【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼル内燃機関の排ガス等のパティキュレートを含む被処理ガスを脱塵処理するガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル内燃機関やボイラ等の燃焼装置などからの排ガスにはパティキュレートが含まれている。例えば、ディーゼル内燃機関は、エネルギー効率が高く、また耐久性が優れているため、自動車などの輸送機用、一般動力用、発電器用などに汎用されているが、排ガス中に主としてスート、ＳＯＦ、サルフェートからなるパティキュレートが含まれているため、このまま大気に開放したのでは環境上大きな問題となる。
この対策として、自動車などの輸送機ではエンジンの改良、燃料噴射系の改良などが行われ、これによりディーゼル内燃機関より排出される排ガス中のパティキュレートをある程度低減することができている。しかし、これらの方法によるパティキュレートの低減ではまだ十分ではないため、さらにパティキュレートを低減する方法として、セラミック製フィルタでパティキュレートを捕捉した後、このパティキュレートを電気ヒータ、バーナなどで着火させ、パティキュレート自体の燃焼熱で伝播燃焼させて除去する方法などが検討されている。
一方、定置式や産業用のディーゼルエンジン、加熱炉、コージェネレーションシステム、ヒートポンプ、ボイラ等の燃焼装置では、排ガス対策としてサイクロン、バグフィルタなどの集塵装置を用いる方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、セラミック製フィルタを用いてパティキュレートを捕捉し、これを電気ヒータあるいはバーナを用いて着火させて燃焼し、フィルタを再生する手段では、フィルタに捕捉されたパティキュレートの全部が着火するように電気ヒータやバーナを配置することが困難であり、一部に着火させて伝播させるが、セラミックフィルタは熱伝導率が低いため、熱の伝播が悪くフィルタ内にホットスポットつまり温度分布ができる。その結果、フィルタの溶損が起こることがあり、フィルタの耐久性が悪くなる。
また、サイクロンはフィルタに比してパティキュレートの捕集効率が悪く、バグフィルタは装置が大型になると共に耐熱性、再生効率が悪い。
そこで、本発明は、このような実情に鑑みなされたものであり、その目的は、耐久性に優れたガス処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のガス処理装置は、炭素系微粒子等のパティキュレートを含むディーゼル内燃機関の排ガス等の被処理ガスをフィルタで脱塵処理するガス処理装置において、前記フィルタが、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭ系のステンレス鋼の薄板を巻回したコイル材を端面切削して金属繊維を形成した後、この金属繊維を集積して焼結及び熱処理して成形された高温耐熱性ステンレス鋼の金属繊維フィルタであり、かつ酸化燃焼触媒を担持したものであり、該金属繊維フィルタの上流側に、前記被処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加装置及びその燃料添加装置からの燃料を触媒の存在下で燃焼させて、金属繊維フィルタに捕捉されたパティキュレートを燃焼させ得る温度に被処理ガスを加熱する触媒燃焼部を備えた加熱装置を設けたものである。
前記金属繊維フィルタは、熱処理により焼結金属繊維表面にアルミナ薄膜が形成されてなるものであることが好ましい。さらに、前記触媒燃焼部の触媒が、通電により発熱するハニカムに酸化触媒を担持してなることが好ましい。
【０００５】
このように、フィルタの上流の触媒燃焼部で燃料を燃焼させることにより、被処理ガス全量を均一に加熱することができ、フィルタ全体を加熱することが可能となるので、フィルタの再生を良好に行える。特にフィルタが特定の材質を用いて特定の製造法により得られた金属繊維フィルタであるため、熱伝導率が高く、フィルタの一部分にパティキュレートが集中的に捕捉されてこれが燃焼しても、熱が他に伝播して、フィルタの温度分布が小さくなるので、耐久性が向上する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１において、１はガス処理装置を示し、このガス処理装置１は、炭素系微粒子等のパティキュレートを含む被処理ガスを脱塵処理するものである。被処理ガスはディーゼル内燃機関やボイラ等の燃焼装置から排出される排ガス等の高温（約２５０℃以上の温度）のガスであり、例えばディーゼル内燃機関の排ガスで、このガス中には主としてスート、ＳＯＦ、サルフェートなどからなるパティキュレートが含まれている。この被処理ガスのガス通路２の途中には処理部３が設けられ、この処理部は円筒形（あるいは断面矩形状）であって、ガス通路２より拡径され（断面矩形状の場合にはガス通路２より断面積が大きく形成され）、この処理部３にガス処理装置１が主に設けられている。
ガス処理装置１は、被処理ガス中の炭素系微粒子等のパティキュレートを捕捉する金属繊維フィルタ４と、この金属繊維フィルタ４の上流側に設けられ、被処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加装置５及びその燃料添加装置５からの燃料を触媒の存在下で燃焼させて、金属繊維フィルタ４に捕捉されたパティキュレートを燃焼させ得る温度に被処理ガスを加熱する触媒燃焼部６を備えた加熱装置７とから主になる。
【０００７】
金属繊維フィルタ４は、高温耐熱性金属繊維を焼結した焼結体であり、この焼結体は、被処理ガス中のパティキュレートを捕捉できるならばどのような形状でもよく、例えば、平板状、一端部が閉塞された筒状、カップ状、皿状に形成され、具体的には、図２に示すように、帯板状、円筒状、断面星型筒状に形成してもよい。
金属繊維フィルタ４（金属繊維）の材質は、高温耐熱性を有する、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭ系のステンレス鋼からなるものである。具体的には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭ系のステンレス鋼としては、重量比でＣｒ：１５〜２３％、Ａｌ：２.５〜６．０％、ＲＥＭとしては、Ｌａ、Ｙ,Ｃｅの１種または２種以上が用いられ、添加量は０.０２〜１％であり、残部はＦｅであるものを挙げることができる。なお、他の組成として不可避成分を含んでもよい。
【０００８】
