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第3章 吸着剤の試作・評価

 

3.1 目的

 

本調査研究では、従来型の脱硝触媒の問題点である出港時の問題を解決する方法として、「吸着剤-選択還元触媒」の複合化による新しい脱硝触媒システムの調査研究を行い、小型内航船用ディーゼルエンジンの脱硝システムの性能改善を図ることを目的としている。

また、これまでの調査結果から、従来型のアンモニアあるいは尿素法SCRシステムは、いくつかの課題は残るものの、排気ガスの温度が充分に高くなったときには有効に作動し、90%近いNOxの除去が可能であることがわかっている。したがって、当面問題となるのは、出港時の触媒温度が低い領域で排出されるNOxである。低温時に排出されるNOxを一時的に吸着しうる吸着剤が開発されれば、高温時には従来型の脱硝触媒で対応が可能である。そこで本調査研究は2年間と限られた期間であるため、従来型の脱硝触媒と組み合わせての使用を前提として、低温時に排出されるNOxを吸着するための「吸着剤」の研究に的を絞ることとした。また、船舶から排出されるNOxのほとんどがNOであり、NO2は数%程度であるため、以下の試験は主にNOを供給ガスとして評価を行っている。文献事例の検討結果からまず種々の有望な吸着剤のNO吸着特性の試験を行い、実船搭載に向けての検討課題の抽出を行った。

ここで取り扱った吸着剤としては、Cuイオン交換ZSM-5はSiO2/Al2O3比の異なる2種類を調製した。また、Mn-Zr-Oに関しては、Mn:Zr = 1:1および1:5の二種類の組成比のものを調製し、水酸化物沈殿の熟成時間、温度、雰囲気の異なる試料を調製した。また、スプレードライ法による微粒子の調製を試みた。また、実船への搭載を考慮して、Pt はMnと比較して硫黄の影響を受けにくいことが報告されているため、MnのかわりにNOの酸化成分としてPtを用いた試料も合成し比較検討した。

 

3.2 調製方法

 

3.2.1 使用試薬・サンプル

 

(1)ゼオライト

ゼオライトは結晶性のアルミノケイ酸塩(アルミニウムを含むケイ酸化合物)である。主成分はSiO2, Al2O3, H2O, K2O, CaOであり、その結晶水は加熱によって放出され水蒸気となることから、ゼオライト(zeolite)と命名されている。今日、ゼオライトは、それぞれ固有の細孔径、表面電場、イオン交換能、吸着分解能、固体酸性質などを持っており、これらの物性が学問的な研究の対象となるのと同時に、その機能を乾燥剤、吸着剤、分子ふるい、イオン交換剤、触媒、肥料および飼料添加物、土壌改良剤、製紙用充填剤、プラスチック用添加剤などに実に多面への利用研究が進み、また普及しつつある。

 

 

 

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