JPH0519554Y2 - - Google Patents
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- JPH0519554Y2 JPH0519554Y2 JP16767686U JP16767686U JPH0519554Y2 JP H0519554 Y2 JPH0519554 Y2 JP H0519554Y2 JP 16767686 U JP16767686 U JP 16767686U JP 16767686 U JP16767686 U JP 16767686U JP H0519554 Y2 JPH0519554 Y2 JP H0519554Y2
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- JP
- Japan
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- diesel engine
- exhaust gas
- amount
- nox
- nitrogen oxide
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
本考案は、デイーゼルエンジンの窒素酸化物除
去機構、さらに詳細には、デイーゼルエンジンか
らの排気ガス中より窒素酸化物（NOX）を有効
に除去しえるデイーゼルエンジンの窒素酸化物除
去機構に関するものである。
去機構、さらに詳細には、デイーゼルエンジンか
らの排気ガス中より窒素酸化物（NOX）を有効
に除去しえるデイーゼルエンジンの窒素酸化物除
去機構に関するものである。
デイーゼルエンジンの排気ガス中の窒素酸化物
（以下NOXという）量を低減する方法としては、
従来デイーゼルエンジンの燃料噴射タイミングを
遅らせて、燃料を燃焼させること（いわゆるタイ
ミングリタード）によりNOXの発生を防ぐ方法
が知られている。すなわち、前記NOXは燃料が
高温で燃焼すると多く発生するために、前述のよ
うにタイミングリタードを行うことにより、より
低温で燃料を燃焼させ、NOXの発生を抑制しよ
うとしているのである。
（以下NOXという）量を低減する方法としては、
従来デイーゼルエンジンの燃料噴射タイミングを
遅らせて、燃料を燃焼させること（いわゆるタイ
ミングリタード）によりNOXの発生を防ぐ方法
が知られている。すなわち、前記NOXは燃料が
高温で燃焼すると多く発生するために、前述のよ
うにタイミングリタードを行うことにより、より
低温で燃料を燃焼させ、NOXの発生を抑制しよ
うとしているのである。
しかしながら、このタイミングリタード法によ
れば、NOXの発生が抑制される反面、燃焼効率
が悪化するばかりでなく、黒煙の発生も多くなる
という欠点があつた。
れば、NOXの発生が抑制される反面、燃焼効率
が悪化するばかりでなく、黒煙の発生も多くなる
という欠点があつた。
上述のようなNOXの除去には、ガソリンエン
ジンのように触媒によつて一度発生したNOXを
還元除去する方法も考えられる。
ジンのように触媒によつて一度発生したNOXを
還元除去する方法も考えられる。
しかしながら、デイーゼルエンジンはガソリン
エンジンに比較して、排気ガス中の残存酸素が多
いという特徴があり、ガソリンエンジンに使用す
る還元剤、たとえば水素、一酸化炭素を利用して
還元することはできないという欠点があつた。す
なわち、ガソリンエンジンにおいては、空気−燃
料を理論混合比として燃焼可能であり、排気ガス
中の酸素は殆ど零になるが、一般にデイーゼルエ
ンジンの場合は、エンジン全負荷においても理論
混合比の約1.3倍の空気が必要であり、このため
排気ガス中にかなりの残存酸素が混在している。
このため、通常の還元剤、たとえば水素、一酸化
炭素などの還元剤を触媒存在下に排気ガス中に添
加しても、先に酸素と反応してしまい、NOXを
還元することができない。このため、デイーゼル
エンジンの排気ガスを触媒反応によつて除去する
方法は実用化されていないのが現状である。
エンジンに比較して、排気ガス中の残存酸素が多
いという特徴があり、ガソリンエンジンに使用す
る還元剤、たとえば水素、一酸化炭素を利用して
還元することはできないという欠点があつた。す
なわち、ガソリンエンジンにおいては、空気−燃
料を理論混合比として燃焼可能であり、排気ガス
中の酸素は殆ど零になるが、一般にデイーゼルエ
ンジンの場合は、エンジン全負荷においても理論
混合比の約1.3倍の空気が必要であり、このため
