JPH02157464A - Super-low pollution internal combustion engine - Google Patents

Super-low pollution internal combustion engine

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Publication number
JPH02157464A
JPH02157464A JP31048388A JP31048388A JPH02157464A JP H02157464 A JPH02157464 A JP H02157464A JP 31048388 A JP31048388 A JP 31048388A JP 31048388 A JP31048388 A JP 31048388A JP H02157464 A JPH02157464 A JP H02157464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ammonia
tank
hydrogen
nitrogen
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP31048388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Suzuki
孝 鈴木
Shoichi Furuhama
古濱 ▲しょう▼一
Toshiaki Kakegawa
俊明 掛川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINNENSHIYOU SYST KENKYUSHO KK
Original Assignee
SHINNENSHIYOU SYST KENKYUSHO KK
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Publication date
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Publication of JPH02157464A publication Critical patent/JPH02157464A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a super low pollution internal combustion engine which can be mounted on a vehicle and which can treat nitrogen oxides in exhaust gas by carrying out the synthesis of ammonia on the vehicle with the hydrogen of fuel and the nitrogen in the air as the raw materials and introducing ammonia into the exhaust gas. CONSTITUTION:A liquid hydrogen in a liquid hydrogen tank 1 is sent into a heat exchanger 4 to be vaporized into a hydrogen gas and, then stored in a high pressure hydrogen gas tank 5. Part of air which is taken into an engine 7 is sent to a nitrogen separating device 10 where it is separated by means of a separating film, etc. to be a high density nitrogen, which, together with the hydrogen from the high pressure hydrogen gas tank 5, is sent to an ammonia synthesizing reactor 12 to synthesize ammonia, which is separated by a solid acid vessel 13 for adsorbing/separating ammonia and stored in an ammonia tank 16. The density of NOX in an engine exhaust gas is detected by a sensor 21, a control valve 17 is feedback controlled based on the judgment of an electronic control device 19, a defined quantity of ammonia from the ammonia tank 16 is mixed with the exhaust gas to decompose NOX by a NOX treating catalyst bed 20 and exhaust same.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水素エンジンの排気中の窒素酸化物(以下、
N031という)を車両上で処理する超低公害内燃機関
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to the treatment of nitrogen oxides (hereinafter referred to as
This invention relates to an ultra-low-pollution internal combustion engine that processes wastewater (referred to as N031) on-vehicle.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕水素エ
ンジンは、海水から無限にとれる水素を燃料とするエン
ジンであり、液体から高圧ガスに気化させた水素を直接
エンジンの燃焼室に噴射させ、電気による熱面で着火さ
せることにより、クリーンな排気とハイパワーを得るこ
とで注目されている。
[Prior art and problems to be solved by the invention] A hydrogen engine is an engine that uses hydrogen, which can be obtained in unlimited amounts from seawater, as fuel. Hydrogen is vaporized from liquid to high-pressure gas and is injected directly into the combustion chamber of the engine. It is attracting attention because it produces clean exhaust and high power by igniting it using electric heat.

従来のガソリン、ディーゼルエンジン機関においては、
排気中に有害なIC,Co、NOx、パティキュレート
が存在する。また、CO2についても地球の環境を悪化
するという恐れが指摘されている。この点で水素エンジ
ンHC,,Co、パティキュレートを発生せずクリーン
なエンジンとして注目されているが、NOx排出の問題
が残されている。
In conventional gasoline and diesel engine engines,
Harmful IC, Co, NOx, and particulates exist in the exhaust gas. Furthermore, concerns have been raised regarding CO2, which is likely to worsen the global environment. In this respect, hydrogen engines are attracting attention as clean engines that do not generate HC, Co, or particulates, but the problem of NOx emissions remains.

従来の排気中のNOx処理の技術として、定置用ボイラ
ーおよびディーゼルエンジンの分野においては、NO8
処理触媒床にディーゼルエンジンの排気と共にボンベか
らアンモニアを導入させ、下記反応によりNoXを還元
処理する方式(SCR法)が採用されている。
As a conventional NOx treatment technology in exhaust gas, NO8 is used in the field of stationary boilers and diesel engines.
A method (SCR method) is adopted in which ammonia is introduced from a cylinder together with diesel engine exhaust into the treatment catalyst bed, and NoX is reduced through the following reaction.

