(57)【要約】（ａ）フィッシャー・トロプシュ誘導燃料含有第一燃料と空気との混合物を圧縮点火内燃機関１の燃焼室に導入する工程、（ｂ）該機関１から排気ガスを排出し、その一部を任意に該機関の燃焼室に再循環させる工程、（ｃ）フィッシャー・トロプシュ誘導燃料含有第二燃料及び酸素及び／又は水蒸気を接触部分酸化改質器２に供給して合成ガスを製造する工程、（ｄ）該合成ガスの少なくとも一部を、（ｉ）排気ガス後処理器３、（ｉｉ）機関１の燃焼室、又はその両方に供給する工程を含む、接触部分酸化改質器２及び任意に排気ガス後処理器３と組合わせた圧縮点火内燃機関１の操作方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）フィッシャー・トロプシュ誘導燃料を含有する第一燃料と空気との混合物を圧縮点火内燃機関の燃焼室に導入する工程、
（ｂ）該機関から排気ガスを排出し、その一部を任意に該機関の燃焼室に再循環させる工程、
（ｃ）フィッシャー・トロプシュ誘導燃料を含有する第二燃料及び酸素及び／又は水蒸気を接触部分酸化改質器に供給して合成ガスを製造する工程、
（ｄ）該合成ガスの少なくとも一部を、（ｉ）排気ガス後処理器、（ｉｉ）機関の燃焼室、又はその両方に供給する工程、
を含む、接触部分酸化改質器及び任意に排気ガス後処理器と組合わせた圧縮点火内燃機関の操作方法。
【請求項２】
第一燃料と第二燃料とが同一燃料である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一燃料及び第二燃料がフィッシャー・トロプシュ誘導燃料を少なくとも１０％（ｖ／ｖ）、好ましくは少なくとも５０％（ｖ／ｖ）、更に好ましくは少なくとも８０％（ｖ／ｖ）含むか、なお更に好ましくはフィッシャー・トロプシュ誘導燃料からなる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
フィッシャー・トロプシュ誘導燃料がガス油である請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
接触部分酸化改質器、及び排気ガス後処理器としてＮＯｘ除去システムと組合わせた圧縮点火内燃機関の操作方法であって、排気ガスの非再循環部分及び合成ガスの少なくとも一部がＮＯｘ除去システムに供給される請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ＮＯｘ除去システムが、ＮＯｘ還元触媒及びＮＯｘ溶剤を含むＮＯｘトラップを備える請求項５に記載の方法。
【請求項７】
排気ガスの非再循環部分が連続的にＮＯｘトラップに供給され、合成ガスが断続的にＮＯｘトラップに供給される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ＮＯｘ除去システムがＮＯｘトラップを２個備え、一方のトラップには排気ガスが供給され、他方のトラップには合成ガスが供給されるように、各トラップに交替に排気ガスの非再循環部分及び合成ガスが供給される請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ＮＯｘ除去システムはＮＯｘ還元触媒を含むが、ＮＯｘ溶剤を含まず、かつ排気ガスの非再循環部分及び合成ガスは、同時に連続的にＮＯｘ還元触媒に供給される請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
合成ガスの少なくとも一部が機関の燃焼室に供給される請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
排気ガスの少なくとも一部が機関の燃焼室に再循環される請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
機関の燃焼室への合成ガスの供給量は、燃焼室に供給される「合成ガス」対「第一燃料」の容量比が２５％以下、好ましくは２０％以下となるような量である請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