排気ガス中にかなりの残存酸素が混在している。
このため、通常の還元剤、たとえば水素、一酸化
炭素などの還元剤を触媒存在下に排気ガス中に添
加しても、先に酸素と反応してしまい、NOXを
還元することができない。このため、デイーゼル
エンジンの排気ガスを触媒反応によつて除去する
方法は実用化されていないのが現状である。
最近になつて、火力発電の燃焼ガス中のNOX
を除去する方法として、還元剤としてNH3を使
用して触媒存在下に酸素リツチな燃焼ガス中の
NOXを還元する方法が開発されている。
を除去する方法として、還元剤としてNH3を使
用して触媒存在下に酸素リツチな燃焼ガス中の
NOXを還元する方法が開発されている。
しかしながら、デイーゼルエンジンの排気ガス
中のNOXの還元に、この技術をそのまま使用す
ることはできない。すなわち、前記火力発電に
おいては、定常状態で燃焼ガスを還元するため
に、前記燃焼ガスの温度はほぼ一定であるが、デ
イーゼルエンジンの場合、エンジン負荷によつて
排気ガスの温度が著しく変化すること、前記火
力発電は定常状態であるために、NOXの量はほ
ぼ一定であるが、デイーゼルエンジンの場合はエ
ンジン負荷によつてNOXの量が変化すること、
前記NH3が、有毒であり刺激臭が強いために、
NOXの量に対応しNH3の量を厳密に制御して、
排気ガス中にNH3が残存しないようにする必要
があることなどの種々の条件があるためである。
中のNOXの還元に、この技術をそのまま使用す
ることはできない。すなわち、前記火力発電に
おいては、定常状態で燃焼ガスを還元するため
に、前記燃焼ガスの温度はほぼ一定であるが、デ
イーゼルエンジンの場合、エンジン負荷によつて
排気ガスの温度が著しく変化すること、前記火
力発電は定常状態であるために、NOXの量はほ
ぼ一定であるが、デイーゼルエンジンの場合はエ
ンジン負荷によつてNOXの量が変化すること、
前記NH3が、有毒であり刺激臭が強いために、
NOXの量に対応しNH3の量を厳密に制御して、
排気ガス中にNH3が残存しないようにする必要
があることなどの種々の条件があるためである。
このため、本出願人は、デイーゼルエンジンよ
りの排気ガス中のNOX濃度を検知する手段を設
けて、このNOX濃度に対応してNH3を混合し、
触媒によつて前記NOXを還元する機構を考案し
た。このような機構によれば、NH3がNH3貯蔵
手段中に貯蔵されているる間は良好にNOXを除
去可能であるが、前記NH3残量が減少しまたは
零になつたときには、NOXはそのまま大気中に
放出されてしまうという欠点がある。
りの排気ガス中のNOX濃度を検知する手段を設
けて、このNOX濃度に対応してNH3を混合し、
触媒によつて前記NOXを還元する機構を考案し
た。このような機構によれば、NH3がNH3貯蔵
手段中に貯蔵されているる間は良好にNOXを除
去可能であるが、前記NH3残量が減少しまたは
零になつたときには、NOXはそのまま大気中に
放出されてしまうという欠点がある。
本考案は上述の点に鑑みなされたものであり、
NH3を還元剤として使用し、かつ触媒を利用し
てデイーゼルエンジンのNOXを還元除去可能で
あるとともに、前記NH3の残量が著しく低下し
あるいは零になつたときにもNOXの大気中への
放出を低減できるデイーゼルエンジンの窒素酸化
物除去機構を提供することを目的とする。
NH3を還元剤として使用し、かつ触媒を利用し
てデイーゼルエンジンのNOXを還元除去可能で
あるとともに、前記NH3の残量が著しく低下し
あるいは零になつたときにもNOXの大気中への
放出を低減できるデイーゼルエンジンの窒素酸化
物除去機構を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本考案によるデイー
ゼルエンジンの窒素酸化物除去機構は、デイーゼ
ルエンジンの排気ガス中のNOXを還元するため
のNH3ガスを添加するためのNH3添加手段と、
前記NH3を貯蔵する手段と、前記NH3が添加さ
れた排気ガス中のNOXを還元するためのTiO2系
触媒を備えた触媒コンバータと、前記デイーゼル
エンジンの点火時期を調整するためのエレクトロ
ニツクタイミングコントロールを有するデイーゼ
ルエンジンの窒素酸化物除去機構において、前記
NH3貯蔵手段中のNH3残量を検知する手段と、
このNH3残量が少ないときないし零のときに前
記エレクトロニツクタイミングコントロール（以
下ETという）によつて前記デイーゼルエンジン
の点火時期が遅延することにしたことを特徴とし
ている。
ゼルエンジンの窒素酸化物除去機構は、デイーゼ
