JP2001123827A - 排気ガス浄化システム - Google Patents

排気ガス浄化システム

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JP2001123827A JP30224299A JP30224299A JP2001123827A JP 2001123827 A JP2001123827 A JP 2001123827A JP 30224299 A JP30224299 A JP 30224299A JP 30224299 A JP30224299 A JP 30224299A JP 2001123827 A JP2001123827 A JP 2001123827A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素過剰で運転することによる燃費向上効果
を十分に享有でき、HC及びCO成分を効率良く浄化
し、特にエンジン始動直後の低温時に排出されるHC及
びCOを効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提
供すること。 【解決手段】 還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素
を選択的に浄化する酸化触媒及び/又は三元触媒2と、
還元成分を用いて窒素酸化物を還元処理するNOx浄化
触媒3とを、内燃機関又は燃焼装置1の排気通路に設置
して成る排気ガス浄化システムである。NOx浄化触媒
3の上流側に、酸化触媒及び/又は三元触媒2を配置し
て成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関や燃焼器
等から排出される排気ガスを浄化するためのシステムに
係り、特に酸素を過剰に含むリーンバーン排気ガス中の
窒素酸化物を高効率で浄化し得る排気ガス浄化システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関から排出され
る排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素
(HC)及び窒素酸化物(NOx)等を浄化する触媒と
しては、理論空燃比で働く三元触媒が用いられている。
しかし、三元触媒では、内燃機関の排気ガスが酸素過剰
の時には窒素酸化物を浄化することができない。このよ
うな内燃機関の排気ガスが酸素過剰の時に窒素酸化物を
浄化する方法として、特許掲載第2600429号公報
には、排気ガスが酸素過剰の時にNOxを吸収させ、吸
収させたNOxを、NOx吸収剤に流入する排気ガス中
の酸素の濃度を低下させて放出させ、浄化処理するとい
う方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許掲載公報に記載されているような、排気ガスが酸素過
剰の時にNOxを吸収させ、NOx吸収剤に流入する排
気ガス中の酸素の濃度を低下させて、吸収させたNOx
を放出させて浄化処理するという方法においては、NO
xを脱離浄化する時に還元剤としてHCとCOを用いて
おり、NOxを十分に還元反応させるためには、NOx
の脱離浄化時に還元剤としてHCとCOを十分に供給し
てやる必要がある。このため、NOx以外のHCとCO
成分が充分に浄化されずに排出されてしまい、十分なH
C及びCO浄化性能が得られなかった。
【0004】この解決方法としては、NOx吸蔵触媒の
後段に三元触媒を配置して浄化する方法等があるが、こ
のような触媒システムでは、HC及びCOを浄化する触
媒が排気流路の後段に配置されるため、触媒入口の排気
温度が低くなってしまい、十分なHC及びCOの浄化性
能が得られないという課題があった。また、上述のよう
に吸収させたNOxを放出させて浄化処理する際に、排
気ガス中のHC及びCO成分を増加させて酸素濃度を低
下させると、燃費向上効果が十分には得られなくなると
いう課題もある。
【0005】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、酸素過剰で運転することによる燃費向上効果を十分
に享有でき、HC及びCO成分を効率良く浄化し、特に
エンジン始動直後の低温時に排出されるHC及びCOを
効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、HCとCOを選択
的に浄化する酸化触媒や三元触媒を、NOx浄化触媒の
上流側に配置することにより、上記目的が達成できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】即ち、本発明の排気ガス浄化システムは、
還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素を選択的に浄化
する酸化触媒及び/又は三元触媒と、還元成分を用いて
窒素酸化物を還元処理するNOx浄化触媒とを、内燃機
関又は燃焼装置の排気通路に設置して成り、上記NOx
浄化触媒の上記排気ガス通路上流側に、上記酸化触媒及
び/又は三元触媒を配置して成ることを特徴とする。
【0008】また、本発明の排気ガス浄化システムの好
適形態は、上記内燃機関又は燃焼装置の排気ガス組成
が、空燃比が酸素過剰の状態であるいわゆるリーンの状
態、理論空燃比又は燃料過剰の状態であるいわゆるリッ
チ状態をとることを特徴とする。
【0009】更に、本発明の排気ガス浄化システムの他
の好適形態は、上記炭化水素と一酸化炭素の選択浄化率
が、それぞれ98.5%、90%以上であることを特徴
とする。
