JP2021088964A - Exhaust purification system and exhaust purification method - Google Patents

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Keiko Shibata
慶子 柴田
綾子 本谷
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Abstract

To provide an exhaust purification system and an exhaust purification method capable of effectively reducing emissions of nitrogen monoxide (N2O) in exhaust into the atmosphere.SOLUTION: An exhaust purification system comprises: an exhaust passage 34 which distributes exhaust discharged from an engine 10; and an N2O decomposition processing section 80 which is installed in the exhaust passage 34 and includes an emission unit emitting ultraviolet light having a predetermined wavelength capable of decomposing at least nitrogen monoxide (N2O) toward the exhaust flowing in the exhaust passage 34. The N2O decomposition processing section 80 also has a mirror member which extends an optical path length by refracting the ultraviolet light emitted from the emission unit. The N2O decomposition processing section 80 is arranged at a downstream side of an aqueous vapor elimination processing section 71 capable of eliminating aqueous vapor from the exhaust flowing in the exhaust passage 34. The N2O decomposition processing section 80 is arranged at the downstream side of an ammonia slip catalyst 68 which eliminates ammonia slipped through a selective reducing catalyst performing reduction purification of nitrogen compounds in the exhaust with ammonia as a reducing agent.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、排気浄化システム及び、排気浄化方法に関し、特に、排気中に含まれるN2O(亜酸化窒素)の浄化に好適な技術に関するものである。 The present disclosure relates to an exhaust gas purification system and an exhaust gas purification method, and more particularly to a technique suitable for purifying N2O (nitrous oxide) contained in exhaust gas.

この種の排気浄化システムの一例として、排気上流側から順に、尿素水から排気熱により加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気中のNOx(窒素酸化物)を還元浄化する選択還元型触媒(Selective Catalytic Reduction:以下、SCR触媒)及び、該SCR触媒からスリップしたアンモニアを分解するアンモニアスリップ触媒を配置した構成が広く実用化されている(例えば、特許文献1参照)。 As an example of this type of exhaust purification system, a selective reduction type that reduces and purifies NOx (nitrogen oxides) in the exhaust by using ammonia produced by hydrolysis of urea water by exhaust heat in order from the upstream side of the exhaust as a reducing agent. A configuration in which a catalyst (Selective Catalytic Reduction: hereinafter, SCR catalyst) and an ammonia slip catalyst that decomposes ammonia slipped from the SCR catalyst are arranged has been widely put into practical use (see, for example, Patent Document 1).

特開2011−122552号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-122552

上記アンモニアスリップ触媒の分解対象はアンモニアであり、運転条件によっては排気中のN2Oが大気に排出される場合がある。N2Oは、例えば、アンモニアを分解する過程で排気ガス雰囲気が低NO濃度や高NO濃度の状態で発生しやすく、地球温暖化係数の高いN2Oの削減が課題となっている。N2Oを分解する手法としては、パルスコロナ放電等を用いることも考えられるが、排気中ではNラジカルと酸素が反応することで、新たなNOxを発生させるといった課題がある。 The target of decomposition of the ammonia slip catalyst is ammonia, and depending on the operating conditions, N2O in the exhaust may be discharged to the atmosphere. For example, N2O is likely to be generated in an exhaust gas atmosphere in a state of low NO concentration or high NO concentration in the process of decomposing ammonia, and reduction of N2O having a high global warming potential is an issue. As a method for decomposing N2O, it is conceivable to use pulse corona discharge or the like, but there is a problem that new NOx is generated by the reaction between N radicals and oxygen in the exhaust gas.

本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、N2Oの大気への排出を効果的に削減することができる排気浄化システム及び、排気浄化方法を提供することを目的とする。 The technique of the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system and an exhaust gas purification method capable of effectively reducing the emission of N2O to the atmosphere.

本開示の装置は、エンジンから排出される排気を流通させる排気通路と、前記排気通路に設けられており、該排気通路を流れる排気に向けて、少なくとも亜酸化窒素を分解可能な所定波長の紫外光を照射する照射装置と、を備えることを特徴とする。 The apparatus of the present disclosure is provided in an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the engine is circulated, and an ultraviolet ray having a predetermined wavelength capable of decomposing at least sulfite nitrogen toward the exhaust gas flowing through the exhaust passage. It is characterized by comprising an irradiation device for irradiating light.

また、前記所定波長が172nmであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the predetermined wavelength is 172 nm.

また、前記排気通路の前記照射装置よりも排気上流側に設けられており、前記排気通路を流れる排気から水蒸気を除去可能な水蒸気除去処理部をさらに備え、前記照射装置は、前記水蒸気除去処理部により水蒸気を除去された乾燥排気に向けて前記紫外光を照射することが好ましい。 Further, a steam removal processing unit provided on the upstream side of the exhaust gas of the exhaust passage and capable of removing water vapor from the exhaust flowing through the exhaust passage is further provided, and the irradiation device is the water vapor removal processing unit. It is preferable to irradiate the ultraviolet light toward the dry exhaust from which water vapor has been removed.

また、前記排気通路内に該排気通路の軸方向に対して斜めに設けられており、前記照射装置から照射される前記紫外光を屈折させることにより、前記排気通路内における前記紫外光の光路長を長くする少なくとも一以上のミラー部材をさらに備えることが好ましい。 Further, the exhaust passage is provided obliquely with respect to the axial direction of the exhaust passage, and the optical path length of the ultraviolet light in the exhaust passage is obtained by refracting the ultraviolet light emitted from the irradiation device. It is preferable that at least one or more mirror members are further provided.

また、前記排気通路に設けられており、尿素水から排気熱により加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物を還元浄化する選択還元型触媒と、前記排気通路の前記選択還元型触媒よりも排気下流側に設けられており、前記選択還元型触媒をスリップしたアンモニアを除去するアンモニアスリップ触媒と、をさらに備え、前記照射装置は、前記排気通路の前記アンモニアスリップ触媒よりも下流側に配されていることが好ましい。 Further, a selective reduction catalyst provided in the exhaust passage and using ammonia generated by hydrolysis of urea water by exhaust heat as a reducing agent to reduce and purify the nitrogen compound in the exhaust, and the selection of the exhaust passage. The irradiation device is further provided with an ammonia slip catalyst which is provided on the downstream side of the exhaust from the reduction catalyst and removes the ammonia slipped from the selective reduction catalyst, and the irradiation device is more than the ammonia slip catalyst in the exhaust passage. It is preferably arranged on the downstream side.

