JP2013015087A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device Download PDF

Info

Publication number
JP2013015087A
JP2013015087A JP2011148850A JP2011148850A JP2013015087A JP 2013015087 A JP2013015087 A JP 2013015087A JP 2011148850 A JP2011148850 A JP 2011148850A JP 2011148850 A JP2011148850 A JP 2011148850A JP 2013015087 A JP2013015087 A JP 2013015087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
particulate filter
liquid
liquid injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011148850A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5839663B2 (en
Inventor
Keiichi Hayashizaki
圭一 林崎
Mitsuru Hosoya
満 細谷
Hiroshi Hirabayashi
浩 平林
Shinya Sato
信也 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP2011148850A priority Critical patent/JP5839663B2/en
Publication of JP2013015087A publication Critical patent/JP2013015087A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5839663B2 publication Critical patent/JP5839663B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently reduce NOx and particulates in an exhaust gas in a high temperature zone.SOLUTION: A first catalyst layer 21 comprising a silver based catalyst is formed on the whole inner surface of a flow-in holes 24c of a particulate filter 20, a collecting layer 23 capable of collecting the particulates 20 in the exhaust gas is formed on the whole inner surface of the first catalyst layer 21 and a second catalyst layer 22 comprising a copper based catalyst, an iron based catalyst or a vanadium based catalyst is formed on the whole inner surface of a flow out hole 20d of the filter 20. A first liquid injection nozzle capable of injecting a hydrocarbon based liquid toward the filter 20 is provided in the exhaust pipe of the exhaust gas upstream side of the filter 20. In a first hydrocarbon based liquid supply means, the liquid is supplied to the first liquid injection nozzle via a first liquid injection quantity control valve. A controller controls the first liquid injection control valve based on the detected output of a first temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas related to the filter 20.

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物(以下、NOxという)を低減して排ガスを浄化する装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for purifying exhaust gas by reducing nitrogen oxide (hereinafter referred to as NOx) contained in exhaust gas of a diesel engine.

従来、この種の排ガス浄化装置として、排ガス中の粒子状物質を一時捕集可能でかつアンモニア選択還元型触媒を担持したパティキュレートフィルタが内燃機関の排気通路に設けられ、尿素供給手段がパティキュレートフィルタの上流から尿素を供給するように構成された内燃機関の排気浄化装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この排気浄化装置では、アンモニア選択還元触媒は、チタニア−バナジウム、ゼオライト、クロム、マンガン、モリブデン、タングステンの少なくとも1つである。このアンモニア選択還元触媒は、パティキュレートフィルタの隔壁の壁面よりも隔壁内に多く担持される。   Conventionally, as this type of exhaust gas purification device, a particulate filter capable of temporarily collecting particulate matter in exhaust gas and carrying an ammonia selective reduction catalyst is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the urea supply means is the particulate An exhaust purification device for an internal combustion engine configured to supply urea from upstream of a filter is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this exhaust purification apparatus, the ammonia selective reduction catalyst is at least one of titania-vanadium, zeolite, chromium, manganese, molybdenum, and tungsten. The ammonia selective reduction catalyst is supported more in the partition wall than in the partition wall surface of the particulate filter.

このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、排ガスがパティキュレートフィルタを通過する際に排ガスに含まれる粒子状物質がパティキュレートフィルタに捕集され、排ガス中のNOxは、アンモニア選択還元触媒により還元される。ここで、パティキュレートフィルタにアンモニア選択還元触媒を担持させることにより、アンモニア選択還元触媒と排ガスとの接触面積が広くなるため、排ガス中のNOxがアンモニア還元触媒に接触する機会が増加する。この結果、アンモニア還元触媒によるNOx還元率を向上できる。従って、排ガス中の粒子状物質の除去及びNOxの浄化を1つのフィルタで行うことができるようになっている。   In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured as described above, particulate matter contained in the exhaust gas is collected in the particulate filter when the exhaust gas passes through the particulate filter, and NOx in the exhaust gas is converted into an ammonia selective reduction catalyst. Reduced by Here, by supporting the ammonia selective reduction catalyst on the particulate filter, the contact area between the ammonia selective reduction catalyst and the exhaust gas is widened, so the chance of NOx in the exhaust gas contacting the ammonia reduction catalyst increases. As a result, the NOx reduction rate by the ammonia reduction catalyst can be improved. Therefore, removal of particulate matter in exhaust gas and purification of NOx can be performed with one filter.

またハニカム配列中の多数のチャンネルのいくつかが上流端でプラグされ、上流端でプラグされていないチャンネルが下流端でプラグされ、下流端でプラグされたチャンネルの上流端で、実質的にガス不透過性であるゾーンの上に酸化触媒が形成され、この酸化触媒の下流に煤を捕捉するガス透過性のフィルタゾーンが形成されたフィルタが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。このフィルタでは、酸化触媒が白金族金属(PGM)、好ましくはPt又はPdのいずれか一方又は双方を包含し、フィルタゾーンが煤の燃焼を促進する触媒を包含する。また上記フィルタは燃焼エンジンの排気機構に配置される。   Also, some of the multiple channels in the honeycomb array are plugged at the upstream end, channels that are not plugged at the upstream end are plugged at the downstream end, and substantially gas-free at the upstream end of the channels plugged at the downstream end. There is disclosed a filter in which an oxidation catalyst is formed on a permeable zone and a gas permeable filter zone for capturing soot is formed downstream of the oxidation catalyst (see, for example, Patent Document 2). In this filter, the oxidation catalyst includes a platinum group metal (PGM), preferably one or both of Pt or Pd, and the filter zone includes a catalyst that promotes soot combustion. The filter is disposed in the exhaust mechanism of the combustion engine.

このように構成されたフィルタでは、最初にNOを含有する排ガスを濾過せずに酸化触媒上を通過させることにより、この酸化触媒が400℃未満の温度で排ガス中のNOをNO2に転化し、その後、NO2を含有する排ガスを用いてフィルタ上の煤を連続的に燃焼するようになっている。 In the filter configured in this manner, first, the exhaust gas containing NO is passed over the oxidation catalyst without filtering, so that the oxidation catalyst converts NO in the exhaust gas into NO 2 at a temperature of less than 400 ° C. Thereafter, the soot on the filter is continuously burned using the exhaust gas containing NO 2 .

特開2004−60494号公報(請求項1、請求項4、段落[0012]、図1)JP 2004-60494 A (claim 1, claim 4, paragraph [0012], FIG. 1) 特表2005−500147号公報(請求項1、請求項6、請求項25)JP-T-2005-500147 (Claim 1, Claim 6, Claim 25)

しかし、上記従来の特許文献1に示された内燃機関の排気浄化装置では、還元剤として尿素を用いているため、排気浄化装置を車両に搭載する場合、車両に尿素水を貯留する尿素水タンクを燃料タンクとは別に設けなければならず、また尿素水タンクに尿素水を補給する作業が比較的煩わしい不具合があった。また、上記従来の特許文献2に示されたフィルタでは、酸化触媒がガス不透過性であるため、ガス透過性のフィルタゾーンの面積が狭められ、ガス透過性のフィルタゾーンの面積を確保しようとすると、フィルタが大型化してしまう問題点があった。更に、上記従来の特許文献2に示されたフィルタでは、下流端でプラグされたチャンネルの上流端に酸化触媒が形成されているため、パティキュレートを含む排ガスがフィルタのチャンネルに流入すると、パティキュレートが酸化触媒に堆積してしまい、排ガス中のNOをNO2に転化する酸化触媒の機能を阻害する問題点もあった。 However, since the exhaust purification device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 uses urea as a reducing agent, a urea water tank that stores urea water in the vehicle when the exhaust purification device is mounted on a vehicle. There is a problem that the operation of replenishing the urea water tank with the urea water is relatively troublesome. Moreover, in the filter shown in the above-mentioned conventional patent document 2, since the oxidation catalyst is gas-impermeable, the area of the gas-permeable filter zone is narrowed, and an attempt is made to secure the area of the gas-permeable filter zone. Then, there existed a problem which a filter will enlarge. Further, in the conventional filter disclosed in Patent Document 2, since an oxidation catalyst is formed at the upstream end of the channel plugged at the downstream end, if exhaust gas containing particulates flows into the filter channel, the particulates Has accumulated on the oxidation catalyst, which hinders the function of the oxidation catalyst to convert NO in the exhaust gas into NO 2 .

本発明の第1の目的は、排ガスの高温域においてNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる、排ガス浄化装置を提供することにある。本発明の第2の目的は、還元剤として、尿素水ではなく、比較的取扱いの容易な燃料等の炭化水素系液体を用いることができる、排ガス浄化装置を提供することにある。本発明の第3の目的は、パティキュレートフィルタを大型化させず、また触媒層へのパティキュレートの堆積を防止できる、排ガス浄化装置を提供することにある。本発明の第4の目的は、排ガスの低温域から高温域までの幅広い温度域にわたってNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる、排ガス浄化装置を提供することにある。   A first object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of efficiently reducing NOx and particulates in a high temperature range of exhaust gas. A second object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus in which a hydrocarbon-based liquid such as a fuel that is relatively easy to handle can be used as a reducing agent instead of urea water. A third object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus that does not increase the size of a particulate filter and can prevent the accumulation of particulates on a catalyst layer. A fourth object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of efficiently reducing NOx and particulates over a wide temperature range from a low temperature range to a high temperature range of the exhaust gas.

本発明の第1の観点は、図1及び図2に示すように、エンジン11の排気管16に排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ20が設けられ、パティキュレートフィルタ20が、多孔質の隔壁24aで仕切られた貫通孔24bが互いに平行に複数形成された担体24を有し、複数の貫通孔24bの相隣接する出口部及び入口部を交互に封止することにより流入穴24c及び流出穴24dがそれぞれ形成された排ガス浄化装置において、流入穴24cの内面の全部又は一部に銀系触媒からなる第1触媒層21が排ガスの通過可能な状態で形成され、第1触媒層21の内面の全部に排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層23が排ガスの通過可能な状態で形成され、流出穴24dの内面の全部又は一部に銅系触媒、鉄系触媒又はバナジウム系触媒からなる第2触媒層22が排ガスの通過可能な状態で形成され、パティキュレートフィルタ20より排ガス上流側の排気管16に設けられパティキュレートフィルタ20に向けて炭化水素系液体32を噴射可能な第1液体噴射ノズル31と、第1液体噴射ノズル31に第1液体噴射量調整弁44を介して液体32を供給する第1炭化水素系液体供給手段41と、パティキュレートフィルタ20に関係する排ガスの温度を検出する第1温度センサ81と、第1温度センサ81の検出出力に基づいて第1液体噴射量調整弁44を制御するコントローラ86とを備えたことを特徴とする。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first aspect of the present invention is that a particulate filter 20 for collecting particulates in exhaust gas is provided in the exhaust pipe 16 of the engine 11, and the particulate filter 20 is porous. A plurality of through holes 24b partitioned by a quality partition wall 24a have a carrier 24 formed in parallel with each other, and the inflow holes 24c are sealed by alternately sealing the adjacent outlet portions and inlet portions of the plurality of through holes 24b. In the exhaust gas purifying device in which the exhaust hole 24d and the outflow hole 24d are respectively formed, the first catalyst layer 21 made of a silver-based catalyst is formed on all or part of the inner surface of the inflow hole 24c so that the exhaust gas can pass therethrough. A collecting layer 23 capable of collecting particulates in the exhaust gas is formed on the entire inner surface of the exhaust gas 21 so that the exhaust gas can pass therethrough, and a copper-based catalyst is formed on all or a part of the inner surface of the outflow hole 24d. A second catalyst layer 22 made of an iron-based catalyst or a vanadium-based catalyst is formed in a state in which exhaust gas can pass, and is provided in the exhaust pipe 16 on the exhaust gas upstream side of the particulate filter 20 and is directed toward the particulate filter 20. A first liquid injection nozzle 31 capable of injecting the liquid 32; a first hydrocarbon-based liquid supply means 41 for supplying the liquid 32 to the first liquid injection nozzle 31 via a first liquid injection amount adjustment valve 44; A first temperature sensor 81 for detecting the temperature of exhaust gas related to the filter 20 and a controller 86 for controlling the first liquid injection amount adjusting valve 44 based on the detection output of the first temperature sensor 81 are provided. To do.