燃焼室への合成ガスの供給量及び燃焼室への排気ガスの再循環量は、燃焼室に供給される「合成ガス＋排気ガスの組合わせ」対「第一燃料」の容量比が２５％以下となるような量である請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１４】
発電のため、合成ガスの一部が燃料電池、好ましくは固体酸化物燃料電池に供給される請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、接触改質器と組合わせた圧縮点火内燃機関の操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
自動車の排気放出物に対する要求はますます厳しくなっている。このため、内燃機関の排出ガス用後処理システムが開発されてきた。
【０００３】
スパーク点火内燃機関は、理論量の燃料／空気条件又はこれに近い条件で操作できる。理論量で操作した機関（エンジン）の排ガスを、未燃焼炭化水素及び一酸化炭素の酸化並びに窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を促進する三方転化触媒で処理するのは共通している。
【０００４】
粒状放出物を減少させると共に、効率を向上するため、圧縮点火内燃機関は、通常、希薄燃料／空気条件で操作される。酸素の存在はＮＯｘの還元を妨害するので、希薄排気ガスは三方転化触媒では処理できない。燃料の噴射時期を上死点から前進させて、減量を行うと、ＮＯｘの放出量は減少できるが、粒状放出物は増大する。燃料噴射前進を高めると、逆効果が生じ、このため、ＮＯｘと粒状放出物間の“取引”となることが多い。
【０００５】
希薄燃焼内燃機関のＮＯｘ放出量を減少させるため、ＮＯｘ還元性排気ガス処理システムが開発された。このようなＮＯｘ還元システムは、通常、ＮＯｘ還元触媒を含有する。
【０００６】
例えばＵＳ  ５，４１２，９４６には、ゼオライト上にＰｔを有するＮＯｘ還元触媒が記載されている。このような触媒は、還元性化合物の存在下でＮＯｘの窒素への還元を促進する。従来、この種のＮＯｘ還元触媒用の還元化合物としては、炭化水素、水素又は合成ガスが使用されると記載されている。
【０００７】
また従来、例えばＵＳ  ５，８７４，０５７、ＵＳ  ５，４７３，８８７及びＷＯ  ０１／３４９５０から脱ＮＯｘ触媒及びＮＯｘ溶剤の両方を含むＮＯｘ還元システムも知られている。希薄操作中、ＮＯｘは排気ガスから吸収され、濃厚操作中、溶剤は再生されると共に、触媒はＮＯｘの窒素への還元を促進する。希薄排気ガスに燃料、水素又は合成ガスを加えることにより、排気ガスは周期的に濃厚（酸素が少ない）になり得る。
【０００８】
圧縮点火内燃機関の放出物を減少させる代りの方法は、従来より燻蒸として知られている方法によるものである。燻蒸法では、エンジンのシリンダー内に空気／ガス状燃料混合物を導入する前に、ガス状燃料をエンジンの吸入空気と混合する。ディーゼル燃料及び空気／ガス状燃料混合物の両方とも、エンジンに導入する。既知の燻蒸用ガス状燃料は、例えば天然ガス、液化石油ガス（ＬＰＧ）及び水素ガスである。
【０００９】
放出物、特にＮＯｘを減少させる他の方法は、排気ガスの再循環（ＥＧＲ）による方法である。排気ガスの再循環を高めるのに従って、ＮＯｘの放出は減少する。しかし、高水準の再循環は、燃焼低下の恐れがある。従来、再循環した排気ガスを富化できる方法は、種々報告されている。例えばＬ．Ｋ．