本発明においてエンジンとは、燃料の燃� ��により発生する熱エネルギーを動力に変換� ��る機械、装置を意味し、内燃機関及び外燃� ��関のいずれであっても良い。中でも、ディ� ��ゼルエンジンが好ましい。

 NO _X とは、例えばNO、NO ₂ 、N ₂ O、N ₂ O ₅ などの窒素酸化物を意味する。被処理成分は 、このような窒素酸化物の他に、SO ₂ ,SO ₃ 等の硫黄酸化物(SO _X )、トルエン,ベンゼン,キシレン等の揮発性有 機化合物(VOCs)、ダイオキシン類,ハロゲン化� �香族物質,高縮合度芳香族炭化水素等の環境� ��染物質、炭化水素、CO、CO ₂ 、水蒸気(H ₂ O)等を含んでいても良い。

 本発明では、吸着工程においてこのよう� ��被処理成分を吸着剤に吸着(吸収ともいう)� �せ、脱着工程において吸着剤を加熱し被処� �成分を脱着(脱離ともいう)させ、冷却工程に おいて吸着層を通過した冷却用ガスをエンジ ンの吸気口に導入する。

 吸着剤が充填された吸着層と、吸着層内� ��吸着剤を加熱する伝熱流路とは互いに独立� ��ていることが好ましい。これにより、脱着� ��程において、吸着剤を加熱するための排ガ� ��と、加熱された吸着剤から脱着された被処� ��成分を搬送する脱着用ガスとを分離するこ� ��ができるので、吸着剤から被処理成分を効� ��良く脱着させることができる。

 前記冷却工程において、前記排ガスの少な� ��とも一部を前記冷却用ガスとして前記吸着� ��に導入することが好ましい。これにより、� ��わゆる排気ガス循環(Exhaust Gas Recirculation)� �構成され、エンジンの吸気中の酸素濃度が� �下するので、燃焼温度が低下し、NO _X の生成量を更に低減することができる。

 本発明の第1の排ガス処理装置は、前記脱着 工程において前記吸着剤から脱着した前記被 処理成分を含む前記脱着用ガスに対してプラ ズマ処理を行うプラズマリアクタを更に備え ることが好ましい。これにより、吸着剤から 脱着したNO _X を含む被処理成分を処理することができ、被 処理成分の系外への放出量を更に低減するこ とができる。

 前記プラズマリアクタが、沿面放電を発� ��する沿面放電素子を含んでいても良い。こ� ��により、被処理成分に対して効率よくプラ� ��マを印加することができる。

 この場合、前記沿面放電素子の前記沿面� ��電が発生する面に沿って前記脱着用ガスが� ��れるように前記脱着用ガスの流路を規制す� ��ガス流路規制形状が前記プラズマリアクタ� ��設けられていることが好ましい。これによ� ��、プラズマ発生領域に脱着用ガスを確実に� ��過させることができるので、被処理成分の� ��実な処理が可能になる。

 また、前記脱着用ガスが酸素濃度10vol%以下� ��低酸素ガスであることが好ましい。このよ� ��な低酸素ガス雰囲気でプラズマ処理を行う� ��とにより、NO _X の除去率を向上させることができる。

 前記低酸素ガスが、前記脱着工程におい� ��前記伝熱流路を通過した前記排ガスの少な� ��とも一部であることが好ましい。これによ� ��、低酸素ガスとして例えば窒素ガスを別途� ��意する必要がなく、排ガスを有効に利用で� ��、小型且つ低コストの排ガス処理装置を実� ��できる。

 前記脱着工程において、前記吸着層を通� ��した前記脱着用ガスの一部を再度前記吸着� ��に導入しても良い。これにより、限られた� ��の脱着用ガスを用いて吸着剤から被処理成� ��を効率的に脱着させることができる。

 前記脱着工程において前記吸着剤から脱着� ��た前記被処理成分を含む前記脱着用ガスを� ��記エンジンの吸気口に導入することが好ま� ��い。これにより、吸着剤から脱着したNO _X を含む被処理成分をエンジン内で処理するこ とができ、被処理成分の系外への放出量を更 に低減することができる。しかも、上述した プラズマリアクタが不要である。

 この場合、前記脱着用ガスが、前記脱着工� ��において前記伝熱流路を通過した前記排ガ� ��の少なくとも一部であることが好ましい。� ��れにより、いわゆる排気ガス循環(Exhaust Gas  Recirculation)が構成され、エンジンの吸気中� �酸素濃度が低下するので、燃焼温度が低下� �、NO _X の生成量を更に低減することができる。

 本発明の第1の排ガス処理装置は、前記吸 着工程において前記吸着層を通過する前記排 ガスを除湿するための除湿剤を更に備えるこ とが好ましい。これにより、吸着剤の吸着能 力を向上させることができる。

 本発明の第1の排ガス処理装置が前記吸着 塔を複数備え、前記吸着工程、前記脱着工程 、及び前記冷却工程からなる3工程を行うご� �に前記3工程を行う吸着塔を切り替えても良� ��。これにより、複数の吸着塔を用いて被処� ��成分の効率よい処理が可能になる。

 この場合、前記複数の吸着塔のうちの1つの 吸着塔を用いて前記吸着工程、前記脱着工程 、及び前記冷却工程からなる3工程を行い、� �れと並行して前記複数の吸着塔のうちの他� �1つの吸着塔の前記吸着剤に前記排ガス中のN O _X を含む被処理成分を吸着させることが好まし い。これにより、被処理成分の系外への放出 量を少なくすることができる。

 本発明の第2の排ガス処理装置において、前 記冷却用ガスが、前記排気口から排出された 前記排ガスを含むことが好ましい。これによ り、いわゆる排気ガス循環(Exhaust Gas Recircula tion)が構成され、エンジンの吸気中の酸素濃� ��が低下するので、燃焼温度が低下し、NO _X の生成量を更に低減することができる。

 本発明の第2の排ガス処理装置が、前記吸着 層を通過した前記脱着用ガスに対してプラズ マ処理を行うプラズマリアクタを更に備える ことが好ましい。これにより、吸着剤から脱 着したNO _X を含む被処理成分を処理することができ、被 処理成分の系外への放出量を更に低減するこ とができる。

 本発明の第2の排ガス処理装置が、前記吸 着層を通過した前記脱着用ガスの一部を前記 吸着層に導入するための脱着用ガス循環流路 を更に備えることが好ましい。これにより、 限られた量の脱着用ガスを用いて吸着剤から 被処理成分を効率的に脱着させることができ る。

 本発明の第2の排ガス処理装置が、前記吸着 層を通過した前記脱着用ガスを前記エンジン の吸気口に導入するための吸着層-吸気口間� �着用ガス流路を更に備えることが好ましい� �これにより、吸着剤から脱着したNO _X を含む被処理成分をエンジン内で処理するこ とができ、被処理成分の系外への放出量を更 に低減することができる。しかも、上述した プラズマリアクタが不要である。

