JP2003053152A - 排気ガス浄化システム - Google Patents

排気ガス浄化システム

Info

Publication number
JP2003053152A
JP2003053152A JP2002135560A JP2002135560A JP2003053152A JP 2003053152 A JP2003053152 A JP 2003053152A JP 2002135560 A JP2002135560 A JP 2002135560A JP 2002135560 A JP2002135560 A JP 2002135560A JP 2003053152 A JP2003053152 A JP 2003053152A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
adsorption
catalyst
purification catalyst
purification system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002135560A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Yamamoto
伸司 山本
Shinko Takatani
真弘 高谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2002135560A priority Critical patent/JP2003053152A/ja
Priority to DE60221936T priority patent/DE60221936T2/de
Priority to EP02011981A priority patent/EP1262642B1/en
Priority to US10/156,802 priority patent/US20020197192A1/en
Publication of JP2003053152A publication Critical patent/JP2003053152A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835Hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コールドHCの浄化効率を改善できる簡易な
排気ガス浄化システムを提供すること。 【解決手段】 内燃機関の冷間始動時に排出される炭化
水素を効率良く浄化する排気ガス浄化システムである。
この排気ガス浄化システムは、排気ガス流路に配置され
たHC吸着浄化触媒と上記排気ガス流路の上記HC吸着
浄化触媒より上流側に配置された三元触媒とを有する。
上記HC吸着浄化触媒は、断面積の直径(d)と全長
(L)が、0.45≦L/dのモノリス担体と、上記モ
ノリス担体上に形成された、炭化水素吸着材層と浄化触
媒層とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化シス
テムに係り、特に、車両からエンジン始動時の低温時に
大量に排出される炭化水素(HC)を有効に浄化し得る
排気ガス浄化システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動車などの内燃機関の排気
ガスを浄化するため、一酸化炭素(CO)及び炭化水素
(HC)の酸化と、窒素酸化物(NOx)の還元とを同
時に行う三元触媒が広く用いられている。しかし、エン
ジン始動時の低温時には、三元触媒は低温でまだ活性化
していないため、このとき大量に放出されるコールドH
Cを浄化することができない。近年、このコールドHC
を浄化することを目的として、炭化水素吸着材(HC吸
着材)であるゼオライトと三元触媒等の浄化触媒とを備
えたHC吸着浄化触媒(HC吸着機能付き三元触媒)が
開発されている。このHC吸着浄化触媒は、三元触媒が
活性化しないエンジン始動時の低温域において、排出さ
れるコールドHCを一時的に吸着、保持し、排気ガス温
度上昇により三元触媒が活性化した時に、HCを徐々に
脱離し、しかも浄化する。
【0003】HC吸着材から脱離したHCを浄化する触
