JP2788494B2 - ハニカム状排ガス浄化構造体および該構造体を用いた排ガスの浄化方法 - Google Patents
ハニカム状排ガス浄化構造体および該構造体を用いた排ガスの浄化方法Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はハニカム状排ガス浄化構造体および該構造体
を用いた排ガスの浄化方法に関する。
を用いた排ガスの浄化方法に関する。
（従来の技術） 近年、ディーゼルエンジンから排出される、主として
固体状の炭素微粒子および液状ないし固体状の高分子量
炭化水素微粒子からなる微粒子状物質（以下、「パティ
キュレート」という）が環境衛生上問題となっている。
固体状の炭素微粒子および液状ないし固体状の高分子量
炭化水素微粒子からなる微粒子状物質（以下、「パティ
キュレート」という）が環境衛生上問題となっている。
それは、これらパティキュレートが発ガン性物質など
の有害成分を含有し、またその粒子径が殆ど１μｍ以下
であるため大気中で浮遊しやすく、呼吸器官から人体内
に取り込まれやすいからである。このため、これらパテ
ィキュレートのディーゼルエンジンからの排出を厳しく
規制していく方向で検討が進められている。
の有害成分を含有し、またその粒子径が殆ど１μｍ以下
であるため大気中で浮遊しやすく、呼吸器官から人体内
に取り込まれやすいからである。このため、これらパテ
ィキュレートのディーゼルエンジンからの排出を厳しく
規制していく方向で検討が進められている。
パティキュレートの浄化方法としては、（１）耐熱性
ガスフィルター（例えば、セラミックフォーム、ワイヤ
ーメッシュ、金属発泡体、目封じタイプのセラミックハ
ニカムなど）を用い、ディーゼルエンジン排ガスをろ過
して、パティキュレートを捕捉し、圧損が上昇すれば、
バーナまたは電気ヒーターなどの加熱手段を用いて蓄積
した炭素系微粒子を燃焼させ、フィルターを再生し、繰
り返して使用する方法、（２）上記（１）の方法の改良
であって、フィルターに触媒物質を担持させ、フィルタ
ーの燃焼、再生の頻度を少なくする方法、（３）通常の
走行条件で得られる排出条件（ガス組成および温度）に
おいて燃焼・浄化する、いわゆるフィルター方法などが
提案されている。
ガスフィルター（例えば、セラミックフォーム、ワイヤ
ーメッシュ、金属発泡体、目封じタイプのセラミックハ
ニカムなど）を用い、ディーゼルエンジン排ガスをろ過
して、パティキュレートを捕捉し、圧損が上昇すれば、
バーナまたは電気ヒーターなどの加熱手段を用いて蓄積
した炭素系微粒子を燃焼させ、フィルターを再生し、繰
り返して使用する方法、（２）上記（１）の方法の改良
であって、フィルターに触媒物質を担持させ、フィルタ
ーの燃焼、再生の頻度を少なくする方法、（３）通常の
走行条件で得られる排出条件（ガス組成および温度）に
おいて燃焼・浄化する、いわゆるフィルター方法などが
提案されている。
しかし、これらフィルターを用いる方法はいずれも固
体状の炭素系微粒子を高い効率で捕捉することを目的と
しているため、パティキュレートの燃焼・再生時におけ
るフィルター構造体の割れの問題のほか、炭素系微粒子
と共に捕捉される、エンジンオイルからの灰成分（例え
ば、酸化カルシウム、酸化亜鉛、五酸化リンなど）の蓄
積によるフィルターの閉塞ならびに触媒活性の低下など
の問題がある。さらに、フィルター方式の排ガス浄化装
置は圧力損失を招くなどの欠点をも有している。このた
め、実用上十分に満足のいくフィルター方式による排ガ
ス浄化方法は未だ得られていない。
体状の炭素系微粒子を高い効率で捕捉することを目的と
しているため、パティキュレートの燃焼・再生時におけ
るフィルター構造体の割れの問題のほか、炭素系微粒子
と共に捕捉される、エンジンオイルからの灰成分（例え
ば、酸化カルシウム、酸化亜鉛、五酸化リンなど）の蓄
積によるフィルターの閉塞ならびに触媒活性の低下など
の問題がある。さらに、フィルター方式の排ガス浄化装
置は圧力損失を招くなどの欠点をも有している。このた
め、実用上十分に満足のいくフィルター方式による排ガ
ス浄化方法は未だ得られていない。
一方、近年、ディーゼルエンジンの改良（例えば、燃
料噴射の高圧化、燃料噴射タイミングの制御など）に伴
い、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレー
トの低減がなされた。同時に、この改良ディーゼルエン
ジンから排出されるパティキュレートに含まれる、主と
して液状の高分子量炭化水素からなる有機溶剤に可溶な
成分（本発明においては、この成分をSOF（Soluble Org
anic Fraction）という）の割合が増加した。従って、
従来のディーゼルエンジンから排出される排ガスとその
性状をことにしている。このため、このような性状の排
ガスの浄化においては、主として発ガン性物質などの有
害成分を含有するSOFの除去が重要な問題となる。このS
OFの排出量は低温域において増加する傾向にあることか
ら、低温域、特に触媒成分を用いて燃焼・浄化できない
低温域におけるSOFの除去が必要となる。
料噴射の高圧化、燃料噴射タイミングの制御など）に伴
い、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレー
トの低減がなされた。同時に、この改良ディーゼルエン
ジンから排出されるパティキュレートに含まれる、主と
して液状の高分子量炭化水素からなる有機溶剤に可溶な
成分（本発明においては、この成分をSOF（Soluble Org
anic Fraction）という）の割合が増加した。従って、
従来のディーゼルエンジンから排出される排ガスとその
性状をことにしている。このため、このような性状の排
ガスの浄化においては、主として発ガン性物質などの有
害成分を含有するSOFの除去が重要な問題となる。このS
OFの排出量は低温域において増加する傾向にあることか
ら、低温域、特に触媒成分を用いて燃焼・浄化できない
低温域におけるSOFの除去が必要となる。
ディーゼルエンジン排ガスのパティキュレートの浄化
