JPH10272324A - Apparatus for treating gas - Google Patents
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼル内燃機関
の排ガス等のパティキュレートを含む被処理ガスを脱塵
処理するガス処理装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas treatment apparatus for removing a gas to be treated containing particulates such as exhaust gas from a diesel internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼル内燃機関やボイラ等の燃焼装
置などからの排ガスにはパティキュレートが含まれてい
る。例えば、ディーゼル内燃機関は、エネルギー効率が
高く、また耐久性が優れているため、自動車などの輸送
機用、一般動力用、発電器用などに汎用されているが、
排ガス中に主としてスート、ＳＯＦ、サルフェートから
なるパティキュレートが含まれているため、このまま大
気に開放したのでは環境上大きな問題となる。この対策
として、自動車などの輸送機ではエンジンの改良、燃料
噴射系の改良などが行われ、これによりディーゼル内燃
機関より排出される排ガス中のパティキュレートをある
程度低減することができている。しかし、これらの方法
によるパティキュレートの低減ではまだ十分ではないた
め、さらにパティキュレートを低減する方法として、セ
ラミック製フィルタでパティキュレートを捕捉した後、
このパティキュレートを電気ヒータ、バーナなどで着火
させ、パティキュレート自体の燃焼熱で伝播燃焼させて
除去する方法などが検討されている。一方、定置式や産
業用のディーゼルエンジン、加熱炉、コージェネレーシ
ョンシステム、ヒートポンプ、ボイラ等の燃焼装置で
は、排ガス対策としてサイクロン、バグフィルタなどの
集塵装置を用いる方法がとられている。2. Description of the Related Art Exhaust gas from a combustion device such as a diesel internal combustion engine or a boiler contains particulates. For example, diesel internal combustion engines have high energy efficiency and excellent durability, so they are widely used for transportation such as automobiles, general motive power, and generators.
Since the exhaust gas contains particulates mainly composed of soot, SOF, and sulfate, if it is left open to the atmosphere as it is, it poses a serious environmental problem. As a countermeasure, transport engines such as automobiles have been improved in engines and fuel injection systems, so that particulates in exhaust gas discharged from diesel internal combustion engines can be reduced to some extent. However, since the reduction of the particulates by these methods is not yet enough, as a method of further reducing the particulates, after capturing the particulates with a ceramic filter,
A method of igniting the particulates with an electric heater, a burner, or the like, and propagating and burning with the combustion heat of the particulates itself has been studied. On the other hand, in combustion devices such as stationary and industrial diesel engines, heating furnaces, cogeneration systems, heat pumps and boilers, a method using a dust collector such as a cyclone or a bag filter is used as a measure against exhaust gas.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
製フィルタを用いてパティキュレートを捕捉し、これを
電気ヒータあるいはバーナを用いて着火させて燃焼し、
フィルタを再生する手段では、フィルタに捕捉されたパ
ティキュレートの全部が着火するように電気ヒータやバ
ーナを配置することが困難であり、一部に着火させて伝
播させるが、セラミックフィルタは熱伝導率が低いた
め、熱の伝播が悪くフィルタ内にホットスポットつまり
温度分布ができる。その結果、フィルタの溶損が起こる
ことがあり、フィルタの耐久性が悪くなる。また、サイ
クロンはフィルタに比してパティキュレートの捕集効率
が悪く、バグフィルタは装置が大型になると共に耐熱
性、再生効率が悪い。そこで、本発明は、このような実
情に鑑みなされたものであり、その目的は、耐久性に優
れたガス処理装置を提供することにある。By the way, the particulates are captured by using a ceramic filter, ignited by using an electric heater or a burner, and burned.
In the means for regenerating a filter, it is difficult to arrange an electric heater or a burner so that all of the particulates captured by the filter are ignited. Some of the particulates are ignited and propagated. , The heat transmission is poor and a hot spot, that is, a temperature distribution is formed in the filter. As a result, erosion of the filter may occur, and the durability of the filter deteriorates. The cyclone has a lower particulate collection efficiency than the filter, and the bag filter has a large apparatus and has poor heat resistance and regeneration efficiency. Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas processing device having excellent durability.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のガス処理装置は、炭素系微粒子等のパティ
キュレートを含むディーゼル内燃機関の排ガス等の被処
理ガスをフィルタで脱塵処理するガス処理装置におい
て、前記フィルタが高温耐熱性金属繊維を集積してなる
金属繊維フィルタであると共に、この金属繊維フィルタ
の上流側に、前記被処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加
装置及びその燃料添加装置からの燃料を触媒の存在下で
燃焼させて、金属繊維フィルタに捕捉されたパティキュ
レートを燃焼させ得る温度に被処理ガスを加熱する触媒
燃焼部を備えた加熱装置を設けたものである。前記金属
繊維フィルタが、高温耐熱性ステンレス鋼の薄板を巻回
したコイル材を端面切削して金属繊維を形成し、この金
属繊維を集積して焼結及び熱処理して成形された高温耐
熱性ステンレス鋼繊維フィルタであることが好ましい。
また、前記金属繊維フィルタに酸化燃焼触媒を担持させ
ることが好ましい。さらに、前記触媒燃焼部の触媒が、
通電により発熱するハニカムに酸化触媒を担持してなる
ことが好ましい。In order to achieve the above object, a gas treatment apparatus according to the present invention is provided with a filter for removing a gas to be treated such as exhaust gas of a diesel internal combustion engine containing particulates such as carbon-based fine particles by a filter. In the gas treatment apparatus, the filter is a metal fiber filter in which high-temperature heat-resistant metal fibers are integrated, and a fuel addition apparatus for blowing fuel into the gas to be treated, and a fuel addition apparatus therefor, on the upstream side of the metal fiber filter. The heating device is provided with a catalytic combustion section for burning the gas to be treated to a temperature at which the fuel from the device is burned in the presence of the catalyst to burn the particulates captured by the metal fiber filter. The metal fiber filter is formed by cutting an end face of a coil material formed by winding a thin plate of a high-temperature heat-resistant stainless steel to form metal fibers, and sintering and heat-treating the metal fibers to form a high-temperature heat-resistant stainless steel. Preferably, it is a steel fiber filter.
Further, it is preferable that an oxidizing combustion catalyst is supported on the metal fiber filter. Further, the catalyst of the catalytic combustion section,
It is preferable that an oxidation catalyst is supported on a honeycomb that generates heat when energized.