【0010】また、本発明の排気ガス浄化システムの更
に他の好適形態は、上記酸化触媒又は三元触媒が、白
金、パラジウム及び固体酸性を有する酸化物を含み、白
金及びパラジウムの含有量の50%以上が、上記固体酸
性を有する酸化物と同一層に混在していることを特徴と
する。
【0011】更にまた、本発明の排気ガス浄化システム
の他の好適形態は、上記NOx浄化触媒は、空燃比が上
記リーン状態において窒素酸化物を還元成分と反応させ
て浄化するNOx選択還元触媒、空燃比が上記リーン状
態において窒素酸化物を一時的に吸収し理論空燃比及び
/又は上記リッチ状態で窒素酸化物を放出して還元成分
によって窒素酸化物を浄化するNOx吸蔵型三元触媒、
又は理論空燃比の近傍のリーン条件下で窒素酸化物を還
元浄化する三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触
媒であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の排気ガス浄化シス
テムについて詳細に説明する。上述の如く、この排気ガ
ス浄化システムは、還元成分のうちのHCとCOを選択
的に浄化する酸化触媒及び/又は三元触媒と、還元成分
を用いてNOxを還元処理するNOx浄化触媒とを用い
て構成されており、上記酸化触媒及び/又は三元触媒
は、内燃機関又は燃焼装置の排気通路の上流側に配置さ
れ、その下流側に上記NOx浄化触媒が配置されてい
る。
【0013】ここで、前段の酸化触媒/三元触媒におけ
る触媒反応について説明する。理論空燃比近傍や燃料過
剰領域(リッチ領域)において、エンジンから排出され
る排気ガス中には、還元ガス成分としてHC及びCO以
外に水素(H)とアンモニア(NH)が含まれてい
る。そして、これらのH及びNH成分も、通常に用
いられている酸化触媒や三元触媒において、次式 H+O→HO NH+O→N+HO NO+H→N+HO などで表される反応により、HC及びCOなどの還元成
分と同様に浄化されてしまう。
【0014】このため、排気浄化システムとして、排気
ガス温度が低い領域から働くように、前段にHC及びC
Oを浄化する酸化触媒や還元触媒を配置し、後段にNO
xを浄化する還元触媒を配置した場合、後段の還元触媒
にはNOxを還元浄化するための還元剤が供給されず、
NOxが充分に浄化されないことになる。よって、特許
掲載第2600429号公報に記載されているような従
来の排気ガス浄化システムにおいては、排気通路内の後
段に配置されたNOx吸蔵触媒でNOxを脱離浄化させ
るための還元成分であるHC、CO、H及びNH
が、排気通路内の前段側の三元触媒において酸化反応し
てしまい、後段のNOx吸蔵触媒においては必要量の還
元成分が供給されないために、排気ガス中の酸素濃度を
低下させた状態でNOxを脱離させてもNOx浄化性能
が充分に得ることができない。
【0015】そこで、本発明においては、酸化触媒又は
三元触媒として、HCとCOを選択的に浄化する触媒、
即ち還元成分のうちHCとCOは浄化するが、HとN
は殆ど浄化しない特定の触媒を用いることにし、こ
れにより、酸素過剰雰囲気下(リーン状態)でNOx浄
化触媒に吸収させたNOxを処理するために必要となる
還元成分を、後段のNOx浄化触媒に供給することにし
ている。
【0016】かかる酸化触媒又は三元触媒としては、次
式 HC+O→HO+CO… 2CO+O→2CO… HC+NO→HO+N+CO… CO+NO→CO+N… で表される反応を促進する触媒であり、その時のHC、
COのそれぞれの選択浄化率が98.5%、90%以上
であれば十分であるが、具体的には、白金、パラジウム
及び固体酸性を有する酸化物を含み、白金及びパラジウ
ムの含有量の50%以上が、固体酸性を有する酸化物と
同一の触媒層に混在している触媒を好ましく用いること
ができる。
【0017】上記選択浄化率が、HCで98.5%未
満、COで90%未満では、O2、NOがHC、COと
反応する以外に、H、NHとする次式の反応 2H+O→2HO … 4NH+3O→2N+6HO … 4H+2NO→2HO+N… 4NH+6NO→6HO+5N… が進み、H、NHが酸化反応により消費されてしま
う。また、白金及びパラジウムの混在量がこれらの含有
量の50%未満の場合には、〜の反応よりも〜
の反応が促進されるため、還元剤成分としてのH、N
が減少してしまう。
【0018】次に、後段に設置するNOx浄化触媒につ
き説明する。このNOx浄化触媒としては、還元成分に
よってNOxを還元浄化できれば十分であるが、本シス
テムにおいて、この還元成分は、上述の特定酸化触媒及
び/又は三元触媒の作用により主成分がH及び/又は
NHということになる。かかるNOx浄化触媒として
は、NOx選択還元触媒、NOx吸蔵型三元触媒又は所
定の三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触媒を挙
げることができ、NOx選択還元触媒は、空燃比が酸素
過剰な状態(リーン状態)においてNOxを還元成分と
反応させて浄化し、NOx吸蔵型三元触媒は、空燃比が
酸素過剰な状態においてNOxを一時的に吸収し理論空
燃比及び/又はリッチな状態でNOxを放出して還元成
分によりNOxを浄化し、所定の三元触媒は、理論空燃
比の近傍のリーン条件下でNOxを還元浄化する機能を
有する。
【0019】上記NOx選択還元触媒としては、銅(C
u)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、鉄(F
e)、ガリウム(Ga)、ランタン(La)、セリウム