用触媒として、ガス流れに対し平行に貫通孔を有するオ
ープン式のハニカム状触媒が検討され、報告されている
（SAE Paper、810263）。しかし、これは白金系触媒を
用いた場合の、SOF、炭化水素、一酸化炭素などを燃焼
可能な高温における燃焼・浄化性能を示したものであ
り、パティキュレートの除去に関しては、オープン式の
ハニカム状触媒では効果がないことが報告されている。
また、オープン式のハニカム状触媒のSOF吸着・捕捉特
性についてはなんら言及されていない。
用触媒として、ガス流れに対し平行に貫通孔を有するオ
ープン式のハニカム状触媒が検討され、報告されている
（SAE Paper、810263）。しかし、これは白金系触媒を
用いた場合の、SOF、炭化水素、一酸化炭素などを燃焼
可能な高温における燃焼・浄化性能を示したものであ
り、パティキュレートの除去に関しては、オープン式の
ハニカム状触媒では効果がないことが報告されている。
また、オープン式のハニカム状触媒のSOF吸着・捕捉特
性についてはなんら言及されていない。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、排ガス、特にディーゼルエンジン排
ガスの浄化に好適なハニカム状排ガス浄化構造体を提供
することである。
ガスの浄化に好適なハニカム状排ガス浄化構造体を提供
することである。
本発明の他の目的は、ディーゼルエンジン排ガス中の
SOFを低温域で長時間にわたって効率よく、かつ安定し
て吸着・捕捉して、ディーゼルエンジン排ガスの効果的
な浄化を可能とするハニカム状排ガス浄化構造体を提供
することである。
SOFを低温域で長時間にわたって効率よく、かつ安定し
て吸着・捕捉して、ディーゼルエンジン排ガスの効果的
な浄化を可能とするハニカム状排ガス浄化構造体を提供
することである。
本発明の他の目的は、従来のフィルター式排ガス浄化
装置に見られた背圧上昇、ひび割れなどの問題を引き起
こすことなく、特にディーゼルエンジン排ガスの効果的
な浄化を可能とするハニカム状排ガス浄化構造体を提供
することである。
装置に見られた背圧上昇、ひび割れなどの問題を引き起
こすことなく、特にディーゼルエンジン排ガスの効果的
な浄化を可能とするハニカム状排ガス浄化構造体を提供
することである。
本発明の他の目的は、上記ハニカム状排ガス浄化構造
体を用いて排ガス、特にディーゼルエンジン排ガスを効
率よく浄化する排ガス浄化方法を提供することである。
体を用いて排ガス、特にディーゼルエンジン排ガスを効
率よく浄化する排ガス浄化方法を提供することである。
本発明の他の目的は、上記ハニカム状排ガス浄化構造
体にディーゼルエンジン排ガスを接触させることにより
排ガス中のSOFを吸着・捕捉して排ガスを効率よく浄化
し、吸着・捕捉されたSOFは加熱などによって燃焼・分
解してハニカム状排ガス浄化構造体を再生させる排ガス
浄化方法に関する。
体にディーゼルエンジン排ガスを接触させることにより
排ガス中のSOFを吸着・捕捉して排ガスを効率よく浄化
し、吸着・捕捉されたSOFは加熱などによって燃焼・分
解してハニカム状排ガス浄化構造体を再生させる排ガス
浄化方法に関する。
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的を達成するために、ディーゼ
ルエンジン排ガス中のSOFの吸着・捕捉挙動について鋭
意検討の結果、オープン式のハニカム担体に耐火性無機
酸化物を担持したハニカム状排ガス浄化構造体をディー
ゼルエンジン排ガス中に装着すると、排ガス温度が400
℃以下の条件においても、SOFを効率よく長時間にわた
って安定して、吸着・捕捉できることを見い出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。
ルエンジン排ガス中のSOFの吸着・捕捉挙動について鋭
意検討の結果、オープン式のハニカム担体に耐火性無機
酸化物を担持したハニカム状排ガス浄化構造体をディー
ゼルエンジン排ガス中に装着すると、排ガス温度が400
℃以下の条件においても、SOFを効率よく長時間にわた
って安定して、吸着・捕捉できることを見い出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、横断面１平方インチ（2.54cm×
2.54cm）当り100〜600個のガス流通孔を有し、かつその
横断面の開孔率が40〜95％であるオープン式ハニカム担
体に、該担体の容量１リットル当り、比表面積が50〜40
0m2/gのアルミナ、ジルコニア、チタニアおよびシリカ
から選ばれる少なくとも１種の耐火性無機酸化物を50〜
400gの割合で担持してなるディーゼルエンジン排ガス中
のパティキュレートを構成するSOFを除去するためのハ
ニカム状排ガス浄化構造体に関する。
2.54cm）当り100〜600個のガス流通孔を有し、かつその
横断面の開孔率が40〜95％であるオープン式ハニカム担
体に、該担体の容量１リットル当り、比表面積が50〜40
0m2/gのアルミナ、ジルコニア、チタニアおよびシリカ
から選ばれる少なくとも１種の耐火性無機酸化物を50〜
400gの割合で担持してなるディーゼルエンジン排ガス中
のパティキュレートを構成するSOFを除去するためのハ
ニカム状排ガス浄化構造体に関する。
また、本発明は、ディーゼルエンジンの排ガスを上記
のハニカム状排ガス浄化構造体に接触させて排ガス中の
パティキュレートを構成するSOFを除去することを特徴
とするディーゼルエンジン排ガス浄化方法に関する。
のハニカム状排ガス浄化構造体に接触させて排ガス中の
パティキュレートを構成するSOFを除去することを特徴
とするディーゼルエンジン排ガス浄化方法に関する。
また、本発明は、上記のハニカム状排ガス浄化構造体
を高温酸素含有雰囲気下に置くことにより、構造体上の
SOFを燃焼・分解させて再生することを特徴とする上記
のハニカム状排ガス浄化構造体の再生方法に関する。
を高温酸素含有雰囲気下に置くことにより、構造体上の
SOFを燃焼・分解させて再生することを特徴とする上記
