JP2024092345A - 排気ガス浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することが可能な排気ガス浄化システムを提供する。【解決手段】排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物の吸着が可能な吸脱着部１０と、排気ガス及び／又は前記吸脱着部１０の温度を調節することで、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の吸着、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の脱着、及び、前記吸脱着部１０による窒素酸化物の吸着を実行することが可能な温度調節部（第一冷却部２０、第二冷却部３０、加熱装置５０）と、を具備した。【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化システムの技術に関する。

従来、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、排気ガス等の対象ガスに含まれる二酸化炭素を吸着及び脱着可能な吸脱着モジュールを具備する、二酸化炭素の分離・回収システムが記載されている。この分離・回収システムでは、吸着工程において、冷却された対象ガスを吸脱着モジュールに供給することで、対象ガスから二酸化炭素を分離して吸着材に吸着させることができる。また、脱着工程において、吸着材を吸着温度よりも高い脱着温度に加熱することで、吸着材に吸着された二酸化炭素を回収することができる。

ここで、排気ガスに含まれる大気汚染物質としては、二酸化炭素の他にも、例えば窒素酸化物が知られている。特許文献１には、窒素酸化物を除去するための排気ガス浄化装置を別途設けてもよいことが記載されている。しかしながら排気ガス浄化装置を別途設ける構成では、システムの大型化や複雑化、コストの増加等が懸念されるため、より簡素な構成で窒素酸化物を除去することが可能なシステムが望まれる。

特開２０２１－１５９８１６号公報

本開示の一態様は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することが可能な排気ガス浄化システムを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本開示の一態様に係る排気ガス浄化システムは、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物の吸着が可能な吸脱着部と、排気ガス及び／又は前記吸脱着部の温度を調節することで、前記吸脱着部による二酸化炭素の吸着、前記吸脱着部による二酸化炭素の脱着、及び、前記吸脱着部による窒素酸化物の吸着を実行することが可能な温度調節部と、を具備する。

また、前記温度調節部は、前記吸脱着部による二酸化炭素の吸着を実行するための温度、前記吸脱着部による二酸化炭素の脱着を実行するための温度、及び、前記吸脱着部による窒素酸化物の吸着を実行するための温度に温度調節可能である。

また、前記温度調節部は、前記排気ガスの廃熱を利用して前記吸脱着部を加熱することが可能である。

また、前記温度調節部は、前記排気ガスを冷却するための、少なくとも１つの冷凍サイクルを含んでいる。

また、前記排気ガス浄化システムは、前記吸脱着部における窒素酸化物の還元を実行することが可能な還元部をさらに具備する。

また、前記還元部は、炭化水素を還元剤として用いることで、前記吸脱着部における窒素酸化物の還元を実行する。

本開示の一態様によれば、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することができる。

第一実施形態及び第三実施形態に係る排気ガス浄化システムの構成を示した模式図。 第二実施形態に係る排気ガス浄化システムの構成を示した模式図。 （ａ）コンプレッサーをエンジンの動力で駆動する例を示した模式図。（ｂ）コンプレッサーを電動駆動する例を示した模式図。

まず図１を用いて、本開示の一態様（第一実施形態）に係る排気ガス浄化システム１の構成について説明する。

排気ガス浄化システム１は、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ_２）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するものである。本実施形態では、エンジンＥから排出される排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化システム１を例に挙げて説明する。排気ガス浄化システム１は、主として吸脱着部１０、第一冷却部２０、第二冷却部３０、収容部４０、加熱装置５０及び制御部６０等を具備する。

吸脱着部１０は、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ_２）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸着するものである。吸脱着部１０には、例えばＣｕ－ＺＳＭ－５などのゼオライト系の吸着材が設けられる。ゼオライト系の吸着材は多孔質の素材であり、当該孔の大きさが、後述するような二酸化炭素の吸収能力に影響する。また、ゼオライト系の吸着材が担持する金属が、後述するようなＳＣＲ触媒としての能力に影響する。

なお、図１においては、第一冷却部２０により供給される排気ガスの廃熱で加熱されている状態の吸脱着部１０（図中の上側かつ左側の吸脱着部１０Ａ）と、第二冷却部３０により冷却されている状態の吸脱着部１０（図中の下側かつ右側の吸脱着部１０Ｂ）と、吸脱着部１０Ａを通過した排気ガスで加熱（予熱）されている状態の吸脱着部１０（図中の上側かつ右側の吸脱着部１０Ｃ）と、吸脱着部１０Ｂを通過した冷媒で冷却（予冷）されている状態の吸脱着部１０（吸脱着部１０Ｄ）を、図示している。

