JP2002531762A - 微粒子抑制における改良 - Google Patents

微粒子抑制における改良

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Abstract

(57)【要約】 炭化水素を効果的に酸化する第１の触媒（２０）と、ＮＯをＮＯ２に効果的に転換する第２の触媒（２２）と、微粒子のトラップ（２４）であって、このトラップ上でＮＯ２で微粒子を燃焼しうるものと、必要に応じて吸収剤（２６）とを含んでなる、特に、ディゼルエンジンからの、排気ガスのアフター処理のための改良されたシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、エミショッンコントロール、特に、ディゼルエンジンおよび他のリ
ーンバーンエンジンのような内燃機関のエミッションコントロールにおける改良
に関する。
【０００２】 リーンバーンエンジンは、酸素存在下でＮＯｘエミッションを減少することが
困難であるとの問題がある。圧縮着火（「ディーゼル」）エンジンおよびガソリ
ンエンジンのいくつかのタイプは、可燃性の微粒子（「煤」）を排出する。エン
ジン設計、燃料供給手段、および排気ガス再循環のような装置は、エンジン外の
、ＮＯｘレベルを減少することができるけれども、現在の制限未満に、例えば、
ヨーロッパ第ＩＶステージレギュレーションで規定されているように期待される
制限未満に、ＮＯｘと煤の両方を減少させうことは困難な状態である。
【０００３】 この困難性は排気ガス温度が非常に低い場合、例えばライトデューティーター
ボチャージャー直噴ディーゼルエンジン、特に、ＥＧＲに適用させたようなもの
、または一般的にライトデューティー、のようなエンジン設計に帰着されるもの
と思われる。
【０００４】 しかしながら、乗り物（車両）、海上船舶、固定動力源として世界中に使用さ
れている非常に多くの自然吸気型ディーゼルエンジンがある。多くの現在のエン
ジン設計はターボチャージャーを用いているけれども、膨大な数の自然吸気エン
ジンがあり、そしてこのことは近い将来問題となろう。また、特に、日本を包含
するいくつかの国々においては、ターボチャージャーの性能向上は、やりがいの
あるものと認められていないし、かつ、実際にいくつかの市場では、ターボチャ
ージャーは、設計または再設計するトラックまたはバスの間では最近のエンジン
から除外されている、ことが言及されている。全てのディゼルエンジンは煤を発
生しするが、しかし自然吸気エンジンからの煤は「湿潤の」煤であり、これは粒
子中に吸着される熟考すべき割合の炭化水素を保持する。現在、煤上に吸収され
た炭化水素の種については健康に配慮することがある。本願発明の別の態様は、
自然吸気ディーゼル（圧縮着火）エンジンでの特別な用途を有するものであるが
、そのような微粒子を発生する他のエンジン設計において、用途をまた見出すこ
とができる。
【０００５】 特にディゼル排気の効果的な処理の一つとして、「連続再生トラップ」（「Ｃ
ＲＴ）」がジョンソンマッセイＰＬＣから市販されている。ＥＰ−Ａ−０３４１
８３２号公報に開示されているＣＲＴシステムでは、酸化触媒が排気中のＮＯを
ＮＯ２に転換し、ＮＯ２に富んだガスがフィルター中を通過して、かつ、そのＮ
Ｏ２が煤との燃焼を容易に引き起こし、これによって連続的なフィルターの再生
と目詰まりを防止するものである。ＣＲＴは特に、バス、大型トラックに用いら
れている、いわゆるヘビーデューティーディーゼルエンジンに適したものであり
、これらは、一般的に排気ガス温度が比較的に高いものである。
【０００６】 例えば、車、ライトトラックなどの、ライトデューティー用途として使用され
ているターボチャージャー直噴エンジンの場合には、排気ガスが比較的に低く、
これにその他の要因が一緒になって、ＣＲＴシステムはヘビーデューティーエン
ジンに用いた場合と比較してその効果が幾分劣るものとなる。
【０００７】 本発明はＯ２と、ＮＯｘと、未燃焼炭化水素（「ＨＣ」）と、ＣＯと、および
