2013 Fiscal Year Annual Research Report
窒素酸化物の選択的・不均一再循環を用いた天然ガス予混合圧縮着火燃焼の促進
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24760172
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
河崎 澄 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (90346099)
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| Keywords | 予混合圧縮着火機関 / 天然ガス / 窒素酸化物 / 予混合 / 触媒 |
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| Research Abstract |
天然ガス予混合圧縮着火機関は，高効率と低エミッションを両立し得る高効率コジェネレーションシステム用動力源として期待されているが，自着火性の低い天然ガスの燃焼制御の難しさから，実用化には至っていない．本研究の目的は，排気中に微量に含まれる窒素酸化物NOxを用いて燃焼を促進する方法を見いだし，天然ガス予混合圧縮着火機関の燃焼制御性を改善することである．
平成24年度に実施した，急速圧縮膨張装置を用いた燃焼実験によると，天然ガス予混合気中にNOxを不均一に分布させれば，局所的なNOx高濃度部の着火が促進されるために，NOxを均一に分布させる場合よりも，高い燃焼促進効果を得られることが明らかとなった．ただし，予混合気中に局所的なNOx高濃度部を形成するためには，排気中のNOxを濃縮する必要がある．
そこで平成25年度は，排気中のNOxだけを吸気に選択的に再循環する方法を提案し，その実現可能性を検討した．具体的には，NOx吸蔵作用をもつ貴金属触媒上にNOxを硝酸塩として一旦吸蔵し，それを，燃料を用いてNOにまで還元し吸気中に放出するものである．本研究では，市販のガソリン自動車用NOx吸蔵還元触媒を利用したリグ試験装置を試作し，モデルガスを用いた実験を行うことで，本方式の実現可能性について検討した．実験では，触媒上に吸着したNOxを再生する際に用いる還元剤の種類，反応温度，および空間速度の影響について調査した．その結果，還元剤にプロパンを含む燃料ガスを用い，反応温度を350℃とすれば，触媒上に吸着したNOの約25%を再生できることなどを見いだした．
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