JPH0630415U

JPH0630415U - 排気ガス浄化用触媒装置

Info

Publication number: JPH0630415U
Application number: JP6768592U
Authority: JP
Inventors: 弘伊藤; 水野康正; 大出栄正
Original assignee: デンヨー株式会社
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-04-22
Anticipated expiration: 2007-09-29
Also published as: JP2583966Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】ディーゼルエンジン排気ガスの浄化用として
好適な触媒装置であって、構造が簡単で、煤による触媒
の目詰まりがなく、従って触媒性能や通気性の低下な
く、長期間の安定使用に耐えられる経済性の高い触媒装
置を提供する。【構成】容器内中央に空間を設け、中央流路として排
気ガス入口に直結させると共に、酸化・還元触媒を収納
する触媒収納部を分割し又は分割せずに、前記中央流路
を中心に対称的に配設し、前記触媒収納部の外側に空間
を設けて外側流路として排気ガス出口に接続させて成る
もので、排気ガスを中央流路から前記触媒収納部を経由
して前記外側流路に流通させる構成とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ディーゼルエンジン発電機等において、排気ガスを酸化・還元反応によって浄化する触媒装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジン発電機からの排気ガスには窒素酸化物、硫黄酸化物、一酸化炭素、炭化水素、パーティキュレート等大気汚染物質が多く含まれ、大気中放出に先立ち、浄化する必要がある。このような排気ガスの浄化方法としては、各種の方法が提案され、また一部実用化されているが、そのうち、特に実用的に有価値な方法として触媒方式のものが注目されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、この触媒方式においても、例えば、排気ガス中の成分による劣化等性能や耐久性に関し、触媒自体に問題があり、触媒の改良対策が進められているが、一方、対策が困難で、致命的ともいえる触媒使用時における煤の堆積による触媒目詰まりの問題を残している。

【０００４】排気ガス中に含まれる煤は、触媒表面に付着して触媒の性能を低下させるのみならず、触媒粒子間に堆積して通気抵抗を高めるものである。即ち、煤の堆積は触媒層における排気背圧を上昇させ、エンジンの出力低下等の悪影響をもたらすため、長期間にわたるこの触媒装置の連続運転は不可能とされ、このため、触媒方式の排気ガス浄化システムにおいては、定期的に触媒装置の運転を休止して煤の除去を行うか、たまは、触媒装置を２系列に設置して運転と休止掃除を交互に行う手段がとられている状況にある。前者の手段は触媒装置のみならず排気ガス発生源となるエンジンの稼働率の低下を招くし、後者の手段は設備が大きく且つ複雑になり経済性に問題がある。

【０００５】本考案は、上記の問題に鑑み、簡単な構造で触媒への煤の堆積を少なくすることができ、従って触媒性能の低下を来すことなく、通気抵抗の増加が抑えられ、長期の安定使用に耐えられる経済性の高い、ディーゼルエンジン排気ガス浄化用として好適な触媒装置の提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案は、排気ガス入口及び排気ガス出口を有する容器に酸化・還元触媒を収納する触媒収納部を設けた触媒装置において、容器内中央に空間を設けて中央流路とし、前記排気ガス入口に接続させると共に、前記触媒収納部を分割し又は分割せずに前記中央流路を中心に対称に配設し、前記触媒収納部の外側に空間を設けて外側流路とし、前記排気ガス出口に接続させて成り、排気ガスを中央流路から前記触媒収納部を経由して前記外側流路に流通させるようにしたディーゼルエンジン排気ガス浄化用の触媒装置を提案するものである。

【０００７】

【作用】

ディーゼルエンジンからの排気ガスは容器の排気ガス入口から容器内の中央流路に入り、この中央流路より外側流路に向かって触媒内を流れる。この触媒通過中に排気ガス中の窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素等の酸化・還元反応が行われ、この際の反応熱によって排気ガスの温度が上昇し、同時に触媒が加熱される。従って、触媒の温度は外側になる程高くなり、中央流路側の触媒は外側流路側の触媒により常に保温され、中央流路側の触媒表面の温度は接触する排気ガスの温度よりも高い状態となる。

【０００８】一般に知られているように、排気ガス中の煤は温度が低い箇所に付着し易く、排気ガス温度が低下するにつれて大きい粒子に成長するものであり、この触媒装置の中央流路側触媒表面には煤が付着し難く、また、触媒収納部内の触媒粒子間においても煤の堆積あるいは成長は殆どない。この結果、煤の付着乃至堆積による触媒の性能低下や排気背圧の上昇が起こらず、触媒は長期間安定した性能を維持できる。

【０００９】

【実施例】

以下、実施例を示す図面によって本考案の排気ガス浄化用触媒装置について説明する。図１は本考案の排気ガス浄化用触媒装置の部分破断斜視図で、図２は排気ガスの流れ方向を示した図１の触媒装置の縦断面図である。