煤とを含有する内燃機関の排気ガスを処理する方法を提供するものであり、その
方法は、 ｉ．ＨＣの実質的な一部を、可能な限りＮＯをＮＯ２とするいつかの酸化によ
り、酸化し、 ｉｉ．工程ｉの生産物を処理して、ＮＯをＮＯ２に酸化し、 iii．煤を捕集し、 iv．ＮＯ２および可能な限り工程ｉと工程ｉｉとの後に残余したＯ２との反応に
より、捕集した煤を燃焼することを含んでなるものである。
【０００８】 本発明はまた、そのような内燃機関の排気ガスを処理するためのシステムを提
供するものであり、そのシステムは、 エンジン排気を受け取るものであり、かつ、その場で特にＨＣを酸化すること
を効果的に促進するものである第１の触媒と、 ｉｉ．第１の触媒の生産物を受け取るものであり、かつ、ＮＯをＮＯ２に酸化
することを効果的に促進するものである第２の触媒と、 ｉｉｉ．煤を効果的に捕集し、かつ、前記ＮＯ２と、前記第１の触媒の後に残
余したＯ２とにより燃焼するまで煤を保持してなる、フィルターとを含んでなる
ものである。
【０００９】 ガスは煤を含有するので、第１の触媒および第２の触媒は、微細固体粒子の通
過を許容する構造上に好適には支持される。この構造は好ましくは通路を通過し
うるものであり、例えば、少なくとも５０を有するハニカム、より可能であるな
ら、一般的に好ましくは１００−９００セル／ｉｎ２、より好ましくは１００−
４００セル／ｉｎ２である。
【００１０】 ハニカムは、構造的にセラミックまたは金属から構成されてよい。そのような
セラミックは、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、または例えばコージエラ
イトまたはシリコンカーバイドのような混合物であってよい。そのような金属は
例えばフェクラロイ（Fecralloy）のような再生スチールであってよい。そのよ
うな金属は１平方インチあたり多くの通路、例えば１２００まで付与することが
できる。代わりに、モノリス支持体をも可能であり、それはルーチン試験が要求
されるかまたはそれに従うことで、静電的な流動性混合物およそその他同種のも
のを包含する傾向にある。
【００１１】 支持体構造は触媒的な活性成分として高表面積の支持金属の被覆（「ウオッシ
ュコート」）を担持する。第１の触媒にあっては、実質的にＨＣを全て除去する
ことを効果的であるように、被覆およびこれらの成分は選択される。（それは、
通常、ＣＯをＣＯ２に酸化し得るであろうし、かつ、ＮＯをＮＯ２に酸化する程
度までにおこなわれるであろう）。ＮＯをＮＯ２に酸化する以前に気体状のＨＣ
を除去することは、そのようなＮＯの酸化を抑制する要因が除去されるものと、
我々は確信しているが、けれども我々はそのような説明にによって本発明が限定
して解釈されることを希望するものではない。ＮＯの一部が第１の触媒上でＮＯ ２ にに変換されうるけれども、未変換のＮＯが第２の触媒上でより効果的に変換
されてもよい。本発明の第２の態様によれば、「湿潤の」煤上に吸収されたＨＣ
は第１の触媒上で燃焼されるものである。
【００１２】 第１の触媒の効果は、ＮＯをＮＯ２に変換させる速度が過剰なＮＯ２を十分に
付与できるレベルで、第２触媒の入り口での温度を増加することであり、連続煤
燃焼反応もまた、そのとき早いものである。その結果、勿論、温度はＮＯ２形成
が制限された平衡での範囲であるべきではない。
【００１３】 本発明の第１の態様では、気体状のＨＣの反応のために、第１の触媒上で十分
な反応速度をうることが好ましい。その入り口温度は、好ましくはエンジン出口
に可能な限り近接したところでその触媒を配置することで最大にすることができ
る。従って、それは、典型的には、シリンダーブロック領域で、例えば必要であ
ればダーボチャージャーの前後で排気ガスマンニフォールド上に、配置してなる
。そのような温度上昇を獲得しまたは増加させるために、追加の燃料、例えばデ
ィーゼル燃料を第１の触媒の上流部に添加されてよく、その場で酸化されてよい