 以下、本発明を具体例を示しながらより� ��細に説明する。但し、本発明は以下の具体� ��に限定されないことは言うまでもない。

 (実施の形態1)
 図1A、図1B、図1Cは、それぞれ、本発明の実� ��の形態1に係る排ガス処理装置の吸着工程、 脱着工程、冷却工程でのガスの流れを示す図 である。図1A~図1Cに示した記号の意味を図2に 示す。図2に示すように、実線はガスが流通� �ている流路(配管)、破線はガスが流通してい ない流路(配管)を示す。白抜きのバルブ(開閉 弁)記号は開いたバルブを示し、黒塗りのバ� �ブ(開閉弁)記号は閉じたバルブを示す。

 本実施の形態1の排ガス処理装置は、吸着 剤が充填された吸着層及び前記吸着層に対し て熱伝達を行う伝熱流路を有する吸着塔20と� ��排気口-吸着層間排ガス流路と、排気口-伝� �流路間排ガス流路と、脱着用ガス流路と、� �却用ガス流路と、吸着層-吸気口間冷却用ガ� ��流路と、脱着用ガス循環流路とを備える。

 排気口-吸着層間排ガス流路は、エンジン 10の排気口10eから排出された排ガスを吸着塔2 0の吸着層に導入する流路であって、本実施� �形態1では、図1Aに実線で示されているよう� �、エンジン10の排気口10eからバルブ72、DPF(Die sel Particulate Filter)40、ラジエータ50、三方弁7 0をこの順に通過し吸着塔20に至る流路が該当 する。

 排気口-伝熱流路間排ガス流路は、エンジ ン10の排気口10eから排出された排ガスを吸着� ��20の伝熱流路に導入する流路であって、本� �施の形態1では、図1Bに実線で示されている� �うに、エンジン10の排気口10eからバルブ73を� ��り、吸着塔20の伝熱流路に至る流路が該当� �る。

 脱着用ガス流路は、脱着用ガス92を吸着� �20の吸着層に導入する流路であって、本実施 の形態1では、図1Bに実線で示されているよう に、バルブ74から吸着塔20の吸着層に至る流� �が該当する。

 冷却用ガス流路は、冷却用ガス93を吸着� �20の吸着層に導入する流路であって、本実施 の形態1では、図1Cに実線で示されているよう に、バルブ75から吸着塔20の吸着層に至る流� �が該当する。

 吸着層-吸気口間冷却用ガス流路は、吸着 塔20の吸着層を通過した冷却用ガスをエンジ� ��10の吸気口10iに導入する流路であって、本� �施の形態1では、図1Cに実線で示されている� �うに、吸着塔20の吸着層からバルブ77を通過� ��てエンジン10の吸気口10iに至る流路が該当� �る。

 脱着用ガス循環流路は、吸着塔20の吸着� �を通過した脱着用ガスの一部を吸着層に導� �する流路であって、本実施の形態1では、図1 Bに実線で示されているように、吸着塔20の吸 着層の脱着用ガス出口からバルブ61、送風機6 0を通り吸着塔20の吸着層の脱着用ガス入口に 至る流路が該当する。

 本実施の形態の排ガス処理装置は、図1A� �吸着工程、図1Bの脱着工程、図1Cの冷却工程� ��この順に行う繰り返し単位を繰り返して行� ��。

 吸着工程では、吸着塔20の吸着剤が、エン� �ン10から排出される排ガス中に含まれるNO _X を含む被処理成分を吸着する。吸着工程での ガスの流れを図1Aを用いて説明する。エンジ� ��10は、バルブ71を通じて大気91を吸入し、NO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ72を通り、DPF40で排ガス中� �粒子状物質(例えば、すす)が除去された後、 ラジエータ50で冷却され、三方弁70を通過し� �着塔20の吸着層を通過する。吸着層には吸着 剤が充填されており、排ガスが吸着剤の隙間 を通過する際に、吸着剤は排ガス中に含まれ たNO _X を含む被処理成分を吸着する。被処理成分が 吸着された排ガスは、バルブ75を通過して大� ��中に放出される。

 脱着工程では、上記の吸着工程で吸着塔20� �吸着剤に吸着された被処理成分を吸着剤か� �脱着させて、吸着剤を再生する。被処理成� �を脱着させるために、被処理成分を吸着し� �吸着剤を排ガスの熱を利用して加熱する。� �着工程でのガスの流れを図1Bを用いて説明す る。エンジン10は、バルブ71を通じて大気91を 吸入し、NO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ73を通り、吸着塔20の伝熱� �路を通過する。排ガスが伝熱流路を通過す� �際、排ガスの熱エネルギーが吸着塔20内の吸 着層の吸着剤に伝達される。その結果、吸着 塔20内の吸着剤は加熱され、一方、排ガスは� ��却される。冷却された排ガスは、DPF40で排� �ス中の粒子状物質(例えば、すす)が除去され た後、ラジエータ50で更に冷却され、三方弁7 0を通過し、大気中に放出される。一方、脱� �用ガス92がバルブ74を通過し、吸着塔20の吸� �層を通過する。吸着層内の吸着剤は排ガス� �より加熱されているので、吸着剤に吸着さ� �ていた被処理成分が脱着されて脱着用ガス� �とともに吸着塔20外に運び出される。被処理 成分を含む脱着用ガスの一部は、バルブ61及� ��送風機60を通過して吸着塔20の吸着層に再度 流入し、残りは、バルブ76を通過してプラズ� ��リアクタ30に流入する。プラズマリアクタ30 は、脱着用ガスに対してプラズマ処理を行い 、脱着用ガスに含まれる被処理成分であるNO _X をN ₂ に還元する。その後、還元されたN ₂ を含む脱着用ガスは大気中に放出される。

 冷却工程では、上記の脱着工程で加熱され� ��吸着塔20の吸着剤を、被処理成分を吸着可� �な温度にまで冷却する。冷却工程でのガス� �流れを図1Cを用いて説明する。冷却用ガス93� ��しての大量の大気が、バルブ75を通過して� �吸着塔20の吸着層を通過する。吸着塔20内の� ��着剤は、吸着層を通過する大気により急速� ��冷却される。吸着塔20を通過した大気は、� �ルブ77を通過してエンジン10の吸気口10iに流� ��する。エンジン10は、バルブ71を通過した大 気91と吸着塔20を通過した大気とを吸入し、NO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ72を通り、DPF40で排ガス中� �粒子状物質(例えば、すす)が除去された後、 ラジエータ50で冷却され、三方弁70を通過し� �大気中に放出される。

 以上のように、本実施の形態によれば、冷� ��工程において吸着塔20の吸着層を通過した� �気をエンジン10の吸気口10iに導入する。冷却 工程の初期では、吸着剤はまだ高温であるの で、吸着層を通過した大気は被処理成分であ るNO _X を含むことがある。この場合、エンジン10に� ��入する吸気にはNO _X が含まれることになる。吸気中のNO _X の一部はエンジン10により分解される。従っ� ��、吸着層を通過した大気をエンジン10の吸� �口10iに流入させない場合に比べて、少ない� �ネルギー消費量でNO _X の系外への総排出量を低減することができる 。また、吸着剤から被処理成分を脱着させて 吸着剤を再生するために排ガスの熱エネルギ ーを使用するので、この点でもエネルギー消 費量を低減することができる。更に、被処理 成分の処理に湿式工程を含まないので、処理 液の維持管理などに関する従来の問題は発生 しない。