【００１０】本考案に係る図示の触媒装置Ａは、エンジン馬力が７８ＰＳで、発電機容量が６０ＫＶＡのディーゼルエンジン駆動形発電機の排気ガス浄化装置であり、ディーゼルエンジンからの排気ガス量２００Ｎｍ³／時間の排気ガスを触媒によって浄化処理する。容器１は、鋼板で縦、横及び幅をそれぞれ約３７０ｍｍ、９００ｍｍ及び３１０ｍｍの直方形につくられ、下面と上面のそれぞれ中央部分にはダクト２，３に接続する内径約５０ｍｍの排気ガス入口４と排気ガス出口５が設けられている。また、容器１の内壁には耐熱性を有するセラミックファイバによる吸音材６を貼着し、パンチングメタル７で保持固定し、エンジンからの騒音の吸収が図れるようにしてある。

【００１１】横方向（図２左右方向）を左右方向として、さらに説明すると、容器１の中央部に排気ガス入口４に連通する全幅寸法の空間を設けて中央流路８とし、この中央流路８を隔てて左右に対称的に全幅寸法で縦３００ｍｍと長さ３００ｍｍの触媒収納室９Ａ，９Ｂを設け、それぞれ触媒１０を収納してある。触媒収納室９Ａ，９Ｂは、前記中央流路８と共に上面を鋼板１１で被い、容器１内天井面との間に空間を設けて上部流路１２とし、前記排気ガス出口４に連通させてある。また、左右方向の両端面と容器１内壁間に空間を設けて外側流路１３Ａ，１３Ｂとしてある。各触媒収納室１３Ａ，１３Ｂはそれぞれの両端面を金網１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄで被い、触媒１０を保持させると共に排気ガスの流通を自在にしてある。

【００１２】従って、エンジンからの排気ガスは、図示矢印のように、ダクト２から下部中央の排気ガス入口４より中央流路８に入り、左右に分かれて触媒収納室９Ａ，９Ｂ内の触媒１０を通過し、酸化・還元反応により窒素酸化物等有害ガスが浄化され、左右の外側流路１３Ａ，１３Ｂから上部流路１２を経て合流し上面中央の排気ガス出口５からダクト３を経て排出される。

【００１３】上記の触媒装置Ａ内の温度分布について、実機運転において測定した結果を表１に示す。測定個所は長さ３００ｍｍの触媒収納室９Ａの縦断面中心部分で、排気ガス流入側端面を０ｍｍとして外側方向にそれぞれ７５，１５０，２２５，及び３００ｍｍとなる個所とした。

【００１４】

【表１】

【００１５】即ち、排気ガス入口４部分における排気ガス温度が４４４℃のとき、触媒収納室９Ａの排気ガス流入側端部の温度は４４８℃に上昇し、中間部分で４８１℃、そして排気ガス流出側端面部で５６０℃となり、触媒収納室９Ａの排気ガス流入端面部には煤の付着は認められなかった。また、触媒収納室９Ａの排気ガス流入側端面と、流出側端面間の圧力損失は５００ｍｍＨ₂Ｏで、運転開始後５００時間経過後も変化がなく、触媒間における煤の発生付着は認められなかった。

【００１６】比較例として、図５に示すように、排気ガス入口３０を装置上面側に設け、排気ガス出口３１を装置下面側に設けた他は、前記の触媒装置Ａと殆ど同様に構成した触媒装置Ｃを用い、実機試験において排気ガスを装置上面の排気ガス入口３０から上部流路３２に導入し、図示左右の外側流路３３Ａ，３３Ｂを経て両触媒収納室３４Ａ，３４Ｂ内を通過させ、中央流路３５から装置下面の排気ガス出口３１より排出させた。この比較例の場合について、前記の実施例と同様に、触媒温度、圧力損失、煤付着状況を調査し、その結果を表１に併せて記載した。

【００１７】この比較例の場合、排気ガスの温度は、排気ガス入口部において４５０℃であったが、触媒収納室３４Ａの排気ガス流入端面部においては４４７℃に低下し、その後、触媒層内の通過距離に応じて上昇し、排気ガス流出端面部において５７０℃となった。そして、排気ガス流入端面部には４〜５ｍｍ厚さの煤３６の付着がみられ、また、排気ガス流入端と排出端間の圧力損失は、運転開始時に５００ｍｍＨ₂Ｏであったが、経過時間に略比例して上昇し、５０時間後には２１００ｍｍＨ₂Ｏとなり、通常の使用限度１０００ｍｍＨ₂Ｏを遙かに超過し、排気ガス流入端面側における触媒間の煤の生成堆積を示した。

