JP2002070538A - ＮＯｘ浄化方法 - Google Patents
ＮＯｘ浄化方法Info
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- JP2002070538A JP2002070538A JP2000263789A JP2000263789A JP2002070538A JP 2002070538 A JP2002070538 A JP 2002070538A JP 2000263789 A JP2000263789 A JP 2000263789A JP 2000263789 A JP2000263789 A JP 2000263789A JP 2002070538 A JP2002070538 A JP 2002070538A
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 400℃未満の低温域においてもNOx 吸蔵材に吸
蔵されたNOx を還元浄化できるようにする。 【解決手段】水素を主とするリッチスパイクを導入する
ことで、NOx 吸蔵材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度で
NOx 吸蔵材に吸蔵されたNOx を還元浄化する。水素は還
元活性がきわめて高いので、NOx 吸蔵材の硝酸塩の熱分
解温度以下の温度でもその硝酸塩と反応してNOx を還元
浄化することができる。またリッチスパイク中のCO濃度
を６体積％以下とすれば、NOx 浄化率がさらに向上す
る。
蔵されたNOx を還元浄化できるようにする。 【解決手段】水素を主とするリッチスパイクを導入する
ことで、NOx 吸蔵材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度で
NOx 吸蔵材に吸蔵されたNOx を還元浄化する。水素は還
元活性がきわめて高いので、NOx 吸蔵材の硝酸塩の熱分
解温度以下の温度でもその硝酸塩と反応してNOx を還元
浄化することができる。またリッチスパイク中のCO濃度
を６体積％以下とすれば、NOx 浄化率がさらに向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、NOx 吸蔵還元型触
媒に吸蔵されたNOx を低温から浄化できるNOx 浄化方法
に関する。
媒に吸蔵されたNOx を低温から浄化できるNOx 浄化方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、二酸化炭素による地球温暖化現象
が問題となり、二酸化炭素の排出量を低減することが課
題となっている。自動車においても排ガス中の二酸化炭
素量の低減が課題となり、燃料を酸素過剰雰囲気で希薄
燃焼させるリーンバーンエンジンが開発されている。こ
のリーンバーンエンジンによれば、燃費が向上するため
二酸化炭素の排出量を抑制することができる。
が問題となり、二酸化炭素の排出量を低減することが課
題となっている。自動車においても排ガス中の二酸化炭
素量の低減が課題となり、燃料を酸素過剰雰囲気で希薄
燃焼させるリーンバーンエンジンが開発されている。こ
のリーンバーンエンジンによれば、燃費が向上するため
二酸化炭素の排出量を抑制することができる。
【０００３】ところでリーンバーンエンジンからの排ガ
ス中の有害成分を浄化する場合、酸素過剰雰囲気である
がゆえにNOx の還元浄化が困難となる。そこで例えば特
開平5-317652号公報には、貴金属とともにアルカリ金
属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれるNOx
吸蔵材を担持したNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が
開示されている。このNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触
媒を用い、リーン雰囲気の途中にパルス状にストイキ〜
リッチ雰囲気となるように混合気組成を制御すれば、HC
及びCOの酸化とNOx の還元とを効率よく進行させること
ができ、高い浄化性能が得られる。
ス中の有害成分を浄化する場合、酸素過剰雰囲気である
がゆえにNOx の還元浄化が困難となる。そこで例えば特
開平5-317652号公報には、貴金属とともにアルカリ金
属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれるNOx
吸蔵材を担持したNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が
開示されている。このNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触
媒を用い、リーン雰囲気の途中にパルス状にストイキ〜
リッチ雰囲気となるように混合気組成を制御すれば、HC
及びCOの酸化とNOx の還元とを効率よく進行させること
