JP2001317346A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置Info
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- JP2001317346A JP2001317346A JP2000135764A JP2000135764A JP2001317346A JP 2001317346 A JP2001317346 A JP 2001317346A JP 2000135764 A JP2000135764 A JP 2000135764A JP 2000135764 A JP2000135764 A JP 2000135764A JP 2001317346 A JP2001317346 A JP 2001317346A
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- oxidation catalyst
- catalyst
- reduction catalyst
- nox reduction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯx還元触媒の前段に酸化触媒を配置した
構成を採用しても、該酸化触媒にてサルフェートが生成
されないようにする。 【解決手段】 排気ガス７が流通する排気管９の途中に
酸化触媒１１を装備すると共に、該酸化触媒１１の下流
側に酸素共存下でも選択的にＮＯxを尿素水２４と反応
させるＮＯx還元触媒１３を装備し、該ＮＯx還元触媒１
３に対し噴射ノズル２５より尿素水２４を適宜に添加し
且つ前記酸化触媒１１に対し排気ガス７をバイパス流路
１４を通し適宜に迂回させてＮＯx還元触媒１３に導き
得るように構成する。
構成を採用しても、該酸化触媒にてサルフェートが生成
されないようにする。 【解決手段】 排気ガス７が流通する排気管９の途中に
酸化触媒１１を装備すると共に、該酸化触媒１１の下流
側に酸素共存下でも選択的にＮＯxを尿素水２４と反応
させるＮＯx還元触媒１３を装備し、該ＮＯx還元触媒１
３に対し噴射ノズル２５より尿素水２４を適宜に添加し
且つ前記酸化触媒１１に対し排気ガス７をバイパス流路
１４を通し適宜に迂回させてＮＯx還元触媒１３に導き
得るように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどの内燃機関に適用される排気浄化装置に関するも
のである。
ンなどの内燃機関に適用される排気浄化装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンにおいて
は、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下で
も選択的にＮＯxを還元剤と反応させる性質を備えたＮ
Ｏx還元触媒（選択還元型触媒）を装備し、該ＮＯx還元
触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤をＮ
Ｏx還元触媒上で排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）と還
元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減し得る
ようにしたものがある。
は、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下で
も選択的にＮＯxを還元剤と反応させる性質を備えたＮ
Ｏx還元触媒（選択還元型触媒）を装備し、該ＮＯx還元
触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤をＮ
Ｏx還元触媒上で排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）と還
元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減し得る
ようにしたものがある。
【０００３】例えば、この種のＮＯx還元触媒として
は、白金，パラジウムなどの貴金属触媒や、バナジウ
ム，銅，鉄の酸化物などの卑金属触媒が前述した如き性
質を有するものとして既に知られているが、これらのＮ
Ｏx還元触媒の活性温度域（温度ウィンドウ）は一般的
に狭く、ディーゼルエンジンの排気温度範囲の一部でし
かＮＯxを浄化できていないのが現状であり、ＮＯx還元
触媒の活性温度域の拡大、特に低温活性の向上が今後の
大きな課題となっている。
は、白金，パラジウムなどの貴金属触媒や、バナジウ
ム，銅，鉄の酸化物などの卑金属触媒が前述した如き性
質を有するものとして既に知られているが、これらのＮ
Ｏx還元触媒の活性温度域（温度ウィンドウ）は一般的
に狭く、ディーゼルエンジンの排気温度範囲の一部でし
かＮＯxを浄化できていないのが現状であり、ＮＯx還元
触媒の活性温度域の拡大、特に低温活性の向上が今後の
大きな課題となっている。
