(57)【要約】【課題】  装置の大型化を招くことなく、エンジン始動から短時間で確実に除塵及び脱硝をすることができるディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法を提供する。【解決手段】  ディーゼルエンジン１の運転前にＮＨ３混合空気を供給してＮＨ３を触媒フィルタ２５に予め吸着させておくことにより、エンジンの始動時から排ガス中の窒素酸化物を除去してその濃度を低くすることができ、非常用発電機として用いられるような運転時間の比較的短いディーゼルエンジン１の運転中にも確実に窒素酸化物を除去することができる。また、ＮＨ３混合空気を熱風としてこの混合空気によって触媒フィルタ２５の予備加熱を実施することにより、ディーゼルエンジンエンジン１の始動時から触媒を活発に機能させて窒素酸化物濃度を大幅に低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常用発電機として用いられるディーゼルエンジンの排ガスを脱硝触媒に通して脱硝するディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法であって、
前記ディーゼルエンジンの運転前にＮＨ３混合空気を供給し、前記脱硝触媒にＮＨ３を予め吸着させることを特徴とするディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法。
【請求項２】
前記ＮＨ３混合空気が熱風であり、該混合空気によって前記脱硝触媒を予備加熱することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法。
【請求項３】
前記脱硝触媒が２００℃以上になるまで予備加熱を実施することを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法に関し、詳細には非常用発電機として用いられるディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ディーゼルエンジンの起動時には黒煙が発生し、その排ガスには比較的多量の窒素酸化物が含まれている。窒素酸化物は公害及び環境破壊の原因となるために、ディーゼルエンジンの排ガスから窒素酸化物を除去するための方法が従来から提案されている。例えば、脱硝触媒を用いて窒素酸化物を除去する方法が一般的に知られており、排ガス中にアンモニアを注入し、それを下流側に設けた脱硝触媒に接触させて反応させて窒素酸化物を浄化し無害化するという方法が用いられている。
【０００３】
しかしながら、エンジンを始動してからしばらくの間は排ガスの温度が低く、触媒が活性化するための温度まで上昇するのに時間がかかるため、排ガスの温度が上昇するまでは窒素酸化物の除去が効果的に行えず、窒素酸化物を含んだ排ガスがそのまま大気中に放出されてしまうという問題があった。このような問題を解決するために、例えば特許文献１に記載の発明では、排ガスの浄化装置においてディーゼルエンジンと脱硝触媒との間に窒素酸化物の吸着剤を設け、触媒に接触する排ガスの温度が低いときには排ガス中の窒素酸化物を吸着剤に吸着させ、高温になったときに離脱させるという技術が開示されている。このように構成された浄化装置を用いて浄化を行うことにより、排ガスの温度が低いときにも窒素酸化物の除去を確実に行うことができるという効果が得られる。
【特許文献１】特開２０００−２９５２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明に係る技術では、排ガスの流路に窒素酸化物の吸着剤を設けるために圧力損失が上昇してしまうという問題や、また後段に設けた黒煙除去装置が大型化する問題や、誘引ファンの動力が増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、装置の大型化を招くことなく、エンジン始動から短時間で確実に除塵及び脱硝をすることができるディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非常用発電機として用いられるディーゼルエンジンの排ガスを脱硝触媒に通して脱硝するディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法であって、前記ディーゼルエンジンの運転前にＮＨ３混合空気を供給し、前記脱硝触媒にＮＨ３を予め吸着させることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法では、請求項１に記載のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法の構成に加えて、前記ＮＨ３混合空気が熱風であり、該混合空気によって前記脱硝触媒を予備加熱することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法では、請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法の構成に加えて、前記脱硝触媒が２００℃以上になるまで予備加熱を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法では、ディーゼルエンジンの運転前にＮＨ３混合空気を供給し、脱硝触媒にＮＨ３を予め吸着させておくことにより、エンジンの始動時から排ガス中の窒素酸化物を除去してその濃度を低くすることができ、非常用発電機として用いられるような運転時間の比較的短いディーゼルエンジンの運転中にも確実に窒素酸化物を除去することができる。また、ＮＨ３混合空気を熱風としてこの混合空気によって脱硝触媒の予備加熱を実施することにより、エンジンの始動時に既に脱硝触媒の温度を上昇させて、該触媒を効果的に機能させることができ、さらに脱硝触媒を２００℃以上になるまで予備加熱を実施することで、脱硝触媒をより効果的に機能させることができるので、排ガス中の窒素酸化物濃度を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化したディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法の一実施形態について図を参照して説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１には、排ガスが流される第１の流路５の一端が接続されており、第１の流路５の他端には排ガス中の窒素酸化物を除去するための触媒フィルタ２５が設けられている。触媒フィルタ２５の直後には第２の流路６が設けられており、この第２の流路６を介して触媒フィルタ２５と排ガスファン１０とが連結されている。そして、排ガスファン１０の直後には、排ガスを外部へ排出するための煙突５０に連結された第３の流路７が設けられている。尚、触媒フィルタ２５ではフィルタと触媒とが一体となっているが、両者を別体としてもよい。