。代替的にまたは追加的に、エンジン入り口燃料注入プロファイルは、ＨＣ、ま
たは非常に都合のよいＣＯ、未燃焼排気ガス成分、を増加することを調整しても
よい。好ましくはガス温度の増加を測定はリーンガス組成物を供給するために継
続される。ＨＣおよび／またはＣＯの補強は連続的であっても、好ましくは断続
的にであっても良く、および適切な排気ガス条件の検出に基づいて決定されても
よい。しかしながら、達成させるために、第１の触媒段階での出口温度は好まし
くは少なくとも２００℃、そして例えば５００℃までである。
【００１４】 好ましくは、第１の触媒はＨＣおよびＣＯの酸化として非常に低い着火温度を
有するものである。これは、排気ガス温度が典型的に低い、例えばアイドリング
状態であるときに、エンジン操作サイクルの一部の時に、追加の効果といえる。
【００１５】 第２の態様によれば、第１の触媒は湿潤の煤の上に吸収されたある種の炭化水
素を酸化することが可能な成分を含有したものである。セリアの好適な形態は特
に示されるものであり、そしてそのような触媒は他の成分、好ましくは酸化物支
持材の上に分散された一以上の白金属金属触媒と同様なものを、含んでなるもの
であってもよく、それは、好ましくは、モノリス触媒支持体に担持されてなる。
【００１６】 第２の態様の特に好ましい第１の触媒は、セリア、またはセリアを包含する金
属酸化物ウォッシュコート上に分散された白金を含んでなるものである。白金担
持量は、２００ｇ／ｃｕｆｔまでであってよい。他の触媒または促進成分もまた
存在してもよい。セリアは白金触媒化アルミナまたは他の触媒の上にウォッシュ
コートとして存在していてもよい。
【００１７】 第２の触媒は第１の触媒と同様の組成物を有しても良いが、一方で、ＮＯをＮ
Ｏ２への反応、温度および空間速度、を非常に効果的にするために好ましくは設
計されてよく、例えば、二つの触媒は異なるものであってもよい。従って、ＨＣ
酸化およびＮＯ酸化の条件は独立的に最適化されてもよい。第２の触媒工程での
温度は、好ましくは１５０〜３５０℃である。（ＮＯの酸化は全く発熱のもので
はないので、入り口温度および出口温度の間はほとんど異ならない）。
【００１８】 触媒では、活性金属は一般的には白金属金属（「ＰＧＭ」）、特に、白金およ
び／またはパラジウム、必要に応じて、他のＰＧＭ、例えば、ロジウムを含んで
なる。触媒の正確な組成物はローカル要求に適合するように選択される。好まし
くは、これらは比較的高い（例えば１０−１５０ｇ／ｆｔ３）白金の担持量を有
し、必要に応じて、例えばロジウムまたはパラジウムのような触媒成分または触
媒促進成分を有してもよい。
【００１９】 フィルターは、過剰なバックプレッシャーを引き起こすことなく、煤を捕集す
ることが可能ないずれのものであってもよい。その詳しい仕様書は、特にエンジ
ン特性および適合されるべき規定に従って選択されるべきである。それは、セラ
ミック形態フィルター、セラミックファイバーフィルター、焼結金属またはワイ
ヤーフィルターのいずれも好適である。それは、排気ガス中で測定される煤の５
０−１００％、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは８５％、またはそ
れ以上の除去を提供するものである。フィルターがある種のエンジン操作条件下
で別の方法で無意味化しまたは妨害されうる状態を満たすために、安全装置バイ
パスまたは二段階フィルターがあってもよい。望ましい場合には、フィルターは
燃焼を支持する触媒化または一部触媒化されてもよい。様々な触媒は好適なもの
として知られており、これらはバナジウム、セリウム、およびＬａ／Ｃｓ／Ｖ酸
化物混合物の一またはそれ以上のものを包含してなり、そしてＰＧＭに支持され
ている。本発明は要求される場合、煤の初期燃焼の可能性、例えば、エンジン操
作条件が熟考する煤を発生しまたは発生したが、ガス温度が十分な燃焼温度に達
していない場合、例えば運転当初にフィルターの一部を電気加熱を加えることを