(Ce)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、カルシウム
(Ca)、バリウム(Ba)、又は銀(Ag)及びこれ
らの混合元素、並びに白金(Pt)、イリジウム(I
r)、ロジウム(Rh)又はパラジウム(Pd)及びこ
れらの混合貴金属の少なくとも一方を含むゼオライト又
はアルミナを用いて成る触媒を挙げることができる。
【0020】また、NOx吸蔵型三元触媒としては、セ
シウム(Cs)、バリウム(Ba)、ナトリウム(N
a)、カリウム(K)、マグネシウム(Mg)、ランタ
ン(La)又はカルシウム(Ca)及びこれらの混合金
属元素と、白金(Pt)、パラジウム(Pd)又はロジ
ウム(Rh)及びこれらの混合貴金属元素とを含む触媒
を例示することができる。
【0021】更に、上記NOxを理論空燃比の近傍のリ
ーン条件下で還元浄化する三元触媒としては、白金、パ
ラジウム又はロジウム及びこれらの混合貴金属元素と、
セリウム、ランタン、ネオジウム(Nd)又はプラセオ
ジウム(Pr)等の希土類元素及びこれら混合元素並び
にジルコニアの少なくとも一方とを含む触媒を用いるこ
とができる。
【0022】なお、本発明の排気ガス浄化システムにお
いて、後段に用いるNOx還元浄化触媒については、内
燃機関等におけるリーン運転の条件に応じて、NOx選
択還元触媒、NOx吸蔵型三元触媒及び上記所定の三元
触媒から選定することができる。
【0023】また、本発明の排気ガス浄化システムにお
いては、上述した酸化触媒、三元触媒及びNOx浄化触
媒を用いる場合、一体構造型担体に担持して用いるのが
好ましい。かかる一体構造型担体としては、耐熱性材料
から成るモノリス担体が好ましく、例えばコーディライ
トなどのセラミック製のものや、フェライト系ステンレ
スなどの金属製のものが用いられる。
【0024】なお、後段のNOx浄化触媒については、
理論空燃比時には三元触媒としての機能を有することが
好ましいため、Pt、Pd及びRh等の貴金属はその少
なくとも一部が多孔質基材に担持されることが好まし
く、なかでもアルミナに担持されることが好ましい。こ
の際に使用されるアルミナとしては、耐熱性の高いもの
が好ましく、なかでも比表面積が50〜300m/g
程度の活性アルミナが好ましい。
【0025】また、アルミナの耐熱性を向上させる目的
で、従来から三元触媒で使用されているように、セリウ
ム及びランタン等の希土類化合物やジルコニウムなどの
添加物を更に加えてもよい。更に、三元触媒としての機
能を増強するために、従来から三元触媒に用いられてい
る材料を添加してもよく、例えば酸素ストレージ機能を
持つセリアや、貴金属へのHC吸着被毒を緩和するバリ
ウムや、Rhの耐熱性向上に寄与するジルコニア等を加
えてもよい。
【0026】なお、本発明の浄化システムにおいて、N
Ox浄化触媒の貴金属量は、NOx吸収機能と三元機能
が十分に得られる限り、特に制限されないが、一般の三
元触媒で用いられているように、触媒1L当たり0.1
〜10gの範囲であることが好ましい。
【0027】本発明の排気ガス浄化システムにおいて
は、良好な排気ガス浄化を実現するに当たり、排気ガス
組成を変動させる必要があり、かかる変動によって、空
燃比を酸素過剰状態(リーン状態)、理論空燃比(スト
イキ)及び燃料過剰状態(リッチ状態)のいずれかに制
御することができる。例えば、エンジンの排気ガスから
を比較的多量に生成させるためには、燃料濃度を増
大する濃度変動を行う必要があるが、かかる濃度変動
は、走行条件に拘わらずに一定時間おきに実施してもよ
く、また、走行条件を考慮してNOx浄化触媒(NOx
吸蔵型三元触媒)でのNOx吸収量が多くなっている条
件下、又はNOx浄化触媒がNOxを還元浄化しやすい
条件(温度条件、排気ガス流量条件等)下のタイミング
に合わせて行うことが好ましい。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。なお、図1に、以下の実施例で構築した
排気ガス浄化システムの構成を概略的に示す。同図にお
いて、この排気ガス浄化システムは、エンジン1の排気
系に酸化触媒/三元触媒2と、NOx浄化触媒3を設置
して成り、酸化触媒/三元触媒2は、エンジン1の排気
ガス出口の直後に設置され、排気ガス中のHCとCOを
選択的に浄化処理し、その後段に設置されたNOx浄化
触媒3は、排気ガス中に含まれるNOxを酸素過剰雰囲
気で酸化吸収し、且つ還元成分が供給された時にNOx
を還元処理により浄化する。
【0029】(実施例1) [酸化触媒/三元触媒の調製]タングステン酸アンモニ
ウム水溶液と市販のチタニアゾルを混合し、得られた沈
殿物を焼成し、WとTiを等モル量含有するW−Ti酸
化物粉末(粉末A)を調製した。更に、粉末Aにジニト
ロジアンミン白金水溶液と硝酸パラジウム水溶液を含浸
し、150℃で12時間乾燥した後、400℃で1時間
焼成して、Pt,Pd担持W−Ti酸化物粉末(粉末
B)を得た。この粉末Bの貴金属濃度は4.0重量%、
Pt/Pd=0.2であった。同様に、活性アルミナ粉
末にジニトロジアンミン白金水溶液と硝酸パラジウム水
溶液を含浸し、150℃で12時間乾燥した後、400
℃で1時間焼成して、Pt,Pd担持活性アルミナ粉末
(粉末C)を得た。この粉末Cの貴金属濃度も粉末Bと
同様4.0重量%、Pt/Pd=0.2とした。
【0030】上記粉末B100g、粉末C100gと硝
酸水溶液200gを磁性ボールミルに投入し、混合・粉
砕してスラリーを得た。このスラリー液をコージェライ
ト質モノリス担体(0.1L、400セル/平方イン
