JP2902166B2 - 排気過給機付内燃機関の脱硝装置 - Google Patents

排気過給機付内燃機関の脱硝装置

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排気過給機付内燃機関に
おける脱硝装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディーゼルエンジンでは、ボイラ
と同様に排ガス中のNOxを除去するため、温度300
〜400℃で排ガス中のNOxとほぼ等モルのアンモニ
アを加えた後、NOx還元触媒と接触させてN2 とH2
Oに分解する方法が採られている。またメタロシリカ系
触媒では、排ガス中に酸素が存在しても脱硝することか
ら、ディーゼルエンジンに採用されているが、ディーゼ
ルエンジンから排出される未燃炭化水素が少なく、脱硝
率が低い為、不飽和低級炭化水素を還元剤として排気中
に添加して排気を浄化する方法が採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の脱硝触
媒層では、図2に示すような関係があり、脱硝率を高め
るためには図中の適正温度範囲に触媒層温度を保持する
ことが望ましい。ところがエンジンの排気ガスは負荷に
よって温度差が大きいため、触媒層温度が適正温度範囲
にならず、還元剤が十分であっても充分な触媒活性を得
ることができない。
【0004】特に排気ターボ過給機付内燃機関から排出
された高温の排気ガスは、触媒活性を下げると同時に耐
久性も悪くなり、劣化を早めたり、添加した還元剤によ
り、かえって公害問題が悪化する場合もある。本発明
は、上記の従来装置における問題点を解消し、メタロシ
リカ系触媒層の温度を常時適温範囲に保持し、NOxを
効率的に還元分解すると共に、触媒の耐久性を向上した
排気過給機付き内燃機関の脱硝装置を提供することを目
的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明の排気過給機付
内燃機関の脱硝装置は、不飽和低級炭化水素を還元剤と
するメタロシリカ系触媒層により、排ガス中のNOX
脱硝する装置であって、触媒層の温度を検知する温度セ
ンサと、触媒前の排気管路中に設けられ冷却水により排
気ガスを冷却する熱交換器と、該熱交換器の冷却水入口
部に設けられて冷却水の量を制御する冷却水調整弁と、
上記温度センサからの検知温度により上記触媒層の最適
活性温度範囲に応じて上記冷却水調整弁の開度を制御す
る温度コントローラとを備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】排気過給機付内燃機関において、触媒層の温度
センサの出力が温度コントローラに入力され、該コント
ローラよりの出力により、温度が高い場合は、熱交換器
の冷却水調整弁の開度を適宜制御するので、常時触媒層
の温度が図2に示す適正温度範囲になるようにコントロ
ールされる。
【0007】これにより、運転の広範囲にわたり充分の
触媒活性が得られ、高効率でNOxを還元できると共
に、未反応の炭化水素や一酸化炭素の排出を抑えること
が出来る。また、高温による触媒劣化を抑え耐久性の向
上が計れる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図1について説明する。図
において、1はエンジン本体2は給気マニホルドで排気
過給機9より新気をエンジン本体に供給する。3は燃料
タンク、4は燃料供給管、5は高圧燃料噴射ポンプで、
燃料タンク3から燃料供給管4を通じて供給された燃料
を高圧にして高圧燃料噴射管6を通じて燃料噴射弁7に
よりエンジン本体1に噴射して燃焼させる。8は排気マ
ニホルドで、エンジン本体で燃焼した高温高圧の排気ガ
スを排気過給機9に流す。10は排気管、11は排気管
に連結された不飽和低級炭化水素を還元剤とするメタロ
シリカ系触媒を用いた触媒層である。12は還元剤であ
る不飽和低級炭化水素の供給装置、13は還元剤を排気
管に供給する供給パイプ、14は触媒層11の内部温度
を検知する温度センサー、15は触媒層11前の排気管
10に取付けた熱交換器、16は冷却水供給源(図示せ
ず)より熱交換器15に導入する冷却水入口管で、先端
に冷却水調整弁17が設けられ、熱交換器15の出口に
は冷却水出口管18が設けられている。19は温度セン
サ14の出力により冷却水調整弁17の開度をコントロ
ールする温度コントローラである。
【0009】次に本実施例の作用について説明する。エ
ンジン本体1より排出される高温高圧の排気ガスは、排
気過給機9で仕事をした後、排気管内に排出され、不飽
和低級炭化水素の供給装置12より供給パイプ13をへ
て供給された還元剤と共に下流に設置された触媒層11
に導かれる。この際触媒層11内に設置された温度セン
サ14よりの検知出力が温度コントローラ19に入力さ
れ、図2に示した触媒の最適活性温度になるよう冷却水
調整弁17の開度をコントロールし排気管10内の排気
ガスを冷却して触媒層11に導入する。このようにし
て、エンジンの運転が広範囲で充分な触媒活性が得ら
れ、排気中のNOxは勿論未反応の炭化水素や一酸化炭
素の排出も抑制される。
【0010】以上ディーゼルエンジンの実施例について
説明したが、本発明は単にディーゼルエンジンに適用さ
れるのみならず、火花点火排気過給機付エンジン(ガソ
リンエンジン、ガスエンジン)、過給付でないエンジン
にも適用することができる。
【0011】
【発明の効果】本発明は、不飽和低級炭化水素を還元剤
とするメタロシリカ系触媒層により排ガス中のNOxを
脱硝する装置において、触媒層の温度を検知する温度セ
ンサと、触媒前の排気管路中に設けられ冷却水により排
気ガスを冷却する熱交換器と、該熱交換器の冷却水入口
部に設けられて冷却水の量を制御する冷却水調整弁と、
上記温度センサからの検知温度により上記冷却水調整弁
の開度を制御する温度コントローラとを具えたことによ
り、次の効果を有する。脱硝装置の温度が、不飽和低級
炭化水素を還元剤とするメタロシリカ系触媒の最適活性
温度範囲内に制御されるため、エンジン運転の広範囲に
わたり充分な触媒活性が得られ、排気中のNOxを高効
率で脱硝すると共に、未反応の炭化水素及び一酸化炭素
の排出を抑えることができる。また高温による触媒劣化
を抑え耐久性の向上が計られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】脱硝率と触媒層温度の関係図である。
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 給気マニホルド 3 燃料タンク 5 燃料噴射ポンプ 8 排気マニホルド 9 排気過給機 10 排気管 11 触媒層 12 不飽和低級炭化水素供給装置 14 温度センサ 15 熱交換器 16 冷却水入口管 17 冷却水調整弁 18 冷却水出口管 19 温度コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/08 F01N 3/02 F01N 3/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和低級炭化水素を還元剤とするメタ
    ロシリカ系触媒層により、排ガス中のNOXを脱硝する
    装置において、触媒層の温度を検知する温度センサと、
    触媒前の排気管路中に設けられ冷却水により排気ガスを
    冷却する熱交換器と、該熱交換器の冷却水入口部に設け
    られて冷却水の量を制御する冷却水調整弁と、上記温度
    センサからの検知温度により上記触媒層の最適活性温度
    範囲に応じて上記冷却水調整弁の開度を制御する温度コ
    ントローラとを備えたことを特徴とする排気過給機付内
    燃機関の脱硝装置。
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GB2337710B (en) * 1998-05-15 2002-11-13 Arvin Ind Inc Exhaust system
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