を包含する。煤は通常、炭素および／または重炭化水素であり、かつ、酸化炭素
および水蒸気に転換する。
【００２０】 低硫黄含有ディーゼル燃料、好ましくは５０ｐｐｍ未満、より好ましくは「Ｕ
ＳＬＤ」または１０ｐｐｍまたはそれ以下である超低級硫黄ディーゼル燃料を使
用することが好ましい。
【００２１】 本発明は本明細書において定義したシステムおよびエンジンの操作の方法と組
み合わせたエンジンをも提供するものである。
【００２２】 この組合せにあって、第１の態様において、第１の触媒は排気ガス源の近くに
配置されもよく、そこで最大限の簡便な温度および反応速度を操作することが得
られるものである。この触媒からの出口ガスは、第２の触媒に入る以前に、例え
ば非隔離されたまたは細分化されたパイプで冷却して行っても良い。
【００２３】 第２の態様の組合せでは、第１の触媒は好適には、第２の触媒とフィルターと
同じように、ハウジングまたは「缶」に接近して配置されてなるのが好ましい。
単一触媒モノリスまたは「ブリック」、第１の触媒を担持した端の一つ、および
第２の触媒を担持した他の端、適切な触媒設計および触媒製造技術を付与するこ
と、およびガス流速および空間速度が好適であるようにすること、を熟考するこ
とは可能である。
【００２４】 この組合せはＥＧＲのような手法を包含してもよい。
【００２５】 この組合せは、燃料組成物、エンジン入り口での空燃比、臨界段階での排気ガ
ス組成、圧力損失のいずれか一つのセンサーを包含してもよい。エンジン入り口
調整および／または燃料注入を用いる場合、その時は第１の触媒の後に、および
可能であればその触媒の前におよび／またはＮＯ酸化触媒の入り口に、温度セン
サーが好ましくは付与される。このコントロールシステムはまた、エンジン操作
情報を表示する手段と、センサーからのデータを効果的に評価するコンピュター
手段と、例えば、スター時、可変負荷、および変動機会を考慮して所望の操作条
件にエンジンを効果的に調整するコントロール抑制連結具と、そして希望する場
合、排気ガスに燃料を注入すること、をもまた包含してもよい。
【００２６】 好ましくは、エンジンは、ディゼルエンジン、けれども直噴ガソリンエンジン
を包含する他のエンジンは、また本発明において効果的なものである。エンジン
は、乗り物の動力源であってよく、または固定動力源または予備動力源であって
よい。第１の態様として最も有用なものは、先に本明細書で開示したように、ラ
イトデューティーエンジン、特に乗用車またはライトトラックまたはバンに用い
られる。一般的に、「ライト」は３５００ｋｇ乗用重量未満を意味する。これは
典型的にはシリンダー許容値が６．０リットルまでであり、かつ、出力が３００
ｋＷまでのものに対応する。本発明は他のデューティー用エンジンとして価値あ
る性能を有する。好ましくは、第２の態様が「ヘビーデューティー」エンジンに
適用される。
【００２７】 下記に説明することは、確信しえるものであるが、けれども我々は本発明の範
囲がこの理論によって制限されるものではないことを希望する。本発明の好まし
い態様のシステムおよび方法は第１の領域で炭化水素を燃焼しうるものであり、
第２の領域で十分なＮＯ２を発生させて、典型的なディーゼルエンジンの操作条
件下で、微粒子トラップで燃焼するのに、ＮＯ２と炭素との正しい平衡を付与す
る。
【００２８】 所望の場合、本発明は本発明のシステムに残存するガス中のＮＯｘを減少させ
るために追加の手段と組み合わせてもよく、それは、三元触媒型の触媒または還
元剤添加を包含するシステムを含んでなるＮＯｘ還元触媒と再生可能な吸収剤の
一または両者を含有するものである。そのような手段は一般的に知られている。
【００２９】 本発明の第１の態様は、添付した図面の関連において説明される。図１は、本
発明によるシステムの概要図である。図２はＨＣ存在下（従来技術）、ＨＣ不存
在下（本発明）での、ＮＯのＮＯ２への転換を比較したグラフである。
【００３０】 図１について言及すると、ライトデューティーターボチャージャー直噴ディー