ができ、高い浄化性能が得られる。
【０００４】つまりリーン雰囲気では排ガス中のNOが酸
化されてNOx となり、NOx 吸蔵材に吸蔵されるためNOx
の排出が抑制される。そしてパルス状にストイキ〜リッ
チ雰囲気に制御されると、NOx 吸蔵材からNOx が放出さ
れ、それが排ガス中に存在するCO，HCなどの還元成分と
反応して還元されるため、NOx の排出が抑制される。し
たがってリーン〜リッチの全雰囲気でNOx の排出を抑制
することができる。
化されてNOx となり、NOx 吸蔵材に吸蔵されるためNOx
の排出が抑制される。そしてパルス状にストイキ〜リッ
チ雰囲気に制御されると、NOx 吸蔵材からNOx が放出さ
れ、それが排ガス中に存在するCO，HCなどの還元成分と
反応して還元されるため、NOx の排出が抑制される。し
たがってリーン〜リッチの全雰囲気でNOx の排出を抑制
することができる。
【０００５】このNOx 吸蔵還元型触媒は種々の改良が行
われ、特開平10−192707号、特開平10−263416号、特開
平11−076838号、特許第02745985号などにその開示があ
る。
われ、特開平10−192707号、特開平10−263416号、特開
平11−076838号、特許第02745985号などにその開示があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでNOx 吸蔵還元
型触媒におけるNOx 還元反応は温度の影響を強く受け、
高温域では還元反応が活発に行われるものの、 400℃以
下の低温域では還元反応活性が大きく低下するという特
性がある。
型触媒におけるNOx 還元反応は温度の影響を強く受け、
高温域では還元反応が活発に行われるものの、 400℃以
下の低温域では還元反応活性が大きく低下するという特
性がある。
【０００７】一方、直噴ガソリンエンジンなどのリーン
バーンエンジンにおいては、燃費改善、すなわち熱効率
の改善が進むことによって排ガス温度が低温化してきて
おり、近年では排ガス温度が 250℃以下となる場合もあ
る。したがって 250℃以下の低温域においてもNOx を浄
化する必要が生じているが、上記したようにNOx 吸蔵還
元型触媒のNOx 還元反応は 400℃以下では起こりにく
く、 300℃以下になるときわめて起こりにくいという現
状がある。
バーンエンジンにおいては、燃費改善、すなわち熱効率
の改善が進むことによって排ガス温度が低温化してきて
おり、近年では排ガス温度が 250℃以下となる場合もあ
る。したがって 250℃以下の低温域においてもNOx を浄
化する必要が生じているが、上記したようにNOx 吸蔵還
元型触媒のNOx 還元反応は 400℃以下では起こりにく
く、 300℃以下になるときわめて起こりにくいという現
状がある。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、NOx 吸蔵還元型触媒を用い、吸蔵したNOx
を 400℃未満の低温域においてもNOx を還元浄化できる
ようにすることを目的とする。
ものであり、NOx 吸蔵還元型触媒を用い、吸蔵したNOx
を 400℃未満の低温域においてもNOx を還元浄化できる
ようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のNOx 浄化方法の特徴は、NOx 吸蔵材と貴金属とを担
体に担持してなるNOx 吸蔵還元型触媒を、空燃比（Ａ／
Ｆ）が15以上で運転され間欠的に燃料ストイキ〜リッチ
雰囲気とされるリーンバーンエンジンからの排ガスと接
触させ、排ガス中に含まれるNOx を燃料リーン雰囲気で
NOx 吸蔵材に吸蔵し、燃料ストイキ〜リッチ雰囲気でNO
x 吸蔵材に吸蔵されたNOx を還元するNO x 浄化方法であ
って、排ガス中に水素を主とする還元剤を供給すること
により間欠的に燃料ストイキ〜リッチ雰囲気とし、NOx
吸蔵材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度でNOx 吸蔵材に
吸蔵されたNOx を還元浄化することにある。
明のNOx 浄化方法の特徴は、NOx 吸蔵材と貴金属とを担
体に担持してなるNOx 吸蔵還元型触媒を、空燃比（Ａ／
Ｆ）が15以上で運転され間欠的に燃料ストイキ〜リッチ
雰囲気とされるリーンバーンエンジンからの排ガスと接
触させ、排ガス中に含まれるNOx を燃料リーン雰囲気で
NOx 吸蔵材に吸蔵し、燃料ストイキ〜リッチ雰囲気でNO
x 吸蔵材に吸蔵されたNOx を還元するNO x 浄化方法であ
って、排ガス中に水素を主とする還元剤を供給すること
により間欠的に燃料ストイキ〜リッチ雰囲気とし、NOx
吸蔵材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度でNOx 吸蔵材に
吸蔵されたNOx を還元浄化することにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、NOx 吸蔵材へのNO
