2015年10月26日
２０１５．１０．２６．
フォルクスワーゲン事件の続きです。
ＳＯＸは、燃料中から硫黄を除去すれば
済む話ながら、ＮＯＸと、オイル微粒子は
燃料や空気に由来するので
原理的に除去できない、
前回は、そこまで、でした。
では、どうやって、処理するのが
一般的なのでしょうか。
自動車エンジンは、原理的に
不完全燃焼させるものであるため、
どうしても、燃え残り燃料が発生します。
これを、酸素と反応させれば、
水や炭酸ガスに変化します。
また、ＮＯＸや、一酸化炭素は、
環境次第で、更に酸素と結合する
こともあれば、逆に、酸素を放出する
こともあります。
一酸化炭素は、
６Ｃタイプの都市ガスの
成分の一つです。
くすぶって燃える石炭に水をかけてつくります。
６Ｃタイプは、一酸化炭素、水素、メタン等が
混ざったものに、メチルメルカプタンという
物質で匂いをつけたものです（卵が腐ったような
硫黄系の付臭剤、メタン等、全て無臭で
漏れても分からないと危険なため、
わざと臭い匂いをつけます）。
一酸化炭素もれっきとした
燃料として作用します。
そこで、排気ガス中の一酸化炭素と、燃え残り燃料を
ＮＯＸと反応させます。
ＮＯＸは、酸素を放出して窒素になり、
一酸化炭素は、二酸化炭素に
燃え残り燃料は、水と二酸化炭素にしてしまえば
一挙、三得です。
エンジンのコンピュータ制御によって
常に、（ ＮＯＸ ） ｖｓ （一酸化炭素 ＋ 燃え残り燃料 ）
を、互いに、打ち消し合わせることができる
とされており、この反応をスムースに進めるため
白金触媒が使われています。
更に、反応面積を確保するため、白金は
ハニカムフィルターに「担持」しています。
排ガス処理用ハニカムフィルターというのは
円筒の内部が、薄い板で、縦横、十字に
細かく仕切られたものです。
ガスは、薄い板で、小さい四角い通路に
仕切られたフィルターを通過するうち
化学反応を起こします。
このハニカムフィルターは、
どこでも作れるものではなく
相当のノウハウが隠されています。
私はたまたま、素材メーカー、
フィルター成形メーカー、押し出し加工機のメーカー
金型メーカーのキーパーソンの方々に会っていますが
この世界がどうなっているのかは、
ブログに書くことはできません。
誰が、どこまで作れるのか、どうやってつくるのか、
こうしたことも、重要なトレードシークレットだからです。
まあ、フィルターメーカーは公表されていますが。
そして、フィルターを
金属容器の中に納め（キャンニング）
自動車部品として製品化する企業も、
ごく限定されています。
ドイツのボッシュは有名ですが、
他は、あまり一般には知られていません。
さて、実際にエンジンを回し、
ＮＯＸ と一酸化炭素、燃え残り燃料を
互いに消し合わせて、でてきた排気ガスを
分析するところを、見ましたが、
確かに、ＮＯＸは、相当程度、
抑えこめています。
うまくいってます、というデータがとれます。
では、ＮＯＸは、処理できるということなのでしょうか。
実際の車の運転では、ドライバーが、
アクセルを吹かし過ぎることもあれば
急に変化がかかることもあります。
それでも、どんな時でも、ＮＯＸの酸化力と
一酸化炭素や、燃え残り燃料の 燃料のパワーとが
常に、ちょうど、ぴったし拮抗するのでしょうか。
フォルクスワーゲン事件でも
アイドリング中は、問題なく
実際に町を走行してみると
数十倍のＮＯＸが出ていた
ということから、バレたわけです。
排ガス分析データをみて、すぐに気付いたことがあります。
ＮＯＸは減少しているのですが、窒素化合物そのものの
合計は、むしろ増加しているのです。
こんなのは、見れば、一発でわかりますが
なぜ、これが問題にならないのでしょうか。
つまり、ＮＯＸが、Ｎ２（窒素）を通り越して
ＮＨ３ アンモニアに化けているのです。
それも、ＮＯＸとして存在する窒素原子量より
アンモニアとして存在する窒素原子量の方が
多くなっているのです。
これは、後工程で、水酸化カリウム等、アルカリ処理を
行うため、少々、ＮＯＸが残っていても
処理はされてしまうのですが、問題は、
ＮＯＸが還元されて、酸素を放出し、窒素に戻るのを
通り越して、もっと還元され、水素を取りこんで
アンモニアになってしまうのです。
しかも、ＮＯＸにはなっていなかった
空気中の窒素ガスまで、一部、アンモニアに
なってしまうようです。
これは、問題なのかというと
とりあえず、合法的です。
ところが、大気中で酸化された
アンモニアは、結局、ＮＯＸに戻ってしまいます。
そして、雨に混じって、地下水や河川水など
に溶け込んでしまいます。
結果的に、大気中のＮＯＸ濃度が上昇するわけでもなく
アンモニア臭い大気になるわけでもなく
一見、排ガス環境問題がクリアされたように
見えるのですが。。。。
ひたすら、水質が悪化していくのです。
水に溶け込んだＮＯＸは、硝酸性窒素という
極めて有害な成分となります。
（つづく）