JP4711425B2 - 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法Info
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Description
該排ガス流路内のいずれかに配設され、還元剤を用いて該排ガス中の窒素酸化物を浄化する窒素酸化物浄化用触媒と、
該排ガス流路内の該窒素酸化物浄化用触媒の上流側に該還元剤を添加する還元剤添加手段と、を有する排ガス浄化装置であって、
前記還元剤添加手段は、高還元力成分とその他の1以上の成分との混合体から熱を利用して該高還元力成分を分離して前記還元剤とする還元剤分離手段を備え、
前記還元剤分離手段は、一面側に前記混合体を接触させ他面側に高温のガスを接触させた分離膜にて該混合体中の前記高還元力成分を分離する手段であることを特徴とする。
該還元剤分離手段により前記高還元力成分を該混合体から分離した後の残分を該混合体タンクに還流させる燃料還流手段と、を有することで、混合体として内燃機関の燃料を採用した場合に高還元力成分以外の残分については、本来の用途である内燃機関の燃料として有効利用できる。
該分離膜の一面側に該混合体を導入した上で、他面側に排ガスを接触させることで該混合体中の該高還元力成分を分離し該排ガス中に該高還元力成分を添加する分離・添加工程を有することを特徴とする。
該分離膜の一面側に該混合体を導入した上で、他面側に高温ガスを接触させることで該混合体中の該高還元力成分を分離し該高温ガス中に該高還元力成分を添加する分離・添加工程を有することを特徴とする。
(構成)
本実施例の排ガス浄化装置は、内燃機関としてのディーゼルエンジンからの排ガスを浄化する装置である。本実施例の排ガス浄化装置は、図1に示すように、ディーゼルエンジン60からの排ガスが流通する排ガス流路(31、32、33)とその排ガス流路の途中に配設された窒素酸化物浄化用触媒40とエンジン60及び窒素酸化物浄化用触媒40の間の排ガス流路31、32の間(窒素酸化物浄化用触媒40の上流側)に配設された還元剤添加手段10とを有する。窒素酸化物浄化用触媒40及び還元剤添加手段10も排ガス流路の一部を構成する。
本実施例の排ガス浄化装置は上記構成を有することから以下の作用効果を発揮する。すなわち、燃料タンク50内の軽油はポンプ20により燃料供給路21を通じて還元剤添加手段10に供給される。還元剤添加手段10に供給された軽油は燃料導入口111から還元剤分離手段内に導入される。
本変形態様の排ガス浄化装置は、前述の実施例における分離部における分離膜と支持体との位置関係が逆転している以外は同じ構成及び制御方法を有する装置である。具体的に説明すると、分離部は支持体の外周面に分離膜が形成されている。このような構成を有することで、分離膜が直接、排ガスに接触するようになり、分離膜の温度が排ガス温度に速やかに追随できるようになり、速やかに高還元力成分が分離できる。なお、分離膜を厚くしたり、材料を変更するなどの方法で高強度化できる場合には支持体は必須ではない。
2以上の成分(高還元力成分とそれ以外の成分とを含有するもの)を含む混合体としては軽油などの内燃機関の燃料を採用する他、アルコール、アルコール混合燃料、可燃性ガスなどを採用することができる。
(構成)
本実施例の排ガス浄化装置は、内燃機関としてのディーゼルエンジンからの排ガスを浄化する装置である。本実施例の排ガス浄化装置を図9に示す。図9においては実施例1の排ガス浄化装置と同様の作用を発揮する構成要素には同じ符号を付けたものもある。
本実施例の排ガス浄化装置は上記構成を有することから実施例1の排ガス浄化装置と同様の効果を発揮できる。以下に実施例1とは異なる点について詳細に説明を行う。
還元剤添加手段10に供給される高温ガスとして、ラジエータ81を通過した空気を用いる代わりに以下の機構にて加熱されたガス(空気)を採用することができる。例えば、ディーゼルエンジン60からの排ガスが流通する排ガス流路34、33に対して外部から接触させることで加熱した空気を高温ガスとして採用することができる。
20…ポンプ 21…燃料供給路 22…残油回収路
31、32、33…排ガス流路
40…窒素酸化物浄化用触媒
50…燃料タンク
60…ディーゼルエンジン
70…ECU 71…温度センサ 72…NOxセンサ
81…ラジエータ
Claims (18)
- 内燃機関からの排ガスが通過する排ガス流路と、
該排ガス流路内のいずれかに配設され、還元剤を用いて該排ガス中の窒素酸化物を浄化する窒素酸化物浄化用触媒と、
該排ガス流路内の該窒素酸化物浄化用触媒の上流側に該還元剤を添加する還元剤添加手段と、を有する排ガス浄化装置であって、
前記還元剤添加手段は、高還元力成分とその他の1以上の成分との混合体から熱を利用して該高還元力成分を分離して前記還元剤とする還元剤分離手段を備え、