Ｓ  Ｔｅｏ等，“Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ａｎｄ  Ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ  Ｍｉｘｔｕｒｅｓ  ａｓ  Ｆｕｅｌｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅ”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＴＨＩＥＳＥＬ  ２００２  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｔｈｅｒｍｏ−  ａｎｄ  Ｆｌｕｉｄ−Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｉｎ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｅｎｇｉｎｅｓ，  Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍには、再循環した排気ガスに水素を添加することが記載されている。
【００１０】
特に希薄燃焼圧縮点火内燃機関用の将来の放出物限界値を保証するため、更に放出物、特に窒素酸化物の放出を減少させる必要がある。
【特許文献１】ＵＳ  ５，４１２，９４６
【特許文献２】ＵＳ  ５，８７４，０５７
【特許文献３】ＵＳ５，４７３，８８７
【特許文献４】ＷＯ  ０１／３４９５０
【特許文献５】ＧＢ−Ｂ−２０７７２８９
【特許文献６】ＥＰ−Ａ−０１４７８７３
【特許文献７】ＥＰ−Ａ−０５８３８３６
【特許文献８】ＵＳ−Ａ−４１２５５６６
【特許文献９】ＵＳ−Ａ−４４７８９５５
【特許文献１０】ＷＯ  ９９／１９２４９
【非特許文献１】Ｌ．Ｋ．Ｓ  Ｔｅｏ等，“Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ａｎｄ  Ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ  Ｍｉｘｔｕｒｅｓ  ａｓ  Ｆｕｅｌｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅ”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＴＨＩＥＳＥＬ  ２００２  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｔｈｅｒｍｏ−  ａｎｄ  Ｆｌｕｉｄ−Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｉｎ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｅｎｇｉｎｅｓ，  Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ
【非特許文献２】Ｆｕｅｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｐｒｉｎｔｓ  ２００２，４７（２），５０２
【非特許文献３】Ｒ．Ｈ．Ｃｌａｒｋ等，“Ｔｈｅ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｂｅｎｅｆｉｔｓ  ｏｆ  Ｓｈｅｌｌ  ＧＴＬ  Ｄｉｅｓｅｌ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ４ｔｈ  Ｉｎｔ．  Ｆｕｅｌｓ  Ｃｏｌｌｏｑｕｉｍ，２００３年１月１５−１６日，Ｔｅｃｈ．Ａｋａｄ．Ｅｓｓｌｉｎｇｅｎ，ドイツ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発明の概要
圧縮点火内燃機関において、排気ガスの後処理の進展（ａｄｖａｎｃｅｄ）及び／又は燃焼機関の操作の進展のため、エンジンの燃料として、フィッシャー・トロプシュ誘導炭化水素流を含有する燃料に、フィッシャー・トロプシュ燃料含有燃料から誘導した合成ガスと組合わせ使用すると、放出物が更に減少できることが、今回、見い出された。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明は、圧縮点火内燃機関を、請求項１記載の接触部分酸化改質器と組合わせて操作する方法に関する。