 上記の実施の形態は一例であり、本発明� ��これに限定されず、種々の変更が可能であ� ��。

 上記の脱着工程(図1B)では、吸着塔20の吸着� ��を通過した脱着用ガスに対して、プラズマ� ��アクタ30でプラズマ処理を行ったが、本発� �はこれに限定されない。例えば、吸着工程� �脱着工程、及び冷却工程からなる繰り返し� �位を繰り返して行う場合において、プラズ� �処理を行う脱着工程と行わない脱着工程と� �混在していても良い。特に、運転開始直後� �は、吸着塔20の吸着層を通過した脱着用ガス に含まれるNO _X の量は相対的に少ない場合がある。このよう な場合は、プラズマ処理を省略することがで きる。あるいは、プラズマリアクタ30を省略� ��、プラズマ処理を全く行わなくても良い。� ��ラズマ処理を省略すれば、これに要するエ� ��ルギーを削減することができる。また、プ� ��ズマリアクタ30を省略すれば、更に装置の� �型化と低コスト化が可能になる。

 上記の脱着工程(図1B)では、吸着塔20の吸� ��層を通過した脱着用ガスの一部をバルブ61� �び送風機60を通過して吸着塔20の吸着層に再� ��流入させた。これは、バルブ74を通過して� �給される限られた量の脱着用ガスを用いて� �吸着層を通過する脱着用ガスの流量を増大� �せるためである。これにより、脱着工程に� �する時間を短くすることができる。吸着層� �再度流入させる脱着用ガスの量(流量)は送風 機60の風速を変えることにより調整できる。� ��し、本発明では、バルブ61及び送風機60を含 む脱着用ガス循環流路を省略しても良い。

 上記の冷却工程(図1C)では、エンジン10に� ��、吸着塔20の吸着層を通過した大気に加え� �、バルブ71を通過した大気を流入させた。こ れは、バルブ71を閉じた場合に、エンジン10� �よる吸気系の圧力損失が大きくなりすぎな� �ようにするためである。但し、本発明はこ� �に限定されず、冷却工程では、バルブ71を閉 じて吸着塔20の吸着層を通過した大気のみを� ��入させても良い。

 上記の冷却工程(図1C)において、吸着塔20の� ��着層に導入される冷却用ガス93として大気� �用いたが、本発明はこれに限定されず、例� �ばラジエータ50で冷却された排ガスの少なく とも一部を用いても良い。これにより、冷却 された排ガスが吸着塔20の吸着層を通過した� ��エンジン10の吸気口10iに流入する。従って� �いわゆる排気ガス循環(Exhaust Gas Recirculation) が構成され、エンジン10の吸気中の酸素濃度� ��低下する。その結果、燃焼温度が低下し、� ��ガス中のNO _X 含有量を更に低下させることができる。

 図1A~図1Cの配管図は一例であって、本発� �はこれに限定されない。例えば、三方弁を� �ルブで置き換えたり、逆にバルブを三方弁� �置き換えたりしても良い。また、バルブや� �方弁の位置を変更しても良い。例えば、バ� �ブ73の位置を吸着塔20の伝熱流路とDPF40との� �の流路上に変更しても良い。これにより、� �ルブ73に要求される耐熱性の程度を低下させ ることができる。

 (実施の形態2)
 図3A、図3B、図3Cは、それぞれ、本発明の実� ��の形態2に係る排ガス処理装置の吸着工程、 脱着工程、冷却工程でのガスの流れを示す図 である。図3A~図3Cに示した記号の意味は図2に 示した通りである。図1A~図1Cと同一の部材に� ��同一の符号を付して、それらの説明を省略� ��る。

 本実施の形態2は、送風機60、プラズマリ� ��クタ30が省略されている点、及び、三方弁70 とバルブ77とを結び、バルブ61及び吸着塔20を 通らない経路上にバルブ79が設けられている� ��、で実施の形態1と異なる。

 本実施の形態2の排ガス処理装置は、吸着 剤が充填された吸着層及び前記吸着層に対し て熱伝達を行う伝熱流路を有する吸着塔20と� ��排気口-吸着層間排ガス流路と、排気口-伝� �流路間排ガス流路と、脱着用ガス流路と、� �却用ガス流路と、吸着層-吸気口間冷却用ガ� ��流路と、吸着層-吸気口間脱着用ガス流路と を備える。

 排気口-吸着層間排ガス流路は、エンジン 10の排気口10eから排出された排ガスを吸着塔2 0の吸着層に導入する流路であって、本実施� �形態2では、図3Aに実線で示されているよう� �、エンジン10の排気口10eからバルブ72、DPF(Die sel Particulate Filter)40、ラジエータ50、三方弁7 0、バルブ79をこの順に通過し吸着塔20に至る� ��路が該当する。

 排気口-伝熱流路間排ガス流路は、エンジ ン10の排気口10eから排出された排ガスを吸着� ��20の伝熱流路に導入する流路であって、本� �施の形態2では、図3Bに実線で示されている� �うに、エンジン10の排気口10eからバルブ73を� ��り、吸着塔20の伝熱流路に至る流路が該当� �る。

 脱着用ガス流路は、吸着塔20の伝熱流路� �通過した排ガスを脱着用ガスとして吸着塔20 の吸着層に導入する流路であって、本実施の 形態2では、図3Bに実線で示されているように 、バルブ61から吸着塔20の吸着層に至る流路� �該当する。

 冷却用ガス流路は、冷却用ガス93を吸着� �20の吸着層に導入する流路であって、本実施 の形態2では、図3Cに実線で示されているよう に、バルブ75から吸着塔20の吸着層に至る流� �が該当する。

 吸着層-吸気口間冷却用ガス流路は、吸着 塔20の吸着層を通過した冷却用ガスをエンジ� ��10の吸気口10iに導入する流路であって、本� �施の形態2では、図3Cに実線で示されている� �うに、吸着塔20の吸着層からバルブ77を通過� ��てエンジン10の吸気口10iに至る流路が該当� �る。

 吸着層-吸気口間脱着用ガス流路は、吸着 塔20の吸着層を通過した脱着用ガスをエンジ� ��10の吸気口10iに導入する流路であって、本� �施の形態2では、図3Bに実線で示されている� �うに、吸着塔20の吸着層からバルブ77を通過� ��てエンジン10の吸気口10iに至る流路が該当� �る。

 本実施の形態の排ガス処理装置は、図3A� �吸着工程、図3Bの脱着工程、図3Cの冷却工程� ��この順に行う繰り返し単位を繰り返して行� ��。

 吸着工程(図3A)では、バルブ79を開き、実� ��の形態1の吸着工程(図1A)と同様の処理が行� �れる。従って、詳細な説明を省略する。

 脱着工程(図3B)では、上記の吸着工程で吸着 塔20の吸着剤に吸着された被処理成分を吸着� ��から脱着させて、吸着剤を再生する。被処� ��成分を脱着させるために、被処理成分を吸� ��した吸着剤を排ガスの熱を利用して加熱す� ��。脱着工程でのガスの流れを説明する。エ� ��ジン10は、その排気口10eからNO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ73を通り、吸着塔20の伝熱� �路を通過する。排ガスが伝熱流路を通過す� �際、排ガスの熱エネルギーが吸着塔20内の吸 着層の吸着剤に伝達される。その結果、吸着 塔20内の吸着剤は加熱され、一方、排ガスは� ��却される。冷却された排ガスは、DPF40で排� �ス中の粒子状物質(例えば、すす)が除去され た後、ラジエータ50で更に冷却され、三方弁7 0を通過し、その一部はバルブ76を通過し大気 中に放出され、残りはバルブ61を通過する。� ��ルブ61を通過した排ガスは、吸着塔20の吸着 層に流入する。吸着層内の吸着剤は伝熱流路 を通過した排ガスにより加熱されているので 、吸着剤に吸着されていた被処理成分が脱着 されて排ガスととともに吸着塔20外に運び出� ��れる。被処理成分を含む排ガスは、バルブ7 7を通過してエンジン10の吸気口10iに流入する 。エンジン10は、バルブ71を通過した大気91と 吸着塔20を通過した被処理成分を含む排ガス� ��を吸入する。

