JPH06126131A - 排ガス直接脱硝法 - Google Patents
排ガス直接脱硝法Info
- Publication number
- JPH06126131A JPH06126131A JP4098992A JP9899292A JPH06126131A JP H06126131 A JPH06126131 A JP H06126131A JP 4098992 A JP4098992 A JP 4098992A JP 9899292 A JP9899292 A JP 9899292A JP H06126131 A JPH06126131 A JP H06126131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- nitrogen
- methylamine
- amine
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷変動を伴う車載用ディーゼル機関の燃焼
排ガスに含まれる窒素酸化物の排気処理による低減に関
するもので、９００Ｋ以下の希薄既燃ガス中の窒素酸化
物を窒素と酸素に完全分解する実用的な無触媒脱硝法を
提供する。 【構成】 ディーゼル機関１の排気管２に設けられた噴
射弁３からアミン水溶液が排気弁４の方向に添加され
る。添加量は負荷に応じて電気的に調節できる。 【効果】 アミンは比較的低温で窒素酸化物の還元効果
を有するアミドジンを生成するので、アミンを添加する
ことによりディーゼル排気温度程度の低温でも窒素酸化
物を分解できる。
排ガスに含まれる窒素酸化物の排気処理による低減に関
するもので、９００Ｋ以下の希薄既燃ガス中の窒素酸化
物を窒素と酸素に完全分解する実用的な無触媒脱硝法を
提供する。 【構成】 ディーゼル機関１の排気管２に設けられた噴
射弁３からアミン水溶液が排気弁４の方向に添加され
る。添加量は負荷に応じて電気的に調節できる。 【効果】 アミンは比較的低温で窒素酸化物の還元効果
を有するアミドジンを生成するので、アミンを添加する
ことによりディーゼル排気温度程度の低温でも窒素酸化
物を分解できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関、ガスタ
ービン機関など拡散燃焼を主燃焼過程とする燃焼機器の
排気中の窒素酸化物の除去に関するものである。
ービン機関など拡散燃焼を主燃焼過程とする燃焼機器の
排気中の窒素酸化物の除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガソリン機関など予混合燃焼を主過程と
する燃焼器では三元触媒によって窒素酸化物を浄化でき
るが、ディーゼル機関のように拡散燃焼を主過程とする
一般の燃焼器では空燃比が理論混合比よりも希薄側に設
定されるため、三元触媒を用いることはできない。その
ため、選択的に窒素酸化物の低減を図る必要があり、ア
ンモニア触媒、あるいは排気中へアンモニアや尿素など
のアンモニア化合物の添加などが実用化されている。と
ころが、車載機関の場合、前者では負荷変動のため触媒
温度が変化し、低温時触媒に吸着したアンモニアが高温
時リークするという問題がある他、触媒の寿命ならびに
コストの面で問題がある。また、後者では低減効果が１
１００Ｋ〜１４００Ｋのごく狭い温度範囲に限られてい
ることが報告されており、排気温度が１０００Ｋ以下で
あるディーゼル排気において用いることは不可能であ
る。そもそも、アンモニアのこのような窒素酸化物の低
減効果はアンモニアの分解過程で生ずるアミドジン（
する燃焼器では三元触媒によって窒素酸化物を浄化でき
るが、ディーゼル機関のように拡散燃焼を主過程とする
一般の燃焼器では空燃比が理論混合比よりも希薄側に設
定されるため、三元触媒を用いることはできない。その
ため、選択的に窒素酸化物の低減を図る必要があり、ア
ンモニア触媒、あるいは排気中へアンモニアや尿素など
のアンモニア化合物の添加などが実用化されている。と
ころが、車載機関の場合、前者では負荷変動のため触媒
温度が変化し、低温時触媒に吸着したアンモニアが高温
時リークするという問題がある他、触媒の寿命ならびに
コストの面で問題がある。また、後者では低減効果が１
１００Ｋ〜１４００Ｋのごく狭い温度範囲に限られてい
ることが報告されており、排気温度が１０００Ｋ以下で
