CN101641144A - 排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种排气净化装置包括：由Y型沸石构成的水分吸附装置(1)；和配置在水分吸附装置(1)的排气下游侧，并由在阳离子交换位置含有过渡金属离子的沸石构成的NOx吸附装置(2)。NOx吸附装置由于排气中的水分量越少，NOx吸附能力越提高，因此通过与由Al2O3成分多、且与其他的沸石相比水分的吸附量多的Y型沸石构成的水分吸附装置组合，低温区域的NOx吸附能力特别地提高。

Description

排气净化装置
技术领域
本发明涉及在起动时的低温区域能够抑制NOx排出的排气净化装置。
背景技术
由于汽车排气限制的强化，进行了排气净化用催化剂的开发，近年来排气中的HC、CO、NOx的排出量变得极少。作为该排气净化用催化剂，在被控制在理论配比附近的空燃比下使用的三元催化剂、在稀薄气氛之间间歇地为浓气氛的气氛下使用的NOx吸藏还原催化剂是代表性的排气净化用催化剂。
然而，这些排气净化用催化剂是以Pt、Rh等为活性金属的排气净化用催化剂，因此，一般地在达到200℃以上的活化温度之前不呈现催化活性，存在在起动时等的低温区域有害成分没有被净化便排出的问题。
因此，在排气净化用催化剂的上游侧配置沸石等的吸附材料，在低温区域将有害成分捕捉到吸附材料中，在排气净化用催化剂被升温到活化温度以上后，使有害成分从吸附材料脱离，由下游侧的排气净化用催化剂进行净化。
例如特开2000-312827号公报中记载了：在排气上游侧配置在沸石上担载有Rh的前段催化剂，在其下游侧配置担载有Pt或Pd的后段催化剂的排气净化用催化剂。该排气净化用催化剂，在低温区域前段催化剂吸附NOx，在高温区域从前段催化剂脱离的NOx被后段催化剂还原净化。
然而，上述公报所述的前段催化剂等的利用沸石的低温NOx吸附材料，存在由于排气中含有的水分的影响而导致NOx吸附量降低的现象。因此，日本专利第3636116号公报提出了在低温NOx吸附材料的上游侧设置有水分捕集器(moisture trap)的排气净化装置的方案。根据该公报，通过利用该水分捕集器将流入低温NOx吸附材料的排气中的水分量控制在0.4％～2.4％左右，低温NOx吸附材料的NOx吸附量增大，能够大幅度降低低温时的未净化NOx的放出。
根据本申请发明者的研究，已明确了由水分导致的NOx吸附量的降低程度根据NOx吸附材料的种类而不同，并且发现，由经离子交换担载了过渡金属离子的沸石构成的NOx吸附材料，在低温区域吸附极多的NOx，明确了对于这样的吸附材料而言，流入的排气中的水分量越少，NOx吸附量越增大。
在日本专利第3636116号公报中，作为水分捕集器，例举了硅胶、活性炭、氧化铝、A型沸石等，但这些水分捕集器难以使流入NOx吸附材料内的排气中的水分量为0.4％～2.4％以下，或者虽然能充分地捕集水分但是存在耐水热性低等的不良情况，不实用。
本发明是鉴于上述状况而完成的，其要解决的课题是，提供一种通过使用由含有过渡金属离子的沸石构成的NOx吸附材料，并选择与之对应的最佳的水分吸附材料，能够在低温区域吸附大量的NOx的排气净化装置。
发明内容
解决上述课题的本发明的排气净化装置的特征在于，包括：由Y型沸石构成的水分吸附装置；和NOx吸附装置，该NOx吸附装置配置在水分吸附装置的排气下游侧，由在阳离子交换位置含有过渡金属离子的沸石构成。
水分吸附装置，优选在阳离子交换位置含有碱金属离子和碱土类金属离子中的至少一种。另外，优选在NOx吸附装置中含有的过渡金属离子是铁离子。
附图说明
图1是表示本发明的排气净化装置的构成的模式图。
图2是表示本发明所使用的NOx吸附装置中的阳离子交换位置的推测的状态的说明图。
图3是表示NOx吸附装置中的残存水分量与NO吸附率的关系的曲线图。
图4是试验例3、实施例2、比较例2中使用的排气净化装置的模式说明图。
图5示出试验例3的结果，是表示从起动时起NOx排出量随时间的变化的曲线图。
具体实施方式
本发明的排气净化装置，从排气的上游侧朝向下游侧依次地配置了水分吸附装置和NOx吸附装置。水分吸附装置由Y型沸石构成。水分(H2O)吸附于沸石的Al-位置，但Y型沸石即使SiO2/Al2O3摩尔比在15以下也能够合成，Al2O3成分多，与其他的沸石相比，水分的吸附量多。另外，Al2O3成分过多的沸石其耐水热性降低，但在此使用的Y型沸石的SiO2/Al2O3摩尔比为5以上，也满足耐水热性。
另外，由在阳离子交换位置含有过渡金属离子的沸石构成NOx吸附装置，排气中的水分量越少，NOx吸附能力越高。