【０００５】このように、フィルタの上流の触媒燃焼部
で燃料を燃焼させることにより、被処理ガス全量を均一
に加熱することができ、フィルタ全体を加熱することが
可能となるので、フィルタの再生を良好に行える。ま
た、フィルタが金属繊維フィルタであるため、熱伝導率
が高く、フィルタの一部分にパティキュレートが集中的
に捕捉されてこれが燃焼しても、熱が他に伝播して、フ
ィルタの温度分布が小さくなるので、耐久性が向上す
る。As described above, by burning the fuel in the catalytic combustion section upstream of the filter, the entire amount of the gas to be treated can be uniformly heated, and the entire filter can be heated. Can be performed well. In addition, since the filter is a metal fiber filter, the thermal conductivity is high, and even if particulates are intensively captured in a part of the filter and burned, heat is transmitted to other parts, and the temperature distribution of the filter is small. Therefore, the durability is improved.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。図１において、１はガス処理
装置を示し、このガス処理装置１は、炭素系微粒子等の
パティキュレートを含む被処理ガスを脱塵処理するもの
である。被処理ガスはディーゼル内燃機関やボイラ等の
燃焼装置から排出される排ガス等の高温（約２５０℃以
上の温度）のガスであり、例えばディーゼル内燃機関の
排ガスで、このガス中には主としてスート、ＳＯＦ、サ
ルフェートなどからなるパティキュレートが含まれてい
る。この被処理ガスのガス通路２の途中には処理部３が
設けられ、この処理部は円筒形（あるいは断面矩形状）
であって、ガス通路２より拡径され（断面矩形状の場合
にはガス通路２より断面積が大きく形成され）、この処
理部３にガス処理装置１が主に設けられている。ガス処
理装置１は、被処理ガス中の炭素系微粒子等のパティキ
ュレートを捕捉する金属繊維フィルタ４と、この金属繊
維フィルタ４の上流側に設けられ、被処理ガスに燃料を
吹き込む燃料添加装置５及びその燃料添加装置５からの
燃料を触媒の存在下で燃焼させて、金属繊維フィルタ４
に捕捉されたパティキュレートを燃焼させ得る温度に被
処理ガスを加熱する触媒燃焼部６を備えた加熱装置７と
から主になる。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a gas processing apparatus, and this gas processing apparatus 1 performs a dust removal process on a gas to be treated including particulates such as carbon-based fine particles. The gas to be treated is a high-temperature gas (a temperature of about 250 ° C. or more) such as exhaust gas discharged from a combustion device such as a diesel internal combustion engine or a boiler, and is, for example, exhaust gas of a diesel internal combustion engine. It contains particulates such as SOF and sulfate. A processing section 3 is provided in the middle of the gas passage 2 for the gas to be processed, and the processing section is cylindrical (or rectangular in cross section).
The diameter of the gas passage 2 is larger than that of the gas passage 2 (in the case of a rectangular cross-section, the cross-sectional area is larger than that of the gas passage 2). The gas processing apparatus 1 includes a metal fiber filter 4 that captures particulates such as carbon-based fine particles in a gas to be processed, and a fuel addition device 5 that is provided upstream of the metal fiber filter 4 and blows fuel into the gas to be processed. And the fuel from the fuel addition device 5 is burned in the presence of a catalyst to form a metal fiber filter 4.
And a heating device 7 having a catalytic combustion unit 6 for heating the gas to be treated to a temperature at which the particulates trapped in the gas can be burned.
【０００７】金属繊維フィルタ４は、高温耐熱性金属繊
維を焼結した焼結体であり、この焼結体は、被処理ガス
中のパティキュレートを捕捉できるならばどのような形
状でもよく、例えば、平板状、一端部が閉塞された筒
状、カップ状、皿状に形成され、具体的には、図２に示
すように、帯板状、円筒状、断面星型筒状に形成しても
よい。金属繊維フィルタ４（金属繊維）の材質として
は、高温耐熱性を有する金属であり、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
−ＲＥＭ系のステンレス鋼やニッケルクロム材が好まし
い。具体的には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭ系のステン
レス鋼では、重量比でＣｒ：１５〜２３％、Ａｌ：２.
５〜６．０％、ＲＥＭとしては、Ｌａ、Ｙ,Ｃｅの１種
または２種以上が用いられ、添加量は０.０２〜１％で
ある。また、ニッケルクロム材では、Ｃｒ：１５〜２１
％、Ｎｉ：５７〜７７％、残部Ｆｅである。なお、他の
組成として不可避成分を含んでもよい。The metal fiber filter 4 is a sintered body obtained by sintering a high-temperature heat-resistant metal fiber. The sintered body may have any shape as long as it can capture particulates in a gas to be processed. It is formed in the shape of a flat plate, a tube with one end closed, a cup, or a dish. Specifically, as shown in FIG. Is also good. The material of the metal fiber filter 4 (metal fiber) is a metal having high temperature heat resistance, and is made of Fe—Cr—Al
-REM stainless steel or nickel chrome material is preferred. Specifically, in the case of Fe-Cr-Al-REM stainless steel, Cr: 15 to 23% by weight, Al: 2.
One or more of La, Y, and Ce are used as the REM, and the addition amount is 0.02 to 1%. In the nickel chromium material, Cr: 15 to 21
%, Ni: 57 to 77%, and the balance is Fe. In addition, an unavoidable component may be included as another composition.
【０００８】金属繊維を製造する方法としては、引抜き
法、ワイヤ切削法、コイル材切削法、びびり振動切削
法、コーティング法、ウイスカー法などの加工法などが
挙げられ、特にコイル材切削法が好ましい。コイル材切
削法を用いることで、例えば高温耐熱性ステンレス鋼を
長繊維で所定の形状の繊維に製造することが可能であ
る。具体的には、コイル材切削法は、図３に示すよう
に、板厚が例えば５〜１５０μｍの高温耐熱性ステンレ
ス鋼の薄板（箔）１０を旋削主軸１１にタイトにコイル
状に巻回し、このコイル材の端面１２を旋削主軸１１と
平行な送りを与えた工具１３により所定の切り込みで切
削する。これにより、三次元的に適度にカールした高温
耐熱性ステンレス長繊維束１４が工具すくい面に沿って
後方に流出し、途切れなく連続的に創成される。そして
前記繊維束１４を幅方向に展張し、１０ｍｍ〜３００ｍ
ｍの長さに切断することで図４（ａ）に示すような高温
耐熱性ステンレス鋼繊維１５となる。図４（ａ）（ｂ）
は前記方法で得られた１本の高温耐熱性ステンレス鋼繊
維１５を示しており、断面は矩形状をなし、表面はしわ
状の粗面を有している。Examples of the method for producing the metal fiber include a drawing method, a wire cutting method, a coil material cutting method, a chatter vibration cutting method, a coating method, a whisker method and the like, and the coil material cutting method is particularly preferable. . By using the coil material cutting method, for example, high-temperature heat-resistant stainless steel can be manufactured into long-fiber fibers having a predetermined shape. Specifically, as shown in FIG. 3, the coil material cutting method is as follows. A thin plate (foil) 10 of high-temperature heat-resistant stainless steel having a thickness of, for example, 5 to 150 μm is tightly wound around a turning spindle 11 in a coil shape. The end face 12 of the coil material is cut at a predetermined cut by a tool 13 which is fed in parallel with the turning spindle 11. Thereby, the high-temperature heat-resistant stainless steel long fiber bundle 14 appropriately curled three-dimensionally flows backward along the tool rake face, and is continuously formed without interruption. Then, the fiber bundle 14 is stretched in the width direction, and 10 mm to 300 m
By cutting into a length of m, a high-temperature heat-resistant stainless steel fiber 15 as shown in FIG. FIGS. 4A and 4B
Shows a single high-temperature heat-resistant stainless steel fiber 15 obtained by the above method, and has a rectangular cross section and a wrinkled rough surface.
