JPH10272324A

JPH10272324A - ガス処理装置

Info

Publication number: JPH10272324A
Application number: JP9098371A
Authority: JP
Inventors: Masato Imamura; 正人今村; Kiichi Nakajima; 紀一中島; Katsumi Shindou; 克美神道; Shinsuke Iijima; 伸介飯島; Rougen Katou; 籠彦加藤; Koichi Goi; 光一後夷; Yukio Aizawa; 幸雄相澤; Masao Sekido; 容夫関戸; Haruo Komaki; 治雄古牧; Tomonari Komiyama; 知成小宮山
Original assignee: Sintokogio Ltd; Nippon Oil Corp
Current assignee: Sintokogio Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JP3770998B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタの耐久性を改善する。【解決手段】ガス処理装置１は、炭素系微粒子等のパ
ティキュレートを含むディーゼル内燃機関の排ガス等の
被処理ガスをフィルタで脱塵処理するものであり、その
フィルタが高温耐熱性金属繊維を集積してなる金属繊維
フィルタ４であると共に、この金属繊維フィルタ４の上
流側に、前記被処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加装置
５及びその燃料添加装置５からの燃料を触媒の存在下で
燃焼させて、金属繊維フィルタ４に捕捉されたパティキ
ュレートを燃焼させ得る温度に被処理ガスを加熱する触
媒燃焼部６を備えた加熱装置７を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼル内燃機関
の排ガス等のパティキュレートを含む被処理ガスを脱塵
処理するガス処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル内燃機関やボイラ等の燃焼装
置などからの排ガスにはパティキュレートが含まれてい
る。例えば、ディーゼル内燃機関は、エネルギー効率が
高く、また耐久性が優れているため、自動車などの輸送
機用、一般動力用、発電器用などに汎用されているが、
排ガス中に主としてスート、ＳＯＦ、サルフェートから
なるパティキュレートが含まれているため、このまま大
気に開放したのでは環境上大きな問題となる。この対策
として、自動車などの輸送機ではエンジンの改良、燃料
噴射系の改良などが行われ、これによりディーゼル内燃
機関より排出される排ガス中のパティキュレートをある
程度低減することができている。しかし、これらの方法
によるパティキュレートの低減ではまだ十分ではないた
め、さらにパティキュレートを低減する方法として、セ
ラミック製フィルタでパティキュレートを捕捉した後、
このパティキュレートを電気ヒータ、バーナなどで着火
させ、パティキュレート自体の燃焼熱で伝播燃焼させて
除去する方法などが検討されている。一方、定置式や産
業用のディーゼルエンジン、加熱炉、コージェネレーシ
ョンシステム、ヒートポンプ、ボイラ等の燃焼装置で
は、排ガス対策としてサイクロン、バグフィルタなどの
集塵装置を用いる方法がとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
製フィルタを用いてパティキュレートを捕捉し、これを
電気ヒータあるいはバーナを用いて着火させて燃焼し、
フィルタを再生する手段では、フィルタに捕捉されたパ
ティキュレートの全部が着火するように電気ヒータやバ
ーナを配置することが困難であり、一部に着火させて伝
播させるが、セラミックフィルタは熱伝導率が低いた
め、熱の伝播が悪くフィルタ内にホットスポットつまり
温度分布ができる。その結果、フィルタの溶損が起こる
ことがあり、フィルタの耐久性が悪くなる。また、サイ
クロンはフィルタに比してパティキュレートの捕集効率
が悪く、バグフィルタは装置が大型になると共に耐熱
性、再生効率が悪い。そこで、本発明は、このような実
情に鑑みなされたものであり、その目的は、耐久性に優
れたガス処理装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のガス処理装置は、炭素系微粒子等のパティ
キュレートを含むディーゼル内燃機関の排ガス等の被処
理ガスをフィルタで脱塵処理するガス処理装置におい
て、前記フィルタが高温耐熱性金属繊維を集積してなる
金属繊維フィルタであると共に、この金属繊維フィルタ
の上流側に、前記被処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加
装置及びその燃料添加装置からの燃料を触媒の存在下で
燃焼させて、金属繊維フィルタに捕捉されたパティキュ
レートを燃焼させ得る温度に被処理ガスを加熱する触媒
燃焼部を備えた加熱装置を設けたものである。前記金属
繊維フィルタが、高温耐熱性ステンレス鋼の薄板を巻回
したコイル材を端面切削して金属繊維を形成し、この金
属繊維を集積して焼結及び熱処理して成形された高温耐
熱性ステンレス鋼繊維フィルタであることが好ましい。
また、前記金属繊維フィルタに酸化燃焼触媒を担持させ
ることが好ましい。さらに、前記触媒燃焼部の触媒が、
通電により発熱するハニカムに酸化触媒を担持してなる
ことが好ましい。