チ)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを
除去・乾燥し、500℃で1時間焼成した。コート量重
量100g/L−担体の触媒Aを得た。貴金属担持量は
4.0g/L−担体であった。
【0031】[NOx浄化触媒の調製]硝酸Pd水溶液
を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中400℃で
1時間焼成して、Pd担持アルミナ粉末(粉末B)を得
た。この粉末のPd濃度は5.0重量%であった。硝酸
Rh水溶液を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中
400℃で1時間焼成して、Rh担持アルミナ粉末(粉
末C)を得た。この粉末のRh濃度は3.0重量%であ
った。粉末Bを347g、粉末Cを58g、活性アルミ
ナ粉末を496g、水900gを磁性ボールミルに投入
し、混合粉砕してスラリ液を得た。粉砕時間を1時間と
した。このスラリ液をコーディライト質モノリス担体
(1.3L、400セル)に付着させ、空気流にてセル
内の余剰のスラリを取り除いて130℃で乾燥した後、
400℃で1時間焼成し、コート層重量200g/L−
担体を得た。更に、このコートを行なった担体に酢酸バ
リウム水溶液を用いて含浸担持を行ない、120℃で乾
燥後400℃で焼成を行ないNOx浄化触媒を調製し
た。
【0032】[排気ガス浄化システムの構築]上述のよ
うにして得られた酸化触媒/三元触媒とNOx浄化触媒
を用い、図1に示しように、エンジン1の前段に酸化触
媒/三元触媒、後段にNOx浄化触媒を設置して、本実
施例の排気ガス浄化システムを構築した。
【0033】(実施例2)酸化触媒/三元触媒について
は、実施例1と同様に調製したものを用いた。NOx浄
化触媒については、酢酸バリウムの代わりに炭酸セシウ
ムを用いた以外は実施例1と同様の操作を繰り返し調製
した。両触媒を実施例1と同様に設置して本例の排気ガ
ス浄化システムを構築した。
【0034】(実施例3)酸化触媒/三元触媒は実施例
1と同様に調製した。NOx浄化触媒としては、いわゆ
るNOx選択還元触媒を用いた。両触媒を実施例1と同
様に設置して本例の排気ガス浄化システムを構築した。
なお、使用したNOx選択還元触媒は、下記の操作によ
って調製した。
【0035】[NOx選択還元触媒の調製]セリウムを
3モル%、ジルコニウムを3モル%、ランタンを2モル
%含むセリウム、ジルコニウム、ランタン担持活性アル
ミナ粉末1000gに対して硝酸パラジウム溶液を用い
てパラジウム2.0重量%になるように加え、よく攪拌
した後、オーブン中150℃で3時間乾燥し、400℃
で2時間空気雰囲気中で焼成を行った。このパラジウム
担持活性アルミナ1500g、セリウムを3モル%、ジ
ルコニウムを3モル%、ランタンを2モル%含むセリウ
ム、ジルコニウム、ランタン担持活性アルミナ粉末80
0g、10重量%HNO硝酸460g、水1840g
をボールミルポットに投入し、8時間粉砕してスラリー
を得た。得られたスラリーをモノリスハニカム担体基材
(1.3L、400セル)に塗布し乾燥した後、400
℃で2時間、空気雰囲気中で焼成した。この時の塗布量
は、焼成後に52g/個になるようにした。
【0036】次に、γ−アルミナを主たる成分としセリ
ウムを3モル%、ジルコニウムを3モル%、ランタンを
2モル%含むセリウム、ジルコニウム、ランタン担持活
性アルミナ粉末2000g、10重量%硝酸400g、
水1600gをボールミルポットに投入し、8時間粉砕
して得たスラリーを焼成後の塗布量52g/個になるよ
うに塗布し乾燥した後、400℃で2時間、空気雰囲気
中で焼成した。更に、0.2モル/Lの硝酸銅又は酢酸
銅溶液を5.2kgとゼオライト粉末2kgを混合し、
攪拌した後、濾過を行った。これを3回繰り返した後、
乾燥、焼成を行い、Cuをイオン交換したゼオライト粉
末を調製した。このCuをイオン交換したゼオライト粉
末1890g、シリカゾル(固形分20%)1150g
及び水1100gを磁性ボールミルに投入し、粉砕して
得たスラリーを上記担体に焼成後に塗布量325g/個
になるように塗布し乾燥した後、400℃で2時間空気
中で焼成し、触媒を調製した。
【0037】(実施例4)酸化触媒/三元触媒は実施例
1と同様に調製した。NOx浄化触媒としては、特定の
三元触媒を用いた。両触媒を実施例1と同様に設置して
本例の排気ガス浄化システムを構築した。なお、使用し
た三元触媒は、下記の操作によって調製した。
【0038】[特定三元触媒の調製]まず、γ−アルミ
ナを主たる成分とする活性アルミナに硝酸セリウム溶液
と硝酸バリウム溶液を含浸し、乾燥した後500℃で1
時間焼成した。このときのセリウム担持濃度は7重量
%、バリウム濃度は5重量%とした。こうして得られた
粉末に硝酸パラジウム水溶液を含浸し、乾燥した後40
0℃で1時間焼成して、Pd担持活性アルミナ粉末を得
た。Pdの担持濃度は1.00重量%であった。この粉
末700g、酸化セリウム粉末300g、アルミナゾル
1000gをボールミルで混合、粉砕して得られたスラ
リーをモノリス担体基材(1.3L、400セル)に付
着させ焼成(400℃、1時間)した。このときの付着
量は200g/Lに設定した。このようにして三元触媒
を得た。この三元触媒におけるPd量は1.8g/個に
なっていた。
【0039】(実施例5)酸化触媒/三元触媒は実施例
1と同様に調整した。NOx浄化触媒としては、実施例
1で調製したNOx浄化触媒を同一の触媒コンバータに
2個、縦列配置した。両触媒を実施例1と同様に設置し