あるディーゼル排気において用いることは不可能であ
る。そもそも、アンモニアのこのような窒素酸化物の低
減効果はアンモニアの分解過程で生ずるアミドジン（
【化２】 ）が選択的な窒素酸化物分解効果を有することによる
が、これを利用して、予め外部においてアンモニアの部
分分解よって
が、これを利用して、予め外部においてアンモニアの部
分分解よって
【化２】 を発生させ、これを排気に添加する方法や、燃焼後期に
アンモニア化合物を燃焼室内に噴射する方法などが試み
られているが、実用化にはまだ問題がある。現在、車載
用のディーゼル機関では主に燃料噴射の遅延や噴射圧力
の高圧化によって窒素酸化物の低減を行っているが、十
分な低減効果は得られていない。
アンモニア化合物を燃焼室内に噴射する方法などが試み
られているが、実用化にはまだ問題がある。現在、車載
用のディーゼル機関では主に燃料噴射の遅延や噴射圧力
の高圧化によって窒素酸化物の低減を行っているが、十
分な低減効果は得られていない。
【０００３】
【発明の目的】本発明は負荷変動を伴う車載用ディーゼ
ル機関の燃焼排ガスに含まれる窒素酸化物の排気処理に
よる低減を目指すもので、９００Ｋ以下の温度で希薄既
燃焼ガス中の窒素酸化物を窒素と酸素に完全分解する実
用的な無触媒脱硝法を提供することである。
ル機関の燃焼排ガスに含まれる窒素酸化物の排気処理に
よる低減を目指すもので、９００Ｋ以下の温度で希薄既
燃焼ガス中の窒素酸化物を窒素と酸素に完全分解する実
用的な無触媒脱硝法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従来の技術で述べたよう
にアンモニアあるいはアンモニア化合物の添加によって
窒素酸化物を除去できることはよく知られているが、こ
れはアンモニアの分解過程で
にアンモニアあるいはアンモニア化合物の添加によって
窒素酸化物を除去できることはよく知られているが、こ
れはアンモニアの分解過程で
【化２】 が生成し、これが窒素酸化物を選択的に分解するためで
ある。ところが、アンモニアあるいは通常のアンモニア
化合物の場合には１０００Ｋ以下の温度ではアンモニア
の分解が起こらず
ある。ところが、アンモニアあるいは通常のアンモニア
化合物の場合には１０００Ｋ以下の温度ではアンモニア
の分解が起こらず
【化２】 が生成されないため、窒素酸化物低減効果はない。
【０００５】これら通常のアンモニア化合物の添加に対
し、アミン（
し、アミン（
【化３】 ，Ｒ：炭化水素基）の場合には比較的低温でＲと
【化２】 の結合が切れ、
【化２】 が生成するので、アミンを添加することによりディーゼ
ル排気温度程度の低温でも窒素酸化物の分解が期待でき
る。また、炭化水素ラジカルによる窒素酸化物の還元効
果が知られており、アミンの分解によって生じた炭化水
素基による窒素酸化物還元効果も期待できる。
ル排気温度程度の低温でも窒素酸化物の分解が期待でき
る。また、炭化水素ラジカルによる窒素酸化物の還元効
果が知られており、アミンの分解によって生じた炭化水
素基による窒素酸化物還元効果も期待できる。
【０００６】ディーゼル排気にはすすなどの微粒子が含
まれており、触媒を用いる場合には微粒子による触媒の
閉栓あるいは劣化といった問題が生じるが、本手法では
触媒を用いないので、このような不都合は生じない。ま
た、アミンは水溶性であり、水溶液として取扱うことが
できるので、取扱いが容易である。例えば、負荷変動に
伴う窒素酸化物濃度に対応してアミンの添加量を調節す
る必要があるが、液体噴射弁を用いることで容易に行え
る。さらに、理論的に添加するアミンは排気中の窒素酸
化物と同じモル数で良く、したがって消費するアミンの
量は極く微量であり、実用的である。
まれており、触媒を用いる場合には微粒子による触媒の
閉栓あるいは劣化といった問題が生じるが、本手法では
触媒を用いないので、このような不都合は生じない。ま
た、アミンは水溶性であり、水溶液として取扱うことが
できるので、取扱いが容易である。例えば、負荷変動に
伴う窒素酸化物濃度に対応してアミンの添加量を調節す
る必要があるが、液体噴射弁を用いることで容易に行え
る。さらに、理論的に添加するアミンは排気中の窒素酸
化物と同じモル数で良く、したがって消費するアミンの
量は極く微量であり、実用的である。
【０００７】