媒としては、ロジウム(Rh)、白金(Pt)及びパラ
ジウム(Pd)等の貴金属種を同一層に混合させたもの
や、Rh層とPd層から成る多層構造のものが提案され
ている。特開平2−56247号公報では、ゼオライト
を主成分とする第一層の上に、Pt、Pd及びRh等の
貴金属を主成分とする第二層を設けた排気ガス浄化用触
媒が開示されている。この他に、HC吸着材を用いた三
元触媒は、特開平6−74019号公報、特開平7−1
44119号公報、特開平6−142457号公報、特
開平5−59942号公報、及び特開平7−10295
7号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
HC吸着浄化触媒を使用する場合、エンジンの始動時に
HC吸着材に吸着したコールドHCが、排気ガス温度が
上昇する前に脱離してしまうことがある。これらの早期
に脱離したHCは、三元触媒が十分に活性化していない
ので、未浄化のまま排気されてしまう。このため、排気
流路の切換えによって、三元触媒が十分に活性化した
後、吸着HCを脱離させて三元触媒で浄化する方法や、
電熱ヒータによって三元触媒を早期に活性化させる方
法、外部から空気を導入して三元触媒の活性化開始を速
める方法などが検討されている。しかし、これらの方法
は、システム構成が煩雑なためコストがかかり、しかも
コールドHCの浄化効率を十分に上げることができな
い。
【0005】本発明の目的は、コールドHCの浄化効率
を改善できる簡易な排気ガス浄化システムを提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排気ガス浄化システムは、排気ガス流路に
配置されたHC吸着浄化触媒と上記排気ガス流路の上記
HC吸着浄化触媒より上流側に配置された三元触媒とを
有する。上記HC吸着浄化触媒は、断面の直径(d)と
全長(L)が、0.45≦L/dのモノリス担体と、上
記モノリス担体上に形成された、炭化水素吸着材層と浄
化触媒層とを有する。なお、ここで、モノリス担体の断
面とは、ガス流路に垂直な断面をいい、モノリス担体の
長さとは、ガス流路方向の長さをいう。
【0007】本発明のもう1つの排気ガス浄化システム
は、排気ガス流路に配置されたHC吸着浄化触媒と上記
排気ガス流路の上記HC吸着浄化触媒より上流側に配置
された三元触媒とを有する。上記HC吸着浄化触媒は、
断面積(A)と全長(L)は、0.01≦L/Aで表さ
れる関係を満足するモノリス担体と、上記モノリス担体
上に形成された、炭化水素吸着材層と浄化触媒層とを有
する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
排気ガス浄化システムについて説明する。なお、本明細
書において、「%」は特記しない限り質量百分率を表
す。本実施の形態の排気ガス浄化システムは、図1Aに
示すように、少なくともHC吸着浄化触媒10と三元触
媒20とを有し、図1Bに示すように、主に車両に搭載
される。この排気ガス浄化システムでは、内燃機関30
から排気される排気ガス流路40上の上流側に三元触媒
20が配置され、下流側にHC吸着浄化触媒10が配置
される。HC吸着浄化触媒10は、図2A、図2Bに示
すように、複数のセルを持つモノリス担体1と、このモ
ノリス担体1上に形成された、HC吸着材層2と浄化触
媒層3とを備えている。
【0009】エンジン始動時の低温域で、内燃機関30
から大量のコールドHCが排出されるが、このコールド
HCは、HC吸着浄化触媒10の各セル内を通過する過
程で、HC吸着材層2に吸着される。また、浄化触媒層
3が活性化すると、HC吸着材層2から脱離するHCは
浄化触媒層によって浄化される。HC吸着浄化触媒10
に用いられるモノリス担体1の断面形状は、特に限定さ
れない。図2に示すような円形断面でもよいし、図3に
示すような楕円、図4に示すような扁平な矩形断面でも
よい。
【0010】図2に示すように、モノリス担体1の断面
がほぼ円形である場合は、モノリス担体1は、断面(詳
しくは排気ガス流方向に垂直な断面)の直径(d)と全
長(詳しくは排気ガス流方向の長さ)(L)が、0.4
5≦L/dで表される関係を満足する。好ましくは0.