金属繊維の製造にはコイル材切削法が用いられ、これにより、例えば高温耐熱性ステンレス鋼を長繊維で所定の形状の繊維に製造することが可能である。具体的には、コイル材切削法は、図３に示すように、板厚が例えば５〜１５０μｍの高温耐熱性ステンレス鋼の薄板（箔）１０を旋削主軸１１にタイトにコイル状に巻回し、このコイル材の端面１２を旋削主軸１１と平行な送りを与えた工具１３により所定の切り込みで切削する。これにより、三次元的に適度にカールした高温耐熱性ステンレス長繊維束１４が工具すくい面に沿って後方に流出し、途切れなく連続的に創成される。そして前記繊維束１４を幅方向に展張し、１０ｍｍ〜３００ｍｍの長さに切断することで図４（ａ）に示すような高温耐熱性ステンレス鋼繊維１５となる。
図４（ａ）（ｂ）は前記方法で得られた１本の高温耐熱性ステンレス鋼繊維１５を示しており、断面は矩形状をなし、表面はしわ状の粗面を有している。
【０００９】
前記コイル材端面切削法によれば、高温耐熱性ステンレス鋼繊維１５は、一辺（繊維幅Ｗ）が板厚に一致し、一辺（繊維厚さｔ）が工具送り量ｓによって決定される。従って、高温耐熱性ステンレス鋼薄板１０の厚さと切込み（工具送り量）を調整することで様々な形状の繊維を製造することができる。上記繊維製造条件としては、工具すくい角：１５〜４５°、切削速度：３０〜９５ｍ／ｍｉｎ、送り量：５〜４０μｍ／ｍｉｎである。
金属繊維の長さは１０〜３００ｍｍが好ましく、長さが１０ｍｍ未満では繊維同士の絡みあいが少なくなり、３００ｍｍを超えると不均一に固まって均一な通気孔を形成しにくくなる。
金属繊維の幅（繊維の平均直径）は、５〜５００μｍが好ましく、より好適には１０〜１００μｍが好ましく、幅が５μｍ未満ではパティキュレートが堆積して通気孔の目つまりを起こしやすく、また機械的強度や耐熱性が低くなり、５００μｍを超えると、パティキュレートが通気孔をガスと共に通過してフィルタとしての基本機能を持たなくなる。
【００１０】
高温耐熱性金属繊維を図５に示すようにフィルタ状に成形するには、形状を保持させるために、焼結させる。焼結を行う場合には、真空もしくは非酸化性雰囲気中で８００〜１３００℃の範囲で１０分〜１０時間加熱することで行う。この焼結時に荷重をかけることも好適である。また、焼結後にフィルタを波形あるいは凹凸形に加工することも好ましい。フィルタあるいは触媒体を波形あるいは凹凸形に加工するとフィルタの機械的強度が向上する。
具体的には、焼結を行う場合、金属繊維１６を目付け重量３００〜５０００ｇ／ｍ2に集積し、所望形状例えば板状（あるいは図に例示する形状）のウェブに成形する。金属繊維１６の目付け量が３００ｇ／ｍ2未満では気孔率が高すぎパティキュレートをほとんど捕捉することができず、５０００ｇ／ｍ2を超えるとパティキュレートの処理能力はそれ以上変化せず、かえって繊維を大量に使用するので経済性が悪くなる。
次に、このウェブを真空または非酸化性雰囲気中で８００〜１２５０℃の範囲で１０分〜１０時間加熱して焼結する。この焼結時に荷重をかけることも好適である。こうして得られた焼結体１７から必要寸法のフィルタを切り出す。フィルタ形状が図１に示すものである場合には、この時点で曲げ加工などを施す。そして、その後、空気などの酸化性雰囲気中にて６００〜１１００℃、１〜２０時間の条件で熱処理する。この熱処理により、図６（ａ）（ｂ）に示すようにアルミナ薄膜１８が焼結繊維１９の表面に形成される。熱処理温度が６００℃以下ではアルミナ薄膜１８が十分に形成することができず、１１００℃を超えると高温では異常酸化によりアルミナが剥離、飛散する。前記温度範囲内であって７００℃以下では２（Ｆｅ，Ｃｒ，Ａｌ）＋４．５Ｏ2→Ｆｅ2Ｏ3＋Ｃｒ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3の反応により、７００℃以上ではＦｅ2Ｏ3＋Ａｌ→Ａｌ2Ｏ3＋２Ｆｅの反応により各々耐久性薄膜１８が生成される。しかも、組成としてＲＥＭが添加されているので、高温でのアルミナ薄膜１８の安定性が向上し、９００℃以下の使用温度で良好な機械的特性を示す。
これにより、図５に示すように、金属繊維１６をランダムに配向して接触部を融着した多孔構造の焼結体１７が得られ、例えば断面略矩形状の焼結金属繊維１９の表面には、図６（ａ）に示すように、均一な厚さのアルミナ薄膜１８が被覆されている。このアルミナ薄膜１８は、金属繊維１９の交差部分では、図６（ｂ）に示すように、これを囲繞するように被覆され、交差接触部分がメタルタッチとなっている。
【００１１】
また、金属繊維フィルタ４に酸化触媒を担持するようにしてもよい。酸化触媒の担体としては、特に限定されるものではないが、アルミナ、シリカ、ズルコニア、チタニア、ＺＳＭ−５、ＵＳＹ、ＳＡＰＯ、Ｙ型ゼオライトなどのゼオライト類、シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チタニア−ジルコニアから選ばれる少なくとも１種類が好ましい。担体の粒子径は０.０１〜２０μｍが好ましく、特に好ましいのは０.１〜１０μｍである。粒子径が０.０１μｍ未満では製造が困難であり、２０μｍを超えるとフィルタの孔を閉塞あるいはフィルタからの剥離が生じやすくなる。
触媒担体に担持する触媒活性成分としては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｌａ、Ｃｅあるいはこれらの金属酸化物から選ばれる少なくとも１種類が好ましく、これらの中でもより好ましくはＰｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｋ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｅあるいはこれらの金属酸化物がよく、最も好ましいのはＣｕ、Ｋ、Ｍｏの３成分である。この３成分を使用することにより、低温でパティキュレートの燃焼を可能とすると共に、ガス中に含まれるＳＯ２等の触媒被毒成分に対して耐久性がある。
これらの金属あるいは金属酸化物の触媒担体への担持量は、それぞれの金属分に換算して担体１ｇに対して０.０１〜２ｇが好ましく、より好ましくは０.０５〜１．０ｇであり、担持量が０．０１ｇ未満であると触媒の活性が発現せず、２ｇを超えるとフィルタに担持させる場合にフィルタの閉塞を起こすおそれがある。
触媒担体と触媒をフィルタ４に担持させる手段としては、特に限定されるものではないが、例えばウォッシュコート法、含浸法、ノズルを用いた吹き付け法などの方法を用いることができる。
【００１２】
金属繊維フィルタ４の上流側に設けられている加熱装置７は、図１に示すように、被処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加装置５と、その燃料添加装置５からの燃料を触媒の存在下で燃焼させる触媒燃焼部６とから主になる。
