DME/メタノール混合燃料のエンジン適合性と環境負荷低減に関する燃焼学的検討

• Project/Area Number: 08455097
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 伊藤 献一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80001163)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森川 多津子 (財)日本自動車研究所, 研究員 (90210153) ; 藤田 修 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10183930)
• Project Period (FY): 1996 – 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥7,300,000 (Direct Cost: ¥7,300,000); Fiscal Year 1997: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 1996: ¥6,100,000 (Direct Cost: ¥6,100,000)
• Keywords: 燃焼 / DME / メタノール / 触媒反応 / 有害排出物 / NOx / ホルムアルデヒド / 低環境負荷 / シミュレーション

Research Abstract

近年その製法が確立され新たな代替燃料として期待されるDME(ジメチルエーテル)のディーゼルエンジンへの適用の可能性を知る上での基礎的データとしてその触媒反応性について検討を行った。
前年度までの研究で、DME単体(ニート)あるいはDME/メタノール混合燃料を自動車用燃料として使用した場合を想定し、これらを燃料とする排ガスの触媒浄化に関する基礎的データを得てきた。とくに、NOx還元触媒(Co-γAl203やSn-γAl203)を利用し、酸素共存下での、これらの燃料成分やNOxの浄化特性について検討してきた。
本年度は、新たに触媒として市販のリーンエンジン排ガス用触媒を用い、同様な実験を行った。この結果、DMEは100°C付近で浄化が開始し300°C以上ではほぼ100%近い浄化率を示した。ただし、この浄化率は排ガス中のNOx濃度に強く影響をうけ、NOxが250ppm程度共存すると、反応温度は100°CC以上高くなる。これとあわ、NOxが共存すると、反応過程でホルムアルデヒドの生成される可能性が示された。一方、NOxはかなり低温度条件から濃度低下が観察され、触媒への吸着作用の強いことがわかった。これらの実験結果から、すでに実用化の実績のある触媒で、ある程度DME排ガス浄化が可能であることが示された。このことは、DMEをジ-ゼル代替燃料として使用した場合、すすの発生がほとんどないことを考えあわせると、その排気を触媒との組み合わせで、十分浄化できる可能性のあることを示している。
このほか、昨年からの使用しているNOx触媒あるいは酸化触媒(Pt-γAl203)を用いて、エンジン始動時等を想定した非定常実験も行い、触媒非定常作動特性に対し、触媒での吸着離脱現象が重要な役割を果たすことが示された。