2NHz +2NO+(1/2)  O! −2N l
 +3LOしかしながら、上記処理方式では、アンモニ
アボンベを定期的に充填、或いは交換をしなければなら
ないという問題を有しており、重量、メンテナンス等の
点で車両用としては列置不向きであり、実用化には到っ
ていない。
2NHZ +2NO+(1/2) O! -2N l
+3LO However, the above treatment method has the problem of having to periodically fill or replace the ammonia cylinder, and is unsuitable for use in vehicles due to weight, maintenance, etc., and is not suitable for practical use. has not yet been reached.

一方、従来のアンモニア製造方法は、大規模設備を用い
高圧下で製造するものであり、しかもガス精製に冷凍方
法を使用するなど、車両に搭載することが困難である。
On the other hand, conventional ammonia production methods use large-scale equipment to produce ammonia under high pressure, and also use a freezing method for gas purification, making it difficult to install on vehicles.

本発明は上記問題を解決するものであって、水素エンジ
ンに着目し、車両に搭載可能でエンジン排気中の窒素酸
化物を処理する2七ができる超低公害内燃機関を提供す
ることを目的とする。
The present invention is intended to solve the above problems, and aims to provide an ultra-low-pollution internal combustion engine that can be installed in a vehicle and that can treat nitrogen oxides in engine exhaust. do.

【課題を解決するための手段) この目的を達成するために、本発明の超低公害内燃機関
は、液体水素タンクと、該タンク内の液体水素を気化さ
せこれを貯蔵する水素ガスタンクと、該水素ガスが噴射
されるエンジンと、該エンジンの吸入空気から窒素を分
離する窒素分離装置と、該窒素および前記水素ガスによ
りアンモニアを合成するアンモニア合成反応器とを備え
、排気ガス中の窒素酸化物を選択還元する触媒床に前記
アンモニアを導入することを特徴とし、要するに、燃料
の水素と空気中の窒素を原料とムて車両上でアンモニア
合成を行い、排気ガス中にアンモニアを導入することを
特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the ultra-low pollution internal combustion engine of the present invention includes a liquid hydrogen tank, a hydrogen gas tank that vaporizes and stores liquid hydrogen in the tank, and a hydrogen gas tank that vaporizes and stores liquid hydrogen in the tank. The engine is equipped with an engine in which hydrogen gas is injected, a nitrogen separation device that separates nitrogen from the intake air of the engine, and an ammonia synthesis reactor that synthesizes ammonia using the nitrogen and the hydrogen gas. The method is characterized in that the ammonia is introduced into a catalyst bed that selectively reduces the ammonia.In short, ammonia is synthesized on the vehicle using hydrogen in the fuel and nitrogen in the air as raw materials, and ammonia is introduced into the exhaust gas. This is a characteristic feature.

〔作用〕[Effect]

車両上でアンモニアを合成するためには、■窒素がある
こと、■水素があること、■CO濃度が少ないこと、■
高圧で反応させることが必要である。本発明においては
、■窒素は空気中の窒素を利用し、■水素は水素燃料を
利用し、■COがないこと、■高圧で反応させるために
は加圧ポンプを使用することにより実現するものである
In order to synthesize ammonia on a vehicle, ■ there must be nitrogen, ■ there must be hydrogen, ■ there must be a low CO concentration, ■
It is necessary to carry out the reaction at high pressure. In the present invention, ■ Nitrogen uses nitrogen in the air, ■ Hydrogen uses hydrogen fuel, ■ No CO, and ■ High-pressure reaction is achieved by using a pressurizing pump. It is.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 Examples will be described below with reference to the drawings.

第1[は本発明の超低公害内燃機関の1実施例を示す構
成図である。
1 is a configuration diagram showing one embodiment of the ultra-low pollution internal combustion engine of the present invention.

本発明は、水素エンジンAとNOx処理装置装置ら構成
されている。
The present invention is comprised of a hydrogen engine A and a NOx treatment device.

水素エンジンAは、液体水素タンク1、ポンプ2、モー
タ3、熱交換器4、高圧水素ガスタンク5、噴射弁6、
エンジン7から構成され、モータ3によりポンプ2を作
動させ、液体水素タンク1内に貯蔵された液体水素を熱
交換器4に送って水素ガスに気化させた後、高圧水素ガ
スタンク5内に貯留する。タンク5内の圧力は、タンク
圧力センサ9の信号によりモータ3の速度を制御するコ
ントローラ8により、常時適正な圧力に保持される。タ
ンク5内の水素ガスの大部分は、噴射弁6からエンジン
7内に噴射され燃焼を行う。
The hydrogen engine A includes a liquid hydrogen tank 1, a pump 2, a motor 3, a heat exchanger 4, a high pressure hydrogen gas tank 5, an injection valve 6,
Consisting of an engine 7, a pump 2 is operated by a motor 3, and liquid hydrogen stored in a liquid hydrogen tank 1 is sent to a heat exchanger 4 to be vaporized into hydrogen gas, and then stored in a high-pressure hydrogen gas tank 5. . The pressure in the tank 5 is always maintained at an appropriate pressure by a controller 8 that controls the speed of the motor 3 based on a signal from a tank pressure sensor 9. Most of the hydrogen gas in the tank 5 is injected into the engine 7 from the injection valve 6 and combusted.