このように本実施形態に係る排気ガス浄化システム１は複数の吸脱着部１０を具備し、一の吸脱着部１０Ａが加熱されている際に他の吸脱着部１０Ｃが予熱されると共に、さらに他の吸脱着部１０（吸脱着部１０Ｂ）が二酸化炭素等の吸着を行っている際に他の吸脱着部１０Ｄが予冷されるなど、各吸脱着部１０による処理を並行して行うことができる。さらに、排気ガスや冷媒等の流通経路を適宜切り替えることで、各吸脱着部１０の状態（吸脱着部１０Ａ～１０Ｄ）を任意に切り替えることができる。このように各吸脱着部１０の状態を順次切り替えることで、それぞれの吸脱着部１０において、二酸化炭素等の吸着や脱着、窒素酸化物の還元等を順次行うことができる。なお、本発明は、複数の吸脱着部１０を具備する排気ガス浄化システム１に限るものではなく、単一の吸脱着部１０を具備する排気ガス浄化システム１にも適用可能である。

エンジンＥからの排気ガスは、配管等により構成される経路Ｌ１及び経路Ｌ２を介して吸脱着部１０へと案内される。経路Ｌ２を介して吸脱着部１０へと供給される排気ガスに対しては、噴射装置１１から還元剤を噴射することができる。還元剤としては、尿素、又は、炭化水素を用いることができる。例えば還元剤として尿素を用いる場合、タンクに貯留された尿素水を噴射装置１１により噴射することができる。噴射された尿素水は排気ガスの廃熱によって熱分解され、アンモニアが発生する。このアンモニアが還元剤として働く。また還元剤として炭化水素を用いる場合、ディーゼル燃料から分解生成した炭化水素を用いることができる。また吸脱着部１０を通過した排気ガスは、経路Ｌ３を介して外部へと排出される。

第一冷却部２０は、冷媒を用いて、エンジンＥから排出される排気ガスを冷却すると共に、排気ガスの廃熱を利用して吸脱着部１０を加熱するためのものである。冷媒としては、例えば二酸化炭素等を用いることができる。第一冷却部２０は、主として熱交換器２１、熱交換器２２、膨張弁２３、冷媒収容部２４及びポンプ２５等を具備する。

熱交換器２１は、経路Ｌ１の中途部に設けられる。熱交換器２１は、エンジンＥから排出される排気ガスと冷媒との間で熱交換を行い、排気ガスの温度を下げることができる。熱交換器２１で排気ガスの熱を受け取った冷媒は、吸脱着部１０（吸脱着部１０Ａ）へと供給される。これによって吸脱着部１０Ａを加熱することができる。吸脱着部１０Ａを加熱することで、吸脱着部１０Ａに吸着された二酸化炭素を脱着することができる。

吸脱着部１０Ａを通過した冷媒は、さらに吸脱着部１０Ｃへと供給される。これによって吸脱着部１０Ｃを予熱することができる。予熱された吸脱着部１０Ｃは、後に冷媒等の流通経路を切り替えることで吸脱着部１０Ａに切り替えられる。吸脱着部１０Ｃを通過した冷媒は、熱交換器２２で放熱された後、膨張弁２３によって減圧され、冷媒収容部２４へと供給される。冷媒収容部２４に貯留された冷媒は、ポンプ２５によって再び熱交換器２１へと供給することができる。

このように第一冷却部２０は、冷媒を循環させることで、排気ガスを冷却すると共に、排気ガスの廃熱を利用して吸脱着部１０を加熱することができる。

第二冷却部３０は、第一冷却部２０で冷却された排気ガスをさらに冷却する冷凍サイクルである。第二冷却部３０は、第一冷却部２０と共通の冷媒を用いることができる。第二冷却部３０は、主として熱交換器３１、コンプレッサー３３、熱交換器３４、冷媒収容部２４及び膨張弁３５等を具備する。