【０００９】前記コイル材端面切削法によれば、高温耐
熱性ステンレス鋼繊維１５は、一辺（繊維幅Ｗ）が板厚
に一致し、一辺（繊維厚さｔ）が工具送り量ｓによって
決定される。従って、高温耐熱性ステンレス鋼薄板１０
の厚さと切込み（工具送り量）を調整することで様々な
形状の繊維を製造することができる。上記繊維製造条件
としては、工具すくい角：１５〜４５°、切削速度：３
０〜９５ｍ／ｍｉｎ、送り量：５〜４０μｍ／ｍｉｎで
ある。金属繊維の長さは１０〜３００ｍｍが好ましく、
長さが１０ｍｍ未満では繊維同士の絡みあいが少なくな
り、３００ｍｍを超えると不均一に固まって均一な通気
孔を形成しにくくなる。金属繊維の幅（繊維の平均直
径）は、５〜５００μｍが好ましく、より好適には１０
〜１００μｍが好ましく、幅が５μｍ未満ではパティキ
ュレートが堆積して通気孔の目つまりを起こしやすく、
また機械的強度や耐熱性が低くなり、５００μｍを超え
ると、パティキュレートが通気孔をガスと共に通過して
フィルタとしての基本機能を持たなくなる。According to the coil material end face cutting method, one side (fiber width W) of the high-temperature heat-resistant stainless steel fiber 15 matches the plate thickness, and one side (fiber thickness t) is determined by the tool feed amount s. You. Therefore, the high temperature heat resistant stainless steel sheet 10
By adjusting the thickness and depth of cut (tool feed amount), fibers of various shapes can be manufactured. The fiber production conditions include a tool rake angle of 15 to 45 ° and a cutting speed of 3
The feed amount is 0 to 95 m / min, and the feed amount is 5 to 40 μm / min. The length of the metal fiber is preferably 10 to 300 mm,
When the length is less than 10 mm, the entanglement between the fibers is reduced, and when the length is more than 300 mm, the fibers harden unevenly and it is difficult to form uniform air holes. The width (average fiber diameter) of the metal fibers is preferably 5 to 500 μm, more preferably 10 μm.
When the width is less than 5 μm, the particulates are liable to deposit and cause clogging of the ventilation holes,
In addition, when the mechanical strength and the heat resistance decrease, and when the particle size exceeds 500 μm, the particulates pass through the ventilation holes together with the gas and have no basic function as a filter.
【００１０】高温耐熱性金属繊維を図５に示すようにフ
ィルタ状に成形するには、形状を保持させるために、焼
結したり、金網などの成形体にいれたり、ニードルパン
チなどで機械的に繊維を絡ませたりする。例えば、焼結
を行う場合には、真空もしくは非酸化性雰囲気中で８０
０〜１３００℃の範囲で１０分〜１０時間加熱すること
で行う。この焼結時に荷重をかけることも好適である。
また、焼結後にフィルタを波形あるいは凹凸形に加工す
ることも好ましい。フィルタあるいは触媒体を波形ある
いは凹凸形に加工するとフィルタの機械的強度が向上す
る。具体的には、焼結を行う場合、金属繊維１６を目付
け重量３００〜５０００ｇ／ｍ2に集積し、所望形状例
えば板状（あるいは図に例示する形状）のウェブに成形
する。金属繊維１６の目付け量が３００ｇ／ｍ2未満で
は気孔率が高すぎパティキュレートをほとんど捕捉する
ことができず、５０００ｇ／ｍ2を超えるとパティキュ
レートの処理能力はそれ以上変化せず、かえって繊維を
大量に使用するので経済性が悪くなる。次に、このウェ
ブを真空または非酸化性雰囲気中で８００〜１２５０℃
の範囲で１０分〜１０時間加熱して焼結する。この焼結
時に荷重をかけることも好適である。こうして得られた
焼結体１７から必要寸法のフィルタを切り出す。フィル
タ形状が図１に示すものである場合には、この時点で曲
げ加工などを施す。そして、その後、空気などの酸化性
雰囲気中にて６００〜１１００℃、１〜２０時間の条件
で熱処理する。この熱処理により、図６（ａ）（ｂ）に
示すようにアルミナ薄膜１８が焼結繊維１９の表面に形
成される。熱処理温度が６００℃以下ではアルミナ薄膜
１８が十分に形成することができず、１１００℃を超え
ると高温では異常酸化によりアルミナが剥離、飛散す
る。前記温度範囲内であって７００℃以下では２（Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ａｌ）＋４．５Ｏ2→Ｆｅ2Ｏ3＋Ｃｒ2Ｏ3＋
Ａｌ2Ｏ3の反応により、７００℃以上ではＦｅ2Ｏ3＋Ａ
ｌ→Ａｌ2Ｏ3＋２Ｆｅの反応により各々耐久性薄膜１８
が生成される。しかも、組成としてＲＥＭが添加されて
いるので、高温でのアルミナ薄膜１８の安定性が向上
し、９００℃以下の使用温度で良好な機械的特性を示
す。これにより、図５に示すように、金属繊維１６をラ
ンダムに配向して接触部を融着した多孔構造の焼結体１
７が得られ、例えば断面略矩形状の焼結金属繊維１９の
表面には、図６（ａ）に示すように、均一な厚さのアル
ミナ薄膜１８が被覆されている。このアルミナ薄膜１８
は、金属繊維１９の交差部分では、図６（ｂ）に示すよ
うに、これを囲繞するように被覆され、交差接触部分が
メタルタッチとなっている。In order to form the high-temperature heat-resistant metal fiber into a filter shape as shown in FIG. 5, in order to maintain the shape, sintering, putting into a molded body such as a wire mesh, mechanically using a needle punch or the like is performed. Or entangle the fiber. For example, when sintering is performed, the sintering is performed in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere.
It is performed by heating in a range of 0 to 1300 ° C. for 10 minutes to 10 hours. It is also preferable to apply a load during this sintering.
It is also preferable to process the filter into a corrugated or irregular shape after sintering. When the filter or the catalyst body is processed into a corrugated or uneven shape, the mechanical strength of the filter is improved. Specifically, when sintering, the metal fibers 16 are accumulated to a basis weight of 300 to 5000 g / m 2 and formed into a web having a desired shape, for example, a plate-like (or a shape illustrated in the drawing). If the basis weight of the metal fibers 16 is less than 300 g / m 2 , the porosity is too high to capture almost any particulates, and if the basis weight exceeds 5000 g / m 2 , the processing capacity of the particulates does not change anymore. Is used in large quantities, so that the economy becomes worse. The web is then heated to 800-1250 ° C. in a vacuum or non-oxidizing atmosphere.
