JPH0635820B2 - Method for removing nitrogen oxides from diesel engine exhaust gas - Google Patents

Method for removing nitrogen oxides from diesel engine exhaust gas

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JPH0635820B2
JPH0635820B2 JP2309790A JP2309790A JPH0635820B2 JP H0635820 B2 JPH0635820 B2 JP H0635820B2 JP 2309790 A JP2309790 A JP 2309790A JP 2309790 A JP2309790 A JP 2309790A JP H0635820 B2 JPH0635820 B2 JP H0635820B2
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exhaust gas
ammonia
nitrogen oxides
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diesel engine
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昭維 宇野
太 木下
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物除去
方法に関するものである。詳しく述べると、ディーゼル
エンジンの働きを阻害せずに、その排出される排ガスの
性状の変動に対して、窒素酸化物を除去できると同時
に、窒素酸化物除去後の排ガス中に含まれるアンモニア
を極力制御することができる窒素酸化物の除去方法に関
するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for removing nitrogen oxides from a diesel engine exhaust gas. More specifically, nitrogen oxides can be removed against fluctuations in the properties of the exhaust gas that is emitted without impeding the operation of the diesel engine, and at the same time ammonia contained in the exhaust gas after removal of nitrogen oxides is removed as much as possible. The present invention relates to a method for removing nitrogen oxides that can be controlled.

(従来の技術) 従来、酸化雰囲気下における窒素酸化物除去方法として
はアンモニアを還元剤として用いる選択還元脱硝法が、
排ガス中の酸素濃度の影響を受けずに窒素酸化物とアン
モニアが選択的に反応するために、酸化雰囲気下におい
ても効果的な方法とされ、火力発電プラントのボイラ及
び加熱炉等の固定発生源の排気ガス浄化に広く適用され
てきた。
(Prior Art) Conventionally, a selective reduction denitration method using ammonia as a reducing agent has been used as a method for removing nitrogen oxides in an oxidizing atmosphere.
Since nitrogen oxides and ammonia react selectively without being affected by the oxygen concentration in the exhaust gas, it is an effective method even in an oxidizing atmosphere, and is a fixed source for boilers and heating furnaces of thermal power plants. It has been widely applied to exhaust gas purification.

一方、内燃機関からの排ガス中の窒素酸化物の低減につ
いても、アンモニア選択還元法が適用された例が種々開
示されている。例えば、エンジンの燃料調節ガバナ,給
気温度及び給気量に基づいて、排ガス中に供給されるア
ンモニア流量を制御する方法(特開昭52-48722号公報参
照)等が開示されている。
On the other hand, various examples of applying the ammonia selective reduction method have also been disclosed for reducing nitrogen oxides in exhaust gas from an internal combustion engine. For example, a method for controlling the flow rate of ammonia supplied into the exhaust gas based on the fuel control governor of the engine, the supply air temperature and the supply air amount (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-48722) is disclosed.

しかし、ディーゼルエンジンの場合、ボイラーに比べて
エンジン負荷の変動が著しく、それに伴って排ガス量お
よび窒素酸化物濃度が急激に変化するために、この変化
に連動させて、過不足なくアンモニアを厳密に制御する
ことは、前記の従来の技術では十分といえず、それ故排
ガス中の窒素酸化物を高い効率で除去すると同時に、排
出アンモニアを極力制御するという点において問題が残
されているといえる。
However, in the case of a diesel engine, the engine load fluctuates significantly compared to a boiler, and the exhaust gas amount and nitrogen oxide concentration change rapidly with it. Controlling cannot be said to be sufficient with the above-mentioned conventional techniques, and therefore, it can be said that there remains a problem in that nitrogen oxides in exhaust gas are removed with high efficiency and, at the same time, exhaust ammonia is controlled as much as possible.

又、排ガス中の窒素酸化物の除去率は反応器における反
応効率と関係していて、両者の関係はほぼ比例してい
る。そして、この反応効率を高めるには、排ガス中に供
給されたアンモニアが同ガス中の窒素酸化物と均一に混
合されることが重要である。
The removal rate of nitrogen oxides in the exhaust gas is related to the reaction efficiency in the reactor, and the relationship between the two is almost proportional. Then, in order to increase the reaction efficiency, it is important that the ammonia supplied into the exhaust gas be uniformly mixed with the nitrogen oxide in the same gas.

そのために一般的には、バッフルプレート,ベンチュリ
ーや充填物などによる混合法が採用されており、又、過
給機との間における反応器上流側の排気管に多数のノズ
ル口を設けてアンモニアを供給する方法や、アンモニア
の供給口を噴射ノズルにして供給する方法が用いられて
いる。その混合させる方法や装置がエンジンそのものに
弊害をもたらすものであってはならない。
Therefore, generally, a mixing method using a baffle plate, a venturi, a packing, etc. is adopted, and a large number of nozzle ports are provided in the exhaust pipe on the upstream side of the reactor with the supercharger to remove ammonia. A method of supplying and a method of supplying ammonia by using an injection nozzle as a supply nozzle are used. The mixing method or device must not be harmful to the engine itself.

この点においてバッフルプレートやベンチュリー或いは
充填物を用いる混合法では、圧力損失が大きい為にディ
ーゼルエンジンにおけるエンジン出力の低下を招き、エ
ンジンの燃費が悪くなり、エンジンそのものに弊害をも
たらす。
In this respect, the mixing method using a baffle plate, a venturi, or a filler causes a large pressure loss, which leads to a reduction in engine output in a diesel engine, resulting in poor fuel efficiency of the engine and an adverse effect on the engine itself.