 冷却工程(図3C)では、実施の形態1の冷却� �程(図1C)と同様の処理が行われる。従って、� ��細な説明を省略する。冷却工程において、� ��ルブ79は開いていても閉じていても良い。

 以上のように、本実施の形態2は、脱着工 程において実施の形態1と異なる。具体的に� �、以下の2点で異なる。

 第1に、吸着塔20の吸着剤から脱着された被� ��理成分であるNO _X を含むガスはエンジン10の吸気口10iに導入さ� ��る。エンジン10に導入されたNO _X の少なくとも一部はエンジン10により分解さ� ��る。実施の形態1では、脱着工程において吸 着塔20の吸着剤から脱着されたNO _X を分解するためにはプラズマリアクタ30を用� ��てプラズマ処理を行う必要がある。これに� ��して、本実施の形態2では、エンジン10を用� ��てNO _X の少なくとも一部を分解することができる。 従って、脱着工程においてプラズマ処理を行 わなくてもNO _X の系外への排出量を低減することができると ともに、プラズマ処理に要するエネルギーを 削減することができる。よって、本実施の形 態2では、NO _X の系外への排出量の低減と、プラズマリアク タ30の省略による消費エネルギーの削減及び� ��置の小型化・低コスト化とを両立すること� ��できる。

 第2に、吸着塔20の吸着層に導入される脱着� ��ガスとして、エンジン10の排ガスを用いて� �る。そして、吸着層を通過した排ガスをエ� �ジン10の吸気口10iに導入する。これにより、 いわゆる排気ガス循環(Exhaust Gas Recirculation)� ��構成され、エンジン10の吸気中の酸素濃度� �低下する。その結果、燃焼温度が低下し、� �ガス中のNO _X 含有量を更に低下させることができる。

 本実施の形態2の脱着工程において、実施 の形態1と同様に、脱着用ガスとして排ガス� �外の気体を用いることも可能である。

 本実施の形態2は、上記以外は実施の形態 1と同じであり、実施の形態1と同様の効果を� ��する。また、実施の形態1で説明した種々の 変更例は、本実施の形態2にもそのまま、あ� �いは自明の修正を加えて適用することがで� �、その場合は実施の形態1と同様の効果を奏� ��る。

 (実施の形態3)
 本発明の実施の形態3に係る排ガス処理装置 は、吸着塔を2つ有する点で、吸着塔を1つの� ��有する実施の形態1に係る排ガス処理装置と 異なる。

 本実施の形態の排ガス処理装置は、脱着� ��程、冷却工程、吸着工程からなる3工程を行 うごとにこの3工程を行う吸着塔を切り替え� �。即ち、2つの吸着塔のうちの一方(第1吸着� �)について脱着工程、冷却工程、吸着工程を� ��い、次いで、他方(第2吸着塔)について脱着� ��程、冷却工程、吸着工程を行う。以下、こ� ��を繰り返す。図4A、図4B、図4Cは、それぞれ� ��本発明の実施の形態3に係る排ガス処理装置 において、第1吸着塔についての脱着工程、� �却工程、吸着工程でのガスの流れを示す図� �ある。図4A~図4Cに示した記号の意味は図2に� �した通りである。図4A~図4Cにおいて、図1A~図 1C、図3A~図3Cと同一の部材には同一の符号を� �して、それらの説明を省略する。第1吸着塔� ��び第2吸着塔のいずれかのみに対応する部材 については、図1A~図1C、図3A~図3C中のこれと� �一の部材に付された符号に添字「a」又は「b 」を付して区別している。第2吸着塔につい� �の脱着工程、冷却工程、吸着工程でのガス� �流れは、図4A、図4B、図4Cと対称であるので� �示を省略する。

 第1吸着塔20aについての脱着工程では、第1� �着塔20aの吸着剤に吸着された被処理成分を� �着剤から脱着させて、第1吸着塔20aの吸着剤� ��再生する。被処理成分を脱着させるために� ��被処理成分を吸着した吸着剤を排ガスの熱� ��利用して加熱する。一方、第2吸着塔20bは、 エンジン10からの排ガス中の被処理成分を吸� ��する。脱着工程でのガスの流れを図4Aを用� �て説明する。エンジン10は、バルブ71を通じ� ��大気91を吸入し、NO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ73aを通り、第1吸着塔20aの� �熱流路を通過する。排ガスが伝熱流路を通� �する際、排ガスの熱エネルギーが第1吸着塔2 0a内の吸着層の吸着剤に伝達される。その結� ��、第1吸着塔20a内の吸着剤は加熱され、一方 、排ガスは冷却される。冷却された排ガスは 、DPF40で排ガス中の粒子状物質(例えば、すす )が除去された後、ラジエータ50で更に冷却さ れ、三方弁70を通過し、第2吸着塔20bの吸着層 を通過する。吸着層には吸着剤が充填されて おり、排ガスが吸着剤の隙間を通過する際に 、吸着剤は排ガス中に含まれたNO _X を含む被処理成分を吸着する。第2吸着塔20b� �通過し被処理成分が吸着された排ガスは、� �ルブ78bを通過して大気中に放出される。一� �、脱着用ガス92がバルブ74aを通過し、第1吸� �塔20aの吸着層を通過する。第1吸着塔20aの吸� ��層内の吸着剤は排ガスにより加熱されてい� ��ので、吸着剤に吸着されていた被処理成分� ��脱着されて脱着用ガスととともに第1吸着塔 20a外に運び出される。被処理成分を含む脱着 用ガスの一部は、バルブ61a及び送風機60aを通 過して第1吸着塔20aの吸着層に再度流入し、� �りは、バルブ76aを通過してプラズマリアク� �30に流入する。プラズマリアクタ30は、脱着� ��ガスに対してプラズマ処理を行い、脱着用� ��スに含まれる被処理成分であるNO _X をN ₂ に還元する。その後、還元されたN ₂ を含む脱着用ガスは大気中に放出される。