【０００４】そこで、本発明者らは、ＮＯx還元触媒の
前段に酸化触媒を配置して該酸化触媒により排気ガス中
のＮＯを酸化して酸化力の強いＮＯ2を生成し、このよ
うな酸化力の強いＮＯ2をＮＯx還元触媒に導くことによ
り該ＮＯx還元触媒上での還元剤による還元反応を促進
し、通常のＮＯx還元触媒の単独使用の場合より低い温
度域から還元反応が起こるようにすることを創案するに
到った。
前段に酸化触媒を配置して該酸化触媒により排気ガス中
のＮＯを酸化して酸化力の強いＮＯ2を生成し、このよ
うな酸化力の強いＮＯ2をＮＯx還元触媒に導くことによ
り該ＮＯx還元触媒上での還元剤による還元反応を促進
し、通常のＮＯx還元触媒の単独使用の場合より低い温
度域から還元反応が起こるようにすることを創案するに
到った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディー
ゼルエンジンの排気ガス中には、燃焼（軽油）中の硫黄
分に起因するＳＯ2が存在するため、排気ガスの温度が
約３００℃以上になると、ＮＯx還元触媒の前段に配置
した酸化触媒にて、次式
ゼルエンジンの排気ガス中には、燃焼（軽油）中の硫黄
分に起因するＳＯ2が存在するため、排気ガスの温度が
約３００℃以上になると、ＮＯx還元触媒の前段に配置
した酸化触媒にて、次式
【化１】２ＳＯ2＋Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ→２Ｈ2ＳＯ4 によりサルフェート（ミスト状硫酸成分）が生成され、
これが排気ガス中に含まれるパティキュレート（Partic
ulate Matter：粒子状物質）を増加したり（サルフェー
トはパティキュレートの一組成分を成している）、後段
のＮＯx還元触媒を被毒したりする虞れがあった。
これが排気ガス中に含まれるパティキュレート（Partic
ulate Matter：粒子状物質）を増加したり（サルフェー
トはパティキュレートの一組成分を成している）、後段
のＮＯx還元触媒を被毒したりする虞れがあった。
【０００６】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、ＮＯx還元触媒の前段に酸化触媒を配置した
構成を採用しても、該酸化触媒にてサルフェートが生成
されないようにすることを目的としている。
のであり、ＮＯx還元触媒の前段に酸化触媒を配置した
構成を採用しても、該酸化触媒にてサルフェートが生成
されないようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気ガスが流
通する排気管の途中に酸化触媒を装備すると共に、該酸
化触媒の下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元
剤と反応させ得るＮＯx還元触媒を装備し、該ＮＯx還元
触媒に対し還元剤を適宜に添加し且つ前記酸化触媒に対
し排気ガスを適宜に迂回させてＮＯx還元触媒に導き得
るように構成したことを特徴とする排気浄化装置、に係
るものである。
通する排気管の途中に酸化触媒を装備すると共に、該酸
化触媒の下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元
剤と反応させ得るＮＯx還元触媒を装備し、該ＮＯx還元
触媒に対し還元剤を適宜に添加し且つ前記酸化触媒に対
し排気ガスを適宜に迂回させてＮＯx還元触媒に導き得
るように構成したことを特徴とする排気浄化装置、に係
るものである。
【０００８】従って、本発明では、酸化触媒上でサルフ
ェートが生成される虞れがない場合に、排気ガスを酸化
触媒を通してＮＯx還元触媒に導きながら該ＮＯx還元触
媒に還元剤を添加すると、排気ガス中のＮＯが酸化触媒
を通過する際に酸化して酸化力の強いＮＯ2として生成
され、このような酸化力の強いＮＯ2が多く生成されて
ＮＯx還元触媒へと導かれることにより、該ＮＯx還元触
媒上での還元剤による還元反応が著しく促進され、通常
のＮＯx還元触媒の単独使用の場合より低い温度域から
還元反応が起こるようになり、排気ガス中のＮＯxが良
好に還元処理されて浄化されることになる。
ェートが生成される虞れがない場合に、排気ガスを酸化
触媒を通してＮＯx還元触媒に導きながら該ＮＯx還元触
媒に還元剤を添加すると、排気ガス中のＮＯが酸化触媒
を通過する際に酸化して酸化力の強いＮＯ2として生成
され、このような酸化力の強いＮＯ2が多く生成されて
ＮＯx還元触媒へと導かれることにより、該ＮＯx還元触
媒上での還元剤による還元反応が著しく促進され、通常
のＮＯx還元触媒の単独使用の場合より低い温度域から
還元反応が起こるようになり、排気ガス中のＮＯxが良
好に還元処理されて浄化されることになる。
【０００９】尚、酸化触媒は、その下流側のＮＯx還元
触媒での還元反応を促進するためのＮＯ2を生成するだ
けのために装備されたものではなく、パティキュレート
中のＳＯＦ分を効率良く酸化させて燃焼除去させる作用
も併せ持っているので、酸化触媒を通過した排気ガス中