【００１８】本考案の触媒装置Ａにおいては、排気ガス入口４から導入された排気ガスは、直ちに触媒収納室９Ａ，９Ｂに入り、触媒層内をガスの酸化・還元による反応熱でさらに触媒を加熱しながら通過する。即ち、排気ガスは、装置両外側の比較的高温の触媒層によって囲繞された中央流路８から直接触媒収納室９Ａ，９Ｂに入ることにより、実質的に冷却されることなく従って煤の生成なく流入されるものと考えられる。これに対して、排気ガスの流れ方向が逆となる触媒装置Ｃにおいては、触媒収納室３４Ａ，３４Ｂの中央流路３５側が高温となり、外側流路３３Ａ，３３Ｂ側即ち排気ガス流入端部において低温となり、排気ガス入口３０から導入された排気ガスは、この低温の排気ガス流入端部に接触してさらに冷却され、煤３６を付着させ、堆積させるものと考えられる。

【００１９】図３は、他の実施例による本考案の触媒装置Ｂの縦断面図で、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。鋼板製の円筒容器１５は内壁全面にセラミックファイバによる吸音材１６を貼着してパンチングメタル１７を施してあり、下面中央にダクト１８を嵌合接続した排気ガス入口１９を設け、上面中央にはダクト２０を嵌合接続した排気ガス出口２１を設けてある。円筒容器１内には中央部に円形孔状の中央流路２２を設けた円筒体状の触媒収納室２３を設け触媒２４を収納してある。この触媒収納室２３の外周面と円筒容器１５内壁との間に空間を設けて外側流路２５とし、この触媒収納室２３の上面は前記中央流路２２共に鋼板２６で被い、円筒容器１５内天井面との間に空間を設けて上部流路２７としてあり、また、円筒体状の触媒収納室２３の内周面と外周面は、それぞれ金網２８Ａ，２８Ｂで被装し、排気ガスの流通自在に形成してある。

【００２０】この構成の触媒装置Ｂにおいては、図示矢印のように、排気ガスは装置下面の排気ガス入口１９より装置内に導入され、中央流路２２から放射状に触媒収納室２３に流入する。排気ガスはこの触媒収納室２３内で酸化・還元反応により浄化され、外周端面から外側流路２５に流出し、さらに装置上面の排気ガス出口２１より装置外に排気されるものであり、その作用効果は前記触媒装置Ａの場合と実質的に変わらない。本考案の排気ガス浄化用触媒装置としては、中央流路及び触媒収納部は、このような円形形状に限らず、四角形、六角形等多角形状のものに形成することもできるのは勿論である。

【００２１】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の触媒装置においては、排気ガス温度と排気ガスの触媒反応による生成熱との熱バランスを考慮し、前記生成熱を有効に利用するべく排気ガス流入口を装置中央側流路に設け、排気ガス流出口を装置外側流路に接続させて、排気ガスを装置中央側から装置外側に通過させるようにしたので、簡単な構造で煤が触媒に付着し難く、触媒の通気抵抗の増加が抑えられ、長期間安定した触媒性能が維持でき、従って、特に煤の堆積が致命的な問題となっているディーゼルエンジン発電機用の大型排気ガス浄化システムにおいて好適な排気ガス浄化用触媒装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の排気ガス浄化用触媒装置の部分破断斜
視図である。

【図２】排気ガスの流れ方向を示した図１の触媒装置の
縦断面図である。

【図３】他の実施例による本考案の触媒装置の縦断面図
である。

【図４】図４のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】排気ガスの流れ方向を逆にした図２相当触媒装
置の縦断面図である。

【符号の説明】

Ａ触媒装置Ｂ触媒装置１容器２ダクト３ダクト４排気ガス入口５排気ガス出口６吸音材７パンチングメタル８中央流路９Ａ，９Ｂ触媒収納室１０触媒１１鋼板１２上部流路１３Ａ，１３Ｂ外側流路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ金網１５円筒容器１６吸音材１７パンチングメタル１８ダクト１９排気ガス入口２０ダクト２１排気ガス出口２２中央流路２３触媒収納室２４触媒２５外側流路２６鋼板２７上部流路２８Ａ，２８Ｂ金網

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】排気ガス入口及び排気ガス出口を有する
容器に触媒収納部を設けた触媒装置において、前記容器
内中央に空間を設けて中央流路とし、前記排気ガス入口
に接続させると共に、前記触媒収納部を前記中央流路を
中心に対称に配設し、前記触媒収納部の外側に空間を設
けて外側流路とし、前記排気ガス出口に接続させて成
り、排気ガスを前記中央流路から前記触媒収納部を経由
して前記外側流路に流通させるようになしたことを特徴
とする排気ガス浄化用触媒装置。