触媒燃焼部６は、ガス通路２の処理部３内であって金属繊維フィルタ４の上流側に設けられ、燃料添加装置５からの燃料を酸化触媒の存在下で燃焼させるものである。触媒燃焼部（酸化触媒層）６を形成する構造体の形状は特に限定されないが、ハニカム形状が好ましく、構造体は構造体全体が通電され得る材料で成形することが好ましい。具体的には、触媒燃焼部６は、例えばアルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ジルコニア、チタニアを担体として、この担体に白金、パラジウム、ロジウム等の酸化触媒を含浸させ、これを通電により発熱するハニカム状の構造体の壁面に担持させて成形される。このように、触媒燃焼部６を通電により発熱し得るように成形する際には、この触媒燃焼部６に通電を行う通電装置（図示せず）を取り付けることが望ましく、これにより、触媒燃焼部６で燃料を燃焼させるとき、被処理ガスの温度が低かったり（例えばガスの温度が２５０〜３００℃）、燃料が燃焼しにくい（揮発しにくい）燃料であったりしても燃料の燃焼を十分に行え、かつ、通電により触媒燃焼部６の立ち上がりが早くなる。つまり、通電により触媒燃焼部６自体が昇温され、立ち上がりが早くなる。
【００１３】
燃料添加装置５はガス通路２の処理部３より上流側に設けられ、通路２内に軽油、灯油等の液燃料やガス燃料を吹き込む（噴出する）ものである。燃料添加装置５は、燃料をガス通路２内に吹き込むものならばどのような構造のものでもよく、例えば噴出ノズルを１つまたは２以上用いて燃料を噴出するようにしてもよく、また燃料の噴出方向も特に限定されないが、ガスの流れ方向に沿って噴出することが好ましい。燃料添加装置５からの燃料量及び触媒燃焼部６の触媒成分量は、金属繊維フィルタ４に流入する被処理ガスの温度が６００〜９００℃、好ましくは６５０〜７００℃になるように調整する。ガス温度が６００℃未満ではパティキュレートが燃焼せず、９００℃を超えるとフィルタ４の耐熱性が問題となる。なお、フィルタ４に酸化触媒を担持する場合には、パティキュレートを低温で燃焼させることができるので、前記被処理ガスの温度の下限を例えば５００℃に下げることが可能となる。
【００１４】
燃料の供給（燃料添加装置５からの燃料の噴出）すなわちフィルタ４の再生は、フィルタ４の前後の差圧を検出して、その差圧が予め設定した設定値になったときに行ったり、所定の時間間隔をおいて行うようにする。例えば、差圧による場合には、金属繊維フィルタ４の前後にガス圧力検出器（図示せず）を設け、これら検出器からの検出値から差圧を求め、この差圧の値が設定値になったとき燃料が被処理ガス中に噴出されるようにする。その設定値は、予め実験等で測定した結果に基づいて内燃機関や燃焼装置の燃焼状態等が悪くならない範囲で任意に設定された値にすることは勿論である。また、所定の時間間隔をおいて行う場合には、予め実験等で測定した結果に基づいて内燃機関や燃焼装置の燃焼状態等が悪くならないような時間間隔で行うようにする。
【００１５】
また、ガス通路２の処理部３より上流側に燃料添加装置５を設けて、ガス通路２内に燃料を噴出し、これが処理部３に流入することにより燃料がある程度ガス中に拡散するが、燃料添加装置５の下流であって、例えばガス通路（あるいは処理部３内の触媒燃焼部６の上流側）に分散混合器例えばスワラー８を設けるようにしてもよい。これにより、燃料の分散を確実に行えることになる。
【００１６】
つぎにこのガス処理装置１の作用を述べる。
被処理ガス例えばディーゼル内燃機関の排ガスは、ガス通路２内を流れて、処理部３に流入する。そこでガスが金属繊維フィルタ４を通過し、ガス中のパティキュレートがフィルタ４に捕捉され、脱塵処理される。脱塵処理されたガス（処理ガス）はガス通路２内をさらに下流へと流れる。
そして、フィルタ４に捕捉されたパティキュレートの量が多くなると、燃料添加装置５から燃料例えば軽油がガス通路２内に噴出される。この軽油と排ガスが処理部３に流入し、スワラー８により分散混合される。この混合体が触媒燃焼部６に流入してそこで触媒の存在下で軽油が燃焼し、排ガスが加熱されて昇温される。この昇温されたガスが金属繊維フィルタ４に流入し、このガスによりフィルタ４に捕捉されている炭素系微粒子等のパティキュレートが燃焼し、フィルタ４上のパティキュレートが除去される。これにより、フィルタ４が再生され、良好にガスの脱塵処理を行える状態になる。
【００１７】
このように、金属繊維フィルタ４の上流で燃料を添加し、この添加燃料を触媒燃焼部６で燃焼させるので、排ガス全量を均一に加熱することができる。この際、スワラー８を設けることにより、一層排ガスを均一に加熱することができる。これによって、フィルタ４全体がガスにより加熱されるため、フィルタ４に捕捉されているパティキュレートは燃え残ることなく全部が燃焼する。このため、フィルタ４の再生を良好に行えることになる。また、フィルタが金属繊維フィルタ４であるため、熱伝導率が高く、ホットスポットができないと共に、フィルタ４の一部分にパティキュレートが集中的に捕捉されてこれが燃焼しても、熱が他に伝播して、フィルタ４の温度分布が小さくなるので、フィルタ４の耐久性が向上することになる。さらに、触媒燃焼部６を設けているため、その触媒燃焼部６でもパティキュレートの捕捉を行えるので、フィルタ４のみの時と比較してパティキュレートの除去効率が高くなる。すなわち、パティキュレートの処理能力が高くなる。
【００１８】
また、金属繊維フィルタ４を構成する金属繊維１５がコイル材切削法で製造されていることにより、基材として低コストの高温耐熱性ステンレス鋼を用いることができるので、金属繊維１５を容易に低コストで製造することが可能となると共に、均一な形状の繊維１５を形成することが可能となる。また、金属繊維１５を集積してウェブにして焼結するだけではなく、焼結後に熱処理して繊維表面にアルミナ薄膜１８を形成しているので、高温耐久性、耐酸化性、機械強度が高くなる。さらに、製造される繊維１５の径や集積してウェブにする際の集積する量を自由に変化させることで細孔径を任意に調整できるため、排ガス中のパティキュレートの処理率を任意に変えることができると共に、ガス中やパティキュレート中の灰分を堆積しないように調整することができる。さらにまた、金属繊維１５は寸法形状がそろっている上に表面積が大きく、かつ断面を矩形状に形成することで、排ガス中のパティキュレートを各辺のエッジで確実に捕捉することができる。
【００１９】
さらに、金属繊維フィルタ４に酸化触媒を担持させることにより、パティキュレートを燃焼させる温度を下げることができ、低い温度でフィルタ４の再生を行えるので、よりフィルタ４の耐久性が向上することになる。また、フィルタ４での再生温度が下がることで、燃料の供給量を低減することができ、経済性も良くなる。
【００２０】