【０００５】このように、フィルタの上流の触媒燃焼部
で燃料を燃焼させることにより、被処理ガス全量を均一
に加熱することができ、フィルタ全体を加熱することが
可能となるので、フィルタの再生を良好に行える。ま
た、フィルタが金属繊維フィルタであるため、熱伝導率
が高く、フィルタの一部分にパティキュレートが集中的
に捕捉されてこれが燃焼しても、熱が他に伝播して、フ
ィルタの温度分布が小さくなるので、耐久性が向上す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。図１において、１はガス処理
装置を示し、このガス処理装置１は、炭素系微粒子等の
パティキュレートを含む被処理ガスを脱塵処理するもの
である。被処理ガスはディーゼル内燃機関やボイラ等の
燃焼装置から排出される排ガス等の高温（約２５０℃以
上の温度）のガスであり、例えばディーゼル内燃機関の
排ガスで、このガス中には主としてスート、ＳＯＦ、サ
ルフェートなどからなるパティキュレートが含まれてい
る。この被処理ガスのガス通路２の途中には処理部３が
設けられ、この処理部は円筒形（あるいは断面矩形状）
であって、ガス通路２より拡径され（断面矩形状の場合
にはガス通路２より断面積が大きく形成され）、この処
理部３にガス処理装置１が主に設けられている。ガス処
理装置１は、被処理ガス中の炭素系微粒子等のパティキ
ュレートを捕捉する金属繊維フィルタ４と、この金属繊
維フィルタ４の上流側に設けられ、被処理ガスに燃料を
吹き込む燃料添加装置５及びその燃料添加装置５からの
燃料を触媒の存在下で燃焼させて、金属繊維フィルタ４
に捕捉されたパティキュレートを燃焼させ得る温度に被
処理ガスを加熱する触媒燃焼部６を備えた加熱装置７と
から主になる。

【０００７】金属繊維フィルタ４は、高温耐熱性金属繊
維を焼結した焼結体であり、この焼結体は、被処理ガス
中のパティキュレートを捕捉できるならばどのような形
状でもよく、例えば、平板状、一端部が閉塞された筒
状、カップ状、皿状に形成され、具体的には、図２に示
すように、帯板状、円筒状、断面星型筒状に形成しても
よい。金属繊維フィルタ４（金属繊維）の材質として
は、高温耐熱性を有する金属であり、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
−ＲＥＭ系のステンレス鋼やニッケルクロム材が好まし
い。具体的には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭ系のステン
レス鋼では、重量比でＣｒ：１５〜２３％、Ａｌ：２.
５〜６．０％、ＲＥＭとしては、Ｌａ、Ｙ,Ｃｅの１種
または２種以上が用いられ、添加量は０.０２〜１％で
ある。また、ニッケルクロム材では、Ｃｒ：１５〜２１
％、Ｎｉ：５７〜７７％、残部Ｆｅである。なお、他の
組成として不可避成分を含んでもよい。