熱交換器３１は、経路Ｌ１と経路Ｌ２の間に設けられる。熱交換器３１は、経路Ｌ１を介して供給される排気ガス（熱交換器２１で冷却された排気ガス）と冷媒との間で熱交換を行い、排気ガスの温度をさらに下げることができる。熱交換器３１で排気ガスを冷却した冷媒は、吸脱着部１０Ｂを冷却した後、吸脱着部１０Ｂを介して吸脱着部１０Ｄへと供給され、吸脱着部１０Ｄを予冷する。その後、冷媒はコンプレッサー３３で圧縮された後、熱交換器３４で放熱され、冷媒収容部２４へと供給される。冷媒収容部２４に貯留された冷媒は、膨張弁３５を介して再び熱交換器３１へと供給することができる。

このように本実施形態では、第一冷却部２０及び第二冷却部３０による２系統の冷却部によって、エンジンＥから排出される排気ガスを冷却することができる。

収容部４０は、吸脱着部１０から脱着された二酸化炭素を貯留するものである。収容部４０は、配管等により構成される経路Ｌ４を介して吸脱着部１０と接続される。経路Ｌ４の中途部には、コンプレッサー４１及び熱交換器４２が設けられる。吸脱着部１０から脱着された二酸化炭素は、コンプレッサー４１で圧縮された後、熱交換器４２で放熱されて収容部４０に貯留される。

加熱装置５０は、吸脱着部１０を加熱するための装置である。加熱装置５０は、例えば電熱線等により構成することができる。吸脱着部１０の温度は、温度センサ５１により検出することができる。温度センサ５１で吸脱着部１０の温度を検出しながら加熱装置５０等の動作を制御することで、吸脱着部１０の温度を任意の温度に調節することができる。

制御部６０は、排気ガス浄化システム１の動作を制御するものである。制御部６０は、ＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶装置等により構成される。制御部６０は、温度センサ５１の検出結果を受信することができる。また制御部６０は、加熱装置５０を制御することができる。なお制御部６０は、これに限らず排気ガス浄化システム１の各部の動作を制御することも可能である。

なお、詳細な説明は省略するが、排気ガス浄化システム１における流体（例えば、吸脱着部１０において吸着及び脱着される二酸化炭素等）の流通経路は、図示しない切り替え装置（配管、切替弁等）を用いて任意に切り替えることができる。

このように構成された排気ガス浄化システム１を用いて、エンジンＥから排出される排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を浄化することができる。以下、具体的に説明する。

まず、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を浄化する場合について説明する。

この場合、エンジンＥから排出された排気ガスは経路Ｌ１及び経路Ｌ２を流通する途中において、第一冷却部２０及び第二冷却部３０によって所定の第一温度Ｔ１（例えば、０度程度）まで冷却され、排気ガス中の水分が概ね除去される。冷却された排気ガスは吸脱着部１０（吸脱着部１０Ｂ）に供給され、排気ガス中の二酸化炭素及び窒素酸化物が吸着材によって吸着される。二酸化炭素及び窒素酸化物が吸着された排気ガスは、経路Ｌ３を介して外部へと排出される。このように、排気ガスを冷却することで、排気ガス中の二酸化炭素及び窒素酸化物を効率的に吸着することができる。

次に、吸脱着部１０に吸着された二酸化炭素を脱着する場合について説明する。

この場合、第一冷却部２０の熱交換器２１で回収された排気ガスの廃熱が冷媒を介して吸脱着部１０（吸脱着部１０Ａ）へと供給され、吸脱着部１０が第一温度Ｔ１よりも高温となるように加熱される。吸脱着部１０は、二酸化炭素を脱着可能な所定の第二温度Ｔ２（例えば、１５０度程度）まで加熱される。この際、加熱装置５０を用いて吸脱着部１０を加熱することもできる。これによって吸脱着部１０から二酸化炭素が脱着される。吸脱着部１０から放出された二酸化炭素は、経路Ｌ４を介して収容部４０に貯留される。

次に、吸脱着部１０に吸着された窒素酸化物を還元する場合について説明する。

この場合、吸脱着部１０（吸脱着部１０Ｂ）は、二酸化炭素を脱着する際の第二温度Ｔ２よりもさらに高い温度まで加熱される。吸脱着部１０は、ＳＣＲ触媒として機能することが可能な所定の第三温度Ｔ３（例えば、４００度程度）まで加熱される。当該加熱には、まず第一冷却部２０の熱交換器２１で回収された排気ガスの廃熱が利用される。この廃熱でも足りない場合には、加熱装置５０が作動され、目標の温度まで吸脱着部１０が加熱される。