70≦L/d≦16.0を満足する。また、図3、図4
に示すように、モノリス担体1の断面が円形及びそれ以
外の場合は、モノリス担体1は、断面の面積(A)と全
長(L)は、0.01≦L/Aで表される関係を満足す
る。より好ましくは、0.015≦L/A≦0.3で表
される関係を満足する。
【0011】一般に、車両内にはスペースの余裕がない
ため、車両内に搭載される触媒の容量には制限がある。
本実施の形態のHC吸着触媒10のモノリス担体1は、
断面直径(d)と全長(L)又は、断面積(A)と全長
(L)が上述のような条件を満足するので、従来の同容
量のHC吸着触媒に較べ全長(L)が長い。排気ガス中
のHCは、モノリス担体1の各セル中を通過する過程
で、吸着と脱離を繰り返しながら進行する。従って、モ
ノリス担体1の全長(L)が長くなる程、吸着と脱離の
頻度が高まり、HCの脱離浄化効率が高まる。また、モ
ノリス担体1の全長(L)が長くなるほど、モノリス担
体1の長さ方向に温度勾配ができ、モノリス担体1の出
口部の温度が下がる。従って、HC吸着材層10の温度
上昇が従来に比べ緩やかになるので、吸着HCの脱離が
遅延化し、HCの脱離浄化効率が向上する。
【0012】HC吸着浄化触媒10において、HC吸着
材層2と浄化触媒層3との配置に限定はないが、好まし
くは図2に示すように、浄化触媒層3をHC吸着材層2
の上に形成する。浄化触媒層3が直接排気ガスに接する
ので、排気ガスの熱により浄化触媒層3が効率良く加熱
されるため、浄化触媒層3を早く活性化できる。これに
よって、HCの脱離浄化効率が向上する。
【0013】L/dが0.45以上であれば、上述する
HCの脱離を遅延化できるが、L/dが0.70以上で
あれば、より確実にHCの脱離を遅延化できる。一方、
Lが長くなると浄化触媒層3全体の温度が上がりにくく
なるが、L/dが16.0以下であれば、浄化触媒層3
の活性化開始の遅れを防ぐことができる。従って、Lと
dが0.70≦L/d≦16.0で表される関係を満足
する場合は、浄化触媒層3の活性化開始を遅らせずに、
かつ吸着HCの脱離を遅延できるので、効果的にHCの
脱離浄化率を上げることができる。また、モノリス担体
の断面の面積(A)と全長(L)が、0.01≦L/A
で表される関係を満足する場合は、L/dが0.45以
上の場合と同様の効果が得られ、L/A≦0.3の場合
は、上記L/dが16.0以下の場合と同様の効果が得
られる。より、確実にHC脱離浄化効率を上げるために
は、好ましくは、LとAを0.015≦L/A≦0.3
で表される関係を満足するように設定する。
【0014】なお、本実施の形態に係る吸着浄化触媒に
おいて、さらに別のHC吸着浄化触媒を排気ガス流路上
に追加してもよい。HC吸着浄化触媒を排気ガス流路上
に複数個配置する場合は、各HC吸着浄化触媒のモノリ
ス担体の断面直径の総和(Σd)と全長の総和(ΣL)
が、0.5≦(ΣL)/(Σd)で表される関係を満足
することが望ましい。(ΣL)/(Σd)が0.5以上
であれば、HCの脱離遅延化効果が十分に得られる。ま
た、複数のHC吸着浄化触媒を縦列配置した場合、該モ
ノリス担体の断面積の総和(ΣA)と全長の総和(Σ
L)は、0.05≦(ΣL)/(ΣA)で表される関係
を満足することが好ましく、これにより、一層優れたH
Cの脱離浄化効率が実現される。更に詳しくは、(Σ
L)/(ΣA)が0.05以上であれば、上記同様の効
果が得られる。
【0015】次に、本実施の形態の三元触媒20は、一
酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)の酸化と、窒素
酸化物(NOx)の還元とを同時に行う機能を有する
が、さらに好ましくは、HC吸着浄化触媒10が吸着す
るHC量が、飽和吸着量未満になるように排気ガス中の
HCを酸化消費することが望ましい。HC吸着浄化触媒
10に吸着されるHC量が飽和吸着量を超えると、未浄
化のHCがそのまま外部に排出されてしまうが、三元触
媒20によってHC量が飽和吸着量を超えないように調
整すれば、排気ガス中の未浄化のHCがより確実にHC