【０００８】金属繊維を製造する方法としては、引抜き
法、ワイヤ切削法、コイル材切削法、びびり振動切削
法、コーティング法、ウイスカー法などの加工法などが
挙げられ、特にコイル材切削法が好ましい。コイル材切
削法を用いることで、例えば高温耐熱性ステンレス鋼を
長繊維で所定の形状の繊維に製造することが可能であ
る。具体的には、コイル材切削法は、図３に示すよう
に、板厚が例えば５〜１５０μｍの高温耐熱性ステンレ
ス鋼の薄板（箔）１０を旋削主軸１１にタイトにコイル
状に巻回し、このコイル材の端面１２を旋削主軸１１と
平行な送りを与えた工具１３により所定の切り込みで切
削する。これにより、三次元的に適度にカールした高温
耐熱性ステンレス長繊維束１４が工具すくい面に沿って
後方に流出し、途切れなく連続的に創成される。そして
前記繊維束１４を幅方向に展張し、１０ｍｍ〜３００ｍ
ｍの長さに切断することで図４（ａ）に示すような高温
耐熱性ステンレス鋼繊維１５となる。図４（ａ）（ｂ）
は前記方法で得られた１本の高温耐熱性ステンレス鋼繊
維１５を示しており、断面は矩形状をなし、表面はしわ
状の粗面を有している。

【０００９】前記コイル材端面切削法によれば、高温耐
熱性ステンレス鋼繊維１５は、一辺（繊維幅Ｗ）が板厚
に一致し、一辺（繊維厚さｔ）が工具送り量ｓによって
決定される。従って、高温耐熱性ステンレス鋼薄板１０
の厚さと切込み（工具送り量）を調整することで様々な
形状の繊維を製造することができる。上記繊維製造条件
としては、工具すくい角：１５〜４５°、切削速度：３
０〜９５ｍ／ｍｉｎ、送り量：５〜４０μｍ／ｍｉｎで
ある。金属繊維の長さは１０〜３００ｍｍが好ましく、
長さが１０ｍｍ未満では繊維同士の絡みあいが少なくな
り、３００ｍｍを超えると不均一に固まって均一な通気
孔を形成しにくくなる。金属繊維の幅（繊維の平均直
径）は、５〜５００μｍが好ましく、より好適には１０
〜１００μｍが好ましく、幅が５μｍ未満ではパティキ
ュレートが堆積して通気孔の目つまりを起こしやすく、
また機械的強度や耐熱性が低くなり、５００μｍを超え
ると、パティキュレートが通気孔をガスと共に通過して
フィルタとしての基本機能を持たなくなる。