本発明の第2の観点は、図3に示すように、エンジンの排気管に排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ100が設けられ、パティキュレートフィルタ100が、多孔質の隔壁101aで仕切られた貫通孔101bが互いに平行に複数形成された担体101を有する排ガス浄化装置において、複数の貫通孔101bの入口部を1つ置きに封止することにより流入流出孔101c及び流出穴101dがそれぞれ形成され、流入流出孔101cの内面の全部又は一部に銀系触媒からなる第1触媒層21が排ガスの通過可能な状態で形成され、第1触媒層21の内面の全部に排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層23が排ガスの通過可能な状態で形成され、流出穴101dの内面の全部又は一部に銅系触媒、鉄系触媒又はバナジウム系触媒からなる第2触媒層22が排ガスの通過可能な状態で形成され、パティキュレートフィルタ100より排ガス上流側の排気管に設けられパティキュレートフィルタに向けて炭化水素系液体を噴射可能な第1液体噴射ノズルと、第1液体噴射ノズルに第1液体噴射量調整弁を介して液体を供給する第1炭化水素系液体供給手段と、パティキュレートフィルタ100に関係する排ガスの温度を検出する第1温度センサと、第1温度センサの検出出力に基づいて第1液体噴射量調整弁を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。   As shown in FIG. 3, the second aspect of the present invention is that a particulate filter 100 for collecting particulates in exhaust gas is provided in an exhaust pipe of an engine, and the particulate filter 100 is a porous partition wall 101a. In an exhaust gas purification apparatus having a carrier 101 in which a plurality of partitioned through-holes 101b are formed in parallel to each other, the inflow / outflow holes 101c and the outflow holes 101d are formed by sealing every other inlet portion of the plurality of through-holes 101b. A first catalyst layer 21 made of a silver-based catalyst is formed in a state where exhaust gas can pass over all or part of the inner surface of the inflow / outflow hole 101c, and the entire inner surface of the first catalyst layer 21 contains exhaust gas in the exhaust gas. A collection layer 23 capable of collecting particulates is formed in a state in which exhaust gas can pass, and a copper-based catalyst or iron is formed on all or part of the inner surface of the outflow hole 101d. A second catalyst layer 22 made of a catalyst or a vanadium catalyst is formed in a state in which exhaust gas can pass, and is provided in an exhaust pipe upstream of the particulate filter 100 and can inject hydrocarbon-based liquid toward the particulate filter. First liquid injection nozzle, first hydrocarbon liquid supply means for supplying liquid to the first liquid injection nozzle via the first liquid injection amount adjustment valve, and temperature of exhaust gas related to the particulate filter 100 are detected. And a controller for controlling the first liquid injection amount adjusting valve based on a detection output of the first temperature sensor.

本発明の第3の観点は、第1の観点に基づく発明であって、更に図4に示すように、第1触媒層121の流入穴24c内面へのコーティング面積及びコーティング位置と、第2触媒層22の流出穴24d内面へのコーティング面積及びコーティング位置とが、パティキュレートフィルタ120の圧損又はNOxの要求低減率のいずれか一方又は双方に基づいて設定されるように構成されたことを特徴とする。   The third aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, and further, as shown in FIG. 4, the coating area and coating position on the inner surface of the inflow hole 24c of the first catalyst layer 121, and the second catalyst. The coating area and the coating position on the inner surface of the outflow hole 24d of the layer 22 are configured to be set based on one or both of the pressure loss of the particulate filter 120 and the required reduction rate of NOx. To do.

本発明の第4の観点は、第2の観点に基づく発明であって、更に図5に示すように、第1触媒層121の流入流出孔101c内面へのコーティング面積及びコーティング位置と、第2触媒層122の流出穴101d内面へのコーティング面積及びコーティング位置とが、パティキュレートフィルタ140の圧損又はNOxの要求低減率のいずれか一方又は双方に基づいて設定されるように構成されたことを特徴とする。   The fourth aspect of the present invention is an invention based on the second aspect, and as shown in FIG. 5, the coating area and the coating position on the inner surface of the inflow / outflow hole 101c of the first catalyst layer 121, and the second The coating area and the coating position on the inner surface of the outflow hole 101d of the catalyst layer 122 are configured to be set based on one or both of the pressure loss of the particulate filter 140 and the required reduction rate of NOx. And

本発明の第5の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、更に図2に示すように、第1液体噴射ノズル31より排ガス上流側の排気管16に酸化機能及びNOxの還元機能を有する第1酸化還元触媒51が設けられ、第1酸化還元触媒51より排ガス上流側の排気管16に第1酸化還元触媒51に向けて炭化水素系液体32を噴射可能な第2液体噴射ノズル52が設けられ、第2液体噴射ノズル52に第2液体噴射量調整弁64を介して液体32を供給する第2炭化水素系液体供給手段62が第2液体噴射ノズル52に接続され、第1酸化還元触媒51に関係する排ガスの温度が第2温度センサ82により検出され、コントローラ86が第2温度センサ82の検出出力に基づいて第2液体噴射量調整弁64を制御するように構成されたことを特徴とする。   The fifth aspect of the present invention is an invention based on the first or second aspect, and further, as shown in FIG. 2, an oxidation function and NOx are added to the exhaust pipe 16 on the exhaust gas upstream side of the first liquid injection nozzle 31. The first oxidation-reduction catalyst 51 having the reduction function is provided, and a second hydrocarbon-based liquid 32 can be injected toward the first oxidation-reduction catalyst 51 into the exhaust pipe 16 upstream of the first oxidation-reduction catalyst 51. A liquid injection nozzle 52 is provided, and a second hydrocarbon-based liquid supply means 62 that supplies the liquid 32 to the second liquid injection nozzle 52 via the second liquid injection amount adjustment valve 64 is connected to the second liquid injection nozzle 52. The temperature of the exhaust gas related to the first redox catalyst 51 is detected by the second temperature sensor 82, and the controller 86 controls the second liquid injection amount adjustment valve 64 based on the detection output of the second temperature sensor 82. Composed Characterized in that was.

本発明の第6の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、更に図1に示すように、第1触媒層21がパティキュレートフィルタ20の担体24に銀ゼオライト又は銀アルミナをコーティングして形成され、第2触媒層22がパティキュレートフィルタ20の担体24に銅ゼオライト、鉄ゼオライト又はバナジウム系酸化物をコーティングして形成されたことを特徴とする。   The sixth aspect of the present invention is an invention based on the first or second aspect, and further, as shown in FIG. 1, the first catalyst layer 21 is formed on the carrier 24 of the particulate filter 20 with silver zeolite or silver alumina. The second catalyst layer 22 is formed by coating the carrier 24 of the particulate filter 20 with copper zeolite, iron zeolite or vanadium oxide.

本発明の第7の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、更に図2に示すように、パティキュレートフィルタ20より排ガス下流側の排気管16に第2酸化還元触媒72が設けられ、第2酸化還元触媒72が、パティキュレートフィルタ20から炭化水素系液体32が排出されたときにこの炭化水素系液体32を酸化する酸化機能と、パティキュレートフィルタ20からアンモニアが排出されたときにこのアンモニアを酸化する酸化機能と、パティキュレートフィルタ20からNOxが排出されたときにNOxを還元する還元機能を有することを特徴とする。   The seventh aspect of the present invention is an invention based on the first or second aspect, and as shown in FIG. 2, the second redox catalyst 72 is provided in the exhaust pipe 16 on the exhaust gas downstream side of the particulate filter 20. And the second redox catalyst 72 oxidizes the hydrocarbon liquid 32 when the hydrocarbon liquid 32 is discharged from the particulate filter 20 and ammonia is discharged from the particulate filter 20. It is characterized by having an oxidation function for oxidizing ammonia when it is discharged and a reduction function for reducing NOx when NOx is exhausted from the particulate filter 20.

本発明の第1の観点の排ガス浄化装置では、排ガスの高温域において、第1液体噴射ノズルから炭化水素系液体を噴射すると、この炭化水素系液体がエンジンの排ガスとともに、パティキュレートフィルタの入口部から流入穴に流入して、捕集層で排ガス中のパティキュレートが捕集され、このパティキュレートの除去された排ガスが炭化水素系液体とともに銀系の第1触媒層に流入すると、この第1触媒層上でアンモニアが生成され、このアンモニアを含む排ガスが銅系、鉄系又はバナジウム系の第2触媒層に流入すると、この第2触媒層上でアンモニアとNOxが反応して、NOxの還元反応とアンモニアの酸化反応とが促進される。この結果、排ガスの高温域において排ガス中のNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる。   In the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect of the present invention, when the hydrocarbon-based liquid is injected from the first liquid injection nozzle in the high-temperature region of the exhaust gas, the hydrocarbon-based liquid, together with the exhaust gas of the engine, enters the inlet portion of the particulate filter. When the particulates in the exhaust gas are collected in the collection layer and the exhaust gas from which the particulates are removed flows into the silver-based first catalyst layer together with the hydrocarbon-based liquid, the first When ammonia is generated on the catalyst layer and the exhaust gas containing ammonia flows into the copper-based, iron-based, or vanadium-based second catalyst layer, ammonia and NOx react on the second catalyst layer to reduce NOx. The reaction and the oxidation reaction of ammonia are promoted. As a result, NOx and particulates in the exhaust gas can be efficiently reduced in the high temperature range of the exhaust gas.

また車両に搭載した場合、還元剤として尿素水を貯留する尿素水タンクを燃料タンクとは別に設ける必要があり、この尿素水タンクに尿素水を補給する作業が比較的煩わしい従来の内燃機関の排気浄化装置と比較して、本発明では、還元剤として軽油等の炭化水素系液体を用いるため、車両に搭載した場合、燃料タンクに貯蔵する軽油を用いることができ、燃料タンクとは別に新たなタンクを設ける必要がなく、また還元剤の取扱いが比較的容易になる。また酸化触媒がガス不透過性であるため、ガス透過性のフィルタゾーンの面積が狭められ、ガス透過性のフィルタゾーンの面積を確保しようとすると、フィルタが大型化してしまう従来のフィルタと比較して、本発明では、捕集層、第1触媒層及び第2触媒層が排ガスの通過可能な状態で形成されているため、パティキュレートフィルタを大型化させずに済む。更に下流端でプラグされたチャンネルの上流端に酸化触媒が形成されているため、パティキュレートを含む排ガスがフィルタのチャンネルに流入すると、パティキュレートが酸化触媒に堆積してしまい、排ガス中のNOをNO2に転化する酸化触媒の機能を阻害するおそれのあった従来のフィルタと比較して、本発明では、第1及び第2触媒層に排ガスが流入する前に捕集層で排ガス中のパティキュレートが捕集されるため、第1及び第2触媒層へのパティキュレートの堆積を防止できる。 Further, when mounted on a vehicle, it is necessary to provide a urea water tank for storing urea water as a reducing agent separately from the fuel tank, and the exhaust of a conventional internal combustion engine in which the operation of replenishing urea water to the urea water tank is relatively troublesome. Compared with the purification device, since the present invention uses a hydrocarbon-based liquid such as light oil as the reducing agent, the light oil stored in the fuel tank can be used when mounted on a vehicle. There is no need to provide a tank, and handling of the reducing agent is relatively easy. In addition, since the oxidation catalyst is gas impermeable, the area of the gas permeable filter zone is narrowed, and when trying to secure the area of the gas permeable filter zone, the filter becomes larger than the conventional filter. In the present invention, since the collection layer, the first catalyst layer, and the second catalyst layer are formed in a state in which the exhaust gas can pass, it is not necessary to increase the size of the particulate filter. Furthermore, since an oxidation catalyst is formed at the upstream end of the channel plugged at the downstream end, when exhaust gas containing particulates flows into the channel of the filter, the particulates accumulate on the oxidation catalyst, and NO in the exhaust gas is reduced. Compared with the conventional filter that may impede the function of the oxidation catalyst that converts to NO 2 , in the present invention, before the exhaust gas flows into the first and second catalyst layers, the particulate matter in the exhaust gas is collected in the collection layer. Since the curate is collected, the accumulation of particulates on the first and second catalyst layers can be prevented.

本発明の第2の観点の排ガス浄化装置では、流出穴の出口部を封止部材で封止する工数は必要であるけれども、流入流出孔の入口部を封止部材で封止する工数は不要であるため、パティキュレートフィルタの製造工数を削減できる。この結果、パティキュレートフィルタの製造コストを低減できる。またパティキュレートフィルタの出口側の方が入口側より圧力が低いため、流入流出孔の入口から入って流入流出孔の出口からそのまま出る排ガスより、流入流出孔の入口から入り多孔質の隔壁を通過して流出穴の出口から出る排ガスの方が多い。この結果、上記と同様に、排ガスの高温域において排ガス中のNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる。   In the exhaust gas purification apparatus according to the second aspect of the present invention, the man-hour for sealing the outlet portion of the outflow hole with the sealing member is necessary, but the man-hour for sealing the inlet portion of the inflow / outflow hole with the sealing member is unnecessary. Therefore, the number of manufacturing steps for the particulate filter can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the particulate filter can be reduced. In addition, the pressure on the outlet side of the particulate filter is lower than that on the inlet side, so the exhaust gas that enters from the inlet and outlet holes enters the inlet and outlet holes and enters through the porous partition. More exhaust gas exits from the outlet of the outflow hole. As a result, similarly to the above, NOx and particulates in the exhaust gas can be efficiently reduced in the high temperature range of the exhaust gas.

本発明の第3及び第4の観点の排ガス浄化装置では、第1触媒層に用いられる銀の使用量や、第2触媒層に用いられる銅、鉄又はバナジウムの使用量を低減できる。この結果、パティキュレートフィルタの製造コストを低減できる。   In the exhaust gas purifying apparatus according to the third and fourth aspects of the present invention, the amount of silver used for the first catalyst layer and the amount of copper, iron or vanadium used for the second catalyst layer can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the particulate filter can be reduced.

