JPH01232105A - 排気中微粒子処理方法及び装置 - Google Patents

排気中微粒子処理方法及び装置

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JPH01232105A JP63058708A JP5870888A JPH01232105A JP H01232105 A JPH01232105 A JP H01232105A JP 63058708 A JP63058708 A JP 63058708A JP 5870888 A JP5870888 A JP 5870888A JP H01232105 A JPH01232105 A JP H01232105A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は排気中の微粒子、例えば、非蒸発性の固体微
粒子（ＤＲＹ　　５ＯＯＴ：すす）成分を始め、蒸発し
て逃げ易い可溶性有機成分（ＳＯＦ）をも充分に処理で
きる排気中微粒子処理方法及び装置に関するものである
。　　・ ［従来の技術］ ディーゼルエンジン、ガスタービン、スターリングエン
ジン等の各種排気中に含まれる有害物質の微粒子が公・
害問題を引き起している。
従来、排気中機粒子の低減化技術としては、（イ）燃焼
改善による方法と、（ロ）排気後処理装置による方法と
があり、この発明は（ロ）に関するものである。
従来、排気処理の一方法として、フィルタートラップ法
があり、これはセラミックス材料等からなるフィルター
を排気マニフォードの後方に配設してこれに排気を通し
て前記微粒子を捕集し、捕集微粒子が所定量に達しエン
ジン排圧が所定圧以上になると、この捕集中のフィルタ
ーを加熱して捕集微粒子を再燃焼させてフィルターを再
生する、ということを間欠的に行う方法である。
〔発明が解決しようとする課題１ しかるに、フィルター再生時における微粒子の再燃焼に
は、適度な酸素濃度及び燃焼開始温度への貸瀉という燃
焼条件を短時間に調える必要があり、このため従来は、
フィルターを排気マニフオールドの直後に配設しかつ外
側を保温することにより排気ガスの余熱の有効利用を図
り、前記昇温のための時間を短縮しつつ余分なエネルギ
ー消費を防ぐようにしている。
従って、フィルターによる微粒子の捕集は比較的高温度
下で行なわれることになり、微粒子に含まれる可溶性有
機成分（ＳＯＦ）はその蒸発湿度以上となっていること
が多（、はとんどガス成分として排出されてしまいフィ
ルターには捕集されにくい。
また、ＳＯＦ成分を含んだ微粒子が捕集された場合でも
、再生時にはフィルターを排気ガスが常時通過している
ため、微粒子の再燃焼開始温度になるまでの間にも一部
のＳＯＦ成分は蒸発して燃焼することなく通過ガスとと
もに排出されてしまう。
このように、従来の排気処理方法及び装置では、ＳＯＦ
成分の処理が充分に行えないため、有害微粒子低減効果
が上がらず非常に効率が悪いという問題がある。
また再生を比較的低い温度で行えるように、すなわち、
再燃焼温度を低（するために金属系の触媒を使用するた
め、サルフェートの排出が増加する問題がある。
この発明は上記如き事情に鑑みてなされたものであって
、排気中機粒子のＳＯＦ成分を流出させることなく処理
でき、サルフェート排出の増加を抑止可能な排気中微粒
子処理方法及び装置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の排気中微粒子処理方法
は、蒸発性微粒子成分（１）と燃焼可能な非蒸発性微粒
子成分（２）との微粒子（１０）を含み連続的に排出さ
れる排気中の前記微粒子を除去処理する排気中微粒子処
理方法であって、前記排気の流路を複数個設は各々の流
路（Ｌｌ、Ｌ２　）に前記微粒子を捕集可能なフィルタ