経路Ｌ１及び経路Ｌ２を介して吸脱着部１０へと供給された排気ガスには、還元剤が吹き付けられる。当該排気ガスが吸脱着部１０を通過することによって、吸脱着部１０に吸着された窒素酸化物が還元される。吸脱着部１０を通過した排気ガスは、経路Ｌ３を介して外部へと排出される。

吸脱着部１０の温度や各部の流体の流通経路の切り替えは、制御部６０によって行うことができる。制御部６０によって吸脱着部１０の温度を第一温度Ｔ１、第二温度Ｔ２及び第三温度Ｔ３のいずれかに切り替え、かつ、噴射装置１１から還元剤を適宜噴射することにより、共通の吸脱着部１０を用いて二酸化炭素及び窒素酸化物の吸着、二酸化炭素の脱着、並びに窒素酸化物の還元を行うことができる。これによって、二酸化炭素の浄化を行う浄化装置と、窒素酸化物の浄化を行う浄化装置を個別に設ける必要がないため、排気ガス浄化システム１の構成の簡素化を図ることができる。

以下では、図２を用いて、第二実施形態に係る排気ガス浄化システム２の構成について説明する。

第二実施形態に係る排気ガス浄化システム２が、第一実施形態に係る排気ガス浄化システム１（図１参照）と主に異なる点は、第三冷却部７０をさらに備えている点である。第三冷却部７０以外の構成は第一実施形態に係る排気ガス浄化システム１と概ね同様であるため、以下では主に第三冷却部７０について説明する。

第三冷却部７０は、第一冷却部２０で冷却され、第二冷却部３０（熱交換器３１）へと供給される排気ガスをさらに冷却するものである。第三冷却部７０は、冷却水等を冷媒として用いることができる。第三冷却部７０は、主として熱交換器７１及びラジエータ７２等を具備する。

熱交換器７１は、経路Ｌ１の中途部（熱交換器２１よりも下流側）に設けられる。熱交換器７１は、熱交換器２１で冷却された排気ガスと冷媒との間で熱交換を行い、排気ガスの温度をさらに下げることができる。

ラジエータ７２は、冷媒を冷却するためのものである。ラジエータ７２は、熱交換器７１と接続される。冷媒は、ラジエータ７２と熱交換器７１との間を循環することができる。ラジエータ７２は、冷媒の熱を外部（外気）へと放出することで、冷媒を冷却することができる。またラジエータ７２に、ラジエータ７２を冷却するための冷却ファンを設けることで、冷却能力を高めることもできる。

さらに、このラジエータ７２を用いて、第一冷却部２０の熱交換器２２、及び、第二冷却部３０の熱交換器３４で回収された熱を放出することも可能である。これによって、第一冷却部２０及び第二冷却部３０の冷媒を効率的に冷却することができる。

このように第三冷却部７０を設けることで、排気ガスの廃熱を外気へと放出し、第二冷却部３０へと供給される排気ガスの温度を予め低下させることができる。これによって、第三冷却部７０の下流側に設けられた第二冷却部３０に要求される冷却能力を低減することができ、第二冷却部３０のコンプレッサー３３等の消費動力を低減することができる。

また、前述のように第三冷却部７０のラジエータ７２を、第一冷却部２０及び第二冷却部３０と共用することで、簡素な構成で冷却能力の向上を図ることもできる。

以下では、図１を用いて、第三実施形態に係る排気ガス浄化システム３の構成について説明する。

第三実施形態に係る排気ガス浄化システム３の構成は、第一実施形態に係る排気ガス浄化システム１の構成と概ね同様である。第三実施形態に係る排気ガス浄化システム３が、第一実施形態に係る排気ガス浄化システム１と異なる点は、第一冷却部２０及び第二冷却部３０により冷却される排気ガスの目標温度の設定である。以下、第三実施形態に係る排気ガスの温度の設定について説明する。

第一実施形態に係る排気ガス浄化システム１では、第一冷却部２０及び第二冷却部３０によって０度程度まで排気ガスを冷却し、排気ガス中の水分を概ね除去した状態で吸脱着部１０へと供給するものとした。これに対して第三実施形態では、０度よりも高い温度の排気ガスを吸脱着部１０へと供給するように設定されている。具体的には、第一冷却部２０及び第二冷却部３０によって、排気ガスを外気温程度（例えば、２５度程度）まで冷却し、吸脱着部１０へと供給するように設定されている。このように構成することによって、第一冷却部２０及び第二冷却部３０に要求される冷却能力を低減することができ、第一冷却部２０及び第二冷却部３０の消費動力を低減することができる。