におけるパティキュレートのＳＯＦ分も低減されること
になる。
触媒での還元反応を促進するためのＮＯ2を生成するだ
けのために装備されたものではなく、パティキュレート
中のＳＯＦ分を効率良く酸化させて燃焼除去させる作用
も併せ持っているので、酸化触媒を通過した排気ガス中
におけるパティキュレートのＳＯＦ分も低減されること
になる。
【００１０】一方、酸化触媒上でサルフェートが生成さ
れる虞れが生じた場合に、排気ガスを酸化触媒を迂回さ
せてＮＯx還元触媒に導くようにすると、酸化触媒によ
るＮＯ2の生成が期待できなくなる反面、酸化触媒上で
のサルフェートの生成が確実に回避されることになり、
排気ガス中に含まれるパティキュレートの増加を招いた
り、ＮＯx還元触媒がサルフェートにより被毒されたり
する不具合が防止される。
れる虞れが生じた場合に、排気ガスを酸化触媒を迂回さ
せてＮＯx還元触媒に導くようにすると、酸化触媒によ
るＮＯ2の生成が期待できなくなる反面、酸化触媒上で
のサルフェートの生成が確実に回避されることになり、
排気ガス中に含まれるパティキュレートの増加を招いた
り、ＮＯx還元触媒がサルフェートにより被毒されたり
する不具合が防止される。
【００１１】また、本発明において、酸化触媒に対し排
気ガスを適宜に迂回させてＮＯx還元触媒に導くに際し
ては、酸化触媒に対し排気ガスを迂回させてＮＯx還元
触媒に導くバイパス流路と、該バイパス流路の排気管に
対する分岐箇所に設けられた流路切換手段とを備えれば
良く、このようにすれば、流路切換手段により排気ガス
の流れをバイパス流路側に切り換えることによって、排
気ガスを容易に酸化触媒を迂回させてＮＯx還元触媒へ
と導くことが可能となる。
気ガスを適宜に迂回させてＮＯx還元触媒に導くに際し
ては、酸化触媒に対し排気ガスを迂回させてＮＯx還元
触媒に導くバイパス流路と、該バイパス流路の排気管に
対する分岐箇所に設けられた流路切換手段とを備えれば
良く、このようにすれば、流路切換手段により排気ガス
の流れをバイパス流路側に切り換えることによって、排
気ガスを容易に酸化触媒を迂回させてＮＯx還元触媒へ
と導くことが可能となる。
【００１２】更に、流路切換手段により排気ガスの流れ
をバイパス流路側に切り換える具体的な実現手段として
は、酸化触媒の入口付近における排気ガス温度を検出す
る温度センサと、内燃機関の回転数を検出する回転セン
サと、内燃機関の負荷を検出する負荷センサとを備え、
これら温度センサと回転センサと負荷センサとからの検
出信号に基づき内燃機関の運転状態と現在の排気ガス温
度とを照らし合わせて酸化触媒上でサルフェートが生成
される虞れが生じた際に排気ガスの流れをバイパス流路
側に切り換えるバイパス指令を流路切換手段に向け出力
し得るように制御装置を構成すれば良い。
をバイパス流路側に切り換える具体的な実現手段として
は、酸化触媒の入口付近における排気ガス温度を検出す
る温度センサと、内燃機関の回転数を検出する回転セン
サと、内燃機関の負荷を検出する負荷センサとを備え、
これら温度センサと回転センサと負荷センサとからの検
出信号に基づき内燃機関の運転状態と現在の排気ガス温
度とを照らし合わせて酸化触媒上でサルフェートが生成
される虞れが生じた際に排気ガスの流れをバイパス流路
側に切り換えるバイパス指令を流路切換手段に向け出力
し得るように制御装置を構成すれば良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【００１４】図１は本発明を実施する形態の一例を示す
もので、図中１はディーゼル機関であるエンジン（内燃
機関）を示し、ここに図示しているエンジン１では、タ
ーボチャージャ２が備えられており、エアクリーナ３か
ら導いた空気４が吸気管５を介し前記ターボチャージャ
２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａ
で加圧された空気４が更にインタークーラ６へと送られ
て冷却され、該インタークーラ６から図示しないインテ
ークマニホールドへと空気４が導かれてエンジン１の各
シリンダに導入されるようにしてある。
もので、図中１はディーゼル機関であるエンジン（内燃
機関）を示し、ここに図示しているエンジン１では、タ
ーボチャージャ２が備えられており、エアクリーナ３か
ら導いた空気４が吸気管５を介し前記ターボチャージャ
２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａ
で加圧された空気４が更にインタークーラ６へと送られ
て冷却され、該インタークーラ６から図示しないインテ
ークマニホールドへと空気４が導かれてエンジン１の各
シリンダに導入されるようにしてある。
【００１５】また、このエンジン１の各シリンダから排
出された排気ガス７がエキゾーストマニホールド８を介
し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、
該タービン２ｂを駆動した排気ガス７が排気管９を介し
車外へ排出されるようにしてある。
