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ディーゼル後処理装置各論 可溶有機分(SOF)対策 <酸化触媒>

  可溶有機分(SOF)を、排気系で効果的に低減する目的で、酸化触媒が開発されています。

  粒子状物質(PM)は、可溶有機分(SOF)、スス(Soot)、サルフェート(酸化硫黄)+結合水の3つの成分から構成されていますが、このうち未燃燃料や潤滑油から成るSOF分が、酸化触媒上で酸化浄化されることにより、PMが低減されます。

  しかし、酸化触媒上では、燃料に含まれる硫黄分により生じる二酸化硫黄ガスも触媒により酸化され、サルフェートを生成してしまい、逆にPMを増加させてしまうことにもなります。

  酸化触媒の性能は排気ガス温度に対する依存性が高く、温度が低くなると酸化活性が低下します。さらに、低温での酸化活性が低いとススが担体内に不着してコーキングを起こし酸化活性を低下させることもあります。逆に温度が高まり、排気ガス温度が400℃を超えると、サルフェートの生成が急速に増えPM排出量が結果的に増加します。

  排気温度の高い自然吸気(NA)エンジンでは、サルフェートの抑制が難しいため、酸化触媒付きNAエンジンの実用化も難しい状況となっています。

  また、サルフェートが生成されると、硫黄、硫酸塩(エンジン停止時の結露水や大気中の水分とサルフェートの化合物)により酸化活性の低下が生じます。さらに、高温ではシンタリング等の触媒劣化が生じ、酸化活性の低下も懸念されます。

  このようなことから、酸化触媒がサルフェートを生成することなく、PM中のSOF分を低減できるような酸化力の触媒と触媒活性化温度のコントロール、さらに低硫黄燃料の導入が必要不可欠となります。

  なお、酸化触媒は、SOF分の他にもCOやHCの低減に効果がありますが、スス(Soot)の低減やNOxの低減には効果がありません。

  酸化触媒は原理的には車種を選びませんが、現在のところ、2t積トラックや大型バス等を中心に開発中又は試験運転中です。

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