また、前記排気通路の前記照射装置よりも上流側を流れる排気中の亜酸化窒素の濃度指標値を取得する上流指標値取得手段と、前記排気通路の前記照射装置よりも下流側を流れる排気中の亜酸化窒素の濃度指標値を取得する下流指標値取得手段と、をさらに備え、前記照射装置は、前記上流指標値取得手段により取得される亜酸化窒素の濃度指標値が所定の閾値を超えると前記紫外光を照射すると共に、前記下流指標値取得手段により取得される亜酸化窒素の濃度指標値が前記閾値以下に低下すると前記紫外光の照射を停止させることが好ましい。 Further, an upstream index value acquisition means for acquiring a concentration index value of nitrous oxide in the exhaust flowing upstream of the irradiation device of the exhaust passage and an exhaust flowing downstream of the irradiation device of the exhaust passage. The irradiation device further includes a downstream index value acquisition means for acquiring the nitrous oxide concentration index value of the above, and the irradiation device has a nitrous oxide concentration index value acquired by the upstream index value acquisition means exceeding a predetermined threshold value. It is preferable to irradiate the ultraviolet light and stop the irradiation of the nitrous oxide when the concentration index value of nitrous oxide acquired by the downstream index value acquisition means drops below the threshold value.

本開示の方法は、エンジンの排気通路を流れる排気に向けて、少なくとも亜酸化窒素を分解可能な所定波長の紫外光を照射することを特徴とする。 The method of the present disclosure is characterized by irradiating the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the engine with ultraviolet light having at least a predetermined wavelength capable of decomposing nitrous oxide.

本開示の技術によれば、N2Oの大気への排出を効果的に削減することができる。 According to the technique of the present disclosure, the emission of N2O to the atmosphere can be effectively reduced.

本実施形態に係るエンジンの吸排気系を示す模式的な全体構成図である。It is a schematic overall block diagram which shows the intake / exhaust system of the engine which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水蒸気除去処理部の一例を示す模式的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the steam removal processing part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るN2O分解処理部の一例を示す模式的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the N2O decomposition processing part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る制御装置及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram which shows the control device which concerns on this embodiment, and the related peripheral configuration. 本実施形態に係る水蒸気除去制御及び、N2O分解制御の処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process flow of steam removal control and N2O decomposition control which concerns on this Embodiment. 他の実施形態に係るN2O分解処理部の一例を示す模式的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the N2O decomposition processing part which concerns on another embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る排気浄化システム及び、排気浄化方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, the exhaust gas purification system and the exhaust gas purification method according to the present embodiment will be described with reference to the attached drawings. The same parts have the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed explanations about them will not be repeated.

[全体構成]
図1は、本実施形態に係るエンジン10の吸排気系を示す模式的な全体構成図である。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an intake / exhaust system of the engine 10 according to the present embodiment.

エンジン10は、主としてシリンダヘッドCH及び、何れも不図示のシリンダブロックやクランクケース等で構成されたエンジン本体部を有する。シリンダブロックには、複数の気筒Cが設けられており、各気筒Cには、図示しないピストンが往復移動自在に収容されている。 The engine 10 mainly has a cylinder head CH and an engine main body portion each of which is composed of a cylinder block, a crankcase, or the like (not shown). A plurality of cylinders C are provided in the cylinder block, and a piston (not shown) is housed in each cylinder C so as to be reciprocating.

なお、エンジン10は、図示例の4気筒エンジンに限定されず、単気筒、或いは、4気筒以外の多気筒エンジンであってもよい。また、エンジン10は、図示例の直列多気筒エンジンに限定されず、V型エンジン或は水平対向型エンジン等であってもよい。 The engine 10 is not limited to the 4-cylinder engine shown in the illustrated example, and may be a single-cylinder engine or a multi-cylinder engine other than the 4-cylinder engine. Further, the engine 10 is not limited to the in-line multi-cylinder engine shown in the illustrated example, and may be a V-type engine, a horizontally opposed engine, or the like.

シリンダヘッドCHの吸気側の側部には、不図示の吸気ポートに吸気を分配する吸気マニホールド20が設けられている。吸気マニホールド20には、吸気上流側から順に、エアクリーナ21、上流吸気通路22、過給機40のコンプレッサ42、下流吸気通路23等が接続されている。下流吸気通路23には、コンプレッサ42により圧送される吸気を冷却するインタークーラ24が設けられている。インタークーラ24は、水冷式又は空冷式の何れであってもよい。 An intake manifold 20 that distributes intake air to an intake port (not shown) is provided on the side portion of the cylinder head CH on the intake side. The air cleaner 21, the upstream intake passage 22, the compressor 42 of the supercharger 40, the downstream intake passage 23, and the like are connected to the intake manifold 20 in this order from the intake upstream side. The downstream intake passage 23 is provided with an intercooler 24 for cooling the intake air pumped by the compressor 42. The intercooler 24 may be either a water-cooled type or an air-cooled type.

シリンダヘッドCHの排気側の側部には、各気筒Cから排気ポートを介いて排出される排気を集合させる排気マニホールド30が設けられている。排気マニホールド30には、排気上流側から順に、上流排気通路31、過給機40のタービン41、第1接続排気通路32、前段後処理装置50、第2接続排気通路33、中段後処理装置60、下流排気通路34等が接続されている。下流排気通路34には、後段後処理装置70、何れも不図示の消音器やテールパイプ等が設けられている。なお、過給機40のタービンハウジングを排気マニホールド30に直接接続する場合には、上流排気通路31を省略してもよい。 An exhaust manifold 30 is provided on the exhaust side of the cylinder head CH to collect the exhaust gas discharged from each cylinder C via the exhaust port. In the exhaust manifold 30, in order from the exhaust upstream side, the upstream exhaust passage 31, the turbine 41 of the supercharger 40, the first connection exhaust passage 32, the front stage post-treatment device 50, the second connection exhaust passage 33, and the middle stage post-treatment device 60 , Downstream exhaust passage 34 and the like are connected. The downstream exhaust passage 34 is provided with a post-stage post-processing device 70, such as a silencer and a tail pipe (not shown). When the turbine housing of the turbocharger 40 is directly connected to the exhaust manifold 30, the upstream exhaust passage 31 may be omitted.

過給機40は、排気により駆動するタービン41と、タービン41にターボ軸43で一体回転可能に連結されたコンプレッサ42とを備えている。なお、過給機40は、図示例のコンベンショナルタイプに限定されず、可変翼を備える可変容量型タイプであってもよい。 The supercharger 40 includes a turbine 41 driven by exhaust gas and a compressor 42 integrally rotatably connected to the turbine 41 by a turbo shaft 43. The supercharger 40 is not limited to the conventional type shown in the illustrated example, and may be a variable capacitance type having variable wings.

前段後処理装置50は、排気上流側から順に、酸化触媒52及び、フィルタ53を有する。 The pretreatment device 50 has an oxidation catalyst 52 and a filter 53 in this order from the upstream side of the exhaust gas.

