JPH044020A - 排気ガス処理装置 - Google Patents
排気ガス処理装置Info
- Publication number
- JPH044020A JPH044020A JP2105996A JP10599690A JPH044020A JP H044020 A JPH044020 A JP H044020A JP 2105996 A JP2105996 A JP 2105996A JP 10599690 A JP10599690 A JP 10599690A JP H044020 A JPH044020 A JP H044020A
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- magnetite
- oxygen
- exhaust
- carbon dioxide
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- Pending
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は排気ガス中の炭酸ガスや窒素酸化物を少なく
シ、又は無くす排気ガス処理装置に関するものである。
シ、又は無くす排気ガス処理装置に関するものである。
この種の従来技術としては、特開昭６３−１１３１１２
号公翰に示すように白金バナジュウムや白金ロジュウム
等の複数の触媒を排気ガス通路に直列的に並入で一酸化
炭素を酸化して炭酸ガスにしたり、窒素酸化物Ｎ Ｏｘ
を窒素ガスＮ２にする排気ガス処理装置がある。
号公翰に示すように白金バナジュウムや白金ロジュウム
等の複数の触媒を排気ガス通路に直列的に並入で一酸化
炭素を酸化して炭酸ガスにしたり、窒素酸化物Ｎ Ｏｘ
を窒素ガスＮ２にする排気ガス処理装置がある。
上記従来のものは、コストが高くなると共に、−酸化炭
素を炭酸ガスとして排気させてしまい（現在世界中で温
暖化の要因になっている炭酸ガスの放出は抑えなければ
ならないにも拘らず）、完全な浄化対策になっていない
。
素を炭酸ガスとして排気させてしまい（現在世界中で温
暖化の要因になっている炭酸ガスの放出は抑えなければ
ならないにも拘らず）、完全な浄化対策になっていない
。
更に、複数箇所の各別な触媒中を排気ガスは通過しなけ
ればならないために、エンジンの出力が低ドしてそれだ
け多くの燃料が必要になりこのために更に多くの排気ガ
スが発生して本質的な排気ガスの浄化にならないという
課題があった。
ればならないために、エンジンの出力が低ドしてそれだ
け多くの燃料が必要になりこのために更に多くの排気ガ
スが発生して本質的な排気ガスの浄化にならないという
課題があった。
［課題を解決する手段〕
前記の課題を解決するために、この発明は酸素原子を欠
鎮させて活性化したマグネタイトにて排気ガス中の炭酸
ガス又は窒素酸化物を分解する排気ガス処理装置におい
て、該マグネタイトよりも排気ガス流路上手側に排気ガ
ス撹拌装置を設けたことを特徴とする排気ガス処理装置
としたものである。
鎮させて活性化したマグネタイトにて排気ガス中の炭酸
ガス又は窒素酸化物を分解する排気ガス処理装置におい
て、該マグネタイトよりも排気ガス流路上手側に排気ガ
ス撹拌装置を設けたことを特徴とする排気ガス処理装置
としたものである。
排気ガス処理装置の基本的な作用は、マグネタイト（フ
ェライト）を有効に利用したものである。
ェライト）を有効に利用したものである。
即ち、マグネタイトの分子構造は陽イオンを２個保有し
た２価の鉄（１’ｅ” ）１個と３個保有した３価の鉄
Ｄ’ｅ”）２個が存在して計８価のプラス電荷になり、
これが陰イオンを保有する酸素（０２）４個と結び付い
てｌ’ｅ、０４の安定したマグネタイトになっているが
、このマグネタイトは２５０℃〜６００℃（最適の温度