のハニカム状排ガス浄化構造体の再生方法に関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のハニカム状排ガス浄化構造体（以下、単に
「ハニカム状構造体」という）において使用するハニカ
ム担体には、特に制限はなく、一般にハニカム担体と称
されるものであればいずれも使用することができる。こ
れらのうちで、コージェライト、ムライト、α−アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、リン酸チタン、アルミニウ
ムチタネート、ベタライト、スポジュメン、アルミナ・
シリケート、ケイ酸マグネシウムなどからなるセラミッ
クハニカムおよびステンレスまたはFe−Cr−Al合金など
の酸化抵抗性の耐熱金属を用いて一体構造体としたメタ
ルハミカムなどが好適に使用される。特に、ディーゼル
エンジン排ガス浄化用としては、コージェライト質ハニ
カムあるいはメタルハニカムが好適である。
「ハニカム状構造体」という）において使用するハニカ
ム担体には、特に制限はなく、一般にハニカム担体と称
されるものであればいずれも使用することができる。こ
れらのうちで、コージェライト、ムライト、α−アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、リン酸チタン、アルミニウ
ムチタネート、ベタライト、スポジュメン、アルミナ・
シリケート、ケイ酸マグネシウムなどからなるセラミッ
クハニカムおよびステンレスまたはFe−Cr−Al合金など
の酸化抵抗性の耐熱金属を用いて一体構造体としたメタ
ルハミカムなどが好適に使用される。特に、ディーゼル
エンジン排ガス浄化用としては、コージェライト質ハニ
カムあるいはメタルハニカムが好適である。
本発明におけるハニカム担体は、オープン式であって
排ガス流れに対し平行な複数個の貫通孔（以下、「ガス
流通孔」という）を有する。特に、ハニカム担体の横断
面１平方インチ（2.54cm×2.54cm）当りのガス流通孔の
数が100〜600個であり、開孔率が40〜95％の場合に優れ
たSOFの吸着・捕捉効果が得られる。なお、ここにいう
開孔率とは、ハニカム担体の横断面積に対する全ガス流
通孔の横断面積の合計の割合を意味する。
排ガス流れに対し平行な複数個の貫通孔（以下、「ガス
流通孔」という）を有する。特に、ハニカム担体の横断
面１平方インチ（2.54cm×2.54cm）当りのガス流通孔の
数が100〜600個であり、開孔率が40〜95％の場合に優れ
たSOFの吸着・捕捉効果が得られる。なお、ここにいう
開孔率とは、ハニカム担体の横断面積に対する全ガス流
通孔の横断面積の合計の割合を意味する。
上記ガス流通孔の数が100個未満、あるいは開孔率が4
0％未満では、ハニカム構造体の単位容積当りの排ガス
との接触表面積が減少してSOFの吸着・捕捉効果が低下
し、さらには背圧上昇を招いて好ましくない。一方、ガ
ス流通孔の数が600個を超えるか、あるいは開孔率が95
％を超えるとハニカム構造体を構成する隔壁が薄くな
り、十分な強度が得られず実用上好ましくない。
0％未満では、ハニカム構造体の単位容積当りの排ガス
との接触表面積が減少してSOFの吸着・捕捉効果が低下
し、さらには背圧上昇を招いて好ましくない。一方、ガ
ス流通孔の数が600個を超えるか、あるいは開孔率が95
％を超えるとハニカム構造体を構成する隔壁が薄くな
り、十分な強度が得られず実用上好ましくない。
上記ハニカム担体に担持する耐火性無機酸化物として
は、比表面積が50〜400m2/gの範囲にあり、SOFを吸着し
得るものであればいずれも使用することができるが、特
にアルミナ、ジルコニア、チタニアおよびシリカが好適
に使用される。これらは単独でも、あるいは２種以上混
合して使用することもできる。また、これらの複合酸化
物としても使用することができる。
は、比表面積が50〜400m2/gの範囲にあり、SOFを吸着し
得るものであればいずれも使用することができるが、特
にアルミナ、ジルコニア、チタニアおよびシリカが好適
に使用される。これらは単独でも、あるいは２種以上混
合して使用することもできる。また、これらの複合酸化
物としても使用することができる。
上記比表面積が50m2/g未満ではSOFの吸着・捕捉効果
が低く、一方400m2/gを超えると熱的に不安定なものと
なり実用的でない。
が低く、一方400m2/gを超えると熱的に不安定なものと
なり実用的でない。
上記耐火性無機酸化物はハニカム担体上に、該担体の
容量１当り50〜400gの割合にて担持される。この担持
量が50g未満ではSOFを吸着・捕捉できる飽和量が著しく
低下し、一方400gを超えると耐火性無機酸化物のはくり
やハニカム状構造体の孔の目づまりが起こりやすくなっ
て好ましくない。
容量１当り50〜400gの割合にて担持される。この担持
量が50g未満ではSOFを吸着・捕捉できる飽和量が著しく
低下し、一方400gを超えると耐火性無機酸化物のはくり
やハニカム状構造体の孔の目づまりが起こりやすくなっ
て好ましくない。
上記ハニカム担体に耐火性無機酸化物を担持してなる
ハニカム状構造体に吸着・捕捉されたSOFは、高温酸素
雰囲気下におくことによって燃焼・分解させることが可
能であり、これによってハニカム状構造体を容易に再生
させることができる。具体的には、ハニカム状構造体を
エンジンの運転条件の変更に応じて排出される、例えば
400℃を超える高温排ガスと接触させるか、あるいはバ
ーナ、電気ヒーターなどの加熱手段を用いて加熱するこ
とによってハニカム状構造体を再生することができる。
ハニカム状構造体に吸着・捕捉されたSOFは、高温酸素
雰囲気下におくことによって燃焼・分解させることが可
能であり、これによってハニカム状構造体を容易に再生
させることができる。具体的には、ハニカム状構造体を
エンジンの運転条件の変更に応じて排出される、例えば
400℃を超える高温排ガスと接触させるか、あるいはバ
ーナ、電気ヒーターなどの加熱手段を用いて加熱するこ
とによってハニカム状構造体を再生することができる。
上記燃焼・分解温度を低下させる目的で耐火性無機酸
