JP2000282853A - Exhaust gas emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas emission control device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2000282853A
JP2000282853A JP11091663A JP9166399A JP2000282853A JP 2000282853 A JP2000282853 A JP 2000282853A JP 11091663 A JP11091663 A JP 11091663A JP 9166399 A JP9166399 A JP 9166399A JP 2000282853 A JP2000282853 A JP 2000282853A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
lean
ammonia
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.)
Pending
Application number
JP11091663A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Matsui
井 徹 松
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.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co 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 Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP11091663A priority Critical patent/JP2000282853A/en
Publication of JP2000282853A publication Critical patent/JP2000282853A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of ammonia peaks, while preventing deterioration of emission of NOx by interposing a storage reducing catalyst, a heat exchanger, an ammonia absorption material, and an exhaust gas switching valve in an exhaust system. SOLUTION: A storage reducing catalyst 14 is connected to a first switching valve 13, composed of a noble metal catalyst and a storage material, and provided with a capacity for storage-reducing NOx. A fourth exhaust pipe A1 is connected to an ammonia absorption material 25 for absorbing ammonia via a second pipe connecting member 23. The ammonia absorption material 25 is connected to a third switching valve 27 via a sixth exhaust pipe 26. A rich/lean cycle operation is performed by an engine using a storage reducing catalyst provided with the ammonia absorption material in an exhaust system. At this time, with respect to NOx stored at lean operation, ammonia peaks generated when there is much reducing component quantity at rich operation, can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置及び運転制御方法に関する。より詳細には、
排気系に吸蔵還元触媒を介装した希薄燃焼(リーンバー
ン)タイプの内燃機関の排気ガス浄化装置と、その運転
制御方法の改良に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine and an operation control method. More specifically,
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a lean burn type internal combustion engine having a storage reduction catalyst interposed in an exhaust system, and an improvement in an operation control method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】リーンバーンエンジンは効率が高く、省
エネ性や二酸化炭素の排出において有利なエンジンであ
るが、排気ガス中の酸素濃度が高く、従来から用いられ
ている三元触媒を用いることができない。そこで、近
年、リーンバーンエンジン用の低NOx化触媒として、
吸蔵還元型の触媒が提案されている。
2. Description of the Related Art A lean burn engine is an engine having high efficiency and advantageous in terms of energy saving and emission of carbon dioxide. However, it is difficult to use a conventional three-way catalyst because of its high oxygen concentration in exhaust gas. Can not. Therefore, in recent years, as a NOx reduction catalyst for lean burn engines,
A storage reduction type catalyst has been proposed.

【0003】吸蔵還元触媒は、排気ガスがリーン状態の
ときにはNOxを吸蔵し、リッチもしくはストイキの状
態のときには吸蔵していたNOxを放出するとともに、
放出されたNOxを還元するという特徴をもっている。
リーン状態での吸蔵量は有限であるため、吸蔵剤が飽和
する前に、吸蔵されたNOxを放出・還元除去する必要
がある。そのため、リーンバーンエンジンを一時的にリ
ッチもしくはストイキ運転し、リッチ/リーンサイクル
の運転により、NOxの吸蔵、放出・還元のサイクルを
形成し、低NOx化を図る技術が提案されている。
[0003] The storage reduction catalyst stores NOx when the exhaust gas is lean, and releases the stored NOx when the exhaust gas is rich or stoichiometric.
It has the characteristic of reducing released NOx.
Since the amount of occlusion in the lean state is finite, it is necessary to release, reduce and remove occluded NOx before the occluding agent is saturated. For this reason, a technique has been proposed in which the lean burn engine is temporarily operated in a rich or stoichiometric manner, and a rich / lean cycle operation is performed to form a NOx occlusion, release and reduction cycle, thereby reducing NOx.