は２５０℃〜３００℃）で水素（Ｈ７）と反応して酸素
（Ｏ３）が水（Ｈ，Ｏ）になって逃げ、酸素が欠乏した
活性のマグネタイトが得られる。即ち、活性のマグネタ
イトは、以下、酸素欠落マグネタイト（Ｆｅ１０、−ｘ
）と呼ぶが、この活性化されたマグネタイトは２５０℃
〜６００℃（最適の温度は２５０℃〜３００℃）で酸素
分子を要求する化学反応可能な状態にある。
た２価の鉄（１’ｅ” ）１個と３個保有した３価の鉄
Ｄ’ｅ”）２個が存在して計８価のプラス電荷になり、
これが陰イオンを保有する酸素（０２）４個と結び付い
てｌ’ｅ、０４の安定したマグネタイトになっているが
、このマグネタイトは２５０℃〜６００℃（最適の温度
は２５０℃〜３００℃）で水素（Ｈ７）と反応して酸素
（Ｏ３）が水（Ｈ，Ｏ）になって逃げ、酸素が欠乏した
活性のマグネタイトが得られる。即ち、活性のマグネタ
イトは、以下、酸素欠落マグネタイト（Ｆｅ１０、−ｘ
）と呼ぶが、この活性化されたマグネタイトは２５０℃
〜６００℃（最適の温度は２５０℃〜３００℃）で酸素
分子を要求する化学反応可能な状態にある。
したがって、この状態にした酸素欠落マグネタイトに炭
酸ガスを反応させると炭素と不活性状態のマグネタイト
になり、次に、水素をこの不活性マグネタイトに反応さ
せると急速に活性マグネタイトと水になる。これを化学
反応式にすると。
酸ガスを反応させると炭素と不活性状態のマグネタイト
になり、次に、水素をこの不活性マグネタイトに反応さ
せると急速に活性マグネタイトと水になる。これを化学
反応式にすると。
Ｆｅ、０４＋ｙＨ，→Ｆｅ、○ａ−ｘ ＋ ｙ Ｈ？○
Ｆｅ、０４−ｘ＋１／２ｙＣＯ，→ １／２ｙＣ＋ｌ’
ｅ、０４である。
Ｆｅ、０４−ｘ＋１／２ｙＣＯ，→ １／２ｙＣ＋ｌ’
ｅ、０４である。
したがって、内燃機関の排気通路途中に設けたマグネタ
イトを上記のように酸素欠落マグネタイトにしてこれに
排気ガスを接触させて炭酸ガスの一部を炭素と水に分解
して排出し、窒素酸化物を窒素ガスにして排出する。
イトを上記のように酸素欠落マグネタイトにしてこれに
排気ガスを接触させて炭酸ガスの一部を炭素と水に分解
して排出し、窒素酸化物を窒素ガスにして排出する。
この発明の一実施例について詳述すると、１は内燃機関
の一種である４気筒ヂーゼルエンジンで、２はその排気
マニホールドである。
の一種である４気筒ヂーゼルエンジンで、２はその排気
マニホールドである。
３は排気マニホールド２の各気筒毎の排気通路２ａ内に
設けられた酸素分離装置である。
設けられた酸素分離装置である。
４は水素又はヘリウム等の無酸素ガス（当実施例では水
素で説明する。）を入れたガスボンベである。
素で説明する。）を入れたガスボンベである。
５は無酸素ガスの取出し通路である。
６は切換弁で、各気筒毎の酸素分離装置３・を通過し集
合パイプ３ａにて集合させた排気ガスとガスボンベ４か
らの無酸素ガスとを後述の排気ガス処理部７・８の何れ
かに選択的に流入させる２方向選択型の弁になっている
。
合パイプ３ａにて集合させた排気ガスとガスボンベ４か
らの無酸素ガスとを後述の排気ガス処理部７・８の何れ
かに選択的に流入させる２方向選択型の弁になっている
。
９は無酸素ガスの取出し通路５の途中に設けられた開閉
弁である。
弁である。
７・８は前記切換弁６の二つの出口側ポートに通ずる流
路１０・１１に各別に設けた排気ガス処理部であって５
各流路１０・１１に連結した排気筒１２・１３にマグネ
タイト１４（通気可能に多数の穴１４ａ・・・の開いた
形状に焼結形成されている）を充填したセル１５・１５
を内装させ、更に、セル１５・１５が内装される排気筒
１２・１３の外周部にヒータ１６を設けてマグネタイト
１４が内装された部分を２５０℃〜３００℃の温度に保