 第1吸着塔20aについての冷却工程では、上記 の脱着工程で加熱された第1吸着塔20aの吸着� �を、被処理成分を吸着可能な温度にまで冷� �する。一方、第2吸着塔20bは、エンジン10か� �の排ガス中の被処理成分を吸着する。冷却� �程でのガスの流れを図4Bを用いて説明する。 冷却用ガス93としての大量の大気が、バルブ7 8aを通過して、第1吸着塔20aの吸着層を通過す る。第1吸着塔20a内の吸着剤は、吸着層を通� �する大気により急速に冷却される。第1吸着� ��20aを通過した大気は、バルブ77aを通過して� ��ンジン10の吸気口10iに流入する。エンジン10 は、バルブ71を通過した大気と第1吸着塔20aを 通過した大気91とを吸入し、NO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ72を通り、DPF40で排ガス中� �粒子状物質(例えば、すす)が除去された後、 ラジエータ50で冷却され、三方弁70を通過し� �第2吸着塔20bの吸着層を通過する。排ガスが� ��2吸着塔20bの吸着層を通過する際に、吸着層 内の吸着剤は排ガス中に含まれたNO _X を含む被処理成分を吸着する。第2吸着塔20b� �通過し被処理成分が吸着された排ガスは、� �ルブ78bを通過して大気中に放出される。

 第1吸着塔20aについての吸着工程では、第1� �着塔20a及び第2吸着塔20bが、エンジン10から� �出される排ガス中に含まれるNO _X を含む被処理成分を吸着する。吸着工程での ガスの流れを図4Cを用いて説明する。エンジ� ��10は、バルブ71を通じて大気91を吸入し、NO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ72を通り、DPF40で排ガス中� �粒子状物質(例えば、すす)が除去された後、 ラジエータ50で冷却され、三方弁70を通過し� �2吸着塔20bの吸着層を通過する。排ガスが第2 吸着塔20bの吸着層を通過する際に、吸着層内 の吸着剤は排ガス中に含まれたNO _X を含む被処理成分を吸着する。第2吸着塔20b� �通過した排ガスは、バルブ75bを通過し第1吸� ��塔20aの吸着層を通過する。この吸着層にも� ��着剤が充填されており、排ガスが吸着剤の� ��間を通過する際に、吸着剤は排ガス中に含� ��れたNO _X を含む被処理成分を吸着する。このように、 第2吸着塔20b、第1吸着塔20aで被処理成分を吸� ��された排ガスは、バルブ78aを通過して大気� ��に放出される。

 その後、第2吸着塔20bについての脱着工程 、冷却工程、吸着工程を行う。第2吸着塔20b� �ついての脱着工程、冷却工程、吸着工程で� �ガスの流れは、上記の説明を、図4A~図4Cに示 した部材の符号の添字「a」と「b」とを入れ� ��えて読めば良い。上記の第1吸着塔20aについ ての脱着工程、冷却工程、吸着工程において 第2吸着塔20bの吸着剤に吸着された被処理成� �は第2吸着塔20bについての脱着工程により脱� ��され、第2吸着塔20bの吸着剤は再生される。 以下、第1吸着塔20aと第2吸着塔20bとを交互に� ��り替えて、それぞれについて脱着工程、冷� ��工程、吸着工程を行う。

 以上のように、本実施の形態によれば、実� ��の形態1と同様に、冷却工程において吸着塔 の吸着層を通過した大気をエンジン10の吸気� ��10iに導入する。冷却工程の初期では、吸着� ��はまだ高温であるので、吸着層を通過した� ��気は被処理成分であるNO _X を含むことがある。この場合、エンジン10に� ��入する吸気にはNO _X が含まれることになる。吸気中のNO _X の一部はエンジン10により分解される。従っ� ��、吸着層を通過した大気をエンジン10の吸� �口10iに流入させない場合に比べて、NO _X の系外への総排出量を低減することができる 。また、吸着剤から被処理成分を脱着させて 吸着剤を再生するために排ガスの熱エネルギ ーを使用するので、この点でもエネルギー消 費量を低減することができる。更に、被処理 成分の処理に湿式工程を含まないので、処理 液の維持管理などに関する従来の問題は発生 しない。

 また、実施の形態1と異なり、本実施の形 態では、2つの吸着塔のうちの一方の吸着塔� �ついて脱着工程、冷却工程、吸着工程を行� �ている間、他方の吸着塔は常に排ガス中に� �まれた被処理成分を吸着している。従って� �実施の形態1に比べて、被処理成分の系外へ� ��総排出量を少なくすることができる。

 上記の実施の形態は一例であり、本発明� ��これに限定されず、種々の変更が可能であ� ��。

 例えば、上記の第1吸着塔20aについての脱着 工程(図4A)において、プラズマリアクタ30を通 過した脱着用ガスを大気中に放出するのでは なく、第2吸着塔20bの吸着層に流入させても� �い。これにより、プラズマリアクタ30におい て還元されなかったNO _X を第2吸着塔20bの吸着剤に吸着させることが� �きるので、NO _X の大気中への放出量を低減することができる 。第2吸着塔20bについての脱着工程において� �同様である。

 上記の第1吸着塔20aについての脱着工程(図4A )では、吸着塔20aの吸着層を通過した脱着用� �スに対して、プラズマリアクタ30でプラズマ 処理を行ったが、本発明はこれに限定されな い。例えば、吸着工程、脱着工程、及び冷却 工程からなる繰り返し単位を繰り返して行う 場合において、プラズマ処理を行う脱着工程 と行わない脱着工程とが混在していても良い 。特に、運転開始直後では、吸着塔20の吸着� ��を通過した脱着用ガスに含まれるNO _X の量は相対的に少ない場合がある。このよう な場合は、プラズマ処理を省略することがで きる。第2吸着塔20bについての脱着工程にお� �ても同様である。あるいは、プラズマリア� �タ30を省略し、プラズマ処理を全く行わなく ても良い。プラズマ処理を省略すれば、これ に要するエネルギーを削減することができる 。また、プラズマリアクタ30を省略すれば、� ��に装置の小型化と低コスト化が可能になる� ��

 上記の第1吸着塔20aについての脱着工程(� �4A)では、第1吸着塔20aの吸着層を通過した脱� ��用ガスの一部をバルブ61a及び送風機60aを通� ��して第1吸着塔20aの吸着層に再度流入させた 。これは、バルブ74aを通過して供給される限 られた量の脱着用ガスを用いて、吸着層を通 過する脱着用ガスの流量を増大させるためで ある。これにより、脱着工程に要する時間を 短くすることができる。吸着層に再度流入さ せる脱着用ガスの量(流量)は送風機60aの風速� ��変えることにより調整できる。但し、本発� ��では、バルブ61a及び送風機60aを含む脱着用� ��ス循環流路を省略しても良い。第2吸着塔20b についての脱着工程においても同様である。

 上記の第1吸着塔20aについての冷却工程(� �4B)では、エンジン10には、第1吸着塔20aの吸� �層を通過した大気に加えて、バルブ71を通過 した大気を流入させた。これは、バルブ71を� ��じた場合に、エンジン10による吸気系の圧� �損失が大きくなりすぎないようにするため� �ある。但し、本発明はこれに限定されず、� �却工程では、バルブ71を閉じて第1吸着塔20a� �吸着層を通過した大気のみを流入させても� �い。第2吸着塔20bについての冷却工程におい� ��も同様である。