前記還元剤分離手段は、一面側に前記混合体を接触させ他面側に高温のガスを接触させた分離膜にて該混合体中の前記高還元力成分を分離する手段であることを特徴とする排ガス浄化装置。 - 内燃機関からの排ガスが通過する排ガス流路と、
該排ガス流路内のいずれかに配設され、還元剤を用いて該排ガス中の窒素酸化物を浄化する窒素酸化物浄化用触媒と、
該排ガス流路内の該窒素酸化物浄化用触媒の上流側に該還元剤を添加する還元剤添加手段と、を有する排ガス浄化装置であって、
前記還元剤添加手段は、高還元力成分とその他の1以上の成分との混合体から熱を利用して該高還元力成分を分離して前記還元剤とする還元剤分離手段を備え、
前記還元剤添加手段は、前記排ガスの熱を利用して前記混合体から前記高還元力成分を分離する手段であり、
前記還元剤分離手段は、一面側に前記混合体を接触させ他面側に前記排ガスを接触させた分離膜にて該混合体中の前記高還元力成分を分離する手段であることを特徴とする排ガス浄化装置。 - 前記還元剤添加手段は、前記排ガスの熱を利用して前記混合体から前記高還元力成分を分離する手段である請求項1に記載の排ガス浄化装置。
- 前記混合体は前記内燃機関の燃料である請求項1〜3の何れか1項に記載の排ガス浄化装置。
- 前記還元剤分離手段に前記混合体を貯留するタンクから該混合体を供給する混合体供給手段と、
該還元剤分離手段により前記高還元力成分を該混合体から分離した後の残分を該混合体タンクに還流させる燃料還流手段と、を有する請求項4に記載の排ガス浄化装置。 - 前記分離膜は、前記高還元力成分とそれ以外の成分との間での分子サイズの差異に基づき該高還元力成分を分離する膜である請求項1〜5の何れか1項に記載の排ガス浄化装置。
- 前記分離膜は、孔径が0.39nm以上0.57nm以下に制御された透過孔を備える請求項6に記載の排ガス浄化装置。
- 前記分離膜は、ゼオライトにて構成される請求項6又は7に記載の排ガス浄化装置。
- 前記分離膜は、前記高還元力成分とそれ以外の成分との間で親和性が相違する材料から構成される請求項1〜8のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記還元剤分離手段は、前記一面側及び/又は前記他面側から前記分離膜を支持する多孔質の支持体をもつ請求項1〜9のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記還元剤分離手段は、前記排ガス及び前記混合体のうちの一方が内部に、他方が外部にそれぞれ流通されるように前記排ガス流路内に配設され、且つ、該内部及び該外部の間の少なくとも一部が前記分離膜により区画される中空の分離部を備える請求項1〜10のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記混合体供給手段は、前記分離部の一端側から前記混合体を供給する手段であり、
前記燃料還流手段は、該分離部の他端側から前記残分を前記混合体タンクに還流させる手段である請求項11に記載の排ガス浄化装置。 - 前記分離部は、前記排ガスの流れに沿う方向に延設されている管状部材である請求項11又は12に記載の排ガス浄化装置。
- 前記高還元力成分は、n−パラフィンである請求項1〜13のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 高還元力成分とその他の1以上の成分との混合体中に含まれる相対的に分子サイズが小さい高還元力成分を選択的に透過させる透過孔を備え、内燃機関からの排ガス流路中の窒素酸化物浄化用触媒の上流側に配設された分離膜を用い、
該分離膜の一面側に該混合体を導入した上で、他面側に排ガスを接触させることで該混合体中の該高還元力成分を分離し該排ガス中に該高還元力成分を添加する分離・添加工程を有することを特徴とする排ガス浄化方法。 - 高還元力成分とその他の1以上の成分との混合体から該高還元力成分を選択的に透過でき、内燃機関からの排ガス流路中であって窒素酸化物浄化用触媒の上流側に内部のガスを排出できるように接続させる高還元力成分供給流路中に配設された分離膜を用い、
該分離膜の一面側に該混合体を導入した上で、他面側に高温ガスを接触させることで該混合体中の該高還元力成分を分離し該高温ガス中に該高還元力成分を添加する分離・添加工程を有することを特徴とする排ガス浄化方法。 - 前記高温ガスは前記内燃機関からの廃熱を利用して加熱されたガスである請求項16に記載の排ガス浄化方法。
- 前記混合体は前記内燃機関の燃料である請求項15〜17のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
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