And sintering for 10 minutes to 10 hours. It is also preferable to apply a load during this sintering. A filter of a required size is cut out from the sintered body 17 thus obtained. If the filter shape is as shown in FIG. 1, bending or the like is performed at this point. Then, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere such as air at 600 to 1100 ° C. for 1 to 20 hours. By this heat treatment, an alumina thin film 18 is formed on the surface of the sintered fiber 19 as shown in FIGS. If the heat treatment temperature is 600 ° C. or lower, the alumina thin film 18 cannot be formed sufficiently. If the heat treatment temperature is higher than 1100 ° C., the alumina is separated and scattered due to abnormal oxidation at high temperatures. Within the above temperature range and below 700 ° C., 2 (F
e, Cr, Al) + 4.5O 2 → Fe 2 O 3 + Cr 2 O 3 +
Due to the reaction of Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 + A
d → Al 2 O 3 + 2Fe
Is generated. Moreover, since REM is added as a composition, the stability of the alumina thin film 18 at high temperatures is improved, and good mechanical properties are exhibited at operating temperatures of 900 ° C. or less. Thereby, as shown in FIG. 5, the sintered body 1 having the porous structure in which the metal fibers 16 are randomly oriented and the contact portions are fused.
7 is obtained. For example, the surface of the sintered metal fiber 19 having a substantially rectangular cross section is coated with an alumina thin film 18 having a uniform thickness as shown in FIG. This alumina thin film 18
As shown in FIG. 6B, the crossing portion of the metal fiber 19 is covered so as to surround the metal fiber 19, and the crossing contact portion is a metal touch.
【００１１】また、金属繊維フィルタ４に酸化触媒を担
持するようにしてもよい。酸化触媒の担体としては、特
に限定されるものではないが、アルミナ、シリカ、ズル
コニア、チタニア、ＺＳＭ−５、ＵＳＹ、ＳＡＰＯ、Ｙ
型ゼオライトなどのゼオライト類、シリカ−アルミナ、
アルミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア、シリカ−
チタニア、シリカ−ジルコニア、チタニア−ジルコニア
から選ばれる少なくとも１種類が好ましい。担体の粒子
径は０.０１〜２０μｍが好ましく、特に好ましいのは
０.１〜１０μｍである。粒子径が０.０１μｍ未満では
製造が困難であり、２０μｍを超えるとフィルタの孔を
閉塞あるいはフィルタからの剥離が生じやすくなる。触
媒担体に担持する触媒活性成分としては、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ａ
ｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｌａ、Ｃｅあるい
はこれらの金属酸化物から選ばれる少なくとも１種類が
好ましく、これらの中でもより好ましくはＰｔ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ｋ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｅあるいはこれらの金属酸化
物がよく、最も好ましいのはＣｕ、Ｋ、Ｍｏの３成分で
ある。この３成分を使用することにより、低温でパティ
キュレートの燃焼を可能とすると共に、ガス中に含まれ
るＳＯ２等の触媒被毒成分に対して耐久性がある。これ
らの金属あるいは金属酸化物の触媒担体への担持量は、
それぞれの金属分に換算して担体１ｇに対して０.０１
〜２ｇが好ましく、より好ましくは０.０５〜１．０ｇ
であり、担持量が０．０１ｇ未満であると触媒の活性が
発現せず、２ｇを超えるとフィルタに担持させる場合に
フィルタの閉塞を起こすおそれがある。触媒担体と触媒
をフィルタ４に担持させる手段としては、特に限定され
るものではないが、例えばウォッシュコート法、含浸
法、ノズルを用いた吹き付け法などの方法を用いること
ができる。The metal fiber filter 4 may carry an oxidation catalyst. The carrier for the oxidation catalyst is not particularly limited, but may be alumina, silica, dulconia, titania, ZSM-5, USY, SAPO, Y
Zeolites such as zeolite, silica-alumina,
Alumina-zirconia, alumina-titania, silica-
At least one selected from titania, silica-zirconia, and titania-zirconia is preferred. The particle size of the carrier is preferably from 0.01 to 20 μm, particularly preferably from 0.1 to 10 μm. If the particle size is less than 0.01 μm, it is difficult to manufacture, and if the particle size is more than 20 μm, the pores of the filter are likely to be clogged or peeled off from the filter. Examples of the catalytically active components supported on the catalyst carrier include Pt, Pd,
Cu, K, Rb, Cs, Mo, Cr, Mn, Rh, A
g, Ba, Ca, Zr, Co, Fe, La, Ce or at least one selected from these metal oxides is preferable, and among these, Pt, Pd,
Cu, K, Mo, Fe, Ce or their metal oxides are preferred, and the most preferred are the three components Cu, K, and Mo. By using these three components, it is possible to burn particulates at a low temperature and to have durability against catalyst poisoning components such as SO2 contained in the gas. The loading amount of these metals or metal oxides on the catalyst carrier is:
In terms of each metal content, 0.01 g per 1 g of carrier
To 2 g, more preferably 0.05 to 1.0 g.
If the supported amount is less than 0.01 g, the activity of the catalyst is not exhibited, and if it exceeds 2 g, the filter may be clogged when loaded on the filter. Means for supporting the catalyst carrier and the catalyst on the filter 4 are not particularly limited, and for example, a method such as a wash coat method, an impregnation method, or a spray method using a nozzle can be used.