従って、本発明のガス処理装置は、パティキュレートの処理能力が高いと共に、優れた耐久性を有し、かつ、経済性や再生能力にも良好なものとなる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００２２】
触媒燃焼部１
アルミナ・粒子（粒子径５μｍ）９．５ｇを純水１００ｍｌに塩化白金酸１．３ｇを溶かしてできた水溶液中に浸し、１３０℃で１時間乾燥した後５００℃で２時間乾燥して、白金触媒（以後、Ｐｔ／ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3）を調製した。
次にこの触媒１０ｇを純水１００ｍｌと混合させ、ボールミルで２４時間粉砕混合して触媒スラリーを調製した。この触媒スラリーを市販のセラミックハニカム（１００ｃｅｌｌ／ｉｎｃｈ2、４００ｃｃ)にウォッシュコートして１１０℃で１時間乾燥した後、５００℃で２時間焼成する操作をハニカム１リットル当たりＰｔを６ｇ担持するまで繰り返すことによって排ガス昇温用酸化触媒燃焼部を作成した。
【００２３】
フィルタ１
高温耐熱性ステンレス鋼（Ｃｒ：２０．０２、Ａｌ：４.９％、Ｌａ：０.０８％残部Ｆｅ及び不可避成分）の薄板を巻き回したコイル材を端面切削して製造した繊維径５０μｍの金属繊維を集積してウエブにし、それを焼結および熱処理して焼結して高温耐熱性金属繊維フィルタを製作した。
【００２４】
フィルタ２
チタニア粒子７ｇを、硝酸銅３水和塩３．８ｇ、硝酸カリウム２．６ｇ、モリブデン酸アンモニウム４水和塩１．８ｇより調製した水溶液２００ｍｌ中に混合し、この混合溶液をかくはんしながら水分を蒸発させ、１１０℃で１時間乾燥した後、５００℃で２時間焼成し触媒を調製した。この触媒１０ｇを純度９９％のエタノール９０ｍｌと混合させ、ボールミルで２４時間粉砕混合して触媒スラリーを調製した。この触媒スラリーを、高温耐熱性ステンレス鋼（Ｃｒ：２０．０２、Ａｌ：４.９％、Ｌａ：０.０８％残部Ｆｅ及び不可避成分）の薄板を巻き回したコイル材を端面切削して製造した繊維径５０μｍの金属繊維を集積してウエブにし、それを焼結および熱処理して焼結してなる高温耐熱性金属繊維フィルタ上にウオッシュコートして１１０℃で１時間乾燥した後、５００℃で２時間焼成する操作を金属繊維フィルタ１ｇ当たり５０ｍｇ触媒粒子が担持されるまで繰り返すことによって高温耐熱性金属繊維フィルタを製作した。
【００２５】
実施例１
前記触媒燃焼部１とフィルタ１を備えたガス処理装置でディーゼル排ガスの処理を行い、その評価をおこなった。
ディーゼル排ガス４Ｎｍ3／ｈｒを１時間ガス処理装置内を通過させ、金属繊維フィルタでパティキュレートを捕集する。その後、排ガス昇温用触媒燃焼部の５０ｃｍ前に挿入された燃料添加ノズルから軽油を４８ｍｌ／ｈｒの流量で供給し、その供給口から１０ｃｍ下流側にあるスワラーで分散混合させたのち、触媒燃焼部に送り込む。送り込まれた軽油燃料は触媒燃焼部で燃焼し、排ガスを加熱する。昇温されたガスがさらに下流側にある金属繊維フィルタを通過する時にフィルタ上のパティキュレートを燃焼する。その結果を図７及び図８に示す。図７は、図１に示したガス処理装置の各位置での温度との関係を示した図であり、図８は、燃料を供給してから金属繊維フィルタの前後の差圧がどのように変化するかを調べた図である。
【００２６】
実施例２
前記触媒燃焼部１とフィルタ２を備えたガス処理装置でディーゼル排ガスの処理を行い、その評価をおこなった。
ディーゼル排ガス４Ｎｍ3／ｈｒを１時間ガス処理装置内を通過させ、金属繊維フィルタでパティキュレートを捕集する。その後、排ガス昇温用触媒燃焼部の５０ｃｍm前に挿入された燃料添加ノズルから軽油を３３ｍｌ／ｈｒの流量で供給し、供給口から１０ｃｍ下流側にあるスワラーで分散混合させたのち、触媒燃焼部に送り込む。送り込まれた軽油燃料は触媒燃焼部で燃焼し、排ガスを加熱する。昇温されたガスがさらに下流側にある触媒担持金属繊維フィルタを通過する時にフィルタ上のパティキュレートを燃焼する。その結果を図７及び図８に示す。
【００２７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、フィルタの耐久性が向上すると共にフィルタの再生を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】金属繊維フィルタの形状を示す図である。
【図３】コイル材切削装置の一例を示す斜視図である。
【図４】金属繊維の一例を示す図であり、その（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図５】金属繊維をフィルタ状にした状態を示す図である。
【図６】金属繊維に熱処理を施した状態を示す断面図であり、その（ａ）は繊維単体を示す図、（ｂ）は繊維が交差した部分を示す図である。
【図７】フィルタ内の温度分布を示す図である。
【図８】再生時間とフィルタの差圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ガス処理装置
４ 金属繊維フィルタ
５ 燃料添加装置
６ 触媒燃焼部
７ 加熱装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas processing apparatus for dedusting a gas to be processed including particulates such as exhaust gas from a diesel internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Particulates are contained in the exhaust gas from combustion devices such as diesel internal combustion engines and boilers. For example, since a diesel internal combustion engine has high energy efficiency and excellent durability, it is widely used for transportation equipment such as automobiles, general power, generators, etc., but mainly soot, SOF, Since particulates composed of sulfate are included, it would be a big environmental problem if it was opened to the atmosphere as it was.