出された排気ガス７がエキゾーストマニホールド８を介
し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、
該タービン２ｂを駆動した排気ガス７が排気管９を介し
車外へ排出されるようにしてある。
【００１６】そして、排気ガス７が流通する排気管９の
途中に、ケーシング１０により抱持された酸化触媒１１
が装備されており、この酸化触媒１１は、白金に酸化ア
ルミニウム（アルミナ）を混合してステンレス製のメタ
ル担体に担持させた構造となっている。
途中に、ケーシング１０により抱持された酸化触媒１１
が装備されており、この酸化触媒１１は、白金に酸化ア
ルミニウム（アルミナ）を混合してステンレス製のメタ
ル担体に担持させた構造となっている。
【００１７】また、前記酸化触媒１１より下流側の排気
管９には、ケーシング１２により抱持されたＮＯx還元
触媒１３が装備されており、このＮＯx還元触媒１３
は、フロースルー方式のハニカム構造物として形成さ
れ、酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させ
得るような性質を有している。
管９には、ケーシング１２により抱持されたＮＯx還元
触媒１３が装備されており、このＮＯx還元触媒１３
は、フロースルー方式のハニカム構造物として形成さ
れ、酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させ
得るような性質を有している。
【００１８】ここで、前記ＮＯx還元触媒には、白金，
パラジウムなどの貴金属触媒や、バナジウム，銅，鉄の
酸化物などの卑金属触媒といった従来周知の触媒を採用
することが可能であるが、一般的に微量のＳＯ2で被毒
され易い貴金属触媒を採用するよりも、比較的被毒され
難い卑金属触媒を採用する方がより好ましい。
パラジウムなどの貴金属触媒や、バナジウム，銅，鉄の
酸化物などの卑金属触媒といった従来周知の触媒を採用
することが可能であるが、一般的に微量のＳＯ2で被毒
され易い貴金属触媒を採用するよりも、比較的被毒され
難い卑金属触媒を採用する方がより好ましい。
【００１９】そして、排気管９におけるケーシング１０
の直前位置と、該ケーシング１０後方のケーシング１２
の直前位置とがバイパス流路１４により接続されてお
り、エンジン１からの排気ガス７を前記バイパス流路１
４を介し酸化触媒１１を迂回させてＮＯx還元触媒１３
に導き得るようにしてある。
の直前位置と、該ケーシング１０後方のケーシング１２
の直前位置とがバイパス流路１４により接続されてお
り、エンジン１からの排気ガス７を前記バイパス流路１
４を介し酸化触媒１１を迂回させてＮＯx還元触媒１３
に導き得るようにしてある。
【００２０】ここで、バイパス流路１４の排気管９に対
する分岐箇所には、排気ガス７の流れを適宜にバイパス
流路１４側に切り換え得るよう切換バルブ１５，１６
（流路切換手段）が夫々設けられている。
する分岐箇所には、排気ガス７の流れを適宜にバイパス
流路１４側に切り換え得るよう切換バルブ１５，１６
（流路切換手段）が夫々設けられている。
【００２１】また、前記エンジン１には、その機関回転
数を検出する回転センサ１７が装備されており、該回転
センサ１７からの回転数信号１７ａと、燃料ポンプ（図
示せず）に付設された負荷センサ１８（燃料の噴射量を
検出するセンサ）からの負荷信号１８ａとが制御装置１
９に入力されるようになっている。
数を検出する回転センサ１７が装備されており、該回転
センサ１７からの回転数信号１７ａと、燃料ポンプ（図
示せず）に付設された負荷センサ１８（燃料の噴射量を
検出するセンサ）からの負荷信号１８ａとが制御装置１
９に入力されるようになっている。
【００２２】そして、酸化触媒１１の入口付近の排気管
９には、該排気管９内を流れる排気ガス７の温度を検出
する温度センサ２０が装備されており、該温度センサ２
０からの温度信号２０ａが前記制御装置１９に入力され
るようになっている。
９には、該排気管９内を流れる排気ガス７の温度を検出
する温度センサ２０が装備されており、該温度センサ２
０からの温度信号２０ａが前記制御装置１９に入力され
るようになっている。
【００２３】一方、制御装置１９においては、この温度
信号２０ａから判る排気ガス７の温度と、前述した回転
数信号１７ａ及び負荷信号１８ａから判断される運転状
態とを照らし合わせて、酸化触媒１１上でサルフェート
が生成される虞れが生じた際に、排気ガス７の流れをバ
イパス流路１４側に切り換えるバイパス指令１５ａ，１
６ａを切換バルブ１５，１６の夫々に向け出力するよう
になっている。
信号２０ａから判る排気ガス７の温度と、前述した回転
数信号１７ａ及び負荷信号１８ａから判断される運転状
態とを照らし合わせて、酸化触媒１１上でサルフェート
が生成される虞れが生じた際に、排気ガス７の流れをバ
イパス流路１４側に切り換えるバイパス指令１５ａ，１
６ａを切換バルブ１５，１６の夫々に向け出力するよう
になっている。
【００２４】即ち、制御装置１９では、エンジン１の運