ゼルエンジン（図中には示していない）が、その場でＨＣと煤とを含有する排気
を領域１４でのガスフローと一緒に結合してなる反応器１０および１２を含んで
なるシステムに向けて排出している。領域１４は、波線によって表されているが
、それは、結合が短くてもよいし、比較的に長くてもよい、例えばエンジン出口
で反応器１０に結合してもよく、および乗り物本体の下で反応器１２に結合して
もよい。そのような長い結合はそれ自体で冷却してもよいし、またはひれ領域を
包含してもよい。反応器１０は必要に応じてそれの入り口１６において分散スプ
レーインジェクター１８を包含してもよい。本質的には、ＨＣとＣＯとの酸化の
ための初期触媒の床２０を包含してもよく、床２０に入るガスのＨＣ成分はエン
ジンから排出されたＨＣであり、可能であれば１８で注入されるＨＣで増大され
てもよい。コントロール手段（図中に示していない）は１８でエンジン入り口と
ＨＣ注入を調整しているガス放出床２０の温度に応答して、十分急速なＨＣ酸化
を非常に満足しうる床２０の温度に保つ。
【００３１】 反応器１２はその入り口にＮＯをＮＯ２に酸化するための初期触媒の床２２を
含有する。床２２から放出されるガスは、ＮＯ２に富んでおり、それは煤フィル
ター２４を通過し、そこでは煤が捕集され、ＮＯ２とＯ２との反応により酸化さ
れる。床２２および２４は「ＣＲＴ」システムを構成している。ガス、現在実質
的に煤無しは、大気品質基準に適合するのであるならば大気中に放出してもよい
。必要に応じて、システムは同じ反応器または可能であれば別のもの、床２６、
ＮＯｘ吸収剤とにチャージされた、可能であるなら２４と２６との間に還元剤ま
たはアンモニアを、可能であるならＮＯｘをＮ２に還元するための触媒とを包含
してもよい。
【００３２】 システムの互いの床は、セラミックハニカムの形態であり、活性金属を担持し
たアルミナウォッシュコートと有するものである。
【実施例】
例１ 下記の組成物（ｖ／ｖ）を用いた合成排気ガス ＣＯ２ ４．５％ Ｈ２Ｏ ４．５％ Ｏ２ １２．０％ ＣＯ ２００ｐｐｍ ＮＯ ４００ｐｐｍ Ｃ３Ｈ６ ０または４００ｐｐｍまたは８００ｐｐｍ Ｎ２ 残部
【００３３】 これを、試験反応器に粒子形態でガンマーアルミナ触媒上に１％ｗ／ｗの白金
に、温度１５０℃と５００℃との間で通過させた。この反応器はハニカム上のア
ルミナウォッシュコートの白金を含有する排気触媒を意味するものとして知られ
ている。出口ガスの組成物は図２に示した通りである。
【００３４】 ４００ｐｐｍまたは８００ｐｐｍＨＣ（プロピレン）含有ガスのガスプロット
は、２００℃未満では非常に転換率が低いことを示している。しかしながら、炭
化水素不存在（床２０を除去して）では、１５０℃で転換率が２０％であり、２
００℃では転換率が８５％となっている。このことは、一度ＨＣ（Ｃ３Ｈ６）が
第１の酸化工程で除去され、ＮＯをＮＯ２への酸化が非常に完全に行われ、連続
工程でのＣＲＴで微粒子の燃焼に対して過剰のＮＯ２を与えることを証明してい
る。現在のライトデューティーディーゼルエンジン設計に適合した冷たい排気ガ
ス温度に関しては、実施的に２００℃未満の温度であっても実質的に転換は解消
されており、その結果、ガス状のＨＣは除去されるので、特に有用である。
【００３５】例２ ＥＧＲ付き、４シリンダーターボーチュージャー直噴ディーゼルエンジン２．
５リットル許容および約３０の空燃比（重量）で操作した排気ガスを図１の図面
に表したシステムの二つの触媒段階に供給した。入り口排気ガス組成（ｖ／ｖ）
は下記の通りであった。
【００３６】 ＣＯ２ ５．０％ Ｈ２Ｏ ４．９％ Ｏ２ １３．０％ ＣＯ ８００ｐｐｍ ＮＯ １００ｐｐｍ Ｎ２ 残部
【００３７】 触媒２０と触媒２２は４００ｃｐｓｉコージェライトハニカム上にアルミナ含
有ウォッシュコートに支持した白金属金属を含んでなるものであった。触媒２０
はターボチャージャーの後のエンジン排気マンニフォールドの外側にちょうど配