【0004】上記、リッチ(もしくはストイキ)状態で
は、吸蔵されたNOxの還元は三元触媒の作用を用いて
行われる。三元触媒では、排気ガス中の酸素が極低濃度
の際に、NOxの還元が行われるが、触媒の還元能力が
非常に強い場合や、リッチが深い場合にアンモニアを生
成するという問題がある。よって、吸蔵還元触媒でも、
サイクル運転でのリッチが深い、もしくはリッチの時間
が長く、吸蔵されたNOxに比較して、リッチ排気ガス
中の還元分のトータル量が過剰の場合に、放出されたN
Oxおよび排気ガス中のNOxの還元が進みすぎ、アン
モニアのピークを発生するという問題が生じる。アンモ
ニアピークの発生を抑制するためには、負荷、周囲の雰
囲気によって変化するNOx濃度を正確に予測し、リッ
チ/リーンサイクルの時間や空燃比を細かく設定する方
法や、高度なフィードバック制御を行う等により適切な
リーン/リッチサイクルを形成するという非常に精密な
制御法が必要である。特に、NOxの排出目標のレベル
が厳しい場合、非常に高性能な制御法が必要であり、実
現が困難である。
In the above-described rich (or stoichiometric) state, the stored NOx is reduced by using a three-way catalyst. In the three-way catalyst, NOx is reduced when the oxygen in the exhaust gas is at a very low concentration. However, there is a problem that ammonia is generated when the reduction ability of the catalyst is very strong or rich. . Therefore, even with the storage reduction catalyst,
When the rich amount in the cycle operation is deep or the rich time is long, and the total amount of the reduced amount in the rich exhaust gas is excessive compared with the stored NOx, the released N
There is a problem that the reduction of Ox and NOx in the exhaust gas proceeds excessively, and a peak of ammonia is generated. In order to suppress the generation of the ammonia peak, a method of accurately predicting the NOx concentration that changes depending on the load and the surrounding atmosphere, finely setting the time of the rich / lean cycle and the air-fuel ratio, and performing advanced feedback control, etc. A very precise control method is required to form a more appropriate lean / rich cycle. In particular, when the target NOx emission level is severe, a very high-performance control method is required, and it is difficult to realize the control method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、吸蔵還元
触媒を用いたエンジンで、リーン/リッチサイクル運転
時に、NOxのエミッションの悪化防止を図りながら、
アンモニアピークの発生を防止することが出来る様な内
燃機関の排気ガス浄化装置及び運転制御方法の提供を目
的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it has been proposed that an engine using an occlusion reduction catalyst deteriorates NOx emission during lean / rich cycle operation. While trying to prevent
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus and an operation control method for an internal combustion engine capable of preventing the occurrence of an ammonia peak.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関は、希
薄燃焼タイプの内燃機関において、吸蔵還元触媒と、熱
交換器と、アンモニア吸着材と、内燃機関の排気ガスの
流路を切り換える切り換え弁、とを排気系に介装したこ
とを特徴としている。
An internal combustion engine according to the present invention is a lean burn type internal combustion engine which switches between a storage reduction catalyst, a heat exchanger, an ammonia adsorbent, and a flow path of exhaust gas of the internal combustion engine. The valve is interposed in the exhaust system.

【0007】また本発明の内燃機関の運転制御方法は、
希薄燃焼タイプの内燃機関において、前記内燃機関の排
気系には吸蔵還元触媒と、熱交換器と、アンモニア吸着
材とが介装されており、リーン運転時に吸蔵還元触媒を
通過した排気ガスを熱交換器は通過するがアンモニア吸
着剤は通過せずに系外へ排出せしめるリーン運転工程
と、リッチ運転時に吸蔵還元触媒を通過した排気ガスが
熱交換器を通過してアンモニア吸着剤を通過した後に系
外へ排出せしめるリッチ運転工程、とを含む事を特徴と
している。
Further, the operation control method for an internal combustion engine according to the present invention
In a lean burn type internal combustion engine, the exhaust system of the internal combustion engine is provided with a storage-reduction catalyst, a heat exchanger, and an ammonia adsorbent, and heats exhaust gas passing through the storage-reduction catalyst during lean operation. A lean operation process in which the exchanger passes but the ammonia adsorbent does not pass and the exhaust gas is discharged out of the system, and an exhaust gas that has passed through the storage reduction catalyst during rich operation passes through the heat exchanger and passes through the ammonia adsorbent And a rich operation step of discharging the gas to the outside of the system.

【0008】また、アンモニア吸着材に吸着したアンモ
ニアを脱離させるため、所定時間もしくは内燃機関が所
定回数リッチ/リーンのサイクル運転が行われた際に、
リーン運転時に熱交換器を通過しない排気ガスがアンモ
ニア吸着材を通過せしめるようにした再生工程を含むこ
とを特徴としている。そして、前記再生工程においてア
ンモニア吸着材を通過した排気ガスを吸蔵還元触媒手前
に流れるように構成することを特徴としている。
Further, in order to desorb the ammonia adsorbed on the ammonia adsorbent, a predetermined time or a predetermined number of times when the internal combustion engine is subjected to a rich / lean cycle operation,
It is characterized by including a regeneration step in which exhaust gas that does not pass through the heat exchanger during the lean operation is allowed to pass through the ammonia adsorbent. The exhaust gas that has passed through the ammonia adsorbent in the regeneration step is configured to flow in front of the storage reduction catalyst.

【0009】ここで、前記内燃機関の排気系統には、内
燃機関の排気ガスの流路を切り換える切り換え弁が介装
されており、前記リーン運転工程とリッチ運転工程と前
記再生工程とは、前記切り替え弁を切り換える事によっ
て実行されるのが好ましい。
The exhaust system of the internal combustion engine is provided with a switching valve for switching a flow path of exhaust gas of the internal combustion engine, and the lean operation step, the rich operation step, and the regeneration step are performed in the same manner. It is preferably performed by switching a switching valve.

