JP2002303176A - 排ガス浄化用触媒の再生方法及び排ガス制御方法 - Google Patents
排ガス浄化用触媒の再生方法及び排ガス制御方法Info
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- JP2002303176A JP2002303176A JP2001108479A JP2001108479A JP2002303176A JP 2002303176 A JP2002303176 A JP 2002303176A JP 2001108479 A JP2001108479 A JP 2001108479A JP 2001108479 A JP2001108479 A JP 2001108479A JP 2002303176 A JP2002303176 A JP 2002303176A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】触媒温度をそれほど高温とすることなく、また
燃費が悪化するのを抑制しつつ、硫黄被毒した触媒を容
易に再生する。 【解決手段】触媒にＡ／Ｆが15以上で燃焼された排ガス
に相当するリーンガスを導入し、その直後に触媒にＡ／
Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを
導入する。リーンガスの導入により貴金属の活性が回復
し、リッチガス雰囲気とすることで貴金属が再び硫黄被
毒されるのと粒成長が抑制され、その貴金属によってNO
x吸蔵材の硫酸塩が容易に分解する。
燃費が悪化するのを抑制しつつ、硫黄被毒した触媒を容
易に再生する。 【解決手段】触媒にＡ／Ｆが15以上で燃焼された排ガス
に相当するリーンガスを導入し、その直後に触媒にＡ／
Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを
導入する。リーンガスの導入により貴金属の活性が回復
し、リッチガス雰囲気とすることで貴金属が再び硫黄被
毒されるのと粒成長が抑制され、その貴金属によってNO
x吸蔵材の硫酸塩が容易に分解する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の内燃機関
の排気系などに用いられる排ガス浄化用触媒の再生方法
と、その触媒に流入する排ガスを制御する排ガス制御方
法に関する。本発明の再生方法によれば、有毒なガスを
再生処理中に排出することなく、かつ燃費を大きく悪化
することなく、硫黄酸化物の吸着によって活性が低下し
た触媒を再生することができる。また本発明の排ガス制
御方法によれば、NOx 吸蔵還元型触媒を高活性状態で長
期間使用することが可能となる。
の排気系などに用いられる排ガス浄化用触媒の再生方法
と、その触媒に流入する排ガスを制御する排ガス制御方
法に関する。本発明の再生方法によれば、有毒なガスを
再生処理中に排出することなく、かつ燃費を大きく悪化
することなく、硫黄酸化物の吸着によって活性が低下し
た触媒を再生することができる。また本発明の排ガス制
御方法によれば、NOx 吸蔵還元型触媒を高活性状態で長
期間使用することが可能となる。
【０００２】
【従来の技術】自動車からの排ガスを浄化する触媒とし
て、酸化触媒、三元触媒あるいはNOx吸蔵還元型触媒な
どが知られている。このうち酸化触媒は、主としてHC及
びCOの浄化に用いられる。また三元触媒はストイキ雰囲
気で用いられ、HC及びCOを酸化するとともにNOx を還元
して浄化している。
て、酸化触媒、三元触媒あるいはNOx吸蔵還元型触媒な
どが知られている。このうち酸化触媒は、主としてHC及
びCOの浄化に用いられる。また三元触媒はストイキ雰囲
気で用いられ、HC及びCOを酸化するとともにNOx を還元
して浄化している。
【０００３】またNOx 吸蔵還元型触媒は、常時はリーン
雰囲気の排ガスを導入し間欠的にリッチガスを導入する
（リッチスパイク）排ガス制御下で用いられている。こ
のNO x 吸蔵還元型触媒はアルカリ金属、アルカリ土類金
属などのNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなり、リーン
雰囲気ではNOx がNOx 吸蔵材に吸蔵される。そしてリッ
チスパイクが導入されると、NOx 吸蔵材からNOx が放出
され、放出されたNOxは雰囲気中に多量に存在する還元
成分によって還元浄化される。したがってNOxの排出を
大きく低減することができる。
雰囲気の排ガスを導入し間欠的にリッチガスを導入する
（リッチスパイク）排ガス制御下で用いられている。こ
のNO x 吸蔵還元型触媒はアルカリ金属、アルカリ土類金
属などのNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなり、リーン
雰囲気ではNOx がNOx 吸蔵材に吸蔵される。そしてリッ
チスパイクが導入されると、NOx 吸蔵材からNOx が放出
され、放出されたNOxは雰囲気中に多量に存在する還元
成分によって還元浄化される。したがってNOxの排出を
大きく低減することができる。
【０００４】ところで排ガス中には燃料中の硫黄成分に
起因する硫黄酸化物（ SO2）が存在し、これが触媒上な
どで酸化されてSOx となる。そのためNOx 吸蔵還元型触
媒においては、NOx 吸蔵材とSOx とが反応して硫酸塩と
なり、硫酸塩となったNOx 吸蔵材はNOx 吸蔵能が消失し
てしまう。またNOx 吸蔵材の硫酸塩はきわめて安定であ
るために、通常の条件では再生することが困難であり、
NOx 浄化活性が徐々に低下するという不具合があった。
起因する硫黄酸化物（ SO2）が存在し、これが触媒上な
どで酸化されてSOx となる。そのためNOx 吸蔵還元型触
媒においては、NOx 吸蔵材とSOx とが反応して硫酸塩と
なり、硫酸塩となったNOx 吸蔵材はNOx 吸蔵能が消失し
てしまう。またNOx 吸蔵材の硫酸塩はきわめて安定であ
るために、通常の条件では再生することが困難であり、
