JP7250742B2 - 脱硝部の閉塞防止装置 - Google Patents
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Description
(還元反応)
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
(加水分解反応)
(NH2)2CO+H2O →2NH3+CO2
硫酸カルシウムを含有するパーティクルを含む排ガスが流れる排ガス管と、
該排ガス管内に挿通してなる、尿素水を噴霧可能な尿素水供給管と、
排ガスの進行方向で、該尿素水供給管から尿素水を噴霧する部位の下流側に配置され、表面と裏面の何れか一方の面又は両方の面に加水分解触媒が付与された反射板と、
前記排ガス管の前記反射板を設けた部位の下流側に、ハニカム状のSCR触媒を備えた脱硝部とを備え、
前記反射板に付与された前記加水分解触媒の作用により、尿素を加水分解してアンモニア(NH3)を生成すると共に、前記反射板に前記パーティクルの少なくとも一部を衝突させ落下させて前記脱硝部に移動させない構造を有し、
前記反射板は、断面ハの字状に拡開する板状体によって構成され、該板状体は、金属シートによって円錐台状に形成され、
該反射板は、排ガスの進行方向に少なくとも1個配置され、拡開する部位を脱硝部に向けて配置され、
該反射板と、前記尿素水供給管から尿素水を噴霧する部位との間に、円盤を配置してなり、
該円盤は、前記反射板の貫通孔を通る排ガスの流路を遮蔽する位置に配置してなることを特徴とする脱硝部の閉塞防止装置。
(請求項2)
前記反射板に前記パーティクルの少なくとも一部を衝突させ落下させて前記脱硝部に移動させない構造は、前記反射板に前記パーティクルが衝突した際に、該パーティクルの運動エネルギーを減少することにより重力方向に落下する構造であることを特徴とする請求項1記載の脱硝部の閉塞防止装置。
(請求項3)
前記反射板の一面又は全面に、前記加水分解触媒が塗布されていることを特徴とする請求項1または2記載の脱硝部の閉塞防止装置。
(請求項4)
前記加水分解触媒は、金属酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項3記載の脱硝部の閉塞防止装置。
したがって、本発明では、反射板を設けることによって、パーティクルを除去することができると共に、該反射板に加水分解触媒を付与し、加水分解機能をもたせることによって、尿素の加水分解作用を促進させ、SCR触媒に進む尿素の量を減らすことができる。この結果、ハニカムの閉塞リスクを低減させることができるのである。
以下、実施形態の一例を説明する。
次に、本発明における反射板7の形態の一例を図2に基づいて説明する。
図2に示す態様は、反射板70と71を2枚組み合わせた例である。
この態様において、反射板70と71は、断面ハの字状に拡開する板材体によって構成される。
パーティクル72の少なくとも一部が衝突して落下することにより、その場から、脱硝部8の方に進むことはない。
更に、加水分解触媒が付与された反射板を用いているので、加水分解触部を別途設ける必要がなく、装置全体のコンパクト化を可能にする。
加水分解部6で、下記加水分解反応によって、アンモニアが生成する。
(加水分解反応)
(NH2)2CO+H2O → 2NH3+CO2
(還元反応)
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上記の反応におけるNH3は、加水分解部6から送られてきた化合物であり、加水分解部6で加水分解されずに送られてきた尿素が、脱硝部8のSCR触媒において、加水分解されて生成された化合物である。
SCR触媒の触媒活性が阻害されると、パーティクルによりSCR触媒が目詰まりし、圧損が上昇し、エンジン性能を低下させるおそれがあり、最悪の場合、エンジンが停止するおそれがある。更に、目詰まりした部分は、脱硝に寄与しなくなるため、触媒作用を果たせなくなる。これにより、NOxの排出規制の規制値をクリアできなくなり、SCR触媒を交換しなければならなくなる。この結果、交換頻度が高くなってしまう。