【００１３】
図面の簡単な説明
本発明の異なる実施態様を概略図１〜４を参照して、詳細に例示により説明する。
図１は、合成ガスをＮＯｘ除去システムに供給する本発明方法を示す。
図２は、合成ガスをエンジンの燃焼室に供給する本発明方法を示す。
【００１４】
図３は、合成ガスを再循環した排気ガスと一緒にエンジンの燃焼室に供給する本発明方法を示す。
図４は、合成ガスをＮＯｘ除去システム及び固体酸化物燃料電池の両方に供給する本発明方法を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
本発明方法では圧縮点火内燃機関は、接触部分酸化改質器と組合わせて操作される。ここで接触部分酸化改質器とは、合成ガス、例えば水素及び炭素酸化物を含むガス混合物を形成するための炭化水素燃料の水蒸気改質、自熱改質又は部分酸化用の接触反応帯のことを言う。これらの反応は、従来、例えばＦｕｅｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｐｒｉｎｔｓ  ２００２，４７（２），５０２に更に詳細に記載されている。
【００１６】
改質器は、放出物が減少するような方法で圧縮点火内燃機関を操作するのに使用される合成ガスを生成する。第一燃料、即ち、エンジン用燃料及び第二燃料、即ち、改質器用燃料の両方とも、フィッシャー・トロプシュ誘導燃料を含有する。“フィッシャー・トロプシュ誘導”とは、燃料がフィッシャー・トロプシュ縮合法の合成生成物又は誘導物を意味する。フィッシャー・トロプシュ反応は、適当な触媒の存在下に、通常、高温及び／又は高圧で一酸化炭素及び水素を長鎖の、通常、パラフィン系の炭化水素に転化する。
ｎ（ＣＯ＋２Ｈ２）＝（−ＣＨ２−）ｎ＋ｎＨ２Ｏ＋熱
【００１７】
燃料は、フィッシャー・トロプシュ反応から直接、得られるか、或いは例えばフィッシャー・トロプシュ合成生成物の分別により又は水素化処理したフィッシャー・トロプシュ合成生成物から間接的に得られる。水素化処理は、沸点範囲を調節するための水素化分解（例えばＧＢ−Ｂ−２０７７２８９及びＥＰ−Ａ−０１４７８７３参照）及び／又は分岐鎖パラフィンの割合を多くすることにより常温流れ特性を改良できる水素化異性化を含むことができる。ＥＰ−Ａ−０５８３８３６には、まずフィッシャー・トロプシュ合成生成物に対し、実質的に異性化又は水素化分解を受けないような条件下で水素化転化を行い（オレフィン成分及び酸素含有成分を水素化する）、次いで得られた生成物の少なくとも一部を、水素化分解及び異性化が起きて実質的にパラフィン系の炭化水素燃料を生成するような条件下で水素化転化する２段階水素化処理法が記載されている。所望の燃料フラクションは、引き続き、例えば蒸留により単離してよい。
【００１８】
フィッシャー・トロプシュ縮合生成物の特性を改良するため、例えばＵＳ−Ａ−４１２５５６６及びＵＳ−Ａ−４４７８９５５に記載されるように、重合、アルキル化、蒸留、分解−脱カルボキシ化、異性化及び水素化改質のような他の後合成処理を採用してもよい。
【００１９】
エンジン及び改質器には、同じ燃料を使用する、即ち、第一燃料及び第二燃料は同じ燃料であるのが好ましい。同じ燃料を使用するのは、エンジン及び改質器の両方に燃料を供給するのに、燃料貯蔵タンクが１つだけで済むという利点がある。
【００２０】
圧縮点火内燃機関にフィッシャー・トロプシュ誘導燃料を使用すると、幾つかの利点が得られる。これらの燃料は、高級パラフィン系で、したがって高いセタン価を有する。また硫黄含有量が少なく、これにより触媒系に対する硫黄毒の危険性を低下させる。しかも、これらの燃料は、本来、清浄で、したがって、粒子（煤）、ＮＯｘ、炭化水素及び一酸化炭素の放出量は少なくなる。この点については、Ｒ．Ｈ．Ｃｌａｒｋ等，“Ｔｈｅ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｂｅｎｅｆｉｔｓ  ｏｆ  Ｓｈｅｌｌ  ＧＴＬ  Ｄｉｅｓｅｌ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ４ｔｈ  Ｉｎｔ．  Ｆｕｅｌｓ  Ｃｏｌｌｏｑｕｉｍ，２００３年１月１５−１６日，Ｔｅｃｈ．Ａｋａｄ．Ｅｓｓｌｉｎｇｅｎ，ドイツを参照されたい。