NOx 浄化活性が徐々に低下するという不具合があった。
【０００５】また三元触媒においても、ストイキ雰囲気
でSO2 がSOx となり、そのSOx が担体であるアルミナに
吸着し、担持されている貴金属を覆ってしまうため活性
が低下するという不具合があった。もちろんNOx 吸蔵還
元型触媒においても、この現象は起きている。
でSO2 がSOx となり、そのSOx が担体であるアルミナに
吸着し、担持されている貴金属を覆ってしまうため活性
が低下するという不具合があった。もちろんNOx 吸蔵還
元型触媒においても、この現象は起きている。
【０００６】SOx によるこれらの問題は、まとめて硫黄
被毒と称されている。
被毒と称されている。
【０００７】そこで硫黄被毒を解消して触媒活性を再生
するために、従来より種々の再生方法が行われている。
例えば特許 2605580号には、酸素濃度が低いリッチガス
を導入してSOx を還元脱離する方法が記載されている。
この方法では、温度が高い方がSOx が放出されやすいこ
ともわかっている。また特開平8-061052号公報には、触
媒を 800〜 900℃に加熱して硫黄被毒したNOx 吸蔵材か
らSOx を放出させる方法が記載されている。さらに特開
平2000−230447号公報には、COなどの還元ガスを多量に
供給することで再生温度を低下できることが開示されて
いる。
するために、従来より種々の再生方法が行われている。
例えば特許 2605580号には、酸素濃度が低いリッチガス
を導入してSOx を還元脱離する方法が記載されている。
この方法では、温度が高い方がSOx が放出されやすいこ
ともわかっている。また特開平8-061052号公報には、触
媒を 800〜 900℃に加熱して硫黄被毒したNOx 吸蔵材か
らSOx を放出させる方法が記載されている。さらに特開
平2000−230447号公報には、COなどの還元ガスを多量に
供給することで再生温度を低下できることが開示されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、硫黄被毒を
解消させるために触媒温度を高くすると、触媒が劣化し
やすいという問題が生じる。また自動車の使用時に触媒
温度を高くするには、点火角を多少遅らせて機関効率を
下げる方法などがあるが、この方法では運転時のフィー
リングが極端に悪化するという問題がある。
解消させるために触媒温度を高くすると、触媒が劣化し
やすいという問題が生じる。また自動車の使用時に触媒
温度を高くするには、点火角を多少遅らせて機関効率を
下げる方法などがあるが、この方法では運転時のフィー
リングが極端に悪化するという問題がある。
【０００９】またCOガスなどの還元性ガスを導入する方
法では、還元性ガスを多量に導入して極端なリッチ雰囲
気としないと触媒の再生が困難である。そのため燃費が
悪化するという不具合が生じる。そしてリッチ雰囲気で
は触媒温度が低下するため、還元性ガスの酸化が益々困
難となり、有害な還元性ガスが排出されるという問題が
あった。
法では、還元性ガスを多量に導入して極端なリッチ雰囲
気としないと触媒の再生が困難である。そのため燃費が
悪化するという不具合が生じる。そしてリッチ雰囲気で
は触媒温度が低下するため、還元性ガスの酸化が益々困
難となり、有害な還元性ガスが排出されるという問題が
あった。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、触媒温度をそれほど高温とすることなく、
また燃費が悪化するのを抑制しつつ、硫黄被毒した触媒
を容易に再生することを目的とする。
ものであり、触媒温度をそれほど高温とすることなく、
また燃費が悪化するのを抑制しつつ、硫黄被毒した触媒
を容易に再生することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化用触媒の再生方法の特徴は、硫黄被毒に
より活性が低下した排ガス浄化用触媒を再生する方法で
あって、触媒にＡ／Ｆが15以上で燃焼された排ガスに相
当するリーンガスを導入し、その直後に触媒にＡ／Ｆが
12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを導入
することにある。
明の排ガス浄化用触媒の再生方法の特徴は、硫黄被毒に
より活性が低下した排ガス浄化用触媒を再生する方法で
あって、触媒にＡ／Ｆが15以上で燃焼された排ガスに相
当するリーンガスを導入し、その直後に触媒にＡ／Ｆが
12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを導入
することにある。
【００１２】上記再生方法において、触媒が多孔質担体
にNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなるNOx 吸蔵還元型
触媒の場合には、Ａ／Ｆが23以上で燃焼された排ガスに
相当するリーンガスを導入し、その直後に触媒にＡ／Ｆ
が12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを導
入することが望ましい。
にNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなるNOx 吸蔵還元型
触媒の場合には、Ａ／Ｆが23以上で燃焼された排ガスに
相当するリーンガスを導入し、その直後に触媒にＡ／Ｆ
が12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを導
入することが望ましい。
【００１３】そして本発明の排ガス制御方法の特徴は、
多孔質担体にNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなるNOx
吸蔵還元型触媒に流入する排ガスを制御する方法であっ
て、常時は空燃比（Ａ／Ｆ）が18以上で燃焼された排ガ
スに相当するリーンガスを導入し、Ａ／Ｆが23以上で燃
焼された排ガスに相当するリーンスパイクを間欠的に導