【発明の構成】本発明をディーゼル機関排気に適用した
場合の構成の一例を図１に示す。図１において、ディー
ゼル機関１の排気管２の途中に設けられた噴射弁３から
アミン水溶液が排気に添加される。混合を促進するため
に、この例では排気弁４の方向に噴射されるようになっ
ている。また、この噴射弁はガソリン機関で用いられて
いる燃料噴射弁と同様な構造をもち、電気的に噴射量を
調節できるもので、負荷に対応してコンピュータ５から
の指令により添加量が調節できるようになっている。な
お、６はポンプ、７はアミン水溶液貯蔵タンクである。
場合の構成の一例を図１に示す。図１において、ディー
ゼル機関１の排気管２の途中に設けられた噴射弁３から
アミン水溶液が排気に添加される。混合を促進するため
に、この例では排気弁４の方向に噴射されるようになっ
ている。また、この噴射弁はガソリン機関で用いられて
いる燃料噴射弁と同様な構造をもち、電気的に噴射量を
調節できるもので、負荷に対応してコンピュータ５から
の指令により添加量が調節できるようになっている。な
お、６はポンプ、７はアミン水溶液貯蔵タンクである。
【０００８】
【実施例】本発明によるＮＯ低減効果の確認を行った。
以下その実施例について説明する。図２は実施例の装置
概略である。本実施例ではディーゼル機関排ガスの代わ
りに窒素、酸素、ＮＯ（９００ｐｐｍ）混合ガスを用い
た。この混合ガスを触媒効果のない温度調節された石英
製の流動反応管８に導き、これにメチルアミンを添加
し、反応前後のＮＯ、ＮＯｘおよび総炭化水素（ＴＨ
Ｃ）濃度を測定した。メチルアミン水溶液（４０％）９
を用い、この水溶液を一定レベルに満たした恒温容器１
０に窒素ガス１１をキャリアとして供給し、窒素流量に
よって添加するメチルアミン蒸気の量を調節した。窒素
流量と生成するメチルアミン蒸気量の関係は予め実験で
求めてある。なお、１５はガス混合器、１６はＮＯ、Ｎ
Ｏｘ、ＴＨＣ分析計である。
以下その実施例について説明する。図２は実施例の装置
概略である。本実施例ではディーゼル機関排ガスの代わ
りに窒素、酸素、ＮＯ（９００ｐｐｍ）混合ガスを用い
た。この混合ガスを触媒効果のない温度調節された石英
製の流動反応管８に導き、これにメチルアミンを添加
し、反応前後のＮＯ、ＮＯｘおよび総炭化水素（ＴＨ
Ｃ）濃度を測定した。メチルアミン水溶液（４０％）９
を用い、この水溶液を一定レベルに満たした恒温容器１
０に窒素ガス１１をキャリアとして供給し、窒素流量に
よって添加するメチルアミン蒸気の量を調節した。窒素
流量と生成するメチルアミン蒸気量の関係は予め実験で
求めてある。なお、１５はガス混合器、１６はＮＯ、Ｎ
Ｏｘ、ＴＨＣ分析計である。
【０００９】図３は反応流動管温度
【数１】 および添加メチルアミン蒸気温度
【数２】 がともに６７３ＫにおいてＮＯ濃度が９００ｐｐｍの模
擬ガス５
擬ガス５
【数３】 に対し、メチルアミンを添加した場合のＮＯおよびＮＯ
ｘの低減率
ｘの低減率
【数４】 、
【数５】 、ならびにＴＨＣ濃度を示している。ここに、
【数６】 はメチルアミンとＮＯのモル比を示しており、メチルア
ミンから生成した
ミンから生成した
【化２】 １モルがＮＯ１モルを分解すると考えた場合、
【数６】 ＝１が当量を表す。また、
【数４】 はメチルアミン添加前後のＮＯ濃度の比を、
【数５】 はＮＯｘ濃度の比を示しており、
【数４】 と
【数５】 との差は混合ガス中の一酸化窒素が二酸化窒素に変換し
た割合を、
た割合を、
【数５】 はＮＯが窒素と酸素に完全に分解した割合を示してい
る。図から、最高約８０％のＮＯの完全分解が可能であ
ることがわかる。ただ、当量の５倍のメチルアミンを添
加せねばならないが、本実施例では混合ガスと添加した
メチルアミンの混合が効率的に行われておらず、この点
を改善すれば少量のメチルアミンの添加でも高いＮＯの
低減率が期待できる。また、本実施例で用いたＴＨＣ分
析計（ＦＩＤ）はメチルアミンに対して検出感度を有し
ているが、いずれの添加量においてもＴＨＣ濃度は低い
レベルにあり、メチルアミンのリークがないことがわか
る。
る。図から、最高約８０％のＮＯの完全分解が可能であ
ることがわかる。ただ、当量の５倍のメチルアミンを添
加せねばならないが、本実施例では混合ガスと添加した
メチルアミンの混合が効率的に行われておらず、この点
を改善すれば少量のメチルアミンの添加でも高いＮＯの