【００２１】
例えばＷＯ  ９９／１９２４９から、フィッシャー・トロプシュ誘導燃料が接触改質器に非常に好適であることが知られている。従来の内燃燃料に対するフィッシャー・トロプシュ誘導燃料の利点は清浄性である（硫黄を含まず、また煤の生成が少ない）。
【００２２】
これら特性の恩恵を受けるには、第一燃料及び第二燃料の両方とも、フィッシャー・トロプシュ誘導燃料を好ましくは少なくとも１０％（ｖ／ｖ）、更に好ましくは少なくとも５０％（ｖ／ｖ）、なお更に好ましくは少なくとも８０％（ｖ／ｖ）含むか、或いはなお更に好ましくはフィッシャー・トロプシュ誘導燃料からなる。第一燃料自体、圧縮点火内燃機関に好適でなければならないことは理解されよう。こうして、第一燃料は、この種のエンジン用燃料の要件、例えばセタン価、引火点、全芳香族含有量、全硫黄含有量や燃料の蒸留曲線及び常温流れに関する規格に適合しなければならない。したがって、第一燃料のフィッシャー・トロプシュ誘導燃料ではない部分は、好ましくは、任意にアルコール又は脂肪酸メチルエステルのような酸素化物及び慣用のディーゼル燃料添加剤と組合わせた、石油誘導ガス油のようなディーゼルベース燃料である。燃料の一部がフィッシャー・トロプシュ誘導燃料であれば、圧縮点火内燃機関用燃料には、添加剤が少なくて済むことが見い出された。これは、第一燃料及び第二燃料が同じであれば、改質器にも慣用のディーゼル燃料に比べて添加剤の少ない燃料が供給されることを意味する。幾つかのディーゼル燃料添加剤は触媒の安定性に悪い影響を与える可能性があるので、この点は有利である。
【００２３】
フィッシャー・トロプシュ誘導燃料は、好ましくはガス油、即ち、ガス油の沸点範囲の沸点を有するフラクションである。
本発明方法では、エンジンの排気放出物は、後処理の向上及び／又はエンジン操作の向上に合成ガスを用いることにより更に減少する。このような更なる減少は、合成ガスを排気ガス後処理器、例えばＮＯｘ除去システム、及び／又はエンジンの燃焼室に供給することにより達成できる。
【００２４】
合成ガスは接触部分酸化改質器で製造される。改質器内で起こる反応は、水蒸気改質、部分酸化、自熱改質又はそれらの組合わせであってよい。このような改質器に好適な触媒及び反応条件は、当該技術分野で知られている。燃料は、水（水蒸気改質）、酸素（部分酸化）又は両方（自熱改質又は部分酸化）と反応させる。この反応は、反応の維持に外部熱源を必要としないことから、部分酸化又は自熱改質が好ましい。
【００２５】
改質器の酸素源としては通常、空気が使用される。或いは酸素及び／又は水蒸気源として、エンジンの排気ガスを使用してもよい。したがって、改質器の水蒸気源として排気ガスを使用すれば、排気ガスを改質器に導入しても、或いは排気ガスを改質器に導入する前に、排気ガスから水を凝縮すればよい。
【００２６】
本発明の一態様では、エンジンの排気ガス（即ち、エンジンの燃焼室に再循環せず、また改質器に供給しない排気ガスの一部）はＮＯｘ除去システムに供給される。生成した合成ガスの少なくとも一部もＮＯｘ除去システムに供給される。
【００２７】
ＮＯｘ除去システムは、ＮＯｘ還元触媒及びＮＯｘ溶剤を含むＮＯｘトラップを備えることが好ましい。このようなＮＯｘトラップは、従来、例えばＷＯ  ０１／３４９５０及びＵＳ  ５，４７３，８８７で知られている。好適なＮＯｘトラップの一般例は、触媒としてアルミナ担体上の白金と溶剤として酸化バリウムとの組合わせである。本発明の一実施態様では、ＮＯｘ除去システムは、単一のＮＯｘトラップを有する。このＮＯｘトラップに排気ガスを連続的に供給すると共に、合成ガスを間欠的に供給する。トラップがＢａＯ溶剤を含有すれば、ＮＯｘトラップに排気ガスだけ供給している間、ＮＯｘは溶剤に例えばＢａ（ＮＯ３）２として吸収される。ＮＯｘトラップに排気ガス及び合成ガスを供給している間、トラップは再生されると共に、触媒はＮＯｘの窒素への還元を促進する。