本発明の第5の観点の排ガス浄化装置では、排ガスの低温域において、炭化水素系液体を第2液体噴射ノズルから噴射すると、排ガス中のNOxの還元性能を発現する第1酸化還元触媒上で排ガス中のNOxと反応して、NOxが速やかに還元されるので、排ガスの低温域においてNOxを効率良く低減できる。一方、排ガスの高温域において、第1液体噴射ノズルから炭化水素系液体を噴射すると、この炭化水素系液体がエンジンの排ガスとともに、パティキュレートフィルタの入口部から流入穴に流入して、捕集層で排ガス中のパティキュレートが捕集され、このパティキュレートの除去された排ガスが炭化水素系液体とともに銀系の第1触媒層に流入すると、この第1触媒層上でアンモニアが生成され、このアンモニアを含む排ガスが銅系、鉄系又はバナジウム系の第2触媒層に流入すると、この第2触媒層上でアンモニアとNOxが反応して、NOxの還元反応とアンモニアの酸化反応とが促進される。この結果、排ガスの低温域から高温域までの幅広い温度域にわたってNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる。   In the exhaust gas purifying apparatus according to the fifth aspect of the present invention, when the hydrocarbon-based liquid is injected from the second liquid injection nozzle in the low temperature range of the exhaust gas, the first redox catalyst that exhibits the reduction performance of NOx in the exhaust gas is produced. Since it reacts with NOx in the exhaust gas and NOx is rapidly reduced, NOx can be efficiently reduced in the low temperature region of the exhaust gas. On the other hand, when the hydrocarbon-based liquid is injected from the first liquid injection nozzle in the high temperature region of the exhaust gas, the hydrocarbon-based liquid flows into the inflow hole from the inlet portion of the particulate filter together with the exhaust gas of the engine, and the trapping layer When particulates in the exhaust gas are collected in the exhaust gas and the exhaust gas from which the particulates have been removed flows into the silver-based first catalyst layer together with the hydrocarbon-based liquid, ammonia is generated on the first catalyst layer. When exhaust gas containing nitrogen flows into the copper-based, iron-based or vanadium-based second catalyst layer, ammonia and NOx react on the second catalyst layer, and the NOx reduction reaction and ammonia oxidation reaction are promoted. . As a result, NOx and particulates can be efficiently reduced over a wide temperature range from a low temperature range to a high temperature range of the exhaust gas.

本発明の第7の観点の排ガス浄化装置では、パティキュレートフィルタから炭化水素系液体が排出されたときに、この炭化水素系液体を第2酸化還元触媒が酸化し、パティキュレートフィルタからアンモニアが排出されたときに、このアンモニアを第2酸化還元触媒が酸化し、パティキュレートフィルタからNOxが排出されたときに、このNOxを第2酸化還元触媒が還元する。この結果、炭化水素系液体、アンモニア及びNOxが大気中に排出されるのを防止できる。   In the exhaust gas purifying apparatus according to the seventh aspect of the present invention, when the hydrocarbon liquid is discharged from the particulate filter, the second redox catalyst oxidizes the hydrocarbon liquid and ammonia is discharged from the particulate filter. When this is done, the second redox catalyst oxidizes this ammonia, and when NOx is discharged from the particulate filter, the second redox catalyst reduces this NOx. As a result, it is possible to prevent the hydrocarbon liquid, ammonia and NOx from being discharged into the atmosphere.

本発明第1実施形態のパティキュレートフィルタの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of the particulate filter of a 1st embodiment of the present invention. そのパティキュレートフィルタを含む排ガス浄化装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the exhaust gas purification apparatus containing the particulate filter. 本発明第2実施形態のパティキュレートフィルタの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of the particulate filter of a 2nd embodiment of the present invention. 本発明第3実施形態のパティキュレートフィルタの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of the particulate filter of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明第4実施形態のパティキュレートフィルタの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of the particulate filter of a 4th embodiment of the present invention. 実施例1及び比較例1の排ガス浄化装置に排ガスを模したモデルガスを流しこのモデルガス温度を変化させたときのNOx低減率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of NOx reduction rate when the model gas imitating exhaust gas is made to flow into the exhaust gas purification apparatus of Example 1 and Comparative Example 1, and this model gas temperature is changed. 実施例1の第1触媒層にモデルガスを流しこのモデルガス温度を変化させたときの第1触媒層におけるNOxのNH3への転換率の変化を示す図である。It is a graph showing changes in conversion to NH 3 in the NOx in the first catalyst layer with respect to a change in the model gas temperature flowing model gases to the first catalyst layer of Example 1. 実施例1及び比較例1の排ガス浄化装置を同型のディーゼルエンジンの排気管にそれぞれ取付けて排ガス温度を変化させたときのトータルのNOx低減率を示す図である。It is a figure which shows the total NOx reduction rate when attaching the exhaust gas purification apparatus of Example 1 and Comparative Example 1 to the exhaust pipe of the diesel engine of the same type, respectively, and changing exhaust gas temperature.

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1の実施の形態>
図2に示すように、ディーゼルエンジン11の吸気ポートには吸気マニホルド12を介して吸気管13が接続され、排気ポートには排気マニホルド14を介して排気管16が接続される。吸気管13には、ターボ過給機17のコンプレッサハウジング17aと、ターボ過給機17により圧縮された吸気を冷却するインタクーラ18とがそれぞれ設けられ、排気管16にはターボ過給機17のタービンハウジング17bが設けられる。コンプレッサハウジング17aにはコンプレッサ回転翼(図示せず)が回転可能に収容され、タービンハウジング17bにはタービン回転翼(図示せず)が回転可能に収容される。コンプレッサ回転翼とタービン回転翼とはシャフト(図示せず)により連結され、エンジン11から排出される排ガスのエネルギによりタービン回転翼及びシャフトを介してコンプレッサ回転翼が回転し、このコンプレッサ回転翼の回転により吸気管13内の吸入空気が圧縮されるように構成される。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 2, an intake pipe 13 is connected to the intake port of the diesel engine 11 via an intake manifold 12, and an exhaust pipe 16 is connected to the exhaust port via an exhaust manifold 14. The intake pipe 13 is provided with a compressor housing 17a of the turbocharger 17 and an intercooler 18 for cooling the intake air compressed by the turbocharger 17, and the exhaust pipe 16 is provided with a turbine of the turbocharger 17. A housing 17b is provided. Compressor rotor blades (not shown) are rotatably accommodated in the compressor housing 17a, and turbine rotor blades (not shown) are rotatably accommodated in the turbine housing 17b. The compressor rotor blades and the turbine rotor blades are connected by a shaft (not shown), and the compressor rotor blades are rotated via the turbine rotor blades and the shaft by the energy of the exhaust gas discharged from the engine 11, and the compressor rotor blades are rotated. Thus, the intake air in the intake pipe 13 is compressed.

排気管16の途中には排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ20が設けられる。このパティキュレートフィルタ20は排気管16より大径のケース19に収容される。またパティキュレートフィルタ20は、図1に示すように、例えばコージェライト、炭化ケイ素のようなセラミックからなる多孔質の隔壁24aで仕切られた貫通孔24bが互いに平行に複数形成されたハニカム状の担体24を有する。複数の貫通孔24bの相隣接する出口部及び入口部を交互に封止することにより流入穴24c及び流出穴24dがそれぞれ形成される。即ち、複数の貫通孔24bのうち出口側を封止部材24eにより封止しかつ入口側を開放することにより流入穴24cが形成され、複数の貫通孔24bのうち入口側を封止部材24eにより封止しかつ出口側を開放することにより流出穴24dが形成される。ここで、貫通孔24bの出口部とは、貫通孔24bの封止部材24eで封止される出口を含む奥行きのある部分をいう。即ち、貫通孔24bの出口部は、封止部材24eの厚さに応じてその奥行きが変化し、封止部材24eが厚い場合にはその奥行きは深くなり、封止部材24eが薄い場合にはその奥行きは浅くなる。また、貫通孔24bの入口部とは、貫通孔24bの封止部材24eで封止される入口の部分をいう。即ち、貫通孔24bの入口部は、封止部材24eの厚さに応じてその奥行きが変化し、封止部材24eが厚い場合にはその奥行きは深くなり、封止部材24eが薄い場合にはその奥行きは浅くなる。   A particulate filter 20 that collects particulates in the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust pipe 16. The particulate filter 20 is accommodated in a case 19 having a larger diameter than the exhaust pipe 16. As shown in FIG. 1, the particulate filter 20 includes a honeycomb-shaped carrier in which a plurality of through-holes 24b partitioned by porous partition walls 24a made of ceramic such as cordierite and silicon carbide are formed in parallel to each other. 24. An inflow hole 24c and an outflow hole 24d are formed by alternately sealing the outlet portions and the inlet portions adjacent to each other of the plurality of through holes 24b. That is, the inflow hole 24c is formed by sealing the outlet side of the plurality of through holes 24b with the sealing member 24e and opening the inlet side, and the inlet side of the plurality of through holes 24b by the sealing member 24e. The outlet hole 24d is formed by sealing and opening the outlet side. Here, the outlet portion of the through hole 24b refers to a portion having a depth including the outlet sealed by the sealing member 24e of the through hole 24b. That is, the depth of the outlet portion of the through hole 24b changes according to the thickness of the sealing member 24e. When the sealing member 24e is thick, the depth is deep, and when the sealing member 24e is thin, Its depth becomes shallower. Moreover, the inlet part of the through-hole 24b means the part of the inlet sealed with the sealing member 24e of the through-hole 24b. That is, the depth of the inlet portion of the through hole 24b varies depending on the thickness of the sealing member 24e. When the sealing member 24e is thick, the depth is deep, and when the sealing member 24e is thin, Its depth becomes shallower.

パティキュレートフィルタ20の流入穴24cの全面(内面の全部)には、銀系触媒からなる第1触媒層21が排ガスの通過可能な状態で形成される(図1)。また第1触媒層21の全面(内面の全部)には、排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層23が排ガスの通過可能な状態で形成される。更に流出穴24dの全面(内面の全部)には、銅系触媒、鉄系触媒又はバナジウム系触媒からなる第2触媒層22が排ガスの通過可能な状態で形成される。上記第1触媒層21は、フィルタ20の担体24に銀ゼオライト又は銀アルミナをコーティングして形成される。具体的には、銀ゼオライトからなる第1触媒層21は、銀をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをフィルタ20の担体24にコーティングして形成される。また銀アルミナからなる第1触媒層21は、銀を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをフィルタ20の担体24にコーティングして形成される。   A first catalyst layer 21 made of a silver-based catalyst is formed on the entire surface (the entire inner surface) of the inflow hole 24c of the particulate filter 20 in a state in which exhaust gas can pass (FIG. 1). A collection layer 23 capable of collecting particulates in the exhaust gas is formed on the entire surface of the first catalyst layer 21 (the entire inner surface) in a state in which the exhaust gas can pass. Furthermore, a second catalyst layer 22 made of a copper-based catalyst, an iron-based catalyst, or a vanadium-based catalyst is formed on the entire surface of the outflow hole 24d (the entire inner surface) so that the exhaust gas can pass therethrough. The first catalyst layer 21 is formed by coating the carrier 24 of the filter 20 with silver zeolite or silver alumina. Specifically, the first catalyst layer 21 made of silver zeolite is formed by coating the carrier 24 of the filter 20 with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of silver. The first catalyst layer 21 made of silver alumina is formed by coating the carrier 24 of the filter 20 with a slurry containing γ-alumina powder or θ-alumina powder supporting silver.

捕集層23は、γ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをフィルタ20の担体24のうち第1触媒層21表面にコーティングして形成される(図1)。また第2触媒層22はフィルタ20の担体24に銅ゼオライト、鉄ゼオライト又はバナジウム系酸化物をコーティングして形成される。具体的には、銅ゼオライトからなる第2触媒層22は、銅をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをフィルタ20の担体24にコーティングして形成される。また鉄ゼオライトからなる第2触媒層22は、鉄をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをフィルタ20の担体24にコーティングして形成される。更にバナジウム系酸化物からなる第2触媒層22は、バナジウム酸化物のみの粉末を含むか、或いはバナジウム酸化物にチタン酸化物及びタングステン酸化物を含有する複合酸化物粉末を含むスラリーをフィルタ20の担体24にコーティングしてそれぞれ形成される。   The collection layer 23 is formed by coating the surface of the first catalyst layer 21 of the carrier 24 of the filter 20 with a slurry containing γ-alumina powder or θ-alumina powder (FIG. 1). The second catalyst layer 22 is formed by coating the carrier 24 of the filter 20 with copper zeolite, iron zeolite, or vanadium oxide. Specifically, the second catalyst layer 22 made of copper zeolite is formed by coating the carrier 24 of the filter 20 with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of copper. The second catalyst layer 22 made of iron zeolite is formed by coating the carrier 24 of the filter 20 with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of iron. Furthermore, the second catalyst layer 22 made of vanadium-based oxide contains a slurry containing only vanadium oxide powder or a composite oxide powder containing titanium oxide and tungsten oxide in vanadium oxide. Each of the carriers 24 is formed by coating.