因此，排气在低温区域时，水分吸附装置的水分吸附量多，可以使流入NOx吸附装置中的排气中的水分基本上为零。由此NOx吸附装置能够吸附大量的NOx，能够切实地防止低温区域的NOx的排出。
另外，如果水分吸附装置使用在阳离子交换位置含有碱金属离子和碱土类金属离子中的至少一方的Y型沸石，则水分吸附性能和耐水热性进一步提高。
另外，如果NOx吸附装置中含有的过渡金属离子为铁离子，则排气中的水分越少，NOx吸附能力越特别地提高，因此通过与由Y型沸石构成的水分吸附装置组合，低温区域的NOx吸附能力进一步提高。
水分吸附装置由Y型沸石构成。作为所谓的亲水性的沸石，已知A型沸石、X型沸石、Y型沸石。然而，除了Y型沸石以外的沸石，如表1所示在耐水热性上存在不良情况，难以用于排气净化用。
Y型沸石，已知在阳离子交换位置存在H+的H-Y型、存在Na+的Na-Y型等。虽然均可以使用，但优选使用在阳离子交换位置含有碱金属离子和碱土类金属离子中的至少一方的Y型沸石。这样，如表1所示，耐水热性进一步提高。另外，阳离子交换位置空着的H-Y型，在热学上晶体不稳定，由于H+的存在而使排气中的HC焦化，有产生细孔堵塞的情况。再者，表1中使用的各沸石，选定了SiO2/Al2O3摩尔比为10以下的沸石。
表1
  沸石种类   H2O吸附性   耐水热性   HC吸附性   耐焦化性
  A型   ◎   ×   △   -
  X型   ◎   ×   ○   -
  H-Y型   ○   △～○   ◎   ×
  Na-Y型   ○   ○   ◎   ○
水分吸附装置，也可以将Y型沸石成形为丸粒(pellet)状后填充到容器中使用，但为了防止压力损失的增大，优选形成为蜂窝形状等。在该情况下，也可以由含有Y型沸石的陶瓷粉末形成蜂窝体，但有时强度不足。因此，优选：使用由作为排气净化用催化剂的基材而广泛使用的堇青石等构成的整块基材，在其孔隔壁表面上形成由Y型沸石构成的涂层。
NOx吸附装置，由在阳离子交换位置含有过渡金属离子的沸石构成。作为NOx吸附装置所使用的沸石，可推荐ZSM-5、丝光沸石、β沸石。Y型沸石、镁碱沸石难以进行过渡金属离子的离子交换，NOx吸附能力大幅度变低。另外，A型沸石、X型沸石，如上所述在耐水热性上存在问题。
另外，NOx吸附装置所使用的沸石，优选是SiO2/Al2O3摩尔比为200以下的沸石。由此充分地存在阳离子交换位置，因此能够充分地含有过渡金属离子。
作为过渡金属，可以使用Fe、Co等，但特别优选Fe。在阳离子交换Fe的情况下，优选使用氯化铁(FeCl3)作为起始原料。由于氯化铁(FeCl3)在300℃以上升华，因此也能够进入沸石内部的微细孔隙中，在几乎所有的阳离子交换位置上被离子交换。再者，由于可以使Fe离子按与Al原子数的比为1∶1来含有，因此认为Fe以图2所示的状态含有。
NOx吸附装置，也可以将含有过渡金属离子的沸石成形为丸粒状后填充到容器中使用，但为了防止压力损失的增大，优选与水分吸附装置同样地制成为蜂窝形状。在该情况下，也可以由含有含过渡金属离子的沸石的陶瓷粉末形成蜂窝体，但有时强度不足。因此，优选：使用由作为排气净化用催化剂的基材而广泛使用的堇青石构成的整块基材，在其孔隔壁表面上形成由含有过渡金属离子的沸石构成的涂层。
本发明的排气净化装置，可配置于例如三元催化剂等排气净化用催化剂的排气上游侧来使用。然而，NOx吸附装置的NOx吸附量多的场合，在高温区域脱离的NOx不能由下游侧的排气净化用催化剂彻底还原，在这样的场合，存在过剩部分NOx被排出的不良情况。
因此，优选：与通常的主排气流路相区别地形成旁通流路，在旁通流路上配置本发明的排气净化装置。并且优选：在排气为例如200℃以下的低温时，通过使排气只在旁通流路中流通，将NOx吸附于NOx吸附装置从而抑制NOx的排出，在高温区域，在使排气在主排气流路中流通的同时，使旁通流路与EGR连接，将从本发明的排气净化装置放出的NOx返回到发动机。
再者，水分吸附装置的Y型沸石能够吸附沸点比较高的HC。因此，若NOx吸附装置的沸石使用ZSM-5等的能够吸附低沸点HC的沸石，则能够在低温区域，能够良好地吸附排气中的高沸点～低沸点的HC。因此，如上所述通过在旁通流路上配置本发明的排气净化装置，能够在低温区域吸附HC和NOx从而抑制它们排出，能够在高温时在将它们返回到发动机中时使两者反应从而进行净化。
实施例
以下通过实施例、比较例和试验例具体地说明本发明。
(实施例1)
图1表示本实施例的排气净化装置。该排气净化装置包括：配置在排气流路上的水分吸附装置1、和配置在其排气下游侧的NOx吸附装置2。水分吸附装置1包括堇青石制的蜂窝基材10、和在其孔隔壁表面形成的涂层11，涂层11由Na-Y型沸石构成。另外，NOx吸附装置2包括：堇青石制的蜂窝基材20、和在其孔隔壁表面形成的涂层21，涂层21由离子交换了Fe的ZSM-5构成。