て本例の排気ガス浄化システムを構築した。なお、使用
した通常のマニ三元触媒は、下記の操作によって調製し
た。
【0040】[通常のマニ三元触媒の調製]硝酸Pd水
溶液を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中400
℃で1時間焼成して、Pd担持アルミナ粉末(粉末1)
を得た。この粉末のPd濃度は17.0重量%であっ
た。硝酸Rh水溶液をセリウム、ジルコニウムを添加し
た活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中400℃で
1時間焼成して、Rh担持アルミナ粉末(粉末2)を得
た。この粉末のRh濃度は3.0重量%であった。
【0041】粉末1を190.7g、粉末2を54.0
g、酸化セリウム粉末を49g、活性アルミナ粉末を5
06.3gアルミナゾルを1000gを磁性ボールミル
に投入し、1時間混合粉砕してスラリ液を得た。このス
ラリ液をコーディライト質モノリス担体(1.3L、4
00セル)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラ
リを取り除いて130℃で乾燥した後、400℃で1時
間焼成し、コート層重量140g/L−担体を得た。更
に、このコートを行なった担体に酢酸バリウム水溶液を
用いて含浸担持を行ない、120℃で乾燥後400℃で
焼成を行ない触媒を調製した。この時の貴金属量として
は、パラジウム/ロジウムの比が20/1としてトータ
ルの貴金属量が7g/Lになるようにした。
【0042】(比較例)前段に上述した通常のマニ三元
触媒を配置し、後段には以下のようにして得られたNO
x浄化触媒を配置し、本例の排気ガス浄化システムを構
築した。
【0043】硝酸Pd水溶液を活性アルミナ粉末に含浸
し、乾燥後空気中400℃で1時間焼成して、Pd担持
アルミナ粉末(粉末1)を得た。この粉末のPd濃度は
17.0重量%であった。硝酸Rh水溶液をセリウム、
ジルコニウムを添加した活性アルミナ粉末に含浸し、乾
燥後空気中400℃で1時間焼成して、Rh担持アルミ
ナ粉末(粉末2)を得た。この粉末のRh濃度は3.0
重量%であった。
【0044】実施例1で用いた粉末1を190.7g、
粉末2を54.0g、酸化セリウム粉末を49g、活性
アルミナ粉末を506.3gアルミナゾルを1000g
を磁性ボールミルに投入し、1時間混合粉砕してスラリ
液を得た。このスラリ液をコーディライト質モノリス担
体(1.3L、400セル)に付着させ、空気流にてセ
ル内の余剰のスラリを取り除いて130℃で乾燥した
後、400℃で1時間焼成し、コート層重量140g/
L−担体を得た。更に、このコートを行なった担体に酢
酸バリウム水溶液を用いて含浸担持を行ない、120℃
で乾燥後400℃で焼成を行ない触媒を調製した。この
時の貴金属量としては、パラジウム/ロジウムの比が2
0/1としてトータルの貴金属量が7g/Lになるよう
にし、NOx浄化触媒を得た。
【0045】<性能評価>上記各例の排気ガス浄化シス
テムを、排気量1.8Lの直噴ガソリンエンジンを搭載
した乗用車に適用し、排気ガス浄化の性能評価を行なっ
た。得られた結果を表1に示す。
【0046】
【表1】
【0047】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、HCとCOを選択的に浄化する酸化触媒や三元触媒
を、NOx浄化触媒の上流側に配置することとしたた
め、酸素過剰で運転することによる燃費向上効果を十分
に享有でき、HC及びCO成分を効率良く浄化し、特に
エンジン始動直後の低温時に排出されるHC及びCOを
効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提供するこ
とができる。即ち、本発明の排気ガス浄化システムを用
いると、酸素過剰雰囲気下の幅広いA/F領域で高いN
Ox浄化処理が行なえ、燃費性能を向上できるのみなら
ず、HC及びCO浄化性能とNOx浄化性能を高い転化
率で両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気ガス浄化システムの一実施例を示
すシステム構成図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 酸化触媒/三元触媒 3 NOx浄化触媒
───────────────────────────────────────────────────── 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) F01N 3/08 F02D 41/04 305A 3/10 ZAB B01D 53/36 102H 3/24 104A F02D 41/04 305 B01J 23/56 301A 23/64 103A Fターム(参考) 3G091 AA02 AA12 AA13 AA17 AA28 AB02 AB03 AB05 AB06 BA03 BA14 BA15 BA19 BA39 CB02 DA01 DA02 DB10 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GA06 GB01W GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB09W GB09X GB10W GB10X GB17X HA03 HA08 HA10 3G301 HA01 HA06 HA15 HA18 JA25 JA26 KA02 LA01 MA01 