一方、パティキュレートフィルタ20より排ガス上流側のケース19には、このフィルタ20に向けて炭化水素系液体32を噴射可能な第1液体噴射ノズル31が設けられる(図2)。この第1液体噴射ノズル31には第1炭化水素系液体供給手段41が接続される。第1炭化水素系液体供給手段41は、第1液体噴射ノズル31に一端が接続された第1液体供給管42と、この第1液体供給管42の他端に接続され液体32が貯留された燃料タンク43と、第1液体噴射ノズル31から噴射される液体32の噴射量を調整する第1液体噴射量調整弁44とを有する。上記炭化水素系液体32は、この実施の形態では、軽油等の燃料である。また第1液体噴射量調整弁44は、第1液体供給管42に設けられ第1液体噴射ノズル31への液体32の供給圧力を調整する第1圧力調整弁45と、第1液体噴射ノズル31の基端に設けられ第1液体噴射ノズル31を開閉する第1ノズル開閉弁46とからなる。更に第1圧力調整弁45と燃料タンク43との間の第1液体供給管42には燃料タンク43内の液体32を第1液体噴射ノズル31に供給可能なポンプ47が設けられる。   On the other hand, the case 19 on the exhaust gas upstream side of the particulate filter 20 is provided with a first liquid injection nozzle 31 capable of injecting a hydrocarbon-based liquid 32 toward the filter 20 (FIG. 2). A first hydrocarbon liquid supply means 41 is connected to the first liquid injection nozzle 31. The first hydrocarbon-based liquid supply means 41 includes a first liquid supply pipe 42 having one end connected to the first liquid injection nozzle 31, and the other end of the first liquid supply pipe 42 to store the liquid 32. A fuel tank 43 and a first liquid injection amount adjustment valve 44 that adjusts the injection amount of the liquid 32 injected from the first liquid injection nozzle 31 are provided. The hydrocarbon liquid 32 is a fuel such as light oil in this embodiment. The first liquid injection amount adjustment valve 44 is provided in the first liquid supply pipe 42 and adjusts the supply pressure of the liquid 32 to the first liquid injection nozzle 31, and the first liquid injection nozzle 31. And a first nozzle opening / closing valve 46 that opens and closes the first liquid injection nozzle 31. Further, a pump 47 capable of supplying the liquid 32 in the fuel tank 43 to the first liquid injection nozzle 31 is provided in the first liquid supply pipe 42 between the first pressure regulating valve 45 and the fuel tank 43.

第1圧力調整弁45は第1〜第3ポート45a〜45cを有する三方弁である(図2)。第1ポート45aは第1液体供給管42を介してポンプ47の吐出口に接続され、第2ポート45bは第1ノズル開閉弁46を介して第1液体噴射ノズル31に接続され、第3ポート45cは第1戻り管48を介して燃料タンク43に接続される。第1圧力調整弁45がオンすると、ポンプ47により圧送された液体が第1ポート45aから第1圧力調整弁45に流入し、この第1圧力調整弁45で所定の圧力に調整された後、第2ポート45bから第1液体噴射ノズル31に圧送される。また第1圧力調整弁45がオフすると、ポンプ47により圧送された液体32が第1ポート45aから第1圧力調整弁45に流入した後、第3ポート45cから第1戻り管48を通って燃料タンク43に戻される。   The first pressure regulating valve 45 is a three-way valve having first to third ports 45a to 45c (FIG. 2). The first port 45a is connected to the discharge port of the pump 47 via the first liquid supply pipe 42, the second port 45b is connected to the first liquid injection nozzle 31 via the first nozzle opening / closing valve 46, and the third port 45 c is connected to the fuel tank 43 via the first return pipe 48. When the first pressure regulating valve 45 is turned on, the liquid pumped by the pump 47 flows into the first pressure regulating valve 45 from the first port 45a and is adjusted to a predetermined pressure by the first pressure regulating valve 45. It is pumped from the second port 45 b to the first liquid jet nozzle 31. When the first pressure adjustment valve 45 is turned off, the liquid 32 pumped by the pump 47 flows into the first pressure adjustment valve 45 from the first port 45a, and then passes through the first return pipe 48 from the third port 45c. Returned to the tank 43.

一方、第1液体噴射ノズル31より排ガス上流側のケース19には、酸化機能及びNOxの還元機能を有する第1酸化還元触媒51が設けられる(図2)。第1酸化還元触媒51はモノリス触媒であって、コージェライト製のハニカム担体に白金等の貴金属ゼオライト又は白金等の貴金属アルミナをコーティングして構成される。具体的には、白金等の貴金属ゼオライトからなる第1酸化還元触媒51は、白金等の貴金属をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。また白金等の貴金属アルミナからなる第1酸化還元触媒51は、白金等の貴金属を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。   On the other hand, the case 19 on the exhaust gas upstream side of the first liquid injection nozzle 31 is provided with a first oxidation-reduction catalyst 51 having an oxidation function and a NOx reduction function (FIG. 2). The first oxidation-reduction catalyst 51 is a monolithic catalyst, and is configured by coating a cordierite honeycomb carrier with a noble metal zeolite such as platinum or a noble metal alumina such as platinum. Specifically, the first redox catalyst 51 made of a noble metal zeolite such as platinum is configured by coating a honeycomb carrier with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of a noble metal such as platinum. The first redox catalyst 51 made of noble metal alumina such as platinum is formed by coating a honeycomb carrier with a slurry containing γ-alumina powder or θ-alumina powder supporting a noble metal such as platinum.

第1酸化還元触媒51より排ガス上流側のケース19には、この第1酸化還元触媒51に向けて炭化水素系液体32を噴射可能な第2液体噴射ノズル52が設けられる(図2)。この第2液体噴射ノズル52には第2炭化水素系液体供給手段62が接続される。第2炭化水素系液体供給手段62は、第2液体噴射ノズル52に一端が接続され他端が第1液体供給管42のポンプ47吐出口近傍に接続された第2液体供給管63と、第2液体噴射ノズル52から噴射される液体32の噴射量を調整する第2液体噴射量調整弁64と、上記燃料タンク43と、上記ポンプ47とを有する。なお、第1炭化水素系液体供給手段41の燃料タンク43及びポンプ47は第2炭化水素系液体供給手段62の構成部品として用いられる。即ち、燃料タンク43及びポンプ47は第1及び第2炭化水素系液体供給手段41,62の共通部品である。また第2液体噴射量調整弁64は、第2液体供給管63に設けられ第2液体噴射ノズル52への液体32の供給圧力を調整する第2圧力調整弁65と、第2液体噴射ノズル52の基端に設けられ第2液体噴射ノズル52を開閉する第2ノズル開閉弁66とからなる。   The case 19 on the exhaust gas upstream side of the first oxidation-reduction catalyst 51 is provided with a second liquid injection nozzle 52 capable of injecting the hydrocarbon-based liquid 32 toward the first oxidation-reduction catalyst 51 (FIG. 2). A second hydrocarbon-based liquid supply means 62 is connected to the second liquid injection nozzle 52. The second hydrocarbon-based liquid supply means 62 includes a second liquid supply pipe 63 having one end connected to the second liquid injection nozzle 52 and the other end connected to the vicinity of the discharge port of the pump 47 of the first liquid supply pipe 42, A second liquid injection amount adjusting valve 64 for adjusting the injection amount of the liquid 32 injected from the two liquid injection nozzles 52, the fuel tank 43, and the pump 47. The fuel tank 43 and the pump 47 of the first hydrocarbon liquid supply means 41 are used as components of the second hydrocarbon liquid supply means 62. That is, the fuel tank 43 and the pump 47 are common parts of the first and second hydrocarbon-based liquid supply means 41 and 62. The second liquid injection amount adjustment valve 64 is provided in the second liquid supply pipe 63 to adjust the supply pressure of the liquid 32 to the second liquid injection nozzle 52, and the second liquid injection nozzle 52. And a second nozzle opening / closing valve 66 that opens and closes the second liquid jet nozzle 52.

第2圧力調整弁65は第1〜第3ポート65a〜65cを有する三方弁である(図2)。第1ポート65aは第2液体供給管63及び第1液体供給管42を介してポンプ47の吐出口に接続され、第2ポート65bは第2ノズル開閉弁66を介して第2液体噴射ノズル52に接続され、第3ポート65cは第2戻り管67を介して燃料タンク43に接続される。第2圧力調整弁65がオンすると、ポンプ47により圧送された液体32が第1ポート65aから第2圧力調整弁65に流入し、この第2圧力調整弁65で所定の圧力に調整された後、第2ポート65bから第2液体噴射ノズル52に圧送される。また第2圧力調整弁65がオフすると、ポンプ47により圧送された液体32が第1ポート65aから第2圧力調整弁65に流入した後、第3ポート65cから第2戻り管67を通って燃料タンク43に戻される。   The second pressure regulating valve 65 is a three-way valve having first to third ports 65a to 65c (FIG. 2). The first port 65 a is connected to the discharge port of the pump 47 via the second liquid supply pipe 63 and the first liquid supply pipe 42, and the second port 65 b is connected to the second liquid injection nozzle 52 via the second nozzle opening / closing valve 66. The third port 65 c is connected to the fuel tank 43 via the second return pipe 67. When the second pressure regulating valve 65 is turned on, the liquid 32 pumped by the pump 47 flows into the second pressure regulating valve 65 from the first port 65a and is adjusted to a predetermined pressure by the second pressure regulating valve 65. The second liquid jet nozzle 52 is pumped from the second port 65b. When the second pressure regulating valve 65 is turned off, the liquid 32 pumped by the pump 47 flows from the first port 65a into the second pressure regulating valve 65 and then passes through the second return pipe 67 from the third port 65c. Returned to the tank 43.

一方、パティキュレートフィルタ20より排ガス下流側のケース19には、第2酸化還元触媒72が設けられる(図2)。第2酸化還元触媒72は第1酸化還元触媒51と同一に構成される。即ち第2酸化還元触媒72はモノリス触媒であって、コージェライト製のハニカム担体に白金等の貴金属ゼオライト又は白金等の貴金属アルミナをコーティングして構成される。具体的には、白金等の貴金属ゼオライトからなる第2酸化還元触媒72は、白金等の貴金属をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。また白金等の貴金属アルミナからなる第2酸化還元触媒72は、白金等の貴金属を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。上記第2酸化還元触媒72は、フィルタ20から炭化水素系液体32が排出されたときにこの炭化水素系液体32を酸化する酸化機能と、フィルタ20からアンモニアが排出されたときにこのアンモニアを酸化する酸化機能と、フィルタ20からNOxが排出されたときにNOxを還元する還元機能を有する。   On the other hand, the second oxidation-reduction catalyst 72 is provided in the case 19 downstream of the exhaust gas from the particulate filter 20 (FIG. 2). The second redox catalyst 72 is configured in the same manner as the first redox catalyst 51. That is, the second oxidation-reduction catalyst 72 is a monolith catalyst, and is configured by coating a cordierite honeycomb carrier with a noble metal zeolite such as platinum or a noble metal alumina such as platinum. Specifically, the second oxidation-reduction catalyst 72 made of a noble metal zeolite such as platinum is configured by coating a honeycomb carrier with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of a noble metal such as platinum. The second oxidation-reduction catalyst 72 made of noble metal alumina such as platinum is configured by coating a honeycomb carrier with a slurry containing γ-alumina powder or θ-alumina powder supporting a noble metal such as platinum. The second redox catalyst 72 oxidizes the hydrocarbon liquid 32 when the hydrocarbon liquid 32 is discharged from the filter 20 and oxidizes the ammonia when ammonia is discharged from the filter 20. And an oxidation function for reducing NOx when NOx is exhausted from the filter 20.