化物のほかに白金、パラジウムおよびロジウムから選ば
れる少なくとも１種の貴金属を担持させることもでき
る。
化物のほかに白金、パラジウムおよびロジウムから選ば
れる少なくとも１種の貴金属を担持させることもでき
る。
本発明で使用するハニカム状構造体の容量はエンジン
排気量によって変わるが、ディーゼルエンジン排ガス浄
化の場合、エンジン排気量１当り0.3〜３の容量の
ハニカム状構造体を使用する。ハニカム状構造体のエン
ジン排気量１当りの容量が0.3未満では、主として
排ガスとの接触時間の低下によってSOFの吸着・捕捉効
果が低下し、一方３を超えると、ハニカム状構造体の
容量が非常に大きなものとなって現実的でない。
排気量によって変わるが、ディーゼルエンジン排ガス浄
化の場合、エンジン排気量１当り0.3〜３の容量の
ハニカム状構造体を使用する。ハニカム状構造体のエン
ジン排気量１当りの容量が0.3未満では、主として
排ガスとの接触時間の低下によってSOFの吸着・捕捉効
果が低下し、一方３を超えると、ハニカム状構造体の
容量が非常に大きなものとなって現実的でない。
なお、本発明のハニカム状構造体および排ガス浄化方
法は、特にディーゼルエンジンから排出される排ガスで
あって、排ガス温度が200℃以下においては、排ガス1m3
当り50mg以下のパティキュレートを含有し、かつパティ
キュレート中のSOFの含量が40％以上であるディーゼル
エンジン排ガスの浄化に極めて効果的である。
法は、特にディーゼルエンジンから排出される排ガスで
あって、排ガス温度が200℃以下においては、排ガス1m3
当り50mg以下のパティキュレートを含有し、かつパティ
キュレート中のSOFの含量が40％以上であるディーゼル
エンジン排ガスの浄化に極めて効果的である。
（発明の効果） 本発明のハニカム状排ガス浄化装置を使用した場合の
主たる効果を列挙すれば次の通りである。
主たる効果を列挙すれば次の通りである。
（１） 発ガン性物質などの有害成分を含有する排ガス
の浄化に効果的であり、特にディーゼルエンジン排ガス
中のSOFを効率よく除去することができる。
の浄化に効果的であり、特にディーゼルエンジン排ガス
中のSOFを効率よく除去することができる。
（２） ディーゼルエンジン排ガス中のSOFの割合は低
温域で増加する傾向にあるが、このような低温域におい
てもSOFを効果的に除去することができる。
温域で増加する傾向にあるが、このような低温域におい
てもSOFを効果的に除去することができる。
（３） ディーゼルエンジン排ガス中のSOFを長時間安
定して除去することができる。
定して除去することができる。
（４） 長時間の使用によって蓄積したSOFの堆積物
は、例えば400℃を超える高温排ガスに暴露することに
よって、あるいはバーナ、電気ヒーターなどの加熱手段
で加熱することにより容易に燃焼・分解させることがで
き、この際ひび割れなどの問題が生じることはない。従
って、このような再生操作を施すことによって繰り返し
て使用することができる。
は、例えば400℃を超える高温排ガスに暴露することに
よって、あるいはバーナ、電気ヒーターなどの加熱手段
で加熱することにより容易に燃焼・分解させることがで
き、この際ひび割れなどの問題が生じることはない。従
って、このような再生操作を施すことによって繰り返し
て使用することができる。
（実施例） 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。
る。
実施例１ 比表面積130m2/gのアルミナ3kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のステ
ンレス製ハニカム担体 セル形状：コルゲーション型 ガス流通孔の数:200個（ハニカム担体の横断面１平方
インチ（2.54cm×2.54cm）当り、以下同じ） 開孔率:89％ 容量:2.47（担体の内径（以下、単に「内径」とい
う）:5.66インチ（×2.54cm）、担体の長さ（以下、単
に「長さ」という）:6インチ（×2.54cm） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で２時間乾燥した後、500℃で２時間焼成して、ハ
ニカム担体の容量１当りアルミナを300g担持したハニ
カム状構造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のステ
ンレス製ハニカム担体 セル形状：コルゲーション型 ガス流通孔の数:200個（ハニカム担体の横断面１平方
インチ（2.54cm×2.54cm）当り、以下同じ） 開孔率:89％ 容量:2.47（担体の内径（以下、単に「内径」とい
う）:5.66インチ（×2.54cm）、担体の長さ（以下、単
に「長さ」という）:6インチ（×2.54cm） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で２時間乾燥した後、500℃で２時間焼成して、ハ
ニカム担体の容量１当りアルミナを300g担持したハニ
カム状構造体を得た。
実施例２ 比表面積118m2/gのチタニア3kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のステ
ンレス製ハニカム担体 セル形状：コルゲーション型 ガス流通孔の数:450個 開孔率:83％ 容量:1.65（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:4
インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で２時間乾燥した後、500℃で２時間焼成して、ハ
ニカム担体の容量１当りチタニアを200g担持したハニ
カム状構造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のステ
ンレス製ハニカム担体 セル形状：コルゲーション型 ガス流通孔の数:450個 開孔率:83％ 容量:1.65（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:4
インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で２時間乾燥した後、500℃で２時間焼成して、ハ
ニカム担体の容量１当りチタニアを200g担持したハニ
カム状構造体を得た。
実施例３ 比表面積130m2/gのアルミナ2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約400個 開孔率:75％ 容量:2.47（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
6.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを100g担持したハニカム状構
造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約400個 開孔率:75％ 容量:2.47（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
6.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを100g担持したハニカム状構
造体を得た。
実施例４ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積120m
2/gのジルコニアを用いた以外は実施例３と同様にし
て、担体の容量１当りジルコニアを100g担持したハニ
カム状構造体を得た。
2/gのジルコニアを用いた以外は実施例３と同様にし
て、担体の容量１当りジルコニアを100g担持したハニ
カム状構造体を得た。
実施例５ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積136m
2/gのチタニア−ジルコニア混合粉体（TiO2/ZrO2重量比
＝1/1）を用いた以外は実施例３と同様にして、担体の
容量１当りチタニアおよびジルコニアをそれぞれ50g
および50g担持したハニカム状構造体を得た。
2/gのチタニア−ジルコニア混合粉体（TiO2/ZrO2重量比
＝1/1）を用いた以外は実施例３と同様にして、担体の
容量１当りチタニアおよびジルコニアをそれぞれ50g
および50g担持したハニカム状構造体を得た。
実施例６ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積152m
2/gのアルミナ−シリカ複合酸化物（Al2O3/SiO2重量比
＝4/1）を用いた以外は実施例３と同様にして、担体の
容量１当りアルミナ−シリカ複合酸化物を100g担持し
たハニカム状構造体を得た。
2/gのアルミナ−シリカ複合酸化物（Al2O3/SiO2重量比
＝4/1）を用いた以外は実施例３と同様にして、担体の
容量１当りアルミナ−シリカ複合酸化物を100g担持し
たハニカム状構造体を得た。
実施例７ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積132m
2/gの、白金を１重量％担持したアルミナを用いた以外
は実施例３と同様にして、担体の容量１当りアルミナ
および白金をそれぞれ100gおよび1g担持したハニカム状
構造体を得た。
2/gの、白金を１重量％担持したアルミナを用いた以外
は実施例３と同様にして、担体の容量１当りアルミナ
および白金をそれぞれ100gおよび1g担持したハニカム状
構造体を得た。
実施例８ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積112m
2/gの、パラジウムを１重量％担持したアルミナを用い
た以外は実施例３と同様にして、担体の容量１当りア
ルミナおよびパラジウムをそれぞれ100gおよび1g担持し
たハニカム状構造体を得た。
2/gの、パラジウムを１重量％担持したアルミナを用い
た以外は実施例３と同様にして、担体の容量１当りア
ルミナおよびパラジウムをそれぞれ100gおよび1g担持し
たハニカム状構造体を得た。
実施例９ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積106m
2/gの、白金およびロジウムをそれぞれ0.7重量％および
0.3重量％担持したジルコニアを用いた以外は実施例３
と同様にして、担体の容量１当りジルコニア、白金お
よびロジウムをそれぞれ100g、0.7gおよび0.3g担持した
ハニカム状構造体を得た。
2/gの、白金およびロジウムをそれぞれ0.7重量％および
0.3重量％担持したジルコニアを用いた以外は実施例３
と同様にして、担体の容量１当りジルコニア、白金お
よびロジウムをそれぞれ100g、0.7gおよび0.3g担持した
ハニカム状構造体を得た。
実施例10 比表面積150m2/gのアルミナ2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約200個 開孔率:63％ 容量:2.47（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
6.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを200g担持したハニカム状構
造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約200個 開孔率:63％ 容量:2.47（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
6.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを200g担持したハニカム状構
造体を得た。
実施例11 比表面積86m2/gのチタニア2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約300個 開孔率:72％ 容量:3.62（内径:7.5インチ（×2.54cm）、長さ:5.
0インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りチタニアを80g担持したハニカム状構
造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約300個 開孔率:72％ 容量:3.62（内径:7.5インチ（×2.54cm）、長さ:5.
0インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りチタニアを80g担持したハニカム状構
造体を得た。
実施例12 比表面積102m2/gのアルミナ2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に下記の円柱状のコージ
ェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約400個 開孔率:75％ 容量:1.65（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
4.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥して、担体の容量１当りアルミナ
を150g担持したハニカム状構造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に下記の円柱状のコージ
ェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約400個 開孔率:75％ 容量:1.65（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
4.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥して、担体の容量１当りアルミナ
を150g担持したハニカム状構造体を得た。
比較例１ 実施例１において、担体の容量１当りのアルミナの
担持量が30gになるようにした以外は実施例１と同様に
して、担体の容量１当りアルミナを30g担持したハニ
カム状構造体を得た。
担持量が30gになるようにした以外は実施例１と同様に
して、担体の容量１当りアルミナを30g担持したハニ
カム状構造体を得た。
比較例２ 比表面積150m2/gのアルミナ2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約400個 開孔率:75％ 容量:0.67（内径:3.60インチ（×2.54cm）、長さ:
4.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを150g担持したハニカム状構
造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約400個 開孔率:75％ 容量:0.67（内径:3.60インチ（×2.54cm）、長さ:
4.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを150g担持したハニカム状構
造体を得た。
比較例３ 比表面積150m2/gのアルミナ2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約100個 開孔率:30％ 容量:1.65（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
4.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを200g担持したハニカム状構
造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約100個 開孔率:30％ 容量:1.65（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
4.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを200g担持したハニカム状構
造体を得た。
比較例４ 比表面積150m2/gのアルミナ2kgを水と湿式粉砕してス
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約50個 開口率:72％ 容量:2.47（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
6.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを300g担持したハニカム状構
造体を得た。
ラリー化した。このスラリー中に、下記の円柱状のコー
ジェライトモノリス担体 ガス流通孔の数：約50個 開口率:72％ 容量:2.47（内径:5.66インチ（×2.54cm）、長さ:
6.00インチ（×2.54cm）） を浸漬した後、余分なスラリーを取り除いた。引続き、
150℃で３時間乾燥した後、400℃で２時間焼成して、担
体の容量１当りアルミナを300g担持したハニカム状構
造体を得た。
比較例５ 実施例３において、アルミナの代わりに比表面積15m2
/gのジルコニアを用いた以外は実施例３と同様にして、
担体の容量１当りジルコニアを200g担持したハニカム
状構造体を得た。
/gのジルコニアを用いた以外は実施例３と同様にして、
担体の容量１当りジルコニアを200g担持したハニカム
状構造体を得た。
上記実施例１〜12および比較例１〜５におけるハニカ
ム担体、耐火性無機酸化物の性状などを表１にまとめて
示す。
ム担体、耐火性無機酸化物の性状などを表１にまとめて
示す。
実施例13 実施例１〜12および比較例１〜５で得られたハニカム
状構造体について、市販の過給直噴式ディーゼルエンジ
ン（４気筒、2800cc）で、燃料として硫黄含量が0.03重
量％である軽油を用いて下記の試験を行った。
状構造体について、市販の過給直噴式ディーゼルエンジ
ン（４気筒、2800cc）で、燃料として硫黄含量が0.03重
量％である軽油を用いて下記の試験を行った。
エンジン回転数1000rpm、トルク1.0kg・ｍ、構造体入