吸着浄化触媒10に吸着される。
【0016】排気ガス中のコールドHCは、HC吸着浄
化触媒10のセル中を吸着と脱離を繰り返しながら通過
する。HC吸着浄化触媒10のHC吸着材層2のHC吸
着量が飽和吸着量を超えない場合は、HC吸着材層2か
ら脱離した未浄化のHCがセル内を通過する際に、HC
吸着材層の別位置に再吸着され得る。このため、触媒全
体としてのHC保持力が向上し、HCの脱離が遅延化す
る。また、上流に配置した三元触媒20の温度が上が
り、活性化すると、触媒反応により排気ガス中の酸素が
消費されるので、下流に配置したHC吸着浄化触媒10
に流入する排ガス中の酸素濃度が著しく低下する。よっ
て、HC吸着材層2から脱離したHCを浄化する浄化触
媒層3は著しい酸素不足状態に曝される。しかし、吸着
HC量を飽和吸着量の70%以下にすると、この酸素不
足状態を緩和でき、脱離浄化効率を一層向上できる。
【0017】次に、上述したHC吸着浄化触媒の成分な
どについて説明する。HC吸着材層2のHC吸着材とし
て、ゼオライトを用いる場合、コールドHCの吸着性能
は、排ガス中のHC種組成とゼオライトの有する細孔径
との間の相関に影響を受ける。従って、最適な細孔径と
分布、骨格構造を持つゼオライトを選定して使用する必
要がある。一般にMFI型が使用されているが、他の細
孔径を有するゼオライト(例えば、USY)も単独で使
用されたり、あるいはこれらの複数種のゼオライトを混
合したりすることで、ゼオライトの細孔径分布が調整さ
れている。しかし、長時間使用後にはゼオライトの種類
によって細孔径の歪みや吸着・脱離特性が異なるため、
排ガスHC種の吸着が不十分になる。
【0018】本実施の形態のHC吸着材層2に用いられ
るHC吸着材としては、Si/2A1比が10〜100
0のH型β−ゼオライトを挙げることができる。このH
型β−ゼオライトは細孔分布が広く耐熱性にも優れるの
で、高いHCの吸着効率を有し、良好な耐熱性が得られ
る。また、HC吸着材としては、上記H型β−ゼオライ
トと、MFI、Y型、USY、モルデナイト又はフェリ
エライト及びこれらの任意の混合物を併用することが好
ましい。複数の種類のゼオライトを混合することによ
り、細孔径分布を拡大できるので、HC吸着材層2のH
Cの吸着効率をさらに向上できる。
【0019】なお、HC吸着材層2には、上述のような
ゼオライト系の材料などだけではなく、パラジウム(P
d)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ス
トロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、銀(A
g)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウ
ム(Ce)、ネオジウム(Nd)、リン(P)、ホウ素
(B)又はジルコニウム(Zr)及びこれらの混合物を
加えることができ、これにより、ゼオライトの吸着性能
と耐熱性を更に向上できるので、吸着したHCの脱離を
遅延化できる。
【0020】また、上述のようなゼオライトを主成分と
し、更に、Pt、Rh又はPd及びこれらの混合物と、
Ce、Nd、プラセオジウム(Pr)又はLa及びこれ
らの混合物を金属換算で1〜40モル%含むジルコニウ
ム酸化物と、アルミナを添加してHC吸着材層を形成し
てもよく、これにより、HC吸着材層2に浄化触媒成分
が添加されることになるので、上層の浄化触媒層3の脱
離浄化効率を向上させることができる。
【0021】一方、HC吸着浄化触媒10の浄化触媒層
3には、Pt、Rh又はPd及びこれらの混合物に係る
貴金属を用いることができる。更に、Ce、Zr、又は
La及びこれらの混合物を金属換算で1〜10モル%含
むアルミナと、Zr、Nd、Pr又はLa及びこれらの
混合物を金属換算で1〜50モル%含むセリウム酸化物
を添加することができる。
【0022】上記浄化触媒層3の三元触媒は理論空燃比
(Air/Fuel=14.6)で有効に機能し、HC
及びCOを酸化し、NOxを還元する。しかし、HC吸
着材層2から脱離したHCを浄化すると、浄化触媒層3