ルエンジンの排気ガス中のNOXを還元するため
のNH3ガスを添加するためのNH3添加手段と、
前記NH3を貯蔵する手段と、前記NH3が添加さ
れた排気ガス中のNOXを還元するためのTiO2系
触媒を備えた触媒コンバータと、前記デイーゼル
エンジンの点火時期を調整するためのエレクトロ
ニツクタイミングコントロールを有するデイーゼ
ルエンジンの窒素酸化物除去機構において、前記
NH3貯蔵手段中のNH3残量を検知する手段と、
このNH3残量が少ないときないし零のときに前
記エレクトロニツクタイミングコントロール（以
下ETという）によつて前記デイーゼルエンジン
の点火時期が遅延することにしたことを特徴とし
ている。
第１図は本考案のデイーゼルエンジンのNOX
除去機構の一実施例を示すブロツク図であるが、
この第１図より明らかなように、本考案による
NOX除去機構によれば、デイーゼルエンジン１
の排気管２にはNOX濃度検知手段３が設けられ
ており、このNOX濃度検知手段３よりのデータ
はコンピユータ４に入力されるようになつてい
る。
除去機構の一実施例を示すブロツク図であるが、
この第１図より明らかなように、本考案による
NOX除去機構によれば、デイーゼルエンジン１
の排気管２にはNOX濃度検知手段３が設けられ
ており、このNOX濃度検知手段３よりのデータ
はコンピユータ４に入力されるようになつてい
る。
前記排気ガス中のNOX濃度検知手段は、本考
案において基本的に限定されるものではない。た
とえば、所定エンジンの回転数変化と負荷変化に
おけるNOXの発生量を予め測定してマツプを作
成しておき、前記エンジン回転数および負荷を測
定することによりNOXの発生量を推定検知する
ようにしてもよい。また、燃料の中の約２重量％
がNOXに酸化されることを利用し、前記燃料噴
射量を検知することによつて、NOXの量を知る
ことも可能である。もちろんNOXセンサを用い
ることも可能である。
案において基本的に限定されるものではない。た
とえば、所定エンジンの回転数変化と負荷変化に
おけるNOXの発生量を予め測定してマツプを作
成しておき、前記エンジン回転数および負荷を測
定することによりNOXの発生量を推定検知する
ようにしてもよい。また、燃料の中の約２重量％
がNOXに酸化されることを利用し、前記燃料噴
射量を検知することによつて、NOXの量を知る
ことも可能である。もちろんNOXセンサを用い
ることも可能である。
また、前記排気管２には、前記NOX濃度検知
手段３の下流に、この排気管２に還元剤である
NH3を供給するNH3供給手段およびNH3貯蔵手
段、すなわち流量調整用の電磁弁５、NH3タン
ク６が設けられており、前記排気管２にNH3ガ
スを所定量導入可能になつている。本考案におい
ては、上述のようにNOX量を検知した排気ガス
に、前記NOX量に対応してNH3ガスを添加する。
このNH3ガスの添加量は、NOX１モルに対し0.3
〜0.9モルである。未反応のNH3を排出するのを
防ぐため、下記の式(1)および(2)のような反応にお
ける理論当量のNH3を添加する必要はない。む
しろNH3の添加量が多すぎると、未反応NH3が
増加して大気中に放出されることになり、好まし
くない。すなわち、NH3の添加量が0.3モルより
少ないと、充分にNOXが還元されず、一方0.9モ
ルより多いと、未反応NH3ガスが多くなりすぎ
て、大気中にNH3が多く放出されることになる
からである。
手段３の下流に、この排気管２に還元剤である
NH3を供給するNH3供給手段およびNH3貯蔵手
段、すなわち流量調整用の電磁弁５、NH3タン
ク６が設けられており、前記排気管２にNH3ガ
スを所定量導入可能になつている。本考案におい
ては、上述のようにNOX量を検知した排気ガス
に、前記NOX量に対応してNH3ガスを添加する。
このNH3ガスの添加量は、NOX１モルに対し0.3
〜0.9モルである。未反応のNH3を排出するのを
防ぐため、下記の式(1)および(2)のような反応にお
ける理論当量のNH3を添加する必要はない。む
しろNH3の添加量が多すぎると、未反応NH3が
増加して大気中に放出されることになり、好まし
くない。すなわち、NH3の添加量が0.3モルより
少ないと、充分にNOXが還元されず、一方0.9モ
ルより多いと、未反応NH3ガスが多くなりすぎ
て、大気中にNH3が多く放出されることになる
からである。
4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2Ｏ ……(1)