x の吸蔵挙動を鋭意研究した結果、リーン定常状態にお
いて吸蔵される挙動と、パルス状にストイキ〜リッチ雰
囲気とされた（リッチスパイク）後に吸蔵される挙動と
が異なっていることを見出した。すなわち図１にも示す
ように、リーン定常状態で吸蔵される量（飽和NOx 吸蔵
量）は排ガス温度による影響が小さく 400℃未満の低温
域でもNOx 吸蔵量が多いのに対し、パルス状にリッチ雰
囲気とされた後に吸蔵される量（リッチスパイク後NOx
吸蔵量）は温度による影響が大きく、 400℃未満の低温
域ではNOx 吸蔵量が激減することが明らかとなった。
x の吸蔵挙動を鋭意研究した結果、リーン定常状態にお
いて吸蔵される挙動と、パルス状にストイキ〜リッチ雰
囲気とされた（リッチスパイク）後に吸蔵される挙動と
が異なっていることを見出した。すなわち図１にも示す
ように、リーン定常状態で吸蔵される量（飽和NOx 吸蔵
量）は排ガス温度による影響が小さく 400℃未満の低温
域でもNOx 吸蔵量が多いのに対し、パルス状にリッチ雰
囲気とされた後に吸蔵される量（リッチスパイク後NOx
吸蔵量）は温度による影響が大きく、 400℃未満の低温
域ではNOx 吸蔵量が激減することが明らかとなった。
【００１１】つまり低温域においてリッチスパイク後NO
x 吸蔵量が少ない原因は、リーン定常状態で吸蔵された
NOx がリッチスパイクで導入された還元剤（HC又はCO）
では充分に還元できず、リッチスパイク後もNOx 吸蔵材
に多くのNOx が吸蔵された状態となっていることにあ
る。すなわちNOx が吸蔵されたNOx 吸蔵材は硝酸塩とし
て存在し、 400℃未満の低温域ではNOx 吸蔵材の硝酸塩
は熱分解せずに安定して存在しているため、NOx の放出
がほとんど生じない。そのためHCやCOなどの還元剤では
吸蔵されているNOx を充分に還元することはできず、そ
の結果リッチスパイク後のNOx 吸蔵量が少なくなるので
ある。
x 吸蔵量が少ない原因は、リーン定常状態で吸蔵された
NOx がリッチスパイクで導入された還元剤（HC又はCO）
では充分に還元できず、リッチスパイク後もNOx 吸蔵材
に多くのNOx が吸蔵された状態となっていることにあ
る。すなわちNOx が吸蔵されたNOx 吸蔵材は硝酸塩とし
て存在し、 400℃未満の低温域ではNOx 吸蔵材の硝酸塩
は熱分解せずに安定して存在しているため、NOx の放出
がほとんど生じない。そのためHCやCOなどの還元剤では
吸蔵されているNOx を充分に還元することはできず、そ
の結果リッチスパイク後のNOx 吸蔵量が少なくなるので
ある。
【００１２】そこで本発明では、水素を主とする還元剤
を供給することにより間欠的に燃料ストイキ〜リッチ雰
囲気としている。水素は還元活性がきわめて高いので、
NOx吸蔵材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度でも硝酸塩
と反応してNOx を還元浄化することができ、NOx 吸蔵材
のNOx 吸蔵能が復活する。したがって 400℃未満の低温
域においてもリッチスパイク後のNOx 吸蔵量が増大し、
NOx 浄化率が大幅に向上する。
を供給することにより間欠的に燃料ストイキ〜リッチ雰
囲気としている。水素は還元活性がきわめて高いので、
NOx吸蔵材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度でも硝酸塩
と反応してNOx を還元浄化することができ、NOx 吸蔵材
のNOx 吸蔵能が復活する。したがって 400℃未満の低温
域においてもリッチスパイク後のNOx 吸蔵量が増大し、
NOx 浄化率が大幅に向上する。
【００１３】ところでHC又はCOによるNOx の還元反応で
は、HCと H2Oによる水蒸気改質反応、あるいはCOと H2O
による水性ガスシフト反応が生じ、それによって生成し
たH2も還元反応に大きく寄与しているものと推察されて
いる。しかしながら水蒸気改質反応は 400℃以上で生
じ、水性ガスシフト反応は 300℃以上で生じるため、 2
50℃程度の低温域ではこれらの反応は生じない。むしろ
250℃程度の低温域では、HC又はCOは貴金属に吸着して
活性を低下させていると考えられる。特にCOは貴金属に
強く吸着することがわかっている。
は、HCと H2Oによる水蒸気改質反応、あるいはCOと H2O
による水性ガスシフト反応が生じ、それによって生成し
たH2も還元反応に大きく寄与しているものと推察されて
いる。しかしながら水蒸気改質反応は 400℃以上で生
じ、水性ガスシフト反応は 300℃以上で生じるため、 2
50℃程度の低温域ではこれらの反応は生じない。むしろ
250℃程度の低温域では、HC又はCOは貴金属に吸着して
活性を低下させていると考えられる。特にCOは貴金属に
強く吸着することがわかっている。
【００１４】そこで本願発明者らは、還元剤中のCO濃度
とNOx 還元能とについて鋭意研究した結果、H2を主とす