【００１０】高温耐熱性金属繊維を図５に示すようにフ
ィルタ状に成形するには、形状を保持させるために、焼
結したり、金網などの成形体にいれたり、ニードルパン
チなどで機械的に繊維を絡ませたりする。例えば、焼結
を行う場合には、真空もしくは非酸化性雰囲気中で８０
０〜１３００℃の範囲で１０分〜１０時間加熱すること
で行う。この焼結時に荷重をかけることも好適である。
また、焼結後にフィルタを波形あるいは凹凸形に加工す
ることも好ましい。フィルタあるいは触媒体を波形ある
いは凹凸形に加工するとフィルタの機械的強度が向上す
る。具体的には、焼結を行う場合、金属繊維１６を目付
け重量３００〜５０００ｇ／ｍ²に集積し、所望形状例
えば板状（あるいは図に例示する形状）のウェブに成形
する。金属繊維１６の目付け量が３００ｇ／ｍ²未満で
は気孔率が高すぎパティキュレートをほとんど捕捉する
ことができず、５０００ｇ／ｍ²を超えるとパティキュ
レートの処理能力はそれ以上変化せず、かえって繊維を
大量に使用するので経済性が悪くなる。次に、このウェ
ブを真空または非酸化性雰囲気中で８００〜１２５０℃
の範囲で１０分〜１０時間加熱して焼結する。この焼結
時に荷重をかけることも好適である。こうして得られた
焼結体１７から必要寸法のフィルタを切り出す。フィル
タ形状が図１に示すものである場合には、この時点で曲
げ加工などを施す。そして、その後、空気などの酸化性
雰囲気中にて６００〜１１００℃、１〜２０時間の条件
で熱処理する。この熱処理により、図６（ａ）（ｂ）に
示すようにアルミナ薄膜１８が焼結繊維１９の表面に形
成される。熱処理温度が６００℃以下ではアルミナ薄膜
１８が十分に形成することができず、１１００℃を超え
ると高温では異常酸化によりアルミナが剥離、飛散す
る。前記温度範囲内であって７００℃以下では２（Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ａｌ）＋４．５Ｏ₂→Ｆｅ₂Ｏ₃＋Ｃｒ₂Ｏ₃＋
Ａｌ₂Ｏ₃の反応により、７００℃以上ではＦｅ₂Ｏ₃＋Ａ
ｌ→Ａｌ₂Ｏ₃＋２Ｆｅの反応により各々耐久性薄膜１８
が生成される。しかも、組成としてＲＥＭが添加されて
いるので、高温でのアルミナ薄膜１８の安定性が向上
し、９００℃以下の使用温度で良好な機械的特性を示
す。これにより、図５に示すように、金属繊維１６をラ
ンダムに配向して接触部を融着した多孔構造の焼結体１
７が得られ、例えば断面略矩形状の焼結金属繊維１９の
表面には、図６（ａ）に示すように、均一な厚さのアル
ミナ薄膜１８が被覆されている。このアルミナ薄膜１８
は、金属繊維１９の交差部分では、図６（ｂ）に示すよ
うに、これを囲繞するように被覆され、交差接触部分が
メタルタッチとなっている。

【００１１】また、金属繊維フィルタ４に酸化触媒を担
持するようにしてもよい。酸化触媒の担体としては、特
に限定されるものではないが、アルミナ、シリカ、ズル
コニア、チタニア、ＺＳＭ−５、ＵＳＹ、ＳＡＰＯ、Ｙ
型ゼオライトなどのゼオライト類、シリカ−アルミナ、
アルミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア、シリカ−
チタニア、シリカ−ジルコニア、チタニア−ジルコニア
から選ばれる少なくとも１種類が好ましい。担体の粒子
径は０.０１〜２０μｍが好ましく、特に好ましいのは
０.１〜１０μｍである。粒子径が０.０１μｍ未満では
製造が困難であり、２０μｍを超えるとフィルタの孔を
閉塞あるいはフィルタからの剥離が生じやすくなる。触
媒担体に担持する触媒活性成分としては、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ａ
ｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｌａ、Ｃｅあるい
はこれらの金属酸化物から選ばれる少なくとも１種類が
好ましく、これらの中でもより好ましくはＰｔ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ｋ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｅあるいはこれらの金属酸化
物がよく、最も好ましいのはＣｕ、Ｋ、Ｍｏの３成分で
ある。この３成分を使用することにより、低温でパティ
キュレートの燃焼を可能とすると共に、ガス中に含まれ
るＳＯ２等の触媒被毒成分に対して耐久性がある。これ
らの金属あるいは金属酸化物の触媒担体への担持量は、
それぞれの金属分に換算して担体１ｇに対して０.０１
〜２ｇが好ましく、より好ましくは０.０５〜１．０ｇ
であり、担持量が０．０１ｇ未満であると触媒の活性が
発現せず、２ｇを超えるとフィルタに担持させる場合に
フィルタの閉塞を起こすおそれがある。触媒担体と触媒
をフィルタ４に担持させる手段としては、特に限定され
るものではないが、例えばウォッシュコート法、含浸
法、ノズルを用いた吹き付け法などの方法を用いること
ができる。