【００２８】
本発明の他の一実施態様では、ＮＯｘ除去システムは前述のようなＮＯｘトラップを２個備える。２個のトラップは、いわゆるスイング方式で操作する。一方のトラップには排気ガスを供給し、他方のトラップには合成ガスを供給し、窒素に還元されるＮＯｘを脱着し（再生方式）、またその逆になる。したがって、各トラップに交替に排気ガス及び合成ガスを供給する。このスイング方式操作の利点は、前述の単一トラップの操作に比べて、再生が酸素の不存在下で行われ、したがって、一層効率的な再生が行なえることである。
【００２９】
エンジン及び改質器の両方にフィッシャー・トロプシュ誘導燃料を使用することによる特有の利点は、燃料が硫黄を含まず、したがって、排気ガス及び合成ガス中の硫黄酸化物含有量が少ないことである。硫黄酸化物は、ＮＯｘトラップ上に強力に吸着し、このようなトラップの性能に悪影響を与える可能性がある。
【００３０】
他の一実施態様では、ＮＯｘ除去システムは、ＮＯｘ還元触媒を含むが、ＮＯｘ溶剤を含まない。このようなＮＯｘ除去システムは、当該技術分野で知られている。通常、このようなシステムはゼオライト上に白金を担持して構成される。排気ガス及び合成ガスは、同時に触媒に供給する。触媒はＮＯｘの窒素への還元を促進し、合成ガスは還元剤として作用する。
【００３１】
本発明の第二の態様では、合成ガスの少なくとも一部をエンジンの燃焼室に供給する。一実施態様（燻蒸）では、合成ガスは、燃焼室に空気を導入する前に、吸入空気と混合して燃焼室に供給する。他の一実施態様（豊富なＥＧＲ）では合成ガスは、再循環した排気ガスに添加し、これと一緒に燃焼室に供給する。
【００３２】
燻蒸の実施態様では、吸入空気流中の合成ガスの濃度は、引火限界未満とする必要があるかも知れない。更に、全体の燃料対空気比（但し、燃料は燃焼室に供給される第一燃料＋合成ガスとして定義する）を最適化するように注意すべきことは理解されよう。エンジンの燃焼室への合成ガスの供給量は、燃焼室に供給される「合成ガス」対「第一燃料」の容量比が好ましくは２５％以下、更に好ましくは２０％以下となるような量である。
【００３３】
燃焼室に合成ガス及び再循環した排気ガスを一緒に供給する場合（豊富なＥＧＲ）、燃焼室に供給される「合成ガス＋排気ガスの組合わせ」対「第一燃料」の容量比は好ましくは２５％以下である。合成ガス＋排気ガスの組合わせは、通常、特別のバルブから燃焼室に導入する。
合成ガスの一部を燃焼室に導入する場合（燻蒸又は豊富なＥＧＲ）、前述の合成ガスの援助によるＮＯｘ除去のような合成ガスの援助による後処理と組合わせてよい。
【００３４】
本発明方法では生成した合成ガスの少なくとも一部は、後処理の進展又はエンジン操作の進展に使用される。更に、合成ガスの一部は、燃料電池の発電のために供給してもよい。この方法では、車上発電の自動車を提供できる。こうして得られた電気は、例えば空気整調用の補助動力又はバルブ制御の進展に利用できる。燃料電池は、固体酸化物燃料電池が好ましい。
【００３５】
本発明を概略図１〜４により説明する。流れ制御手段、熱交換器及びプロセス制御用の他の手段は図示していない。
【００３６】
図１に、接触部分酸化改質器２及びＮＯｘ除去システム３と組合わせた圧縮点火内燃機関１の操作方法を示す。ここで合成ガスはＮＯｘ除去システム３に供給される。燃料貯蔵タンク４の燃料（フィッシャー・トロプシュ誘導ガス油）及び空気は、それぞれライン５、６経由でエンジン１に供給される。燃料は気化され、気化した燃料及び空気は、エンジン１の燃焼室（図示せず）で燃焼する前に、混合される。エンジン１からは排気ガスがライン７経由で排出される。接触部分酸化改質器２は、部分酸化用の触媒床を有する。貯蔵タンク４の燃料及び空気は、それぞれライン８、９経由で改質器２に供給される。