る還元剤を用いた場合には、CO濃度は６体積％以下とす
ることが好ましいことが明らかとなった。還元剤中のCO
濃度が６体積％を超えると、貴金属のCO被毒によって活
性が低下しNOx 浄化率が低下してしまう。
とNOx 還元能とについて鋭意研究した結果、H2を主とす
る還元剤を用いた場合には、CO濃度は６体積％以下とす
ることが好ましいことが明らかとなった。還元剤中のCO
濃度が６体積％を超えると、貴金属のCO被毒によって活
性が低下しNOx 浄化率が低下してしまう。
【００１５】NOx 吸蔵還元型触媒は、多孔質酸化物より
なる担体にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類
元素から選ばれるNOx 吸蔵材と貴金属とが担持されたも
のが用いられる。担体としては、 Al2O3、ZrO2、TiO2、
SiO2、SiO2-Al2O3などが例示される。中でも Al2O3とTi
O2とを混合あるいは複合酸化物とした複合担体を用いる
ことが好ましい。このようにすれば、 Al2O3の長所によ
り初期のNOx 浄化率を高く維持することができる。また
TiO2は Al2O3に比べてSOx を吸着しにくく、かつTiO2に
吸着されたSOx は Al2O3に吸着された場合に比べて低温
で脱離しやすいので、NOx 吸蔵材とSOx との接触確率が
低くなる。したがって上記複合担体を用いると、初期に
おいても高いNOx 浄化率が確保され、硫黄被毒が抑制さ
れるため耐久後のNOx 浄化率が向上する。
なる担体にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類
元素から選ばれるNOx 吸蔵材と貴金属とが担持されたも
のが用いられる。担体としては、 Al2O3、ZrO2、TiO2、
SiO2、SiO2-Al2O3などが例示される。中でも Al2O3とTi
O2とを混合あるいは複合酸化物とした複合担体を用いる
ことが好ましい。このようにすれば、 Al2O3の長所によ
り初期のNOx 浄化率を高く維持することができる。また
TiO2は Al2O3に比べてSOx を吸着しにくく、かつTiO2に
吸着されたSOx は Al2O3に吸着された場合に比べて低温
で脱離しやすいので、NOx 吸蔵材とSOx との接触確率が
低くなる。したがって上記複合担体を用いると、初期に
おいても高いNOx 浄化率が確保され、硫黄被毒が抑制さ
れるため耐久後のNOx 浄化率が向上する。
【００１６】またNOx 吸蔵還元型触媒に担持されたNOx
吸蔵材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び
希土類元素から選ばれる少なくとも一種を用いることが
できる。中でもアルカリ度が高くNOx 吸蔵能の高いアル
カリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一方を用い
るのが好ましい。アルカリ金属としては、Li、Na、Ｋ、
Csが例示される。アルカリ土類金属とは周期表2A族元素
をいい、Ba、Be、Mg、Ca、Srなどが例示される。また希
土類元素としては、Sc、Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、Dy、Ybな
どが例示される。このNOx 吸蔵材の担持量は、第１担体
の１リットル当たり0.05〜 1.0モルの範囲が望ましい。
NOx 吸蔵材の担持量が0.05モル／Ｌより少ないとNOx 吸
蔵能が低下し、 1.0モル／Ｌより多くなると貴金属のシ
ンタリングを助長することになる。
吸蔵材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び
希土類元素から選ばれる少なくとも一種を用いることが
できる。中でもアルカリ度が高くNOx 吸蔵能の高いアル
カリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一方を用い
るのが好ましい。アルカリ金属としては、Li、Na、Ｋ、
Csが例示される。アルカリ土類金属とは周期表2A族元素
をいい、Ba、Be、Mg、Ca、Srなどが例示される。また希
土類元素としては、Sc、Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、Dy、Ybな
どが例示される。このNOx 吸蔵材の担持量は、第１担体
の１リットル当たり0.05〜 1.0モルの範囲が望ましい。
NOx 吸蔵材の担持量が0.05モル／Ｌより少ないとNOx 吸
蔵能が低下し、 1.0モル／Ｌより多くなると貴金属のシ
ンタリングを助長することになる。
【００１７】そしてNOx 吸蔵還元型触媒に担持された貴
金属としては、Pt，Rh，Pd，IrあるいはRuの１種又は複
数種を用いることができる。貴金属の担持量は、第１担
体１リットル当たりに、Pt及びPdの場合は 0.1〜10ｇが
好ましく、 0.5〜10ｇが特に好ましい。またRhの場合は
