(57)【要約】【課題】低コスト且つ簡易な操作で、排ガス処理装置における触媒の劣化状況を判定することができる排ガス処理装置の触媒劣化判定方法及び排ガス処理装置の触媒劣化判定装置を提供する。【解決手段】触媒２０に紫外線を照射させることにより、当該触媒２０に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出し、その蛍光量に基づいて触媒２０の劣化状況を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化判定方法であって、
前記触媒に紫外線を照射させることにより、当該触媒に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出し、その蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定することを特徴とする排ガス処理装置の触媒劣化判定方法。
【請求項２】
ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させるとともに、排ガス中に含まれる粒子状物質をフィルターに捕捉させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化判定方法であって、
前記フィルターに紫外線を照射させることにより、当該フィルターに付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出し、その蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定することを特徴とする排ガス処理装置の触媒劣化判定方法。
【請求項３】
ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化判定装置であって、
前記触媒に紫外線を照射する手段と、
前記触媒に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出する手段と、
前記蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定する手段と、
を備えたことを特徴とする排ガス処理装置の触媒劣化判定装置。
【請求項４】
ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させるとともに、排ガス中に含まれる粒子状物質をフィルターに捕捉させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化装置であって、
前記フィルターに紫外線を照射する手段と、
前記フィルターに付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出する手段と、
前記蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定する手段と、
を備えたことを特徴とする排ガス処理装置の触媒劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理装置の触媒劣化判定方法及び排ガス処理装置の触媒劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用の排ガス処理装置には、ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させることにより、排ガスの浄化処理を行うタイプ（以下「触媒タイプ」と称す。）のものと、ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させるとともに、排ガス中に含まれる粒子状物質をフィルターに捕捉させることにより、排ガスの浄化処理を行うタイプ（ＤＰＦ（＝Diesel Particulate Filter）タイプ）のものとがある。
【０００３】
このような排ガス処理装置では、いずれのタイプにおいても、排ガスを触媒と接触させる際に、排ガス中に含まれる不純物が触媒に付着して、触媒が劣化する。その結果、排ガス処理装置自体の浄化性能が低下し、この排ガス処理装置で処理された排ガスが排ガス規制の基準を十分に満たさなくなることが懸念される。
【０００４】
そこで、このような排ガス処理装置においては、触媒の劣化状況を正確に判定し、適切な対応を採ることが要請されている。そして、触媒の劣化状況を正確に判定するための技術として、従来、触媒の前後を流れる排ガスの成分を分析し、その成分の変化に基づいて触媒の劣化状況を判定するものが開発されている。また、これに関連する技術として、例えば、特許文献１，２に示すものもある。
【特許文献１】特開平０７−２２４６４０号公報