【0010】本発明の内燃機関の運転制御方法の実施に
際しては、前記アンモニア吸着剤として、例えば、合成
ゼオライトを使用する事が出来る。
In carrying out the operation control method for an internal combustion engine of the present invention, for example, a synthetic zeolite can be used as the ammonia adsorbent.

【0011】上述した様な構成を具備する本発明によれ
ば、リッチ運転を行うに際して、前記切り換え弁を適宜
開閉制御して、吸蔵還元触媒を通過した排気ガスが排気
ガス熱交換器を通過してアンモニア吸着剤を通過した後
に、系外へ排出される。そのため、リッチ運転切り換え
時に、過剰の還元成分による還元により発生したアンモ
ニアは、アンモニア吸着剤を通過する際に、吸着により
除去される。そのため、アンモニアの排出が抑制(或い
は防止)される。
According to the present invention having the above-described structure, when performing the rich operation, the switching valve is appropriately opened and closed so that the exhaust gas passing through the storage reduction catalyst passes through the exhaust gas heat exchanger. After passing through the ammonia adsorbent. Therefore, when the rich operation is switched, the ammonia generated by the reduction by the excess reducing component is removed by adsorption when passing through the ammonia adsorbent. Therefore, emission of ammonia is suppressed (or prevented).

【0012】ここで、吸着剤は高温環境下では吸着能力
が低下する。本発明においては、アンモニアを吸着する
際、吸着剤の前に排気ガス熱交換器を通し、排気ガス温
度を下げた状態で吸着剤を通過させるので、アンモニア
の吸着効率が高くなる。なお、排気ガス熱交換器は、定
置式のコージェネレーション用ガスエンジンやガスエン
ジンヒートポンプでもともと用いられている部品である
ため、新たな部品の付加にはならない。
Here, the adsorbent has a reduced adsorbing capacity under a high temperature environment. In the present invention, when adsorbing ammonia, the adsorbent is passed through the exhaust gas heat exchanger before the adsorbent and the exhaust gas temperature is lowered, so that the ammonia adsorption efficiency is increased. Since the exhaust gas heat exchanger is a component originally used in a stationary cogeneration gas engine or a gas engine heat pump, it does not add a new component.

【0013】また、アンモニア吸着剤が所定量以上のア
ンモニアを吸着すると飽和してしまい、それ以上のアン
モニアを吸着除去しなくなるので、エンジンがリーンで
運転されている際に、定期的に排気ガスの一部を、排気
ガス熱交換器を通さずに(すなわち高温の状態で)吸着
剤に通し、吸着されたアンモニアの脱離を行う。この
際、脱離したアンモニアを含む吸着剤通過ガスを、吸蔵
還元触媒手前に戻す。その結果、脱離したアンモニアは
吸蔵還元触媒で酸化されNOxとして吸蔵還元触媒内に
吸蔵されるため、排気系外にアンモニアが放出されるこ
とがなくなる。
When the ammonia adsorbent adsorbs more than a predetermined amount of ammonia, it saturates and does not adsorb and remove more ammonia. Therefore, when the engine is operated lean, the exhaust gas is periodically discharged. A part is passed through the adsorbent without passing through the exhaust gas heat exchanger (that is, at a high temperature) to desorb the adsorbed ammonia. At this time, the adsorbent passing gas containing the desorbed ammonia is returned to the position before the storage reduction catalyst. As a result, the desorbed ammonia is oxidized by the storage reduction catalyst and stored as NOx in the storage reduction catalyst, so that the ammonia is not released out of the exhaust system.

【0014】吸蔵還元触媒で、排出NOxレベルを非常
に低くしようとした場合、リッチ/リーンサイクルの時
間を短くし、短いリーン時間中に吸蔵したNOxを、リ
ッチ時にほぼ完全に放出・還元しない限り目標を達成す
ることが出来ない。リッチ時にほぼ完全に吸蔵されたN
Oxの放出・還元を行わなければならないため、リーン
時のNOx濃度が変化したり、リッチ時の還元成分の量
が少しでも多くなると、アンモニアのピークが発生して
しまう。そのため、非常に正確に、リーン時のNOx濃
度やリッチ時の還元成分の量を予測する技術や、高精度
のフィードバック制御が必要となる。また、リーン時間
を短くした場合、それに呼応してリッチ時間も短くしな
いとアンモニアが発生してしまうが、ガスエンジンのよ
うに気体燃料を用いる場合、空燃比調整弁の応答性が悪
くリッチ時間の短縮に限界が生じる。本発明において
は、吸着剤によりアンモニアを除去するため、これらの
問題が解決される。
[0014] When the NOx emission level is to be made very low with the occlusion reduction catalyst, the time of the rich / lean cycle is shortened, and the NOx occluded during the short lean time is almost completely released and reduced at the time of the rich operation. The goal cannot be achieved. N completely absorbed when rich
Since the release and reduction of Ox must be performed, a peak of ammonia occurs when the NOx concentration changes during lean operation or when the amount of the reducing component increases during the rich operation. Therefore, a technique for predicting the NOx concentration at the time of lean and the amount of the reducing component at the time of rich, and a highly accurate feedback control are required. In addition, when the lean time is shortened, ammonia is generated unless the rich time is shortened in response to the lean time.However, when using gaseous fuel such as a gas engine, the response of the air-fuel ratio adjustment valve is poor and the rich time is reduced. There is a limit to shortening. In the present invention, these problems are solved because ammonia is removed by the adsorbent.