0.01〜10ｇが好ましく、0.05〜５ｇが特に好ましい。
金属としては、Pt，Rh，Pd，IrあるいはRuの１種又は複
数種を用いることができる。貴金属の担持量は、第１担
体１リットル当たりに、Pt及びPdの場合は 0.1〜10ｇが
好ましく、 0.5〜10ｇが特に好ましい。またRhの場合は
0.01〜10ｇが好ましく、0.05〜５ｇが特に好ましい。
【００１８】そして本発明のNOx 浄化方法では、NOx 吸
蔵還元型触媒を、空燃比（Ａ／Ｆ）が15以上で燃焼され
たリーン雰囲気の排ガスと接触させて排ガス中に含まれ
るNO x をNOx 吸蔵材に吸蔵し、空燃比を間欠的にストイ
キ〜燃料過剰に変動させてNO x 吸蔵材に吸蔵されたNOx
を還元浄化する。酸素過剰雰囲気では、排ガス中に含ま
れるNOがNOx 吸蔵還元型触媒上で酸化されてNOx とな
り、それがNOx 吸蔵材に吸蔵される。そしてH2を主とす
る還元剤を間欠的に供給するリッチスパイクを導入する
ことで、上記したようにNOx 吸蔵材の硝酸塩の熱分解以
下の温度でもNOxを還元することができる。
蔵還元型触媒を、空燃比（Ａ／Ｆ）が15以上で燃焼され
たリーン雰囲気の排ガスと接触させて排ガス中に含まれ
るNO x をNOx 吸蔵材に吸蔵し、空燃比を間欠的にストイ
キ〜燃料過剰に変動させてNO x 吸蔵材に吸蔵されたNOx
を還元浄化する。酸素過剰雰囲気では、排ガス中に含ま
れるNOがNOx 吸蔵還元型触媒上で酸化されてNOx とな
り、それがNOx 吸蔵材に吸蔵される。そしてH2を主とす
る還元剤を間欠的に供給するリッチスパイクを導入する
ことで、上記したようにNOx 吸蔵材の硝酸塩の熱分解以
下の温度でもNOxを還元することができる。
【００１９】リッチスパイクの頻度は、リーン定常状態
の間にNOx 吸蔵材に吸蔵されるNOx量が飽和吸蔵量に至
る前にリッチスパイクを導入する程度とすることが好ま
しい。またH2を主とする還元剤としては、H2のみでもよ
いし、CO，HCなど他の還元ガス種を含んでいてもよい。
しかし 400℃以下の低温域の排ガス中のNOx を浄化する
場合には、COは上記したように６体積％以下とするのが
望ましく、HCも極力少なくすることが望ましい。
の間にNOx 吸蔵材に吸蔵されるNOx量が飽和吸蔵量に至
る前にリッチスパイクを導入する程度とすることが好ま
しい。またH2を主とする還元剤としては、H2のみでもよ
いし、CO，HCなど他の還元ガス種を含んでいてもよい。
しかし 400℃以下の低温域の排ガス中のNOx を浄化する
場合には、COは上記したように６体積％以下とするのが
望ましく、HCも極力少なくすることが望ましい。
【００２０】
【実施例】以下、試験例と、実施例及び比較例により本
発明を具体的に説明する。
発明を具体的に説明する。
【００２１】（試験例）SAE Paper200-01-1196に記載の
NOx 吸蔵還元型触媒を用い、表１に示すモデルガスを用
いて、入りガス温度が 250℃， 300℃及び 400℃の場合
における飽和NO x 吸蔵量と、リッチスパイク後のNOx 吸
蔵量をそれぞれ測定した。リッチスパイクは３秒間導入
した。結果を図１に示す。飽和NOx 吸蔵量は、リーンガ
ス雰囲気下において触媒に吸蔵されたNOx がゼロの状態
から飽和状態に至るまでのNOx の吸蔵量を示し、リッチ
スパイク後のNOx 吸蔵量は飽和状態の触媒に３秒間のリ
ッチスパイクを撃った後に飽和状態に至るまでの吸蔵量
を示す。いずれもNO2 換算である。またリッチスパイク
後のNOx 吸蔵量は、リッチスパイクにより触媒上から除
去されたNOx 量に相当する。
NOx 吸蔵還元型触媒を用い、表１に示すモデルガスを用
いて、入りガス温度が 250℃， 300℃及び 400℃の場合
における飽和NO x 吸蔵量と、リッチスパイク後のNOx 吸
蔵量をそれぞれ測定した。リッチスパイクは３秒間導入
した。結果を図１に示す。飽和NOx 吸蔵量は、リーンガ
ス雰囲気下において触媒に吸蔵されたNOx がゼロの状態
から飽和状態に至るまでのNOx の吸蔵量を示し、リッチ
スパイク後のNOx 吸蔵量は飽和状態の触媒に３秒間のリ
ッチスパイクを撃った後に飽和状態に至るまでの吸蔵量
を示す。いずれもNO2 換算である。またリッチスパイク
後のNOx 吸蔵量は、リッチスパイクにより触媒上から除
去されたNOx 量に相当する。
【００２２】
【表１】
【００２３】図１より、 400℃未満では飽和NOx 吸蔵量
に対してリッチスパイク後のNOx 吸蔵量が低い。つまり
吸蔵されたNOx がゼロの状態からNOx を吸蔵する能力
は、 250℃でも 400℃でもほとんど変わらず入りガス温
度には依存しない。しかし 400℃未満の低温域では、リ
ッチスパイク後のNOx 吸蔵量が低下していることから、
短時間のリッチスパイクでは吸蔵されたNOx を充分に還
元浄化することは困難であることがわかる。
に対してリッチスパイク後のNOx 吸蔵量が低い。つまり
吸蔵されたNOx がゼロの状態からNOx を吸蔵する能力