合成ガスは、改質器２で作られ、ライン１０経由で排出される。ＮＯｘ除去システム３は、２個のＮＯｘトラップ１１、１２を有する。ＮＯｘトラップ１１には、ライン７からライン１３、バルブ１４経由で排気ガスが供給される。ＮＯｘトラップ１２には、ライン１０からライン１５、バルブ１６経由で合成ガスが供給される。ＮＯｘトラップ１１上に吸収されたＮＯｘ量が特定の限界を超えた場合、このトラップにライン１７、バルブ１８経由で合成ガスを供給すると、トラップ１１は再生する。ＮＯｘトラップ１１の再生中、ＮＯｘトラップ１２には、ライン１９、バルブ２０経由で排気ガスが供給され、ＮＯｘが吸収される。処理された排気ガスは、ＮＯｘ除去システム３からライン２１経由で排出される。
【００３７】
図２に、接触部分酸化改質器２と組合わせた圧縮点火内燃機関１の操作方法を示す。ここで合成ガスは、エンジン１の燃焼室に供給される。改質器２からライン１０経由で排出された合成ガスは、エンジン１の吸入空気に添加される。
【００３８】
図３に、接触部分酸化改質器２と組合わせた圧縮点火内燃機関１の操作方法を示す。ここで合成ガス及び再循環した排気ガスは、一緒にエンジン１の燃焼室に供給される。エンジン１からライン７経由で排出された排気ガスの一部は、ライン２２経由でエンジン１の燃焼室に再循環される。改質器２からライン１０経由で排出された合成ガスは、ライン２２内の再循環排気ガスに添加される。
【００３９】
図４に、接触部分酸化改質器２及びＮＯｘ除去システム３と組合わせた圧縮点火内燃機関１の操作方法を示す。ここで合成ガスの一部はＮＯｘ除去システム３に供給され、また合成ガスの一部は固体酸化物燃料電池２３に供給される。この実施態様では、改質器２からライン１０経由で排出された合成ガスの一部だけが、ライン２４経由でＮＯｘ除去システム３に供給される。合成ガスの残部は、ライン２６経由で燃料電池２３の陽極２５に案内される。燃料電池２３の陰極２７には、ライン２８経由で空気が案内される。燃料電池２３の陽極と陰極とで反応が起こり、電気が発生する。燃料電池の排ガスは、燃料電池からライン２９経由で排出される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】合成ガスをＮＯｘ除去システムに供給する場合の本発明方法の説明図。
【図２】合成ガスをエンジンの燃焼室に供給する場合の本発明方法の説明図。
【図３】合成ガスを再循環した排気ガスと一緒にエンジンの燃焼室に供給する場合の本発明方法の説明図。
【図４】合成ガスをＮＯｘ除去システム及び固体酸化物燃料電池の両方に供給する場合の本発明方法の説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１      圧縮点火内燃機関（エンジン）
２      接触部分酸化改質器
３      ＮＯｘ除去システム
４      燃料貯蔵タンク
５      燃料ライン
６      空気ライン
７      排気ガスライン
８      燃料ライン
９      空気ライン
１０    合成ガスライン
１１    ＮＯｘトラップ
１２    ＮＯｘトラップ
１３    排気ガスライン
１５    合成ガスライン
１７    合成ガスライン
１９    排気ガスライン
２１    処理済み排気ガス
２２    再循環排気ガスライン
２３    固体酸化物燃料電池
２４    合成ガスライン
２６    合成ガスライン
２５    陽極
２７    陰極
２８    空気ライン
２９    排ガスライン
【図１】
2007512464.tif 000003
【図２】
2007512464.tif 000004
【図３】
2007512464.tif 000005
【図４】
2007512464.tif 000006
【国際調査報告】
2007512464.tif 000007
2007512464.tif 000008
2007512464.tif 000009
2007512464.tif 000010