【００１２】金属繊維フィルタ４の上流側に設けられて
いる加熱装置７は、図１に示すように、被処理ガスに燃
料を吹き込む燃料添加装置５と、その燃料添加装置５か
らの燃料を触媒の存在下で燃焼させる触媒燃焼部６とか
ら主になる。触媒燃焼部６は、ガス通路２の処理部３内
であって金属繊維フィルタ４の上流側に設けられ、燃料
添加装置５からの燃料を酸化触媒の存在下で燃焼させる
ものである。触媒燃焼部（酸化触媒層）６を形成する構
造体の形状は特に限定されないが、ハニカム形状が好ま
しく、構造体は構造体全体が通電され得る材料で成形す
ることが好ましい。具体的には、触媒燃焼部６は、例え
ばアルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ジルコニア、
チタニアを担体として、この担体に白金、パラジウム、
ロジウム等の酸化触媒を含浸させ、これを通電により発
熱するハニカム状の構造体の壁面に担持させて成形され
る。このように、触媒燃焼部６を通電により発熱し得る
ように成形する際には、この触媒燃焼部６に通電を行う
通電装置（図示せず）を取り付けることが望ましく、こ
れにより、触媒燃焼部６で燃料を燃焼させるとき、被処
理ガスの温度が低かったり（例えばガスの温度が２５０
〜３００℃）、燃料が燃焼しにくい（揮発しにくい）燃
料であったりしても燃料の燃焼を十分に行え、かつ、通
電により触媒燃焼部６の立ち上がりが早くなる。つま
り、通電により触媒燃焼部６自体が昇温され、立ち上が
りが早くなる。As shown in FIG. 1, a heating device 7 provided on the upstream side of the metal fiber filter 4 includes a fuel addition device 5 for blowing fuel into the gas to be treated and a catalyst for supplying the fuel from the fuel addition device 5 to a catalyst. And the catalytic combustion unit 6 that burns in the presence of the catalyst. The catalytic combustion section 6 is provided in the processing section 3 of the gas passage 2 and on the upstream side of the metal fiber filter 4, and burns fuel from the fuel addition device 5 in the presence of an oxidation catalyst. The shape of the structure forming the catalytic combustion portion (oxidation catalyst layer) 6 is not particularly limited, but is preferably a honeycomb shape, and the structure is preferably formed of a material through which the entire structure can be energized. Specifically, the catalytic combustion unit 6 includes, for example, alumina, silica, alumina-silica, zirconia,
Using titania as a carrier, platinum, palladium,
It is formed by impregnating an oxidation catalyst such as rhodium and supporting it on the wall surface of a honeycomb-shaped structure that generates heat when energized. As described above, when the catalytic combustion unit 6 is formed so as to be able to generate heat by energization, it is desirable to attach an energizing device (not shown) for energizing the catalytic combustion unit 6. When the fuel is burned in step 6, the temperature of the gas to be treated is low (for example, when the temperature of the gas is 250
(Up to 300 ° C.), even if the fuel is difficult to burn (hard to volatilize), the fuel can be sufficiently burned, and the catalytic combustion section 6 rises faster by energization. That is, the temperature of the catalytic combustion unit 6 itself is increased by energization, and the rising speed is increased.
【００１３】燃料添加装置５はガス通路２の処理部３よ
り上流側に設けられ、通路２内に軽油、灯油等の液燃料
やガス燃料を吹き込む（噴出する）ものである。燃料添
加装置５は、燃料をガス通路２内に吹き込むものならば
どのような構造のものでもよく、例えば噴出ノズルを１
つまたは２以上用いて燃料を噴出するようにしてもよ
く、また燃料の噴出方向も特に限定されないが、ガスの
流れ方向に沿って噴出することが好ましい。燃料添加装
置５からの燃料量及び触媒燃焼部６の触媒成分量は、金
属繊維フィルタ４に流入する被処理ガスの温度が６００
〜９００℃、好ましくは６５０〜７００℃になるように
調整する。ガス温度が６００℃未満ではパティキュレー
トが燃焼せず、９００℃を超えるとフィルタ４の耐熱性
が問題となる。なお、フィルタ４に酸化触媒を担持する
場合には、パティキュレートを低温で燃焼させることが
できるので、前記被処理ガスの温度の下限を例えば５０
０℃に下げることが可能となる。The fuel addition device 5 is provided upstream of the processing section 3 of the gas passage 2 and injects (spouts) liquid fuel such as light oil or kerosene or gas fuel into the passage 2. The fuel adding device 5 may have any structure as long as it blows fuel into the gas passage 2.
One or two or more fuels may be used to eject the fuel, and the direction of the fuel ejection is not particularly limited. However, it is preferable to eject the fuel in the gas flow direction. The amount of the fuel from the fuel addition device 5 and the amount of the catalyst component of the catalytic combustion section 6 are determined by the temperature of the gas to be treated flowing into the metal fiber filter 4 being 600.
~ 900 ° C, preferably 650-700 ° C. If the gas temperature is lower than 600 ° C., the particulates do not burn, and if the gas temperature is higher than 900 ° C., the heat resistance of the filter 4 becomes a problem. If the filter 4 carries an oxidation catalyst, the particulates can be burned at a low temperature.
It is possible to lower the temperature to 0 ° C.
【００１４】燃料の供給（燃料添加装置５からの燃料の
噴出）すなわちフィルタ４の再生は、フィルタ４の前後
の差圧を検出して、その差圧が予め設定した設定値にな
ったときに行ったり、所定の時間間隔をおいて行うよう
にする。例えば、差圧による場合には、金属繊維フィル
タ４の前後にガス圧力検出器（図示せず）を設け、これ
ら検出器からの検出値から差圧を求め、この差圧の値が
設定値になったとき燃料が被処理ガス中に噴出されるよ
うにする。その設定値は、予め実験等で測定した結果に
基づいて内燃機関や燃焼装置の燃焼状態等が悪くならな
い範囲で任意に設定された値にすることは勿論である。
また、所定の時間間隔をおいて行う場合には、予め実験
等で測定した結果に基づいて内燃機関や燃焼装置の燃焼
状態等が悪くならないような時間間隔で行うようにす
る。The supply of fuel (injection of fuel from the fuel addition device 5), that is, the regeneration of the filter 4, is performed when the pressure difference between the front and rear of the filter 4 is detected and the pressure difference reaches a preset value. Or at predetermined time intervals. For example, in the case of using a differential pressure, gas pressure detectors (not shown) are provided before and after the metal fiber filter 4, and a differential pressure is obtained from a detection value from these detectors. When this happens, the fuel is ejected into the gas to be treated. Of course, the set value may be set arbitrarily based on the result of measurement in advance through experiments or the like within a range where the combustion state of the internal combustion engine or the combustion device does not deteriorate.
In addition, when a predetermined time interval is set, the time interval is set so that the combustion state of the internal combustion engine or the combustion device is not deteriorated based on a result measured in advance by an experiment or the like.
【００１５】また、ガス通路２の処理部３より上流側に
燃料添加装置５を設けて、ガス通路２内に燃料を噴出
し、これが処理部３に流入することにより燃料がある程
度ガス中に拡散するが、燃料添加装置５の下流であっ
て、例えばガス通路（あるいは処理部３内の触媒燃焼部
６の上流側）に分散混合器例えばスワラー８を設けるよ
うにしてもよい。これにより、燃料の分散を確実に行え
ることになる。Further, a fuel addition device 5 is provided upstream of the processing section 3 of the gas passage 2 to eject fuel into the gas passage 2 and flow into the processing section 3 to diffuse the fuel to some extent into the gas. However, a dispersion mixer, for example, a swirler 8 may be provided downstream of the fuel addition device 5, for example, in a gas passage (or on the upstream side of the catalytic combustion unit 6 in the processing unit 3). This ensures that the fuel can be dispersed.