MA11 NA08 ND01 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 BA01Y BA02Y BA03X BA07X BA08X BA11X BA14Y BA15X BA16Y BA17Y BA18X BA19X BA30X BA31X BA33X BA34Y BA35X BA36Y BA37Y BA38Y BA41X BB02 CA01 CC32 CC38 CC47 EA04 4G069 BA01A BA01B BA04A BA04B BA07A BA07B BA45A BB04A BB06A BB06B BC02A BC03A BC06A BC06B BC09A BC10A BC13A BC13B BC17A BC31A BC31B BC32A BC35A BC38A BC42A BC42B BC43A BC43B BC50A BC50B BC51A BC51B BC60A BC66A BC67A BC68A BC71A BC71B BC72A BC72B BC74A BC75A BC75B CA03 CA07 CA08 CA09 CA13 CA14 CA15 DA06 EA19

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素
    を選択的に浄化する酸化触媒及び/又は三元触媒と、還
    元成分を用いて窒素酸化物を還元処理するNOx浄化触
    媒とを、内燃機関又は燃焼装置の排気通路に設置して成
    り、 上記NOx浄化触媒の上記排気ガス通路上流側に、上記
    酸化触媒及び/又は三元触媒を配置して成ることを特徴
    とする排気ガス浄化システム。
  2. 【請求項2】 上記内燃機関又は燃焼装置の排気ガス組
    成が、空燃比が酸素過剰の状態であるいわゆるリーンの
    状態、理論空燃比又は燃料過剰の状態であるいわゆるリ
    ッチ状態をとることを特徴とする請求項1記載の排気ガ
    ス浄化システム。
  3. 【請求項3】 上記炭化水素と一酸化炭素の選択浄化率
    が、それぞれ98.5%、90%以上であることを特徴
    とする請求項1又は2記載の排気ガス浄化システム。
  4. 【請求項4】 上記酸化触媒又は三元触媒が、白金、パ
    ラジウム及び固体酸性を有する酸化物を含み、白金及び
    パラジウムの含有量の50%以上が、上記固体酸性を有
    する酸化物と同一層に混在していることを特徴とする請
    求項1〜3のいずれか1つの項に記載の排気ガス浄化シ
    ステム。
  5. 【請求項5】 上記NOx浄化触媒は、空燃比が上記リ
    ーン状態において窒素酸化物を還元成分と反応させて浄
    化するNOx選択還元触媒、空燃比が上記リーン状態に
    おいて窒素酸化物を一時的に吸収し理論空燃比及び/又
    は上記リッチ状態で窒素酸化物を放出して還元成分によ
    って窒素酸化物を浄化するNOx吸蔵型三元触媒、又は
    理論空燃比の近傍のリーン条件下で窒素酸化物を還元浄
    化する三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触媒で
    あることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項
    に記載の排気ガス浄化システム。
  6. 【請求項6】 上記NOx選択還元触媒が、銅、コバル
    ト、ニッケル、鉄、ガリウム、ランタン、セリウム、亜
    鉛、チタン、カルシウム、バリウム及び銀から成る群よ
    り選ばれた少なくとも1種の元素、及び/又は白金、イ
    リジウム、ロジウム及びパラジウムから成る群より選ば
    れた少なくとも1種の貴金属を含むゼオライト若しくは
    アルミナを含有することを特徴とする請求項5記載の排
    気ガス浄化システム。
  7. 【請求項7】 上記NOx吸蔵型三元触媒が、セシウ
    ム、バリウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、
    ランタン及びカルシウムから成る群より選ばれた少なく
    とも1種の金属元素と、白金、パラジウム及びロジウム
    から成る群より選ばれた少なくとも1種の貴金属元素と
    を含むことを特徴とする請求項5又は6記載の排気ガス
    浄化システム。
  8. 【請求項8】 上記窒素酸化物を還元浄化する三元触媒
    が、白金、パラジウム及びロジウムから成る群より選ば
    れた少なくとも1種の貴金属元素と、セリウム、ランタ
    ン、ネオジウム及びプラセオジウムから成る群より選ば
    れた少なくとも1種の希土類元素及び/又はジルコニア
    とを含むことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1つ
    の項に記載の排気ガス浄化システム。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004008977A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus 窒素酸化物を接触的に除去するための方法とそのための装置
JP2005533213A (ja) * 2002-07-15 2005-11-04 フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト 直噴ガソリンエンジン及び触媒系を備えた内燃機関設備