の雰囲気は酸素不足状態になるので、HC、一酸化炭素
(CO)及び窒素酸化物(NOx)のバランスの良い浄
化ができなくなり、結果的に吸着HCの浄化が十分にで
きない。しかし、浄化触媒層3にセリウム酸化物を添加
した場合は、吸着HCが脱離する際にセリウム酸化物が
酸素を放出するため、浄化触媒層3における脱離浄化効
率が向上され得る。
【0023】また、かかる浄化触媒層3に、Ce又はL
a及びこれらの混合物を金属換算で1〜40モル%含む
ジルコニウム酸化物を付加することも可能であり、これ
により、該浄化触媒成分層における脱離浄化効率を更に
向上できる。一方、Pt、Rh及びPd等の貴金属と、
アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属とを併用して
浄化触媒層3を形成すれば、耐熱性が向上するのでHC
の脱離浄化効率を改善できる。
【0024】なお、上述したモノリス担体1の材質とし
ては、特に限定されず従来公知のものを用いることがで
き、具体的には、コージェライト製、金属製及び炭化ケ
イ素製のものを用いることができる。一方、三元触媒2
0に用いられる成分としては、三元浄化機能を発揮する
成分であればよく、例えば白金、パラジウム及びロジウ
ム、アルミナなどの耐火性無機酸化物などを用いること
ができる。なお、HC吸着浄化触媒10と同様に各種モ
ノリス担体を用いることができるが、その形状や寸法な
どについて制限はない。また、排気ガス流路上のHC吸
着浄化触媒10の下流にさらに、別の三元触媒を配置す
ることも可能である。
【0025】
【実施例】以下、本実施の形態に係る排気ガス浄化シス
テムの実施例について説明する。 [触媒1:HC吸着浄化触媒] (触媒−aの作製)β−ゼオライト粉末(H型、Si/
2Al=25)2125g、シリカゾル(固形分20
%)1875g、純水3000gを磁性ボールミルに投
入し、混合粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液
をモノリス担体(200セル/10ミル、直径99.2
mm×長さ129.4mm、触媒容量1.0L)にコー
ティングさせ、空気流にてセル内の余剰スラリーを取り
除いて乾燥し、400℃で1時間焼成した。焼成後に、
塗布量が250g/Lになるまでこのコーティング工程
を繰り返し、触媒−aを得た。
【0026】(触媒−bの作製)Ce3mo1%含むア
ルミナ粉末(Al97mo1%)に硝酸パラジウム水溶
液を含浸させ、又はこのアルミナ粉末を高速各撹拌しな
がら硝酸パラジウム水溶液を噴霧し、150℃で24時
間乾燥した後、400℃で1時間、次いで、600℃で
1時間焼成し、Pd担持アルミナ粉末(粉末a)を得
た。この粉末aのPd濃度は4.0%であった。La1
mo1%とZr32mo1%含有セリウム酸化物粉末
(Ce67mo1%)に、硝酸パラジウム水溶液を含浸
させ、又はこのアルミナ粉末を高速撹拌しながら硝酸パ
ラジウム水溶液を噴霧し、150℃で24時間乾燥した
後、400℃で1時間、次いで、600℃で1時間焼成
し、Pd担持セリウム酸化物粉末(粉末b)を得た。こ
の粉末bのPd濃度は2.0%であった。上記Pd担持
アルミナ粉末(粉末a)314g、Pd担持セリウム酸
化物粉末(粉末b)314g、硝酸酸性アルミナゾル3
20g(ベーマイトアルミナ10%に10%の硝酸を添
加することによって得られたゾルでAl換算で3
2g)及び炭酸バリウム51.5g(BaOとして40
g)と純水2000gを磁性ボールミルに投入し、混合
粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液を上記触媒
−a上にコーティングし、空気流にてセル内の余分なス
ラリーを取り除いて乾燥し、400℃で1時間焼成し、
コート層重量70g/Lの触媒−bを得た。
【0027】(HC吸着浄化触媒の作製)Zr3mo1
%含むアルミナ粉末(Al97mo1%)に、硝酸ロジ
ウム水溶液を含浸又は高速撹拌中で噴霧し、150℃で
24時間乾燥した後、400℃で1時間、次いで、60