【0015】[0015]

【発明の実施形態】以下図面を参照して本発明の内燃機
関及び運転制御方法の実施の形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an internal combustion engine and an operation control method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1に、本発明の排気ガス処理装置2構成
を示す。図示のない内燃機関(例えば希薄燃焼ガスエン
ジン)からの排気ガスEgを導く第1の排気管12が、
後述する第3の管結合部材30を介して、吸蔵還元触媒
14に接続されている。吸蔵還元触媒14は、第1の切
り換え弁13に接続され、第1の切り換え弁13は第2
の排気管B1と第4の排気管A1の両方に接続されてい
る。吸蔵還元触媒14は、例えば、白金、ロジウム等の
貴金属触媒とアルカリ、アルカリ土類等の吸蔵材から成
り、NOxを吸蔵還元する能力を有している。第2の排
気管B1は、排気ガス熱交換器16を介して第2の切り
換え弁18に接続されている。
FIG. 1 shows the structure of an exhaust gas treatment apparatus 2 according to the present invention. A first exhaust pipe 12 that guides exhaust gas Eg from an internal combustion engine (not shown) (for example, a lean burn gas engine) includes:
It is connected to the storage reduction catalyst 14 via a third pipe connecting member 30 described later. The storage reduction catalyst 14 is connected to the first switching valve 13, and the first switching valve 13 is connected to the second switching valve 13.
Are connected to both the exhaust pipe B1 and the fourth exhaust pipe A1. The storage reduction catalyst 14 is composed of, for example, a noble metal catalyst such as platinum or rhodium and a storage material such as alkali or alkaline earth, and has the ability to store and reduce NOx. The second exhaust pipe B1 is connected to a second switching valve 18 via an exhaust gas heat exchanger 16.

【0017】排気ガス熱交換器16は、内部を流れる冷
却水との熱交換により、排気ガスEgを冷却させるよう
構成されている。
The exhaust gas heat exchanger 16 is configured to cool the exhaust gas Eg by heat exchange with cooling water flowing inside.

【0018】第2の切り換え弁18は、第3の排気管D
1と、第5の排気管C1に接続され、一方の第3の排気
管D1は第1の管結合部材19を介して図示しない消音
器に接続されている。
The second switching valve 18 is connected to a third exhaust pipe D
1 and a fifth exhaust pipe C1, and one third exhaust pipe D1 is connected to a muffler (not shown) via a first pipe coupling member 19.

【0019】第4の排気管A1は、第2の管結合部材2
3を介してアンモニアを吸着するアンモニア吸着材25
(例えば合成ゼオライト等)に接続されている。そのア
ンモニア吸着材25は、第6の排気管26を介して第3
の切り換え弁27に接続されている。第3の切り換え弁
27は、一方は第6の排気管F1を介して前記第3の管
結合部材19に接続され、他方は還流管E1を介して前
記第3の管結合部材30に接続されている。還流管E1
には、還流する排気ガスを付圧する図示しないポンプ等
を装着してもよい。
The fourth exhaust pipe A1 is connected to the second pipe connecting member 2
Ammonia adsorbent 25 that adsorbs ammonia through 3
(For example, synthetic zeolite). The ammonia adsorbent 25 passes through the sixth exhaust pipe 26 to the third
Is connected to the switching valve 27. One of the third switching valves 27 is connected to the third pipe connecting member 19 via a sixth exhaust pipe F1, and the other is connected to the third pipe connecting member 30 via a reflux pipe E1. ing. Reflux tube E1
, A pump or the like (not shown) that presses the recirculated exhaust gas may be attached.