パティキュレートフィルタ20より排ガス上流側であって第1酸化還元触媒51より排ガス下流側のケース19には、フィルタ20に関係する排ガスの温度、この実施の形態では、フィルタ20を流れる直前の排ガスの温度を検出する第1温度センサ81が設けられる(図2)。また第1酸化還元触媒51より排ガス上流側の排気管16には、第1酸化還元触媒51に関係する排ガスの温度を検出する第2温度センサ82が設けられる。更にエンジン11の回転速度は回転センサ83により検出され、エンジン11の負荷は負荷センサ84により検出される。第1温度センサ81、第2温度センサ82、回転センサ83及び負荷センサ84の各検出出力はコントローラ86の制御入力に接続され、コントローラ86の制御出力はポンプ47、第1圧力調整弁45、第1ノズル開閉弁46、第2圧力調整弁65及び第2ノズル開閉弁66にそれぞれ接続される。コントローラ86にはメモリ87が設けられる。このメモリ87には、エンジン回転速度、エンジン負荷、フィルタ入口(フィルタ20を流れる直前)の排ガス温度等に応じた第1圧力調整弁45の圧力、第1ノズル開閉弁46の開閉回数、ポンプ47の作動の有無が予め記憶される。またメモリ87には、エンジン回転速度、エンジン負荷、第1酸化還元触媒入口(第1酸化還元触媒51を流れる直前)の排ガス温度等に応じた第2圧力調整弁65の圧力、第2ノズル開閉弁66の開閉回数、ポンプ47の作動の有無が予め記憶される。   The case 19 on the exhaust gas upstream side of the particulate filter 20 and on the exhaust gas downstream side of the first oxidation-reduction catalyst 51 has a temperature of exhaust gas related to the filter 20, in this embodiment, the exhaust gas immediately before flowing through the filter 20. A first temperature sensor 81 for detecting temperature is provided (FIG. 2). A second temperature sensor 82 that detects the temperature of the exhaust gas related to the first oxidation-reduction catalyst 51 is provided in the exhaust pipe 16 upstream of the first oxidation-reduction catalyst 51. Further, the rotation speed of the engine 11 is detected by the rotation sensor 83, and the load of the engine 11 is detected by the load sensor 84. The detection outputs of the first temperature sensor 81, the second temperature sensor 82, the rotation sensor 83, and the load sensor 84 are connected to the control input of the controller 86. The control output of the controller 86 is the pump 47, the first pressure regulating valve 45, the first The first nozzle opening / closing valve 46, the second pressure regulating valve 65, and the second nozzle opening / closing valve 66 are connected to each other. The controller 86 is provided with a memory 87. The memory 87 stores the pressure of the first pressure regulating valve 45 according to the engine speed, the engine load, the exhaust gas temperature at the filter inlet (just before flowing through the filter 20), the number of times of opening and closing the first nozzle opening / closing valve 46, and the pump 47. The presence / absence of the operation is stored in advance. Further, the memory 87 stores the pressure of the second pressure regulating valve 65 according to the engine speed, the engine load, the exhaust gas temperature at the first oxidation-reduction catalyst inlet (immediately before flowing through the first oxidation-reduction catalyst 51), the second nozzle opening / closing The number of opening / closing of the valve 66 and the presence / absence of operation of the pump 47 are stored in advance.

なお、第1の実施の形態では、第1温度センサをフィルタより排ガス上流側であって第1酸化還元触媒より排ガス下流側のケースに設けたが、フィルタより排ガス下流側であって第2酸化還元触媒より排ガス上流側のケースに第1温度センサを設けたり、或いはフィルタより排ガス上流側であって第1酸化還元触媒より排ガス下流側のケースと、フィルタより排ガス下流側であって第2酸化還元触媒より排ガス上流側のケースとに第1温度センサをそれぞれ設けてもよい。フィルタより排ガス下流側であって第2酸化還元触媒より排ガス上流側のケースに第1温度センサを設けた場合、この第1温度センサによりフィルタ出口(フィルタを流れた直後)の排ガスの温度が検出される。またフィルタより排ガス上流側であって第1酸化還元触媒より排ガス下流側のケースと、フィルタより排ガス下流側であって第2酸化還元触媒より排ガス上流側のケースとに第1温度センサをそれぞれ設けた場合、即ちフィルタの直前及び直後に第1温度センサをそれぞれ設けた場合、フィルタ入口(フィルタを流れる直前)の排ガス温度とフィルタ出口(フィルタを流れた直後)の排ガス温度とがそれぞれ検出されるため、両温度の平均値を算出することにより、フィルタを流れている排ガスの温度を検出できる。   In the first embodiment, the first temperature sensor is provided in the case on the exhaust gas upstream side of the filter and on the exhaust gas downstream side of the first oxidation-reduction catalyst, but the second oxidation is on the exhaust gas downstream side of the filter. A first temperature sensor is provided in a case upstream of the reduction catalyst from the exhaust gas, or a case of the exhaust gas upstream of the filter and downstream of the first oxidation-reduction catalyst, and a second oxidation of the exhaust gas downstream of the filter and the second oxidation. A first temperature sensor may be provided in each case on the exhaust gas upstream side of the reduction catalyst. When a first temperature sensor is provided in the case downstream of the exhaust gas from the filter and upstream of the second redox catalyst, the temperature of the exhaust gas at the filter outlet (immediately after flowing through the filter) is detected by the first temperature sensor. Is done. A first temperature sensor is provided in each case upstream of the filter and upstream of the first oxidation-reduction catalyst, and in a case downstream of the filter and downstream of the exhaust gas and upstream of the second oxidation-reduction catalyst. In other words, when the first temperature sensor is provided immediately before and after the filter, the exhaust gas temperature at the filter inlet (immediately before flowing through the filter) and the exhaust gas temperature at the filter outlet (immediately after flowing through the filter) are detected. Therefore, the temperature of the exhaust gas flowing through the filter can be detected by calculating the average value of both temperatures.

また、第1の実施の形態では、第2温度センサを第1酸化還元触媒より排ガス上流側の排気管に設けたが、第1酸化還元触媒より排ガス下流側であってフィルタより排ガス上流側のケースに第2温度センサを設けたり、或いは第1酸化還元触媒より排ガス上流側の排気管と、第1酸化還元触媒より排ガス下流側であってフィルタより排ガス上流側のケースとに第2温度センサをそれぞれ設けてもよい。第1酸化還元触媒より排ガス下流側であってフィルタより排ガス上流側のケースに第2温度センサを設けた場合、この第2温度センサにより第1酸化還元触媒出口(第1酸化還元触媒を流れた直後)の排ガスの温度が検出される。また第1酸化還元触媒より排ガス上流側の排気管と、第1酸化還元触媒より排ガス下流側であってフィルタより排ガス上流側のケースとに第2温度センサをそれぞれ設けた場合、即ち第1酸化還元触媒の直前及び直後に第2温度センサをそれぞれ設けた場合、第1酸化還元触媒入口(第1酸化還元触媒を流れる直前)の排ガス温度と第1酸化還元触媒出口(第1酸化還元触媒を流れた直後)の排ガス温度とがそれぞれ検出されるため、両温度の平均値を算出することにより、第1酸化還元触媒を流れている排ガスの温度を検出できる。   In the first embodiment, the second temperature sensor is provided in the exhaust pipe upstream of the first oxidation-reduction catalyst, but is located downstream of the first oxidation-reduction catalyst and upstream of the filter. A second temperature sensor is provided in the case, or a second temperature sensor is provided in the exhaust pipe upstream of the first oxidation-reduction catalyst and on the exhaust gas downstream of the first oxidation-reduction catalyst and on the exhaust gas upstream of the filter. May be provided. When a second temperature sensor is provided in the case downstream of the first oxidation-reduction catalyst and upstream of the filter, the second temperature sensor causes the first oxidation-reduction catalyst outlet (the first oxidation-reduction catalyst to flow). The temperature of the exhaust gas immediately after) is detected. Further, when the second temperature sensor is provided in the exhaust pipe upstream of the first redox catalyst and in the case downstream of the first redox catalyst and downstream of the exhaust gas and upstream of the filter, that is, the first oxidation. When the second temperature sensor is provided immediately before and after the reduction catalyst, the exhaust gas temperature at the first oxidation-reduction catalyst inlet (immediately before flowing through the first oxidation-reduction catalyst) and the first oxidation-reduction catalyst outlet (first oxidation-reduction catalyst are installed). Therefore, the temperature of the exhaust gas flowing through the first oxidation-reduction catalyst can be detected by calculating the average value of the two temperatures.

このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。エンジン11の始動直後のように、排ガス温度が180℃未満と極めて低い場合には、第1酸化還元触媒51の入口側の排ガス温度が低過ぎて第1酸化還元触媒51によりNOxを殆ど還元できず、またパティキュレートフィルタ20の入口側の排ガス温度が低過ぎてフィルタ20の第1及び第2触媒層21,22によりNOxを殆ど還元できないので、コントローラ86は、第1温度センサ81、第2温度センサ82、回転センサ83及び負荷センサ84の各検出出力に基づいて、ポンプ47を不作動にし、第1圧力調整弁45、第1ノズル開閉弁46、第2圧力調整弁65及び第2ノズル開閉弁66をオフにして、第1及び第2液体噴射ノズル31,52から炭化水素系液体32を噴射しない状態に保つ。   The operation of the exhaust gas purification apparatus configured as described above will be described. When the exhaust gas temperature is extremely low, such as immediately after the engine 11 is started, less than 180 ° C., the exhaust gas temperature on the inlet side of the first oxidation-reduction catalyst 51 is too low, and the first oxidation-reduction catalyst 51 can almost reduce NOx. In addition, since the exhaust gas temperature on the inlet side of the particulate filter 20 is too low and almost no NOx can be reduced by the first and second catalyst layers 21 and 22 of the filter 20, the controller 86 includes the first temperature sensor 81 and the second temperature sensor 81. Based on the detection outputs of the temperature sensor 82, the rotation sensor 83, and the load sensor 84, the pump 47 is deactivated, and the first pressure regulating valve 45, the first nozzle opening / closing valve 46, the second pressure regulating valve 65, and the second nozzle. The on-off valve 66 is turned off to keep the hydrocarbon liquid 32 from being injected from the first and second liquid injection nozzles 31 and 52.

排ガス温度が上昇して低温域(例えば180〜300℃)になると、コントローラ86は第1温度センサ81、第2温度センサ82、回転センサ83及び負荷センサ84の各検出出力に基づいて、ポンプ47を作動させ、第2圧力調整弁65をオンし、かつ第2ノズル開閉弁66のオンオフを繰返して、第2液体噴射ノズル52から炭化水素系液体32を間欠的に噴射する。第2液体噴射ノズル52から噴射された炭化水素系液体32は、ガス化して第1酸化還元触媒51に流入する。この第1酸化還元触媒51は排ガスの低温域においてNOxの還元機能を大きく発現するので、上記ガス化した炭化水素系液体32は第1酸化還元触媒51上で排ガス中のNOxと反応して、大部分のNOxが速やかに還元される。第1酸化還元触媒51を通過したNOxは排ガスとともにフィルタ20に流入し、排ガス中のパティキュレートは捕集層23で捕集される。パティキュレートの除去された排ガスはフィルタ20から排出されて第2酸化還元触媒72に流入する。この第2酸化還元触媒72は、第1酸化還元触媒51と同様に、排ガスの低温域においてNOxの還元機能を大きく発現するので、上記第1液体噴射ノズル31から噴射されて第1酸化還元触媒51及びフィルタ20を通過した炭化水素系液体32は第2酸化還元触媒72上で排ガス中のNOxと反応して、NOxが速やかに還元される。この結果、排ガスの低温域において排ガス中のNOxがパティキュレートともに効率良く低減される。   When the exhaust gas temperature rises to a low temperature range (for example, 180 to 300 ° C.), the controller 86 determines the pump 47 based on the detection outputs of the first temperature sensor 81, the second temperature sensor 82, the rotation sensor 83, and the load sensor 84. , The second pressure regulating valve 65 is turned on, and the second nozzle opening / closing valve 66 is repeatedly turned on and off, so that the hydrocarbon liquid 32 is intermittently ejected from the second liquid ejection nozzle 52. The hydrocarbon liquid 32 injected from the second liquid injection nozzle 52 is gasified and flows into the first redox catalyst 51. Since the first oxidation-reduction catalyst 51 greatly exhibits the NOx reduction function in the low temperature range of the exhaust gas, the gasified hydrocarbon liquid 32 reacts with NOx in the exhaust gas on the first oxidation-reduction catalyst 51, Most NOx is rapidly reduced. NOx that has passed through the first oxidation-reduction catalyst 51 flows into the filter 20 together with the exhaust gas, and particulates in the exhaust gas are collected by the collection layer 23. The exhaust gas from which the particulates have been removed is discharged from the filter 20 and flows into the second oxidation-reduction catalyst 72. The second oxidation-reduction catalyst 72, like the first oxidation-reduction catalyst 51, greatly expresses the NOx reduction function in the low temperature range of the exhaust gas, and is therefore injected from the first liquid injection nozzle 31 and the first oxidation-reduction catalyst. The hydrocarbon liquid 32 that has passed through 51 and the filter 20 reacts with NOx in the exhaust gas on the second oxidation-reduction catalyst 72, and NOx is rapidly reduced. As a result, NOx in the exhaust gas is efficiently reduced in the low temperature region of the exhaust gas together with the particulates.