つように構成している（尚、このヒータ１６はエンジン
熱でマグネタイト１４を２５０℃〜３００℃に保つ場合
は必要でない）。
路１０・１１に各別に設けた排気ガス処理部であって５
各流路１０・１１に連結した排気筒１２・１３にマグネ
タイト１４（通気可能に多数の穴１４ａ・・・の開いた
形状に焼結形成されている）を充填したセル１５・１５
を内装させ、更に、セル１５・１５が内装される排気筒
１２・１３の外周部にヒータ１６を設けてマグネタイト
１４が内装された部分を２５０℃〜３００℃の温度に保
つように構成している（尚、このヒータ１６はエンジン
熱でマグネタイト１４を２５０℃〜３００℃に保つ場合
は必要でない）。
１７・１８は各々排気筒１２・１３内に設けられた排気
ガス撹拌装置であって、各々撹拌翼１７ａ・１．８ ａ
が電動モータ１７ｂ・１８ｂによって同転され、排気ガ
スをマグネタイト１４・１４全体に撹拌するように設け
られている。
ガス撹拌装置であって、各々撹拌翼１７ａ・１．８ ａ
が電動モータ１７ｂ・１８ｂによって同転され、排気ガ
スをマグネタイト１４・１４全体に撹拌するように設け
られている。
１９はマフラーであって、排％＜、ｍ１２・１３からの
排気をその開放口２０より大剣中に排出する。
排気をその開放口２０より大剣中に排出する。
尚、２１・・・は排気マニホールド２をヂーゼルエンジ
ン１に着脱するためのボルトであり、２２・・は排気マ
ニホールド２の蓋部２ｂをマフラー】９と共に着脱する
ボルトである。
ン１に着脱するためのボルトであり、２２・・は排気マ
ニホールド２の蓋部２ｂをマフラー】９と共に着脱する
ボルトである。
上側の作用について詳述すると、ヂーゼルエンジン１の
各気筒の排気ガスが各＃未分離装置３・・・内に流れ、
各酸素分離装置３・・・内で酸素０２が大気中に放出さ
れ炭酸ガスＣＯ２・窒素酸化物Ｎ。
各気筒の排気ガスが各＃未分離装置３・・・内に流れ、
各酸素分離装置３・・・内で酸素０２が大気中に放出さ
れ炭酸ガスＣＯ２・窒素酸化物Ｎ。
Ｘの混合した排気ガスが集合パイプ３ａを通って切換弁
６に向けて流出する。そして、その排気ガスは切換弁６
を経て流路１１に流れ、一方ガスボンベ４の水素Ｈ７が
通路５及び開閉弁９を通って切換弁６を経て流路１０に
流れる。すると、排気ガスの流れる流路１１に接続され
た排気ガス処理部８では、マグネタイト１４を予め水素
Ｈ２を通して活性にしておけばマグネタイト自体が酸素
欠落マグネタイトＦｅ１０．−ｘに変身しているから、
炭酸ガスＣＯ２の酸素０２あるいはＮＯｘの酸素ＯＸを
該酸素欠落マグネタイトが取り込み、炭素Ｃが析出した
り、あるいは窒素ガスＮ２になって飛び出る。このとき
、排気ガス撹拌装置１８にてマグネタイト１４全体に排
気ガスが撹拌されるので、良好に上記の排気ガスの分解
がおこなわれる。
６に向けて流出する。そして、その排気ガスは切換弁６
を経て流路１１に流れ、一方ガスボンベ４の水素Ｈ７が
通路５及び開閉弁９を通って切換弁６を経て流路１０に
流れる。すると、排気ガスの流れる流路１１に接続され
た排気ガス処理部８では、マグネタイト１４を予め水素
Ｈ２を通して活性にしておけばマグネタイト自体が酸素
欠落マグネタイトＦｅ１０．−ｘに変身しているから、
炭酸ガスＣＯ２の酸素０２あるいはＮＯｘの酸素ＯＸを
該酸素欠落マグネタイトが取り込み、炭素Ｃが析出した
り、あるいは窒素ガスＮ２になって飛び出る。このとき
、排気ガス撹拌装置１８にてマグネタイト１４全体に排
気ガスが撹拌されるので、良好に上記の排気ガスの分解
がおこなわれる。
一方、水素Ｈ７が送り込まれる排気ガス処理部７では、
不活性のマグネタイトＦｅ、０４に排気ガス撹拌装置１
７にて撹拌された水素Ｈ２が働き、この水素Ｈ２がマグ
ネタイト中の酸素０７を追い出して酸素欠落マグネタイ
トになる。
