JPH1162554A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH1162554A
JPH1162554A JP9213659A JP21365997A JPH1162554A JP H1162554 A JPH1162554 A JP H1162554A JP 9213659 A JP9213659 A JP 9213659A JP 21365997 A JP21365997 A JP 21365997A JP H1162554 A JPH1162554 A JP H1162554A
Authority
JP
Japan
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exhaust gas
water
internal combustion
combustion engine
soot
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JP9213659A
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English (en)
Inventor
Shinya Hirota
信也 広田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH1162554A publication Critical patent/JPH1162554A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/10Venturi scrubbers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2247/00Details relating to the separation of dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D2247/10Means for removing the washing fluid dispersed in the gas or vapours
    • B01D2247/101Means for removing the washing fluid dispersed in the gas or vapours using a cyclone

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス中の煤を除去するサイクロンを備え
た内燃機関の排気浄化装置で、排気ガス中に気相で存在
するNOやSO2 をも除去できるようにする。 【解決手段】 ディーゼルエンジン1から排出される排
気ガスを触媒コンバータ4に通し、酸化触媒により排気
ガス中のCO,HC,SOFを酸化してCO2にし、N
OをNO2 に、SO2 をSO3 にする。この後、排気ガ
スを、噴射ノズル6から水が噴射されているベンチュリ
ー部5に通す。噴射された水によって排気ガス中の煤は
煤同士で衝突して付着し、粒径を大きく成長させる。N
2 やSO3 は噴射された水に溶解してHNO3 あるい
はH2SO4 になるとともに、水を吸着して粒径を大き
く成長させる。この後、排気ガスはサイクロン3に導か
れ、ここで煤とHNO3 とH2SO4 は遠心分離されて
排気ガスから除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の内燃機関から排出される排気ガス中に含まれる煤
等を遠心分離集塵器によって捕集する排気浄化装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の内燃機関から排
出される排気ガス中には煤が含まれており、これを除去
するために遠心分離集塵器を利用した排気浄化装置が提
案されている。この排気浄化装置は、煤とガスの質量差
を利用して物理的に分離処理するものであるが、従来の
ものは、粒径の小さい煤は質量が小さいため捕集するこ
とができなかった。
【0003】そこで、特開平7−158420号公報に
開示されるように、排気ガスを多孔体に導入して煤を粒
成長させてから遠心分離集塵器に導入するようにした排
気浄化装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された排気浄化装置においては、排気ガス中の
煤など微粒子物質を除去することはできても、NOやS
2 など気相で存在する物質を除去することはできなか
った。
【0005】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、排気ガス中に気相で存在するNOやSO2 を酸
化させて粒子状物質にし、さらにこれを水に溶解して粒
径を大きくし、煤と共に遠心分離して排気ガスから分離
することにより、排気ガスの浄化を図ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明は、内燃機
関から排出される排気ガス中の微粒子を捕集するための
遠心分離集塵器を備える内燃機関の排気浄化装置におい
て、前記内燃機関から前記遠心分離集塵器に排気ガスを
導く排気ガス路に、酸化触媒が収容された触媒室を設け
るとともに、この触媒室よりも下流を流れる排気ガスに
対して水を噴射する水噴射手段を設けたことを特徴とす
る内燃機関の排気浄化装置である。
【0007】酸化触媒により、排気ガス中のCO、H
C、SOF(Soluble Organic Fraction)は酸化してC
2 になり、NO及びSO2 は酸化して微粒子状のNO
2 やSO3 になる。これらNO2 やSO3 は水噴射手段
から噴射された水に溶解してミスト状のHNO3 やH2
SO4 になり、粒径も大きく成長する。また、水の噴射
により排気ガス中の煤は煤同士で衝突して付着し粒径を
大きく成長させる。これら粒径を大きくされた煤やHN