【００１６】つぎにこのガス処理装置１の作用を述べ
る。被処理ガス例えばディーゼル内燃機関の排ガスは、
ガス通路２内を流れて、処理部３に流入する。そこでガ
スが金属繊維フィルタ４を通過し、ガス中のパティキュ
レートがフィルタ４に捕捉され、脱塵処理される。脱塵
処理されたガス（処理ガス）はガス通路２内をさらに下
流へと流れる。そして、フィルタ４に捕捉されたパティ
キュレートの量が多くなると、燃料添加装置５から燃料
例えば軽油がガス通路２内に噴出される。この軽油と排
ガスが処理部３に流入し、スワラー８により分散混合さ
れる。この混合体が触媒燃焼部６に流入してそこで触媒
の存在下で軽油が燃焼し、排ガスが加熱されて昇温され
る。この昇温されたガスが金属繊維フィルタ４に流入
し、このガスによりフィルタ４に捕捉されている炭素系
微粒子等のパティキュレートが燃焼し、フィルタ４上の
パティキュレートが除去される。これにより、フィルタ
４が再生され、良好にガスの脱塵処理を行える状態にな
る。Next, the operation of the gas processing apparatus 1 will be described. The gas to be treated, for example, the exhaust gas of a diesel internal combustion engine,
The gas flows through the gas passage 2 and flows into the processing unit 3. Then, the gas passes through the metal fiber filter 4, and particulates in the gas are captured by the filter 4 and subjected to dust removal processing. The gas (process gas) subjected to the dust removal process flows further downstream in the gas passage 2. When the amount of particulates captured by the filter 4 increases, fuel, for example, light oil, is ejected from the fuel addition device 5 into the gas passage 2. The light oil and the exhaust gas flow into the processing unit 3 and are dispersed and mixed by the swirler 8. This mixture flows into the catalytic combustion section 6, where the light oil is burned in the presence of the catalyst, and the exhaust gas is heated and heated. The heated gas flows into the metal fiber filter 4, and the particulates such as carbon-based fine particles captured by the filter 4 are burned by the gas, and the particulates on the filter 4 are removed. As a result, the filter 4 is regenerated, and the gas can be satisfactorily removed.
【００１７】このように、金属繊維フィルタ４の上流で
燃料を添加し、この添加燃料を触媒燃焼部６で燃焼させ
るので、排ガス全量を均一に加熱することができる。こ
の際、スワラー８を設けることにより、一層排ガスを均
一に加熱することができる。これによって、フィルタ４
全体がガスにより加熱されるため、フィルタ４に捕捉さ
れているパティキュレートは燃え残ることなく全部が燃
焼する。このため、フィルタ４の再生を良好に行えるこ
とになる。また、フィルタが金属繊維フィルタ４である
ため、熱伝導率が高く、ホットスポットができないと共
に、フィルタ４の一部分にパティキュレートが集中的に
捕捉されてこれが燃焼しても、熱が他に伝播して、フィ
ルタ４の温度分布が小さくなるので、フィルタ４の耐久
性が向上することになる。さらに、触媒燃焼部６を設け
ているため、その触媒燃焼部６でもパティキュレートの
捕捉を行えるので、フィルタ４のみの時と比較してパテ
ィキュレートの除去効率が高くなる。すなわち、パティ
キュレートの処理能力が高くなる。As described above, since the fuel is added upstream of the metal fiber filter 4 and the added fuel is burned in the catalytic combustion section 6, the entire exhaust gas can be heated uniformly. At this time, by providing the swirler 8, the exhaust gas can be further uniformly heated. Thereby, the filter 4
Since the whole is heated by the gas, all the particulates captured by the filter 4 burn without burning. Therefore, regeneration of the filter 4 can be performed satisfactorily. Further, since the filter is the metal fiber filter 4, the heat conductivity is high and hot spots cannot be formed, and even if the particulates are intensively captured in a part of the filter 4 and burned, heat is transmitted to other parts. As a result, the temperature distribution of the filter 4 is reduced, so that the durability of the filter 4 is improved. Furthermore, since the catalytic combustion unit 6 is provided, particulates can be captured by the catalytic combustion unit 6 as well, so that the particulate removal efficiency is higher than when only the filter 4 is used. That is, the processing capacity of the particulates increases.
【００１８】また、金属繊維フィルタ４を構成する金属
繊維１５がコイル材切削法で製造されていることによ
り、基材として低コストの高温耐熱性ステンレス鋼を用
いることができるので、金属繊維１５を容易に低コスト
で製造することが可能となると共に、均一な形状の繊維
１５を形成することが可能となる。また、金属繊維１５
を集積してウェブにして焼結するだけではなく、焼結後
に熱処理して繊維表面にアルミナ薄膜１８を形成してい
るので、高温耐久性、耐酸化性、機械強度が高くなる。
さらに、製造される繊維１５の径や集積してウェブにす
る際の集積する量を自由に変化させることで細孔径を任
意に調整できるため、排ガス中のパティキュレートの処
理率を任意に変えることができると共に、ガス中やパテ
ィキュレート中の灰分を堆積しないように調整すること
ができる。さらにまた、金属繊維１５は寸法形状がそろ
っている上に表面積が大きく、かつ断面を矩形状に形成
することで、排ガス中のパティキュレートを各辺のエッ
ジで確実に捕捉することができる。Further, since the metal fibers 15 constituting the metal fiber filter 4 are manufactured by the coil material cutting method, a low-cost high-temperature heat-resistant stainless steel can be used as a base material. The fiber 15 can be easily manufactured at low cost, and the fibers 15 having a uniform shape can be formed. In addition, the metal fiber 15
In addition to accumulating and sintering into a web, heat treatment after sintering forms the alumina thin film 18 on the fiber surface, so that high-temperature durability, oxidation resistance, and mechanical strength are increased.
Furthermore, since the pore diameter can be arbitrarily adjusted by freely changing the diameter of the fiber 15 to be manufactured or the amount of accumulation when accumulating into a web, the treatment rate of particulates in exhaust gas can be arbitrarily changed. It can be adjusted so that ash in gas or particulates is not deposited. Furthermore, the metal fibers 15 have uniform dimensions and a large surface area and a rectangular cross section, so that particulates in the exhaust gas can be reliably captured at the edges of each side.
【００１９】さらに、金属繊維フィルタ４に酸化触媒を
担持させることにより、パティキュレートを燃焼させる
温度を下げることができ、低い温度でフィルタ４の再生
を行えるので、よりフィルタ４の耐久性が向上すること
になる。また、フィルタ４での再生温度が下がること
で、燃料の供給量を低減することができ、経済性も良く
なる。Further, by supporting the oxidation catalyst on the metal fiber filter 4, the temperature at which the particulates are burned can be reduced and the filter 4 can be regenerated at a low temperature, so that the durability of the filter 4 is further improved. Will be. In addition, since the regeneration temperature of the filter 4 is lowered, the fuel supply amount can be reduced, and the economy is improved.