As countermeasures for this, in transport vehicles such as automobiles, improvements in engines, fuel injection systems, and the like have been carried out, whereby particulates in exhaust gas discharged from diesel internal combustion engines can be reduced to some extent. However, since the reduction of the particulates by these methods is not yet sufficient, as a method of further reducing the particulates, after capturing the particulates with a ceramic filter, the particulates are ignited with an electric heater, a burner, etc. A method of removing it by propagation combustion using the heat of combustion of the particulates itself is being studied.
On the other hand, in a combustion apparatus such as a stationary type or an industrial diesel engine, a heating furnace, a cogeneration system, a heat pump, or a boiler, a method of using a dust collector such as a cyclone or a bag filter is taken as an exhaust gas countermeasure.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the means for capturing particulates using a ceramic filter, igniting and burning them using an electric heater or burner, and regenerating the filter, all of the particulates captured by the filter are ignited. Although it is difficult to dispose an electric heater or a burner and a part of the filter is ignited and propagates, the ceramic filter has a low thermal conductivity, so that heat propagation is poor and a hot spot, that is, a temperature distribution is formed in the filter. As a result, the filter may be melted and the durability of the filter will deteriorate.
In addition, the cyclone has a lower particulate collection efficiency than the filter, and the bag filter has a larger apparatus and lower heat resistance and regeneration efficiency.
Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a gas processing apparatus having excellent durability.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the gas treatment device of the present invention is a gas treatment device for dedusting a gas to be treated such as exhaust gas of a diesel internal combustion engine containing particulates such as carbon-based fine particles with a filter. A high-temperature heat-resistant molded metal fiber is formed by cutting the end face of a coil material wound with a thin sheet of Fe-Cr-Al-REM stainless steel, and then forming the metal fiber by sintering and heat treatment. A stainless steel metal fiber filter carrying an oxidation combustion catalyst, and a fuel addition device for injecting fuel into the gas to be treated on the upstream side of the metal fiber filter, and fuel from the fuel addition device A heating apparatus having a catalyst combustion section that heats the gas to be treated to a temperature at which the particulates captured by the metal fiber filter can be burned in the presence of a catalyst. Is provided.
The metal fiber filter, have preferably be heat treated by those formed by alumina thin film is formed on the sintered metal fiber surface. Et al is, the catalyst of the catalytic combustion portion is preferably formed by supporting an oxidation catalyst on the honeycomb which generates heat by energization.
[0005]
In this way, by burning the fuel in the catalytic combustion section upstream of the filter, the entire amount of the gas to be treated can be heated uniformly, and the entire filter can be heated. Yes. In particular, since the filter is a metal fiber filter obtained by a specific manufacturing method using a specific material , the thermal conductivity is high, and even if particulates are intensively trapped in a part of the filter and burnt, Propagates to others, and the temperature distribution of the filter becomes small, so that the durability is improved.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a gas processing apparatus. The gas processing apparatus 1 dedusts a gas to be processed containing particulates such as carbon-based fine particles. The gas to be treated is a high-temperature gas (a temperature of about 250 ° C. or higher) such as exhaust gas discharged from a combustion apparatus such as a diesel internal combustion engine or a boiler. For example, exhaust gas from a diesel internal combustion engine. Particulates such as SOF and sulfate are included. A processing section 3 is provided in the middle of the gas passage 2 for the gas to be processed. The processing section is cylindrical (or rectangular in cross section) and has a diameter larger than that of the gas passage 2 (in the case of a rectangular cross section). The gas processing device 1 is mainly provided in the processing section 3.
The gas processing device 1 includes a metal fiber filter 4 that captures particulates such as carbon-based fine particles in the gas to be processed, and a fuel addition device 5 that is provided upstream of the metal fiber filter 4 and blows fuel into the gas to be processed. And the heating apparatus provided with the catalyst combustion part 6 which burns the fuel from the fuel addition apparatus 5 in presence of a catalyst, and heats to-be-processed gas to the temperature which can burn the particulates capture | acquired by the metal fiber filter 4 7 and so on.
[0007]
The metal fiber filter 4 is a sintered body obtained by sintering a high-temperature heat-resistant metal fiber, and this sintered body may have any shape as long as it can capture particulates in the gas to be treated. , It is formed in a cylindrical shape with one end closed, a cup shape, or a dish shape. Specifically, as shown in FIG. 2, it may be formed in a band plate shape, a cylindrical shape, or a cross-sectional star-shaped cylindrical shape.
Material of the metal fibers filter 4 (metal fiber) is that having a high-temperature resistant, is made of F e-Cr-Al-REM series stainless steel. Specifically, the Fe-Cr-Al-REM-based stainless steel, Cr in a weight ratio: 15~23%, Al: 2.5~6.0% , as the REM, La, Y, and Ce one or more is used, the addition amount is 0.02 to 1% residual portion may include what is Fe. In addition, an unavoidable component may be included as another composition.
[0008]
The production of metal fiber coils material cutting method is used, thereby, for example, can be made into fibers of a predetermined shape high-temperature resistant stainless steel long fibers. Specifically, in the coil material cutting method, as shown in FIG. 3, a thin plate (foil) 10 of a high temperature heat resistant stainless steel having a plate thickness of, for example, 5 to 150 μm is tightly wound around the turning spindle 11 in a coil shape, The end face 12 of this coil material is cut with a predetermined notch by a tool 13 that is fed parallel to the turning spindle 11. As a result, the high-temperature heat-resistant stainless steel long fiber bundle 14 that has been moderately curled three-dimensionally flows backward along the tool rake face, and is continuously created without interruption. The fiber bundle 14 is stretched in the width direction and cut to a length of 10 mm to 300 mm, whereby a high temperature heat resistant stainless steel fiber 15 as shown in FIG.