置し、触媒２２はアンダーフロアーの下流部１．０ｍであった。走行させるに当
たり、散布１８を用いてディーゼル燃料の注入を調整し、低いがしかしリーンま
での空燃比を与えた。比較走行を２０で、触媒成分を除く他の同様のウォッシュ
コートハニカムを用いて行った。走行は負荷レベルで行われ、２２入り口の測定
で、２２５℃〜３２５℃の範囲で温度を付与した。排出ガスをそれぞれ別個に測
定したＮＯ、および全ＮＯｘ、およびＮＯ２を分析した。下記の表は表示した温
度でのＮＯおよびＮＯ２の濃度を表したものである。
【００３８】 温度℃ ２２５℃ ２７５℃ ３２５℃ 窒素酸化物 ＮＯ ＮＯ２ ＮＯ ＮＯ２ ＮＯ ＮＯ２ 触媒 ８２ ５ ７８ ３６ ６８ ６３ 燃料なし 触媒なし ９６ １ ８０ １８ ７０ ５４ 触媒 ７１ ３ ７３ ３３ ８４ ４２ 燃料あり 触媒なし ６５ ３ ７８ ２６ ８８ ３６
【００３９】 添加燃料の存在において非常に低い温度を除いては、第１の工程触媒は実質的
に非常に高い濃度のＮＯ２を付与するので、フィルター２２上において捕集した
煤を非常に効率よく燃焼することを証明している。
【００４０】 本発明による第２の態様は下記の例によって示される。粒状形態での様々な酸
化触媒支持体を、初期の湿潤技術によって、Ｐｔ塩の水溶液を用いて、表１に表
したＰｔｗｔ％で含浸させた。粉末試料を９０℃で乾燥させた。すべての試料を
空気中で５００℃、３時間で焼結した。
【００４１】 試料を市販のディーゼルエンジン潤滑油を試料の１０ｗｔ％で含浸し、そして
物理的に混合してその油を吸収させた。熱重量分析および示差熱分析を約４０ｍ
ｇの試料に対して、空気雰囲気で用いるＳＴＡ１５００器械を使用して、斜温１
０℃／分で実行した。燃焼初期の温度を測定して、そしてＤＴＡピーク下での面
積（基本時間を表示して、かつ、試料重量の標準化した）を油燃焼対油蒸発の相
対的な測定値として与えた。試料の潤滑油のＴＧＡ／ＤＴＡプロットは、２４０
℃と４００℃との間で生じた蒸発と、４００℃で生じた燃焼とを示したものであ
った。セリアとＹ−アルミナの結果は下記の表１に示した通りであった。
【００４２】 表１ 例 試料 Ｐｔ担持 ＤＴＡ初期 ＤＴＡ （ｗｔ％） 温度（℃） ピーク面積 （μＶ−Ｓ／ｍｇ試料） １ Ｙ−アルミナ ０．０ ２２６ １０９８ ２ Ｙ−アルミナ ０．２５ ２０９ １１０８ ３ セリア ０．０ １３４ ２１０４ ４ セリア ０．００９ １３８ ２１６５ ５ セリア ０．０３７５ １４０ ２１２５ ６ セリア ０．２５ １３２ ２３６１
【００４３】 Ｙ−アルミナの両試料は、比較的高いＤＴＡ初期温度を有するが、しかしセリ
アの全ての試料はディーゼル排気ガスに一般的に適合した温度範囲で、非常に十
分な還元性を示している。全てのセリア系試料は低温度で炭化水素油の十分な燃
焼を示している。
【００４４】 追加試験を実質的に同様の方法で、しかしＹ−アルミナで触媒化したセリアお
よび白金の混合物に、油の１０ｗｔ％で含浸させたセリアおよびアルミナの一ま
たは両方を用いた。その結果は下記の表２に示した通りであった。
【００４５】 表２ ＮＯ 試料 Pt(Al2O3)担持 ＤＴＡ初期 ＤＴＡ （ｗｔ％） 温度（℃） ピーク面積 （μＶ−Ｓ／ｍｇ試料） １ セリアオイル/アルミナ ０．２５ １４７ １１８２ ２ セリア/アルミナオイル ０．２５ １５９ １１４７ ３ セリアオイル/アルミナオイル ０．２５ １５６ １３５５ ４ (セリア/アルミナ_オイル ０．２５ １４８ １９１５
【００４６】 セリアの存在の利便的な効果は全ての試料において見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明によるシステムの概要図である。