【００１２】金属繊維フィルタ４の上流側に設けられて
いる加熱装置７は、図１に示すように、被処理ガスに燃
料を吹き込む燃料添加装置５と、その燃料添加装置５か
らの燃料を触媒の存在下で燃焼させる触媒燃焼部６とか
ら主になる。触媒燃焼部６は、ガス通路２の処理部３内
であって金属繊維フィルタ４の上流側に設けられ、燃料
添加装置５からの燃料を酸化触媒の存在下で燃焼させる
ものである。触媒燃焼部（酸化触媒層）６を形成する構
造体の形状は特に限定されないが、ハニカム形状が好ま
しく、構造体は構造体全体が通電され得る材料で成形す
ることが好ましい。具体的には、触媒燃焼部６は、例え
ばアルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ジルコニア、
チタニアを担体として、この担体に白金、パラジウム、
ロジウム等の酸化触媒を含浸させ、これを通電により発
熱するハニカム状の構造体の壁面に担持させて成形され
る。このように、触媒燃焼部６を通電により発熱し得る
ように成形する際には、この触媒燃焼部６に通電を行う
通電装置（図示せず）を取り付けることが望ましく、こ
れにより、触媒燃焼部６で燃料を燃焼させるとき、被処
理ガスの温度が低かったり（例えばガスの温度が２５０
〜３００℃）、燃料が燃焼しにくい（揮発しにくい）燃
料であったりしても燃料の燃焼を十分に行え、かつ、通
電により触媒燃焼部６の立ち上がりが早くなる。つま
り、通電により触媒燃焼部６自体が昇温され、立ち上が
りが早くなる。

【００１３】燃料添加装置５はガス通路２の処理部３よ
り上流側に設けられ、通路２内に軽油、灯油等の液燃料
やガス燃料を吹き込む（噴出する）ものである。燃料添
加装置５は、燃料をガス通路２内に吹き込むものならば
どのような構造のものでもよく、例えば噴出ノズルを１
つまたは２以上用いて燃料を噴出するようにしてもよ
く、また燃料の噴出方向も特に限定されないが、ガスの
流れ方向に沿って噴出することが好ましい。燃料添加装
置５からの燃料量及び触媒燃焼部６の触媒成分量は、金
属繊維フィルタ４に流入する被処理ガスの温度が６００
〜９００℃、好ましくは６５０〜７００℃になるように
調整する。ガス温度が６００℃未満ではパティキュレー
トが燃焼せず、９００℃を超えるとフィルタ４の耐熱性
が問題となる。なお、フィルタ４に酸化触媒を担持する
場合には、パティキュレートを低温で燃焼させることが
できるので、前記被処理ガスの温度の下限を例えば５０
０℃に下げることが可能となる。

【００１４】燃料の供給（燃料添加装置５からの燃料の
噴出）すなわちフィルタ４の再生は、フィルタ４の前後
の差圧を検出して、その差圧が予め設定した設定値にな
ったときに行ったり、所定の時間間隔をおいて行うよう
にする。例えば、差圧による場合には、金属繊維フィル
タ４の前後にガス圧力検出器（図示せず）を設け、これ
ら検出器からの検出値から差圧を求め、この差圧の値が
設定値になったとき燃料が被処理ガス中に噴出されるよ
うにする。その設定値は、予め実験等で測定した結果に
基づいて内燃機関や燃焼装置の燃焼状態等が悪くならな
い範囲で任意に設定された値にすることは勿論である。
また、所定の時間間隔をおいて行う場合には、予め実験
等で測定した結果に基づいて内燃機関や燃焼装置の燃焼
状態等が悪くならないような時間間隔で行うようにす
る。

【００１５】また、ガス通路２の処理部３より上流側に
燃料添加装置５を設けて、ガス通路２内に燃料を噴出
し、これが処理部３に流入することにより燃料がある程
度ガス中に拡散するが、燃料添加装置５の下流であっ
て、例えばガス通路（あるいは処理部３内の触媒燃焼部
６の上流側）に分散混合器例えばスワラー８を設けるよ
うにしてもよい。これにより、燃料の分散を確実に行え
ることになる。