又、過給機との間における反応器上流側の排ガス流路内
に多数のノズルを設けてアンモニアを供給する混合法で
は、排ガス中にアンモニアを均一に混合させることが難
しく、脱硝用触媒上における排ガス中の窒素酸化物の除
去効率は低下するだけで高くなることはなく、反応効率
が高いとは言い難い。
Further, in the mixing method in which a large number of nozzles are provided in the exhaust gas flow path on the upstream side of the reactor between the supercharger and ammonia is supplied, it is difficult to mix the ammonia in the exhaust gas uniformly, and it The removal efficiency of nitrogen oxides in the exhaust gas does not increase but only increases, and it cannot be said that the reaction efficiency is high.

又、噴射ノズルからアンモニアを供給する混合法でも、
その噴射口が排ガス中に含まれているダストで塞がれる
形になるため、アンモニアの噴射状態は悪くなるばかり
かノズルが閉塞する場合もあって、頻繁なノズル掃除或
いはノズル交換が要求される。
Also, in the mixing method of supplying ammonia from the injection nozzle,
Since the injection port is blocked by the dust contained in the exhaust gas, not only the injection state of ammonia deteriorates but also the nozzle may block, so frequent nozzle cleaning or nozzle replacement is required. .

さらに、比較的小型のディーゼルエンジンの場合では、
その排ガス処理システムが安価であることも重要であ
る。
Moreover, in the case of relatively small diesel engines,
It is also important that the exhaust gas treatment system is inexpensive.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的はディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化
物をアンモニアと脱硝用触媒に至るまでに事前に十分均
一に混合させた後に触媒と接触させて、エンジンの働き
を阻害することなく、反応器における反応効率を高め、
排ガス性状の急激な変動に対しても窒素酸化物を効率良
く除去でき、且つエンジン燃焼性能の変化による窒素酸
化物量の変化にも対応できると同時に窒素酸化物除去後
に含まれるアンモニアを極力制御でき、しかも経済的に
安価に行なえるディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化
物除去方法を提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to thoroughly mix nitrogen oxides in exhaust gas of a diesel engine with ammonia in advance before reaching a catalyst for denitration, and then contact the catalyst to obtain a catalyst for the engine. Increase the reaction efficiency in the reactor without hindering the work,
Nitrogen oxides can be efficiently removed even with rapid changes in exhaust gas properties, and it is possible to respond to changes in the amount of nitrogen oxides due to changes in engine combustion performance, and at the same time control ammonia contained after removal of nitrogen oxides as much as possible. Moreover, it is to provide a method for economically and inexpensively removing nitrogen oxides from exhaust gas of a diesel engine.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的の達成のため、第一発明では、排ガス
流路途中に過給機を有するディーゼルエンジンの排ガス
中の窒素酸化物をアンモニアの存在下に反応器内で触媒
を用いて還元除去するにあたり、エンジン出力,排気ガ
ス温度そして吸入空気の湿度をそれぞれ測定し、エンジ
ン出力及び排気ガス温度の測定値並びに吸入空気の湿度
と窒素酸化物量がほぼ比例する関係に基づいてアンモニ
アを流量制御し、過給機の排ガス入口側に供給すること
を特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides, in the first invention, nitrogen oxides in exhaust gas of a diesel engine having a supercharger in the exhaust gas passage in the presence of ammonia. When reducing and removing with a catalyst in the reactor, engine output, exhaust gas temperature and intake air humidity are measured respectively, and engine output and exhaust gas temperature measurements, intake air humidity and nitrogen oxide amount are almost proportional The flow rate of ammonia is controlled on the basis of the relationship to supply the exhaust gas to the exhaust gas inlet side of the supercharger.

そして第二発明では、排ガス流路途中に過給機を有する
ディーゼルエンジンの排ガス中の窒素酸化物をアンモニ
アの存在下に反応器内で触媒を用いて還元除去するにあ
たり、エンジン出力,排気ガス温度,エンジン給気温度
そして吸入空気の湿度をそれぞれ測定し、エンジン出力
及び排気ガス温度及びエンジン給気温度の測定値並びに
吸入空気の湿度と窒素酸化物量がほぼ比例する関係に基
づいてに基づいてアンモニアを流量制御し、過給機の排
ガス入口側に供給することを特徴とする。
Then, in the second invention, when the nitrogen oxides in the exhaust gas of a diesel engine having a supercharger in the exhaust gas flow path are reduced and removed using a catalyst in the reactor in the presence of ammonia, the engine output, the exhaust gas temperature , The engine supply air temperature and the intake air humidity are respectively measured, and based on the measured values of the engine output and exhaust gas temperature and the engine supply air temperature, and the relationship between the intake air humidity and the amount of nitrogen oxides, the ammonia Is controlled to supply it to the exhaust gas inlet side of the supercharger.