 上記の第1吸着塔20aについての冷却工程(図4B )において、第1吸着塔20aの吸着層に導入され� ��冷却用ガス93として大気を用いたが、本発� �はこれに限定されず、例えばラジエータ50で 冷却され第2吸着塔20bを通過した浄化された� �ガスの少なくとも一部を用いても良い。こ� �により、冷却された排ガスが第1吸着塔20aの� ��着層を通過した後エンジン10の吸気口10iに� �入する。従って、いわゆる排気ガス循環(Exha ust Gas Recirculation)が構成され、エンジン10の� ��気中の酸素濃度が低下する。その結果、燃� ��温度が低下し、排ガス中のNO _X 含有量を更に低下させることができる。第2� �着塔20bについての冷却工程においても同様� �ある。

 上記の実施の形態では、脱着工程、冷却� ��程、吸着工程をこの順に行うごとに吸着塔� ��切り替えたが、本発明はこれに限定されず� ��例えば、吸着工程、脱着工程、冷却工程を� ��の順に行うごとに吸着塔を切り替えても良� ��。

 図4A~図4Cの配管図は一例であって、本発� �はこれに限定されない。例えば、三方弁を� �ルブで置き換えたり、逆にバルブを三方弁� �置き換えたりしても良い。また、バルブや� �方弁の位置を変更しても良い。例えば、バ� �ブ73a,73bの位置を吸着塔20a,20bの伝熱流路とDPF 40との間の流路上に変更しても良い。これに� ��り、バルブ73a,73bに要求される耐熱性の程度 を低下させることができる。

 排ガス処理装置が3以上の吸着塔を有して いても良い。

 (実施の形態4)
 本発明の実施の形態4に係る排ガス処理装置 は、吸着塔を2つ有する点で実施の形態3に係� ��排ガス処理装置と共通する。但し、脱着工� ��に関して、本実施の形態4は実施の形態2と� �じである点で、実施の形態1と同じである実� ��の形態3と異なる。

 本実施の形態4の排ガス処理装置は、実施 の形態3のそれと同様に、脱着工程、冷却工� �、吸着工程からなる3工程を行うごとにこの3 工程を行う吸着塔を切り替える。図5A、図5B� �図5Cは、それぞれ、本発明の実施の形態4に� �る排ガス処理装置において、第1吸着塔につ� ��ての脱着工程、冷却工程、吸着工程でのガ� ��の流れを示す図である。図5A~図5Cに示した� �号の意味は図2に示した通りである。図5A~図5 Cにおいて、図3A~図3C、図4A~図4Cと同一の部材� ��は同一の符号を付して、それらの説明を省� ��する。第2吸着塔についての脱着工程、冷却 工程、吸着工程でのガスの流れは、図5A、図5 B、図5Cと対称であるので図示を省略する。

 本実施の形態3は、送風機60a,60b、プラズ� �リアクタ30が省略されている点、及び、三方 弁70とバルブ77a,77bとを結び、バルブ61a,61b及� �吸着塔20a,20bを通らない経路上にバルブ79a,79b が設けられている点、で実施の形態3と異な� �。

 第1吸着塔20aについての脱着工程(図5A)では� �第1吸着塔20aの吸着剤に吸着された被処理成� ��を吸着剤から脱着させて、第1吸着塔20aの吸 着剤を再生する。被処理成分を脱着させるた めに、被処理成分を吸着した吸着剤を排ガス の熱を利用して加熱する。一方、第2吸着塔20 bは、エンジン10からの排ガス中の被処理成分 を吸着する。脱着工程でのガスの流れを説明 する。エンジン10は、その排気口10eからNO _X を含む被処理成分を含む排ガスを排出する。 排ガスは、バルブ73aを通り、第1吸着塔20aの� �熱流路を通過する。排ガスが伝熱流路を通� �する際、排ガスの熱エネルギーが第1吸着塔2 0a内の吸着層の吸着剤に伝達される。その結� ��、第1吸着塔20a内の吸着剤は加熱され、一方 、排ガスは冷却される。冷却された排ガスは 、DPF40で排ガス中の粒子状物質(例えば、すす )が除去された後、ラジエータ50で更に冷却さ れ、三方弁70、バルブ79bを通過し、第2吸着塔 20bの吸着層を通過する。吸着層には吸着剤が 充填されており、排ガスが吸着剤の隙間を通 過する際に、吸着剤は排ガス中に含まれたNO _X を含む被処理成分を吸着する。第2吸着塔20b� �通過し被処理成分が吸着された排ガスは、� �ルブ75bを通過し、その一部はバルブ76aを通� �し大気中に放出され、残りはバルブ61aを通� �し、第1吸着塔20aの吸着層に流入する。吸着� ��内の吸着剤は伝熱流路を通過した排ガスに� ��り加熱されているので、吸着剤に吸着され� ��いた被処理成分が脱着されて排ガスととと� ��に第1吸着塔20a外に運び出される。被処理成 分を含む排ガスは、バルブ77aを通過してエン ジン10の吸気口10iに流入する。エンジン10は� �バルブ71を通過した大気91と吸着塔20を通過� �た被処理成分を含む排ガスとを吸入する。

 第1吸着塔20aについての冷却工程(図5B)で� �、図4Bで説明したのと同様の処理が行われる 。従って、詳細な説明を省略する。このとき 、バルブ79aは開いていても閉じていても良い 。バルブ79bは開かれる。

 第1吸着塔20aについての吸着工程(図5C)で� �、バルブ79A,79bを開き図4Cで説明したのと同� �の処理が行われる。従って、詳細な説明を� �略する。

 第2吸着塔20bについての脱着工程、冷却工 程、吸着工程でのガスの流れは、上記の説明 を、部材の符号の添字「a」と「b」とを入れ� ��えて読めば良い。

 本実施の形態4は、上記以外は実施の形態 3と同じであり、実施の形態3と同様の効果を� ��する。更に、脱着工程は実施の形態2と同じ であるので、実施の形態2と同様の効果をも� �する。

 実施の形態2で説明したように、脱着工程 において、脱着用ガスとして排ガス以外の気 体を用いることも可能である。

 また、実施の形態2,3で説明した種々の変� ��例は、本実施の形態4にもそのまま、あるい は自明の修正を加えて適用することができ、 その場合は実施の形態2,3と同様の効果を奏す る。

 (吸着塔)
 本発明の排ガス処理装置に用いられる吸着� ��20,20a,20bの一実施形態を説明する。図6Aは吸� ��塔20,20a,20bの側面図、図6Bは図6Aの矢印6Bの方 向から見た吸着塔20,20a,20bの透視図、図6Cは図 6Aの矢印6Cの方向から見た吸着塔20,20a,20bの透� ��図である。

 吸着塔20,20a,20bは、略四角錐体形状の第1� �び第2ダクト21,22と中空四角柱形状の本体25と を備える。本体25の一端のフランジ25aが第1ダ クト21のフランジ21aと接続され、本体25の他� �のフランジ25bが第2ダクト22のフランジ22aと� �続されて、本体25とこれを挟む第1及び第2ダ� ��ト21,22とが一体化されている。第1ダクト21� �び第2ダクト22は、それぞれ排ガス処理装置� �配管と接続される第1接続口21b及び第2接続口 22bを備える。

 本体25の両端近傍の対角位置に第3及び第4 ダクト23,24が形成されている。第3ダクト23及� ��第4ダクト24は、それぞれ排ガス処理装置の� ��管と接続される第3接続口23b及び第4接続口24 bを備える。