低減率が期待できる。また、本実施例で用いたＴＨＣ分
析計（ＦＩＤ）はメチルアミンに対して検出感度を有し
ているが、いずれの添加量においてもＴＨＣ濃度は低い
レベルにあり、メチルアミンのリークがないことがわか
る。
【図１】本発明をディーゼル機関排気の窒素酸化物の低
減に適応した一例である。
減に適応した一例である。
【図２】実施例の装置概略であり、窒素、酸素、ＮＯ
（９００ｐｐｍ）混合ガスにメチルアミンを添加する場
合のものである。
（９００ｐｐｍ）混合ガスにメチルアミンを添加する場
合のものである。
【図３】実施例の結果であり、混合ガスおよびメチルア
ミンの温度６７３Ｋにおいて５
ミンの温度６７３Ｋにおいて５
【数３】 の混合ガスに対しメチルアミンを添加した場合のＮＯお
よびＮＯｘの低減率
よびＮＯｘの低減率
【数４】 、
【数５】 ならびにＴＨＣ濃度を示している。なお、
【数６】 はメチルアミンとＮＯのモル比を示している。
１…ディーゼル機関 ２…排気管 ３…噴射弁 ４…排気弁 ５…コンピュータ ６…ポンプ ７…アミン水溶液貯蔵タンク ８…流動反応管 ９…メチルアミン水溶液（４０％） １０…恒温容器 １１…窒素ガス １２…窒素ガス １３…酸素ガス １４…ＮＯガス １５…ガス混合器 １６…ＮＯ，ＮＯｘ，ＴＨＣ分析計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 福全 滋賀県甲賀郡甲西町北山台一丁目13番地の 12 (72)発明者 田中 朝都 奈良県天理市南六条町37番地の２
Claims (2)
- 【請求項１】９００Ｋ以下の燃焼排気にメチルアミン（ 【化１】 ）を添加することにより、排気中の一酸化窒素および二
酸化窒素などの窒素酸化物の分解を図ることを特徴とす
る直接脱硝法。 - 【請求項２】 アミンを添加することを特徴とする特許
請求の範囲第一項に記載の脱硝法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4098992A JPH06126131A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 排ガス直接脱硝法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4098992A JPH06126131A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 排ガス直接脱硝法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126131A true JPH06126131A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=14234487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4098992A Pending JPH06126131A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 排ガス直接脱硝法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10107034B4 (de) * | 2001-02-15 | 2012-05-03 | Mann + Hummel Gmbh | Vorrichtung zur Verlängerung der chemischen Standzeit eines Filtermediums |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4098992A patent/JPH06126131A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10107034B4 (de) * | 2001-02-15 | 2012-05-03 | Mann + Hummel Gmbh | Vorrichtung zur Verlängerung der chemischen Standzeit eines Filtermediums |
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