転状態と現在の排気ガス温度とに基づいて、酸化触媒１
１上でサルフェートが生成される条件が整っているか否
かが判断され、これによりサルフェートが生成される条
件が整っていると判断された際には、制御装置１９から
バイパス指令１５ａ，１６ａが出力されるようになって
いる。
転状態と現在の排気ガス温度とに基づいて、酸化触媒１
１上でサルフェートが生成される条件が整っているか否
かが判断され、これによりサルフェートが生成される条
件が整っていると判断された際には、制御装置１９から
バイパス指令１５ａ，１６ａが出力されるようになって
いる。
【００２５】一方、酸化触媒１１上でサルフェートが生
成される条件が整っていないと判断された場合には、バ
イパス指令１５ａ，１６ａが解除され、切換バルブ１
５，１６が自動的に復帰作動して排気ガス７の流れを排
気管９側に切り換えるようになっている。
成される条件が整っていないと判断された場合には、バ
イパス指令１５ａ，１６ａが解除され、切換バルブ１
５，１６が自動的に復帰作動して排気ガス７の流れを排
気管９側に切り換えるようになっている。
【００２６】また、排気管９におけるＮＯx還元触媒１
３の入口付近と、所要場所に設けた還元剤タンク２１と
の間が還元剤供給管２２により接続されており、該還元
剤供給管２２の途中に装備した供給ポンプ２３の駆動に
より還元剤タンク２１内の尿素水２４（還元剤）を噴射
ノズル２５を介しＮＯx還元触媒１３の入口付近に添加
し得るようにしてある。
３の入口付近と、所要場所に設けた還元剤タンク２１と
の間が還元剤供給管２２により接続されており、該還元
剤供給管２２の途中に装備した供給ポンプ２３の駆動に
より還元剤タンク２１内の尿素水２４（還元剤）を噴射
ノズル２５を介しＮＯx還元触媒１３の入口付近に添加
し得るようにしてある。
【００２７】ここで、この尿素水２４を噴射させる供給
ポンプ２３の駆動は、制御装置１９からの駆動指令２３
ａにより行われるようになっており、前記温度センサ２
０からの温度信号２０ａを流用して、現在の排気ガス温
度がＮＯx還元触媒１３の活性温度域にある場合にのみ
前記駆動指令２３ａを出力するようにしてある。
ポンプ２３の駆動は、制御装置１９からの駆動指令２３
ａにより行われるようになっており、前記温度センサ２
０からの温度信号２０ａを流用して、現在の排気ガス温
度がＮＯx還元触媒１３の活性温度域にある場合にのみ
前記駆動指令２３ａを出力するようにしてある。
【００２８】ただし、ＮＯx還元触媒１３の低温活性
は、排気ガス７を前段の酸化触媒１１に通すか否かによ
り変わるので、バイパス指令１５ａ，１６ａの出力の有
無により、異なる活性温度域を基準として駆動指令２３
ａの出力を決定するようにしてある。
は、排気ガス７を前段の酸化触媒１１に通すか否かによ
り変わるので、バイパス指令１５ａ，１６ａの出力の有
無により、異なる活性温度域を基準として駆動指令２３
ａの出力を決定するようにしてある。
【００２９】而して、酸化触媒１１上でサルフェートが
生成される虞れがない場合には、温度センサ２０からの
温度信号２０ａと、回転センサ１７の回転数信号１７ａ
と、負荷センサ１８の負荷信号１８ａとに基づき、制御
装置１９にてエンジン１の運転状態と現在の排気ガス温
度とが照らし合わされて、酸化触媒１１上で酸化触媒が
生成する条件が整っていないと判断され、これによりバ
イパス指令１５ａ，１６ａが解除されて切換バルブ１５
が閉じ且つ切換バルブ１６が開いて、排気ガス７の流れ
が酸化触媒１１へと導かれる。
生成される虞れがない場合には、温度センサ２０からの
温度信号２０ａと、回転センサ１７の回転数信号１７ａ
と、負荷センサ１８の負荷信号１８ａとに基づき、制御
装置１９にてエンジン１の運転状態と現在の排気ガス温
度とが照らし合わされて、酸化触媒１１上で酸化触媒が
生成する条件が整っていないと判断され、これによりバ
イパス指令１５ａ，１６ａが解除されて切換バルブ１５
が閉じ且つ切換バルブ１６が開いて、排気ガス７の流れ
が酸化触媒１１へと導かれる。
【００３０】このようにエンジン１からの排気ガス７を
酸化触媒１１を通してＮＯx還元触媒１３に導きながら
該ＮＯx還元触媒１３に尿素水２４を添加すると、酸化
触媒１１を通過することにより排気ガス７中のＮＯが酸
化して酸化力の強いＮＯ2が生成され、このような酸化
力の強いＮＯ2が多く生成されてＮＯx還元触媒１３へと
導かれることにより、該ＮＯx還元触媒１３上での尿素
水２４による還元反応が著しく促進され、通常のＮＯx
還元触媒１３の単独使用の場合より低い温度域から還元
反応が起こるようになり、排気ガス７中のＮＯxが良好
に還元処理されて浄化される。
酸化触媒１１を通してＮＯx還元触媒１３に導きながら
該ＮＯx還元触媒１３に尿素水２４を添加すると、酸化
触媒１１を通過することにより排気ガス７中のＮＯが酸
化して酸化力の強いＮＯ2が生成され、このような酸化
力の強いＮＯ2が多く生成されてＮＯx還元触媒１３へと
導かれることにより、該ＮＯx還元触媒１３上での尿素
水２４による還元反応が著しく促進され、通常のＮＯx