ー（１３，１４）を配設し、微粒子の捕集過程と捕集微
粒子の再燃焼過程とを別々のフィルターで交替に切替え
て行うことを特徴とし、またこの発明の排気中微粒子処
理装置は、蒸発性微粒子成分と燃焼可能な非蒸発性微粒
子成分との微粒子を含み連続的に排出される排気中の前
記微粒子を除去処理する排気中微粒子処理装置であって
、管体状をなし一端（３，５）は未処理排気の排出管（
２２）へかつ他端（４，６）は処理済排気管（２３）へ
各々接続し中間には前記微粒子（１０）を捕集可能な不
燃性のフィルター（１３，１４）を有する複数の微粒子
捕集装置（Ａ、Ｂ）を並列に備えるとともに、両排出管
との断続を選択可能な切替弁（２４゜２５）と、及び前
記フィルターを前記燃焼可能な非蒸発性微粒子成分の燃
焼する温度Ｔ２に昇温可能なヒーター（３３，３４）を
備え、前記微粒子捕集装置（Ａ，Ｂ）の外面の少なくと
も一部分は流体の流通可能な空間（３５，３６）に面し
ていることを特徴としている。
［作用］ このように構成された排気中微粒子処理方法においては
、同時に複数のフィルターを使用できるので捕集と再燃
焼を分離して別々のフィルターで行える。すなわち捕集
過程は、ＳＯＦ成分の蒸発する温度Ｔ１　（約２００℃
〜３００℃）より低い温度に保ったフィルターの当該流
路を開とした状態で行なわれるので微粒子中のＳＯＦ成
分は蒸発流出することなくフィルター上に捕集される。
再生過程を行う間、捕集は他のフィルターに切替えて行
う一方、再生フィルターの昇温中の少なくとも前記捕集
されたＳＯＦの蒸発温度Ｔ１から、ＤＲＹ　　５ＯＯＴ
と共にＳＯＦが燃焼を開始する温＋ｆｆ”ｒ２（約５０
０℃〜６００℃）に達するまでの間は当該流路の出口は
閉じられているので蒸発したＳＯＦ成分は外部に流出す
ることなく内部に止まりＤＲＹ　　５ＯＯＴの燃焼を持
つてＳＯＦに着火する。ＳＯＦ成分の燃焼開始後、両端
を開とすることにより残存酸素の豊富な排気ガスを一部
再生側フイルターに導入し、酸ｌｆｉｍ度を適度に保ち
つつ燃焼を続行する。
結局、ＤＲＹ　　５ＯＯＴ成分のみならずＳＯＦ成分も
、捕集過程、再生過程のいずれにおいても外部に排出さ
れることなく再燃焼処理される。
また前記のように構成された排気中微粒子処理装置によ
って処理を行うとき、まず捕集過程を行うには、１つの
微粒子捕集装置についてそのヒータのスイッチを切った
状態で外面に冷却用流体（空気等）を流通させることに
よりこれをＳＯＦ成分の蒸発する温度Ｔ１より低い温度
に保ちつつ、その両端をｔηとして未処Ｎ！排気を送り
込む。するとＳＯＦ成分を含んだ微粒子がフィルター上
に捕集される。
また再生過程を行うには、切替弁を切替えて他の微粒子
捕集装置によって捕集しつつ被再生微粒子捕集装置の冷
却用流体の流通を止めかつヒータのスイッチを入れて被
再生フィルターを昇温させる。このとき少なくともフィ
ルターの温度が温度■　から■２５達するまでの間は出
口の切替弁は閉とするので気化したＳＯＦ成分は微粒子
捕集装置内に止まり、更に昇温して温度Ｔ２に達すると
ＤＲＹ　　５ＯＯＴが燃焼を開始し、それを火種として
ＳＯＦ成分も燃焼を開始する。ここで微粒子捕集装置の
両端を開とすれば排気ガス中に残存す°る酸素が内部に
入り燃焼が継続し微粒子中のＤＲＹ　　５ＯＯＴ成分及
びＳＯＦ成分が燃焼しフィルターは再生する。このとき
もＳＯＦ成分が外部に流出することはない。
［実施例］ 第１図にはこの発明の排気中微粒子処理方法の一実施例
が示されている。
排気の流路を複数個、並列に設は流路Ｌ１゜Ｌ２とする
。
すなわち流路Ｌ１．Ｌ２は両端３．４：５．６にそれぞ
れ弁７，８，１１．１２を有し中間に蒸発性微粒子成分
１と非蒸発性微粒子成分２との微粒子を捕集可能な不燃
性のフィルター１３．１４を配設されている。（図中、