【図２】 図２は、ＨＣ存在下（従来技術）、ＨＣ不存在下（本発明）での、ＮＯのＮＯ ２ への転換を比較したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｄ 39/20 Ｂ０１Ｄ 39/20 Ｄ 53/94 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｂ Ｆ０１Ｎ 3/08 3/10 Ａ 3/10 3/18 Ｂ 3/18 3/24 Ｅ 3/24 3/28 ３０１Ｅ 3/28 ３０１ 3/36 Ａ 3/36 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ １０３Ｃ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA01 CA05 CB11 EA02 EA05 3G091 AA02 AA04 AA06 AA10 AA11 AA12 AA17 AA18 AA28 AB02 AB06 AB13 BA00 BA04 BA14 BA15 BA19 BA36 CA17 CA18 CA27 CB02 CB08 DA01 DA02 DB10 FB10 GA06 GB01X GB04W GB05W GB06W GB07W GB10X GB16X GB17X HA10 HA12 HA15 HA16 HA47 HB05 HB06 4D019 AA01 BA02 BA05 BB01 BB06 BC07 BD01 CA01 CB04 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01 AB05 AC02 BA03X BA06Y BA08Y BA10X BA18Y BA19X BA30X BA31Y BA33Y BA41X BA45Y BB02 CC32 CC38 CC47 CC48 CC52 CC53 CC61 CD05 DA01 DA02 DA06 DA08 DA10 EA04

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｏ２と、ＮＯｘと、未燃焼炭化水素（「ＨＣ」）と、ＣＯと、および煤とを含
    有する内燃機関の排気ガスを処理する方法であって、 ｉ．ＨＣの実質的な一部を、可能な限りＮＯをＮＯ２とするいつかの酸化によ
    り酸化し、 ｉｉ．工程ｉの生産物を処理して、ＮＯをＮＯ２に酸化し、 iii．煤を捕集し、 iv．ＮＯ２および可能な限り工程ｉと工程ｉｉとの後に残余したＯ２との反応に
    より、捕集した煤を燃焼することを含んでなる、方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも工程ｉおよび工程ｉｉが触媒的に行われるものである、請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 ｉ．エンジン排気ガスを供給するように、かつ、その場でＨＣを酸化すること
    を効果的に促進するように、適合された第１の触媒と、 ｉｉ．ｉの生産物を供給するように、かつ、ＮＯをＮＯ２に酸化することを効
    果的に促進するように、適合された第２の触媒と、 ｉｉｉ．煤を効果的に捕集してなり、かつ、前記ＮＯ２と触媒ｉと触媒ｉｉと
    の後に残余したＯ２とにより燃焼するまで煤を保持してなるフィルターとにより
    実施されるものである、請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記触媒がハニカムに支持されたものである、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ハニカムのセル密度が１００〜９００／ｉｎ２の範囲である、請求項４に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記ＨＣがガス形態にあるものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の
    方法。
  7. 【請求項７】 前記第１の酸化が排気ガス源の近くで行われるものであり、それによって最大
    限の簡便な温度および反応速度を操作することが得られるものである、請求項６