首先，准备SiO2/Al2O3摩尔比为5.6的Na-Y型沸石粉末，与SiO2系粘结剂和水混合，调制出浆液。将该浆液洗涂在35cc的堇青石制的蜂窝基材10上，进行干燥-烧成，形成6.3g的涂层11，制成为水分吸附装置1。
另一方面，准备SiO2/Al2O3摩尔比为28的ZSM-5粉末，含浸在纯水中溶解有FeCl3的水溶液的设定量。将其在电炉中在400℃下保持2小时，离子交换Fe以使Fe按与Al原子比计为1∶1的量，制备出Fe/ZSM-5粉末，接着，将Fe/ZSM-5粉末与SiO2系粘结剂和纯水混合，调制出浆液。将该浆液洗涂在35cc的堇青石制的蜂窝基材20上，进行干燥-烧成，形成6.3g的涂层21，制成为NOx吸附装置2。
(比较例1)
将与实施例1同样的NOx吸附装置2配置在排气上游侧，将与实施例1同样的水分吸附装置1配置在NOx吸附装置2的排气下游侧，制成为比较例1的排气净化装置。
<试验-评价>
对于实施例1和比较例1的排气净化装置，分别在温度50℃、流量10L/分的条件下流通表2所示的模型气体20秒钟，由进气浓度和出气浓度的差测定HC吸附率和NO吸附率。结果示于表3。
表2
  C3H6(ppmC)   C6H5CH3(ppmC)   NO(ppm)   CO(ppm)   H2O(％) N2
  1500   1500   900   6000   3   其余部分
表3
Figure A20088000988700091
由表3可知，实施例1的排气净化装置，HC和NO均被100％吸附。另一方面，比较例1的排气净化装置，虽然HC吸附率为100％，但是NO吸附率比实施例1低。这主要是因为流入NOx吸附装置2中的排气中含有水分，但认为由于C6H5CH3被NOx吸附装置2吸附，从而阻碍了NO的吸附，这也是一个因素。
(试验例1)
只使用与实施例1同样的NOx吸附装置2，首先充分地吸附H2O。然后，使加热温度按160℃、230℃、350℃三个水准分别加热2小时，脱离出(净化)吸附的H2O。加热温度越高，则残存的H2O越少。然后立即流通由NO和N2组成的混合气体，测定NO的吸附率。结果示于图3。
由图3可知，净化温度越高，即H2O的吸附量越少，则NO吸附率越高。
(试验例2)
在堇菁石制的蜂窝基材(900cc)上形成由A型沸石构成的涂层160g，制备出水分吸附装置。将该水分吸附装置装载在实际的发动机的排气系统中，连续地测定LA#4行驶时的H2O排出量，结果从起动时起约20秒钟H2O的排出完全被抑制。这意味着在该期间排出的H2O的总量被涂层吸附。
(试验例3)
在试验例2所记载的实际发动机的排气系统中，在试验例2所制备的水分吸附装置3的排气下游侧，如图4所示地配置由ZSM-5与Y型沸石的混合物构成的第一HC吸附装置4、和对镁碱沸石离子交换Ag而成的第二HC吸附装置5，再在其下游侧配置与实施例1同样的NOx吸附装置2。并且，从LA#4行驶时的起动时起连续地测定NOx排出量。再者，对于除掉水分吸附装置3的情况、除掉水分吸附装置3和NOx吸附装置2两者的情况，也同样地测定NOx排出量，结果示于图5。
由图5可知，通过在NOx吸附装置2的上游侧配置水分吸附装置3，能够大体上完全抑制NOx的排出。即表明通过使除去了水分的排气流入NOx吸附装置2中，能够大体上完全吸附NOx。再者，即使除掉水分吸附装置3的场合也能够某种程度上抑制NOx排出量，但认为这是由于第一HC吸附装置4和第二HC吸附装置5吸附了某种程度的水分的缘故。
再者，在配置有水分吸附装置3和NOx吸附装置2两者的场合，在整个的LA#4行驶时的模式中能够确保平均NOx排出量0.3％。
(实施例2)
与实施例1同样地在堇青石制的蜂窝基材(900cc)上形成由Na-Y型沸石构成的涂层160g，制备出水分吸附装置3。另外，除了使用900cc的堇青石制的蜂窝基材20以外，与实施例1同样地制备了具有160g涂层21的NOx吸附装置2。
将该水分吸附装置3和NOx吸附装置2与HC吸附装置4一起与试验例3同样地配置在实际发动机的排气系统中，测定整个LA#4行驶时的模式中的NOx排出量，算出NOx吸附率。结果示于表4。
(比较例2)
除了未配置水吸附装置3以外，与实施例2同样地测定NOx吸附率。结果示于表4。
<评价>
表4
Figure A20088000988700101
从表4来看，比较例2的NOx吸附率存在较大的偏差，而实施例2可总是确保94％以上的NOx吸附率。认为这起因于有无水分吸附装置，比较例2的NOx吸附率的偏差由排气中的水分的影响所致。另一方面表明，在实施例2中，因水分吸附装置3而不含有水分的排气流入到NOx吸附装置2中，由此能够确保高的NOx吸附率。