酸化触媒52は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体の表面に触媒成分等を担持して形成されており、排気中に含まれるHCやCOを酸化する。酸化触媒52は、エンジン10の筒内インジェクタ(不図示)によるポスト噴射や、排気管インジェクタ(不図示)の排気管噴射によって燃料(HC)が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。 The oxidation catalyst 52 is formed by supporting a catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure, and oxidizes HC and CO contained in the exhaust gas. When fuel (HC) is supplied by the post-injection by the in-cylinder injector (not shown) of the engine 10 or the exhaust pipe injection of the exhaust pipe injector (not shown), the oxidation catalyst 52 oxidizes the fuel (HC) to reduce the exhaust temperature. Raise.

フィルタ53は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ53は、排気中の粒子状物質(Particulate Matter:以下、PM)を隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、PM堆積量が所定量に達すると、これを燃焼除去するフィルタ再生が実施される。なお、フィルタ再生は、前回のフィルタ再生実施からの累積走行距離が所定の閾値距離に達した場合等、所定のインターバル毎に実施してもよい。 The filter 53 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by a porous partition wall along the flow direction of exhaust gas, and alternately sealing the upstream side and the downstream side of these cells. .. The filter 53 collects particulate matter (PM) in the exhaust gas in the pores and surface of the partition wall, and when the amount of PM deposited reaches a predetermined amount, the filter regeneration is carried out to burn and remove the particulate matter (PM). Will be done. Note that the filter regeneration may be performed at predetermined intervals, such as when the cumulative mileage from the previous filter regeneration execution reaches a predetermined threshold distance.

中段後処理装置60は、排気上流側から順に、尿素水噴射装置61、SCR触媒67及び、アンモニアスリップ触媒68を有する。 The middle stage aftertreatment device 60 has a urea water injection device 61, an SCR catalyst 67, and an ammonia slip catalyst 68 in this order from the upstream side of the exhaust gas.

尿素水噴射装置61は、尿素水を貯留する尿素水タンク62と、尿素水タンク62内の尿素水に浸漬されて異物を除去するストレーナ63と、ストレーナ63に接続された供給配管64と、供給配管64に設けられて尿素水タンク62から尿素水を汲み上げる尿素水ポンプ65と、供給配管64から供給される尿素水を第2接続排気通路33内に噴射する尿素水インジェクタ66とを備えている。 The urea water injection device 61 supplies the urea water tank 62 for storing the urea water, the strainer 63 which is immersed in the urea water in the urea water tank 62 to remove foreign matter, and the supply pipe 64 connected to the strainer 63. It includes a urea water pump 65 that is provided in the pipe 64 and pumps urea water from the urea water tank 62, and a urea water injector 66 that injects the urea water supplied from the supply pipe 64 into the second connection exhaust passage 33. ..

尿素水インジェクタ66から噴射された尿素水は、排気熱や排気中の水蒸気により加水分解されてアンモニア(NH3)に生成され、下流側のSCR触媒67に還元剤として供給される。 The urea water injected from the urea water injector 66 is hydrolyzed by exhaust heat and water vapor in the exhaust to produce ammonia (NH3), which is supplied to the SCR catalyst 67 on the downstream side as a reducing agent.

SCR触媒67は、例えば多孔質のセラミック製担体にゼオライト等を担持して形成されている。SCR触媒67は、尿素水インジェクタ66から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気中からNOxを選択的に還元浄化する。 The SCR catalyst 67 is formed by supporting zeolite or the like on a porous ceramic carrier, for example. The SCR catalyst 67 adsorbs ammonia supplied as a reducing agent from the urea water injector 66, and selectively reduces and purifies NOx from the exhaust gas passing by the adsorbed ammonia.

アンモニアスリップ触媒68は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック担体表面に酸化触媒成分等を担持して形成されており、SCR触媒67から下流側にスリップしたアンモニアを分解(酸化)する機能を有している。 The ammonia slip catalyst 68 is formed by supporting an oxidation catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a honeycomb structure, and has a function of decomposing (oxidizing) ammonia slipped downstream from the SCR catalyst 67. ing.

後段後処理装置70は、下流排気通路34に設けられており、排気上流側から順に、水蒸気除去処理部71と、N2O分解処理部80とを備えて構成されている。これら水蒸気除去処理部71及び、N2O分解処理部80の詳細については後述する。 The post-stage post-treatment device 70 is provided in the downstream exhaust passage 34, and includes a steam removal processing unit 71 and an N2O decomposition processing unit 80 in this order from the exhaust upstream side. Details of the steam removal processing unit 71 and the N2O decomposition processing unit 80 will be described later.

エンジン10の排気系には、各種センサ類が設けられている。排気温度センサ90は、酸化触媒52の直下流に設けられており、酸化触媒52を流れた排気の温度(酸化触媒出口温度)を取得する。差圧センサ91は、フィルタ53の上下流に設けられており、フィルタ53の前後差圧を取得する。NOxセンサ92は、SCR触媒67の直下流に設けられており、SCR触媒67を流れた排気のNOx値を取得する。湿度センサ93はアンモニアスリップ触媒68の直下流に設けられており、アンモニアスリップ触媒68を流れた排気の湿度を取得する。上流N2Oセンサ94(上流指標値取得手段の一例)は、N2O分解処理部80の直上流に設けられており、N2O分解処理部80に流れ込む排気のN2O濃度値を取得する。下流N2Oセンサ95(下流指標値取得手段の一例)は、N2O分解処理部80の直下流に設けられており、N2O分解処理部80を流れた排気のN2O濃度値を取得する。これら各センサ90〜95のセンサ値は、電気的に接続された制御装置100に送信される。 Various sensors are provided in the exhaust system of the engine 10. The exhaust temperature sensor 90 is provided immediately downstream of the oxidation catalyst 52, and acquires the temperature of the exhaust gas flowing through the oxidation catalyst 52 (oxidation catalyst outlet temperature). The differential pressure sensor 91 is provided upstream and downstream of the filter 53, and acquires the front-rear differential pressure of the filter 53. The NOx sensor 92 is provided immediately downstream of the SCR catalyst 67, and acquires the NOx value of the exhaust gas flowing through the SCR catalyst 67. The humidity sensor 93 is provided immediately downstream of the ammonia slip catalyst 68, and acquires the humidity of the exhaust gas flowing through the ammonia slip catalyst 68. The upstream N2O sensor 94 (an example of the upstream index value acquisition means) is provided immediately upstream of the N2O decomposition processing unit 80, and acquires the N2O concentration value of the exhaust gas flowing into the N2O decomposition processing unit 80. The downstream N2O sensor 95 (an example of the downstream index value acquisition means) is provided immediately downstream of the N2O decomposition processing unit 80, and acquires the N2O concentration value of the exhaust gas flowing through the N2O decomposition processing unit 80. The sensor values of each of these sensors 90 to 95 are transmitted to the electrically connected control device 100.