微粒子を蒸発性微粒子成分１と非蒸発性微粒子成分２と
に分離した形で模式的に描いたが、実際は１と２とは混
合した微粒子を形成している。） まず一方の流路Ｌ１のフィルター１３の両端３゜４（の
弁７，８）を開とした状態で一端３から排気を連続的に
供給して当該排気中に微粒子１０をフィルター１３上に
捕集する捕集過程を行う。このときフィルター１３の温
度を蒸発性微粒子成分１の蒸発する温度Ｔ１　（約２０
０℃）より低い温度に保ちかつ他方の流路Ｌ２の排気入
口側の端５（の弁１１）は閉じてお（と、ＳＯＦ成分を
逃がさず捕集でき、効率が向上する（第１図（ａ））。
フィルター１３に所定量の微粒子が捕集された’３　流
路１２　両１５　、６　（＋７）弁１１．１２）を１７
２１き捕集過程を流路Ｌ２へ切替えて行い、並行して流
路Ｌ１では再生過程を行う。すなわち両端３．４（の弁
７．８）を閉じ、フィルター１３を非蒸発性微粒子成分
２の燃焼する温度Ｔ２まで昇温させる。ここで重要なこ
とはフィルター１３の温度Ｔが少なくともＴ　　＜Ｔ＜
７２の間は両端３．４（の弁７．８）を閉じておけば、
温度Ｔ１で蒸発してガス化した蒸発性微粒子成分１が流
路Ｌ１の外に流出するのが防止され、効率が更に向上す
ることである（第１図（ｂ））。
フィルター１３がＴ２に達すると、非蒸発性微粒子成分
２が燃焼しガス化した蒸発性微粒子成分１に着火し燃焼
を開始する。蒸発性微粒子成分１が燃焼した時点でＬ１
側の端３，４（の弁１１゜８）を開とすることにより排
気中に含まれる酸素が流量を調整されつつ流路Ｌ１内に
流入し、捕集微粒子１０の燃焼の続行を可能とする。こ
の間、流路Ｌ２で捕集過程を続行するため（第１図（Ｃ
））処理の効率向上を図ることもできる。
捕集した微粒子の燃焼が終了したら流路し、の端３（の
弁７）を閉じヒータのスイッチを切るとともに流路Ｌ１
の外面に冷却用流体（空気等）を流通させることにより
フィルター１３の温度を降下させる。この間、流路Ｌ２
での捕集過程を続行する（第１図（ｄ））。
フィルター１３の温度がＴ１より低くなった時点で再生
過程が完了し、捕集過程の準備ができる（第１図（ａ）
においてＬｌと１２が入れ苔ねった状態になる）。流路
Ｌ２での捕集過程を終わり再生過程に入ると同時に流路
Ｌ１は再び捕集過程に入る。
第２図において２１は排気中微粒子処理装置である。排
気中機粒子装置２１は２つの微粒子捕集装置Ａ、Ｂを備
える。微粒子捕集装置Ａ（Ｂ）は管状体をなし一端３（
５）は未処理排気の排出管２２へ、かつ他端４（６）は
処理済排気の排出管２３へ、各々接続し中間には微粒子
１０を捕集可能な不燃性のフィルター１３（１４）を有
する。
フィルター１３（１４）は例えばセラミックスにより円
柱状に構成され軸方向に多数の細孔２６を形成されたも
のである。両端３．４と両排出管２２．２３との接続部
には切替弁２４．２５が各々配設されている。切替弁２
４．２５は切替により微粒子捕集装置Ａ　（Ｂ）の両端
３（５）、４（６）と両排出管２２．２３との接続部の
弁へと相互に切替可能である。
また切替弁２４とフィルター１３（１４）の間に流量調
節弁２７　（２８）が設けられ必要に応じて排気の流量
を調節可能である。
微粒子捕集袋＠Ａ（Ｂ）の外側には同心状に筒状の電熱
ヒータ３３　（３４）が配設され、電熱ヒータ３３　（
３４）はフィルター１３（１４）をＤＲＹ　　５ＯＯＴ
成分の燃焼開始温度Ｔ２へ昇温可能である。
微粒子捕集装置１ｆＡ（Ｂ）と電熱ヒータ３３（３４）
の間には例えば冷却用空気のような流体を導入可能な空
間３５　（３６）が形成されている。
微粒子捕集装置Ａ　（Ｂ）は、フィルター１３（１４）
の前優における差圧を検出する差圧検出器３１　（３２
）を取付けられている。差圧検出器はその検出値により