【００１６】つぎにこのガス処理装置１の作用を述べ
る。被処理ガス例えばディーゼル内燃機関の排ガスは、
ガス通路２内を流れて、処理部３に流入する。そこでガ
スが金属繊維フィルタ４を通過し、ガス中のパティキュ
レートがフィルタ４に捕捉され、脱塵処理される。脱塵
処理されたガス（処理ガス）はガス通路２内をさらに下
流へと流れる。そして、フィルタ４に捕捉されたパティ
キュレートの量が多くなると、燃料添加装置５から燃料
例えば軽油がガス通路２内に噴出される。この軽油と排
ガスが処理部３に流入し、スワラー８により分散混合さ
れる。この混合体が触媒燃焼部６に流入してそこで触媒
の存在下で軽油が燃焼し、排ガスが加熱されて昇温され
る。この昇温されたガスが金属繊維フィルタ４に流入
し、このガスによりフィルタ４に捕捉されている炭素系
微粒子等のパティキュレートが燃焼し、フィルタ４上の
パティキュレートが除去される。これにより、フィルタ
４が再生され、良好にガスの脱塵処理を行える状態にな
る。

【００１７】このように、金属繊維フィルタ４の上流で
燃料を添加し、この添加燃料を触媒燃焼部６で燃焼させ
るので、排ガス全量を均一に加熱することができる。こ
の際、スワラー８を設けることにより、一層排ガスを均
一に加熱することができる。これによって、フィルタ４
全体がガスにより加熱されるため、フィルタ４に捕捉さ
れているパティキュレートは燃え残ることなく全部が燃
焼する。このため、フィルタ４の再生を良好に行えるこ
とになる。また、フィルタが金属繊維フィルタ４である
ため、熱伝導率が高く、ホットスポットができないと共
に、フィルタ４の一部分にパティキュレートが集中的に
捕捉されてこれが燃焼しても、熱が他に伝播して、フィ
ルタ４の温度分布が小さくなるので、フィルタ４の耐久
性が向上することになる。さらに、触媒燃焼部６を設け
ているため、その触媒燃焼部６でもパティキュレートの
捕捉を行えるので、フィルタ４のみの時と比較してパテ
ィキュレートの除去効率が高くなる。すなわち、パティ
キュレートの処理能力が高くなる。

【００１８】また、金属繊維フィルタ４を構成する金属
繊維１５がコイル材切削法で製造されていることによ
り、基材として低コストの高温耐熱性ステンレス鋼を用
いることができるので、金属繊維１５を容易に低コスト
で製造することが可能となると共に、均一な形状の繊維
１５を形成することが可能となる。また、金属繊維１５
を集積してウェブにして焼結するだけではなく、焼結後
に熱処理して繊維表面にアルミナ薄膜１８を形成してい
るので、高温耐久性、耐酸化性、機械強度が高くなる。
さらに、製造される繊維１５の径や集積してウェブにす
る際の集積する量を自由に変化させることで細孔径を任
意に調整できるため、排ガス中のパティキュレートの処
理率を任意に変えることができると共に、ガス中やパテ
ィキュレート中の灰分を堆積しないように調整すること
ができる。さらにまた、金属繊維１５は寸法形状がそろ
っている上に表面積が大きく、かつ断面を矩形状に形成
することで、排ガス中のパティキュレートを各辺のエッ
ジで確実に捕捉することができる。

【００１９】さらに、金属繊維フィルタ４に酸化触媒を
担持させることにより、パティキュレートを燃焼させる
温度を下げることができ、低い温度でフィルタ４の再生
を行えるので、よりフィルタ４の耐久性が向上すること
になる。また、フィルタ４での再生温度が下がること
で、燃料の供給量を低減することができ、経済性も良く
なる。