[水蒸気除去処理部]
図2は、本実施形態に係る水蒸気除去処理部71の一例を示す模式的な構成図である。
[Water vapor removal processing unit]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the steam removal processing unit 71 according to the present embodiment.

図2に示すように、水蒸気除去処理部71は、下流排気通路34から水蒸気を含む排気を導出する導出通路72と、導出通路72に設けられた冷却器73と、入口ポート74Aに導出通路72の下流端が接続されたエアコンプレッサ74と、エアコンプレッサ74の出口ポート74Bと下流排気通路34とを接続するリターン通路75と、リターン通路75に設けられたタンク76とを備えている。 As shown in FIG. 2, the water vapor removal processing unit 71 has a lead-out passage 72 that draws out exhaust gas containing water vapor from the downstream exhaust passage 34, a cooler 73 provided in the lead-out passage 72, and a lead-out passage 72 to the inlet port 74A. It is provided with an air compressor 74 to which the downstream end of the air compressor 74 is connected, a return passage 75 connecting the outlet port 74B of the air compressor 74 and the downstream exhaust passage 34, and a tank 76 provided in the return passage 75.

冷却器73は、下流排気通路34から導出通路72に取り込まれた高温排気を冷却する。冷却器73は、空冷式又は水冷式の何れであってもよい。冷却器73が空冷式の場合は、高温排気を、走行風、或いは、ファン等により圧送される冷却風と熱交換することにより冷却すればよい。空冷式の場合は、冷却器73本体の外周に複数の熱交換用フィンを突設することが好ましい。また、冷却器73が水冷式の場合は、高温排気をエンジン冷却水(或いは、エンジンオイルやミッションオイル等)と熱交換することにより冷却すればよい。冷却器73をエンジン冷却水による水冷式とすれば、エンジン10(図1参照)の暖機を促進することができる。なお、冷却器73の配置位置は図示例に限定されず、タンク76よりも上流側であればリターン通路75に設けてもよい。 The cooler 73 cools the high-temperature exhaust taken into the outlet passage 72 from the downstream exhaust passage 34. The cooler 73 may be either an air-cooled type or a water-cooled type. When the cooler 73 is an air-cooled type, the high-temperature exhaust gas may be cooled by exchanging heat with running air or cooling air pumped by a fan or the like. In the case of the air-cooled type, it is preferable to provide a plurality of heat exchange fins on the outer periphery of the cooler 73 main body. When the cooler 73 is a water-cooled type, the high-temperature exhaust may be cooled by exchanging heat with engine cooling water (or engine oil, mission oil, or the like). If the cooler 73 is a water-cooled type using engine cooling water, warming up of the engine 10 (see FIG. 1) can be promoted. The arrangement position of the cooler 73 is not limited to the illustrated example, and may be provided in the return passage 75 as long as it is on the upstream side of the tank 76.

エアコンプレッサ74は、電動式又は機械式のコンプレッサであって、下流排気通路34から導出通路72を介して取り込んだ排気をリターン通路75に圧送する。エアコンプレッサ74が電動式の場合は、不図示のバッテリから供給される電力で駆動するモータを駆動源とすればよい。また、エアコンプレッサ74が機械式の場合は、エンジン10(図1参照)等から取り出した動力を駆動源とすればよい。機械式の場合は、エアコンプレッサ74と駆動源との間に、動力の伝達を断接可能なクラッチを設けることが好ましい。 The air compressor 74 is an electric or mechanical compressor, and pumps the exhaust gas taken in from the downstream exhaust passage 34 through the lead-out passage 72 to the return passage 75. When the air compressor 74 is an electric type, a motor driven by electric power supplied from a battery (not shown) may be used as a drive source. When the air compressor 74 is a mechanical type, the power taken from the engine 10 (see FIG. 1) or the like may be used as the drive source. In the case of the mechanical type, it is preferable to provide a clutch capable of connecting and disconnecting the power transmission between the air compressor 74 and the drive source.

タンク76は、リターン通路75に設けられており、冷却器73にて冷却されて排気から分離された水を貯留する。すなわち、排気から分離された水はタンク76に貯留され、水分を除去された乾燥排気がリターン通路75を介して下流排気通路34に戻されるように構成されている。なお、水蒸気除去処理部71は、図示例の構成に限定されず、排気から水蒸気を分離して除去できるセパレータとして機能するものであれば、他の構成を適用することも可能である。 The tank 76 is provided in the return passage 75, and stores the water cooled by the cooler 73 and separated from the exhaust gas. That is, the water separated from the exhaust gas is stored in the tank 76, and the dry exhaust gas from which the water has been removed is returned to the downstream exhaust passage 34 via the return passage 75. The water vapor removal processing unit 71 is not limited to the configuration shown in the illustrated example, and other configurations can be applied as long as it functions as a separator capable of separating and removing water vapor from the exhaust gas.

[N2O分解処理部]
図3は、本実施形態に係るN2O分解処理部80の一例を示す模式的な構成図である。
[N2O decomposition processing unit]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of the N2O decomposition processing unit 80 according to the present embodiment.

図3に示すように、N2O分解処理部80は、下流排気通路34から流れ込む排気の流路を略L字状に屈曲させる第1屈曲通路部81と、第1屈曲通路部81から流れ込む排気の流路を略L字状に屈曲させる第2屈曲通路部82と、第2屈曲通路部82の下流端から略直線状に延びる直線状通路部83と、直線状通路部83から流れ込む排気の流路を略L字状に屈曲させる第3屈曲通路部84と、紫外光を照射可能な照射装置85と、紫外光を屈折させる複数のミラー部材86A,86Bとを備えている。 As shown in FIG. 3, the N2O decomposition processing unit 80 has a first bent passage portion 81 that bends the flow path of the exhaust flowing from the downstream exhaust passage 34 in a substantially L shape, and an exhaust flowing from the first bent passage portion 81. A second bent passage portion 82 that bends the flow path in a substantially L shape, a linear passage portion 83 that extends substantially linearly from the downstream end of the second bent passage portion 82, and an exhaust flow that flows from the linear passage portion 83. It includes a third bending passage portion 84 that bends the path in a substantially L shape, an irradiation device 85 that can irradiate ultraviolet light, and a plurality of mirror members 86A and 86B that refract the ultraviolet light.

照射装置85は、例えば、紫外光のレーザ光をパルス照射可能なエキシマレーザ装置であって、第2屈曲通路部82に設けられている。具体的には、照射装置85は、紫外光のレーザ光を直線状通路部83内に略軸方向に向けて照射できるように、第2屈曲通路部82の屈曲外側に取り付けられている。 The irradiation device 85 is, for example, an excimer laser device capable of pulse-irradiating ultraviolet laser light, and is provided in the second bending passage portion 82. Specifically, the irradiation device 85 is attached to the outside of the bending of the second bending passage portion 82 so that the laser beam of ultraviolet light can be irradiated into the linear passage portion 83 in the substantially axial direction.

複数のミラー部材86A,86Bは、直線状通路部83内に所定間隔で配置されており、そのミラー面が直線状通路部83の軸方向に対して所定角度で傾くように設けられている。すなわち、照射装置85から照射される紫外光を、これらミラー部材86A,86Bや直線状通路部83の内周面の複数個所で屈折させることにより、直線状通路部83を必要以上に長くすることなく、紫外光の光路長を効果的に確保できるように構成されている。なお、ミラー部材86A,86Bの個数や配置位置、角度は図示例に限定されず、直線状通路部83の径や軸長等に応じて適宜に設定することができる。また、図6に示すように、照射装置85を直線状通路部83に対して、紫外光を斜めに照射するように取り付けてもよい。 The plurality of mirror members 86A and 86B are arranged in the linear passage portion 83 at predetermined intervals, and the mirror surface is provided so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the linear passage portion 83. That is, the linear passage portion 83 is made longer than necessary by refracting the ultraviolet light emitted from the irradiation device 85 at a plurality of locations on the inner peripheral surfaces of the mirror members 86A and 86B and the linear passage portion 83. It is configured so that the optical path length of ultraviolet light can be effectively secured. The number, arrangement position, and angle of the mirror members 86A and 86B are not limited to the illustrated examples, and can be appropriately set according to the diameter, shaft length, and the like of the linear passage portion 83. Further, as shown in FIG. 6, the irradiation device 85 may be attached so as to obliquely irradiate the linear passage portion 83 with ultraviolet light.

本実施形態において、照射装置85には、少なくとも波長172nmを含む所定波長帯域(好ましくは、172nm±100nmの範囲内)の紫外光を照射可能な光源が選定されている。ここで、波長172nmの選定理由について述べると、N2Oは波長172nmの紫外光を吸収し、且つ、波長172nmの紫外光は7.2eVのエネルギを有する。また、N2−Oの結合エネルギは1.67eVであり、N−NOの結合エネルギは4.99eVであるため、排気中に波長172nmの紫外光を照射すれば、N2Oを分解することができる。さらに、N2は、波長172nmの紫外光を吸収しないため、Nラジカルを発生させない。すなわち、波長172nmの紫外光を照射すれば、SCR触媒67を通過した排気中に新たなNOxを発生させることなく、排気中に含まれるN2Oを光分解によって効果的に処理することが可能になる。 In the present embodiment, a light source capable of irradiating ultraviolet light in a predetermined wavelength band (preferably within the range of 172 nm ± 100 nm) including at least a wavelength of 172 nm is selected for the irradiation device 85. Here, the reason for selecting the wavelength of 172 nm is described. N2O absorbs ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, and ultraviolet light having a wavelength of 172 nm has an energy of 7.2 eV. Further, since the binding energy of N2-O is 1.67 eV and the binding energy of N-NO is 4.99 eV, N2O can be decomposed by irradiating the exhaust with ultraviolet light having a wavelength of 172 nm. Furthermore, since N2 does not absorb ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, it does not generate N radicals. That is, by irradiating ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, N2O contained in the exhaust can be effectively treated by photodecomposition without generating new NOx in the exhaust that has passed through the SCR catalyst 67. ..

本実施形態において、照射装置85から照射される紫外光は、ミラー部材86A,86Bや直線状通路部83の内周面によって屈折することにより、光路長を長く確保できるようになっている。また、直線状通路部83には、上流側の水蒸気除去処理部71(詳細は図2参照)によって水分を除去した乾燥排気が流れ込むようになっている。 In the present embodiment, the ultraviolet light emitted from the irradiation device 85 is refracted by the inner peripheral surfaces of the mirror members 86A and 86B and the linear passage portion 83, so that the optical path length can be secured for a long time. Further, the dry exhaust gas from which water has been removed by the steam removal processing unit 71 (see FIG. 2 for details) on the upstream side flows into the linear passage portion 83.

すなわち、照射装置85から照射させる紫外光が、排気中の水分にエネルギを奪われることなく、且つ、長い光路長にてN2Oに効果的に吸収されるように構成されている。これにより、アンモニアスリップ触媒68にてアンモニアを分解する過程で発生しやすいN2Oを効率的に分解できるようになり、N2Oの大気への排出を効果的に削減することが可能になる。 That is, the ultraviolet light emitted from the irradiation device 85 is configured to be effectively absorbed by N2O with a long optical path length without being deprived of energy by the moisture in the exhaust. As a result, the ammonia slip catalyst 68 can efficiently decompose N2O that is likely to be generated in the process of decomposing ammonia, and it is possible to effectively reduce the emission of N2O into the atmosphere.

[制御装置]
図4は、本実施形態に係る制御装置100及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。
[Control device]
FIG. 4 is a schematic functional block diagram showing the control device 100 according to the present embodiment and related peripheral configurations.

制御装置100は、例えば、コンピュータ等の演算を行う装置であり、互いにバス等で接続されたCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、出力ポート等を備え、プログラムを実行する。 The control device 100 is, for example, a device that performs calculations such as a computer, and is a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, and an output port connected to each other by a bus or the like. Etc., and execute the program.

また、制御装置100は、プログラムの実行により、排気湿度取得部110と、入口N2O濃度値取得部120と、出口N2O濃度値取得部130と、水蒸気除去制御部140と、N2O分解制御部150とを備える装置として機能する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである制御装置100に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。 Further, the control device 100 includes the exhaust humidity acquisition unit 110, the inlet N2O concentration value acquisition unit 120, the outlet N2O concentration value acquisition unit 130, the water vapor removal control unit 140, and the N2O decomposition control unit 150 by executing the program. Functions as a device equipped with. Each of these functional elements will be described as being included in the control device 100, which is integrated hardware in the present embodiment, but any part of these may be provided in separate hardware.

排気湿度取得部110は、湿度センサ93のセンサ値に基づいて、アンモニアスリップ触媒68を流れた排気の湿度(以下、スリップ触媒出口湿度)を取得する。なお、スリップ触媒出口湿度は、エンジン10の運転状態や排気温度等の排気状態量に基づいて推定取得してもよい。排気湿度取得部110により取得されるスリップ触媒出口湿度は、水蒸気除去制御部140に送信される。 The exhaust humidity acquisition unit 110 acquires the humidity of the exhaust gas flowing through the ammonia slip catalyst 68 (hereinafter referred to as the slip catalyst outlet humidity) based on the sensor value of the humidity sensor 93. The slip catalyst outlet humidity may be estimated and acquired based on the operating state of the engine 10 and the exhaust state amount such as the exhaust temperature. The slip catalyst outlet humidity acquired by the exhaust humidity acquisition unit 110 is transmitted to the water vapor removal control unit 140.