3 やH2SO4 は遠心分離集塵器で捕集され排気ガス
中から除去される。
【0008】遠心分離集塵器としてはサイクロンを例示
することができる。内燃機関としては、ディーゼルエン
ジンやガソリンエンジンを例示することができる。本発
明の内燃機関の排気浄化装置においては、遠心分離集塵
器で分離した水を水噴射手段に供給する水循環回路を備
えることができ、このようにすると水の補給が殆ど不要
になる。
【0009】本発明の内燃機関の排気浄化装置において
は、水噴射手段から噴射される水をアルカリ性水溶液に
することができ、このようにすると、NOx やSOx を
最終的に硝酸塩や硫酸塩にして回収することも可能であ
る。
【0010】本発明の内燃機関の排気浄化装置において
は、水噴射手段から噴射される水の噴射量を、内燃機関
の回転速度と機関負荷に基いて制御することができ、こ
のようにすると、効率的に排気浄化を行うことができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関の排気浄
化装置の一実施の形態を図1の図面に基いて説明する。
【0012】車両に搭載された内燃機関としてのディー
ゼルエンジン1から排出される排気ガスは、排気管(排
気ガス路)2を通ってサイクロン(遠心分離集塵器)3
に排出される。排気管2の途中には、酸化触媒を収容し
た触媒コンバータ(触媒室)4が設けられている。触媒
コンバータ4は、酸化触媒が高い浄化能を発揮し得る入
口温度となるように、排気管2において比較的に上流側
に配置されている。
【0013】また、排気管2において触媒コンバータ4
の下流には、排気ガスの流速を増大させるための径絞り
部としてベンチュリー部5が設けられている。ベンチュ
リー部5は排気管2において下流側であって排気ガス温
度が十分に低下する位置に配置されている。この理由に
ついては後述する。ベンチュリー部5には、このベンチ
ュリー部5を流れる排気ガスに水を噴射するための噴射
ノズル(水噴射手段)6が設けられている。
【0014】一方、サイクロン3の下部には水貯溜用の
タンク7が設けられており、タンク7に貯留された水は
ポンプ8によって吸い上げられ、噴射量制御装置9を介
して噴射ノズル6からベンチュリー部5内に噴射され
る。
【0015】噴射量制御装置9は、噴射ノズル6から噴
射する水量を制御する装置であり、エンジンコントロー
ルユニット(以下、ECUと略す)10によって制御さ
れる。 サイクロン3の上部には、サイクロン3内のガ
スを排出するための排気管11が設けられており、タン
ク7の下部にはドレンバルブ12が設けられている。
【0016】次に、この排気浄化装置の作用について説
明する。エンジン1から排出された排気ガスは排気管2
を通って触媒コンバータ4に流入し、ここで排気ガス中
に含まれるCO、HC、SOF(Soluble Organic Frac
tion)、NO、SO2 は酸化触媒により酸化される。そ
の結果、CO、HC、SOFはCO2 になって浄化さ
れ、NOはNO2 になり、SO2 はSO3 になる。尚、
排気ガス中に含まれる煤は触媒コンバータ4をそのまま
通過する。
【0017】触媒コンバータ4を通過した後、排気ガス
はベンチュリー部5に流入し、ベンチュリー部5を通過
する排気ガス全体に噴射ノズル6から水が噴射される。
この水の噴射エネルギーにより排気ガスに含まれる煤同
士が衝突を起こし互いに付着して粒径を大きく成長させ
る。また、排気ガス中のNO2 やSO3 は噴射ノズル6
から噴射された水に溶解してミスト状のHNO3 あるい
はH2SO4 になり、さらに水を吸着して粒径を大きく
成長させる。
【0018】ベンチュリー部5を排気ガス温度が十分に
低下する位置に配置した理由はここにあり、排気ガス温
度の高い位置に配置されていると、前述のように生成さ
れたHNO3 やH2SO4 が気化してしまい、サイクロ
ン3で捕集できなくなるからである。したがって、十分
に下がった排気ガス温度とは、硫酸や硝酸の沸点以下と
いうことである。
【0019】そして、粒径を大きく成長させた煤やHN
3 やH2SO4 を含む排気ガスはサイクロン3に流入
し、このサイクロン3において、煤、HNO3 、H2
4はガスから遠心分離されて沈降し、タンク7内に捕
集される。煤はタンク7の底部に沈殿するので、適宜に
ドレンバルブ12を開いて回収する。HNO3 とH2
4 はタンク7内の水に混ざり、この水が再びポンプ8
によって吸い上げられ、噴射ノズル6から排気ガス中に
噴射される。
【0020】このように、水は、タンク7、ポンプ8、
噴射量制御装置9、噴射ノズル6、排気管2、サイクロ
ン3を接続してなる水循環回路13を循環しているの
で、殆ど水の補給を必要としない。
【0021】一方、煤、HNO3 、H2SO4 を除去さ
れたガスは排気管11から排出され、図示しない消音器
を通って大気に放出される。このように、この排気浄化
装置では、従来は除去できなかった微細な煤を除去でき
るようになるだけでなく、排気ガスに含まれるCO、H
C、SOF、NOx、SOx をも除去することができる
ようになる。
【0022】尚、噴射ノズル6から噴射する水の噴射量
制御は次のように行う。ECU10は、クランク角セン
サ14の出力信号からエンジン1の回転速度を演算し、
アクセル開度センサ15の出力信号から機関負荷を演算
する。そして、ECU10は、この運転条件における排
気ガス流量、NOx 量、SOx 量、煤量をマップ等を用
いて求め、さらにこれらの値に基づいて、煤、NOx 、
SOx を除去するのに最適な水量(換言すれば、微粒子
の粒径を成長させるのに最適な水量)を決定し、噴射量
制御装置9に指令信号を出力する。
【0023】一般的に、機関負荷が大きくなると、煤、
NOx 、SOx の排出量も多くなるので、噴射ノズル6
から噴射される水量も多くなるように制御する。尚、噴
射ノズル6から噴射される水量が多ければ浄化率は高く
なるが、無駄に水量を多くすることは、排気管11から