【0020】上記構成の作用を、主として図5示すフロ
ーチャートによって説明する。機関が通常のリッチ/リ
ーンサイクル運転のリーン状態で運転されているとする
(ステップS1)。この場合の排気ガスEgの流れは、
図2太線で示すように、第1の排気管12から吸蔵還元
触媒14に入って、NOxは吸蔵還元触媒14に吸蔵さ
れていく。そして、リーン運転の時間が所定時間αだけ
継続されたか否かを判断する(ステップS2)。
The operation of the above configuration will be described mainly with reference to the flowchart shown in FIG. Engine is operating in normal rich / lean cycle lean operation
(Step S1). The flow of the exhaust gas Eg in this case is
As shown by the bold line in FIG. 2, the NOx enters the storage reduction catalyst 14 from the first exhaust pipe 12 and is stored in the storage reduction catalyst 14. Then, it is determined whether the time of the lean operation has been continued for the predetermined time α (step S2).

【0021】所定時間に未達であれば、NOを選択してス
テップS2を繰り返す。リーン運転が所定時間αに達し
ていれば、ステップS3で管経路を切り換える。この際
は、第1、第2、第3の切り替え弁13、18、27を
切り換えて、第2、第5、第6の排気管B1、C1、F
1を開放し、図3太字で示すように排気ガスEgが流れ
るようにする。
If the predetermined time has not been reached, NO is selected and step S2 is repeated. If the lean operation has reached the predetermined time α, the pipe route is switched in step S3. At this time, the first, second, and third switching valves 13, 18, and 27 are switched so that the second, fifth, and sixth exhaust pipes B1, C1, F
1 is opened to allow the exhaust gas Eg to flow as shown in bold in FIG.

【0022】ステップS4では、ステップ3状態で所定
時間βだけ経過したか判断する。所定時間に未達であれ
ば、NOを選択してステップS3を繰り返す。所定時間
βに達していれば、ステップS5エンジンをリッチ運転
に切り換える。ここで、所定時間βは、切り換え弁の切
り替えの遅れに対応するものであり、弁の開閉速度に応
じた値が選択される。
In step S4, it is determined whether a predetermined time β has elapsed in the state of step 3. If the predetermined time has not been reached, NO is selected and step S3 is repeated. If the predetermined time β has been reached, step S5 switches the engine to the rich operation. Here, the predetermined time β corresponds to a delay in switching the switching valve, and a value corresponding to the opening / closing speed of the valve is selected.

【0023】ステップS6では、リッチ運転が所定時間
γ継続されたか判断し、NOであればS6を繰り返し、
YESあればステップS7へ進む。ステップS7では、
再生モードにあるかどうか判断される。ここで、再生モ
ードとは、アンモニア吸着材25を再生するためのもの
である。アンモニア吸着材25は、吸着したアンモニア
が次第に飽和してくるため、定期的に高温ガス(本制御
の場合、排気ガス熱交換器を通さないリーン運転の排気
ガス)を流し、吸着アンモニアを除去する必要がある。
そこで、ここではフローチャートを示さないが、運転時
間もしくはリッチ/リーンの切り換え回数が所定値に達
したとき、再生モードであると判断される。
In step S6, it is determined whether the rich operation has continued for a predetermined time γ, and if NO, S6 is repeated.
If YES, proceed to step S7. In step S7,
It is determined whether or not it is in the playback mode. Here, the regeneration mode is for regenerating the ammonia adsorbent 25. Since the adsorbed ammonia gradually becomes saturated, the ammonia adsorbent 25 periodically flows a high-temperature gas (in the case of this control, a lean exhaust gas that does not pass through an exhaust gas heat exchanger) to remove the adsorbed ammonia. There is a need.
Therefore, although a flowchart is not shown here, when the operation time or the number of times of switching between rich and lean reaches a predetermined value, it is determined that the mode is the regeneration mode.

【0024】ステップS7でNOと判断された場合、ス
テップS8で第1、第2、第3の切り換え弁13、1
8、27を切り換えて、第2、第3の排気管B1、D1
を開放し、図2字で示すように排気ガスEgが流れるよ
うにする。そして、ステップS1に戻り、再びリーン運
転が行われる。この際、リーン→リッチ切り換えの時と
同様に、弁の開閉速度から決まる待機時間を設けてもよ
い。
If NO is determined in step S7, the first, second, and third switching valves 13, 1 are determined in step S8.
8, 27, and the second and third exhaust pipes B1, D1
And exhaust gas Eg flows as shown in FIG. Then, the process returns to step S1, and the lean operation is performed again. At this time, a standby time determined by the opening / closing speed of the valve may be provided as in the case of the lean-to-rich switching.