入口N2O濃度値取得部120は、上流N2Oセンサ94のセンサ値に基づいて、N2O分解処理部80に流れ込む排気のN2O濃度値(以下、入口N2O濃度値)を取得する。なお、入口N2O濃度値は、エンジン10の運転状態や排気温度等の排気状態量に基づいて推定取得してもよい。入口N2O濃度値取得部120により取得される入口N2O濃度値は、N2O分解制御部150に送信される。 The inlet N2O concentration value acquisition unit 120 acquires the N2O concentration value of the exhaust flowing into the N2O decomposition processing unit 80 (hereinafter, the inlet N2O concentration value) based on the sensor value of the upstream N2O sensor 94. The inlet N2O concentration value may be estimated and acquired based on the operating state of the engine 10 and the exhaust state amount such as the exhaust temperature. The inlet N2O concentration value acquired by the inlet N2O concentration value acquisition unit 120 is transmitted to the N2O decomposition control unit 150.

出口N2O濃度値取得部130は、下流N2Oセンサ95のセンサ値に基づいて、N2O分解処理部80を流れた排気のN2O濃度値(以下、出口N2O濃度値)を取得する。なお、出口N2O濃度値は、エンジン10の運転状態や排気温度等の排気状態量に基づいて推定取得してもよい。出口N2O濃度値取得部130により取得される出口N2O濃度値は、N2O分解制御部150に送信される。 The outlet N2O concentration value acquisition unit 130 acquires the N2O concentration value of the exhaust flowing through the N2O decomposition processing unit 80 (hereinafter, the outlet N2O concentration value) based on the sensor value of the downstream N2O sensor 95. The outlet N2O concentration value may be estimated and acquired based on the operating state of the engine 10 and the exhaust state amount such as the exhaust temperature. The outlet N2O concentration value acquired by the outlet N2O concentration value acquisition unit 130 is transmitted to the N2O decomposition control unit 150.

水蒸気除去制御部140は、水蒸気除去処理部71のエアコンプレッサ74を作動させることにより、N2O分解処理部80に流れ込む排気中の水蒸気を除去する水蒸気除去制御を実施する。具体的には、水蒸気除去制御部140は、排気湿度取得部110から送信されるスリップ触媒出口湿度が所定の閾値湿度(例えば、約10%)を超えると、水蒸気除去処理部71のエアコンプレッサ74に作動指示信号を送信することにより、水蒸気除去制御を実行する。水蒸気除去制御が実行されると、下流側のN2O分解処理部80には、水蒸気が除去された乾燥排気が送られるようになる。 The water vapor removal control unit 140 operates the air compressor 74 of the water vapor removal processing unit 71 to perform water vapor removal control for removing water vapor in the exhaust gas flowing into the N2O decomposition processing unit 80. Specifically, when the slip catalyst outlet humidity transmitted from the exhaust humidity acquisition unit 110 exceeds a predetermined threshold humidity (for example, about 10%), the water vapor removal control unit 140 has the air compressor 74 of the water vapor removal processing unit 71. The water vapor removal control is executed by transmitting an operation instruction signal to. When the water vapor removal control is executed, the dry exhaust gas from which the water vapor has been removed is sent to the N2O decomposition processing unit 80 on the downstream side.

N2O分解制御部150は、照射装置85を作動させて排気に紫外光を照射することにより、N2Oを分解するN2O分解制御を実施する。具体的には、N2O分解制御部150は、入口N2O濃度値取得部120から送信されるN2O分解処理部80の入口N2O濃度値が所定の閾値濃度値(例えば、5ppm)を超えると、照射装置85に作動指示信号を送信することにより、照射装置85から紫外光を照射させる。また、N2O分解制御部150は、出口N2O濃度値取得部130から送信されるN2O分解処理部80の出口N2O濃度値が所定の閾値濃度値(例えば、5ppm)以下に低下すると、照射装置85に停止指示信号を送信することにより、照射装置85からの紫外光の照射を停止させる。 The N2O decomposition control unit 150 performs N2O decomposition control for decomposing N2O by operating the irradiation device 85 and irradiating the exhaust with ultraviolet light. Specifically, the N2O decomposition control unit 150 is an irradiation device when the inlet N2O concentration value of the N2O decomposition processing unit 80 transmitted from the inlet N2O concentration value acquisition unit 120 exceeds a predetermined threshold concentration value (for example, 5 ppm). By transmitting an operation instruction signal to the 85, the irradiating device 85 irradiates nitrous oxide light. Further, when the outlet N2O concentration value of the outlet N2O decomposition processing unit 80 transmitted from the outlet N2O concentration value acquisition unit 130 drops to a predetermined threshold concentration value (for example, 5 ppm) or less, the N2O decomposition control unit 150 sends the irradiation device 85. By transmitting a stop instruction signal, the irradiation of nitrous oxide from the irradiation device 85 is stopped.

このように、N2O分解処理部80の入口N2O濃度値及び、出口N2O濃度値に基づいて、照射装置85からの紫外光の照射・停止を制御することにより、排気中に含まれるN2Oを乾燥雰囲気下で効率的に分解しつつ、N2Oの排出を確実に削減できるようになる。 In this way, by controlling the irradiation / stopping of the nitrous oxide from the irradiation device 85 based on the inlet N2O concentration value and the outlet N2O concentration value of the N2O decomposition processing unit 80, the N2O contained in the exhaust is in a dry atmosphere. It will be possible to reliably reduce N2O emissions while efficiently disassembling underneath.

次に、図5に基づいて、本実施形態に係る水蒸気除去制御及び、N2O分解制御の処理フローを説明する。本ルーチンは、好ましくは、エンジン10の始動により開始する。 Next, the processing flow of the steam removal control and the N2O decomposition control according to the present embodiment will be described with reference to FIG. This routine is preferably started by starting the engine 10.

ステップS100では、スリップ触媒出口湿度が所定の閾値湿度を超えているか否かを判定する。スリップ触媒出口湿度が所定の閾値湿度を超えている場合(Yes)、本制御はステップS110の処理に進む。一方、スリップ触媒出口湿度が所定の閾値湿度を超えていない場合(No)、本制御はステップS100の判定処理を繰り返す。 In step S100, it is determined whether or not the slip catalyst outlet humidity exceeds a predetermined threshold humidity. When the slip catalyst outlet humidity exceeds a predetermined threshold humidity (Yes), this control proceeds to the process of step S110. On the other hand, when the slip catalyst outlet humidity does not exceed a predetermined threshold humidity (No), this control repeats the determination process of step S100.