は、 250℃でも 400℃でもほとんど変わらず入りガス温
度には依存しない。しかし 400℃未満の低温域では、リ
ッチスパイク後のNOx 吸蔵量が低下していることから、
短時間のリッチスパイクでは吸蔵されたNOx を充分に還
元浄化することは困難であることがわかる。
【００２４】すなわち従来のNOx 吸蔵還元型触媒では、
低温域におけるNOx の浄化が不十分であり、入りガス温
度が 400℃未満、特に 250℃前後においても吸蔵された
NOxを還元浄化できるようにすることが求められてい
る。
低温域におけるNOx の浄化が不十分であり、入りガス温
度が 400℃未満、特に 250℃前後においても吸蔵された
NOxを還元浄化できるようにすることが求められてい
る。
【００２５】（実施例１）そこで本実施例では、H2を主
とする還元剤を用いてリッチスパイクを導入することと
した。以下にその方法を説明する。
とする還元剤を用いてリッチスパイクを導入することと
した。以下にその方法を説明する。
【００２６】本実施例では、試験例と同一の触媒を用い
ている。つまりγ-Al2O3，TiO2，CeO2及びZrO2の混合物
を担体とし、それにPt，Rh，Ba及びＫが担持されたモノ
リスハニカム構造のNOx 吸蔵還元型触媒を用いた。なお
化学便覧基礎編（Ｉ）（日本化学会編）によれば、NOx
吸蔵材であるBaの硝酸塩すなわちBa(NO3)2の分解温度は
592℃以上であり、Ｋの硝酸塩すなわちKNO3の分解温度
は 400℃程度である。
ている。つまりγ-Al2O3，TiO2，CeO2及びZrO2の混合物
を担体とし、それにPt，Rh，Ba及びＫが担持されたモノ
リスハニカム構造のNOx 吸蔵還元型触媒を用いた。なお
化学便覧基礎編（Ｉ）（日本化学会編）によれば、NOx
吸蔵材であるBaの硝酸塩すなわちBa(NO3)2の分解温度は
592℃以上であり、Ｋの硝酸塩すなわちKNO3の分解温度
は 400℃程度である。
【００２７】このNOx 吸蔵還元型触媒を評価装置に配置
し、入りガス温度 250℃の条件で表２に示すモデルガス
を用いて、試験例と同様にして飽和NOx 吸蔵量とリッチ
スパイク後のNOx 吸蔵量を測定した。結果を図２に示
す。また飽和NOx 吸蔵量に対するリッチスパイク後のNO
x 吸蔵量の割合を還元効率として表４に示す。
し、入りガス温度 250℃の条件で表２に示すモデルガス
を用いて、試験例と同様にして飽和NOx 吸蔵量とリッチ
スパイク後のNOx 吸蔵量を測定した。結果を図２に示
す。また飽和NOx 吸蔵量に対するリッチスパイク後のNO
x 吸蔵量の割合を還元効率として表４に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】（実施例２）実施例１と同一のNOx 吸蔵還
元型触媒を用い、表３に示すモデルガスを用いたこと以
外は実施例１と同様にして飽和NOx 吸蔵量とリッチスパ
イク後のNOx 吸蔵量を測定した。結果を図２に示す。ま
た飽和NOx 吸蔵量に対するリッチスパイク後のNOx 吸蔵
量の割合を還元効率として表４に示す。
元型触媒を用い、表３に示すモデルガスを用いたこと以
外は実施例１と同様にして飽和NOx 吸蔵量とリッチスパ
イク後のNOx 吸蔵量を測定した。結果を図２に示す。ま
た飽和NOx 吸蔵量に対するリッチスパイク後のNOx 吸蔵
量の割合を還元効率として表４に示す。
【００３０】
【表３】
【００３１】（比較例１）実施例１と同一のNOx 吸蔵還
元型触媒を用い、表１に示すモデルガスを用いたこと以
外は実施例１と同様にして飽和NOx 吸蔵量とリッチスパ
イク後のNOx 吸蔵量を測定した。結果を図２に示す。ま
た飽和NOx 吸蔵量に対するリッチスパイク後のNOx 吸蔵
量の割合を還元効率として表４に示す。
元型触媒を用い、表１に示すモデルガスを用いたこと以
外は実施例１と同様にして飽和NOx 吸蔵量とリッチスパ
イク後のNOx 吸蔵量を測定した。結果を図２に示す。ま
た飽和NOx 吸蔵量に対するリッチスパイク後のNOx 吸蔵
量の割合を還元効率として表４に示す。
【００３２】＜評価＞
【００３３】
【表４】
【００３４】図２より、実施例１，２及び比較例１の方
法では、飽和NOx 吸蔵量に大きな差は見られないが、リ
ッチスパイク後のNOx 吸蔵量は比較例１に比べて実施例
１が多く、実施例１よりも実施例２の方が多い。そして
表４に示されるように、還元効率は実施例２の方法が格
段に高くなっている。
法では、飽和NOx 吸蔵量に大きな差は見られないが、リ
ッチスパイク後のNOx 吸蔵量は比較例１に比べて実施例
１が多く、実施例１よりも実施例２の方が多い。そして
表４に示されるように、還元効率は実施例２の方法が格
段に高くなっている。
【００３５】リッチスパイクモデルガス中の還元剤の総
量は、実施例１の方が比較例１より多いので、そのせい
によって実施例１が比較例１よりリッチスパイク後のNO
x 吸蔵量が多くなっていることが考えられる。そこで上
記実施例及び比較例で用いた触媒において、リッチスパ
