ＤＰＦ用基材を作製した。

〔比較例１〕
ハニカム成形体の流路の開口部に交互に栓をして作製されたコージエライトセラミック製市販ＤＰＦ（日立金属社製、セル数１００ｃｐｓｉ、５．６６インチφ×６インチ長）に、チタニアゾル（石原産業社製、ＴｉＯ₂ 含有量３０％）を含浸後、遠心分離機で液切りしてＴｉＯ₂ を６０ｇ／Ｌ担持させ、１５０℃で乾燥後、さらにジニトロジアンミン白金酸溶液をＤＰＦに対するＰｔ担持量として１．６ｇ／Ｌになるように含浸させ、乾燥後、６００℃で２時間焼成して触媒付ＤＰＦを作製した。

〔比較例２〕
比較例１において、ジニトロジアンミン白金の濃度を１／８に薄めて白金担持量を０．２ｇ／Ｌとした以外は比較例１と同様にして触媒付ＤＰＦを作製した。

＜試験例＞
実施例１〜５で得られた酸化触媒付ＤＰＦ用基材を、長さ１５０ｍｍ、縦１５０ｍｍ、幅１１７ｍｍの直方体に切り出し、その一面をシール材でシールし、シールされていない面を上向き（ガス供給側）にして、図９に示す反応容器に充填した。すなわち、反応容器７内に設置されたＤＰＦ支持金具９に、シールされていない面を上向きにしてＤＰＦブロック３を固定した。また比較例１および２で得られた触媒付ＤＰＦは、円筒状反応器にその周囲をシールして充填した。
これらの反応容器を、Ａ重油を燃料とするディーゼルエンジン出口に設置し、ガス量１００ｍ³ ／ｈのガスを流して下記事項を調べ、結果を表１に示した。
(1) エンジン起動時の黒煙の有無
(2) 低負荷運転時（ＤＰＦ温度約３００℃）の圧損の上昇の有無
(3) １００％定格運転時（ＤＰＦ温度約４００℃）の圧損と上昇の有無
(4) １００％定格運転時のＤＰＦ出入口における粒状物質の濃度
(5) １００％定格運転時のＤＰＦ出口におけるＮＯ₂ 濃度

表１から、 得られた結果を表１に示したが、本発明の酸化触媒付ＤＰＦは、極めて少ないＰｔ担持量で効率よく煤を燃焼することが可能であり、圧損を低く抑えることができることがわかった。
表１から、本発明の実施例１〜５で得られた酸化触媒付ＤＰＦは、比較例のＤＰＦに比べて極めて少ないＰｔ担持量で効率良く煤を燃焼することが可能であり、圧損も低く抑えられることがわかった。また実施例３、４のＤＰＦでは、酸化触媒が流路ｂ（排ガスの排出経路）に担持されていないため、ＤＰＦ出口のＮＯ₂ 濃度が低く抑えられており、環境面で優れていることがわかる。一方、実施例５の酸化触媒付ＤＰＦでは、酸化触媒が排ガス流路全体に担持されているため、ＤＰＦ出口のＮＯ₂ 濃度が増大したが、この場合には、ＤＰＦの後流に脱硝触媒を設置することによりＮＯ₂ の系外への排出を防止することができる。
これに対し、比較例１、２で得られた従来のセラミックス製ＤＰＦでは、圧力損失が高くなり、ＤＰＦ出口のＮＯ₂ 濃度も増大した。

本発明によれば、特にディーゼルエンジンから排出されるガス中に含まれる粒状物質（ＰＭ）を低通風損失かつ高効率で除去でき、かつ灰や煤が堆積した場合に大掛かりな装置を用いることなく除去できるため、環境汚染防止に有用な安価なＤＰＦを提供でき、社会的、経済的効果が大きい。

本発明に用いる排ガス浄化用フィルタの説明図。 多孔質波板と多孔質平板からなる基本単位の説明図。 本発明に用いられるＤＰＦブロックの説明図。 本発明における排ガスの流路方向と流出方向の説明図。 本発明に用いるＤＰＦにおける粒状物質の堆積説明図。 従来のＤＰＦにおける粒状物質の堆積説明図。 本発明に用いる排ガス浄化用フィルタの説明図。 本発明のＤＰＦを組み込んだ反応器の説明図。 実施例で用いたＤＰＦを組み込んだ反応器の説明図。

符号の説明

１…多孔質波板、２…多孔質平板、３…ＤＰＦブロック、４…シール材、５…粒状物質、６…セラミックスＤＰＦセル壁、７…反応容器、８…フランジ、９…ＤＰＦ支持金具、１０…バルブ。

Claims (5)

1. 触媒を担持した多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層した成形体を有し、該成形体の前記波板稜線の一方向から排ガスを流入させる手段と、該排ガスが流入する面と反対側の面、または該面および排ガスが流入する方向と直交する側面の一つの面に排ガスの通過を遮る手段とを設け、かつ前記排ガスが流入する方向の前記多孔質波板および多孔質平板に担持した触媒が、排ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、該二酸化窒素により前記多孔質平板に堆積した煤を酸化除去する触媒であり、かつ前記排ガスの通過を遮る手段が、排ガスの通過と遮断を切り替えることができる構造を備えていることを特徴とするＰＭ含有排ガス浄化装置。
2. 請求項１記載の装置で処理した後の排ガスをさらに脱硝処理する脱硝装置を設けたことを特徴とするＰＭ含有排ガス浄化装置。
3. 多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層した成形体を有し、該成形体の前記波板稜線の一方向から排ガスを流入させる手段と、該排ガスが流入する面と反対側の面、または該面および該排ガスが流入する方向と直交する側面の一つの面に排ガスの通過を遮る手段を設け、かつ前記排ガスが流入する方向の前記多孔質波板の両面と該多孔質波板と接する多孔質平板の片面に一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、該二酸化窒素により前記多孔質平板に堆積した煤を酸化除去する触媒が担持され、排ガスが流出する方向の波板稜線を有する多孔質波板の両面と多孔質平板の片面には前記触媒を担持せず、かつ前記排ガスの通過を遮る手段が、排ガスの通過と遮断を切り替えることができる構造を備えていることを特徴とするＰＭ含有排ガス浄化装置。
4. 前記酸化触媒が白金を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記酸化触媒がさらに酸化チタンを含有することを特徴とする請求項４記載の装置。

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