フィルター１３（１４）の捕集・再生の開始・終了時期
を検知し、これにより切替弁２４．２５を制御して捕集
・再生を交互に切替えて行うためのものである。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかな通りこの発明の排気中微粒子処
理方法及び装置によれば、複数のフィルターを用いて捕
集と再生を分離して行うので、捕集はＳＯＦ成分が蒸発
しない低温のフィルターで、また再生にはヒータを用い
高温にしたフィルターで再燃焼させ、燃焼温度に達する
までは弁を閉じＳＯＦ成分の流出を防止することができ
る。従って有害微粒子低減効果が極めて高く効率が良い
。
また触媒を必要としないのでサルフェートの排出増加を
抑止する効果をも有する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の排気中微粒子処理方法の一実施例を
示す説明図、及び第２図はこの発明の排気中微粒子処理
装置の一実施例を示す断面端面説明図である。 １・・・蒸発性微粒子成分 ２・・・非蒸発性微粒子成分 ３．４．５．６・・・端 ７．８．１１．１２・・・弁 １０・・・−粒子 １３．１４・・・フィルター Ａ、Ｂ・・・微粒子捕集装置 ２１・・・排気中微粒子処理装置 ２２．２．３・・・排出管 ２４．２５・・・切替弁 ２６・・・細孔 ２７．２８・・・流量調節弁 ３１．３２・・・差圧検出器 ３３．３４・・・電熱ヒータ ３５．３６・・・空間 第 （Ｃ） １図 （ｂ） （ｄ）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　蒸発性微粒子成分（１）と燃焼可能な非蒸発性
    微粒子成分（２）との微粒子（１０）を含み連続的に排
    出される排気中の前記微粒子を除去処理する排気中微粒
    子処理方法であって、前記排気の流路を複数個設け各々
    の流路（Ｌ＿１，Ｌ＿２）に前記微粒子を捕集可能なフ
    ィルター（１３，１４）を配設し、微粒子の捕集過程と
    捕集微粒子の再燃焼過程とを別々のフィルターで交替に
    切替えて行うことを特徴とする排気中微粒子処理方法
  2. （２）　前記捕集過程を行うフィルターの温度は前記蒸
    発性微粒子成分（１）の蒸発する温度Ｔ＿１より低い温
    度に保つことを特徴とする請求項（１）記載の排気中微
    粒子処理方法
  3. （３）　前記再燃焼過程を行うフィルターの温度が前記
    蒸発性微粒子成分（１）の蒸発する温度Ｔ＿１と前記蒸
    発性微粒子成分（１）の燃焼する温度Ｔ＿２の間にある
    時間は当該流路の出口は閉じておくことを特徴とする請
    求項（１）記載の排気中微粒子処理方法
  4. （４）　蒸発性微粒子成分と燃焼可能な非蒸発性微粒子
    成分との微粒子を含み連続的に排出される排気中の前記
    微粒子を除去処理する排気中微粒子処理装置であって、
    管体状をなし一端（３，５）は未処理排気の排出管（２
    ２）へかつ他端（４，６）は処理済排気管（２３）へ各
    々接続し中間には前記微粒子（１０）を捕集可能な不燃
    性のフィルター（１３，１４）を有する複数の微粒子捕
    集装置（Ａ，Ｂ）を並列に備えるとともに、両排出管と
    の断続を選択可能な切替弁（２４，２５）と、及び前記
    フィルターを前記燃焼可能な非蒸発性微粒子成分の燃焼
    する温度Ｔ＿２に昇温可能なヒーター（３３，３４）を
    備え、前記微粒子捕集装置（Ａ，Ｂ）の外面の少なくと
    も一部分は流体の流通可能な空間（３５，３６）に面し
    ていることを特徴とする排気中微粒子処理装置
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