本発明者等が検討したところによると、ディーゼルエン
ジンから排出される窒素酸化物の総量は第1乃至3図に
示す如く、エンジンの出力,エンジンの排気ガス温度お
よび給気温度にほぼ比例して増減するが、更に、第4図
に示す如く吸入空気の湿度にも比例してそれぞれ減少及
び増加することが知見された。
According to a study made by the present inventors, the total amount of nitrogen oxides discharged from the diesel engine is substantially proportional to the engine output, the engine exhaust gas temperature, and the supply air temperature, as shown in FIGS. It has been found that although it increases or decreases, it also decreases or increases in proportion to the humidity of the intake air as shown in FIG.

すなわち、第1図及び第2図に示す如く窒素酸化物の排
出量はエンジンの出力や排気ガス温度に比例するため
に、エンジン出力や排気ガス温度に対応してアンモニア
を供給することによりアンモニア供給量を制御すること
が可能であるが、窒素酸化物濃度は大気条件すなわちエ
ンジンの給気温度のみならず吸入空気の湿度等によって
も大きく影響を受けるために、これ等の給気温度及び吸
入空気の湿度を測定して、その測定値により、窒素酸化
物排出量をさらに補正することが重要である。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the emission amount of nitrogen oxides is proportional to the output of the engine and the temperature of the exhaust gas. Therefore, ammonia is supplied in accordance with the engine output and the exhaust gas temperature. Although the amount can be controlled, the nitrogen oxide concentration is greatly affected not only by the atmospheric conditions, that is, the intake air temperature of the engine but also by the humidity of the intake air. It is important to measure the humidity of the water and to further correct the nitrogen oxide emissions by the measured value.

特に、エンジンの出力によりアンモニア供給量を制御す
る場合、エンジンや過給機の汚れで窒素酸化物排出量と
出力の相関関係が経時的に変化するために、第2図に示
す如くエンジン排気ガス温度を測定し、その測定値によ
り窒素酸化物排出量を補正することが必要である。
In particular, when the ammonia supply amount is controlled by the engine output, the correlation between the nitrogen oxide emission amount and the output changes with time due to dirt on the engine and the supercharger. It is necessary to measure the temperature and correct the nitrogen oxide emissions by the measured value.

したがって、エンジンから排出される窒素酸化物の総量
はエンジンの出力,排気ガス温度,吸入空気の湿度を、
また加えてエンジン給気温度を測定して直接に求め得た
窒素酸化物総排出量に比例してアンモニア供給量を決定
する。
Therefore, the total amount of nitrogen oxides emitted from the engine depends on the engine output, exhaust gas temperature, and intake air humidity.
In addition, the supply amount of ammonia is determined in proportion to the total emission amount of nitrogen oxides, which can be directly obtained by measuring the engine supply air temperature.

それにより、窒素酸化物の排出量および濃度が急激に変
化しても、その排出量および濃度に比例して、時間的な
遅れがなく最適量のアンモニアを正確に供給し、排ガス
中の窒素酸化物を効果的に除去できること、および窒素
酸化物除去後の排ガス中における残留アンモニアを極力
抑止できることを確認したものである。
As a result, even if the amount and concentration of nitrogen oxides change drastically, the optimum amount of ammonia can be accurately supplied with no time delay in proportion to the amount and concentration of nitrogen oxides, and It was confirmed that the substances can be effectively removed and that the residual ammonia in the exhaust gas after removing the nitrogen oxides can be suppressed as much as possible.

又、その流量制御されたアンモニアを過給機の排ガス入
口側に供給することにより、排ガス中の窒素酸化物とア
ンモニアを反応器に至るまでに事前に十分混合して、反
応効率を高めると共に窒素酸化物の除去効率をさらにア
ップできることを確認したものである。
Also, by supplying the ammonia whose flow rate is controlled to the exhaust gas inlet side of the supercharger, the nitrogen oxides and ammonia in the exhaust gas are sufficiently mixed in advance to reach the reactor to improve the reaction efficiency and nitrogen. It was confirmed that the oxide removal efficiency can be further improved.

(作用) アンモニアの供給量が、エンジンの出力と排気ガス温度
と吸入空気の湿度とさらには給気温度の測定値に基づい
て求めた排ガス中の窒素酸化物の量および濃度に比例し
て決定されて、排ガス中における窒素酸化物の総量に対
してより正確な最適量のアンモニアが排ガス流路におけ
る過給機の排ガス入口側に応答性良く供給され、過給機
を通過する過程で十分且つ均一に混合された後に反応器
に流れる。
(Function) The supply amount of ammonia is determined in proportion to the amount and concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas, which is obtained based on the measured values of engine output, exhaust gas temperature, intake air humidity, and supply air temperature. Thus, the more accurate and optimal amount of ammonia is supplied to the exhaust gas inlet side of the supercharger in the exhaust gas flow path with high responsiveness with respect to the total amount of nitrogen oxides in the exhaust gas, and it is sufficient in the process of passing through the supercharger. After being mixed uniformly, it flows into the reactor.

それにより、ディーゼルエンジンの働きが阻害されず
に、反応器における反応効率が高効率化された状態で、
エンジン負荷に対応して常時効率的に窒素酸化物の除去
が行なわれ且つ同除去後におけるアンモニアの残留が極
力抑止されていることになる。
As a result, the operation of the diesel engine is not hindered, and the reaction efficiency in the reactor is increased,
This means that nitrogen oxides are always removed efficiently according to the engine load, and the residual ammonia after the removal is suppressed as much as possible.

(実施例) 以下、本発明を詳細に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail.