6NO2＋8NH3→7N2＋12H2Ｏ ……(2)
前記排気ガス中のNOXをNH3によつて還元す
るための還元触媒であるTiO2が充填された触媒
コンバータ７が前記NH3供給手段の下流に設け
られている。
るための還元触媒であるTiO2が充填された触媒
コンバータ７が前記NH3供給手段の下流に設け
られている。
このような反応を生じさせる触媒として、本考
案においてはTiO2系触媒を使用している。たと
えば貴金属触媒であるPt，Pdなどの触媒も、上
記反応を生じるのであるが、このような触媒は
200〜300℃という比較的低温で良好な活性を有し
ているという欠点がある。すなわち、このような
低温においては排気ガス中のNOXの量は限定さ
れており（燃料が比較的低温で燃焼する場合、
NOXの発生量が少ない）、NOXを還元除去する必
要は薄いとともに、黒煙が発生しやすく、この黒
煙によつて触媒の活性が低下する虞がある。
案においてはTiO2系触媒を使用している。たと
えば貴金属触媒であるPt，Pdなどの触媒も、上
記反応を生じるのであるが、このような触媒は
200〜300℃という比較的低温で良好な活性を有し
ているという欠点がある。すなわち、このような
低温においては排気ガス中のNOXの量は限定さ
れており（燃料が比較的低温で燃焼する場合、
NOXの発生量が少ない）、NOXを還元除去する必
要は薄いとともに、黒煙が発生しやすく、この黒
煙によつて触媒の活性が低下する虞がある。
したがつて、本考案においては安価で、かつ比
較的高温（250〜500℃）で活性を有するTiO2系
触媒を使用するものである。排気ガスが比較的高
温の場合、一方、たとえTiO2系触媒に炭素が吸
着されたとしても、熱によつて燃焼し、触媒の活
性を低下させることはないからである。
較的高温（250〜500℃）で活性を有するTiO2系
触媒を使用するものである。排気ガスが比較的高
温の場合、一方、たとえTiO2系触媒に炭素が吸
着されたとしても、熱によつて燃焼し、触媒の活
性を低下させることはないからである。
本考案において、前述のNH3タンク６には
NH3残量を検知するためのNH3残量検知手段８
が設けられており、前記NH3タンク６内のNH3
濃度が検知できるようになつている。そしてこの
NH3タンク６内のNH3残量のデータはコンピユ
ータ４に送られるようになつている。前記コンピ
ユータ４はエンジン１の点火時期を制御するET
９に接続しており、前記NH3タンク６のデータ
に基づきエンジン点火時期を制御できるようにな
つている。
NH3残量を検知するためのNH3残量検知手段８
が設けられており、前記NH3タンク６内のNH3
濃度が検知できるようになつている。そしてこの
NH3タンク６内のNH3残量のデータはコンピユ
ータ４に送られるようになつている。前記コンピ
ユータ４はエンジン１の点火時期を制御するET
９に接続しており、前記NH3タンク６のデータ
に基づきエンジン点火時期を制御できるようにな
つている。
本考案による窒素酸化物除去機構は、以下のよ
うな作用を行う。
うな作用を行う。
まずデイーゼルエンジン１より排気管２をへて
排出される排気ガスは、まずNOX濃度検知手段
３によつてNOXの濃度が測定され、このNOXの
濃度データはコンピユータ４に送られる。このコ
ンピユータ４は前記NOX濃度に対応したNH3を
NH3タンク６より流量調整用電磁弁５を介して
触媒コンバータ７の上流の排気管２に導入する。
このようにNH3を導入すると、触媒コンバータ
７に充填されているTiO2の作用により前記NOX
は還元されて排気ガスより除去される。
排出される排気ガスは、まずNOX濃度検知手段
３によつてNOXの濃度が測定され、このNOXの
濃度データはコンピユータ４に送られる。このコ
ンピユータ４は前記NOX濃度に対応したNH3を
NH3タンク６より流量調整用電磁弁５を介して
触媒コンバータ７の上流の排気管２に導入する。
このようにNH3を導入すると、触媒コンバータ
７に充填されているTiO2の作用により前記NOX
は還元されて排気ガスより除去される。
このようにNH3ガスがNH3タンク６内にある
場合は、前述のようにNH3はNOXの量に対応し
て排気ガスに混入される。しかしながら、NH3
タンク６内のNH3残量はNH3残量検知手段８に
よつてモニターされており、NH3の残量が僅少
になつてきたときないし零になつたときには、
NH3残量検知手段８より信号がコンピユータ４
に送られる。コンピユータ４はこの信号を受け
て、ET９に信号を送り、点火時期を遅延させる。
すなわちタイミングリタードを行い、燃料を低温