ステップS110では、水蒸気除去処理部71のエアコンプレッサ74を作動させることにより、水蒸気除去制御を実行する。 In step S110, the steam removal control is executed by operating the air compressor 74 of the steam removal processing unit 71.

次いで、ステップS120では、N2O分解処理部80の入口N2O濃度値が所定の閾値濃度値を超えているか否かを判定する。入口N2O濃度値が所定の閾値濃度値を超えている場合(Yes)、本制御はステップS130の処理に進む。一方、入口N2O濃度値が閾値濃度値を超えていない場合(No)、本制御はステップS100の判定処理に戻される。 Next, in step S120, it is determined whether or not the inlet N2O concentration value of the N2O decomposition processing unit 80 exceeds a predetermined threshold concentration value. When the inlet N2O concentration value exceeds a predetermined threshold concentration value (Yes), this control proceeds to the process of step S130. On the other hand, when the inlet N2O concentration value does not exceed the threshold concentration value (No), this control is returned to the determination process in step S100.

ステップS130では、照射装置85を作動させて排気に紫外光を照射することにより、N2Oを分解するN2O分解制御を実行する。 In step S130, the N2O decomposition control for decomposing N2O is executed by operating the irradiation device 85 and irradiating the exhaust with ultraviolet light.

次いで、ステップS140では、N2O分解処理部80の出口N2O濃度値が所定の閾値濃度値以下に低下したか否かを判定する。出口N2O濃度値が所定の閾値濃度値以下に低下していない場合(No)、本制御はステップS130の処理に戻される。すなわち、出口N2O濃度値が所定の閾値濃度値以下に低下するまで、N2O分解制御を継続して実行する。一方、出口N2O濃度値が閾値濃度値以下に低下した場合(Yes)、本制御はステップS150の処理に進む。 Next, in step S140, it is determined whether or not the outlet N2O concentration value of the N2O decomposition processing unit 80 has decreased to a predetermined threshold concentration value or less. If the outlet N2O concentration value is not lowered below the predetermined threshold concentration value (No), this control is returned to the process of step S130. That is, the N2O decomposition control is continuously executed until the outlet N2O concentration value drops below the predetermined threshold concentration value. On the other hand, when the outlet N2O concentration value drops below the threshold concentration value (Yes), this control proceeds to the process of step S150.

ステップS150では、照射装置85の作動(紫外光の照射)を停止し、その後、本制御はリターンされる。以降、エンジン10が停止するまで、上述の各ステップS100〜150を繰り返し実行する。 In step S150, the operation of the irradiation device 85 (irradiation of ultraviolet light) is stopped, and then this control is returned. After that, each of the above steps S100 to 150 is repeatedly executed until the engine 10 is stopped.

以上詳述した本実施形態によると、アンモニアスリップ触媒68よりも下流側の排気通路34(直線状通路部83)に、該排気通路34を流れる排気に向けて、N2Oに吸収され、且つ、7.2eVのエネルギを有する波長172nmの紫外光を照射する照射装置85が設けられている。これにより、照射装置85から紫外光を照射すれば、排気中に含まれるN2Oを効率的に分解できるようにとなり、大気に排出されるN2Oを確実に削減することが可能になる。 According to the present embodiment described in detail above, the exhaust passage 34 (linear passage portion 83) on the downstream side of the ammonia slip catalyst 68 is absorbed by N2O toward the exhaust flowing through the exhaust passage 34, and is 7 An irradiation device 85 for irradiating ultraviolet light having a wavelength of 172 nm having an energy of .2 eV is provided. As a result, when ultraviolet light is irradiated from the irradiation device 85, N2O contained in the exhaust can be efficiently decomposed, and N2O discharged to the atmosphere can be reliably reduced.

また、照射装置85から紫外光が照射される直線状通路部83には、上流側の水蒸気除去処理部71によって水分を除去した乾燥排気が流れ込むように構成されており、照射装置85から直線状通路部83に照射させる紫外光は、ミラー部材86A,86B等によって屈折することにより、光路長を長く確保できるように構成されている。これにより、照射装置85から照射させる紫外光が、排気中の水分によってエネルギを奪われることなく、且つ、長い光路長にてN2Oに効果的に吸収されるようになり、N2Oの分解効率を確実に向上することが可能になる。 Further, the linear passage portion 83 to which the ultraviolet light is irradiated from the irradiation device 85 is configured so that the dry exhaust from which the water vapor has been removed by the steam removal processing portion 71 on the upstream side flows into the linear passage portion 83, and the irradiation device 85 linearly flows. The ultraviolet light irradiated to the passage portion 83 is refracted by the mirror members 86A, 86B, etc., so that the optical path length can be secured for a long time. As a result, the ultraviolet light emitted from the irradiation device 85 is effectively absorbed by N2O with a long optical path length without being deprived of energy by the moisture in the exhaust, and the decomposition efficiency of N2O is ensured. It becomes possible to improve.

また、水蒸気除去処理部71は、スリップ触媒出口湿度が所定の閾値湿度(例えば、約10%)を超えると作動し、照射装置85は、N2O分解処理部80の出口N2O濃度値が所定の閾値濃度値(例えば、5ppm)以下に低下すると、紫外光の照射を停止するように構成されている。これにより、無駄な電力の消費が抑えられるようになり、エンジン10の燃費性能の悪化を効果的に防止することも可能になる。 Further, the water vapor removal processing unit 71 operates when the slip catalyst outlet humidity exceeds a predetermined threshold humidity (for example, about 10%), and the irradiation device 85 operates when the outlet N2O concentration value of the N2O decomposition processing unit 80 exceeds a predetermined threshold value. When the concentration value (for example, 5 ppm) or less is lowered, the irradiation of ultraviolet light is stopped. As a result, wasteful power consumption can be suppressed, and deterioration of the fuel efficiency performance of the engine 10 can be effectively prevented.

[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
[Other]
The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.

例えば、後段後処理装置70は、水蒸気除去処理部71を備えるものとして説明したが、水蒸気除去処理部71を省略して構成することもできる。また、N2O分解処理部80は、ミラー部材86A,86Bを備えるものとして説明したが、これらミラー部材86A,86Bを省略して構成することもできる。 For example, although the post-stage post-treatment device 70 has been described as including the steam removal treatment unit 71, the steam removal treatment unit 71 may be omitted. Further, although the N2O decomposition processing unit 80 has been described as including the mirror members 86A and 86B, these mirror members 86A and 86B may be omitted.