還元触媒１３の単独使用の場合より低い温度域から還元
反応が起こるようになり、排気ガス７中のＮＯxが良好
に還元処理されて浄化される。
【００３１】即ち、ＮＯx還元触媒１３に添加された尿
素水２４は、約１８０℃以上の温度条件下では、次式
素水２４は、約１８０℃以上の温度条件下では、次式
【化２】（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2 によりアンモニアと炭酸ガスになるので、主として、次
式
式
【化３】６ＮＯ2＋８ＮＨ3→７Ｎ2＋１２Ｈ2Ｏ により排気ガス７中のＮＯxが良好に還元処理されて浄
化されることになる。
化されることになる。
【００３２】尚、酸化触媒１１は、その下流側のＮＯx
還元触媒１３での還元反応を促進するためのＮＯ2を生
成するだけのために装備されたものではなく、パティキ
ュレート中のＳＯＦ分を効率良く酸化させて燃焼除去さ
せる作用も併せ持っているので、酸化触媒１１を通過し
た排気ガス７中におけるパティキュレートのＳＯＦ分も
低減されることになる。
還元触媒１３での還元反応を促進するためのＮＯ2を生
成するだけのために装備されたものではなく、パティキ
ュレート中のＳＯＦ分を効率良く酸化させて燃焼除去さ
せる作用も併せ持っているので、酸化触媒１１を通過し
た排気ガス７中におけるパティキュレートのＳＯＦ分も
低減されることになる。
【００３３】一方、酸化触媒１１上でサルフェートが生
成される虞れが生じた場合には、温度センサ２０からの
温度信号２０ａと、回転センサ１７の回転数信号１７ａ
と、負荷センサ１８の負荷信号１８ａとに基づき、制御
装置１９にてエンジン１の運転状態と現在の排気ガス温
度とが照らし合わされて、酸化触媒１１上でサルフェー
トが生成する条件が整っていると判断され、これにより
バイパス指令１５ａ，１６ａが出力されて切換バルブ１
５が開き且つ切換バルブ１６が閉じて、排気ガス７の流
れがバイパス流路１４側へと切り換えられる。
成される虞れが生じた場合には、温度センサ２０からの
温度信号２０ａと、回転センサ１７の回転数信号１７ａ
と、負荷センサ１８の負荷信号１８ａとに基づき、制御
装置１９にてエンジン１の運転状態と現在の排気ガス温
度とが照らし合わされて、酸化触媒１１上でサルフェー
トが生成する条件が整っていると判断され、これにより
バイパス指令１５ａ，１６ａが出力されて切換バルブ１
５が開き且つ切換バルブ１６が閉じて、排気ガス７の流
れがバイパス流路１４側へと切り換えられる。
【００３４】このようにエンジン１からの排気ガス７を
酸化触媒１１を迂回させてＮＯx還元触媒１３に導くよ
うにすると、酸化触媒１１によるＮＯ2の生成が期待で
きなくなる反面、酸化触媒１１上でのサルフェートの生
成が確実に回避されることになり、排気ガス７中に含ま
れるサルフェートの増加を招いたり、ＮＯx還元触媒１
３がサルフェートにより被毒されたりする不具合が防止
される。
酸化触媒１１を迂回させてＮＯx還元触媒１３に導くよ
うにすると、酸化触媒１１によるＮＯ2の生成が期待で
きなくなる反面、酸化触媒１１上でのサルフェートの生
成が確実に回避されることになり、排気ガス７中に含ま
れるサルフェートの増加を招いたり、ＮＯx還元触媒１
３がサルフェートにより被毒されたりする不具合が防止
される。
【００３５】尚、酸化触媒１１を迂回するからといって
排気ガス７中にＮＯ2が存在しないわけではなく、ま
た、次式
排気ガス７中にＮＯ2が存在しないわけではなく、ま
た、次式
【化４】６ＮＯ＋４ＮＨ3→５Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ 或いは、次式
【化５】４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ によっても排気ガス７中のＮＯxが良好に還元処理され
て浄化されることになる。
て浄化されることになる。
【００３６】事実、本発明者らが行った実験結果によれ
ば、図２に示す如く、中速・中負荷の条件下で連続的に
ディーゼルエンジンを運転し、排気ガス７中に含まれる
ＮＯxの排出量を計測したところ、排気管９に触媒を全
く装備しないケースＡと比較して、排気管９に酸化触媒
１１及びＮＯx還元触媒１３を装備してバイパス流路１
４を使用しなかった場合Ｂと、排気管９に酸化触媒１１
及びＮＯx還元触媒１３を装備してバイパス流路１４を
適宜に使用した場合Ｃとでは、何れも顕著なＮＯx排出
量の抑制効果が得られることが確認され、また、図３に
示す如く、同様の場合分けによるパティキュレート排出
量を計測したところ、排気管９に触媒を全く装備しない
ケースＡと比較して、排気管９に酸化触媒１１及びＮＯ
x還元触媒１３を装備してバイパス流路１４を使用しな
かった場合Ｂでは、サルフェートの増加に起因するパテ
ィキュレートの増加が認められたのに対し、排気管９に
酸化触媒１１及びＮＯx還元触媒１３を装備してバイパ
ス流路１４を適宜に使用した場合Ｃでは、パティキュレ
ート排出量の顕著な低減効果が得られることが確認され