JP2006512529A (ja) * 2003-01-02 2006-04-13 ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト 排気ガス後処理装置及び方法
EP1949953A1 (en) * 2005-11-10 2008-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas clean-up system and exhaust gas clean-up method
WO2009057650A1 (ja) * 2007-10-29 2009-05-07 Ict Co., Ltd. 窒素酸化物除去用触媒およびそれを用いた窒素酸化物除去方法
JP2012135754A (ja) * 2010-12-07 2012-07-19 Denso Corp 排ガス浄化装置
JP2012196660A (ja) * 2011-03-08 2012-10-18 Denso Corp 炭化水素選択酸化触媒及びその製造方法
JP2013517415A (ja) * 2010-01-13 2013-05-16 デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス.アー.エール.エル. 排気システムを有する圧縮点火エンジン
JP2013249779A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化システム
WO2015005342A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 ユミコア日本触媒株式会社 窒素酸化物除去用触媒
WO2015111555A1 (ja) 2014-01-22 2015-07-30 ユミコア日本触媒株式会社 リーンバーンエンジン用排ガス浄化触媒
JP2016505380A (ja) * 2013-01-24 2016-02-25 ビーエーエスエフ コーポレーション 二金属層を有する自動車用触媒複合体
JP2016531736A (ja) * 2013-07-26 2016-10-13 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company タングステン/チタニア酸化触媒
JP2017140604A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒装置、排ガス浄化システム、及び排ガス浄化触媒装置の劣化検出方法
JP2020522384A (ja) * 2017-06-09 2020-07-30 ビーエーエスエフ コーポレーション 触媒物品および排気ガス処理システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05187230A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JPH11104493A (ja) * 1997-10-02 1999-04-20 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及び使用方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05187230A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JPH11104493A (ja) * 1997-10-02 1999-04-20 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及び使用方法

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004008977A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus 窒素酸化物を接触的に除去するための方法とそのための装置
JP4694836B2 (ja) * 2002-07-15 2011-06-08 フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト 直噴ガソリンエンジン及び触媒系を備えた内燃機関設備
JP2005533213A (ja) * 2002-07-15 2005-11-04 フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト 直噴ガソリンエンジン及び触媒系を備えた内燃機関設備
JP2006512529A (ja) * 2003-01-02 2006-04-13 ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト 排気ガス後処理装置及び方法
US9057307B2 (en) 2003-01-02 2015-06-16 Daimler Ag Exhaust gas aftertreatment installation and method
US8297046B2 (en) 2003-01-02 2012-10-30 Daimler Ag Exhaust gas aftertreatment installation and method
US7814747B2 (en) 2003-01-02 2010-10-19 Daimler Ag Exhaust gas aftertreatment installation and method