第5図に示しているエンジン本体(1)に備えた排ガス
浄化装置(A)は本発明の第1発明を実施するのに開発
したものを例示しており、エンジン本体(1)には出力
計(2)又は被駆動機(1a)の出力比例信号器(2a)が
設けられ、またエンジン本体(1)のマニホールド
(3)と連通状の排気管(4)には排ガス温度検出器
(5)と吸入空気圧縮用の過給機(6)と反応器(7)
とが設けられている。
The exhaust gas purifying apparatus (A) provided in the engine body (1) shown in FIG. 5 exemplifies the one developed to carry out the first invention of the present invention, and the engine body (1) has an output. An exhaust gas temperature detector (2) is provided in the meter (2) or the output proportional signal device (2a) of the driven machine (1a), and an exhaust gas temperature detector (4) is connected to the manifold (3) of the engine body (1). 5) and supercharger (6) and reactor (7) for intake air compression
And are provided.

この過給機(6)はエンジンの出力を増加可能に、排気
ガスの圧力を利用してエンジンに供給する空気を圧縮す
る公知の機構構造のもので、排ガス流路(4a)側のター
ビン翼と給気側のブロワー翼とが軸で連結されていて、
排ガス流路(4a)側のタービン翼が排ガスの圧力で回転
することにより給気側のブロワー翼も回転してエンジン
の吸入空気を圧縮するようにしている。
This supercharger (6) has a well-known mechanical structure that can increase the output of the engine and uses the pressure of the exhaust gas to compress the air supplied to the engine. The turbine blade on the exhaust gas flow path (4a) side And the blower blade on the air supply side are connected by a shaft,
When the turbine blades on the exhaust gas flow path (4a) side are rotated by the pressure of the exhaust gas, the blower blades on the air supply side also rotate to compress the intake air of the engine.

又、排気管(4)における過給機(6)の排ガス入口側
流路(4a)に設置されたアンモニア注入ノズル(8)に
はアンモニア輸送管(9)が接続され、このアンモニア
輸送管(9)にはアンモニア調整弁(10)およびアンモ
ニア流量計(11)が設けられていると共にアンモニア容
器(12)が接続されている。
Further, an ammonia transport pipe (9) is connected to the ammonia injection nozzle (8) installed in the exhaust gas inlet side flow path (4a) of the supercharger (6) in the exhaust pipe (4), and this ammonia transport pipe (9) 9) is provided with an ammonia adjusting valve (10) and an ammonia flow meter (11), and is connected with an ammonia container (12).

そして、出力計(2)又は出力比例信号器(2a)と排ガ
ス温度検出器(5)とエンジン本体(1)の吸入空気の
湿度を測定する湿度検出器(13)は演算器(14)に連絡
され、この演算器(14)は比率設定器(15)およびアン
モニア流量制御器(16)を通じてアンモニア調整弁(1
0)と連絡している。
The output meter (2) or the output proportional signal device (2a), the exhaust gas temperature detector (5), and the humidity detector (13) for measuring the humidity of the intake air of the engine body (1) are provided in the calculator (14). This calculator (14) is connected to the ammonia adjusting valve (1) through the ratio setter (15) and the ammonia flow controller (16).
0).

すなわち、エンジン本体(1)の負荷量に応答して、エ
ンジン出力計(2)又は出力比例信号器(2a)と排ガス
温度検出器(5)と吸入空気の湿度検出器(13)からの
各信号を演算器(14)に入力する。演算器(14)におい
て、窒素酸化物の総排出量を算出し、この信号を比率設
定器(15)に入力し、比率設定器(15)で予め設定され
たアンモニア/窒素酸化物比により供給するアンモニア
量を決定する。
That is, in response to the load amount of the engine body (1), each of the engine output meter (2) or the output proportional signal (2a), the exhaust gas temperature detector (5), and the intake air humidity detector (13). The signal is input to the calculator (14). The calculator (14) calculates the total amount of nitrogen oxides discharged, inputs this signal to the ratio setting device (15), and supplies it according to the ammonia / nitrogen oxide ratio preset by the ratio setting device (15). Determine the amount of ammonia to use.

そして、該比率設定器(15)の出力はアンモニア流量信
号として、アンモニア流量制御器(16)に入力され、ア
ンモニア調整弁(10)の開閉を制御し、過給機(6)を
経て反応器(7)に流れ込む排ガスに混入されるアンモ
ニア量を制御する。
The output of the ratio setter (15) is input to the ammonia flow rate controller (16) as an ammonia flow rate signal to control the opening and closing of the ammonia adjusting valve (10), and the reactor via the supercharger (6). The amount of ammonia mixed in the exhaust gas flowing into (7) is controlled.

排ガスはマニホールド(3)から排気管(4)および途
中の過給機(6)を経て、触媒(17)を充填した反応器
(7)に流れる。
The exhaust gas flows from the manifold (3) through the exhaust pipe (4) and the supercharger (6) on the way to the reactor (7) filled with the catalyst (17).

アンモニアはアンモニア容器(12)よりアンモニア輸送
管(9)を経て、アンモニア調整弁(10)で最適な流量
に制御されて、排ガス流路(4a)における過給機(6)
の入口側において、アンモニア注入ノズル(8)により
排ガス中に混入され、過給機(6)のタービン翼で排ガ
スと十分に混合攪拌され、必要によりガス分散板(18)
により、混合分散された後、反応器(7)に至り、触媒
(17)を通過して、排ガス中の窒素酸化物を還元除去す
る。
Ammonia is controlled from the ammonia container (12) via the ammonia transport pipe (9) to the optimum flow rate by the ammonia adjusting valve (10), and the supercharger (6) in the exhaust gas flow path (4a) is controlled.
At the inlet side of the exhaust gas, it is mixed into the exhaust gas by the ammonia injection nozzle (8) and sufficiently mixed and stirred with the exhaust gas by the turbine blade of the supercharger (6), and if necessary, the gas dispersion plate (18).
Thus, after being mixed and dispersed, it reaches the reactor (7), passes through the catalyst (17), and reduces and removes nitrogen oxides in the exhaust gas.

第6図に示しているエンジン本体(1)に備えた排ガス
浄化装置(A)は本発明の第2発明を実施するのに開
発したものを例示しており、その構成は第5図に例示し
た排ガス浄化装置(A)と基本的に同構成のものである
ため、共通する構成については説明を省略し、相違する
構成について以下に説明する。
The exhaust gas purifying apparatus (A 1 ) provided in the engine body (1) shown in FIG. 6 is an example of the one developed to carry out the second invention of the present invention, and its configuration is shown in FIG. Since the exhaust gas purifying apparatus (A) has the basically same configuration, the description of the common configuration will be omitted and the different configuration will be described below.

排気管ガスタービン(6)をエンジン本体(1)と連絡
する給気管(19)には給気温度検出器(20)が設けら
れ、この給気温度検出気(20)は出力計(2)又は出力
比例信号器(2a)と排ガス温度検出器(5)と湿度検出
器(13)と同様に演算器(14)に連絡されている。
The air supply pipe (19) connecting the exhaust pipe gas turbine (6) to the engine body (1) is provided with a supply air temperature detector (20), and the supply air temperature detection air (20) is an output meter (2). Alternatively, the output proportional signal (2a), the exhaust gas temperature detector (5) and the humidity detector (13) are connected to the calculator (14) as well.

この排ガス浄化装置(A)はエンジン本体(1)の負
荷量に応答して、エンジン出力計(2)又は出力比例信
号器(2a)と排ガス温度検出器(5)と湿度検出器(1
3)と給気温度検出器(20)からの各信号を演算器(1
4)に入力する。演算器(14)は窒素酸化物の総排出量
を演算しこの信号を比率設定器(15)に入力し、比率設
定器(15)で予め設定されたアンモニア/窒素酸化物比
により供給するアンモニア量を決定する。この比率設定
器(15)の出力はアンモニア流量信号としてアンモニア
流量制御器(16)に入力され、アンモニア調節弁(10)
の開閉を制御し、反応器(7)に流れ込む排ガスに混入
されるアンモニア量を制御する。それにより、アンモニ
アはアンモニア調整弁(10)で最適な流量に制御され
て、排ガス流路(4a)における過給機(6)の入口側に
おいて、アンモニア注入ノズル(8)により排ガス中に
混入され、過給機(6)のタービン翼で排ガスと十分に
混合攪拌され、必要によりガス分散板(18)により、混
合分散された後、反応器(7)に至り、触媒(17)を通
過して、排ガス中の窒素酸化物を還元除去する。
This exhaust gas purifying device (A 1 ) responds to the load of the engine body (1) in response to an engine output meter (2) or an output proportional signal device (2a), an exhaust gas temperature detector (5) and a humidity detector (1).
3) and each signal from the air supply temperature detector (20)
Enter in 4). The calculator (14) calculates the total emission amount of nitrogen oxides, inputs this signal to the ratio setting device (15), and supplies the ammonia according to the ammonia / nitrogen oxide ratio preset by the ratio setting device (15). Determine the amount. The output of the ratio setter (15) is input to the ammonia flow rate controller (16) as an ammonia flow rate signal, and the ammonia control valve (10)
Is controlled to control the amount of ammonia mixed in the exhaust gas flowing into the reactor (7). As a result, ammonia is controlled to an optimum flow rate by the ammonia adjusting valve (10), and is mixed into the exhaust gas by the ammonia injection nozzle (8) at the inlet side of the supercharger (6) in the exhaust gas flow path (4a). , Sufficiently mixed with the exhaust gas by the turbine blades of the supercharger (6), and if necessary mixed and dispersed by the gas dispersion plate (18), it reaches the reactor (7) and passes through the catalyst (17). Then, nitrogen oxides in the exhaust gas are reduced and removed.

又、本発明において、用いられる触媒の形状としては、
ペレット状,球状,粒状,板状,パイプ状及びハニカム
状等が挙げられる。
Further, in the present invention, the shape of the catalyst used is
Examples include pellets, spheres, granules, plates, pipes and honeycombs.

特に、幾何学的表面積が大きいため必要触媒量が少なく
て済み、又触媒層の圧力損失が小さいという理由でハニ
カム状が好ましい。
In particular, the honeycomb shape is preferable because the required catalyst amount is small because the geometric surface area is large and the pressure loss of the catalyst layer is small.

本発明の対象となる触媒組成については、特に限定すべ
き理由はないが、チタンを主成分とする触媒やゼオライ
ト系触媒が好ましい。
The catalyst composition to be the subject of the present invention is not particularly limited, but a catalyst containing titanium as a main component or a zeolite-based catalyst is preferable.

特に、チタンを含む酸化物をA成分とし、これが60〜9
9.5重量%含まれ、バナジウム,タングステン,モリブ
デン,マンガン,銅,鉄,コバルト,セリウム、及びス
ズよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化
物をB成分とし、これが0.5〜40重量%の範囲に含ま
れてなる触媒が好ましい結果を与える。
In particular, the oxide containing titanium is used as the A component, and this is 60 to 9
9.5 wt%, vanadium, tungsten, molybdenum, manganese, copper, iron, cobalt, cerium, and oxide of at least one element selected from the group consisting of tin as the B component, which is 0.5 to 40 wt% Catalysts comprised in the range of% give favorable results.

触媒A成分はチタンを含む酸化物であれば好ましい結果
を与え、例えば酸化チタン、チタンとケイ素の二元系複
合酸化物(以下、TiO−SiOとする)。チタンとジ
ルコニウムの二元系複合酸化物、チタン,ケイ素及びジ
ルコニウムからなる三元系複合酸化物等が挙げられる。
A成分の比表面積は10m2/g以上、特に20m2/g以上が
好ましい結果を与える。
The catalyst A component gives preferable results if it is an oxide containing titanium, for example, titanium oxide or a binary complex oxide of titanium and silicon (hereinafter referred to as TiO 2 —SiO 2 ). Examples thereof include a binary complex oxide of titanium and zirconium, and a ternary complex oxide composed of titanium, silicon and zirconium.
The specific surface area of the component A is preferably 10 m 2 / g or more, more preferably 20 m 2 / g or more.

本発明に使用される還元剤としては、アンモニアガス,
アンモニア水、その他の尿素やショウ酸アンモニウムの
ように熱分解してアンモニアになるアンモニウム塩等が
用いられる。
The reducing agent used in the present invention includes ammonia gas,
Ammonia water, other ammonium salts such as urea and ammonium oxalate that are thermally decomposed to ammonia are used.

本発明の対象となるディーゼルエンジンから排出される
排ガスの組成としては、通常、アンモニア10〜1,000pp
m、酸素2〜21容量%、炭酸ガス5〜15容量%、水分5
〜15容量%、煤塵0.02〜1g/Nm、及び窒素酸
化物 200〜3,000ppm程度に含有するものであるが、ディ
ーゼルエンジンやガスエンジン等の内燃機関から排出さ
れる排ガスであれば良く、特に組成範囲を限定するもの
ではない。
The composition of the exhaust gas emitted from the diesel engine that is the subject of the present invention is usually 10 to 1,000 pp of ammonia.
m, oxygen 2-21% by volume, carbon dioxide 5-15% by volume, moisture 5
˜15% by volume, soot and dust of 0.02 to 1 g / Nm 3 , and nitrogen oxides of about 200 to 3,000 ppm, but any exhaust gas emitted from an internal combustion engine such as a diesel engine or a gas engine may be used. The composition range is not particularly limited.

処理条件としては、反応温度が 150℃〜 650℃、特に 2
00℃〜 600℃が好ましい。
The processing conditions include a reaction temperature of 150 ° C to 650 ° C, especially 2
00 ° C to 600 ° C is preferable.

空間速度は2,000〜100,000hr-1 、特に5,000〜50,000hr
-1の範囲が好ましい。
Space velocity is 2,000-100,000hr-1, especially 5,000-50,000hr
A range of -1 is preferred.

アンモニアの添加量は窒素酸化物1容量部に対して0.
3〜1.2容量部が好ましいが、通常、未反応アンモニ
アを極力抑制する必要があるためにアンモニア/窒素酸
化物のモル比を1以下として使用されることが特に好ま
しい。
The amount of ammonia added was 0.
3 to 1.2 parts by volume is preferable, but since it is usually necessary to suppress unreacted ammonia as much as possible, it is particularly preferable to use an ammonia / nitrogen oxide molar ratio of 1 or less.

以下に具体例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれら具体例のみに限定されるものではな
い。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these specific examples.

具体例I 第5図に例示した排ガス浄化装置(A)を用い、発電用
のディーゼルエンジンの排気管(4)と連通状の反応器
(7)にはV 2重量%、WO 7重量%を含
有するTiO系ハニカム触媒( 150mm角相当直径3.2
mm、セル肉厚0.5mm、長さ 450mm)を6×6本2層に
充填した。
Specific Example I Using the exhaust gas purifying apparatus (A) illustrated in FIG. 5, V 2 O 5 2 wt% and WO 3 are used in a reactor (7) communicating with the exhaust pipe (4) of a diesel engine for power generation. TiO 2 type honeycomb catalyst containing 7% by weight (diameter equivalent to 150 mm square 3.2
mm, cell wall thickness 0.5 mm, length 450 mm) were filled in 2 layers of 6 × 6.

同装置(A)により、アンモニア/窒素酸化物モル比が
0.85になるように演算器(14)、及び比率設定器
(15)を作動させてアンモニアを排気管内の排ガス中に
注入し、排ガス処理量3500〜5500N /hr、排ガス温度
380〜 430℃入口窒素酸化物濃度 700〜950ppm、の範囲
に変動させてエンジンを運転した。
With the device (A), the calculator (14) and the ratio setter (15) are operated so that the ammonia / nitrogen oxide molar ratio becomes 0.85, and ammonia is injected into the exhaust gas in the exhaust pipe, Exhaust gas throughput 3500-5500N / hr, exhaust gas temperature
The engine was operated by changing the range of 380 to 430 ° C inlet nitrogen oxide concentration to 700 to 950ppm.

その時の脱硝率は83〜86%、反応器出口における排ガス
中のアンモニア濃度は0.5〜1.0ppmであった。
At that time, the denitration rate was 83 to 86%, and the ammonia concentration in the exhaust gas at the reactor outlet was 0.5 to 1.0 ppm.

具体例II 第6図に例示した排ガス浄化装置(A)を用い、具体
例Iと同様の方法で脱硝反応を行なった。
Specific Example II Using the exhaust gas purifying apparatus (A 1 ) illustrated in FIG. 6, the denitration reaction was performed in the same manner as in Specific Example I.

この時の脱硝率は84〜86%、反応器出口における排ガス
中のアンモニア濃度は0.5〜0.8ppmであった。
At this time, the denitration rate was 84 to 86%, and the ammonia concentration in the exhaust gas at the reactor outlet was 0.5 to 0.8 ppm.

比較例1 第5図に示した排ガス浄化装置(A)において湿度検出
器(13)を設置しないこと以外は全て具体例1と同様の方
法で脱硝試験を行った。
Comparative Example 1 A denitration test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the humidity detector (13) was not installed in the exhaust gas purifying apparatus (A) shown in FIG.

この時の脱硝率は76〜81%、反応器出口における排ガス
中のアンモニア濃度は0.6〜4ppm であり、具体例1
に比較して、吸入空気中の湿度による補正を行わないた
めに、エンジンの負荷変動に対する応答性が悪く脱硝率
も低い値であった。
At this time, the denitration rate was 76 to 81%, and the ammonia concentration in the exhaust gas at the reactor outlet was 0.6 to 4 ppm.
Compared with the above, since the correction by the humidity in the intake air is not performed, the responsiveness to the load fluctuation of the engine is poor and the denitration rate is low.

具体例I及びII記載の脱硝方法は脱硝率の変動幅が少な
く窒素酸化物を高効率で除去できると同時に、二次公害
となり得るアンモニアの放出も極めて少なく、又その反
応器における反応効率も、事前に排ガス中の窒素酸化物
とアンモニアが十分に均一に混合されていることにより
脱硝用触媒上での反応効率が高くて優れた方法である。
In the denitration method described in Examples I and II, the fluctuation range of the denitration rate is small and nitrogen oxides can be removed with high efficiency. At the same time, the emission of ammonia which may cause secondary pollution is extremely small, and the reaction efficiency in the reactor is Since the nitrogen oxides and ammonia in the exhaust gas are sufficiently uniformly mixed in advance, the reaction efficiency on the denitration catalyst is high and this is an excellent method.

(発明の効果) したがって、本発明によれば次の利点がある。(Effects of the Invention) Therefore, according to the present invention, there are the following advantages.

排ガス性状の急激な変化およびエンジンの負荷の変動に
ともなう窒素酸化物量の急激な変化に迅速に応答して、
窒素酸化物を高いレベルで効率よく除去することがで
き、しかも窒素酸化物除去後の排ガスとともに放出され
る同ガス中のアンモニア量を最小限に抑止できて二次公
害の心配もなく実用上の利益大である。
Responds rapidly to abrupt changes in exhaust gas properties and changes in the amount of nitrogen oxides that accompany changes in engine load,
Nitrogen oxides can be removed efficiently at a high level, and the amount of ammonia in the gas discharged with the exhaust gas after nitrogen oxides removal can be suppressed to a minimum, and there is no worry of secondary pollution. Profitable.

ディーゼルエンジンに対し新たな圧力損失を生じさせ
ることがないことからディーゼルエンジンの出力を低下
せしめることがない。
Since the new pressure loss is not generated for the diesel engine, the output of the diesel engine is not reduced.