入するとともに、リーンスパイクの直後にＡ／Ｆが12以
下で燃焼された排ガスに相当するリッチスパイクを導入
することにある。
多孔質担体にNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなるNOx
吸蔵還元型触媒に流入する排ガスを制御する方法であっ
て、常時は空燃比（Ａ／Ｆ）が18以上で燃焼された排ガ
スに相当するリーンガスを導入し、Ａ／Ｆが23以上で燃
焼された排ガスに相当するリーンスパイクを間欠的に導
入するとともに、リーンスパイクの直後にＡ／Ｆが12以
下で燃焼された排ガスに相当するリッチスパイクを導入
することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】触媒の硫黄被毒の原因には、前述
したように、NOx 吸蔵材の硫酸塩化によるものと、アル
ミナなどの担体へのSOx の吸着によって貴金属が被覆さ
れてしまうことによるものとの二種類がある。前者の原
因によって硫黄被毒した触媒を再生するためには、NOx
吸蔵材の硫酸塩を分解してSOx を放出させる必要がある
が、その反応には貴金属による触媒反応を利用するのが
効果的である。しかし後者の原因によって貴金属の触媒
活性が低下していると、硫酸塩の分解反応も生じにくい
という悪循環がある。
したように、NOx 吸蔵材の硫酸塩化によるものと、アル
ミナなどの担体へのSOx の吸着によって貴金属が被覆さ
れてしまうことによるものとの二種類がある。前者の原
因によって硫黄被毒した触媒を再生するためには、NOx
吸蔵材の硫酸塩を分解してSOx を放出させる必要がある
が、その反応には貴金属による触媒反応を利用するのが
効果的である。しかし後者の原因によって貴金属の触媒
活性が低下していると、硫酸塩の分解反応も生じにくい
という悪循環がある。
【００１５】そこで本発明の再生方法では、硫黄被毒が
生じている触媒に先ずリーンガスを導入し、その直後に
リッチガスを導入している。リーンガスは酸素を多く含
んでいるので、例えば貴金属をPtとすれば、その酸素に
よって次式の反応が生じると考えられ、Ptの活性が回復
する。
生じている触媒に先ずリーンガスを導入し、その直後に
リッチガスを導入している。リーンガスは酸素を多く含
んでいるので、例えば貴金属をPtとすれば、その酸素に
よって次式の反応が生じると考えられ、Ptの活性が回復
する。
【００１６】PtＳ ＋ O2 → Pt ＋ SO2 しかしそのままリーンガスを導入し続けると、リーンガ
ス中に含まれるSOx によってNOx 吸蔵材の硫黄被毒が生
じる恐れがある。また高温酸化雰囲気では貴金属の粒成
長が生じやすく、活性点の減少によって活性が低下する
場合がある。そこで本発明の再生方法では、リーンガス
を導入した直後にリッチガスを導入している。これによ
りリーンガスを導入し続けることがないので、貴金属の
粒成長が抑制され活性の低下を防止することができる。
ス中に含まれるSOx によってNOx 吸蔵材の硫黄被毒が生
じる恐れがある。また高温酸化雰囲気では貴金属の粒成
長が生じやすく、活性点の減少によって活性が低下する
場合がある。そこで本発明の再生方法では、リーンガス
を導入した直後にリッチガスを導入している。これによ
りリーンガスを導入し続けることがないので、貴金属の
粒成長が抑制され活性の低下を防止することができる。
【００１７】そして三元触媒あるいは酸化触媒の場合に
は、リッチガスを導入することによって、アルミナなど
の担体に吸着していたSOx が脱離しやすくなり、硫黄被
毒が解消されて触媒が再生される。
は、リッチガスを導入することによって、アルミナなど
の担体に吸着していたSOx が脱離しやすくなり、硫黄被
毒が解消されて触媒が再生される。
【００１８】またNOx 吸蔵還元型触媒の場合には、リッ
チガスを導入することによってNOx吸蔵材の硫酸塩が分
解しやすくなり、それに活性が回復した貴金属の触媒作
用が加わるため、NOx 吸蔵材の硫酸塩が容易に分解す
る。これによりNOx 吸蔵能が回復し、触媒が再生され
る。
チガスを導入することによってNOx吸蔵材の硫酸塩が分
解しやすくなり、それに活性が回復した貴金属の触媒作
用が加わるため、NOx 吸蔵材の硫酸塩が容易に分解す
る。これによりNOx 吸蔵能が回復し、触媒が再生され
る。
【００１９】例えば三元触媒の場合には、通常はＡ／Ｆ
が14.6近傍のストイキ雰囲気で燃焼された排ガスが導入
されている。そこで本発明では、先ずＡ／Ｆが15以上で
燃焼された排ガスに相当するリーンガスを導入する。Ａ
／Ｆが15未満で燃焼された排ガスに相当するリーンガス
では、長時間の処理でなければ貴金属の活性の回復が困
難となり、その場合はリーンガス中のSOx によって再び
硫黄被毒されてしまう。したがってリーンガスはＡ／Ｆ
が15以上、より好ましくは25以上の高酸素濃度で短時間
（数ミリ秒〜 0.5秒程度）導入するのが望ましい。リー
ンガスを導入する時間がこれより長くなると、貴金属に
粒成長が生じて活性が低下してしまう。なおリーンガス
のＡ／Ｆの上限は特に制限されず、大気を直接導入する
こともできる。
が14.6近傍のストイキ雰囲気で燃焼された排ガスが導入
されている。そこで本発明では、先ずＡ／Ｆが15以上で
燃焼された排ガスに相当するリーンガスを導入する。Ａ
／Ｆが15未満で燃焼された排ガスに相当するリーンガス
では、長時間の処理でなければ貴金属の活性の回復が困
難となり、その場合はリーンガス中のSOx によって再び
硫黄被毒されてしまう。したがってリーンガスはＡ／Ｆ
が15以上、より好ましくは25以上の高酸素濃度で短時間
（数ミリ秒〜 0.5秒程度）導入するのが望ましい。リー
ンガスを導入する時間がこれより長くなると、貴金属に
粒成長が生じて活性が低下してしまう。なおリーンガス
のＡ／Ｆの上限は特に制限されず、大気を直接導入する
こともできる。
【００２０】そしてリーンガスが導入された直後に、Ａ
／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガス
を導入する。ここでいう直後とは、数百ミリ秒〜数ミリ
秒をいい、きわめて短時間とすることが望ましい。この
時間が長くなると、触媒への硫黄の再吸着が起こり好ま
しくない。リッチガスを導入する時間は少なくとも 0.1
秒以上であればよいが、この時間があまり長くなると排
出される有害成分の量が増えるとともに燃費が悪化する
ので２秒以下とすることが望ましい。またＡ／Ｆが13を
超えるリッチ条件で燃焼された排ガスに相当するリッチ
ガスでは、担体に吸着されているSOx の脱離が困難とな
る。したがってＡ／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相
当するリッチガスとする。なおリッチガスのリッチ雰囲
気の上限は特に制限されないが、還元成分の量が過剰と
なって排出される有害成分の量が増えるとともに燃費も
悪化するので、Ａ／Ｆが10程度とするのが望ましい。
／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガス
を導入する。ここでいう直後とは、数百ミリ秒〜数ミリ
秒をいい、きわめて短時間とすることが望ましい。この
時間が長くなると、触媒への硫黄の再吸着が起こり好ま
しくない。リッチガスを導入する時間は少なくとも 0.1
秒以上であればよいが、この時間があまり長くなると排
出される有害成分の量が増えるとともに燃費が悪化する
ので２秒以下とすることが望ましい。またＡ／Ｆが13を
超えるリッチ条件で燃焼された排ガスに相当するリッチ
ガスでは、担体に吸着されているSOx の脱離が困難とな
る。したがってＡ／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相
当するリッチガスとする。なおリッチガスのリッチ雰囲
気の上限は特に制限されないが、還元成分の量が過剰と
なって排出される有害成分の量が増えるとともに燃費も
悪化するので、Ａ／Ｆが10程度とするのが望ましい。
【００２１】またNOx 吸蔵還元型触媒は、Ａ／Ｆが18〜
22でのリーン燃焼の間に、間欠的にＡ／Ｆが13程度のリ
ッチスパイクが導入される排ガス制御下で用いられてい
る。そこで本発明の再生方法では、NOx 吸蔵還元型触媒
の場合には、Ａ／Ｆが23以上で燃焼された排ガスに相当
するオーバーリーンガスを導入する。Ａ／Ｆが23未満で
燃焼された排ガスに相当するオーバーリーンガスでは、
長時間の処理でなければ貴金属の活性の回復が困難とな
り、その場合は貴金属に粒成長が生じて活性が低下して
しまう。したがってオーバーリーンガスはＡ／Ｆが23以
上、より好ましくは25以上の高酸素濃度で短時間（数ミ
リ秒〜１秒程度）導入するのが望ましい。なおオーバー
リーンガスのＡ／Ｆの上限は特に制限されず、大気を直
接導入することも好ましい。
22でのリーン燃焼の間に、間欠的にＡ／Ｆが13程度のリ
ッチスパイクが導入される排ガス制御下で用いられてい
る。そこで本発明の再生方法では、NOx 吸蔵還元型触媒
の場合には、Ａ／Ｆが23以上で燃焼された排ガスに相当
するオーバーリーンガスを導入する。Ａ／Ｆが23未満で
燃焼された排ガスに相当するオーバーリーンガスでは、
長時間の処理でなければ貴金属の活性の回復が困難とな
り、その場合は貴金属に粒成長が生じて活性が低下して
しまう。したがってオーバーリーンガスはＡ／Ｆが23以
上、より好ましくは25以上の高酸素濃度で短時間（数ミ
リ秒〜１秒程度）導入するのが望ましい。なおオーバー
リーンガスのＡ／Ｆの上限は特に制限されず、大気を直
接導入することも好ましい。
【００２２】そしてオーバーリーンガスが導入された直
後に、Ａ／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリ
ッチガスを導入する。ここでいう直後とは、数百ミリ秒
〜数ミリ秒をいい、きわめて短時間とすることが望まし
い。この時間が長くなると、触媒への硫黄の再吸着が起
こり好ましくない。リッチガスを導入する時間は少なく
とも 0.1秒以上であればよいが、この時間があまり長く
なると排出される有害成分の量が増えるとともに燃費が
悪化するので２秒以下とすることが望ましい。またＡ／
Ｆが13を超えるリッチ条件で燃焼された排ガスに相当す
るリッチガスでは、NOx 吸蔵材の硫酸塩の分解が困難と
なり再生に長時間必要となるため、排出される有害成分
の量が増えるとともに燃費が悪化する。
後に、Ａ／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリ
ッチガスを導入する。ここでいう直後とは、数百ミリ秒
〜数ミリ秒をいい、きわめて短時間とすることが望まし
い。この時間が長くなると、触媒への硫黄の再吸着が起
こり好ましくない。リッチガスを導入する時間は少なく
とも 0.1秒以上であればよいが、この時間があまり長く
なると排出される有害成分の量が増えるとともに燃費が
悪化するので２秒以下とすることが望ましい。またＡ／
Ｆが13を超えるリッチ条件で燃焼された排ガスに相当す
るリッチガスでは、NOx 吸蔵材の硫酸塩の分解が困難と
なり再生に長時間必要となるため、排出される有害成分
の量が増えるとともに燃費が悪化する。
【００２３】このリッチガスを導入する条件は、従来の
リッチスパイクと同様とすることができ、従来のリッチ
スパイクを本発明の再生方法のリッチガスの導入に代え
ることができる。
リッチスパイクと同様とすることができ、従来のリッチ
スパイクを本発明の再生方法のリッチガスの導入に代え
ることができる。
【００２４】そこで本発明の排ガス制御方法では、NOx
吸蔵還元型触媒に対して、常時はＡ／Ｆが18以上で燃焼
された排ガスに相当するリーンガスを導入し、Ａ／Ｆが
23以上で燃焼された排ガスに相当するリーンスパイクを
間欠的に導入するとともに、リーンスパイクの直後にＡ
／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチスパ
イクを導入している。したがってリーンガスの導入中に
貴金属がSOx で覆われ、かつNOx 吸蔵材が硫酸塩化した
としても、リーンスパイクによって貴金属の活性が回復
し、リッチスパイク時に活性が回復した貴金属の触媒作
用によってNOx吸蔵材の硫酸塩が分解するので、硫黄被
毒した触媒が再生される。この繰り返しにより触媒は再
生され続けるので、長期間使用しても硫黄被毒すること
なく安定した浄化活性が発現される。
吸蔵還元型触媒に対して、常時はＡ／Ｆが18以上で燃焼
された排ガスに相当するリーンガスを導入し、Ａ／Ｆが
23以上で燃焼された排ガスに相当するリーンスパイクを
間欠的に導入するとともに、リーンスパイクの直後にＡ
／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチスパ
イクを導入している。したがってリーンガスの導入中に
貴金属がSOx で覆われ、かつNOx 吸蔵材が硫酸塩化した
としても、リーンスパイクによって貴金属の活性が回復
し、リッチスパイク時に活性が回復した貴金属の触媒作
用によってNOx吸蔵材の硫酸塩が分解するので、硫黄被
毒した触媒が再生される。この繰り返しにより触媒は再
生され続けるので、長期間使用しても硫黄被毒すること
なく安定した浄化活性が発現される。
【００２５】リーンスパイクは、上記したと同様の理由
により、Ａ／Ｆが23以上、より好ましくは25以上の高酸
素濃度で短時間（数ミリ秒〜１秒程度）導入することが
望ましい。またリッチスパイクは従来のNOx 吸蔵還元型
触媒の使用時のリッチスパイクと同様とすることがで
き、Ａ／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッ
チガスを 0.1〜２秒程度導入すればよい。
により、Ａ／Ｆが23以上、より好ましくは25以上の高酸
素濃度で短時間（数ミリ秒〜１秒程度）導入することが
望ましい。またリッチスパイクは従来のNOx 吸蔵還元型
触媒の使用時のリッチスパイクと同様とすることがで
き、Ａ／Ｆが12以下で燃焼された排ガスに相当するリッ
チガスを 0.1〜２秒程度導入すればよい。
【００２６】またＡ／Ｆが18以上で燃焼された排ガスに
相当するリーンガスを１〜10分間導入する毎に、リーン
スパイク及びリッチスパイクを導入するのが望ましい。
リーンガスを導入する時間がこれより短いと燃費が悪化
するとともにHC及びCOの浄化率が低下し、この時間がこ
れより長くなるとNOx の吸蔵量が飽和するためにNOxが
排出されるようになる。このモードで繰り返すことによ
り、有害成分を効率よく浄化でき、かつ触媒を効率よく
再生することで硫黄被毒を防止することができる。
相当するリーンガスを１〜10分間導入する毎に、リーン
スパイク及びリッチスパイクを導入するのが望ましい。
リーンガスを導入する時間がこれより短いと燃費が悪化
するとともにHC及びCOの浄化率が低下し、この時間がこ
れより長くなるとNOx の吸蔵量が飽和するためにNOxが
排出されるようになる。このモードで繰り返すことによ
り、有害成分を効率よく浄化でき、かつ触媒を効率よく
再生することで硫黄被毒を防止することができる。
【００２７】なおＡ／Ｆが23以上で燃焼された排ガスに
相当するリーンスパイクを導入するには、混合気を調整
してもよいが、触媒に大気を直接導入することもでき
る。大気を導入する方法であれば、混合気の調整の手間
が不要となり、単純な装置とすることができる。また混
合気を調整するには、燃料噴射量の調整あるいは空気量
の調整によって行うことができ、複数の気筒のいくつか
に外気を直接取り入れて排ガスの雰囲気を調整すること
で行うこともできる。
相当するリーンスパイクを導入するには、混合気を調整
してもよいが、触媒に大気を直接導入することもでき
る。大気を導入する方法であれば、混合気の調整の手間
が不要となり、単純な装置とすることができる。また混
合気を調整するには、燃料噴射量の調整あるいは空気量
の調整によって行うことができ、複数の気筒のいくつか
に外気を直接取り入れて排ガスの雰囲気を調整すること
で行うこともできる。
【００２８】そして本発明の再生方法及び排ガス制御方
法によれば、高酸素濃度のオーバーリーンガスあるいは
リーンスパイクを導入するために、触媒表面の温度が上
昇する。そのため担体及びNOx 吸蔵材からのSOx の脱離
が促進されるとともに、カリウムなどのNOx 吸蔵材の場
合には酸化カリウムとして蒸気圧が上昇して微結晶化す
る効果も発現され、再生効率がさらに促進される。
法によれば、高酸素濃度のオーバーリーンガスあるいは
リーンスパイクを導入するために、触媒表面の温度が上
昇する。そのため担体及びNOx 吸蔵材からのSOx の脱離
が促進されるとともに、カリウムなどのNOx 吸蔵材の場
合には酸化カリウムとして蒸気圧が上昇して微結晶化す
る効果も発現され、再生効率がさらに促進される。
【００２９】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
【００３０】コージェライトから形成されたハニカム形
状のモノリス基材（ 1.3Ｌ）にアルミナコート層が 190
ｇ／Ｌ形成され、そのアルミナコート層に 1.0ｇ／Ｌの
Ptと、 0.2モル／ＬのBa及び 0.1モル／ＬのＫが担持さ
れたNOx 吸蔵還元型触媒を用意した。
状のモノリス基材（ 1.3Ｌ）にアルミナコート層が 190
ｇ／Ｌ形成され、そのアルミナコート層に 1.0ｇ／Ｌの
Ptと、 0.2モル／ＬのBa及び 0.1モル／ＬのＫが担持さ
れたNOx 吸蔵還元型触媒を用意した。
【００３１】この触媒を排気量1800ccの自動車の排気系
に装着し、硫黄分を 30ppm含有するレギュラーガソリン
を燃料として、リーン・ストイキが混在した条件にて30
00Km走行する耐久試験を行った。
に装着し、硫黄分を 30ppm含有するレギュラーガソリン
を燃料として、リーン・ストイキが混在した条件にて30
00Km走行する耐久試験を行った。
【００３２】（実施例１）耐久試験後の上記触媒を搭載