排ガス温度が更に上昇して高温域(例えば、300〜600℃)になると、コントローラ86は第1温度センサ81、第2温度センサ82、回転センサ83及び負荷センサ84の各検出出力に基づいて第1圧力調整弁45、第1ノズル開閉弁46、第2圧力調整弁65及び第2ノズル開閉弁66を制御して、第1及び第2液体噴射ノズル31,52から炭化水素系液体32を間欠的に噴射する。第2液体噴射ノズル52から噴射された炭化水素系液体32がガス化して第1酸化還元触媒51に流入すると、この触媒51が酸化触媒として機能し、この触媒51で炭化水素系液体32が燃焼するので、排ガス温度が上昇する。この温度上昇した排ガスは、第1液体噴射ノズル31から噴射されてガス化した炭化水素系液32とともに、フィルタ20に流入し、排ガス中のパティキュレートは捕集層23で捕集される。このパティキュレートの除去された排ガスが銀系の第1触媒層21に流入すると、この触媒層21上でアンモニアが生成される。このアンモニアを含む排ガスが銅系、鉄系又はバナジウム系の第2触媒層22に流入すると、次の式(1)〜式(3)に示すように、第2触媒層22上で排ガス中のNOx(NO及びNO2)がアンモニアと反応してN2に還元される。 When the exhaust gas temperature further rises and reaches a high temperature range (for example, 300 to 600 ° C.), the controller 86 determines the first based on the detection outputs of the first temperature sensor 81, the second temperature sensor 82, the rotation sensor 83, and the load sensor 84. The 1st pressure regulating valve 45, the 1st nozzle on-off valve 46, the 2nd pressure regulating valve 65, and the 2nd nozzle on-off valve 66 are controlled, and the hydrocarbon liquid 32 is intermittently supplied from the 1st and 2nd liquid injection nozzles 31 and 52. Inject. When the hydrocarbon liquid 32 injected from the second liquid injection nozzle 52 is gasified and flows into the first oxidation-reduction catalyst 51, the catalyst 51 functions as an oxidation catalyst, and the hydrocarbon liquid 32 is burned by the catalyst 51. As a result, the exhaust gas temperature increases. The exhaust gas whose temperature has risen flows into the filter 20 together with the hydrocarbon liquid 32 gasified by being injected from the first liquid injection nozzle 31, and the particulates in the exhaust gas are collected by the collection layer 23. When the exhaust gas from which the particulates have been removed flows into the silver-based first catalyst layer 21, ammonia is generated on the catalyst layer 21. When the exhaust gas containing ammonia flows into the copper-based, iron-based or vanadium-based second catalyst layer 22, as shown in the following formulas (1) to (3), NOx (NO and NO 2) is reduced to N 2 by reaction with ammonia.

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O …(1)
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O …(2)
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O …(3)
この結果、排ガスの高温域において排ガス中のNOxがパティキュレートともに効率良く低減される。またフィルタ20に流入する排ガスの温度が600℃を越えると、フィルタ20の捕集層23に堆積したパティキュレートが高温の排ガスにより燃焼して除去される。更に第2触媒層22から余剰の炭化水素系液体32や余剰のアンモニアが排出されると、これらの炭化水素系液体32やアンモニアの余剰分は第2酸化還元触媒72で酸化されるため、大気中に排出されることはない。従って、排ガスの低温域から高温域の幅広い温度域にわたってNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる。
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (1)
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (2)
6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O (3)
As a result, NOx in the exhaust gas is efficiently reduced in the exhaust gas at high temperatures. When the temperature of the exhaust gas flowing into the filter 20 exceeds 600 ° C., the particulates deposited on the collection layer 23 of the filter 20 are burned and removed by the high temperature exhaust gas. Further, when excess hydrocarbon liquid 32 and excess ammonia are discharged from the second catalyst layer 22, excess hydrocarbon liquid 32 and ammonia are oxidized by the second oxidation-reduction catalyst 72. It is not discharged inside. Therefore, NOx and particulates can be efficiently reduced over a wide temperature range from a low temperature range to a high temperature range.

<第2の実施の形態>
図3は本発明の第2の実施の形態を示す。図3において図1と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、パティキュレートフィルタ100の担体101の多孔質の隔壁101aで仕切られた複数の貫通孔101bの入口部を1つ置きに封止することにより流入流出孔101c及び流出穴101dがそれぞれ形成される。即ち、複数の貫通孔101bのうち入口側及び出口側を封止部材101eにより封止しないことにより流入流出孔101cが形成され、複数の貫通孔101bのうち入口側を封止部材101eにより封止しかつ出口側を開放することにより流出穴101dが形成される。そして、流入流出孔101cの全面(内面の全部)に銀系触媒からなる第1触媒層21が排ガスの通過可能な状態で形成され、第1触媒層21の全面(内面の全部)に排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層23が排ガスの通過可能な状態で形成され、流出穴101dの全面(内面の全部)に銅系触媒、鉄系触媒又はバナジウム系触媒からなる第2触媒層22が排ガスの通過可能な状態で形成される。上記以外は第1の実施の形態と同一に構成される。
<Second Embodiment>
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In this embodiment, the inflow / outflow holes 101c and the outflow holes 101d are formed by sealing every other inlet of the plurality of through holes 101b partitioned by the porous partition wall 101a of the carrier 101 of the particulate filter 100. Each is formed. That is, the inflow / outflow hole 101c is formed by not sealing the inlet side and the outlet side of the plurality of through holes 101b with the sealing member 101e, and the inlet side of the plurality of through holes 101b is sealed with the sealing member 101e. And the outflow hole 101d is formed by opening the outlet side. A first catalyst layer 21 made of a silver-based catalyst is formed on the entire surface (the entire inner surface) of the inflow / outflow hole 101c so that the exhaust gas can pass therethrough, and the exhaust gas is formed on the entire surface (the entire inner surface) of the first catalyst layer 21. Is a second catalyst made of a copper-based catalyst, an iron-based catalyst, or a vanadium-based catalyst over the entire surface (the entire inner surface) of the outflow hole 101d. The layer 22 is formed in a state in which exhaust gas can pass. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.

このように構成された排ガス浄化装置では、パティキュレートフィルタ100の出口側の方が入口側より圧力が低いため、流入流出孔101cの入口から入って流入流出孔101cの出口からそのまま出る排ガスより、流入流出孔101cの入口から入り多孔質の隔壁101aを通過して流出穴101dの出口から出る排ガスの方が多い。この結果、上記第1の実施の形態と同様に、排ガスの高温域において排ガス中のNOx及びパティキュレートを効率良く低減できる。また流出穴101dの出口部を封止部材101eで封止する工数は必要であるけれども、流入流出孔101cの入口部を封止部材101eで封止する工数は不要であるため、パティキュレートフィルタ100の製造工数を削減できる。この結果、パティキュレートフィルタ100の製造コストを低減できる。上記以外の動作は第1の実施の形態の動作と略同様であるため、繰返しの説明を省略する。   In the exhaust gas purification apparatus configured as described above, the pressure on the outlet side of the particulate filter 100 is lower than that on the inlet side. More exhaust gas enters from the inlet of the inflow / outflow hole 101c, passes through the porous partition wall 101a, and exits from the outlet of the outflow hole 101d. As a result, as in the first embodiment, NOx and particulates in the exhaust gas can be efficiently reduced in the high temperature range of the exhaust gas. Further, although the man-hour for sealing the outlet portion of the outflow hole 101d with the sealing member 101e is necessary, the man-hour for sealing the inlet portion of the inflow / outflow hole 101c with the sealing member 101e is not necessary, and therefore the particulate filter 100. Manufacturing man-hours can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the particulate filter 100 can be reduced. Since the operation other than the above is substantially the same as the operation of the first embodiment, repeated description is omitted.

<第3の実施の形態>
図4は本発明の第3の実施の形態を示す。図4において図1と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第1触媒層121の流入穴24c内面へのコーティング面積及びコーティング位置と、第2触媒層122の流出穴24d内面へのコーティング面積及びコーティング位置とが、パティキュレートフィルタ120の圧損又はNOxの要求低減率のいずれか一方又は双方に基づいて設定されるように構成される。具体的には、第1触媒層121がフィルタ120の流入穴24cの入口側の半分にだけコーティングされ、第2触媒層122がフィルタ120の流出穴24dの出口側の半分にだけコーティングされる。上記以外は第1の実施の形態と同一に構成される。
<Third Embodiment>
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In this embodiment, the coating area and coating position on the inner surface of the inflow hole 24c of the first catalyst layer 121 and the coating area and coating position on the inner surface of the outflow hole 24d of the second catalyst layer 122 are determined by the particulate filter 120. It is configured to be set based on one or both of the pressure loss and the required reduction rate of NOx. Specifically, the first catalyst layer 121 is coated only on the half of the inlet side of the inflow hole 24 c of the filter 120, and the second catalyst layer 122 is coated only on the half of the outlet side of the outlet hole 24 d of the filter 120. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.

このように構成された排ガス浄化装置では、第1触媒層121に用いられる銀の使用量や、第2触媒層122に用いられる銅、鉄又はバナジウムの使用量を低減できる。この結果、パティキュレートフィルタ120の製造コストを低減できる。またNOxの低減率は若干低下するけれども、フィルタ120の圧損を低減できる。上記以外の動作は第1の実施の形態の動作と略同様であるため、繰返しの説明を省略する。   In the exhaust gas purification apparatus configured as described above, the amount of silver used for the first catalyst layer 121 and the amount of copper, iron, or vanadium used for the second catalyst layer 122 can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the particulate filter 120 can be reduced. Further, although the NOx reduction rate is slightly reduced, the pressure loss of the filter 120 can be reduced. Since the operation other than the above is substantially the same as the operation of the first embodiment, repeated description is omitted.

<第4の実施の形態>
図5は本発明の第4の実施の形態を示す。図5において図3と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第1触媒層121の流入流出孔101c内面へのコーティング面積及びコーティング位置と、第2触媒層122の流出穴101d内面へのコーティング面積及びコーティング位置とが、パティキュレートフィルタ140の圧損又はNOxの要求低減率のいずれか一方又は双方に基づいて設定されるように構成される。具体的には、第1触媒層121がフィルタ140の流入流出孔101cの入口側の半分にだけコーティングされ、第2触媒層122がフィルタ140の流出穴101dの出口側の半分にだけコーティングされる。上記以外は第2の実施の形態と同一に構成される。
<Fourth embodiment>
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components. In this embodiment, the particulate filter 140 has a coating area and a coating position on the inner surface of the inflow / outflow hole 101c of the first catalyst layer 121 and a coating area and a coating position on the inner surface of the outflow hole 101d of the second catalyst layer 122. It is configured to be set based on one or both of the pressure loss and the required reduction rate of NOx. Specifically, the first catalyst layer 121 is coated only on the half of the inlet side of the inflow / outflow hole 101c of the filter 140, and the second catalyst layer 122 is coated only on the half of the outlet side of the outflow hole 101d of the filter 140. . The configuration other than the above is the same as that of the second embodiment.

このように構成された排ガス浄化装置では、第1触媒層121に用いられる銀の使用量や、第2触媒層122に用いられる銅、鉄又はバナジウムの使用量を低減できる。この結果、パティキュレートフィルタ140の製造コストを低減できる。またNOxの低減率は若干低下するけれども、フィルタ140の圧損を低減できる。上記以外の動作は第2の実施の形態の動作と略同様であるため、繰返しの説明を省略する。   In the exhaust gas purification apparatus configured as described above, the amount of silver used for the first catalyst layer 121 and the amount of copper, iron, or vanadium used for the second catalyst layer 122 can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the particulate filter 140 can be reduced. Further, although the NOx reduction rate is slightly reduced, the pressure loss of the filter 140 can be reduced. Since the operation other than the above is substantially the same as the operation of the second embodiment, repeated description will be omitted.

なお、上記第1〜第4の実施の形態では、本発明の排ガス浄化装置をディーゼルエンジンに適用したが、本発明の排ガス浄化装置をガソリンエンジンに適用してもよい。また、上記第1〜第4の実施の形態では、本発明の排ガス浄化装置をターボ過給機付ディーゼルエンジンに適用したが、本発明の排ガス浄化装置を自然吸気型ディーゼルエンジン又は自然吸気型ガソリンエンジンに適用してもよい。更に、上記第1及び第2の実施の形態では、第1触媒層を流入穴又は流入流出孔の全面(100%)にコーティングし、第2触媒層を流出穴の全面(100%)にコーティングし、上記第3及び第4の実施の形態では、第1触媒層を流入穴又は流入流出孔の入口側の半分(全面の50%)にだけコーティングし、第2触媒層を流出穴の出口側の半分(全面の50%)にだけコーティングしたが、これらは一例であって、パティキュレートフィルタの圧損やNOxの要求低減率に応じて適宜変更することができる。   In the first to fourth embodiments, the exhaust gas purification apparatus of the present invention is applied to a diesel engine. However, the exhaust gas purification apparatus of the present invention may be applied to a gasoline engine. In the first to fourth embodiments, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is applied to a turbocharged diesel engine. However, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is applied to a naturally aspirated diesel engine or a naturally aspirated gasoline. It may be applied to the engine. Further, in the first and second embodiments, the first catalyst layer is coated on the entire surface of the inflow hole or the inflow / outflow hole (100%), and the second catalyst layer is coated on the entire surface of the outflow hole (100%). In the third and fourth embodiments, the first catalyst layer is coated only on the inlet side of the inlet hole or the inlet half of the inlet / outlet hole (50% of the entire surface), and the second catalyst layer is coated on the outlet of the outlet hole. Although only half of the side (50% of the entire surface) is coated, these are examples, and can be appropriately changed according to the pressure loss of the particulate filter and the required reduction rate of NOx.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。   Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

<実施例1>
図2に示すように、排気管16に設けたケース19に排ガス上流側から順に第1酸化還元触媒51、パティキュレートフィルタ20及び第2酸化還元触媒72を収容した。第1及び第2酸化還元触媒51,72は、白金をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングしてそれぞれ作製した触媒であった。
<Example 1>
As shown in FIG. 2, the first oxidation-reduction catalyst 51, the particulate filter 20, and the second oxidation-reduction catalyst 72 were accommodated in order from the exhaust gas upstream side in the case 19 provided in the exhaust pipe 16. The first and second oxidation-reduction catalysts 51 and 72 were catalysts prepared by coating a honeycomb carrier with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of platinum.