4 (a) and 4 (b) show one high-temperature heat-resistant stainless steel fiber 15 obtained by the above-described method. The cross-section has a rectangular shape and the surface has a wrinkled rough surface.
[0009]
According to the coil material end face cutting method, one side (fiber width W) of the high-temperature heat-resistant stainless steel fiber 15 matches the plate thickness, and one side (fiber thickness t) is determined by the tool feed amount s. Therefore, various shapes of fibers can be produced by adjusting the thickness and cutting (tool feed amount) of the high-temperature heat-resistant stainless steel sheet 10. The fiber production conditions are tool rake angle: 15 to 45 °, cutting speed: 30 to 95 m / min, feed amount: 5 to 40 μm / min.
The length of the metal fiber is preferably 10 to 300 mm. When the length is less than 10 mm, the entanglement between the fibers decreases, and when the length exceeds 300 mm, the metal fibers are hardened non-uniformly and it is difficult to form a uniform air hole.
The width of the metal fiber (average diameter of the fiber) is preferably 5 to 500 μm, more preferably 10 to 100 μm. If the width is less than 5 μm, particulates are deposited and the air holes are easily clogged. When the mechanical strength and heat resistance are reduced and the thickness exceeds 500 μm, the particulates pass through the vents together with the gas and do not have a basic function as a filter.
[0010]
In order to shape the high-temperature heat-resistant metal fiber into a filter shape as shown in FIG. 5, it is sintered to keep the shape . When performing sintering is performed by heating 10 minutes to 10 hours in the range of 800 to 1300 ° C. in a vacuum or non-oxidizing atmosphere. It is also preferable to apply a load during the sintering. It is also preferable to process the filter into a corrugated or uneven shape after sintering. When the filter or the catalyst body is processed into a corrugated or uneven shape, the mechanical strength of the filter is improved.
Specifically, when sintering is performed, the metal fibers 16 are accumulated at a basis weight of 300 to 5000 g / m 2 and formed into a web having a desired shape, for example, a plate shape (or a shape illustrated in the drawing). If the basis weight of the metal fiber 16 is less than 300 g / m 2 , the porosity is too high to trap particulates, and if it exceeds 5000 g / m 2 , the particulate processing capacity does not change any more. Since a large amount of is used, the economy becomes worse.
Next, the web is sintered in a vacuum or non-oxidizing atmosphere by heating in the range of 800 to 1250 ° C. for 10 minutes to 10 hours. It is also preferable to apply a load during the sintering. A filter having a required size is cut out from the sintered body 17 thus obtained. If the filter shape is as shown in FIG. 1, bending is performed at this point. And it heat-processes on condition of 600-1100 degreeC and 1 to 20 hours after that in oxidizing atmosphere, such as air. By this heat treatment, an alumina thin film 18 is formed on the surface of the sintered fiber 19 as shown in FIGS. When the heat treatment temperature is 600 ° C. or less, the alumina thin film 18 cannot be sufficiently formed, and when it exceeds 1100 ° C., the alumina peels off and scatters due to abnormal oxidation at a high temperature. Within the above temperature range and below 700 ° C., the reaction of 2 (Fe, Cr, Al) + 4.5O 2 → Fe 2 O 3 + Cr 2 O 3 + Al 2 O 3 causes Fe 2 O 3 + Al → at 700 ° C. or higher. Durable thin films 18 are produced by the reaction of Al 2 O 3 + 2Fe. Moreover, since REM is added as a composition, the stability of the alumina thin film 18 at a high temperature is improved, and good mechanical properties are exhibited at a use temperature of 900 ° C. or lower.
As a result, as shown in FIG. 5, a sintered body 17 having a porous structure in which the metal fibers 16 are randomly oriented and the contact portions are fused is obtained, for example, on the surface of the sintered metal fibers 19 having a substantially rectangular cross section. As shown in FIG. 6A, an alumina thin film 18 having a uniform thickness is coated. As shown in FIG. 6 (b), the alumina thin film 18 is coated so as to surround the crossing portion of the metal fiber 19, and the crossing contact portion is a metal touch.
[0011]
Further, the metal fiber filter 4 may carry an oxidation catalyst. The support for the oxidation catalyst is not particularly limited, but zeolites such as alumina, silica, zulconia, titania, ZSM-5, USY, SAPO, and Y-type zeolite, silica-alumina, alumina-zirconia, alumina- At least one selected from titania, silica-titania, silica-zirconia, and titania-zirconia is preferred. The particle diameter of the carrier is preferably from 0.01 to 20 μm, particularly preferably from 0.1 to 10 μm. If the particle size is less than 0.01 μm, the production is difficult, and if it exceeds 20 μm, the pores of the filter are easily blocked or peeled off from the filter.
The catalytically active components supported on the catalyst carrier include Pt, Pd, Cu, K, Rb, Cs, Mo, Cr, Mn, Rh, Ag, Ba, Ca, Zr, Co, Fe, La, Ce, or these metals. At least one selected from oxides is preferred, and among these, Pt, Pd, Cu, K, Mo, Fe, Ce or their metal oxides are more preferred, and Cu, K, and Mo are the most preferred. It is an ingredient. By using these three components, it is possible to burn particulates at low temperatures, and there is durability against catalyst poisoning components such as SO2 contained in the gas.
The amount of these metals or metal oxides supported on the catalyst carrier is preferably 0.01 to 2 g, more preferably 0.05 to 1.0 g, with respect to 1 g of the carrier, in terms of each metal component. If the loading amount is less than 0.01 g, the activity of the catalyst does not appear, and if it exceeds 2 g, the filter may be clogged when it is supported on the filter.
The means for supporting the catalyst carrier and the catalyst on the filter 4 is not particularly limited, and methods such as a wash coat method, an impregnation method, and a spray method using a nozzle can be used.