イク時にCOとC3H6をそれぞれ導入し、各温度におけるCO
とC3H6の浄化率をそれぞれ測定した。結果を図３に示
す。
量は、実施例１の方が比較例１より多いので、そのせい
によって実施例１が比較例１よりリッチスパイク後のNO
x 吸蔵量が多くなっていることが考えられる。そこで上
記実施例及び比較例で用いた触媒において、リッチスパ
イク時にCOとC3H6をそれぞれ導入し、各温度におけるCO
とC3H6の浄化率をそれぞれ測定した。結果を図３に示
す。
【００３６】図３より、入りガス温度が上昇するにつれ
てCO及びC3H6の浄化率も高くなっているが、入りガス温
度が 250〜 300℃ではCOとC3H6の浄化率はそれぞれ30〜
40％であり、このような浄化率ではCO又はC3H6が吸蔵さ
れたNOx を十分に還元しているとはいえない。したがっ
てリッチスパイクモデルガス中にCOあるいはC3H6が多い
からといって、リッチスパイク後のNOx 吸蔵量が多いと
いう現象の説明にはならない。
てCO及びC3H6の浄化率も高くなっているが、入りガス温
度が 250〜 300℃ではCOとC3H6の浄化率はそれぞれ30〜
40％であり、このような浄化率ではCO又はC3H6が吸蔵さ
れたNOx を十分に還元しているとはいえない。したがっ
てリッチスパイクモデルガス中にCOあるいはC3H6が多い
からといって、リッチスパイク後のNOx 吸蔵量が多いと
いう現象の説明にはならない。
【００３７】すなわち実施例１が比較例１よりリッチス
パイク後のNOx 吸蔵量が多いのは、リッチスパイクモデ
ルガス中のH2量が実施例１の方が多いからであると考え
られる。
パイク後のNOx 吸蔵量が多いのは、リッチスパイクモデ
ルガス中のH2量が実施例１の方が多いからであると考え
られる。
【００３８】また実施例１は、実施例２に比べてリッチ
スパイクモデルガス中のCO量が多いにもかかわらず、実
施例２よりもリッチスパイク後のNOx 吸蔵量が少ない。
このことは、 250℃においてはCOは吸蔵されたNOx の還
元に十分に寄与しないばかりか、逆にNOx 還元能を低下
させるように作用する被毒を起こしていると考えられ
る。
スパイクモデルガス中のCO量が多いにもかかわらず、実
施例２よりもリッチスパイク後のNOx 吸蔵量が少ない。
このことは、 250℃においてはCOは吸蔵されたNOx の還
元に十分に寄与しないばかりか、逆にNOx 還元能を低下
させるように作用する被毒を起こしていると考えられ
る。
【００３９】すなわち実施例１のようにH2を還元剤とす
ることで、 250℃という低温域においてもNOx 吸蔵材の
硝酸塩を分解して吸蔵されたNOx を還元することができ
ることが明らかである。そしてさらにリッチスパイクモ
デルガス中のCO量を６体積％以下とすることで、低温域
におけるNOx 還元能が一層向上することが明らかであ
る。
ることで、 250℃という低温域においてもNOx 吸蔵材の
硝酸塩を分解して吸蔵されたNOx を還元することができ
ることが明らかである。そしてさらにリッチスパイクモ
デルガス中のCO量を６体積％以下とすることで、低温域
におけるNOx 還元能が一層向上することが明らかであ
る。
【００４０】
【発明の効果】すなわち本発明のNOx 浄化方法によれ
ば、NOx 吸蔵材に吸蔵されたNOx を 400℃未満の低温域
から還元浄化することができるので、始動時などに排出
されるNO x 量を低減することができる。
ば、NOx 吸蔵材に吸蔵されたNOx を 400℃未満の低温域
から還元浄化することができるので、始動時などに排出
されるNO x 量を低減することができる。
【図１】試験例における入りガス温度とNOx 吸蔵量の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図２】実施例及び比較例の飽和NOx 吸蔵量とリッチス
パイク後のNOx 吸蔵量を示すグラフである。
パイク後のNOx 吸蔵量を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例で用いたNOx 吸蔵還元型触媒
の各温度におけるCO浄化率及びC3H6浄化率を示すグラフ
である。
の各温度におけるCO浄化率及びC3H6浄化率を示すグラフ
である。
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） Ｂ０１Ｊ 23/58 ＺＡＢ Ｂ０１Ｊ 20/34 Ｆ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/34 １２９Ａ // Ｂ０１Ｊ 20/04 53/36 １０４Ａ 20/34 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA17 AB06 AB09 BA01 BA14 CA16 CA19 FA01 GA06 GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB05W