で燃焼せしめることによつてNOXの発生を抑制
する。
場合は、前述のようにNH3はNOXの量に対応し
て排気ガスに混入される。しかしながら、NH3
タンク６内のNH3残量はNH3残量検知手段８に
よつてモニターされており、NH3の残量が僅少
になつてきたときないし零になつたときには、
NH3残量検知手段８より信号がコンピユータ４
に送られる。コンピユータ４はこの信号を受け
て、ET９に信号を送り、点火時期を遅延させる。
すなわちタイミングリタードを行い、燃料を低温
で燃焼せしめることによつてNOXの発生を抑制
する。
以上説明したように、本考案によるデイーゼル
エンジンの窒素酸化物除去機構によれば、NH3
を還元剤として使用し、かつ触媒として比較的高
温で活性を有するTiO2を用いることにより、デ
イーゼルエンジンの酸素リツチな排気ガス中の
NOXを還元除去可能になるとともに、前記NH3
の残量が僅少になりまたは零になつたときには、
ETを使用して従来のタイミングリタードを行う
ようにしたため、デイーゼルエンジンのNOXの
除去機構として実用可能となるという利点があ
る。
エンジンの窒素酸化物除去機構によれば、NH3
を還元剤として使用し、かつ触媒として比較的高
温で活性を有するTiO2を用いることにより、デ
イーゼルエンジンの酸素リツチな排気ガス中の
NOXを還元除去可能になるとともに、前記NH3
の残量が僅少になりまたは零になつたときには、
ETを使用して従来のタイミングリタードを行う
ようにしたため、デイーゼルエンジンのNOXの
除去機構として実用可能となるという利点があ
る。
第１図は本考案によるデイーゼルエンジンの窒
素酸化物除去機構の一実施例のブロツク図であ
る。 １……デイーゼルエンジン、２……排気管、３
……NOX濃度検知手段、４……コンピユータ、
６……NH3タンク、７……触媒コンバータ、８
……NH3残量検知手段、９……ET。
素酸化物除去機構の一実施例のブロツク図であ
る。 １……デイーゼルエンジン、２……排気管、３
……NOX濃度検知手段、４……コンピユータ、
６……NH3タンク、７……触媒コンバータ、８
……NH3残量検知手段、９……ET。
Claims (1)
- デイーゼルエンジンの排気ガス中のNOXを還
元するためのNH3ガスを添加するためのNH3添
加手段と、前記NH3を貯蔵する手段と、前記
NH3が添加された排気ガス中のNOXを還元する
ためのTiO2系触媒を備えた触媒コンバータと、
前記デイーゼルエンジンの点火時期を調整するた
めのエレクトロニツクタイミングコントロールを
有するデイーゼルエンジンの窒素酸化物除去機構
において、前記NH3貯蔵手段中のNH3残量を検
知する手段と、このNH3残量が少ないときない
し零のときに前記エレクトロニツクタイミングコ
ントロールによつて前記デイーゼルエンジンの点
火時期が遅延することにしたことを特徴とするデ
イーゼルエンジンの窒素酸化物除去機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16767686U JPH0519554Y2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16767686U JPH0519554Y2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373548U JPS6373548U (ja) | 1988-05-17 |
| JPH0519554Y2 true JPH0519554Y2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=31099829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16767686U Expired - Lifetime JPH0519554Y2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519554Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP16767686U patent/JPH0519554Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6373548U (ja) | 1988-05-17 |
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