【００１１】
また、第１の流路５には脱硝用のアンモニア混合空気がディーゼルエンジン１の運転前から供給されており、このアンモニア混合空気は触媒フィルタ２５に送られることになる。触媒フィルタ２５の近傍にはバーナ２０が設けられ、このバーナ２０には空気及びＬＮＧが投入されている。触媒フィルタ２５に送られてきたアンモニア混合空気は、バーナ２０によって暖められ、ディーゼルエンジン１の始動前からアンモニア混合空気のＮＨ３が予め触媒フィルタ２５の触媒面に吸着した状態となる。また、触媒フィルタ２５はディーゼルエンジン１の運転前から予備加熱されて、エンジン運転時には既にある程度まで温度上昇した状態となっている。ここで、本実施形態において、予備加熱後の触媒フィルタ２５の温度は、触媒を効果的に機能させるために２００℃以上となるように設定している。尚、アンモニア濃度を高くするのに伴って高い脱硝効果を得ることができるが、排ガスは煙突５０から外部へ排出されるため、アンモニア濃度はある程度低くしておくことが必要である。
【００１２】
ディーゼルエンジン１の運転時には、排ガスが第１の流路５を通って触媒フィルタ２５へ送られると、触媒フィルタ２５に吸着したＮＨ３によって排ガス中の窒素酸化物が除去されることになる。ＮＨ３混合空気はバーナ２０によって高温となっており、それに伴い触媒フィルタ２５も高温になっているので触媒を活発に機能させることができる。特に、本発明に係るディーゼルエンジンのように、非常用発電機に用いるディーゼルエンジンはその運転時間が短く、従来では触媒が活性化する温度まで上がりきる前に運転が終わってしまうことが多いために、エンジン運転中に触媒を効果的に機能させることが困難であったが、上記のように触媒フィルタ２５を予め加熱しておくことにより、ディーゼルエンジン１の始動時から触媒を活発に機能させることができる。それにより、排ガス中の窒素酸化物を確実に除去して、窒素酸化物濃度を大幅に低減することができる。
【００１３】
尚、本実施形態では、ディーゼルエンジン１の排ガスを煙突５０から外部へ排出するようにしているが、排ガスを外部へ排出せずに図１に示す系内で循環させるようにしてもよい。この場合、図１に示す第３の流路７と煙突５０との間に弁を設けて、排ガスが煙突方向へ流れないようにしておけばよい。排ガスを系内で循環させることによってアンモニアが外部へ漏れることがないので、アンモニアの濃度を低くする必要がなく、より高い脱硝効果を得ることができる。
【００１４】
次に、ディーゼルエンジンの始動にあたり、触媒フィルタをバーナで予備加熱しなかった場合（コールドスタート）、予備加熱のみした場合、予備加熱及びアンモニアの予備供給を行った場合のそれぞれについて、排ガス中窒素酸化物濃度の経時変化について説明する。図２に示すように、予備加熱なしでディーゼルエンジンをコールドスタートさせた場合、時間が僅かに経過した時点で窒素酸化物濃度は一旦減少するが、その後また増加し、時間の経過と共に緩やかに窒素酸化物濃度は低下していく。また、バーナによる予備加熱のみをしておいてディーゼルエンジンを始動させた場合は、時間の経過に伴って窒素酸化物濃度はコールドスタート時よりも急激に減少していく。しかしながら、窒素酸化物濃度を１００ｐｐｍ程度に低くするまでには、依然としてコールドスタート時と同じくらいの時間（約２０分）が経過しているのが確認できる。即ち、バーナによる予備加熱のみでは、窒素酸化物濃度を減少させる時間の短縮には効果がないことが分かる。
【００１５】
また、上記実施形態のように、バーナによる予備加熱とアンモニアの予備供給とをしておいてディーゼルエンジンを始動させた場合は、バーナによる予備加熱のみをした場合と比較してもより早く窒素酸化物濃度は減少していき、上記２つの場合では窒素酸化物濃度を１００ｐｐｍ程度にするまでにおよそ２０分かかっていたのが、予備加熱及びアンモニア予備供給をすることで５分程度短縮することができたのが確認できる。尚、アンモニア濃度をより上げることでこの時間をさらに短縮できると考えられる。
【００１６】
以上説明したように、本実施形態のディーゼルエンジンの排ガス除塵脱硝方法では、予備加熱及びアンモニアの予備供給をしておくだけで、エンジン始動直後から触媒を活発に機能させて排ガス中の窒素酸化物濃度を効果的に低減することができ、また窒素酸化物濃度を低減するのに必要な時間も短縮することができる。従って、運転時間が比較的短い非常用発電機として用いられるディーゼルエンジンにおいては特に効果的に用いることができる。また、脱硝装置及び黒煙除去装置等が大型化することもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ディーゼルエンジン１の脱硝装置を模式的に示す図である。
【図２】コールドスタート時、予備加熱時、予備加熱及びアンモニア予備供給時における窒素酸化物濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
１    ディーゼルエンジン
１０    排ガスファン
２０    バーナ
２５    触媒フィルタ
【図１】
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【図２】
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