た。
ば、図２に示す如く、中速・中負荷の条件下で連続的に
ディーゼルエンジンを運転し、排気ガス７中に含まれる
ＮＯxの排出量を計測したところ、排気管９に触媒を全
く装備しないケースＡと比較して、排気管９に酸化触媒
１１及びＮＯx還元触媒１３を装備してバイパス流路１
４を使用しなかった場合Ｂと、排気管９に酸化触媒１１
及びＮＯx還元触媒１３を装備してバイパス流路１４を
適宜に使用した場合Ｃとでは、何れも顕著なＮＯx排出
量の抑制効果が得られることが確認され、また、図３に
示す如く、同様の場合分けによるパティキュレート排出
量を計測したところ、排気管９に触媒を全く装備しない
ケースＡと比較して、排気管９に酸化触媒１１及びＮＯ
x還元触媒１３を装備してバイパス流路１４を使用しな
かった場合Ｂでは、サルフェートの増加に起因するパテ
ィキュレートの増加が認められたのに対し、排気管９に
酸化触媒１１及びＮＯx還元触媒１３を装備してバイパ
ス流路１４を適宜に使用した場合Ｃでは、パティキュレ
ート排出量の顕著な低減効果が得られることが確認され
た。
【００３７】以上に述べた如く、本形態例によれば、酸
化触媒１１上でサルフェートが生成されない条件下での
み酸化触媒１１を使用して、該酸化触媒１１により酸化
力の強いＮＯ2を生成し、後段のＮＯx還元触媒１３上で
の尿素水２４による還元反応を著しく促進することがで
きるので、排気ガス７中のＮＯxを良好に還元処理して
浄化することができ、しかも、酸化触媒１１上でサルフ
ェートが生成される虞れが生じた場合には、排気ガス７
の流れをバイパス流路１４側へと切り換えて酸化触媒１
１を迂回させることにより該酸化触媒１１上でのサルフ
ェートの生成を確実に回避することができ、排気ガス７
中に含まれるパティキュレートの増加を招いたり、ＮＯ
x還元触媒１３がサルフェートにより被毒されたりする
不具合を確実に防止することができる。
化触媒１１上でサルフェートが生成されない条件下での
み酸化触媒１１を使用して、該酸化触媒１１により酸化
力の強いＮＯ2を生成し、後段のＮＯx還元触媒１３上で
の尿素水２４による還元反応を著しく促進することがで
きるので、排気ガス７中のＮＯxを良好に還元処理して
浄化することができ、しかも、酸化触媒１１上でサルフ
ェートが生成される虞れが生じた場合には、排気ガス７
の流れをバイパス流路１４側へと切り換えて酸化触媒１
１を迂回させることにより該酸化触媒１１上でのサルフ
ェートの生成を確実に回避することができ、排気ガス７
中に含まれるパティキュレートの増加を招いたり、ＮＯ
x還元触媒１３がサルフェートにより被毒されたりする
不具合を確実に防止することができる。
【００３８】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
【００３９】
【発明の効果】上記した本発明の排気浄化装置によれ
ば、酸化触媒上でサルフェートが生成されない条件下で
のみ酸化触媒を使用して、該酸化触媒により酸化力の強
いＮＯ2を生成し、後段のＮＯx還元触媒上での還元剤に
よる還元反応を著しく促進することができるので、排気
ガス中のＮＯxを良好に還元処理して浄化することがで
き、しかも、酸化触媒上でサルフェートが生成される虞
れが生じた場合には、排気ガスを酸化触媒を迂回させて
流すことにより該酸化触媒上でのサルフェートの生成を
確実に回避することができ、排気ガス中に含まれるパテ
ィキュレートの増加を招いたり、ＮＯx還元触媒がサル
フェートにより被毒されたりする不具合を確実に防止す
ることができるという優れた効果を奏し得る。
ば、酸化触媒上でサルフェートが生成されない条件下で
のみ酸化触媒を使用して、該酸化触媒により酸化力の強
いＮＯ2を生成し、後段のＮＯx還元触媒上での還元剤に
よる還元反応を著しく促進することができるので、排気
ガス中のＮＯxを良好に還元処理して浄化することがで
き、しかも、酸化触媒上でサルフェートが生成される虞
れが生じた場合には、排気ガスを酸化触媒を迂回させて
流すことにより該酸化触媒上でのサルフェートの生成を
確実に回避することができ、排気ガス中に含まれるパテ
ィキュレートの増加を招いたり、ＮＯx還元触媒がサル
フェートにより被毒されたりする不具合を確実に防止す
ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】酸化触媒を迂回させた場合と迂回させない場合
とを比較したＮＯx排出量のグラフである。
とを比較したＮＯx排出量のグラフである。
【図３】酸化触媒を迂回させた場合と迂回させない場合
とを比較したパティキュレート排出量のグラフである。
とを比較したパティキュレート排出量のグラフである。