EP1949953A1 (en) * 2005-11-10 2008-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas clean-up system and exhaust gas clean-up method
EP1949953A4 (en) * 2005-11-10 2009-09-30 Toyota Motor Co Ltd SYSTEM AND METHOD FOR EXHAUST GAS PURIFICATION
US8318630B2 (en) 2007-10-29 2012-11-27 Ict Co., Ltd. Catalyst for removing nitrogen oxides and method for removing nitrogen oxides using the same
JP5652848B2 (ja) * 2007-10-29 2015-01-14 ユミコア日本触媒株式会社 窒素酸化物除去用触媒およびそれを用いた窒素酸化物除去方法
WO2009057650A1 (ja) * 2007-10-29 2009-05-07 Ict Co., Ltd. 窒素酸化物除去用触媒およびそれを用いた窒素酸化物除去方法
KR101496916B1 (ko) * 2007-10-29 2015-02-27 유미코어 니폰 쇼쿠바이 가부시키가이샤 질소 산화물 제거용 촉매 및 그것을 사용한 질소 산화물 제거 방법
US20100260652A1 (en) * 2007-10-29 2010-10-14 Ict Co., Ltd. Catalyst for the removal of nitrogen oxides and method for the removal of nitrogen oxides with the same
EP2213371A1 (en) * 2007-10-29 2010-08-04 ICT Co., Ltd. Catalyst for the removal of nitrogen oxides and method for the removal of nitrogen oxides with the same
EP2213371A4 (en) * 2007-10-29 2011-08-24 Ict Co Ltd CATALYST FOR REMOVING NITROGEN OXIDES AND METHOD FOR REMOVING NITROGEN OXIDES THEREWITH
JP2013517415A (ja) * 2010-01-13 2013-05-16 デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス.アー.エール.エル. 排気システムを有する圧縮点火エンジン
JP2012135754A (ja) * 2010-12-07 2012-07-19 Denso Corp 排ガス浄化装置
JP2012196660A (ja) * 2011-03-08 2012-10-18 Denso Corp 炭化水素選択酸化触媒及びその製造方法
JP2013249779A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化システム
JP2016505380A (ja) * 2013-01-24 2016-02-25 ビーエーエスエフ コーポレーション 二金属層を有する自動車用触媒複合体
WO2015005342A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 ユミコア日本触媒株式会社 窒素酸化物除去用触媒
US9861961B2 (en) 2013-07-08 2018-01-09 Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. Catalyst for nitrogen oxide removal
JP2016531736A (ja) * 2013-07-26 2016-10-13 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company タングステン/チタニア酸化触媒
WO2015111555A1 (ja) 2014-01-22 2015-07-30 ユミコア日本触媒株式会社 リーンバーンエンジン用排ガス浄化触媒
US10376839B2 (en) 2014-01-22 2019-08-13 Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. Exhaust gas purification catalyst for lean burn engine
JP2017140604A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒装置、排ガス浄化システム、及び排ガス浄化触媒装置の劣化検出方法
JP2020522384A (ja) * 2017-06-09 2020-07-30 ビーエーエスエフ コーポレーション 触媒物品および排気ガス処理システム
JP2022166100A (ja) * 2017-06-09 2022-11-01 ビーエーエスエフ コーポレーション 触媒物品および排気ガス処理システム
JP7202051B2 (ja) 2017-06-09 2023-01-11 ビーエーエスエフ コーポレーション 触媒物品および排気ガス処理システム

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