ここで、第三実施形態に係る排気ガス浄化システム３のように、外気温程度の排気ガスを吸脱着部１０に供給する場合、排気ガス中の水分が完全に除去されずに吸脱着部１０へと供給されることになるため、吸脱着部１０に水分が吸着してしまう。吸脱着部１０に水分が吸着すると、二酸化炭素等の吸着率が低下してしまう。

そこで本実施形態では、適宜のタイミングで吸脱着部１０の水分を除去する処理を行うように構成されている。具体的には、吸脱着部１０に高温の排気ガスを供給することで、水分を除去することができる。この場合、例えば第一冷却部２０及び第二冷却部３０による排気ガスの冷却を一旦停止することで、エンジンＥからの排気ガスを高温のまま吸脱着部１０へと供給することができる。これによって、吸脱着部１０の水分を除去し、二酸化炭素等の吸着率の低下を抑制することができる。

吸脱着部１０の水分を除去するタイミングは、任意に設定することが可能である。例えば、予め定められた時間間隔で水分を除去することが可能である。また、吸脱着部１０に吸着された水分量を検出し、その水分量に応じて水分を除去するタイミングを決定することも可能である。吸脱着部１０に吸着された水分量は、例えば吸脱着部１０の重量や、吸脱着部１０を介して排出される排気ガス中の成分（例えば、水分量等）に基づいて推定することができる。

なお、吸脱着部１０の水分を除去する方法はこれに限るものではなく、その他の方法で吸脱着部１０を加熱し、水分を除去することも可能である。例えば、加熱装置５０によって吸脱着部１０を加熱し、水分を除去することも可能である。

また、第三実施形態では、第一冷却部２０及び第二冷却部３０を用いて排気ガスを外気温程度（例えば、２５度程度）まで冷却するものとしたが、例えば第一冷却部２０又は第二冷却部３０のいずれか一方のみを用いて排気ガスを冷却することも可能である。この場合、他方の冷却部は不要となるため、排気ガス浄化システム３の構成の簡素化を図ることができる。

また例えば、第二実施形態で説明した第三冷却部７０（図２参照）を用いて、排気ガスを外気温程度まで冷却することも可能である。第三冷却部７０のラジエータ７２は外気へと熱を放熱するため、排気ガスを簡素な構成で外気温程度まで冷却することができる。この場合、第一冷却部２０及び第二冷却部３０の少なくとも一方を用いることなく、排気ガスを冷却してもよい。例えば、第二冷却部３０を用いることなく、第一冷却部２０及び第三冷却部７０で排気ガスを冷却することも可能である。

以下では、図３を用いて、排気ガス浄化システム１をトラクタ１００に搭載する場合におけるコンプレッサー３３の駆動方法について説明する。

図３（ａ）には、排気ガス浄化システム１の適用例として、トラクタ１００のエンジンＥの排気ガスを浄化するために、排気ガス浄化システム１をトラクタ１００に搭載した例を示している。排気ガス浄化システム１はトラクタ１００の任意の位置に配置することができるため、図例では排気ガス浄化システム１の図示を省略している。

トラクタ１００は、エンジンＥを収容するボンネット１０１と、運転者が搭乗するキャビン１０２と、を具備している。図３（ａ）に示した例では、排気ガス浄化システム１の第二冷却部３０で用いられるコンプレッサー３３を、トラクタ１００のエンジンＥからの動力によって駆動する例を示している。コンプレッサー３３は、例えばボンネット１０１の内部に配置される。コンプレッサー３３は、プーリやベルト等を介してエンジンＥの出力軸と連結される。これによってコンプレッサー３３は、エンジンＥの動力によって駆動される。

ここで、コンプレッサー３３としては、例えばトラクタ１００のキャビン１０２内の空調を行うためのエアコン用のコンプレッサーを用いることが可能である。すなわち、エアコン用のコンプレッサーを、排気ガス浄化システム１のコンプレッサー３３としても用いる（共用する）ことができる。これによって排気ガス浄化システム１の構成の簡素化を図ることができる。なお、エアコン用のコンプレッサーとは別に、排気ガス浄化システム１専用のコンプレッサー３３を別途設けてもよい。

なお、図３（ａ）には、エンジンＥからの動力によってコンプレッサー３３を駆動する例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、コンプレッサー３３は、トラクタ１００に搭載されている任意の駆動源からの動力によって駆動させることが可能である。