[0012]
As shown in FIG. 1, a heating device 7 provided on the upstream side of the metal fiber filter 4 includes a fuel addition device 5 for injecting fuel into a gas to be treated, and the fuel from the fuel addition device 5 in the presence of a catalyst. The main part is the catalytic combustion section 6 that is burned at the same time.
The catalyst combustion unit 6 is provided in the processing unit 3 of the gas passage 2 and upstream of the metal fiber filter 4 and combusts the fuel from the fuel addition device 5 in the presence of an oxidation catalyst. The shape of the structure that forms the catalytic combustion portion (oxidation catalyst layer) 6 is not particularly limited, but a honeycomb shape is preferable, and the structure is preferably formed of a material that allows the entire structure to be energized. Specifically, the catalytic combustion section 6 is a honeycomb in which, for example, alumina, silica, alumina-silica, zirconia, titania is used as a carrier, the carrier is impregnated with an oxidation catalyst such as platinum, palladium, rhodium, etc., and this is heated by energization. It is formed by being supported on the wall surface of the shaped structure. As described above, when the catalyst combustion unit 6 is molded so as to generate heat when energized, it is desirable to attach an energization device (not shown) for energizing the catalyst combustion unit 6. When the fuel is burned at 6, the temperature of the gas to be treated is low (for example, the gas temperature is 250 to 300 ° C.), or even if the fuel is difficult to burn (it is difficult to volatilize), the fuel can be burned sufficiently. In addition, the catalyst combustion unit 6 rises earlier by energization. That is, the catalyst combustion part 6 itself is heated by energization, so that the start-up is accelerated.
[0013]
The fuel addition device 5 is provided on the upstream side of the processing section 3 of the gas passage 2, and injects (injects) liquid fuel such as light oil and kerosene and gas fuel into the passage 2. The fuel addition device 5 may have any structure as long as the fuel is blown into the gas passage 2. For example, the fuel addition device 5 may eject the fuel by using one or more ejection nozzles. The ejection direction is not particularly limited, but it is preferably ejected along the gas flow direction. The amount of fuel from the fuel addition device 5 and the amount of catalyst component in the catalytic combustion unit 6 are adjusted so that the temperature of the gas to be treated flowing into the metal fiber filter 4 is 600 to 900 ° C, preferably 650 to 700 ° C. If the gas temperature is less than 600 ° C., the particulates do not burn, and if it exceeds 900 ° C., the heat resistance of the filter 4 becomes a problem. In addition, when carrying | supporting an oxidation catalyst in the filter 4, since a particulate can be burned at low temperature, it becomes possible to lower the minimum of the temperature of the said to-be-processed gas to 500 degreeC.
[0014]
Fuel supply (fuel injection from the fuel addition device 5), that is, regeneration of the filter 4 is performed when a differential pressure before and after the filter 4 is detected and the differential pressure reaches a preset value, It is performed at a predetermined time interval. For example, in the case of using differential pressure, gas pressure detectors (not shown) are provided before and after the metal fiber filter 4, and the differential pressure is obtained from the detected values from these detectors. When this happens, the fuel is jetted into the gas to be treated. As a matter of course, the set value is arbitrarily set within a range in which the combustion state of the internal combustion engine or the combustion apparatus does not deteriorate based on the result of measurement in advance through experiments or the like. Moreover, when performing it at a predetermined time interval, it is performed at a time interval that does not deteriorate the combustion state of the internal combustion engine or the combustion device based on the result of measurement in advance through experiments or the like.
[0015]
In addition, a fuel addition device 5 is provided upstream of the processing section 3 of the gas passage 2 to inject fuel into the gas passage 2 and flow into the processing section 3 so that the fuel diffuses into the gas to some extent. A dispersion mixer such as a swirler 8 may be provided in the gas passage (or upstream of the catalyst combustion unit 6 in the processing unit 3) downstream of the fuel addition device 5, for example. As a result, fuel can be reliably dispersed.
[0016]
Next, the operation of the gas processing apparatus 1 will be described.
A gas to be treated, for example, exhaust gas from a diesel internal combustion engine flows in the gas passage 2 and flows into the processing unit 3. Therefore, the gas passes through the metal fiber filter 4, and the particulates in the gas are captured by the filter 4 and are subjected to dust removal treatment. The dedusted gas (process gas) flows further downstream in the gas passage 2.
When the amount of particulates captured by the filter 4 increases, fuel, for example, light oil, is ejected from the fuel addition device 5 into the gas passage 2. The light oil and the exhaust gas flow into the processing unit 3 and are dispersed and mixed by the swirler 8. This mixture flows into the catalyst combustion section 6, where the light oil burns in the presence of the catalyst, and the exhaust gas is heated to raise the temperature. The heated gas flows into the metal fiber filter 4, and particulates such as carbon-based fine particles captured by the filter 4 are burned by the gas, and the particulates on the filter 4 are removed. As a result, the filter 4 is regenerated, and the gas can be satisfactorily dedusted.
[0017]
As described above, the fuel is added upstream of the metal fiber filter 4 and the added fuel is combusted in the catalytic combustion unit 6, so that the entire amount of exhaust gas can be heated uniformly. At this time, the exhaust gas can be heated more uniformly by providing the swirler 8. As a result, the entire filter 4 is heated by the gas, so that the particulates captured by the filter 4 are all burned without burning. For this reason, the regeneration of the filter 4 can be performed satisfactorily. In addition, since the filter is the metal fiber filter 4, the thermal conductivity is high, a hot spot cannot be formed, and even if particulates are intensively captured in a part of the filter 4 and burnt, the heat propagates to others. As a result, the temperature distribution of the filter 4 is reduced, so that the durability of the filter 4 is improved. Furthermore, since the catalytic combustion unit 6 is provided, particulates can also be captured by the catalytic combustion unit 6, so that the particulate removal efficiency is higher than when only the filter 4 is used. That is, the processing capacity of the particulates is increased.