【0025】ステップS7で前述の再生モードにあると
判断された場合、ステップS9に進み、第1、第2、第
3の切り換え弁13、18、27を切り換えて、第4、
第2、第3の排気管A1、B1、D1及び還流管E1を開
放し、図4太字で示すように排気ガスEgが流れるよう
にする。次に、ステップS10、エンジンをリーン運転
する。この際、高温のリーン排気ガスの一部が、アンモ
ニア吸着材25を流るため、吸着されたアンモニアが脱
離し、吸蔵還元触媒14に流れる。脱離したアンモニア
は吸蔵還元触媒14で酸化され、NOxとして吸蔵還元
触媒14に吸蔵される。還流管E1に所定量のガスが流
れない場合、還流管E1途中にポンプ等の付圧するため
の装置を設ける。
If it is determined in step S7 that the reproducing mode is set, the process proceeds to step S9, in which the first, second, and third switching valves 13, 18, and 27 are switched, and the fourth, fourth, and fourth switching valves are switched.
The second and third exhaust pipes A1, B1, D1 and the recirculation pipe E1 are opened so that the exhaust gas Eg flows as shown in bold in FIG. Next, in step S10, the engine is operated lean. At this time, a part of the high-temperature lean exhaust gas flows through the ammonia adsorbent 25, so that the adsorbed ammonia is desorbed and flows to the storage reduction catalyst 14. The desorbed ammonia is oxidized by the storage reduction catalyst 14 and stored in the storage reduction catalyst 14 as NOx. When a predetermined amount of gas does not flow through the reflux pipe E1, a device such as a pump for applying pressure is provided in the middle of the reflux pipe E1.

【0026】ステップS11では、リーン運転が所定時
間α経過したか判断され、NOの場合はS10を繰り返
し、YESの場合はステップS12に進み、再生モード
がクリア、すなわち、上述したアンモニア吸着材25を
再生してからの時間もしくはリッチ/リーンサイクルの
回数を0にする。そして、ステップS3へと進む。
In step S11, it is determined whether a predetermined time α has elapsed in the lean operation. If NO, S10 is repeated. If YES, the process proceeds to step S12, and the regeneration mode is cleared, that is, the above-described ammonia adsorbent 25 is removed. The time since the reproduction or the number of rich / lean cycles is set to zero. Then, the process proceeds to step S3.

【0027】ここで、図示の実施形態はあくまでも例示
であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない旨
を付記する。
Here, it should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の作用を、以下に列挙する。 (1) 排気系にアンモニア吸着材を備えているので、
吸蔵還元触媒を用いたエンジンで、リッチ/リーンのサ
イクル運転が行われる際の、リーン運転時に吸蔵された
NOxに対して、リッチ運転時の還元成分量が多くなっ
た際に発生するアンモニアピークを抑制することができ
る。 (2) 再生運転により、アンモニア吸着材が飽和する
のを防止できる。再生運転の際、脱離したアンモニアは
吸蔵還元触媒に吸蔵されるので、大気放出されない。 (3) 上述したように、アンモニアはアンモニア吸着
材に吸着され、アンモニアピークが抑制されるので、リ
ッチ/リーンサイクルのリッチ運転の割合を精密に制御
する必要がなくなる。 (4) 排気ガスの熱交換器を使用するため、吸着効率
の高い状態で、アンモニアを吸着できる。また、アンモ
ニア吸着材の再生では、高温の排気ガスが通過するた
め、効率良く吸着したアンモニアの脱離が行える。 (5) 従来から用いられている熱交換器等をそのまま
用いることが出来るため、コストアップの要因が少な
い。
The effects of the present invention are listed below. (1) Since the exhaust system is equipped with an ammonia adsorbent,
When the rich / lean cycle operation is performed by the engine using the storage reduction catalyst, the ammonia peak generated when the amount of the reduced component during the rich operation becomes large with respect to the NOx occluded during the lean operation. Can be suppressed. (2) The regeneration operation can prevent the ammonia adsorbent from being saturated. During the regeneration operation, the desorbed ammonia is stored in the storage reduction catalyst and is not released to the atmosphere. (3) As described above, ammonia is adsorbed by the ammonia adsorbent and the ammonia peak is suppressed, so that it is not necessary to precisely control the ratio of the rich / lean cycle rich operation. (4) Since an exhaust gas heat exchanger is used, ammonia can be adsorbed with high adsorption efficiency. In the regeneration of the ammonia adsorbent, high-temperature exhaust gas passes therethrough, so that the adsorbed ammonia can be efficiently desorbed. (5) Since a conventionally used heat exchanger or the like can be used as it is, there is little factor of cost increase.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を示す排気系のブロック構成
図。
FIG. 1 is a block diagram of an exhaust system showing an embodiment of the present invention.

【図2】リーン運転時の排気ガスの流れを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a flow of exhaust gas during a lean operation.

【図3】リッチ運転時の排気ガスの流れを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a flow of exhaust gas during a rich operation.

【図4】アンモニア吸着剤を再生させる排気ガスの流れ
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a flow of exhaust gas for regenerating an ammonia adsorbent.