一方、図1に示すように、フィルタ20の流入穴24cの全面(内面の全部)に第1触媒層21を排ガスの通過可能な状態で形成し、第1触媒層21の全面(内面の全部)に排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層23を排ガスの通過可能な状態で形成し、更にフィルタ20の流出穴24dの全面(内面の全部)に第2触媒層22を排ガスの通過可能な状態で形成した。なお、第1触媒層21は、銀をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをフィルタの担体にコーティングして作製した銀系の触媒層であった。また第2触媒層22は、銅をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをフィルタの担体にコーティングして作製した銅系の触媒層であった。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the first catalyst layer 21 is formed on the entire surface (the entire inner surface) of the inflow hole 24 c of the filter 20 so that the exhaust gas can pass therethrough, and the entire surface (the entire inner surface) of the first catalyst layer 21. ) Is formed in a state in which the exhaust gas can pass through, and the second catalyst layer 22 is formed on the entire outflow hole 24d of the filter 20 (the entire inner surface). It was formed in a passable state. The first catalyst layer 21 was a silver-based catalyst layer produced by coating a filter carrier with a slurry containing zeolite powder ion-exchanged with silver. The second catalyst layer 22 was a copper-based catalyst layer prepared by coating a filter carrier with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of copper.

図2に戻って、フィルタ20より排ガス上流側であって第1酸化還元触媒51より排ガス下流側のケース19に、炭化水素系液体32を噴射する第1液体噴射ノズル31を設け、第1酸化還元触媒51より排ガス上流側の排気管16に第2液体噴射ノズル72を設けた。この排ガス浄化装置を実施例1とした。   Returning to FIG. 2, the first liquid injection nozzle 31 for injecting the hydrocarbon-based liquid 32 is provided in the case 19 on the exhaust gas upstream side of the filter 20 and on the exhaust gas downstream side of the first oxidation-reduction catalyst 51. A second liquid injection nozzle 72 is provided in the exhaust pipe 16 on the exhaust gas upstream side of the reduction catalyst 51. This exhaust gas purification apparatus was designated as Example 1.

<比較例1>
排気管に設けたケースに排ガス上流側から順に第1酸化還元触媒、パティキュレートフィルタ及び第2酸化還元触媒を収容した。第1及び第2酸化還元触媒は、白金をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であった。またフィルタの流入穴及び流出穴の全面(内面の全部)に触媒層を排ガスの通過可能な状態で形成した。なお、触媒層は、白金をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをフィルタの担体にコーティングして作製した白金系の触媒層であった。更に第1酸化還元触媒より排ガス上流側の排気管に第2液体噴射ノズルを設けた。この排ガス浄化装置を比較例1とした。
<Comparative Example 1>
A first oxidation-reduction catalyst, a particulate filter, and a second oxidation-reduction catalyst were accommodated in the case provided in the exhaust pipe in order from the exhaust gas upstream side. The first and second oxidation-reduction catalysts were catalysts prepared by coating a honeycomb carrier with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of platinum. In addition, a catalyst layer was formed on the entire surface of the inflow hole and outflow hole of the filter (the entire inner surface) so that the exhaust gas can pass. The catalyst layer was a platinum-based catalyst layer prepared by coating a filter carrier with a slurry containing zeolite powder obtained by ion exchange of platinum. Furthermore, a second liquid injection nozzle was provided in the exhaust pipe upstream of the first redox catalyst. This exhaust gas purification apparatus was designated as Comparative Example 1.

<比較試験1及び評価>
実施例1及び比較例1の排ガス浄化装置をガス生成装置の排気管に接続した。このガス生成装置は、排ガスを模したモデルガスを生成して排出可能に構成される。またモデルガスは、NOを200ppm、軽油を4000ppmC、O2を10質量%、H2Oを10質量%含むガスであった。更にガス生成装置から排出されるモデルガスの温度を電気炉により、室温、150℃、200℃、300℃、400℃、500℃及び600℃の各温度にコントロールされ、各温度におけるモデルガスの空間速度(SV)を50,000h-1とした。そしてガス生成装置から排出されるモデルガスの温度を上記のように室温から600℃まで段階的に上昇させたときの、実施例1及び比較例1の排ガス浄化装置によるNOx低減率を測定した。その結果を図6に示す。また実施例1の第1触媒層を通過した直後の排ガスに含まれるアンモニアの量を測定した。その結果を図7に示す。このアンモニアの量の測定は第2触媒層が形成されていないフィルタを用いて行った。
<Comparative test 1 and evaluation>
The exhaust gas purification apparatuses of Example 1 and Comparative Example 1 were connected to the exhaust pipe of the gas generation apparatus. This gas generation device is configured to be able to generate and discharge model gas imitating exhaust gas. The model gas was a gas containing 200 ppm NO, 4000 ppm C light oil, 10 mass% O 2 and 10 mass% H 2 O. Further, the temperature of the model gas discharged from the gas generator is controlled by the electric furnace to room temperature, 150 ° C., 200 ° C., 300 ° C., 400 ° C., 500 ° C. and 600 ° C., and the space of the model gas at each temperature The speed (SV) was set to 50,000 h- 1 . And the NOx reduction rate by the exhaust gas purification apparatus of Example 1 and the comparative example 1 when the temperature of the model gas discharged | emitted from a gas production | generation apparatus was raised in steps from room temperature to 600 degreeC was measured. The result is shown in FIG. Further, the amount of ammonia contained in the exhaust gas immediately after passing through the first catalyst layer of Example 1 was measured. The result is shown in FIG. The amount of ammonia was measured using a filter in which the second catalyst layer was not formed.

図6から明らかなように、比較例1の排ガス浄化装置ではNOx低減率が最大で約40%であったのに対し、実施例1の排ガス浄化装置ではNOx低減率が最大で約50%と高くなり、実施例1の排ガス浄化装置の方が比較例1の排ガス浄化装置より排ガス温度200〜600℃にわたって、NOx低減率が向上したことが分かった。また図7から明らかなように、第1触媒層からのアンモニアの排出量はモデルガスの温度が約200℃から生成され始め、モデルガスの温度上昇に伴って次第に増加することが分かった。   As is clear from FIG. 6, the NOx reduction rate of the exhaust gas purification device of Comparative Example 1 was about 40% at the maximum, whereas the NOx reduction rate of Example 1 was about 50% at the maximum. It became high, and it turned out that the direction of the exhaust gas purification apparatus of Example 1 improved the NOx reduction rate over the exhaust gas temperature 200-600 degreeC rather than the exhaust gas purification apparatus of the comparative example 1. FIG. Further, as is apparent from FIG. 7, it was found that the amount of ammonia discharged from the first catalyst layer began to be generated when the model gas temperature was about 200 ° C., and gradually increased as the model gas temperature increased.

<比較試験2及び評価>
実施例1及び比較例1の排ガス浄化装置を排気量8000ccのターボ過給機付ディーゼルエンジンの排気管に接続した。そしてエンジンの回転速度及び負荷を変化させて、排ガス温度を室温から600℃まで徐々に上昇させたときの、実施例1及び比較例1の排ガス浄化装置によるトータルのNOx低減率を測定した。その結果を図8に示す。
<Comparative test 2 and evaluation>
The exhaust gas purification apparatuses of Example 1 and Comparative Example 1 were connected to the exhaust pipe of a turbocharger-equipped diesel engine having a displacement of 8000 cc. And the total NOx reduction rate by the exhaust gas purification apparatus of Example 1 and Comparative Example 1 was measured when the exhaust gas temperature was gradually raised from room temperature to 600 ° C. by changing the engine speed and load. The result is shown in FIG.

図8から明らかなように、比較例1の排ガス浄化装置ではトータルのNOx低減率が約30%と低かったのに対し、実施例1の排ガス浄化装置ではトータルのNOx低減率が約40%と高くなり、実施例1の排ガス浄化装置の方が比較例1の排ガス浄化装置よりトータルのNOx低減率が向上したことが分かった。   As is clear from FIG. 8, the total NOx reduction rate of the exhaust gas purification device of Comparative Example 1 was as low as about 30%, whereas the total NOx reduction rate of the exhaust gas purification device of Example 1 was about 40%. It became high and it turned out that the exhaust gas purification apparatus of Example 1 improved the total NOx reduction rate compared with the exhaust gas purification apparatus of Comparative Example 1.

11 ディーゼルエンジン(エンジン)
16 排気管
20,100,120,140 パティキュレートフィルタ
21,121 第1触媒層
22,122 第2触媒層
23,123 捕集層
24,101 担体
24a,101a 隔壁
24b,101b 貫通孔
24c 流入穴
24d,101d 流出穴
31 第1液体噴射ノズル
32 炭化水素系液体
41 第1炭化水素系液体供給手段
44 第1液体噴射量調整弁
51 第1酸化還元触媒
52 第2液体噴射ノズル
62 第2炭化水素系液体供給手段
64 第2液体噴射量調整弁
72 第2酸化還元触媒
81 第1温度センサ
82 第2温度センサ
86 コントローラ
101c 流入流出孔
11 Diesel engine (engine)
16 Exhaust pipes 20, 100, 120, 140 Particulate filters 21, 121 First catalyst layer 22, 122 Second catalyst layer 23, 123 Collection layer 24, 101 Carrier 24a, 101a Partition wall 24b, 101b Through hole 24c Inflow hole 24d , 101d Outflow hole 31 First liquid injection nozzle 32 Hydrocarbon liquid 41 First hydrocarbon liquid supply means 44 First liquid injection amount adjustment valve 51 First oxidation-reduction catalyst 52 Second liquid injection nozzle 62 Second hydrocarbon system Liquid supply means 64 Second liquid injection amount adjustment valve 72 Second oxidation-reduction catalyst 81 First temperature sensor 82 Second temperature sensor 86 Controller 101c Inflow / outflow hole

Claims (7)