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ガス放出工程／触媒ｉが冷却されてなり、かつ、その後に工程／触媒ｉｉ
    に入ってなる、請求項６または７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記工程触媒ｉの上流部に、可燃性物質を供給することを含んでなり、それに
    よってその工程が操作される際の温度を上昇させるものである、請求項６〜８の
    いずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記可燃性物質がエンジン調整の改良によって供給されることにより、過剰の
    ＨＣを通過させるものであり、および／または、過剰なＣＯを発生させるもので
    ある、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１の触媒がＨＣおよびＣＯの酸化として非常に低い着火温度を有するも
    のである、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記ＨＣが煤上に吸収されてなるものである、請求項１〜５のいずれか一項に
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】 煤燃焼の下流部にＮＯｘ除去剤をまた包含されてなるものである、請求項１〜
    １２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 捕集トラップの下流部に、再生可能なＮＯｘ吸収剤がまた包含されてなるもの
    である、請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記ＮＯｘ吸収剤の下流部に触媒性のＮＯｘ除去剤を包含してなる、請求項１
    ４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステムであっ
    て、 ｉ．エンジン排気を受け取るものであり、かつ、その場でＨＣを酸化すること
    を効果的に促進するものである第１の触媒と、 ｉｉ．第１の触媒の生産物を受け取るものであり、かつ、ＮＯをＮＯ２に酸化
    することを効果的に促進するものである第２の触媒と、 ｉｉｉ．煤を効果的に捕集し、かつ、前記ＮＯ２と、条件に応じて、前記第１
    の触媒の後に残余したＯ２とにより燃焼するまで煤を保持してなる、フィルター
    とを含んでなる、システム。
  17. 【請求項１７】 前記触媒がハニカムに支持されたものである、請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記ハニカムのセル密度が１００〜９００／ｉｎ２の範囲である、請求項１７
    に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 排気に結合してなる、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のシステムと組
    み合わせたディーゼルエンジン。
  20. 【請求項２０】 ライトデューティー用途に設計されたものである、請求項１９に記載のエンジ
    ン。
  21. 【請求項２１】 ターボチャージャー直噴型のものである、請求項２０に記載のエンジン。
  22. 【請求項２２】 ヘビーデューティーエンジンである、請求項１９に記載のエンジン組合せ。
  23. 【請求項２３】 第１の触媒が第２の触媒の近くに配置されてなる、請求項２２に記載のエンジ
    ン組合せ。
  24. 【請求項２４】 第１の触媒と第２の触媒とが単一触媒モノリスの反対末端にあるものである、
    請求項２３に記載のエンジン組合せ。
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