【特許文献２】特開平１０−２３８３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の如く、排ガスの成分を分析する場合には、高価な測定機が必要であることから高コストとなり、しかも複雑な操作を要することとなる。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたものであり、低コスト且つ簡易な操作で、排ガス処理装置における触媒の劣化状況を判定することができる排ガス処理装置の触媒劣化判定方法及び排ガス処理装置の触媒劣化判定装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明者は、鋭意研究を進めたところ、ディーゼルエンジンから排出された排ガス中に硫黄成分やカルシウム成分が含まれており、この排ガスを通過させた触媒及びフィルターに蛍光性の硫化カルシウムが付着して、触媒が劣化する一要因になるとともに、この硫化カルシウムの蛍光量と触媒の劣化状況とが相関関係にあることを見出し、本願発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化判定方法であって、前記触媒に紫外線を照射させることにより、当該触媒に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出し、その蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させるとともに、排ガス中に含まれる粒子状物質をフィルターに捕捉させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化判定方法であって、前記フィルターに紫外線を照射させることにより、当該フィルターに付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出し、その蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化判定装置であって、前記触媒に紫外線を照射する手段と、前記触媒に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出する手段と、前記蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、ディーゼルエンジンから排出された排ガスを触媒と接触させるとともに、排ガス中に含まれる粒子状物質をフィルターに捕捉させることにより、排ガスの浄化処理を行う排ガス処理装置において、前記触媒の劣化状況を判定するための排ガス処理装置の触媒劣化装置であって、前記フィルターに紫外線を照射する手段と、前記フィルターに付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出する手段と、前記蛍光量に基づいて前記触媒の劣化状況を判定する手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低コスト且つ簡易な操作で、排ガス処理装置における触媒の劣化状況を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は本発明をディーゼルエンジン発電設備の排ガス処理装置に適用した場合の模式図、図２は本発明を触媒タイプの排ガス処理装置に適用した場合の概略構成図、図３は本発明をＤＰＦタイプの排ガス処理装置に適用した場合の概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、排ガス処理装置１０は、ディーゼルエンジンの駆動力を利用して発電を行うディーゼルエンジン発電設備１の排気系２に設けられ、排気系２を流れる排ガスの浄化処理を行う装置である。なお、この排気系２には、ディーゼルエンジン発電設備１と排ガス処理装置１０との間に、ディーゼルエンジン発電設備１から排出された排ガスを消音するためのサイレンサ３が設けられている。
【００１５】
図１に示すＶ部は、排ガス処理装置１０の下流側端部に紫外線を照射し、当該下流側端部をファイバースコープで観察したときの様子を模式的に示したものである。
【００１６】
ここで、排ガス処理装置１０の下流側端部とは、排ガス処理装置１０が触媒タイプの場合には触媒２０の下流側端面を意味し（図２参照）、ＤＰＦタイプの場合にはフィルター３０の下流側端面を意味するものとする（図３参照）。また、触媒２０とは、排ガス処理装置１０が触媒タイプの場合には酸化触媒を意味し、ＤＰＦタイプの場合にはフィルターの上流側に設けられた酸化触媒若しくはフィルターの下流側に設けられたＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒を意味するものとする。但し、図３に示したＤＰＦタイプの排ガス処理装置１０ｂには、ＳＣＲ触媒を図示していない。
【００１７】
酸化触媒は、ディーゼルエンジンから排出された排ガスに含まれるＮＯをＮＯ２に酸化する作用を促進し、他方、ＳＣＲ触媒は、ディーゼルエンジンから排出された排ガスに含まれるＮＯｘを窒素と水に還元する作用を促進する。また、フィルターは、ディーゼルエンジンから排出された排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ；Particulate Matter）を捕捉することにより、排ガスから粒子状物質を除去するものである。
【００１８】
ところで、ディーゼルエンジンから排出された排ガス中には、硫黄成分やカルシウム成分が含まれており、この排ガスを通過させた触媒２０には、蛍光性の硫化カルシウム（化学事典  第Ｉ刷  リュウカス  ｐ１５１５  １９９４年１０月１日  株式会社東京化学同人発行参照；理化学事典  第５版  ｐ１４５５  １９９８年２月２０日  株式会社岩波書店発行参照）が付着する。このようにして硫化カルシウムが触媒２０に付着すると、触媒２０が劣化する一要因になる。そして、触媒２０に付着した硫化カルシウムの蛍光量と触媒２０の劣化状況とが相関関係にあり、この硫化カルシウムの蛍光量が多いほど触媒２０の劣化が進行した状態にあることを示し、蛍光量が少ないほど触媒２０の劣化が進行していないことを示すものとなる。