した自動車において、燃料噴射量を調整することによっ
て、図１に示すように先ずＡ／Ｆ＝25のリーンスパイク
を１秒間導入し、その直後にＡ／Ｆ＝10のリッチスパイ
クを１秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝22のリーンガスを８
秒間導入する制御を５回繰り返し、その後10秒間Ａ／Ｆ
＝22のリーンガスを導入する再生処理を行った。
した自動車において、燃料噴射量を調整することによっ
て、図１に示すように先ずＡ／Ｆ＝25のリーンスパイク
を１秒間導入し、その直後にＡ／Ｆ＝10のリッチスパイ
クを１秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝22のリーンガスを８
秒間導入する制御を５回繰り返し、その後10秒間Ａ／Ｆ
＝22のリーンガスを導入する再生処理を行った。
【００３３】この再生処理中のCO浄化率と燃料消費量を
測定し、結果を表１に示す。
測定し、結果を表１に示す。
【００３４】上記再生処理後に、上記自動車を40km/hと
70km/hの速度で定常走行させ、Ａ／Ｆ＝22のリーンバー
ン運転とストイキ運転を交互に切り替えながら、触媒の
入口側及び出口側のガス中のNOx 濃度を測定した。触媒
入りガス温度は、それぞれ 300℃及び 400℃である。そ
して次式によりNOx 浄化率を算出し、結果を表１に示
す。
70km/hの速度で定常走行させ、Ａ／Ｆ＝22のリーンバー
ン運転とストイキ運転を交互に切り替えながら、触媒の
入口側及び出口側のガス中のNOx 濃度を測定した。触媒
入りガス温度は、それぞれ 300℃及び 400℃である。そ
して次式によりNOx 浄化率を算出し、結果を表１に示
す。
【００３５】NOx 浄化率 (%)＝ 100×（入口側NOx 量−
出口側NOx 量）／入口側NOx 量 （実施例２）耐久試験後の上記触媒を搭載した自動車に
おいて、図２に示すように先ずＡ／Ｆ＝∞のオーバーリ
ーンスパイクを１秒間導入し、その直後にＡ／Ｆ＝10の
リッチスパイクを１秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝22のリ
ーンガスを８秒間導入する制御を５回繰り返し、その後
10秒間Ａ／Ｆ＝22のリーンガスを導入する再生処理を行
った。ここでオーバーリーンスパイクは、触媒の上流側
の排ガス流路に空気取り込み口を設け、その空気取り込
み口から大気を導入することによって行った。
出口側NOx 量）／入口側NOx 量 （実施例２）耐久試験後の上記触媒を搭載した自動車に
おいて、図２に示すように先ずＡ／Ｆ＝∞のオーバーリ
ーンスパイクを１秒間導入し、その直後にＡ／Ｆ＝10の
リッチスパイクを１秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝22のリ
ーンガスを８秒間導入する制御を５回繰り返し、その後
10秒間Ａ／Ｆ＝22のリーンガスを導入する再生処理を行
った。ここでオーバーリーンスパイクは、触媒の上流側
の排ガス流路に空気取り込み口を設け、その空気取り込
み口から大気を導入することによって行った。
【００３６】この再生処理中のCO浄化率と燃料消費量を
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
【００３７】（比較例１）耐久試験後の上記触媒を搭載
した自動車において、図３に示すようにＡ／Ｆ＝10のリ
ッチスパイクを10秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝14.6のス
トイキガスを50秒間導入する制御を１回行う再生処理を
行った。
した自動車において、図３に示すようにＡ／Ｆ＝10のリ
ッチスパイクを10秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝14.6のス
トイキガスを50秒間導入する制御を１回行う再生処理を
行った。
【００３８】この再生処理中のCO浄化率と燃料消費量を
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
【００３９】（比較例２）耐久試験後の上記触媒を搭載
した自動車において、図４に示すようにＡ／Ｆ＝10のリ
ッチスパイクを２秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝14.6のス
トイキガスを８秒間導入する制御を５回繰り返し、その
後10秒間Ａ／Ｆ＝14.6のストイキガスを導入する再生処
理を行った。
した自動車において、図４に示すようにＡ／Ｆ＝10のリ
ッチスパイクを２秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝14.6のス
トイキガスを８秒間導入する制御を５回繰り返し、その
後10秒間Ａ／Ｆ＝14.6のストイキガスを導入する再生処
理を行った。
【００４０】この再生処理中のCO浄化率と燃料消費量を
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
【００４１】（比較例３）耐久試験後の上記触媒を搭載
した自動車において、図５に示すようにＡ／Ｆ＝10のリ
ッチスパイクを２秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝22のリー
ンガスを８秒間導入する制御を５回繰り返し、その後10
秒間Ａ／Ｆ＝22のリーンガスを導入する再生処理を行っ
た。
した自動車において、図５に示すようにＡ／Ｆ＝10のリ
ッチスパイクを２秒間導入し、次いでＡ／Ｆ＝22のリー
ンガスを８秒間導入する制御を５回繰り返し、その後10
秒間Ａ／Ｆ＝22のリーンガスを導入する再生処理を行っ
た。
【００４２】この再生処理中のCO浄化率と燃料消費量を
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