口温度100℃の条件において、ハニカム状構造体の入口
部および出口部の排ガス中のパティキュレートを通常の
ダイリュウーショントンネル法を用いて捕捉した。この
パティキュレートをジクロロメタン溶液で抽出して、抽
出前後のパティキュレートの重量変化からSOFの排出量
（mg/m3−排ガス）を測定し、ハニカム状構造体によるS
OFの捕捉率を求めた。
口温度100℃の条件において、ハニカム状構造体の入口
部および出口部の排ガス中のパティキュレートを通常の
ダイリュウーショントンネル法を用いて捕捉した。この
パティキュレートをジクロロメタン溶液で抽出して、抽
出前後のパティキュレートの重量変化からSOFの排出量
（mg/m3−排ガス）を測定し、ハニカム状構造体によるS
OFの捕捉率を求めた。
さらに、上記の排ガス雰囲気下でハニカム状構造体を
10時間曝露した後、再度同様にしてSOFの捕捉率を測定
した。
10時間曝露した後、再度同様にしてSOFの捕捉率を測定
した。
なお、ハニカム状構造体の上記試験前後の重量を測定
し、SOFの捕捉によるハニカム状構造体の重量変化の測
定も行った。
し、SOFの捕捉によるハニカム状構造体の重量変化の測
定も行った。
結果を表２に示す。
表２の結果から、本発明のハニカム状構造体は優れた
SOFの吸着・捕捉効果を発揮し、しかもその性能を長時
間にわたって安定して維持できることが理解される。
SOFの吸着・捕捉効果を発揮し、しかもその性能を長時
間にわたって安定して維持できることが理解される。
実施例14 実施例13で試験した後の各ハニカム状構造体を電気炉
中で600℃で２時間加熱して捕捉したSOFを燃焼、除去し
た。この再生ハニカム状構造体を、エンジン回転数2000
rpm、トルク3.6kg・ｍ、構造体入口温度200℃とした以
外は実施例13と同様にして試験した。
中で600℃で２時間加熱して捕捉したSOFを燃焼、除去し
た。この再生ハニカム状構造体を、エンジン回転数2000
rpm、トルク3.6kg・ｍ、構造体入口温度200℃とした以
外は実施例13と同様にして試験した。
結果を表３に示す。
表３の結果から、本発明のハニカム状構造体に吸着・
捕捉されたSOFは加熱によって燃焼・分解され、このよ
うに再生されたハニカム状構造体は再度排ガス浄化装置
として効果的に利用できることが理解される。
捕捉されたSOFは加熱によって燃焼・分解され、このよ
うに再生されたハニカム状構造体は再度排ガス浄化装置
として効果的に利用できることが理解される。
実施例15 実施例３で得たハニカム状構造体であって、実施例14
で試験した後のSOFを吸着・捕捉したハニカム状構造体
を実施例13で用いたと同じエンジンおよび燃料を用い
て、エンジン回転数2500rpm、トルク20.6kg・ｍのエン
ジン運転条件の排ガス中に装着して15分間曝露し、その
間の構造体入口部および出口部のSOFの排出量を実施例1
3におけると同様にして測定した。なお、この運転は停
止状態から一気に運転したものであり、15分後のハニカ
ム状構造体入口温度は570℃であった。
で試験した後のSOFを吸着・捕捉したハニカム状構造体
を実施例13で用いたと同じエンジンおよび燃料を用い
て、エンジン回転数2500rpm、トルク20.6kg・ｍのエン
ジン運転条件の排ガス中に装着して15分間曝露し、その
間の構造体入口部および出口部のSOFの排出量を実施例1
3におけると同様にして測定した。なお、この運転は停
止状態から一気に運転したものであり、15分後のハニカ
ム状構造体入口温度は570℃であった。
その結果、ハニカム状構造体入口部および出口部のSO
Fの排出量はそれぞれ1.6mg/m3−排ガスおよび1.3mg/m3
−排ガスであり、その排出量は低い値を示すとともに、
ハニカム状構造体に捕捉されたSOFの放出は認められな
かった。
Fの排出量はそれぞれ1.6mg/m3−排ガスおよび1.3mg/m3
−排ガスであり、その排出量は低い値を示すとともに、
ハニカム状構造体に捕捉されたSOFの放出は認められな
かった。
試験後取り出したハニカム状構造体の重量は1402.7g
であり、初期の重量1402.0gと同等の重量を示した。ま
た、実施例14の試験後においてはSOFの吸着・捕捉によ
る茶褐色を呈したがハニカム状構造体が初期の白色を呈
し、SOFが分解、除去されてハニカム状構造体が再生さ
れていることが確認された。
であり、初期の重量1402.0gと同等の重量を示した。ま
た、実施例14の試験後においてはSOFの吸着・捕捉によ
る茶褐色を呈したがハニカム状構造体が初期の白色を呈
し、SOFが分解、除去されてハニカム状構造体が再生さ
れていることが確認された。
上記結果から、本発明のハニカム状構造体に吸着・捕
捉されたSOFは、エンジン運転条件などを変更して高温
排ガスを排出させ、これをハニカム状構造体に接触させ
ることによっても燃焼・分解され、使用後のハニカム状
構造体を効果的に再生できることが理解される。
捉されたSOFは、エンジン運転条件などを変更して高温
排ガスを排出させ、これをハニカム状構造体に接触させ
ることによっても燃焼・分解され、使用後のハニカム状
構造体を効果的に再生できることが理解される。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−143941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−57223（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−56783（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−27295（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/00 B01D 53/36
Claims (7)
- 【請求項１】横断面１平方インチ（2.54cm×2.54cm）当
り100〜600個のガス流通孔を有し、かつその横断面の開
孔率が40〜95％であるオープン式ハニカム担体に、該担
