(57)【要約】【課題】排ガス中の窒素酸化物を１５０℃程度の低温で還元除去する装置を提供する。【解決手段】断面が１０ミクロンから９０ミクロンの微小空隙を有するセラミックスでガス通路を形成し、その内部と外部に電極を配置し、両者の間に高電圧を印加して放電プラズマを発生するとともに、ガス通路の周囲から酸素濃度１％以下のガスを吹き込むことで、排ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化して壁面に吸着した二酸化窒素を還元する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が１０ミクロンから９０ミクロンの微小空隙を有するセラミックスでガス通路を形成し、その内部と外部に電極を配置し、両者の間に高電圧を印加して放電プラズマを発生するとともに、ガス通路の周囲から酸素濃度１％以下のガスを吹き込むことで、排ガス中の窒素酸化物を還元することを特徴とする排ガス中の窒素酸化物除去装置
【請求項２】
上記ガス通路を形成するセラミックスのガス通路側にγアルミナ、モレキュラーシーブあるいはゼオライトをコーティングすることを特徴とする請求項１記載の排ガス中の窒素酸化物除去装置
【請求項３】
上記請求項２のコーティングに白金、酸化チタンなどの酸化性を有する触媒を担持することを特徴とする請求項１記載の排ガス中の窒素酸化物除去装置
【請求項４】
上記請求項１から３に記載した排ガス浄化装置において、セラミックスで形成したガス通路を束ね、ガス通路どうしの隙間から酸素濃度１％以下のガスをガス通路側に吹き込むこと特徴とする排ガス中の窒素酸化物除去装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、排ガス中の窒素酸化物を放電プラズマで酸化して吸着剤に吸着し、放電プラズマにより還元除去する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  本発明は、酸素を含んだ排ガス中の一酸化窒素を酸化して生成する二酸化窒素を吸着剤に吸着し、酸素を含まないガスを吸着層に供給してプラズマを発生することで吸着した二酸化窒素を還元する排ガス中の窒素酸化物除去装置に関するものである。【０００３】  参考文献１にあるように、放電プラズマは酸素を含んだ排ガス中の一酸化窒素を酸化して二酸化窒素を生成することが知られている。また白金などの酸化触媒は約３００℃以上では一酸化窒素を酸化して二酸化窒素を生成する。特許文献１のように、酸化して生成する二酸化窒素を吸着剤に吸着した後、吸着部の雰囲気を炭化水素などの還元剤を過剰に含むようにすることで、吸着した二酸化窒素を還元できる。また参考文献２のように、排ガスに含まれるカーボンスートを堆積させ、ここに二酸化窒素を吸着することで、カーボンスートを還元剤として、プラズマにより二酸化窒素を還元できる。一方、ガソリンエンジンの排ガスのように、酸素濃度が約１％以下のガス条件ではプラズマにより二酸化窒素が還元できることが知られているが、ディーゼルエンジン排ガスは酸素濃度が１０％以上あるため、還元剤を用いない限り二酸化窒素の還元が困難である。
【特許文献１】特開平０６−１０６５１号公報
【参考文献１】
水野彰，“燃焼排ガス処理”，プラズマ・核融合学会誌，ＶＯＬ．７４  Ｎｏ．２，ｐｐ．１４０−１４５，１９９８
【参考文献２】
松井良彦、稲葉光人、高島和則、桂進司、水野彰、“放電と白金触媒の併用によるディーゼル排ガス低温処理”、静電気学会誌、Ｖｏｌ．２８、ＮＯ．１、ｐｐ３５−４１、２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  排ガスの流れの中で一酸化窒素を酸化して二酸化窒素として壁に吸着し、炭化水素などの還元剤を用いてプラズマ化学反応で還元するには、間欠的に雰囲気ガス中の炭化水素を過剰とするようにガス組成を制御する必要がある。また、３５０℃程度以上の高温雰囲気で触媒反応を用いる必要があり、低温で二酸化窒素を還元することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  この発明は、排ガス中の窒素酸化物を酸化して二酸化窒素として吸蔵し、低温で還元することを目的とする。