また、照射装置85は、波長172nmを含む所定波長帯域の紫外光を照射すものとして説明したが、N2Oに吸収され、且つN2Oを分解可能な波長帯域であれば、他の波長帯域の紫外光を照射するように構成してもよい。また、照射装置85は、エキシマレーザ装置に限定されず、他の光源装置を広く適用することも可能である。 Further, the irradiation device 85 has been described as irradiating ultraviolet light in a predetermined wavelength band including a wavelength of 172 nm, but if it is a wavelength band that is absorbed by N2O and can decompose N2O, ultraviolet light in another wavelength band is used. It may be configured to irradiate. Further, the irradiation device 85 is not limited to the excimer laser device, and other light source devices can be widely applied.

10 エンジン
30 排気マニホールド
31 上流排気通路
32 第1接続排気通路
33 第2接続排気通路
34 下流排気通路
52 酸化触媒
53 フィルタ
67 SCR触媒
68 アンモニアスリップ触媒
71 水蒸気除去処理部
72 導出通路
73 冷却器
74 エアコンプレッサ
75 リターン通路
76 タンク
80 N2O分解処理部
85 照射装置
86A,86B ミラー部材
94 上流N2Oセンサ(上流指標値取得手段)
95 下流N2Oセンサ(下流指標値取得手段)
100 制御装置
110 排気湿度取得部
120 入口N2O濃度値取得部
130 出口N2O濃度値取得部
140 水蒸気除去制御部
150 N2O分解制御部
10 Engine 30 Exhaust manifold 31 Upstream exhaust passage 32 1st connection exhaust passage 33 2nd connection exhaust passage 34 Downstream exhaust passage 52 Oxidation catalyst 53 Filter 67 SCR catalyst 68 Ammonia slip catalyst 71 Steam removal processing unit 72 Derivation passage 73 Cooler 74 Air Compressor 75 Return passage 76 Tank 80 N2O decomposition processing unit 85 Irradiator 86A, 86B Mirror member 94 Upstream N2O sensor (upstream index value acquisition means)
95 Downstream N2O sensor (downstream index value acquisition means)
100 Control device 110 Exhaust humidity acquisition unit 120 Inlet N2O concentration value acquisition unit 130 Outlet N2O concentration value acquisition unit 140 Water vapor removal control unit 150 N2O decomposition control unit

Claims (7)

エンジンから排出される排気を流通させる排気通路と、
前記排気通路に設けられており、該排気通路を流れる排気に向けて、少なくとも亜酸化窒素を分解可能な所定波長の紫外光を照射する照射装置と、を備える
ことを特徴とする排気浄化システム。
An exhaust passage that circulates the exhaust discharged from the engine,
An exhaust purification system provided in the exhaust passage, comprising an irradiation device that irradiates at least ultraviolet light having a predetermined wavelength capable of decomposing nitrous oxide toward the exhaust flowing through the exhaust passage.
前記所定波長が172nmである
請求項1に記載の排気浄化システム。
The exhaust gas purification system according to claim 1, wherein the predetermined wavelength is 172 nm.
前記排気通路の前記照射装置よりも排気上流側に設けられており、前記排気通路を流れる排気から水蒸気を除去可能な水蒸気除去処理部をさらに備え、
前記照射装置は、前記水蒸気除去処理部により水蒸気を除去された乾燥排気に向けて前記紫外光を照射する
請求項1又は2に記載の排気浄化システム。
It is further provided with a water vapor removal processing unit which is provided on the exhaust upstream side of the exhaust passage with respect to the irradiation device and can remove water vapor from the exhaust flowing through the exhaust passage.
The exhaust purification system according to claim 1 or 2, wherein the irradiation device irradiates the ultraviolet light toward the dry exhaust from which water vapor has been removed by the water vapor removal processing unit.
前記排気通路内に該排気通路の軸方向に対して斜めに設けられており、前記照射装置から照射される前記紫外光を屈折させることにより、前記排気通路内における前記紫外光の光路長を長くする少なくとも一以上のミラー部材をさらに備える
請求項1から3の何れか一項に記載の排気浄化システム。
It is provided in the exhaust passage at an angle with respect to the axial direction of the exhaust passage, and by refracting the ultraviolet light emitted from the irradiation device, the optical path length of the ultraviolet light in the exhaust passage is lengthened. The exhaust purification system according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one mirror member.
前記排気通路に設けられており、尿素水から排気熱により加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物を還元浄化する選択還元型触媒と、
前記排気通路の前記選択還元型触媒よりも排気下流側に設けられており、前記選択還元型触媒をスリップしたアンモニアを除去するアンモニアスリップ触媒と、をさらに備え、
前記照射装置は、前記排気通路の前記アンモニアスリップ触媒よりも下流側に配されている
請求項1から4の何れか一項に記載の排気浄化システム。
A selective reduction catalyst provided in the exhaust passage and reducing and purifying nitrogen compounds in the exhaust using ammonia generated by hydrolysis of urea water by exhaust heat as a reducing agent.
An ammonia slip catalyst provided on the downstream side of the exhaust gas of the exhaust passage with respect to the selective reduction catalyst and for removing the ammonia slipped from the selective reduction catalyst is further provided.
The exhaust purification system according to any one of claims 1 to 4, wherein the irradiation device is arranged downstream of the ammonia slip catalyst in the exhaust passage.
前記排気通路の前記照射装置よりも上流側を流れる排気中の亜酸化窒素の濃度指標値を取得する上流指標値取得手段と、
前記排気通路の前記照射装置よりも下流側を流れる排気中の亜酸化窒素の濃度指標値を取得する下流指標値取得手段と、をさらに備え、
前記照射装置は、前記上流指標値取得手段により取得される亜酸化窒素の濃度指標値が所定の閾値を超えると前記紫外光を照射すると共に、前記下流指標値取得手段により取得される亜酸化窒素の濃度指標値が前記閾値以下に低下すると前記紫外光の照射を停止させる
請求項1から5の何れか一項に記載の排気浄化システム。
An upstream index value acquisition means for acquiring a concentration index value of nitrous oxide in an exhaust gas flowing upstream of the irradiation device in the exhaust passage, and an upstream index value acquisition means.
Further provided with a downstream index value acquisition means for acquiring a concentration index value of nitrous oxide in the exhaust gas flowing downstream of the irradiation device of the exhaust passage.
When the concentration index value of nitrous oxide acquired by the upstream index value acquisition means exceeds a predetermined threshold value, the irradiation device irradiates the ultraviolet light and the nitrous oxide acquired by the downstream index value acquisition means. The exhaust purification system according to any one of claims 1 to 5, wherein when the concentration index value of is lowered to the threshold value or less, the irradiation of the ultraviolet light is stopped.
エンジンの排気通路を流れる排気に向けて、少なくとも亜酸化窒素を分解可能な所定波長の紫外光を照射する
ことを特徴とする排気浄化方法。
An exhaust purification method characterized by irradiating the exhaust gas flowing through the exhaust passage of an engine with ultraviolet light having a predetermined wavelength capable of decomposing at least nitrous oxide.
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