【００２０】従って、本発明のガス処理装置は、パティ
キュレートの処理能力が高いと共に、優れた耐久性を有
し、かつ、経済性や再生能力にも良好なものとなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれによって何ら限定されるものではない。

【００２２】触媒燃焼部１アルミナ・粒子（粒子径５μｍ）９．５ｇを純水１００
ｍｌに塩化白金酸１．３ｇを溶かしてできた水溶液中に
浸し、１３０℃で１時間乾燥した後５００℃で２時間乾
燥して、白金触媒（以後、Ｐｔ／ＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃）
を調製した。次にこの触媒１０ｇを純水１００ｍｌと混
合させ、ボールミルで２４時間粉砕混合して触媒スラリ
ーを調製した。この触媒スラリーを市販のセラミックハ
ニカム（１００ｃｅｌｌ／ｉｎｃｈ²、４００ｃｃ)にウ
ォッシュコートして１１０℃で１時間乾燥した後、５０
０℃で２時間焼成する操作をハニカム１リットル当たり
Ｐｔを６ｇ担持するまで繰り返すことによって排ガス昇
温用酸化触媒燃焼部を作成した。

【００２３】フィルタ１高温耐熱性ステンレス鋼（Ｃｒ：２０．０２、Ａｌ：
４.９％、Ｌａ：０.０８％残部Ｆｅ及び不可避成分）の
薄板を巻き回したコイル材を端面切削して製造した繊維
径５０μｍの金属繊維を集積してウエブにし、それを焼
結および熱処理して焼結して高温耐熱性金属繊維フィル
タを製作した。

【００２４】フィルタ２チタニア粒子７ｇを、硝酸銅３水和塩３．８ｇ、硝酸カ
リウム２．６ｇ、モリブデン酸アンモニウム４水和塩
１．８ｇより調製した水溶液２００ｍｌ中に混合し、こ
の混合溶液をかくはんしながら水分を蒸発させ、１１０
℃で１時間乾燥した後、５００℃で２時間焼成し触媒を
調製した。この触媒１０ｇを純度９９％のエタノール９
０ｍｌと混合させ、ボールミルで２４時間粉砕混合して
触媒スラリーを調製した。この触媒スラリーを、高温耐
熱性ステンレス鋼（Ｃｒ：２０．０２、Ａｌ：４.９
％、Ｌａ：０.０８％残部Ｆｅ及び不可避成分）の薄板
を巻き回したコイル材を端面切削して製造した繊維径５
０μｍの金属繊維を集積してウエブにし、それを焼結お
よび熱処理して焼結してなる高温耐熱性金属繊維フィル
タ上にウオッシュコートして１１０℃で１時間乾燥した
後、５００℃で２時間焼成する操作を金属繊維フィルタ
１ｇ当たり５０ｍｇ触媒粒子が担持されるまで繰り返す
ことによって高温耐熱性金属繊維フィルタを製作した。

【００２５】実施例１前記触媒燃焼部１とフィルタ１を備えたガス処理装置で
ディーゼル排ガスの処理を行い、その評価をおこなっ
た。ディーゼル排ガス４Ｎｍ³／ｈｒを１時間ガス処理
装置内を通過させ、金属繊維フィルタでパティキュレー
トを捕集する。その後、排ガス昇温用触媒燃焼部の５０
ｃｍ前に挿入された燃料添加ノズルから軽油を４８ｍｌ
／ｈｒの流量で供給し、その供給口から１０ｃｍ下流側
にあるスワラーで分散混合させたのち、触媒燃焼部に送
り込む。送り込まれた軽油燃料は触媒燃焼部で燃焼し、
排ガスを加熱する。昇温されたガスがさらに下流側にあ
る金属繊維フィルタを通過する時にフィルタ上のパティ
キュレートを燃焼する。その結果を図７及び図８に示
す。図７は、図１に示したガス処理装置の各位置での温
度との関係を示した図であり、図８は、燃料を供給して
から金属繊維フィルタの前後の差圧がどのように変化す
るかを調べた図である。