排出される排気ガス中に水蒸気が含まれるようになった
り、排気管2の背圧が大きくなるなど不具合が生じるの
で、必要最小限の水量に制御するのが好ましい。
【0024】ところで、タンク7内に収容された水は、
サイクロン3で分離されたHNO3やH2SO4 の流入に
より酸性水になり、徐々に濃度が上がっていく。そこ
で、タンク7内の水を予めアルカリ性水溶液にしておく
と、サイクロン3から流入してくるHNO32SO4
を中和することができる。尚、この中和の際に硝酸塩や
硫酸塩が生成されるが、これら塩が析出する場合にはタ
ンク7の底部に沈降するので、煤と共にドレンバルブ1
2から回収することができる。一方、生成される塩がア
ルカリ性水溶液に溶解する場合には、水溶液と共に噴射
ノズル6からベンチュリー部5内に噴射されて循環する
こととなる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排気浄化
装置によれば、内燃機関から遠心分離集塵器に排気ガス
を導く排気ガス路に、酸化触媒が収容された触媒室を設
けるとともに、この触媒室よりも下流を流れる排気ガス
に対して水を噴射する水噴射手段を設けたことにより、
排気ガス中から煤と共にSOx やNOx を除去すること
ができるという優れた効果が奏される。
【0026】遠心分離集塵器で分離した水を水噴射手段
に供給する水循環回路を備えた場合には、水の補給が殆
ど不要になる。水噴射手段から噴射される水をアルカリ
性水溶液とした場合には、NOx やSOx を最終的に硝
酸塩や硫酸塩にして回収することができる。
【0027】水噴射手段から噴射される水の噴射量を、
内燃機関の回転速度と機関負荷に基いて制御するように
した場合には、効率的な排気浄化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の内燃機関の排気浄化装置の一実施の
形態における構成図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン(内燃機関) 2 排気管(排気ガス路) 3 サイクロン(遠心分離集塵器) 4 触媒コンバータ(触媒室) 6 噴射ノズル(水噴射手段) 13 水循環回路 14 クランク角センサ 15 アクセル開度センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関から排出される排気ガス中の微
    粒子を捕集するための遠心分離集塵器を備える内燃機関
    の排気浄化装置において、 前記内燃機関から前記遠心分離集塵器に排気ガスを導く
    排気ガス路に、酸化触媒が収容された触媒室を設けると
    ともに、この触媒室よりも下流を流れる排気ガスに対し
    て水を噴射する水噴射手段を設けたことを特徴とする内
    燃機関の排気浄化装置。
  2. 【請求項2】 前記遠心分離集塵器で分離した水を前記
    水噴射手段に供給する水循環回路を備えることを特徴と
    する請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項3】 前記水噴射手段から噴射される水がアル
    カリ性水溶液であることを特徴とする請求項1に記載の
    内燃機関の排気浄化装置。
  4. 【請求項4】 前記水噴射手段から噴射される水の噴射
    量は、内燃機関の回転速度と機関負荷に基いて制御され
    ることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄
    化装置。
JP9213659A 1997-08-07 1997-08-07 内燃機関の排気浄化装置 Pending JPH1162554A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069136A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Jin-Whan Kim Pollution reduction apparatus for vehicle
WO2008133171A1 (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Yukinobu Mori ガスおよび大気浄化装置
JP2008284543A (ja) * 2007-04-20 2008-11-27 Yukinobu Mori ガスおよび大気浄化装置
KR101690065B1 (ko) * 2015-12-30 2016-12-27 솔라윈에너지(주) 증발농축시스템의 오염물질 제거장치
US10046336B2 (en) 2015-06-10 2018-08-14 Alfa Laval Corporate Ab Scrubber fluid treatment process

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069136A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Jin-Whan Kim Pollution reduction apparatus for vehicle
WO2008133171A1 (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Yukinobu Mori ガスおよび大気浄化装置
JP2008284543A (ja) * 2007-04-20 2008-11-27 Yukinobu Mori ガスおよび大気浄化装置
US10046336B2 (en) 2015-06-10 2018-08-14 Alfa Laval Corporate Ab Scrubber fluid treatment process
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