 本体25内には、吸着剤26aが充填された複� �の吸着層26と、複数の伝熱流路27とが交互に� ��置されている。複数の吸着層26は、第1及び� ��2ダクト21,22を介して第1及び第2接続口21b,22b� ��接続されている。また、複数の伝熱流路27� �、第3及び第4ダクト23,24を介して第3及び第4� �続口23b,24bと接続されている。吸着剤26aが吸� ��層26から外にこぼれ出ないように、フラン� �25aとフランジ21aとの間及びフランジ25bとフ� �ンジ22aとの間には金属メッシュ(図示せず)が 挟み込まれている。

 図6A~図6Cにおいて、実線は脱着工程におい� �吸着層26内の吸着剤26aを加熱するための高温 の排ガスG _E の流れを示し、破線は脱着工程において吸着 剤26aから脱着された被処理成分を吸着塔20,20a ,20b外に運び出す脱着用ガスG _N の流れを示している。高温の排ガスG _E は、第3接続口23bから流入し、第3ダクト23内� �おいて複数の流れに分岐され、本体25内の複 数の伝熱流路27内を流れ、第4ダクト24内にお� ��て1つの流れにまとめられて第4接続口24bか� �流出する。一方、脱着用ガスG _N は、第1接続口21bから流入し、第1ダクト21内� �おいて複数の流れに分岐され、本体25内の複 数の吸着層26内を流れ、第2ダクト22内におい� ��1つの流れにまとめられて第2接続口22bから� �出する。高温の排ガスG _E により吸着剤26aが加熱されることにより吸着 剤26aに吸着していたNO _X を含む被処理成分が脱着される。脱着された 被処理成分は、脱着用ガスG _N とともに吸着塔20,20a,20b外に運び出される。� �ガスG _E と脱着用ガスG _N とは、吸着層26と伝熱流路27との間の隔壁28に より分離され、混じり合うことはない。伝熱 流路27から吸着層26内の吸着剤26aへの熱伝達� �容易になるように、吸着層26内には両側の隔 壁28と接する波板状の伝熱フィン29が設けら� �ている。伝熱フィン29は吸着剤26a内に埋め込 まれている。

 吸着工程では、排ガスは、脱着工程での脱� ��用ガスG _N の流れとは逆に、第2接続口22bから流入し、� �体25内の複数の吸着層26内を流れ、第1接続口 21bから流出する。このとき、伝熱流路27内に� ��ガスは流れない。

 冷却工程では、冷却用ガスは、脱着工程で� ��脱着用ガスG _N の流れと同様に、第1接続口21bから流入し、� �体25内の複数の吸着層26内を流れ、第2接続口 22bから流出する。このとき、伝熱流路27内に� ��ガスは流れない。

 上記のように、吸着工程での排ガスと脱着� ��程での排ガスG _E とが本体25内を同じ向きに(フランジ25b側から フランジ25a側に)流れることが好ましい。更� �、脱着工程では、図6A及び図6Bに示すように� ��本体25内で排ガスG _E と脱着用ガスG _N とが対向流となることが好ましい。これは以 下の理由による。吸着工程では、排ガス中の NO _X を含む被処理成分は本体25内の上流側(フラン ジ25b側)ほどより多く吸着される。従って、� �着工程では、加熱用の排ガスG _E を、吸着工程での排ガスと同じ向きに流すこ とにより、被処理成分がより多く吸着された 側(フランジ25b側)を脱着工程においてより高� ��することができるので、熱エネルギーを有� ��に使って被処理成分を効率よく脱着させる� ��とができる。一方、脱着工程において、脱� ��用ガスG _N を加熱用の排ガスG _E と同じ向きに(フランジ25b側からフランジ25a� �に)流すと、被処理成分がより多く吸着され� ��上流側(フランジ25b側)で脱着された被処理� �分が下流側で吸着剤に再吸着されやすくな� �。これは、吸着剤の被処理成分に対する吸� �力は、吸着剤の被処理成分の吸着量に反比� �すること、及び、下流側は、吸着工程にお� �て被処理成分の吸着量が少ないことによる� �従って、吸着工程及び脱着工程での排ガス� �び脱着用ガスは上記の向きに流れるのが好� �しい。但し、吸着塔20,20a,20bの大きさ、構成� ��配置場所などによってはガスの流れの向き� ��上記以外の向きであっても良い。

 吸着剤26aとしては、特に制限はなく、NO _X を含む被処理成分の吸着及び脱着を行うこと ができる公知の材料を適宜選択して使用する ことができる。例えば、Mn-Cu複合酸化物のペ� ��ットにルテニウム酸カリウムを1wt%担持させ たもの、モレキュラシーブ13X等を用いること ができる。

 図6A~図6Cに示した吸着塔20,20a,20bの構成は� ��例に過ぎず、本発明はこれに限定されず、� ��宜変更することができる。

 例えば、吸着層と伝熱流路とを交互に配� ��するのではなく、伝熱流路が、吸着層内に� ��没された1本または複数本の金属管であって も良い。伝熱流路を吸着層内に埋没する場合 、伝熱面積を大きくするため、伝熱流路とし て扁平な管を用いることが望ましい。扁平な 管は、適当な径の円筒状の金属管を圧縮した り、凹面をなす2枚の金属短冊を向き合わせ� �接合したりして製作することができる。

 一般にNO _X に対する吸着剤の吸着能力は湿度が低いほど 向上するので、除湿剤を吸着剤に混合したり 、あるいは吸着剤に対して吸着工程での排ガ スの流れの上流側に除湿剤を配置したりして も良い。除湿剤としては、特に制限はないが 、例えばシリカゲル、モレキュラシーブ5A、3 A、13Xなどを用いることができる。

 (プラズマリアクタ)
 本発明の排ガス処理装置に用いられるプラ� ��マリアクタ30の一実施形態を説明する。

 図7Aは、プラズマリアクタ30に使用される 沿面放電素子80の側面図、図7Bは図7Aの7B-7B線� ��沿った矢視断面図である。一端が閉じられ� ��中空円筒形状を有しセラミックスからなる� ��筒81の外周面にプラズマを発生するための� �結金属製の放電電極82が所定のパターンで形 成されている。放電電極82の形成領域は外筒8 1のほぼ半周にわたっている。外筒81の外周壁 内に、放電電極82と対向するように埋設電極8 3が埋め込まれている。例えば放電電極82を接 地し(電位0)、埋設電極83に交番電圧を印加す� ��と、外筒81の外周面に沿ってプラズマが発� �する。交番電圧としては、例えば図8Aに示す ような約12.5kHz,3.8kVの交流電圧を用いること� �できる。あるいは、図8Bに示すようなパルス 状電圧であっても良い。1本の沿面放電素子80 の放電電力は例えば約12Wである。外筒81内に� ��銅棒87が挿入されており、外筒81外に露出し た銅棒87の一端には放熱のためのラジエータ( 放熱フィン)84が設けられている。外筒81と銅� ��87との間の隙間には熱伝導性ペースト85が充 填されている。これにより、加熱による電極 接点の溶融を防止できる。外筒81の開口端近� ��には、沿面放電素子80を取り付けるための� �ランジ86が形成されている。このような沿面 放電素子80としては(株)増田研究所製のOC-002� �用いることが出来る。