[0018]
Moreover, since the metal fiber 15 which comprises the metal fiber filter 4 is manufactured by the coil material cutting method, since low-cost high-temperature heat-resistant stainless steel can be used as a base material, the metal fiber 15 is easily reduced. It becomes possible to manufacture at a cost, and it is possible to form the fiber 15 having a uniform shape. Moreover, since the alumina thin film 18 is formed on the fiber surface by heat treatment after sintering, in addition to the accumulation of the metal fibers 15 and sintering into a web, high temperature durability, oxidation resistance, and mechanical strength are high. Become. Furthermore, since the pore diameter can be arbitrarily adjusted by freely changing the diameter of the fibers 15 to be produced and the amount of accumulation when collecting into a web, the processing rate of particulates in the exhaust gas can be arbitrarily changed. In addition, the ash content in the gas and the particulates can be adjusted not to accumulate. Furthermore, the metal fibers 15 have the same size and shape, have a large surface area, and have a rectangular cross section, so that the particulates in the exhaust gas can be reliably captured at the edge of each side.
[0019]
Further, by supporting the oxidation catalyst on the metal fiber filter 4, the temperature at which the particulates are burned can be lowered, and the filter 4 can be regenerated at a low temperature, so that the durability of the filter 4 is further improved. . Moreover, since the regeneration temperature in the filter 4 is lowered, the amount of fuel supplied can be reduced, and the economy is improved.
[0020]
Therefore, the gas processing apparatus of the present invention has a high particulate processing capacity, excellent durability, and good economic efficiency and regeneration capacity.
[0021]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
[0022]
Catalytic combustion section 1
9.5 g of alumina particles (particle diameter 5 μm) were immersed in an aqueous solution prepared by dissolving 1.3 g of chloroplatinic acid in 100 ml of pure water, dried at 130 ° C. for 1 hour, then dried at 500 ° C. for 2 hours, A catalyst (hereinafter Pt / SiO 2 · Al 2 O 3 ) was prepared.
Next, 10 g of this catalyst was mixed with 100 ml of pure water, and pulverized and mixed for 24 hours with a ball mill to prepare a catalyst slurry. This catalyst slurry was washed on a commercially available ceramic honeycomb (100 cells / inch 2 , 400 cc), dried at 110 ° C. for 1 hour, and then fired at 500 ° C. for 2 hours until 6 g of Pt was supported per liter of honeycomb. Thus, an oxidation catalyst combustion part for raising the exhaust gas temperature was created.
[0023]
Filter 1
High-temperature heat-resistant stainless steel (Cr: 20.02, Al: 4.9%, La: 0.08% balance Fe and inevitable components) A coil material with a fiber diameter of 50 μm manufactured by cutting the end face of a coil material wound around a thin plate Metal fibers were accumulated into a web, which was sintered and heat-treated to sinter, and a high-temperature heat-resistant metal fiber filter was manufactured.
[0024]
Filter 2
7 g of titania particles were mixed in 200 ml of an aqueous solution prepared from 3.8 g of copper nitrate trihydrate, 2.6 g of potassium nitrate, and 1.8 g of ammonium molybdate tetrahydrate, and the water was evaporated while stirring the mixed solution. And dried at 110 ° C. for 1 hour, and then calcined at 500 ° C. for 2 hours to prepare a catalyst. 10 g of this catalyst was mixed with 90 ml of 99% purity ethanol, and pulverized and mixed with a ball mill for 24 hours to prepare a catalyst slurry. This catalyst slurry is manufactured by end-cutting a coil material around which a thin plate of high temperature heat resistant stainless steel (Cr: 20.02, Al: 4.9%, La: 0.08% remaining Fe and inevitable components) is wound. The obtained metal fibers having a fiber diameter of 50 μm are accumulated to form a web, which is subjected to wash coating on a high-temperature heat-resistant metal fiber filter obtained by sintering and heat-treating and drying at 110 ° C. for 1 hour, and then 500 ° C. The high-temperature heat-resistant metal fiber filter was manufactured by repeating the operation of baking for 2 hours until 50 mg catalyst particles were supported per 1 g of the metal fiber filter.
[0025]
Example 1
Diesel exhaust gas was treated with a gas treatment device equipped with the catalyst combustion section 1 and the filter 1 and evaluated.
Diesel exhaust gas 4Nm 3 / hr is allowed to pass through the gas processing apparatus for 1 hour, and particulates are collected by a metal fiber filter. Thereafter, light oil is supplied at a flow rate of 48 ml / hr from a fuel addition nozzle inserted 50 cm before the exhaust gas temperature raising catalyst combustion section, dispersed and mixed by a swirler 10 cm downstream from the supply port, and then catalytic combustion Send it to the department. The fed light oil fuel burns in the catalytic combustion section and heats the exhaust gas. When the heated gas passes through the metal fiber filter on the further downstream side, the particulates on the filter are burned. The results are shown in FIGS. FIG. 7 is a view showing the relationship with the temperature at each position of the gas processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 8 shows how the differential pressure before and after the metal fiber filter is supplied after the fuel is supplied. It is the figure which investigated whether it changed.
[0026]
Example 2
Diesel exhaust gas was treated with a gas treatment device equipped with the catalyst combustion section 1 and the filter 2 and evaluated.
Diesel exhaust gas 4Nm 3 / hr is allowed to pass through the gas processing apparatus for 1 hour, and particulates are collected by a metal fiber filter. Thereafter, gas oil is supplied at a flow rate of 33 ml / hr from a fuel addition nozzle inserted 50 cm in front of the exhaust gas temperature raising catalyst combustion section, dispersed and mixed by a swirler 10 cm downstream from the supply port, and then the catalyst combustion section To send. The fed light oil fuel burns in the catalytic combustion section and heats the exhaust gas. When the heated gas passes through the catalyst-supported metal fiber filter on the further downstream side, the particulates on the filter are burned. The results are shown in FIGS.
[0027]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the durability of the filter can be improved and the filter can be regenerated satisfactorily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a gas processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the shape of a metal fiber filter.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a coil material cutting device.
4A and 4B are diagrams showing an example of a metal fiber, in which FIG. 4A is a perspective view and FIG. 4B is a cross-sectional view.
FIG. 5 is a view showing a state in which metal fibers are made into a filter shape.
6A and 6B are cross-sectional views showing a state where heat treatment is performed on metal fibers, in which FIG. 6A is a diagram showing a single fiber, and FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a temperature distribution in the filter.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction time and a differential pressure of a filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas processing apparatus 4 Metal fiber filter 5 Fuel addition apparatus 6 Catalytic combustion part 7 Heating apparatus