１ エンジン（内燃機関） ７ 排気ガス ９ 排気管 １１ 酸化触媒 １３ ＮＯx還元触媒 １４ バイパス流路 １５ 切換バルブ １５ａ バイパス指令（検出信号） １６ 切換バルブ １６ａ バイパス指令 １７ 回転センサ １７ａ 回転数信号（検出信号） １８ 負荷センサ １８ａ 負荷信号（検出信号） １９ 制御装置 ２０ 温度センサ ２０ａ 温度信号（検出信号） ２４ 尿素水（還元剤）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA10 AA18 AA28 AB02 AB05 BA00 BA11 BA14 CA12 CA13 CA16 CB08 DB10 EA01 EA03 EA08 EA17 FB10 GA06 GB01W GB01X GB05W GB06W GB07W GB10W HA36 HB03 HB06
Claims (3)
- 【請求項１】 排気ガスが流通する排気管の途中に酸化
触媒を装備すると共に、該酸化触媒の下流側に酸素共存
下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させ得るＮＯx還元
触媒を装備し、該ＮＯx還元触媒に対し還元剤を適宜に
添加し且つ前記酸化触媒に対し排気ガスを適宜に迂回さ
せてＮＯx還元触媒に導き得るように構成したことを特
徴とする排気浄化装置。 - 【請求項２】 酸化触媒に対し排気ガスを迂回させてＮ
Ｏx還元触媒に導くバイパス流路と、該バイパス流路の
排気管に対する分岐箇所に設けられた流路切換手段とを
備えたことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装
置。 - 【請求項３】 酸化触媒の入口付近における排気ガス温
度を検出する温度センサと、内燃機関の回転数を検出す
る回転センサと、内燃機関の負荷を検出する負荷センサ
とを備え、これら温度センサと回転センサと負荷センサ
とからの検出信号に基づき内燃機関の運転状態と現在の
排気ガス温度とを照らし合わせて酸化触媒上でサルフェ
ートが生成される虞れが生じた際に排気ガスの流れをバ
イパス流路側に切り換えるバイパス指令を流路切換手段
に向け出力し得るように制御装置を構成したことを特徴
とする請求項２に記載の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135764A JP2001317346A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135764A JP2001317346A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317346A true JP2001317346A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18643802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000135764A Pending JP2001317346A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001317346A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307907A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2007154819A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガス浄化装置及びそれを用いた排ガス浄化方法 |
| CN104033221A (zh) * | 2010-03-09 | 2014-09-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热管理废气处理设备及其制造方法 |
-
2000
- 2000-05-09 JP JP2000135764A patent/JP2001317346A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307907A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP4508714B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2010-07-21 | Ｕｄトラックス株式会社 | 排気浄化装置 |
| JP2007154819A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガス浄化装置及びそれを用いた排ガス浄化方法 |
| JP4618508B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-01-26 | 株式会社豊田中央研究所 | 排ガス浄化装置及びそれを用いた排ガス浄化方法 |
| CN104033221A (zh) * | 2010-03-09 | 2014-09-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热管理废气处理设备及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051110 |