体の容量１リットル当り、比表面積が50〜400m2/gのア
ルミナ、ジルコニア、チタニアおよびシリカから選ばれ
る少なくとも１種の耐火性無機酸化物を50〜400gの割合
で担持してなるディーゼルエンジン排ガス中のパティキ
ュレートを構成するSOFを除去するためのハニカム状排
ガス浄化構造体。 - 【請求項２】耐火性無機酸化物のほかに白金、パラジウ
ムおよびロジウムから選ばれる少なくとも１種の貴金属
を担持してなる請求項１に記載の構造体。 - 【請求項３】ディーゼルエンジンの排ガスを請求項１の
ハニカム状排ガス浄化構造体に接触させて排ガス中のパ
ティキュレートを構成するSOFを除去することを特徴と
するディーゼルエンジン排ガス浄化方法。 - 【請求項４】ハニカム状排ガス浄化構造体の容量がエン
ジン排気量１リットル当り0.3〜３リットルである請求
項３に記載の方法。 - 【請求項５】請求項１のハニカム状排ガス浄化構造体を
高温酸素含有雰囲気下に置くことにより、構造体上のSO
Fを燃焼・分解させて再生することを特徴とする請求項
１のハニカム状排ガス浄化構造体の再生方法。 - 【請求項６】構造体を加熱手段を用いて加熱して再生す
る請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】構造体を高温排ガスと接触させて再生する
請求項５に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17109589A JP2788494B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | ハニカム状排ガス浄化構造体および該構造体を用いた排ガスの浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17109589A JP2788494B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | ハニカム状排ガス浄化構造体および該構造体を用いた排ガスの浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0338255A JPH0338255A (ja) | 1991-02-19 |
| JP2788494B2 true JP2788494B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=15916896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17109589A Expired - Lifetime JP2788494B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | ハニカム状排ガス浄化構造体および該構造体を用いた排ガスの浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788494B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0722767A1 (en) * | 1995-01-17 | 1996-07-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Catalyst for purifying exhaust gases |
| JPH09234367A (ja) | 1995-12-25 | 1997-09-09 | Cataler Kogyo Kk | ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
| JP4689874B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2011-05-25 | 東洋エアゾール工業株式会社 | エアゾール容器のトリガー式噴射切替装置 |
| AT412531B (de) * | 2002-06-03 | 2005-04-25 | Porzellanfabrik Frauenthal Gmb | Wabenkörpereinrichtung für die thermische abgasbehandlung |
| WO2005079165A2 (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
| GB0501731D0 (en) * | 2005-01-31 | 2005-03-02 | Accentus Plc | Catalytic reactor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047868B2 (ja) * | 1979-08-13 | 1985-10-24 | 蛇の目ミシン工業株式会社 | ミシンの糸調子調整用信号出力装置 |
| JPS6157223A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-24 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集用フイルタ |
| JPS6256783A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱搬送装置 |
| JPH0811194B2 (ja) * | 1986-12-08 | 1996-02-07 | 株式会社日本触媒 | 窒素酸化物除去用触媒 |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP17109589A patent/JP2788494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0338255A (ja) | 1991-02-19 |
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