エンジン(11)の排気管(16)に排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ(20,120)が設けられ、前記パティキュレートフィルタ(20,120)が、多孔質の隔壁(24a)で仕切られた貫通孔(24b)が互いに平行に複数形成された担体(24)を有し、前記複数の貫通孔(24b)の相隣接する出口部及び入口部を交互に封止することにより流入穴(24c)及び流出穴(24d)がそれぞれ形成された排ガス浄化装置において、
前記流入穴(24c)の内面の全部又は一部に銀系触媒からなる第1触媒層(21,121)が前記排ガスの通過可能な状態で形成され、
前記第1触媒層(21,121)の内面の全部に前記排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層(23,123)が前記排ガスの通過可能な状態で形成され、
前記流出穴(24d)の内面の全部又は一部に銅系触媒、鉄系触媒又はバナジウム系触媒からなる第2触媒層(22,122)が前記排ガスの通過可能な状態で形成され、
前記パティキュレートフィルタ(20,120)より排ガス上流側の排気管(16)に設けられ前記パティキュレートフィルタ(20,120)に向けて炭化水素系液体(32)を噴射可能な第1液体噴射ノズル(31)と、
前記第1液体噴射ノズル(31)に第1液体噴射量調整弁(44)を介して前記液体(32)を供給する第1炭化水素系液体供給手段(41)と、
前記パティキュレートフィルタ(20,120)に関係する排ガスの温度を検出する第1温度センサ(81)と、
前記第1温度センサ(81)の検出出力に基づいて前記第1液体噴射量調整弁(44)を制御するコントローラ(86)と
を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
The exhaust pipe (16) of the engine (11) is provided with a particulate filter (20, 120) for collecting particulates in the exhaust gas, and the particulate filter (20, 120) is partitioned by a porous partition wall (24a). The through hole (24b) has a carrier (24) formed in parallel with each other, and the outlet and inlet portions adjacent to each other of the plurality of through holes (24b) are alternately sealed so that the inflow holes (24c ) And the exhaust gas purification device in which the outflow hole (24d) is formed,
A first catalyst layer (21, 121) made of a silver-based catalyst is formed on all or part of the inner surface of the inflow hole (24c) so that the exhaust gas can pass therethrough,
A collection layer (23, 123) capable of collecting particulates in the exhaust gas is formed on the entire inner surface of the first catalyst layer (21, 121) in a state in which the exhaust gas can pass through,
A second catalyst layer (22, 122) made of a copper-based catalyst, an iron-based catalyst, or a vanadium-based catalyst is formed on all or part of the inner surface of the outflow hole (24d) in a state in which the exhaust gas can pass;
A first liquid injection nozzle (31) provided in an exhaust pipe (16) upstream of the particulate filter (20, 120) and capable of injecting a hydrocarbon-based liquid (32) toward the particulate filter (20, 120); ,
First hydrocarbon-based liquid supply means (41) for supplying the liquid (32) to the first liquid injection nozzle (31) via a first liquid injection amount adjustment valve (44);
A first temperature sensor (81) for detecting the temperature of exhaust gas related to the particulate filter (20, 120);
An exhaust gas purification apparatus comprising: a controller (86) for controlling the first liquid injection amount adjusting valve (44) based on a detection output of the first temperature sensor (81).
エンジンの排気管に排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ(100,140)が設けられ、前記パティキュレートフィルタ(100,140)が、多孔質の隔壁(101a)で仕切られた貫通孔(101b)が互いに平行に複数形成された担体(101)を有する排ガス浄化装置において、
前記複数の貫通孔(101b)の入口部を1つ置きに封止することにより流入流出孔(101c)及び流出穴(101d)がそれぞれ形成され、
前記流入流出孔(101c)の内面の全部又は一部に銀系触媒からなる第1触媒層(21,121)が前記排ガスの通過可能な状態で形成され、
前記第1触媒層(21,121)の内面の全部に前記排ガス中のパティキュレートを捕集可能な捕集層(23,123)が前記排ガスの通過可能な状態で形成され、
前記流出穴(101d)の内面の全部又は一部に銅系触媒、鉄系触媒又はバナジウム系触媒からなる第2触媒層(22,122)が前記排ガスの通過可能な状態で形成され、
前記パティキュレートフィルタ(100,140)より排ガス上流側の排気管に設けられ前記パティキュレートフィルタ(100,140)に向けて炭化水素系液体を噴射可能な第1液体噴射ノズルと、
前記第1液体噴射ノズルに第1液体噴射量調整弁を介して前記液体を供給する第1炭化水素系液体供給手段と、
前記パティキュレートフィルタ(100,140)に関係する排ガスの温度を検出する第1温度センサと、
前記第1温度センサの検出出力に基づいて前記第1液体噴射量調整弁を制御するコントローラと
を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
A particulate filter (100, 140) for collecting particulates in the exhaust gas is provided in the exhaust pipe of the engine, and the particulate filter (100, 140) has a through hole (101b) partitioned by a porous partition wall (101a). In the exhaust gas purification apparatus having a plurality of carriers (101) formed in parallel with each other,
An inflow / outflow hole (101c) and an outflow hole (101d) are formed by sealing every other inlet portion of the plurality of through holes (101b),
A first catalyst layer (21, 121) made of a silver-based catalyst is formed on all or part of the inner surface of the inflow / outflow hole (101c) in a state in which the exhaust gas can pass;
A collection layer (23, 123) capable of collecting particulates in the exhaust gas is formed on the entire inner surface of the first catalyst layer (21, 121) in a state in which the exhaust gas can pass through,
A second catalyst layer (22,122) made of a copper-based catalyst, an iron-based catalyst or a vanadium-based catalyst is formed in a state in which the exhaust gas can pass over all or part of the inner surface of the outflow hole (101d);
A first liquid injection nozzle provided in an exhaust pipe upstream of the particulate filter (100, 140) and capable of injecting a hydrocarbon-based liquid toward the particulate filter (100, 140);
First hydrocarbon liquid supply means for supplying the liquid to the first liquid injection nozzle via a first liquid injection amount adjustment valve;
A first temperature sensor for detecting a temperature of exhaust gas related to the particulate filter (100, 140);
An exhaust gas purification apparatus comprising: a controller that controls the first liquid injection amount adjustment valve based on a detection output of the first temperature sensor.
前記第1触媒層(21,121)の前記流入穴(24c)内面へのコーティング面積及びコーティング位置と、前記第2触媒層(22,122)の前記流出穴(24d)内面へのコーティング面積及びコーティング位置とが、前記パティキュレートフィルタ(20,120)の圧損又は前記NOxの要求低減率のいずれか一方又は双方に基づいて設定されるように構成された請求項1記載の排ガス浄化装置。   The coating area and coating position on the inner surface of the inflow hole (24c) of the first catalyst layer (21, 121) and the coating area and coating position on the inner surface of the outflow hole (24d) of the second catalyst layer (22, 122). The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying apparatus is configured to be set based on one or both of pressure loss of the particulate filter (20, 120) and a required reduction rate of the NOx. 前記第1触媒層(21,121)の前記流入流出孔(101c)内面へのコーティング面積及びコーティング位置と、前記第2触媒層(22,122)の前記流出穴(101d)内面へのコーティング面積及びコーティング位置とが、前記パティキュレートフィルタ(100,140)の圧損又は前記NOxの要求低減率のいずれか一方又は双方に基づいて設定されるように構成された請求項2記載の排ガス浄化装置。   The coating area and coating position of the first catalyst layer (21, 121) on the inner surface of the inflow / outflow hole (101c), and the coating area and coating position of the second catalyst layer (22, 122) on the inner surface of the outflow hole (101d) The exhaust gas purification device according to claim 2, wherein the exhaust gas purification device is configured to be set based on one or both of a pressure loss of the particulate filter (100, 140) and a required reduction rate of the NOx. 前記第1液体噴射ノズル(31)より排ガス上流側の排気管(16)に酸化機能及び前記NOxの還元機能を有する第1酸化還元触媒(51)が設けられ、
前記第1酸化還元触媒(51)より排ガス上流側の排気管(16)に前記第1酸化還元触媒(51)に向けて炭化水素系液体(32)を噴射可能な第2液体噴射ノズル(52)が設けられ、
前記第2液体噴射ノズル(52)に第2液体噴射量調整弁(64)を介して前記液体(32)を供給する第2炭化水素系液体供給手段(62)が前記第2液体噴射ノズル(52)に接続され、
前記第1酸化還元触媒(51)に関係する排ガスの温度が第2温度センサ(82)により検出され、
前記コントローラ(86)が前記第2温度センサ(82)の検出出力に基づいて前記第2液体噴射量調整弁(64)を制御するように構成された請求項1又は2記載の排ガス浄化装置。
A first oxidation-reduction catalyst (51) having an oxidation function and a NOx reduction function is provided in an exhaust pipe (16) upstream of the first liquid injection nozzle (31);
A second liquid injection nozzle (52) capable of injecting the hydrocarbon-based liquid (32) toward the first oxidation-reduction catalyst (51) into the exhaust pipe (16) upstream of the first oxidation-reduction catalyst (51). )
A second hydrocarbon-based liquid supply means (62) for supplying the liquid (32) to the second liquid injection nozzle (52) via a second liquid injection amount adjusting valve (64) is provided with the second liquid injection nozzle ( 52),
The temperature of the exhaust gas related to the first redox catalyst (51) is detected by a second temperature sensor (82),
The exhaust gas purification device according to claim 1 or 2, wherein the controller (86) is configured to control the second liquid injection amount adjusting valve (64) based on a detection output of the second temperature sensor (82).
前記第1触媒層(21,121)が前記パティキュレートフィルタ(20,100,120,140)の担体(24,101)に銀ゼオライト又は銀アルミナをコーティングして形成され、前記第2触媒層(22,122)が前記パティキュレートフィルタ(20,100,120,140)の担体(24,101)に銅ゼオライト、鉄ゼオライト又はバナジウム系酸化物をコーティングして形成された請求項1又は2記載の排ガス浄化装置。   The first catalyst layer (21, 121) is formed by coating a support (24, 101) of the particulate filter (20, 100, 120, 140) with silver zeolite or silver alumina, and the second catalyst layer (22, 122) is formed of the particulate filter (20, 100, 120, 140). The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 or 2, wherein said support (24,101) is formed by coating copper zeolite, iron zeolite or vanadium oxide. 前記パティキュレートフィルタ(20,100,120,140)より排ガス下流側の排気管(16)に第2酸化還元触媒(72)が設けられ、前記第2酸化還元触媒(72)が、前記パティキュレートフィルタ(20,100,120,140)から前記炭化水素系液体(32)が排出されたときに前記炭化水素系液体(32)を酸化する酸化機能と、前記パティキュレートフィルタ(20,100,120,140)からアンモニアが排出されたときに前記アンモニアを酸化する酸化機能と、前記パティキュレートフィルタ(20,100,120,140)から前記NOxが排出されたときに前記NOxを還元する還元機能を有する請求項1又は2記載の排ガス浄化装置。   A second oxidation-reduction catalyst (72) is provided in the exhaust pipe (16) downstream of the exhaust gas from the particulate filter (20, 100, 120, 140), and the second oxidation-reduction catalyst (72) is connected to the particulate filter (20, 100, 120, 140) from the particulate filter. An oxidation function for oxidizing the hydrocarbon liquid (32) when the hydrocarbon liquid (32) is discharged, and an oxidation function for oxidizing the ammonia when ammonia is discharged from the particulate filter (20, 100, 120, 140) 3. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, further comprising a reduction function of reducing the NOx when the NOx is exhausted from the particulate filter (20, 100, 120, 140).
JP2011148850A 2011-07-05 2011-07-05 Exhaust gas purification device Active JP5839663B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148850A JP5839663B2 (en) 2011-07-05 2011-07-05 Exhaust gas purification device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148850A JP5839663B2 (en) 2011-07-05 2011-07-05 Exhaust gas purification device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013015087A true JP2013015087A (en) 2013-01-24
JP5839663B2 JP5839663B2 (en) 2016-01-06

Family

ID=47687974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011148850A Active JP5839663B2 (en) 2011-07-05 2011-07-05 Exhaust gas purification device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5839663B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170041726A (en) * 2014-08-25 2017-04-17 할도르 토프쉐 에이/에스 Method for cleaning process off- or engine exhaust gas
WO2020255687A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社キャタラー Particulate filter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251134A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Honda Motor Co Ltd Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2008543559A (en) * 2005-06-21 2008-12-04 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Method and apparatus for combining catalysts for reducing NOx in combustion products
WO2009148498A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Corning Incorporated Partial wall-flow filter and method
JP2011052611A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Toyota Industries Corp Device for controlling exhaust emission
JP2011104524A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Ngk Insulators Ltd Catalyst-carrying filter and exhaust gas cleaning system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251134A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Honda Motor Co Ltd Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2008543559A (en) * 2005-06-21 2008-12-04 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Method and apparatus for combining catalysts for reducing NOx in combustion products
WO2009148498A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Corning Incorporated Partial wall-flow filter and method
JP2011052611A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Toyota Industries Corp Device for controlling exhaust emission
JP2011104524A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Ngk Insulators Ltd Catalyst-carrying filter and exhaust gas cleaning system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170041726A (en) * 2014-08-25 2017-04-17 할도르 토프쉐 에이/에스 Method for cleaning process off- or engine exhaust gas
JP2017532479A (en) * 2014-08-25 2017-11-02 ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット How to clean off-gas or engine exhaust
KR102266312B1 (en) 2014-08-25 2021-06-18 할도르 토프쉐 에이/에스 Method for cleaning process off- or engine exhaust gas
WO2020255687A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社キャタラー Particulate filter
JP2020203255A (en) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社キャタラー Particulate filter
JP7386626B2 (en) 2019-06-18 2023-11-27 株式会社キャタラー particulate filter

Also Published As

Publication number Publication date
JP5839663B2 (en) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102057139B (en) Exhaust gas purifier and exhaust gas purification system
EP2126296B1 (en) Control method for controlling an exhaust aftertreatment system and exhaust aftertreatment system
AU2008268742B2 (en) NOx purification system, and method for control of NOx purification system
JP5770409B2 (en) Exhaust gas purification device
US9267408B2 (en) Method for use in conjunction with an exhaust-gas aftertreatment system
JP2014020310A (en) Exhaust gas purifying apparatus
WO2008035623A1 (en) Engine exhaust gas purification apparatus
EP2489844A1 (en) Exhaust purification device for engine
JP2013142363A (en) Exhaust emission control device of diesel engine
JP2015165138A (en) Exhaust gas emission control device
JP6058878B2 (en) Exhaust gas purification device
JP4799046B2 (en) Engine exhaust gas purification device
US8105545B2 (en) Engine exhaust gas purifier
JP2006266192A (en) Exhaust emission control device for engine
JP2013019390A (en) Exhaust emission control device
JP2013174203A (en) Exhaust emission control device
JP5839663B2 (en) Exhaust gas purification device
US8105542B2 (en) Engine exhaust gas purifier
JP5725214B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5778951B2 (en) Exhaust gas purification device
JP5409984B2 (en) Exhaust gas purification device using selective reduction catalyst
JP4671834B2 (en) Engine exhaust gas purification device
JP2011033001A (en) Exhaust emission control device
JP2014206079A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine, and process for manufacturing the device
JP2011025166A (en) Oxidation catalyst and device which treats exhaust gas from engine by using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5839663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250