【００２６】実施例２前記触媒燃焼部１とフィルタ２を備えたガス処理装置で
ディーゼル排ガスの処理を行い、その評価をおこなっ
た。ディーゼル排ガス４Ｎｍ³／ｈｒを１時間ガス処理
装置内を通過させ、金属繊維フィルタでパティキュレー
トを捕集する。その後、排ガス昇温用触媒燃焼部の５０
ｃｍm前に挿入された燃料添加ノズルから軽油を３３ｍ
ｌ／ｈｒの流量で供給し、供給口から１０ｃｍ下流側に
あるスワラーで分散混合させたのち、触媒燃焼部に送り
込む。送り込まれた軽油燃料は触媒燃焼部で燃焼し、排
ガスを加熱する。昇温されたガスがさらに下流側にある
触媒担持金属繊維フィルタを通過する時にフィルタ上の
パティキュレートを燃焼する。その結果を図７及び図８
に示す。

【００２７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、フィルタ
の耐久性が向上すると共にフィルタの再生を良好に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス処理装置の一例を示す概略図であ
る。

【図２】金属繊維フィルタの形状を示す図である。

【図３】コイル材切削装置の一例を示す斜視図である。

【図４】金属繊維の一例を示す図であり、その（ａ）は
斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図５】金属繊維をフィルタ状にした状態を示す図であ
る。

【図６】金属繊維に熱処理を施した状態を示す断面図で
あり、その（ａ）は繊維単体を示す図、（ｂ）は繊維が
交差した部分を示す図である。

【図７】フィルタ内の温度分布を示す図である。

【図８】再生時間とフィルタの差圧との関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ガス処理装置４金属繊維フィルタ５燃料添加装置６触媒燃焼部７加熱装置

フロントページの続き (72)発明者神道克美愛知県豊川市国府町豊成44 (72)発明者飯島伸介愛知県蒲郡市金平町頂拝13−13 (72)発明者加藤籠彦愛知県新城市緑が丘５−６−５ (72)発明者後夷光一愛知県岡崎市上地３−23−26 (72)発明者相澤幸雄神奈川県川崎市中原区木月大町203 (72)発明者関戸容夫神奈川県横浜市磯子区洋光台６−28−７ (72)発明者古牧治雄神奈川県横浜市港北区菊名２−５−１− 131 (72)発明者小宮山知成神奈川県横浜市鶴見区栄町通３−32−１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素系微粒子等のパティキュレートを含
むディーゼル内燃機関の排ガス等の被処理ガスをフィル
タで脱塵処理するガス処理装置において、前記フィルタ
が高温耐熱性金属繊維を集積してなる金属繊維フィルタ
であると共に、該金属繊維フィルタの上流側に、前記被
処理ガスに燃料を吹き込む燃料添加装置及びその燃料添
加装置からの燃料を触媒の存在下で燃焼させて、金属繊
維フィルタに捕捉されたパティキュレートを燃焼させ得
る温度に被処理ガスを加熱する触媒燃焼部を備えた加熱
装置を設けたことを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】前記金属繊維フィルタが、高温耐熱性ス
テンレス鋼の薄板を巻回したコイル材を端面切削して金
属繊維を形成し、この金属繊維を集積して焼結及び熱処
理して成形された高温耐熱性ステンレス鋼繊維フィルタ
である請求項１記載のガス処理装置。
【請求項３】前記金属繊維フィルタに酸化燃焼触媒を
担持させた請求項１または２記載のガス処理装置。
【請求項４】前記触媒燃焼部の触媒が、通電により発
熱するハニカムに酸化触媒を担持してなる請求項１乃至
３のいずれか１項に記載のガス処理装置。