測定し、結果を表１に示す。そして再生処理後に、実施
例１と同様にしてNOx 浄化率を測定し、結果を表１に示
す。
【００４３】＜評価＞
【００４４】
【表１】
【００４５】表１において、燃料消費量は比較例１の燃
料消費量を基準とした相対値で示している。
料消費量を基準とした相対値で示している。
【００４６】表１より、実施例１及び実施例２の再生方
法で再生された触媒は、各比較例に比べてきわめて高い
再生処理中のCO浄化率とNOx 浄化率を示し、燃料消費量
も少ないことがわかる。これは触媒の活性が高いことを
意味し、硫黄被毒が解消されていることを意味してい
る。すなわちＡ／Ｆが25以上のリーンスパイクを導入し
た後に１秒という短時間のリッチスパイクを導入するこ
とによって、触媒の再生が促進されていることが明らか
である。
法で再生された触媒は、各比較例に比べてきわめて高い
再生処理中のCO浄化率とNOx 浄化率を示し、燃料消費量
も少ないことがわかる。これは触媒の活性が高いことを
意味し、硫黄被毒が解消されていることを意味してい
る。すなわちＡ／Ｆが25以上のリーンスパイクを導入し
た後に１秒という短時間のリッチスパイクを導入するこ
とによって、触媒の再生が促進されていることが明らか
である。
【００４７】また実施例２の方が実施例１より高いNOx
浄化率を示し、リーンスパイクにはＡ／Ｆ＝∞の大気を
導入する方が好ましいこともわかる。このとき触媒中へ
流入する酸素量が実施例１と比較して増加することによ
り、CO浄化率も高くなっている。
浄化率を示し、リーンスパイクにはＡ／Ｆ＝∞の大気を
導入する方が好ましいこともわかる。このとき触媒中へ
流入する酸素量が実施例１と比較して増加することによ
り、CO浄化率も高くなっている。
【００４８】そして比較例３はほぼ従来の排ガス制御方
法に相当するが、比較例３と実施例１，２を比べると、
実施例ではNOx 浄化率が向上するとともに燃費が大幅に
向上している。したがって実施例の再生方法の排ガス制
御を繰り返し行えば、硫黄被毒した触媒は直ちに再生さ
れるため高い活性を長期間維持することができ、しかも
燃費が大幅に向上し、再生中にCOなどの有害なガスが排
出されないという格別の効果が得られる。
法に相当するが、比較例３と実施例１，２を比べると、
実施例ではNOx 浄化率が向上するとともに燃費が大幅に
向上している。したがって実施例の再生方法の排ガス制
御を繰り返し行えば、硫黄被毒した触媒は直ちに再生さ
れるため高い活性を長期間維持することができ、しかも
燃費が大幅に向上し、再生中にCOなどの有害なガスが排
出されないという格別の効果が得られる。
【００４９】
【発明の効果】すなわち本発明の再生方法及び排ガス制
御方法によれば、貴金属の粒成長を抑制しつつ硫黄被毒
した触媒を容易に再生することができるので、高い浄化
率を長期間維持することができ、かつ燃費も向上する。
また再生処理中に有害なガスが排出されることもない。
御方法によれば、貴金属の粒成長を抑制しつつ硫黄被毒
した触媒を容易に再生することができるので、高い浄化
率を長期間維持することができ、かつ燃費も向上する。
また再生処理中に有害なガスが排出されることもない。
【図１】本発明の一実施例の再生方法を説明するタイム
チャートである。
チャートである。
【図２】本発明の第２の実施例の再生方法を説明するタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図３】比較例１の再生方法を説明するタイムチャート
である。
である。
【図４】比較例２の再生方法を説明するタイムチャート
である。
である。
【図５】比較例３の再生方法を説明するタイムチャート
である。
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） Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ 3/24 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｈ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＫ Ｆターム(参考） 3G091 AA12 AA17 AB06 BA11 BA14 CA22 FB10 FB12 GB02Y GB03Y GB06W GB17X 3G301 HA15 HA18 JA02 JA26 NE13 NE15 4D048 AA06 AB02 AB07 BA03X BA10X BA14X BA15X BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA41X BB02 BC01 BD02 DA01 DA03 DA20 EA04 4G069 AA03 AA10 BA01A BA01B BA13A BA13B BB02A BB02B BC03A BC03B BC13A BC13B BC69A BC75B CA03 CA08 CA13 EA19 GA02
Claims (3)
- 【請求項１】 硫黄被毒により活性が低下した排ガス浄
化用触媒を再生する方法であって、触媒に空燃比（Ａ／
Ｆ）が15以上で燃焼された排ガスに相当するリーンガス
を導入し、その直後に該触媒に空燃比（Ａ／Ｆ）が12以
下で燃焼された排ガスに相当するリッチガスを導入する
ことを特徴とする排ガス浄化用触媒の再生方法。 - 【請求項２】 前記触媒が多孔質担体にNOx 吸蔵材と貴
金属とを担持してなるNOx 吸蔵還元型触媒であって、空
燃比（Ａ／Ｆ）が23以上で燃焼された排ガスに相当する
リーンガスを導入し、その直後に該触媒に空燃比（Ａ／
Ｆ）が12以下で燃焼された排ガスに相当するリッチガス
を導入することを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄
化用触媒の再生方法。 - 【請求項３】 多孔質担体にNOx 吸蔵材と貴金属とを担
持してなるNOx 吸蔵還元型触媒に流入する排ガスを制御
する方法であって、常時は空燃比（Ａ／Ｆ）が18以上で