 図9Aは、プラズマリアクタ30の側面断面図 、図9Bは図9Aの9B-9B線に沿った矢視断面図であ る。プラズマリアクタ30は、上述の複数本の� ��面放電素子80と、これを収納する本体31とを 備える。本体31は、アルミニウムを切削加工� ��て製造されており、その長手方向の一端の� ��1接続口32と、他端の第2接続口33と、第1接続 口32及び第2接続口33の間のガス流路34と、ガ� �流路34と第1,第2接続口32,33との間に設けられ� ��、ガスの流路幅を変化させる第1,第2ガス拡� ��部35,36とを有する。ガス流路34上に沿面放電 素子80の外筒81を収納する円筒面を有する複� �の素子収納部37が形成されている。沿面放電 素子80は、その外筒81上に形成された放電電� �82が第1接続口32側を向くように設置されてい る。

 脱着工程において、NO _X を含む被処理成分を含む脱着用ガスは、第1� �続口32に流入し、第1ガス拡散部35で沿面放電 素子80の長手方向に拡散され、ガス流路34に� �入し、素子収納部37では沿面放電素子80の外� ��面の近傍を流れ、第2ガス拡散部36で集束さ� ��、第2接続口33から流出する。このとき、沿� ��放電素子80が発生するプラズマにより、脱� �用ガスに含まれるNO _X がN ₂ に還元される。沿面放電素子80の外筒81の外� �面と素子収納部37の内周面との間の隙間dは1m m程度に設定されていることが好ましい。こ� �により、プラズマ発生領域を通過するガス� �が最大となり、高いNO _X 還元性能が得られることを実験により確認し ている。隣り合う沿面放電素子80の間隔Lは0� �上であれば良く、特に制限はない。

 本発明においてプラズマリアクタ30の構� �は上記に限定されず、種々の変更が可能で� �る。

 例えば、図9A、図9Bに示した複数のプラズ マリアクタ30を直列又は並列に接続して用い� ��も良い。

 脱着用ガスを、第2接続口33に流入させ、� ��1接続口32から流出させても良い。

 沿面放電素子80の放電電極82は、外筒81の� ��周にわたって形成されていても良い。

 図9A、図9Bに示したプラズマリアクタ30では� ��沿面放電素子80の沿面放電が発生する面(即� ��、外筒81の外周面)に沿って脱着用ガスが流� ��るように脱着用ガスの流路を規制するガス� ��路規制形状として素子収納部37を、本体31の ガス流路34上に切削加工により形成したが、� ��発明はこれに限定されない。例えば、図10A� ��び図10Bに示すように、ガス流路規制部材38� �本体31とは別に本体31に設けても良い。ガス� ��路規制部材38は、半円筒形状を有し、周方� �の中央部分に沿面放電素子80の長手方向と平 行なスリット39が形成されている。ガス流路� ��制部材38の内周面は、沿面放電素子80の外筒 81の外周面と略一定間隔で離間するような円� ��面である。この円筒面が、脱着用ガスG _N が沿面放電素子80の外筒81の外周面に沿って� �れるように脱着用ガスG _N の流路を規制するガス流路規制形状として機 能する。ガス流路規制部材38は、沿面放電素� ��80に対して脱着用ガスG _N の流れの上流側に、一定厚さに形成されたガ ス流路34上に設置される。沿面放電素子80は� �その外筒81上に形成された放電電極82がスリ� ��ト39側を向くように設置される。NO _X を含む被処理成分を含む脱着用ガスG _N は、ガス流路規制部材38のスリット39を通過� �、沿面放電素子80の外周面の近傍を流れる。

 図10A及び図10Bにおいて、ガス流路規制部材3 8を半円筒形状ではなく、沿面放電素子80の全 周囲を取り囲む円筒形状とし、中心軸に対し て対称位置に一対のスリットを形成しても良 い。この場合、脱着用ガスG _N は、一方のスリットからガス流路規制部材内 に流入し、沿面放電素子80の外周面の近傍を� ��れ、他方のスリットから流出する。

 (脱着用ガス)
 脱着工程において吸着塔の吸着層に導入さ� ��る脱着用ガスとしては、特に制限はなく、� ��えば大気を使用することができる。但し、� ��着工程においてプラズマ処理を行う場合に� ��、脱着用ガスは、酸素濃度が10vol%以下の低� ��素ガスであることが好ましい。このような� ��酸素ガスとして、例えば純度99.99vol%の窒素� ��スや、酸素濃度10vol%以下で酸素ガスを混合� ��た窒素ガスを使用することができる。本発� ��者らは、脱着用ガスとして酸素濃度を種々� ��変えた窒素ガスを用い、プラズマ処理後の� ��着用ガス中のNO _X の残存率を実験により測定した。その結果、 NO _X の残存率は、酸素濃度が0vol%のときほぼ0%(即� ��、NO _X 除去率がほぼ100%)であるが、酸素濃度が増加� ��るにしたがって増大し、酸素濃度が多いほ� ��プラズマ処理によってNO _X がNO ₂ 、HNO ₃ 、N ₂ O ₅ 、N ₂ O等に変換される割合が大きくなることを確� �した。特に酸素濃度が10vol%を超えるとプラ� �マ処理によりNOの大部分がNO ₂ 等に変換され、排ガス処理として不十分であ った。

 酸素濃度10vol%以下の低酸素ガスとして、� ��純度窒素ガスや特別に調整した高濃度窒素� ��スではなく、実施の形態2の脱着工程(図3B)� �び実施の形態4の脱着工程(図5A)で説明したよ うに、エンジンからの排ガスを用いることも できる。これにより、酸素濃度10vol%以下の低 酸素ガスとして、例えば高純度窒素ガスを別 に用意しておく必要がなくなるので、このた めのガスボンベ等が不要になり、装置を小型 化することができる。また、運転コストを低 減することができる。エンジン10の仕様や運� ��状況等によってはエンジン10からの排ガス� �そのまま酸素濃度10vol%以下の低酸素ガスと� �て使用してもよいが、酸素濃度10vol%以下の� �望の低酸素濃度の排ガスを得るために、必� �に応じて周知の手法を採用しても良い。例� �ば、エンジン10の燃焼筒内への燃料噴射のタ イミングを適切に制御することにより、排ガ ス中の酸素濃度を低下させることが可能であ る。

 なお、実施の形態2の脱着工程(図3B)及び実� �の形態4の脱着工程(図5A)で説明したように、 脱着工程において、吸着層を通過した、被処 理成分であるNO _X を含む脱着用ガスをエンジン10の吸気口10iに� ��入しても良い。これにより、エンジン10を� �いてNO _X の一部を分解することができる。このように NO _X の分解をエンジン10を用いて行う場合には、� ��着用ガスは、酸素濃度が10vol%以下の低酸素� ��スである必要はなく、例えば大気であって� ��よい。従って、低酸素ガスを特別に用意し� ��おく必要がなくなるので、このためのガス� ��ンベ等が不要になる。この場合に、吸着塔2 0の吸着層に導入される脱着用ガスとしてエ� �ジン10の排ガスを用いると、いわゆる排気ガ ス循環(Exhaust Gas Recirculation)が構成され、燃� ��温度が低下し、排ガス中のNO _X 含有量を更に低下させることができる。