不活性のマグネタイトＦｅ、０４に排気ガス撹拌装置１
７にて撹拌された水素Ｈ２が働き、この水素Ｈ２がマグ
ネタイト中の酸素０７を追い出して酸素欠落マグネタイ
トになる。
即ち、排気ガス処理部７側では、
Ｆ’ ｅ ｚ Ｏ４＋ｘ Ｈ２→Ｆ ｅ ：ｌ○４−Ｘ
＋ＸＨ，０の化学反応がおこなわれ、排気ガス処理部８
側では、 Ｆ”ｅ、０４−ｘ ＋ｃｏ、−＋Ｃ＋Ｆｅ、Ｏｎある
いは。
＋ＸＨ，０の化学反応がおこなわれ、排気ガス処理部８
側では、 Ｆ”ｅ、０４−ｘ ＋ｃｏ、−＋Ｃ＋Ｆｅ、Ｏｎある
いは。
）’ｅｉｏａ−ｘ＋２ＮＯｘ −＋ Ｎ７＋Ｆｅｔ
○４の化学反応がおこる。
○４の化学反応がおこる。
尚、窒素酸化物ＮＯｘについては、極めて速い反応にな
り、窒素酸化物の浄化は相当速く行なわれるが、炭酸ガ
スＣＯ７については、反応が遅く、排気ガス処理部を加
圧状態にすることが望ましい。
り、窒素酸化物の浄化は相当速く行なわれるが、炭酸ガ
スＣＯ７については、反応が遅く、排気ガス処理部を加
圧状態にすることが望ましい。
そして、所定時間（１分〜３分程度が適当）第２図の状
態を続けた後、今度は切換弁６を切換えて排気ガスが流
路１０に、水素Ｈ２が流路１１に流れるように切換える
と、前記と同じ作用で排気ガスが浄化されることになる
。
態を続けた後、今度は切換弁６を切換えて排気ガスが流
路１０に、水素Ｈ２が流路１１に流れるように切換える
と、前記と同じ作用で排気ガスが浄化されることになる
。
そして、水素Ｈ２送込み側の開閉弁９は、前記切換弁６
の切換えに連動して所定時間（１０秒〜３０秒程度）開
口すると閉口するようにしておけば、水素Ｈ２の無駄を
なくすることができる。
の切換えに連動して所定時間（１０秒〜３０秒程度）開
口すると閉口するようにしておけば、水素Ｈ２の無駄を
なくすることができる。
尚、上記実施例においては、マグネタイト中の酸素を追
い出して酸素欠落マグネタイトにする手段として無酸素
ガス（水素又はヘリウム）を用いる例を示したが、他に
マグネタイトに高電圧をかけて酸素（０”）を追い出す
等如何なる手段を用いても良い。また、マグネタイトは
焼結形成したもの以外に、粉状９粒状又は板状等如何な
る形状のものを用いても良いが、排気ガスとの接触面積
が広くなる程分解効率が良くなるので、できるだけ接触
面積が広くなるようにすると良い。更に、上記実施例で
は内燃機関としてヂーゼルエンジンの例を示したが、他
にガソリンエンジン、ガスエンジン、又は火力発電機等
の如何なる内燃機関でも良い。
い出して酸素欠落マグネタイトにする手段として無酸素
ガス（水素又はヘリウム）を用いる例を示したが、他に
マグネタイトに高電圧をかけて酸素（０”）を追い出す
等如何なる手段を用いても良い。また、マグネタイトは
焼結形成したもの以外に、粉状９粒状又は板状等如何な
る形状のものを用いても良いが、排気ガスとの接触面積
が広くなる程分解効率が良くなるので、できるだけ接触
面積が広くなるようにすると良い。更に、上記実施例で
は内燃機関としてヂーゼルエンジンの例を示したが、他
にガソリンエンジン、ガスエンジン、又は火力発電機等
の如何なる内燃機関でも良い。
この発明は、酸素原子を欠落させて活性化したマグネタ
イトにて排気ガス中の炭酸ガス又は窒素酸化物を分解す
る排気ガス処理装置において、該マグネタイトよりも排
気ガス流路上手側に排気ガス撹拌装置を設けたことを特
徴とする排気ガス処理装置としたから、撹拌装置にて排
気ガスがマグネタイト全体に撹拌され、良好に炭酸ガス
や窒素酸化物を分解して炭素や窒素にすることができ。
イトにて排気ガス中の炭酸ガス又は窒素酸化物を分解す
る排気ガス処理装置において、該マグネタイトよりも排
気ガス流路上手側に排気ガス撹拌装置を設けたことを特
徴とする排気ガス処理装置としたから、撹拌装置にて排
気ガスがマグネタイト全体に撹拌され、良好に炭酸ガス