例えば図３（ｂ）に示すように、コンプレッサー３３を電動駆動させることも可能である。図３（ｂ）には、コンプレッサー３３を駆動するための電動機１０３（モータ等）、及び、電動機１０３を駆動させるための電源１０４（バッテリ等）を、トラクタ１００に設けた例を示している。この場合の電源１０４としては、トラクタ１００の電装品に電力を供給するためのバッテリを用いることや、当該バッテリとは別に設けられたコンプレッサー３３専用の電源１０４を用いることが可能である。なお、電力を安定して供給する観点からは、コンプレッサー３３専用の電源１０４を用いることが好ましい。

なお、図３（ｂ）に示した例についても、図３（ａ）の例と同様に、排気ガス浄化システム１のコンプレッサー３３として、トラクタ１００のエアコン用のコンプレッサーを用いる（共用する）ことが可能である。また、エアコン用のコンプレッサーとは別に、排気ガス浄化システム１専用のコンプレッサー３３を別途設けてもよい。

なお、第一実施形態に係る排気ガス浄化システム１に限らず、例えば第二実施形態に係る排気ガス浄化システム２及び第三実施形態に係る排気ガス浄化システム３も同様に、トラクタ１００に搭載することが可能である。

以上の如く、本開示の一態様（第一実施形態）に係る排気ガス浄化システム１は、
排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物の吸着が可能な吸脱着部１０と、
排気ガス及び／又は前記吸脱着部１０の温度を調節することで、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の脱着を実行することが可能な温度調節部（第一冷却部２０、第二冷却部３０、加熱装置５０）と、
尿素を還元剤として用いることで、前記吸脱着部１０における窒素酸化物の還元を実行することが可能な噴射装置１１（還元部）と、を具備するものである。
このように構成することにより、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することができる。すなわち、二酸化炭素の浄化を行う浄化装置と、窒素酸化物の浄化を行う浄化装置を、個別に設ける必要がないため、排気ガス浄化システム１の構成の簡素化を図ることができる。

また、前記温度調節部は、
前記吸脱着部１０による二酸化炭素の吸着を実行するための第一温度Ｔ１、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の脱着を実行するための第二温度Ｔ２、及び、前記吸脱着部１０における窒素酸化物の還元を実行するための第三温度Ｔ３に温度調節可能である。
このように構成することにより、温度を３段階に調節することで、吸脱着部１０を用いた二酸化炭素及び窒素酸化物の除去を行うことができる。

また、前記温度調節部は、
前記排気ガスの廃熱を利用して前記吸脱着部１０を加熱することが可能である。
このように構成することにより、効率良く吸脱着部１０の加熱を行うことができる。

また、前記温度調節部は、
前記排気ガスを冷却するための、少なくとも１つの冷凍サイクル（第二冷却部３０）を含んでいる。
このように構成することにより、冷凍サイクルによって効果的な温度調節を行うことができる。

また、以上の如く、本開示の一態様（第一実施形態）に係る排気ガス浄化システム１は、
排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物の吸着が可能な吸脱着部１０と、
排気ガス及び／又は前記吸脱着部１０の温度を調節することで、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の吸着、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の脱着、及び、前記吸脱着部１０による窒素酸化物の吸着を実行することが可能な温度調節部（第一冷却部２０、第二冷却部３０、加熱装置５０）と、を具備するものである。
このように構成することにより、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することができる。すなわち、二酸化炭素の浄化を行う浄化装置と、窒素酸化物の浄化を行う浄化装置を、個別に設ける必要がないため、排気ガス浄化システム１の構成の簡素化を図ることができる。

また、前記温度調節部は、
前記吸脱着部１０による二酸化炭素の吸着を実行するための温度（第一温度Ｔ１）、前記吸脱着部１０による二酸化炭素の脱着を実行するための温度（第二温度Ｔ２）、及び、前記吸脱着部１０による窒素酸化物の吸着を実行するための温度（第一温度Ｔ１）に温度調節可能である。
このように構成することにより、温度を適宜調節することで、吸脱着部１０を用いた二酸化炭素及び窒素酸化物の除去を行うことができる。

また、前記温度調節部は、
前記排気ガスの廃熱を利用して前記吸脱着部１０を加熱することが可能である。
このように構成することにより、効率良く吸脱着部１０の加熱を行うことができる。

また、前記温度調節部は、
前記排気ガスを冷却するための、少なくとも１つの冷凍サイクル（第二冷却部３０）を含んでいる。
このように構成することにより、冷凍サイクルによって効果的な温度調節を行うことができる。