GB10X GB17X 4D002 AA12 AC10 BA04 CA07 DA70 EA01 EA08 4D048 AA06 AB02 AC01 BA03X BA07X BA08X BA14X BA15X BA19X BA30X BA33X BA42X CC51 DA08 EA04 4G066 AA02B AA12C AA20C AA23C AA53B BA07 BA36 CA28 DA02 GA01 GA06 4G069 AA01 AA08 BA01A BA01B BA04A BA04B BA05A BA05B BB04A BB04B BB06A BB06B BC03B BC13B BC43A BC43B BC71B BC75B CA03 CA08 CA13 DA06 FA02 FB14
Claims (2)
- 【請求項１】 NOx 吸蔵材と貴金属とを担体に担持して
なるNOx 吸蔵還元型触媒を、空燃比（Ａ／Ｆ）が15以上
で運転され間欠的に燃料ストイキ〜リッチ雰囲気とされ
るリーンバーンエンジンからの排ガスと接触させ、該排
ガス中に含まれるNOx を燃料リーン雰囲気で該NOx 吸蔵
材に吸蔵し、燃料ストイキ〜リッチ雰囲気で該NOx 吸蔵
材に吸蔵されたNOx を還元するNOx 浄化方法であって、 排ガス中に水素を主とする還元剤を供給することにより
間欠的に燃料ストイキ〜リッチ雰囲気とし、該NOx 吸蔵
材の硝酸塩の熱分解温度以下の温度で該NOx 吸蔵材に吸
蔵されたNOx を還元浄化することを特徴とするNOx 浄化
方法。 - 【請求項２】 前記還元剤に含まれる一酸化炭素濃度は
６体積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の
NOx 浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263789A JP2002070538A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | ＮＯｘ浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263789A JP2002070538A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | ＮＯｘ浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002070538A true JP2002070538A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18751287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000263789A Pending JP2002070538A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | ＮＯｘ浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002070538A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002303127A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システム |
| JP2014001737A (ja) * | 2013-08-19 | 2014-01-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス浄化方法および排ガス浄化装置 |
| WO2019208478A1 (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 東京濾器株式会社 | 排気ガス処理システム、排気ガス浄化方法 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000263789A patent/JP2002070538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002303127A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システム |
| JP2014001737A (ja) * | 2013-08-19 | 2014-01-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス浄化方法および排ガス浄化装置 |
| WO2019208478A1 (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 東京濾器株式会社 | 排気ガス処理システム、排気ガス浄化方法 |
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