【００２０】従って、本発明のガス処理装置は、パティ
キュレートの処理能力が高いと共に、優れた耐久性を有
し、かつ、経済性や再生能力にも良好なものとなる。Therefore, the gas processing apparatus of the present invention has a high particulate processing capacity, has excellent durability, and has good economy and regenerative performance.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれによって何ら限定されるものではない。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
【００２２】触媒燃焼部１ アルミナ・粒子（粒子径５μｍ）９．５ｇを純水１００
ｍｌに塩化白金酸１．３ｇを溶かしてできた水溶液中に
浸し、１３０℃で１時間乾燥した後５００℃で２時間乾
燥して、白金触媒（以後、Ｐｔ／ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3）
を調製した。次にこの触媒１０ｇを純水１００ｍｌと混
合させ、ボールミルで２４時間粉砕混合して触媒スラリ
ーを調製した。この触媒スラリーを市販のセラミックハ
ニカム（１００ｃｅｌｌ／ｉｎｃｈ2、４００ｃｃ)にウ
ォッシュコートして１１０℃で１時間乾燥した後、５０
０℃で２時間焼成する操作をハニカム１リットル当たり
Ｐｔを６ｇ担持するまで繰り返すことによって排ガス昇
温用酸化触媒燃焼部を作成した。9.5 g of alumina particles (particle size: 5 μm) in the catalytic combustion section 1 were mixed with 100 parts of pure water.
The solution was immersed in an aqueous solution prepared by dissolving 1.3 g of chloroplatinic acid in 0.1 ml, dried at 130 ° C. for 1 hour and then at 500 ° C. for 2 hours to obtain a platinum catalyst (hereinafter, Pt / SiO 2 .Al 2 O 3 ).
Was prepared. Next, 10 g of the catalyst was mixed with 100 ml of pure water and pulverized and mixed for 24 hours with a ball mill to prepare a catalyst slurry. This catalyst slurry was wash-coated on a commercially available ceramic honeycomb (100 cell / inch 2 , 400 cc) and dried at 110 ° C. for 1 hour.
The operation of baking at 0 ° C. for 2 hours was repeated until 6 g of Pt was supported per liter of honeycomb, whereby an oxidation catalyst combustion portion for raising exhaust gas temperature was prepared.
【００２３】フィルタ１ 高温耐熱性ステンレス鋼（Ｃｒ：２０．０２、Ａｌ：
４.９％、Ｌａ：０.０８％残部Ｆｅ及び不可避成分）の
薄板を巻き回したコイル材を端面切削して製造した繊維
径５０μｍの金属繊維を集積してウエブにし、それを焼
結および熱処理して焼結して高温耐熱性金属繊維フィル
タを製作した。 Filter 1 High temperature heat resistant stainless steel (Cr: 20.02, Al:
4.9%, La: 0.08% balance Fe and unavoidable components) A metal material having a fiber diameter of 50 μm produced by cutting the end face of a coil material wound around a thin plate is formed into a web, which is sintered and sintered. Heat treatment and sintering produced a high temperature heat resistant metal fiber filter.
【００２４】フィルタ２ チタニア粒子７ｇを、硝酸銅３水和塩３．８ｇ、硝酸カ
リウム２．６ｇ、モリブデン酸アンモニウム４水和塩
１．８ｇより調製した水溶液２００ｍｌ中に混合し、こ
の混合溶液をかくはんしながら水分を蒸発させ、１１０
℃で１時間乾燥した後、５００℃で２時間焼成し触媒を
調製した。この触媒１０ｇを純度９９％のエタノール９
０ｍｌと混合させ、ボールミルで２４時間粉砕混合して
触媒スラリーを調製した。この触媒スラリーを、高温耐
熱性ステンレス鋼（Ｃｒ：２０．０２、Ａｌ：４.９
％、Ｌａ：０.０８％残部Ｆｅ及び不可避成分）の薄板
を巻き回したコイル材を端面切削して製造した繊維径５
０μｍの金属繊維を集積してウエブにし、それを焼結お
よび熱処理して焼結してなる高温耐熱性金属繊維フィル
タ上にウオッシュコートして１１０℃で１時間乾燥した
後、５００℃で２時間焼成する操作を金属繊維フィルタ
１ｇ当たり５０ｍｇ触媒粒子が担持されるまで繰り返す
ことによって高温耐熱性金属繊維フィルタを製作した。 Filter 2 7 g of titania particles are mixed in 200 ml of an aqueous solution prepared from 3.8 g of copper nitrate trihydrate, 2.6 g of potassium nitrate, and 1.8 g of ammonium molybdate tetrahydrate, and the mixed solution is stirred. While evaporating water, 110
After drying at ℃ for 1 hour, it was calcined at 500 ℃ for 2 hours to prepare a catalyst. 10 g of this catalyst is mixed with 9% ethanol 9
0 ml, and pulverized and mixed in a ball mill for 24 hours to prepare a catalyst slurry. This catalyst slurry was used in a high temperature heat-resistant stainless steel (Cr: 20.02, Al: 4.9).
%, La: 0.08% balance Fe and unavoidable components) Fiber diameter 5 produced by cutting an end face of a coil material wound around a thin plate.
A 0 μm metal fiber is accumulated to form a web, which is sintered and heat-treated to wash coat on a high temperature heat-resistant metal fiber filter, dried at 110 ° C. for 1 hour, and then at 500 ° C. for 2 hours. The operation of baking was repeated until 50 mg of catalyst particles were supported per 1 g of the metal fiber filter, thereby producing a high temperature heat-resistant metal fiber filter.
【００２５】実施例１ 前記触媒燃焼部１とフィルタ１を備えたガス処理装置で
ディーゼル排ガスの処理を行い、その評価をおこなっ
た。ディーゼル排ガス４Ｎｍ3／ｈｒを１時間ガス処理
装置内を通過させ、金属繊維フィルタでパティキュレー
トを捕集する。その後、排ガス昇温用触媒燃焼部の５０
ｃｍ前に挿入された燃料添加ノズルから軽油を４８ｍｌ
／ｈｒの流量で供給し、その供給口から１０ｃｍ下流側
にあるスワラーで分散混合させたのち、触媒燃焼部に送
り込む。送り込まれた軽油燃料は触媒燃焼部で燃焼し、
排ガスを加熱する。昇温されたガスがさらに下流側にあ
る金属繊維フィルタを通過する時にフィルタ上のパティ
キュレートを燃焼する。その結果を図７及び図８に示
す。図７は、図１に示したガス処理装置の各位置での温
度との関係を示した図であり、図８は、燃料を供給して
から金属繊維フィルタの前後の差圧がどのように変化す
るかを調べた図である。 Example 1 Diesel exhaust gas was treated by a gas treatment device provided with the catalytic combustion section 1 and the filter 1, and its evaluation was performed. Diesel exhaust gas 4 Nm 3 / hr is passed through the gas treatment device for 1 hour, and particulates are collected by a metal fiber filter. After that, the 50
48 ml of light oil from the fuel addition nozzle inserted before
/ Hr, and the mixture is dispersed and mixed by a swirler 10 cm downstream from the supply port, and then sent to the catalytic combustion section. The sent diesel fuel burns in the catalytic combustion section,
Heat the exhaust gas. As the heated gas passes through the metal fiber filter further downstream, it burns the particulates on the filter. The results are shown in FIGS. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the temperature at each position of the gas processing apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 8 shows how the differential pressure before and after the metal fiber filter is changed after the fuel is supplied. It is the figure which examined whether it changes.