【図5】本発明の運転制御方法を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing an operation control method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Eg・・排気ガス B1・・第2の排気管 A1・・第4の排気管 C1・・第5の排気管 D1・・第3の排気管 E1・・還流管 F1・・第6の排気管 2・・・排気ガス処理装置 12・・第1の排気管 13・・第1の切り換え弁 14・・NOx吸蔵触媒装置 16・・排気ガス熱交換器 18・・第2の切り換え弁 19・・第1の管結合部材 23・・第2の管結合部材 25・・アンモニア吸着剤 26・・第6の排気管 27・・第3の切り換え弁 30・・第3の管結合部材 Eg ··· Exhaust gas B1 ················································································································· 2. Exhaust gas treatment device 12. First exhaust pipe 13. First switching valve 14. NOx storage catalyst device 16. Exhaust gas heat exchanger 18. Second switching valve 19 ... First pipe connecting member 23 Second pipe connecting member 25 Ammonia adsorbent 26 Sixth exhaust pipe 27 Third switching valve 30 Third pipe connecting member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/04 305 F02D 41/04 305Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/04 305 F02D 41/04 305Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希薄燃焼の内燃機関の排気ガス浄化装置
において、吸蔵還元触媒と、熱交換器と、アンモニア吸
着材と、内燃機関の排気ガスの流路を切り換える切り換
え弁と、を排気系に介装したことを特徴とする内燃機関
の排気ガス浄化装置。
In an exhaust gas purifying apparatus for a lean burn internal combustion engine, an exhaust system includes an occlusion reduction catalyst, a heat exchanger, an ammonia adsorbent, and a switching valve for switching a flow path of exhaust gas of the internal combustion engine. An exhaust gas purifying device for an internal combustion engine, wherein the device is interposed.
【請求項2】 希薄燃焼の内燃機関の運転制御方法にお
いて、前記内燃機関の排気系には吸蔵還元触媒と、熱交
換器と、アンモニア吸着材とが介装されており、リッチ
/リーンサイクル運転のリーン運転時に吸蔵還元触媒を
通過した排気ガスを熱交換器は通過するがアンモニア吸
着材を通過せずに系外へ排出せしめるリーン運転工程
と、リッチ運転時に吸蔵還元触媒を通過した排気ガスが
熱交換器を通過してアンモニア吸着材を通過した後に系
外へ排出せしめるリッチ運転工程、とを含むことを特徴
とする内燃機関の運転制御方法。
2. An operation control method for a lean-burn internal combustion engine, wherein an exhaust system of the internal combustion engine is provided with a storage-reduction catalyst, a heat exchanger, and an ammonia adsorbent, and performs rich / lean cycle operation. During the lean operation, the exhaust gas that has passed through the storage reduction catalyst passes through the heat exchanger but does not pass through the ammonia adsorbent and is discharged outside the system, and the exhaust gas that has passed through the storage reduction catalyst during rich operation is A rich operation step of exhausting the system after passing through a heat exchanger and passing through an ammonia adsorbent.
【請求項3】 請求項1の排気ガス浄化装置において、
前記内燃機関の排気系には吸蔵還元触媒と、熱交換器
と、アンモニア吸着材とが介装されており、リッチ/リ
ーンサイクル運転のリーン運転時には、吸蔵還元触媒を
通過した排気ガスを熱交換器は通過するがアンモニア吸
着材を通過せずに系外へ排出せしめるように構成し、リ
ッチ運転時には、吸蔵還元触媒を通過した排気ガスが熱
交換器を通過してアンモニア吸着材を通過した後に系外
へ排出せしめるように構成することを特徴とする内燃機
関の排気ガス浄化装置。
3. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein
The exhaust system of the internal combustion engine is provided with a storage-reduction catalyst, a heat exchanger, and an ammonia adsorbent, and exchanges heat with the exhaust gas passing through the storage-reduction catalyst during the lean / lean cycle lean operation. The exhaust gas passes through the heat exchanger and passes through the ammonia adsorbent after the exhaust gas passes through the heat exchanger during rich operation. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas purifying apparatus is configured to be discharged outside the system.
【請求項4】 希薄燃焼の内燃機関の運転制御方法にお
いて、前記内燃機関の排気系には吸蔵還元触媒と、熱交
換器と、アンモニア吸着材とが介装されており、アンモ
ニア吸着材に吸着したアンモニアを脱離させるため、リ
ーン運転時に所定時間もしくは内燃機関が所定回数リッ
チ/リーンサイクル運転を行った際に、熱交換器を通過
しない排気ガスをアンモニア吸着材を通過せしめるよう
にした再生工程を含むことを特徴とする内燃機関の運転
制御方法。
4. An operation control method for a lean-burn internal combustion engine, wherein the exhaust system of the internal combustion engine is provided with a storage-reduction catalyst, a heat exchanger, and an ammonia adsorbent. A regeneration step in which exhaust gas that does not pass through the heat exchanger is allowed to pass through the ammonia adsorbent when the rich / lean cycle operation of the internal combustion engine has been performed for a predetermined time during the lean operation or a predetermined number of times in order to desorb the ammonia. An operation control method for an internal combustion engine, comprising:
【請求項5】 請求項3の排気ガス浄化装置において、
前記内燃機関の排気系には吸蔵還元触媒と、熱交換器
と、アンモニア吸着材とが介装されており、アンモニア
吸着材に吸着したアンモニアを脱離させるため、所定時
間もしくは内燃機関が所定回数リッチ/リーンのサイク
ル運転を行った際に、リーン運転時に熱交換器を通過し
ない排気ガスがアンモニア吸着材を通過せしめるように
構成することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装
置。
5. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3, wherein
The exhaust system of the internal combustion engine is provided with a storage reduction catalyst, a heat exchanger, and an ammonia adsorbent, and the internal combustion engine is operated for a predetermined time or a predetermined number of times to desorb the ammonia adsorbed on the ammonia adsorbent. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein exhaust gas not passing through a heat exchanger during lean operation is allowed to pass through an ammonia adsorbent when performing a rich / lean cycle operation.
【請求項6】 希薄燃焼の内燃機関の運転制御方法にお
いて、前記再生工程においてアンモニア吸着材を通過し
た排気ガスを吸蔵還元触媒手前に流れるようにすること
を特徴とする内燃機関の運転制御方法。
6. An operation control method for an internal combustion engine using lean combustion, wherein the exhaust gas that has passed through the ammonia adsorbent in the regeneration step is caused to flow in front of the storage reduction catalyst.
【請求項7】 請求項5の排気ガス浄化装置において、
前記再生時においてアンモニア吸着材を通過した排気ガ
スを吸蔵還元触媒手前に流れるように構成することを特
徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
7. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 5, wherein
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas that has passed through the ammonia adsorbent during the regeneration is configured to flow in front of the storage reduction catalyst.
【請求項8】 請求項2、4、7の制御方法を、排気ガ
スの熱回収もしくは冷却を行う内燃機関に用いることを
特徴とする内燃機関の運転制御方法。
8. An operation control method for an internal combustion engine, wherein the control method according to claim 2, 4, or 7 is used for an internal combustion engine that recovers or cools exhaust gas.
【請求項9】 請求項1、3、5、7の排気ガス浄化装
置を、排気ガスの熱回収もしくは冷却を行う内燃機関に
用いることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
9. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, 3, 5, or 7 is used for an internal combustion engine that recovers or cools exhaust gas.
JP11091663A 1999-03-31 1999-03-31 Exhaust gas emission control device for internal combustion engine Pending JP2000282853A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11091663A JP2000282853A (en) 1999-03-31 1999-03-31 Exhaust gas emission control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11091663A JP2000282853A (en) 1999-03-31 1999-03-31 Exhaust gas emission control device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000282853A true JP2000282853A (en) 2000-10-10