【００１９】
さらに、排ガス処理装置１０がＤＰＦタイプの場合には、触媒２０と直列にフィルター３０が設けられていることから、触媒２０に付着した硫化カルシウムの蛍光量と、フィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量とが相関関係にある。すなわち、フィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量が多いほど触媒２０に付着した硫化カルシウムの蛍光量も多くなり、また、フィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量が少ないほど触媒２０に付着した硫化カルシウムの蛍光量も少なくなるという関係にある。従って、フィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量が多いほど触媒２０の劣化が進行した状態にあることを示し、フィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量が少ないほど触媒２０の劣化が進行していないことを示すものとなる。そして、この硫化カルシウムの蛍光量を検出するには、触媒２０又はフィルター３０に紫外線を照射し、そのときの蛍光量をファイバースコープなどで観察すれば足りるので、低コスト且つ簡易な操作で、触媒２０の劣化状況を判定することが可能となる。
【００２０】
以上の通り、排ガス処理装置１０が触媒タイプの場合には、触媒２０に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出し、他方、ＤＰＦタイプの場合には、触媒２０又はフィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出することにより、低コスト且つ簡易な操作で、触媒２０の劣化状況を判定することが可能となる。
【００２１】
次に、図２及び図３を参照しながら、本発明に係る排ガス処理装置の触媒劣化判定装置について具体的に説明する。
【００２２】
図２及び図３に示すように、排ガス処理装置１０の下流側端部には、それぞれ本発明に係る排ガス処理装置の触媒劣化判定装置１００ａ，１００ｂが設けられている。
【００２３】
これらの触媒劣化判定装置１００ａ，１００ｂは、いずれも、触媒２０（図２の場合）又はフィルター３０（図３の場合）に紫外線を照射する紫外線ランプ１１と、触媒２０又はフィルター３０に付着した硫化カルシウムの蛍光量を検出する高感度カメラ１２と、紫外線ランプ１１及び高感度カメラ１２に電力を供給する電源装置１３と、紫外線ランプ１１と電源装置１３とを配電する電線１４と、高感度カメラ１２と電源装置１３とを配電する電線１５と、高感度カメラ１２で検出した蛍光量に関する情報を受信する受信装置１６と、受信装置１６で受信した情報を画像情報として画面に表示するモニタ１７と、受信装置１６とモニタ１７とを連結する画像出力ケーブル１８と、を備えている。なお、高感度カメラ１２及び受信装置２０には、それぞれ無線アンテナ１９，２０が設けられている。
【００２４】
このような構成の触媒劣化判定装置１００ａ，１００ｂにおいては、まず、紫外線ランプ１１により、触媒２０又はフィルター３０に紫外線を照射する。これにより、触媒２０又はフィルター３０に付着した硫化カルシウムが蛍光を発するようになる。次に、高感度カメラ１２により、硫化カルシウムの蛍光量を検出し、蛍光量に関する情報を受信装置１６に送信する。受信装置１６で受信された蛍光量に関する情報は、モニタ１７により、画像情報として画面に表示される（図１参照）。そして、このモニタ１７に表示された蛍光量の濃淡を判断することにより、触媒２０又はフィルター３０に付着した硫化カルシウム量を容易に推測することが可能となり、その結果、触媒２０の劣化状況を判定することができる。なお、モニタ１７には、蛍光量に基づいて触媒２０の劣化状況を自動的に判定する手段を備えたものが好ましい。
【００２５】
以上の通り、本発明に係る排ガス処理装置の触媒劣化判定装置１００ａ，１００ｂによれば、低コスト且つ簡易な操作で、触媒２０の劣化状況を判定することができる。また、触媒２０の劣化が進行していると判定された場合には、例えば、ＳＶ値（Space Velocity：空間速度＝排ガス量／触媒量）を適宜調整することにより、触媒２０の性能を回復させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の模式図である。
【図２】本発明を触媒タイプの排ガス処理装置に適用した場合の概略構成図である。
【図３】本発明をＤＰＦタイプの排ガス処理装置に適用した場合の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０（１０ａ，１０ｂ）  排ガス処理装置
２０  触媒
３０  フィルター
１００（１００ａ，１００ｂ）  排ガス処理装置の触媒劣化判定装置
【図１】
2008196348.tif 000003
【図２】
2008196348.tif 000004
【図３】
2008196348.tif 000005