【００２６】実施例２ 前記触媒燃焼部１とフィルタ２を備えたガス処理装置で
ディーゼル排ガスの処理を行い、その評価をおこなっ
た。ディーゼル排ガス４Ｎｍ3／ｈｒを１時間ガス処理
装置内を通過させ、金属繊維フィルタでパティキュレー
トを捕集する。その後、排ガス昇温用触媒燃焼部の５０
ｃｍm前に挿入された燃料添加ノズルから軽油を３３ｍ
ｌ／ｈｒの流量で供給し、供給口から１０ｃｍ下流側に
あるスワラーで分散混合させたのち、触媒燃焼部に送り
込む。送り込まれた軽油燃料は触媒燃焼部で燃焼し、排
ガスを加熱する。昇温されたガスがさらに下流側にある
触媒担持金属繊維フィルタを通過する時にフィルタ上の
パティキュレートを燃焼する。その結果を図７及び図８
に示す。 Example 2 Diesel exhaust gas was treated by a gas treatment device provided with the catalytic combustion section 1 and the filter 2, and its evaluation was performed. Diesel exhaust gas 4 Nm 3 / hr is passed through the gas treatment device for 1 hour, and particulates are collected by a metal fiber filter. After that, the 50
33m light oil from the fuel addition nozzle inserted before cmm
The mixture is supplied at a flow rate of 1 / hr, dispersed and mixed by a swirler 10 cm downstream from the supply port, and then sent to the catalytic combustion section. The fed light oil fuel burns in the catalytic combustion section and heats the exhaust gas. As the heated gas passes through the metal fiber filter carrying the catalyst further downstream, it burns the particulates on the filter. 7 and 8 show the results.
Shown in
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、フィルタ
の耐久性が向上すると共にフィルタの再生を良好に行う
ことができる。In summary, according to the present invention, the durability of the filter is improved and the filter can be regenerated satisfactorily.
【図１】本発明のガス処理装置の一例を示す概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic view showing one example of a gas processing apparatus of the present invention.
【図２】金属繊維フィルタの形状を示す図である。FIG. 2 is a view showing a shape of a metal fiber filter.
【図３】コイル材切削装置の一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a coil material cutting device.
【図４】金属繊維の一例を示す図であり、その（ａ）は
斜視図、（ｂ）は断面図である。FIG. 4 is a view showing an example of a metal fiber, in which (a) is a perspective view and (b) is a cross-sectional view.
【図５】金属繊維をフィルタ状にした状態を示す図であ
る。FIG. 5 is a view showing a state in which metal fibers are formed into a filter shape.
【図６】金属繊維に熱処理を施した状態を示す断面図で
あり、その（ａ）は繊維単体を示す図、（ｂ）は繊維が
交差した部分を示す図である。FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing a state in which a metal fiber is subjected to a heat treatment. FIG. 6A is a view showing a single fiber, and FIG. 6B is a view showing a crossing portion of the fiber.
【図７】フィルタ内の温度分布を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a temperature distribution in a filter.
【図８】再生時間とフィルタの差圧との関係を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a regeneration time and a differential pressure of a filter.
１ ガス処理装置 ４ 金属繊維フィルタ ５ 燃料添加装置 ６ 触媒燃焼部 ７ 加熱装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 gas treatment device 4 metal fiber filter 5 fuel addition device 6 catalytic combustion section 7 heating device
フロントページの続き (72)発明者 神道 克美 愛知県豊川市国府町豊成44 (72)発明者 飯島 伸介 愛知県蒲郡市金平町頂拝13−13 (72)発明者 加藤 籠彦 愛知県新城市緑が丘５−６−５ (72)発明者 後夷 光一 愛知県岡崎市上地３−23−26 (72)発明者 相澤 幸雄 神奈川県川崎市中原区木月大町203 (72)発明者 関戸 容夫 神奈川県横浜市磯子区洋光台６−28−７ (72)発明者 古牧 治雄 神奈川県横浜市港北区菊名２−５−１− 131 (72)発明者 小宮山 知成 神奈川県横浜市鶴見区栄町通３−32−１Continued on the front page (72) Inventor Katsumi Shinto 44, Toyokawa, Kunifu-cho, Toyokawa-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Shinsuke Iijima 13-13, Kanehira-cho, Gamagori-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor, Kagohiko Kato Midorigaoka, Shinshiro-shi, Aichi Prefecture 5-6-5 (72) Inventor Koichi Goi 3-23-26 Uechi, Okazaki City, Aichi Prefecture (72) Inventor Yukio Aizawa 203, Kitsuki Omachi, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yasuo Sekido Kanagawa 6-28-7, Yokodai, Isogo-ku, Yokohama-shi, Japan (72) Inventor Haruo Komaki 2-5-1-131, Kikuna, Kohoku-ku, Yokohama, Kanagawa, Japan (72) Tomonari Komiyama 3, Sakaemachi-dori, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa −32-1
Claims (4)
むディーゼル内燃機関の排ガス等の被処理ガスをフィル
タで脱塵処理するガス処理装置において、前記フィルタ
が高温耐熱性金属繊維を集積してなる金属繊維フィルタ
であると共に、該金属繊維フィルタの上流側に、前記被
処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加装置及びその燃料添
加装置からの燃料を触媒の存在下で燃焼させて、金属繊
維フィルタに捕捉されたパティキュレートを燃焼させ得
る温度に被処理ガスを加熱する触媒燃焼部を備えた加熱
装置を設けたことを特徴とするガス処理装置。1. A gas treatment apparatus for removing a gas to be treated, such as exhaust gas of a diesel internal combustion engine, containing particulates such as carbon-based fine particles with a filter, wherein the filter is formed by accumulating high temperature heat-resistant metal fibers. A fiber filter, and on the upstream side of the metal fiber filter, a fuel addition device that blows fuel into the gas to be treated and fuel from the fuel addition device is burned in the presence of a catalyst and captured by the metal fiber filter. A gas treatment device provided with a heating device provided with a catalytic combustion unit for heating a gas to be treated to a temperature at which the particulates can be burned.
テンレス鋼の薄板を巻回したコイル材を端面切削して金
属繊維を形成し、この金属繊維を集積して焼結及び熱処
理して成形された高温耐熱性ステンレス鋼繊維フィルタ
である請求項１記載のガス処理装置。2. The metal fiber filter is formed by cutting an end face of a coil material formed by winding a thin plate of high-temperature heat-resistant stainless steel to form metal fibers, and by integrating the metal fibers, sintering and heat-treating the metal fibers. The gas processing apparatus according to claim 1, wherein the gas processing apparatus is a high temperature heat resistant stainless steel fiber filter.
担持させた請求項１または２記載のガス処理装置。3. The gas processing apparatus according to claim 1, wherein the metal fiber filter carries an oxidation combustion catalyst.
熱するハニカムに酸化触媒を担持してなる請求項１乃至
３のいずれか１項に記載のガス処理装置。4. The gas processing apparatus according to claim 1, wherein the catalyst in the catalytic combustion section has an oxidation catalyst supported on a honeycomb that generates heat when energized.
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