Family

ID=14032736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11091663A Pending JP2000282853A (en) 1999-03-31 1999-03-31 Exhaust gas emission control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000282853A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138924A (en) * 2005-10-17 2007-06-07 Denso Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2008506881A (en) * 2004-07-14 2008-03-06 イートン コーポレーション Hybrid catalyst system for exhaust emission reduction

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008506881A (en) * 2004-07-14 2008-03-06 イートン コーポレーション Hybrid catalyst system for exhaust emission reduction
JP4674695B2 (en) * 2004-07-14 2011-04-20 イートン コーポレーション Hybrid catalyst system for exhaust emission reduction
JP2007138924A (en) * 2005-10-17 2007-06-07 Denso Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3852461B2 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system
USRE42156E1 (en) Exhaust emission control system of an internal combustion engine
JP3573044B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2727906B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4140636B2 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system
WO2010116541A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP2006500500A (en) Emission reduction device
JP2007100578A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2845080B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2855986B2 (en) Exhaust gas purification device
JP3925357B2 (en) Control method of exhaust gas purification system
JP2010229820A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2000282853A (en) Exhaust gas emission control device for internal combustion engine
JP4259275B2 (en) Method for poisoning regeneration of reforming catalyst and poisoning regeneration device
JP3374780B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH03194113A (en) Exhaust gas purifying device of engine
JP2845068B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2004251188A (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP4396159B2 (en) NOx purification system
JP2722985B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2842122B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2009019515A (en) Nox purification system and control method thereof
JP2827738B2 (en) Exhaust gas purification device
JPH0771237A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4915242B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine