JP5673514B2 - アルコール混合燃料を使用する内燃機関の排気ガス吸着剤、及び当該排気ガス吸着剤を備える排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
アルコールを含む燃料の燃焼エネルギーにより作動する内燃機関から排出される排気ガスに含まれるアルコールを吸着する吸着剤であって、
SiO2/Al2O3モル比が5以上且つ50未満のゼオライトを含んでなる、
吸着剤によって達成される。
アルコールを含む燃料の燃焼エネルギーにより作動する内燃機関から排出される排気ガスに含まれるアルコールを吸着する吸着剤であって、
SiO2/Al2O3モル比が5以上且つ50未満のゼオライトを含んでなる、
吸着剤である。
本発明の前記第1の実施態様に係る吸着剤であって、
前記ゼオライトがフォージャサイト型ゼオライトである、
吸着剤である。
本発明の前記第2の実施態様に係る吸着剤であって、
前記ゼオライトがY型ゼオライトである、
吸着剤である。
本発明の前記第1乃至前記第3の実施態様の何れか1つに係る吸着剤であって、
前記ゼオライトがセシウムイオンを含有する、
吸着剤である。
本発明の前記第1乃至前記第4の何れか1つに係る吸着剤であって、
前記アルコールがエタノールである、
吸着剤である。
アルコールを含む燃料の燃焼エネルギーにより作動する内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置であって、
SiO2/Al2O3モル比が5以上且つ50未満のゼオライトを含んでなる吸着剤と、
アルコールを酸化により浄化する排気ガス浄化触媒と、
を備え、
前記吸着剤が前記排気ガス浄化触媒よりも前記排気ガスの流れにおいて上流側に配設されており、
前記内燃機関から排出される排気ガスに含まれる未燃焼のアルコールの少なくとも一部が前記吸着剤に吸着され、
前記吸着剤から脱離するアルコールの少なくとも一部が前記排気ガス浄化触媒による酸化によって浄化される、
排気ガス浄化装置である。
本発明の前記第6の実施態様に係る排気ガス浄化装置であって、
前記ゼオライトがフォージャサイト型ゼオライトである、
排気ガス浄化装置である。
本発明の前記第7の実施態様に係る排気ガス浄化装置であって、
前記ゼオライトがY型ゼオライトである、
排気ガス浄化装置である。
本発明の前記第6乃至前記第8の実施態様の何れか1つに係る排気ガス浄化装置であって、
前記ゼオライトがセシウムイオンを含有する、
排気ガス浄化装置である。
本発明の前記第6乃至前記第9の実施態様の何れか1つに係る排気ガス浄化装置であって、
前記アルコールがエタノールである、
排気ガス浄化装置である。
本実施例においては、異なるSiO2/Al2O3モル比を有する各種ゼオライトにおけるSiO2/Al2O3モル比と吸着特性との関係を比較することにより、ゼオライトにおいてSiO2/Al2O3モル比が吸着特性に及ぼす影響を調べた。
異なるSiO2/Al2O3モル比を有する市販のY型ゼオライト(東ソー製)から、各種吸着剤を調製した。具体的には、以下の表1に示す各種ゼオライトをペレット化し、各種実施例及び比較例に係る吸着剤を得た。
上記のようにして調製した各種吸着剤の吸着特性を次のように測定した。先ず、上記のようにして調製した各種吸着剤を電気炉中で600℃において10分間に亘って加熱した後、3000ppmCのトルエン又はエタノールを含む窒素(N2)ガスを各種吸着剤に流し、それぞれの吸着剤について得られた破過曲線から各種吸着剤についてのトルエン吸着量及びエタノール吸着量を算出した。尚、トルエン又はエタノールを含む窒素(N2)ガスを流している期間中、各ゼオライトの床温が約25℃において一定となるように温度調節を行った。尚、本実施例においては、ガソリン又はガソリンとアルコールとの混合燃料を使用する内燃機関からの排気ガスに含まれるハイドロカーボンの代表成分としてトルエンを使用した。
本実施例においては、水分を含んだ高温環境による各種ゼオライトの吸着特性の変化、及びCsイオン交換によるゼオライトの耐久性向上について考察した。
各種ゼオライトの耐久処理としては、前述の実施例において調製した各種ゼオライトからなる吸着剤を、相対湿度10%RHの空気雰囲気中で、900℃において5時間に亘って加熱した。前述のように、かかる耐久処理後の各種ゼオライトにおけるSiO2/Al2O3モル比と吸着特性との関係は、図1及び図2に示すグラフにおいて、破線によって示されている。
上記のように、水分を含んだ高温環境下での耐久処理に伴い、何れのSiO2/Al2O3モル比を有するゼオライトにおいてもエタノール吸着量が大幅に低下した。そこで、ゼオライトの耐久性を向上させるべく、各種ゼオライトに含有されるカチオンをセシウムイオン(Cs+)と交換した。
上記のようにして調製した各種吸着剤のトルエン及びエタノールに対する吸着特性を、前述の実施例と同様に測定した。斯くして得られたCsイオン交換後の各種ゼオライトについてのトルエン吸着量及びエタノール吸着量をSiO2/Al2O3モル比に対してプロットしたグラフを図3及び図4にそれぞれ示す。即ち、図3は、前述のように、Csイオン交換後の各種ゼオライトにおけるSiO2/Al2O3モル比とトルエン吸着量との関係を表すグラフである。また、図4は、前述のように、Csイオン交換後の各種ゼオライトにおけるSiO2/Al2O3モル比とアルコール吸着量との関係を表すグラフである。
本実施例においては、本発明の1つの実施態様に係る排気ガス浄化装置における吸着剤の配置構成の具体例につき、図5を参照しながら説明する。図5は、前述のように、本発明の1つの実施態様に係る排気ガス浄化装置における吸着剤の配置構成を表す模式図である。尚、図5に示す白い矢印は、内燃機関から排出される排気ガスの流れを表す。即ち、図5においては、向かって左側が、排気ガスの流れにおける上流側を表し、向かって右側が、排気ガスの流れにおける下流側を表す。
Claims (4)
- アルコールを含む燃料の燃焼エネルギーにより作動する内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置であって、
SiO2/Al2O3モル比が5以上且つ50未満であり且つセシウムイオンを含有するゼオライトを含んでなる吸着剤と、
アルコールを酸化により浄化する排気ガス浄化触媒と、
を備え、
前記吸着剤が前記排気ガス浄化触媒よりも前記排気ガスの流れにおいて上流側に配設されており、
前記内燃機関から排出される排気ガスに含まれる未燃焼のアルコールの少なくとも一部が前記吸着剤に吸着され、
前記吸着剤から脱離するアルコールの少なくとも一部が前記排気ガス浄化触媒による酸化によって浄化される、
排気ガス浄化装置。 - 請求項1に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記ゼオライトがフォージャサイト型ゼオライトである、
排気ガス浄化装置。 - 請求項2に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記ゼオライトがY型ゼオライトである、
排気ガス浄化装置。 - 請求項1乃至3の何れか1項に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記アルコールがエタノールである、
排気ガス浄化装置。
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