アンモニア供給口の注入ノズルを任意の大きさに選択
できることにより、排ガス中のダストにより注入ノズル
が閉塞する心配も解消され掃除等のメンテナンスも不用
にできる。
Since the injection nozzle of the ammonia supply port can be selected to have an arbitrary size, the concern that the injection nozzle will be blocked by dust in the exhaust gas is eliminated, and maintenance such as cleaning can be made unnecessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はディーゼルエンジンの出力と窒素酸化物排出量
の関係を示すグラフ。第2図は排気ガス温度と窒素酸化
物排出量の関係を示すグラフ。第3図はディーゼルエン
ジンの吸入空気の温度と窒素酸化物濃度の関係を示すグ
ラフ。第4図はディーゼルエンジンの吸入空気の絶対湿
度と窒素酸化物濃度の関係を示すグラフ。第5図および
第6図は本発明方法を行うための排ガス浄化装置を備え
たディーゼルエンジンの概略図である。 図中 (1)はエンジン本体 (2)は出力計 (2a)は出力比例信号器 (4)は排気管 (4a)は排ガス流路 (5)は排ガス温度検出器 (6)は過給機 (7)は反応器 (8)はアンモニア注入ノズル (9)はアンモニア輸送管 (10)はアンモニア調整弁 (11)はアンモニア流量計 (12)はアンモニア容器 (13)は湿度検出器 (14)は演算器 (15)は比率設定器 (16)はアンモニア流量制御器 (17)は触媒 (19)は給気管 (20)は給気温度検出器
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the output of a diesel engine and the amount of nitrogen oxide emissions. FIG. 2 is a graph showing the relationship between exhaust gas temperature and nitrogen oxide emission amount. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of intake air of a diesel engine and the nitrogen oxide concentration. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the absolute humidity of intake air of a diesel engine and the nitrogen oxide concentration. 5 and 6 are schematic views of a diesel engine equipped with an exhaust gas purifying apparatus for carrying out the method of the present invention. In the figure, (1) is the engine body (2) is the output meter (2a) is the output proportional signal device (4) is the exhaust pipe (4a) is the exhaust gas flow path (5) is the exhaust gas temperature detector (6) is the supercharger (7) is a reactor (8) Ammonia injection nozzle (9) Ammonia transport pipe (10) Ammonia control valve (11) Ammonia flow meter (12) Ammonia container (13) Humidity detector (14) Is a calculator (15) is a ratio setter (16) is an ammonia flow controller (17) is a catalyst (19) is an air supply pipe (20) is an air supply temperature detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 太 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 日本触媒化学工業株式会社触媒研究所 内 (72)発明者 萩 光晴 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 日本触媒化学工業株式会社触媒研究所 内 (72)発明者 井上 明 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 日本触媒化学工業株式会社触媒研究所 内 (56)参考文献 特開 昭52−48722(JP,A) 特開 昭59−134332(JP,A) 実開 昭63−146116(JP,U) 実開 昭63−177612(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Futoshi Kinoshita, 992, Nishioki, Nishihama, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo Pref., Catalytic Research Laboratory, Nippon Catalysis Chemical Industry Co., Ltd. No. 1 Nihon Catalysis & Chemical Industry Co., Ltd. in the Catalysis Laboratory (72) Inventor Akira Inoue No. 992 No. 1 Nishikioki, Kamahama-ku, Himeji-shi, Hyogo Pref. -48722 (JP, A) JP 59-134332 (JP, A) Actually opened 63-146116 (JP, U) Actually opened 63-177612 (JP, U)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排ガス流路途中に過給機を有するディーゼ
ルエンジンの排ガス中の窒素酸化物をアンモニアの存在
下に反応路内で触媒を用いて還元除去するにあたり、エ
ンジン出力,排気ガス温度そして吸入空気の湿度をそれ
ぞれ測定し、エンジン出力及び排気ガス温度の測定値並
びに吸入空気の湿度と窒素酸化物量がほぼ比例する関係
に基づいてアンモニアを流量制御し、過給機の排ガス入
口側に供給することを特徴とするディーゼルエンジン排
ガス中の窒素酸化物除去方法。
1. When reducing and removing nitrogen oxides in the exhaust gas of a diesel engine having a supercharger in the exhaust gas flow path in the presence of ammonia using a catalyst in the reaction path, the engine output, exhaust gas temperature, and Measures the humidity of the intake air, controls the flow rate of ammonia based on the measured values of engine output and exhaust gas temperature, and the relationship between the intake air humidity and the amount of nitrogen oxides, and supplies it to the exhaust gas inlet side of the supercharger. A method for removing nitrogen oxides from diesel engine exhaust gas, comprising:
【請求項2】排ガス流路途中に過給機を有するディーゼ
ルエンジンの排ガス中の窒素酸化物をアンモニアの存在
下に反応器内で触媒を用いて還元除去するにあたり、エ
ンジン出力,排気ガス温度,エンジン給気温度そして吸
入空気の湿度をそれぞれ測定し、エンジン出力及び排気
ガス温度及びエンジン給気温度の測定値並びに吸入空気
の湿度と窒素酸化物量がほぼ比例する関係に基づいてア
ンモニアを流量制御し、過給機の排ガス入口側に供給す
ることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス中の窒素
酸化物除去方法。
2. When reducing and removing nitrogen oxides in the exhaust gas of a diesel engine having a supercharger in the exhaust gas flow path in the reactor in the presence of ammonia using a catalyst, the engine output, exhaust gas temperature, The engine supply air temperature and intake air humidity are measured respectively, and the flow rate of ammonia is controlled based on the measured values of engine output, exhaust gas temperature and engine supply air temperature, and the relationship between the intake air humidity and the amount of nitrogen oxides. And a method for removing nitrogen oxides from exhaust gas of a diesel engine, characterized by supplying the exhaust gas to the exhaust gas inlet side of a supercharger.
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US5653101A (en) * 1995-06-19 1997-08-05 Caterpillar Inc. Method for treating an exhaust gas stream for the removal on NOx
SE516624C2 (en) * 2000-06-14 2002-02-05 Volvo Lastvagnar Ab Apparatus for injecting urea into a turbine housing in an exhaust system
DE20021398U1 (en) * 2000-12-18 2001-04-05 PUREM Abgassysteme GmbH & Co. KG, 58706 Menden Exhaust gas cleaning system for the denitrification of exhaust gases from an internal combustion engine on an SCR catalytic converter, device for holding and connecting a reducing agent container to such an exhaust gas cleaning system, and containers for NH3
JP2011127471A (en) * 2009-12-16 2011-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust emission control method and exhaust emission control system for reciprocating internal combustion engine
US8347611B2 (en) * 2009-12-23 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for emission system control
DE102013215891B4 (en) * 2012-08-15 2020-12-17 Ford Global Technologies, Llc Method and device for monitoring a reducing agent solution composition in the exhaust system of an internal combustion engine

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