ハニカムローター型吸着システムによる窒素酸化物後処理に関する数理モデル検証

抄録

燃焼器から排出される窒素酸化物（NO_x）を水素により還元してアンモニアを得る触媒反応（NO_x-To-Ammonia: NTA）を高効率および連続的なアンモニア製造プロセスとするための「ハニカムローター式吸着器」を提案する。ハニカムを三つのゾーンに領域分けし，それぞれ低温排ガスからのNO_x選択吸着ステップ，吸着NO_xの昇温脱離ステップ，排ガスレベルの温度までのセル冷却ステップで構成される。本研究では，ハニカム内の一つのセルに着目し，セル中のNO_x濃度変化および温度変化を数理モデルとして構築することで，ハニカムローター式吸着器を設計可能にすることを目的とした。NO_x選択吸着には，酸素，水蒸気を含む低温排ガスからNO_xだけを選択的に吸着する自動車用低温NO_x吸着材に実用されているパラジウムゼオライトを適用した。赤外分光により表面NO_x吸着種の経時変化を観測し，Pdゼオライト上のNO_x吸着ステップを作成した。また，吸着NO_xの昇温脱離を測定し，セルの伝熱式と組み合わせ，昇温脱離ステップでの吸着NO_x脱離プロセスをモデル化した。