第3章　活性評価装置・試験方法

　

3.1　目的

　

本調査研究では、内航船エンジン排ガス浄化用として「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有効性を検証することを目的としている。また、平成9、10年度の結果からMn₂O₃・2ZrO₂は水蒸気等の存在下でもNO吸着剤として優れた性能を示すことが明らかになったが、実排ガスに含まれるその他の共存ガスの影響や、ハニカム等に成型した場合の性能も評価する必要がある。そこで本章ではこれらの評価を行うための装置の設計・製作および評価試験方法に関して述べる。本調査研究では以下の3点を評価するための装置設計・製作を行った。

(1)　共存SO₂の影響評価のための試験装置・機器(粉体試験)

(2)　「吸着剤−脱硝触媒」システムの有効性検証のための「吸着剤−触媒」二層反応器

(3)　吸着剤ハニカム成型体反応装置

　

3.2　評価装置

　

(1)　装置概要

反応には常圧固定床流通式反応装置を用いた。コンパクトフロー(大倉理研製)をベースとし、水蒸気供給ライン、SO₂供給ライン、還元剤(アンモニア)供給ラインをそれぞれ追加して用いた。この反応装置の概要を図3.2-1、3.2-2に示した。反応管には外径10mm、内径8mmの石英管または同サイズのステンレス管(「吸着剤−触媒」二層反応)を用いた。吸着剤または触媒を反応管内にシリカウールを用いて固定し、反応時に触媒層内の温度差が±1℃以内になるように装着した。反応温度の制御は触媒層の中心に挿入した熱電対により行った。吸着剤および触媒は特に付記しないかぎり、N₂気流中10℃/minで昇温し、500℃で60分間前処理を行ったあとで反応に用いた。

反応ガスは、それぞれ流量をサーマルマスフローコントローラで制御し、N₂、O₂、NOの順で混合した。反応用混合ガスに含まれるNOxのNO₂濃度は5%程度である。また、本反応では、供給ガス中のそれぞれの反応基質濃度がいずれも極めて低いことが特徴である。そこで、より正確な流量制御を行うため、ガスの供給にはO₂以外、N₂による希釈ボンベを使用した。(1%のNOまたはNO₂、バランスガスN₂)

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