NOX処理装置FBは、窒素分離装jfIO1加圧ポン
プ11.アンモニア合成反応器12、アンモニア吸着脱
離用固体酸層13、循環ポンプ15、アンモニアタンク
16、制御バルブ17、電子制御装置19、NOX処理
用触媒床20から構成される。
The NOX treatment device FB includes a nitrogen separator jfIO1 pressure pump 11. It is composed of an ammonia synthesis reactor 12, a solid acid layer 13 for adsorption and desorption of ammonia, a circulation pump 15, an ammonia tank 16, a control valve 17, an electronic control device 19, and a catalyst bed 20 for NOX treatment.

エンジン7に吸入される空気の一部を、窒素分離装置1
0に送り、ここで分!IIIIE!!、モレキュラシー
ブ等により高濃度の窒素に分離し、高圧水素ガスタンク
5からの水素と共に、加圧ポンプ11によりアンモニア
合成反応器12に送りここでアンモニアを合成する。こ
のときの触媒としては、ルテニウム系触媒、例えばRu
 −Cs OH/ A l sO1触媒を使用する。本
発明においては、触媒毒であるC01CO!が原料ガス
中に含まれないため、比較的容易にアンモニアを合成す
ることができる。
A part of the air taken into the engine 7 is transferred to the nitrogen separator 1
Send to 0, minutes here! IIIE! ! , a molecular sieve, etc. to separate it into highly concentrated nitrogen, and send it together with hydrogen from the high-pressure hydrogen gas tank 5 to an ammonia synthesis reactor 12 by a pressurizing pump 11, where ammonia is synthesized. The catalyst used at this time is a ruthenium-based catalyst, such as Ru.
-CsOH/AlsO1 catalyst is used. In the present invention, CO1CO! which is a catalyst poison! Since ammonia is not included in the raw material gas, ammonia can be synthesized relatively easily.

生成したアンモニアをアンモニア吸着脱離用固体酸槽1
3で分離してアンモニアタンク16に貯蔵する。固体酸
としては、酸処理されたシリカ、アルミナ或いはゼオラ
イトが適している。固体酸は100 ’C程度の比較的
低温でアンモニアを吸着し、400℃程度の高温でアン
モニアを脱離する性質を有している。この固体酸を2層
設け、交互に加熱、冷却を繰り返すことによりアンモニ
アを吸着、または分離し、分離したアンモニアはアンモ
ニアタンク16に貯蔵する。未反応の窒素、水素は、循
環ポンプ15により再度アンモニア合成器12に送られ
る。
Solid acid tank 1 for ammonia adsorption and desorption of generated ammonia
3 and stored in an ammonia tank 16. Acid-treated silica, alumina or zeolite is suitable as the solid acid. Solid acids have the property of adsorbing ammonia at a relatively low temperature of about 100'C and desorbing ammonia at a high temperature of about 400C. Two layers of this solid acid are provided, and ammonia is adsorbed or separated by repeating heating and cooling alternately, and the separated ammonia is stored in an ammonia tank 16. Unreacted nitrogen and hydrogen are sent to the ammonia synthesizer 12 again by the circulation pump 15.

そして、センサ21によりエンジンUト気中のNQ、i
4度を検出し、電子制御装置19の判断に基づいてその
濃度に応じて制御バルブ17をフィードバック制御し、
アンモニアタンク16から所定量のアンモニアを排ガス
中に混合し、NO,処理触媒床20においてNO8を分
解して排気する。
Then, the sensor 21 detects the NQ, i in the air of the engine U.
4 degrees, and feedback controls the control valve 17 according to the concentration based on the judgment of the electronic control device 19.
A predetermined amount of ammonia is mixed into the exhaust gas from the ammonia tank 16, and NO8 is decomposed in the NO treatment catalyst bed 20 and exhausted.