や窒素酸化物を分解して炭素や窒素にすることができ。
前述の従来の課題を的確に解消することができる。
図は、この発明の一実施例であって、第１図は全体の概
略平向図、第２図はそのＡ−Ａ矢視部を断面にした側面
図である。図中の記号 １はヂーゼルエンジン、２は排気マニホールド、３は酸
素分離装置、４はガスボンベ、５は取出し通路、６は切
換弁、７・８は排気ガス処理部、９は開閉弁、１０・１
１は流路、１２・１３は排気筒、１４はマグネタイト、
１５はセル、１６はヒータ、１７・１８は排気ガス撹拌
装置、１９はマフラーを示す。
略平向図、第２図はそのＡ−Ａ矢視部を断面にした側面
図である。図中の記号 １はヂーゼルエンジン、２は排気マニホールド、３は酸
素分離装置、４はガスボンベ、５は取出し通路、６は切
換弁、７・８は排気ガス処理部、９は開閉弁、１０・１
１は流路、１２・１３は排気筒、１４はマグネタイト、
１５はセル、１６はヒータ、１７・１８は排気ガス撹拌
装置、１９はマフラーを示す。
Claims (1)
- （１）酸素原子を欠落させて活性化したマグネタイトに
て排気ガス中の炭酸ガス又は窒素酸化物を分解する排気
ガス処理装置において、該マグネタイトよりも排気ガス
流路上手側に排気ガス撹拌装置を設けたことを特徴とす
る排気ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2105996A JPH044020A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 排気ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2105996A JPH044020A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 排気ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044020A true JPH044020A (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=14422328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2105996A Pending JPH044020A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 排気ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH044020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009172467A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Nippon Steel Corp | メタル担体及びガス中の二酸化炭素の分解触媒、これらの製造方法、並びに二酸化炭素の分解方法 |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2105996A patent/JPH044020A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009172467A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Nippon Steel Corp | メタル担体及びガス中の二酸化炭素の分解触媒、これらの製造方法、並びに二酸化炭素の分解方法 |
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