【０００６】  上記の目的を達成するために、本発明は、排ガス通路を空隙を有するセラミックスで形成し、ここに酸素濃度の高いディーゼルエンジンなどの排ガスを通しつつ、ガス通路の両面に配置した電極に高電圧を印加して放電プラズマを発生し、排ガス中の一酸化窒素を酸化して二酸化窒素とし、これをガス通路内壁に吸着し、空隙を有する壁から酸素濃度１％以下のガスを吸着層に供給して吸着部付近の酸素濃度を低下させ、二酸化窒素を吸着した壁をプラズマで暴露することで、吸着した二酸化窒素を低温で還元することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】  この結果、請求項１にかかる発明は、吸蔵した室素酸化物の還元に際し、排ガス中の炭化水素を過剰とするようなガス組成の制御が不必要になることを特徴とする。【０００８】  また、請求項２にかかる発明は、酸化して生成する二酸化窒素の吸収を促進できるため反応効率が向上できる。【０００９】  また、請求項３にかかる発明は、ガス温度が高くなったときには触媒反応のみで二酸化窒素に酸化して吸着することができるため、プラズマは還元に用いるだけで済むため、エネルギー効率が高くできる。【００１０】  請求項４にかかる発明は、装置を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】以下、この発明にかかる排ガス中の窒素酸化物除去装置の実施形態の例を添付図面を参照して説明する。なお、この実施の形態により、この発明にかかる排ガス中の窒素酸化物除去装置が限定されるものではない。
（実施の形態の構成の説明）【００１２】  図１は、この発明にかかる排ガス中の窒素酸化物除去装置の原理図を示す。１は排ガス通路を構成する空隙を有するセラミックスである。２は中心電極、３は網状電極、４は窒素酸化物を含む排ガスの流路、５は酸素濃度１％以下のガスを吹き込むためのガス通路を構成する覆いで、６は酸素濃度１％以下のガス供給口である。【００１３】  図２は請求項４の実施例である。７は排ガス通路の間に設けた酸素濃度１％以下のガスを吹き込むための通路であり、ここを通って排ガス通路全体に空隙を有する壁を通って供給される。
【実施例】
【００１４】  本発明による効果を以下に示す実施例により具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
図１に示すように、排ガス通路を構成する空隙を有するセラミックスの両面に設けた電極に高電圧を印加することでガス通路とセラミックス内の空隙に放電プラズマが生成される。セラミックス内の空隙が請求項１の範囲にあれば、火花閃絡することなく、セラミックス内の空隙にもプラズマが生成できる。内部の電極はワイヤーに限らず、網状でも良い。セラミックスで構成された排ガス中の一酸化窒素はプラズマ化学反応により酸化され、吸着されやすい二酸化窒素となるため、内壁に吸着される。
ここで空隙を有するセラミックスの外部から、酸素濃度を１％以下としたガスを二酸化窒素が吸着されている部分に供給すると、プラズマ化学反応により、吸着されている二酸化窒素は還元される。【００１５】  また、二酸化窒素を吸着するセラミックス内壁に酸化チタンなどをコーティングすることで、プラズマ化学反応による排ガス中の一酸化窒素から二酸化窒素への酸化反応が促進される。また、白金などの酸化触媒を担持すれば、高温において二酸化窒素への酸化がプラズマを用いなくても促進される。本発明によれば、プラズマ化学反応あるいは触媒酸化により生成して壁に吸着した二酸化窒素を効率よく還元する。【００１６】  実際に装置として実用に供する場合には、図２に示すように、図１に示す装置を並列に束ねて、より多くのガス流量に対応できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  窒素酸化物除去装置の原理図
【図２】  窒素酸化物除去装置
【符号の説明】
１    空隙を有するセラミックスで形成した排ガス通路
２    高電圧電極
３    接地電極
４    排ガスの流れ
５    酸素濃度１％以下のガスを吹き込みための覆い
６    酸素濃度１％以下のガス供給口
７    酸素濃度１％以下のガスの排ガス通路への吹き込み通路
【図１】
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【図２】
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