また、排気ガス浄化システム１は、
前記吸脱着部１０における窒素酸化物の還元を実行することが可能な噴射装置１１（還元部）をさらに具備する。
このように構成することにより、吸脱着部１０に吸着された窒素酸化物を還元（浄化）し、吸脱着部１０の吸着能力の低下を抑制することができる。

また、前記還元部は、
炭化水素を還元剤として用いることで、前記吸脱着部における窒素酸化物の還元を実行する。
このように構成することにより、例えばディーゼル燃料から分解生成した炭化水素を用いることができ、還元剤を貯留するためのタンク等が不要となり、省スペース化を図ることができる。

また、以上の如く、本開示の一態様（第二実施形態）に係る排気ガス浄化システム２は、
排気ガスに含まれる二酸化炭素の吸着が可能な吸脱着部１０（吸着部）と、
前記吸脱着部１０へと案内される排気ガスを冷却する冷却部（第一冷却部２０及び第二冷却部３０）と、
前記冷却部とは別に設けられ、前記吸脱着部１０へと案内される排気ガスの廃熱を外気へと放出することで、前記排気ガスを冷却する第三冷却部７０（放熱部）と、
を具備するものである。
このように構成することにより、消費動力の低減を図ることができる。すなわち、外気へと放熱する第三冷却部７０を用いることで、他の冷却部（第一冷却部２０及び第二冷却部３０）の冷却負荷を低減することができ、ひいては消費動力の低減を図ることができる。

また、前記第三冷却部７０は、
排気ガスと冷媒との間で熱交換を行う熱交換器７１と、
前記熱交換器７１で熱交換を行った冷媒の熱を外気へと放出可能なラジエータ７２と、
を具備するものである。
このように構成することにより、第三冷却部７０を簡素に構成することができる。

また、前記ラジエータ７２は、
前記冷却部（第一冷却部２０及び第二冷却部３０）で回収された排気ガスの熱を外気へと放出可能である。
このように構成することにより、第一冷却部２０及び第二冷却部３０の冷却効率の向上を図ることができる。また、ラジエータ７２を共用することで、排気ガス浄化システム２の構成の簡素化を図ることができる。

また、前記吸脱着部１０は、
排気ガスに含まれる窒素酸化物の吸着が可能である。
このように構成することにより、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することができる。

また、以上の如く、本開示の一態様（第三実施形態）に係る排気ガス浄化システム３は、
排気ガスに含まれる二酸化炭素の吸着が可能な吸脱着部１０（吸着部）と、
前記吸脱着部１０へと案内される排気ガスを外気温まで冷却する冷却部（第一冷却部２０、第二冷却部３０及び第三冷却部７０）と、
を具備するものである。
このように構成することにより、消費動力の低減を図ることができる。すなわち、吸脱着部１０へと案内される排気ガスの温度を比較的高く設定することで、第一冷却部２０及び第二冷却部３０に要される冷却能力が低減されるため、第一冷却部２０及び第二冷却部３０おける消費動力の低減を図ることができる。

また、前記冷却部は、
前記吸脱着部１０へと案内される排気ガスの廃熱を外気へと放出することで、前記排気ガスを冷却する第三冷却部７０（放熱部）を含むものである。
このように構成することにより、排気ガスを外気温まで容易に冷却することができる。

また、排気ガス浄化システム３は、
前記吸脱着部１０に吸着された水分を除去することが可能な水分除去部（第一冷却部２０、第二冷却部３０及び加熱装置５０）をさらに具備するものである。
このように構成することにより、吸脱着部１０の水分を除去し、二酸化炭素等の吸着率の低下を抑制することができる。

また、前記水分除去部（加熱装置５０）は、
前記吸脱着部１０を加熱することによって前記吸脱着部に吸着された水分を除去するものである。
このように構成することにより、吸脱着部１０の水分を効率的に除去することができる。

また、前記水分除去部（第一冷却部２０及び第二冷却部３０）は、
前記排気ガスを用いて前記吸脱着部１０を加熱するものである。
このように構成することにより、排気ガスを利用して吸脱着部１０の水分を効率的に除去することができる。

また、前記吸脱着部１０は、
排気ガスに含まれる窒素酸化物の吸着が可能である。
このように構成することにより、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することができる。