燃焼された排ガスに相当するリーンガスを導入し、空燃
比（Ａ／Ｆ）が23以上で燃焼された排ガスに相当するリ
ーンスパイクを間欠的に導入するとともに、該リーンス
パイクの直後に空燃比（Ａ／Ｆ）が12以下で燃焼された
排ガスに相当するリッチスパイクを導入することを特徴
とする排ガス制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001108479A JP4496453B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | 排ガス浄化用触媒の再生方法及び排ガス制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001108479A JP4496453B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | 排ガス浄化用触媒の再生方法及び排ガス制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002303176A true JP2002303176A (ja) | 2002-10-18 |
| JP4496453B2 JP4496453B2 (ja) | 2010-07-07 |
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ID=18960606
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001108479A Expired - Fee Related JP4496453B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | 排ガス浄化用触媒の再生方法及び排ガス制御方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4496453B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013011597A1 (ja) | 2011-07-15 | 2013-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| WO2013154201A2 (en) | 2012-04-10 | 2013-10-17 | Kao Corporation | Method for improving solubility of alkaline protease |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2000002138A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2000064822A (ja) * | 1998-08-13 | 2000-02-29 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2000230447A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-22 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| JP2000350934A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-19 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 |
| JP2000352308A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2001070754A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-21 | Mitsubishi Motors Corp | 希薄燃焼内燃機関の排気浄化装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3030412B2 (ja) * | 1994-06-17 | 2000-04-10 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃エンジンの排気浄化触媒装置 |
-
2001
- 2001-04-06 JP JP2001108479A patent/JP4496453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2605580B2 (ja) * | 1993-06-10 | 1997-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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| US9297288B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-03-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system for internal combustion engine |
| WO2013154201A2 (en) | 2012-04-10 | 2013-10-17 | Kao Corporation | Method for improving solubility of alkaline protease |
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|---|---|
| JP4496453B2 (ja) | 2010-07-07 |
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