なお、エンジン回転数および負荷を検出して制御バルブ
17を制御するようにしてもよい。また、過剰量のアン
モニアが供給された場合は、アンモニア濃度センサ22
により、検知してアンモニア供給量を少なくするように
制御してもよい。
Note that the control valve 17 may be controlled by detecting the engine speed and load. Additionally, if an excessive amount of ammonia is supplied, the ammonia concentration sensor 22
may be detected and controlled to reduce the ammonia supply amount.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

このように本発明は、従来は定置用ボイラおよびディー
ゼルエンジンでしか使用されていなかったSCR法によ
るNOX処理システムが、水素エンジンのυト気処理に
も適用可能となり、HC,C01No、、パティキュレ
ートの排出量が極めて少ない超低公害内燃機関を提供す
ることができる。
In this way, the present invention makes it possible to apply the NOX treatment system using the SCR method, which was previously only used in stationary boilers and diesel engines, to the treatment of υ gas in hydrogen engines, and to reduce the amount of HC, CO1, and particulate. It is possible to provide an ultra-low pollution internal combustion engine with extremely low emissions.

また、本発明においては、触媒毒であるC01CO□が
原料ガス中に含まれないため、比較的容易にアンモニア
を合成することができる。
Furthermore, in the present invention, ammonia can be synthesized relatively easily because C01CO□, which is a catalyst poison, is not contained in the raw material gas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の超低公害内燃機関の1実施例を示す構
成図である。 A・・・水素エンジ〉〆、B・・・No、処理装置、1
・・・液体水素タンク、2・・・ポンプ、3・・・モー
タ、4・・・熱交換器、5・・・高圧水素ガスタンク、
6・・・噴射弁、7・・・エンジン、IO・・・窒素分
離装置、11・・・加圧ポンプ、12・・・アンモニア
合成反応L13・・・アンモニア吸着脱離用固体酸層、
15・・・循環ポンプ、16・・・アンモニアタンク、
17・・・la?11バルフ、19・・・電子制御装置
、20・・・No、処理用触媒床。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the ultra-low pollution internal combustion engine of the present invention. A...Hydrogen engine〉〆, B...No, processing device, 1
...Liquid hydrogen tank, 2...Pump, 3...Motor, 4...Heat exchanger, 5...High pressure hydrogen gas tank,
6... Injection valve, 7... Engine, IO... Nitrogen separation device, 11... Pressure pump, 12... Ammonia synthesis reaction L13... Solid acid layer for ammonia adsorption and desorption,
15...Circulation pump, 16...Ammonia tank,
17...la? 11 Balf, 19...Electronic control unit, 20...No, treatment catalyst bed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)液体水素タンクと、該タンク内の液体水素を気化
させこれを貯蔵する水素ガスタンクと、該水素ガスが噴
射されるエンジンと、該エンジンの吸入空気から窒素を
分離する窒素分離装置と、該窒素および前記水素ガスに
よりアンモニアを合成するアンモニア合成反応器とを備
え、排気ガス中の窒素酸化物を選択還元する触媒床に前
記アンモニアを導入することを特徴とする超低公害内燃
機関。
(1) A liquid hydrogen tank, a hydrogen gas tank that vaporizes and stores liquid hydrogen in the tank, an engine into which the hydrogen gas is injected, and a nitrogen separation device that separates nitrogen from the intake air of the engine. An ultra-low pollution internal combustion engine comprising an ammonia synthesis reactor for synthesizing ammonia using the nitrogen and hydrogen gas, and introducing the ammonia into a catalyst bed that selectively reduces nitrogen oxides in exhaust gas.
JP31048388A 1988-12-08 1988-12-08 Super-low pollution internal combustion engine Pending JPH02157464A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6871491B2 (en) * 2002-05-03 2005-03-29 Robert Bosch Gmbh Combustion system having an emission control device
US7367183B2 (en) * 2004-06-15 2008-05-06 J. Eberspaecher Gmbh & Co. Internal combustion engine with a fuel reformer and ammonia generator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60173358A (en) * 1983-11-25 1985-09-06 ドイツチエ フオルシユングス− ウント フエルズハシユアンシユタルト フユア ルフト− ウント ラウムフア−ルト エ−.フアウ. Hydrogen feeder

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60173358A (en) * 1983-11-25 1985-09-06 ドイツチエ フオルシユングス− ウント フエルズハシユアンシユタルト フユア ルフト− ウント ラウムフア−ルト エ−.フアウ. Hydrogen feeder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6871491B2 (en) * 2002-05-03 2005-03-29 Robert Bosch Gmbh Combustion system having an emission control device
US7367183B2 (en) * 2004-06-15 2008-05-06 J. Eberspaecher Gmbh & Co. Internal combustion engine with a fuel reformer and ammonia generator

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