また、以上の如く、本開示の一態様に係る排気ガス浄化システム１は、
トラクタ１００（作業車）に搭載される排気ガス浄化システム１であって、
排気ガスに含まれる二酸化炭素の吸着が可能な吸脱着部１０（吸着部）と、
前記吸脱着部１０へと案内される排気ガスを冷却する第二冷却部３０（冷却部）と、
を具備し、
前記第二冷却部３０は、
排気ガスを冷却するための冷媒を圧縮するコンプレッサー３３を具備し、
前記コンプレッサー３３は、
前記トラクタ１００に搭載される駆動源（エンジンＥ）により駆動されるものである。
このように構成することにより、簡素な構成でコンプレッサー３３を駆動するための動力を得ることができる。すなわち、トラクタ１００に搭載される排気ガス浄化システム１のコンプレッサー３３を、トラクタ１００に搭載されたエンジンＥにより駆動させることで、構成の簡素化を図ることができる。

また、前記駆動源は、
前記トラクタ１００に設けられるエンジンＥである。
このように構成することにより、構成の簡素化を図ることができる。

また、前記駆動源は、
前記トラクタ１００に設けられる電動機１０３である。
このように構成することにより、構成の簡素化を図ることができる。

また、前記コンプレッサー３３は、
前記トラクタ１００の空調装置の冷媒を圧縮するためにも用いられる。
このように構成することにより、構成の簡素化を図ることができる。

また、前記吸脱着部１０は、
排気ガスに含まれる窒素酸化物の吸着が可能である。
このように構成することにより、簡素な構成で、排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物を除去することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態に係る排気ガス浄化システム１等は、エンジンＥから排出される排気ガスの浄化を行うものとして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、任意の用途に用いることが可能である。例えば、火力発電所等のボイラやガスタービン等から排出される排気ガスや、製鉄所等で発生する排気ガスの浄化を行うことも可能である。

また、上述のように、吸脱着部１０を複数設け、一部の吸脱着部１０で二酸化炭素等の吸着を行い、これと並行して他の吸脱着部１０で二酸化炭素の脱着を行うように構成することも可能である。このように構成することで、効率的に排気ガスの浄化を行うことができる。

また、上記実施形態で説明した第一温度Ｔ１、第二温度Ｔ２及び第三温度Ｔ３は特に限定するものではなく、処理内容に応じて適宜変更することが可能である。

また、上記実施形態では、１つの冷凍サイクル（第二冷却部３０）を具備する排気ガス浄化システム１を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、排気ガス浄化システム１に２以上（複数）の冷凍サイクルを設けることも可能である。

また、上記実施形態に係る排気ガス浄化システム１等がトラクタ１００に搭載される例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、その他の作業車、農業車両、産業車両、輸送機器等に搭載することが可能である。

１ 排気ガス浄化システム
１０ 吸脱着部
２０ 第一冷却部
３０ 第二冷却部
３３ コンプレッサー
４０ 収容部
５０ 加熱装置
６０ 制御部
７０ 第三冷却部
７１ 熱交換器
７２ ラジエータ
１００ トラクタ
１０１ ボンネット
１０２ キャビン
１０３ 電動機

Claims (6)

1. 排気ガスに含まれる二酸化炭素及び窒素酸化物の吸着が可能な吸脱着部と、
   排気ガス及び／又は前記吸脱着部の温度を調節することで、前記吸脱着部による二酸化炭素の吸着、前記吸脱着部による二酸化炭素の脱着、及び、前記吸脱着部による窒素酸化物の吸着を実行することが可能な温度調節部と、
   を具備する排気ガス浄化システム。
2. 前記温度調節部は、
   前記吸脱着部による二酸化炭素の吸着を実行するための温度、前記吸脱着部による二酸化炭素の脱着を実行するための温度、及び、前記吸脱着部による窒素酸化物の吸着を実行するための温度に温度調節可能である、
   請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
3. 前記温度調節部は、
   前記排気ガスの廃熱を利用して前記吸脱着部を加熱することが可能である、
   請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
4. 前記温度調節部は、
   前記排気ガスを冷却するための、少なくとも１つの冷凍サイクルを含んでいる、
   請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
5. 前記吸脱着部における窒素酸化物の還元を実行することが可能な還元部をさらに具備する、
   請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
6. 前記還元部は、
   炭化水素を還元剤として用いることで、前記吸脱着部における窒素酸化物の還元を実行する、
   請求項５に記載の排気ガス浄化システム。

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