产业上的利用可能性
本发明的排气净化装置，通过配置于三元催化剂、NOx吸藏还原催化剂等的排气净化用催化剂的排气上游侧来使用，能够大大地抑制起动时等的低温区域下的NOx的排出。

Claims (3)

1、一种排气吸附装置，其特征在于，包括：
由Y型沸石构成的水分吸附装置；和
NOx吸附装置，该NOx吸附装置配置在该水分吸附装置的排气下游侧，由在阳离子交换位置含有过渡金属离子的沸石构成。
2、根据权利要求1所述的排气净化装置，其中，在所述水分吸附装置中，在阳离子交换位置含有碱金属离子和碱土类金属离子中的至少一种。
3、根据权利要求1所述的排气净化装置，其中，在所述NOx吸附装置中含有的过渡金属离子是铁离子。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102762281A (zh) * 2011-02-18 2012-10-31 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
CN105649716A (zh) * 2015-12-20 2016-06-08 黔东南州龙达再生能源开发有限责任公司 汽车尾气过滤装置
WO2017000879A1 (zh) * 2015-07-02 2017-01-05 黄立维 一种从气流中去除氮氧化物的方法及装置
CN107690512A (zh) * 2015-06-03 2018-02-13 沃尔沃卡车集团 排气处理装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012116488A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Union Showa Kk 吸水性包装材料、その製造方法及び再生方法
JP5293837B2 (ja) 2011-02-14 2013-09-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN102350186B (zh) * 2011-07-18 2014-04-09 唐山远腾自动化设备有限公司 防潮保压干燥剂在潮湿或水下环境中密封良好的仪器仪表中的应用
DE102012022941B4 (de) * 2012-11-24 2024-05-29 Daimler Truck AG Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems und Kraftfahrzeug
DE102013018920A1 (de) * 2013-11-13 2015-05-13 Man Truck & Bus Ag Abgasnachbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Aufheizen einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
BE1023302B1 (nl) * 2015-07-23 2017-01-26 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Werkwijze voor het vervaardigen van een adsorptiemiddel voor het behandelen van samengeperst gas, adsorptiemiddel verkregen met zulke werkwijze en adsorptie-inrichting voorzien van zulk adsorptiemiddel
EP3785787B1 (en) 2015-08-31 2023-11-15 Atlas Copco Airpower N.V. Adsorption device for compressed gas
US11802502B1 (en) * 2023-01-30 2023-10-31 GM Global Technology Operations LLC Hydrocarbon adsorption and desorption control in vehicle exhaust systems using H2O traps

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615016B2 (ja) * 1988-09-09 1994-03-02 トヨタ自動車株式会社 自動車排気ガス浄化装置