また、パーティクルによる目詰まりによって、脱硝に寄与しない部分が増えてしまう結果、還元反応に用いられるNH3の消費が促進されなくなるため、NH3の生成する加水分解反応が進まなくなる。すなわちパーティクルは、脱硝効率阻害物質であると同時に、加水分解効率の阻害物質となる。
また、パーティクルは、脱硝効率阻害物質であると同時に、加水分解効率の阻害物質であるため、このパーティクルを脱硝部8に進ませないようにすることで、脱硝効率を向上させ、その結果、加水分解効率も向上させることができる。
次に、図3に基づいて、本発明の他の実施の形態を説明する。
図3に示す態様は、図2で用いた反射板と、円盤の組み合わせである。
排ガス中のパーティクル72の一部は、円盤75に衝突し、叩き落される。その結果、その叩き落されたパーティクルは脱硝部8に進むことはできない。
このため脱硝部8へのパーティクル72の到達個数が大幅に減少し、ハニカム触媒を目詰まりさせることもない。
加水分解の構成及び機能、作用に関しては、図2の態様と同じであるので、それらを援用する。
次に、図4に基づいて、本発明の他の実施の態様について説明する。
図4に示す態様は、反射板を傾斜板4枚により構成している。
傾斜板の厚みは、格別限定されないが、3mm~30mm程度でよく、変形が生じない程度の厚みを有していればよい。
次に、図5に基づいて、本発明の他の実施の態様について説明する。
図5に示す態様は、パーティクル反射板をメッシュ板77により構成している。
メッシュ板77の孔径は、SCR触媒のハニカムの目開きより細かい(小さい)ものが好ましい。ハニカムの目詰まりを発生させないためである。
以上、反射板の設置位置について、図1に基づいて説明したが、反射板の設置位置は、レシーバ一体型の排ガス脱硝装置の場合には、図6に示す位置でもよい。
2 レシーバタンク
3 排ガス管
4 尿素水供給管
5 尿素水噴霧ノズル
6 加水分解部
7、70、71 反射板
72 パーティクル
73、74 貫通孔
75 円盤
76A、76B、76C、76D 傾斜板
77 メッシュ板
8 脱硝部
9 ハニカム状のSCR触媒
10 処理済配管
11 ターボチャージャ
Claims (4)
- 硫酸カルシウムを含有するパーティクルを含む排ガスが流れる排ガス管と、
該排ガス管内に挿通してなる、尿素水を噴霧可能な尿素水供給管と、
排ガスの進行方向で、該尿素水供給管から尿素水を噴霧する部位の下流側に配置され、表面と裏面の何れか一方の面又は両方の面に加水分解触媒が付与された反射板と、
前記排ガス管の前記反射板を設けた部位の下流側に、ハニカム状のSCR触媒を備えた脱硝部とを備え、
前記反射板に付与された前記加水分解触媒の作用により、尿素を加水分解してアンモニア(NH3)を生成すると共に、前記反射板に前記パーティクルの少なくとも一部を衝突させ落下させて前記脱硝部に移動させない構造を有し、
前記反射板は、断面ハの字状に拡開する板状体によって構成され、該板状体は、金属シートによって円錐台状に形成され、
該反射板は、排ガスの進行方向に少なくとも1個配置され、拡開する部位を脱硝部に向けて配置され、
該反射板と、前記尿素水供給管から尿素水を噴霧する部位との間に、円盤を配置してなり、
該円盤は、前記反射板の貫通孔を通る排ガスの流路を遮蔽する位置に配置してなることを特徴とする脱硝部の閉塞防止装置。 - 前記反射板に前記パーティクルの少なくとも一部を衝突させ落下させて前記脱硝部に移動させない構造は、前記反射板に前記パーティクルが衝突した際に、該パーティクルの運動エネルギーを減少することにより重力方向に落下する構造であることを特徴とする請求項1記載の脱硝部の閉塞防止装置。
- 前記反射板の一面又は全面に、前記加水分解触媒が塗布されていることを特徴とする請求項1または2記載の脱硝部の閉塞防止装置。
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