US5520895A (en) * 1994-07-07 1996-05-28 Mobil Oil Corporation Method for the reduction of nitrogen oxides using iron impregnated zeolites
JPH08299756A (ja) 1995-05-01 1996-11-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 低濃度窒素酸化物の除去方法
JP3767040B2 (ja) * 1996-09-05 2006-04-19 三菱ふそうトラック・バス株式会社 エンジンの排ガス浄化装置
JP3417309B2 (ja) * 1997-10-28 2003-06-16 トヨタ自動車株式会社 炭化水素吸着材
JP2001289035A (ja) 1998-11-05 2001-10-19 Toyota Motor Corp 排ガス浄化方法及び排ガス浄化装置
JP2000312827A (ja) 1999-04-28 2000-11-14 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排ガス浄化触媒
JP2001120951A (ja) 1999-10-28 2001-05-08 Mitsubishi Electric Corp 窒素酸化物の除去方法及び除去装置
DE10001541B4 (de) * 2000-01-14 2005-04-28 Uhde Gmbh Verfahren zur Beseitigung von NOx und N¶2¶O aus dem Restgas der Salpetersäureproduktion
JP3636116B2 (ja) * 2001-03-21 2005-04-06 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2002321912A (ja) * 2001-04-23 2002-11-08 Mitsubishi Electric Corp 吸着用ゼオライトおよびそれを用いたガス除去装置
CN101607209B (zh) 2002-11-18 2014-07-02 优美科触媒日本有限公司 废气净化用催化剂的制备方法与废气净化方法
JP4897202B2 (ja) * 2004-07-14 2012-03-14 ニチアス株式会社 ホージャサイト型ゼオライトの製造方法
US7501105B2 (en) * 2004-07-29 2009-03-10 N.E. Chemcat Corporation NOx reduction catalyst having excellent low-temperature characteristics

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102762281A (zh) * 2011-02-18 2012-10-31 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
CN102762281B (zh) * 2011-02-18 2015-04-08 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
CN107690512A (zh) * 2015-06-03 2018-02-13 沃尔沃卡车集团 排气处理装置
US10767540B2 (en) 2015-06-03 2020-09-08 Volvo Truck Corporation Exhaust gas treatment apparatus
WO2017000879A1 (zh) * 2015-07-02 2017-01-05 黄立维 一种从气流中去除氮氧化物的方法及装置
EA036691B1 (ru) * 2015-07-02 2020-12-08 Ливэй Хуан Способ и аппарат для удаления оксидов азота из потоков газов
CN105649716A (zh) * 2015-12-20 2016-06-08 黔东南州龙达再生能源开发有限责任公司 汽车尾气过滤装置

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