0℃で1時間焼成し、Rh担持アルミナ粉末(粉末c)
を得た。この粉末cのRh濃度は2.0%であった。C
e3mo1%含むアルミナ粉末(Al97mo1%)
に、ジニトロジアンミン白金水溶液を含浸又は高速撹拌
中で噴霧し、150℃で24時間乾燥した後、400度
で1時間、次いで、600度で1時間焼成し、Pt担持
アルミナ粉末(粉末d)を得た。この粉末dのPt濃度
は4.0%であった。上記Rh担持アルミナ粉末(粉末
c)118g、Pt担持アルミナ粉末(粉末d)177
g、La1モル%とCe20モル%含有するジルコニウ
ム酸化物粉末175g、硝酸酸性アルミナゾル300g
を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を
得た。このスラリー液を上記触媒層−b上にコーティン
グし、空気流にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて
乾燥し、400℃で1時間焼成し、コート層重量50g
/Lを塗布し、触媒1(HC吸着浄化触媒)を得た。こ
うして得た触媒の貴金属担持量は、Pt0.71g/
L、Pd1.88g/L、Rh0.24g/Lであっ
た。得られた触媒1の仕様を表1及び表2に示す。
【0028】[触媒22:三元触媒] (触媒−eの作製)上記Pd担持アルミナ粉末(粉末
a)432g、Pd担持セリウム酸化物粉末(粉末b)
314g、硝酸酸性アルミナゾル140g(ベーマイト
アルミナ10%に10%の硝酸を添加することによって
得られたゾルでAl換算で32g)及び炭酸バリ
ウム51.5g(BaOとして4.0g)と純水200
0gを磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー
液を得た。このスラリー液をモノリス担体(1200セ
ル/2ミル、0.5L)にコーティングし、空気流にて
セル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、400℃
で1時間焼成し、コート層重量80g/Lを塗布し、触
媒−eを得た。
【0029】上記Rh担持アルミナ粉末(粉末c)11
8g、Pt担持アルミナ粉末(粉末d)177g、La
1モル%とCe20モル%含有するジルコニウム酸化物
粉末175g、硝酸酸性アルミナゾル300gを磁性ボ
ールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得た。こ
のスラリー液を上記コート触媒−eに付着させ、空気流
にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、40
0℃で1時間焼成し、コート層重量50g/Lを塗布
し、触媒22(三元触媒)を得た。こうして得た触媒の
貴金属担持量は、Pt0.71g/L、Pd2.36g
/L、Rh0.24g/Lであった。得られた触媒22
の仕様を表1及び表2に示す。
【0030】[触媒2〜20:その他のHC吸着浄化触
媒]触媒1と同様な製造方法を使用し、表1及び表2に
示す仕様の触媒2〜20(HC吸着浄化触媒)を作製し
た。
【0031】[触媒21:三元触媒]三元触媒として、
表1及び表2に示す仕様の触媒21を、一般的な方法に
従って製造した。
【0032】[排ガス浄化システム]上述の条件で製造
した各HC吸着浄化触媒(触媒1〜20)及び三元触媒
(触媒21及び22)を用いて、図5に示す排気ガス浄
化触媒システムを作製した。図5に示すように、実施例
の排気ガス浄化触媒システムでは、エンジン31からの
排気ガス流路41上に第1の三元触媒21、第2の三元
触媒22、第1のHC吸着浄化触媒11、第2のHC吸
着浄化触媒12が配置できる。第1のHC吸着浄化触媒
11と第2のHC吸着浄化触媒12はいずれか一方、も
しくは両方を使用した。表3、表4に示す条件に従い、
実施例1〜39及び比較例1〜4の排気ガス浄化触媒シ
ステムを作製した。
【0033】[性能評価]各実施例及び比較例の排気ガ
ス浄化システムについて、下記の条件で性能評価を行っ
た。得られた結果を表5及び表6に示す。コールドHC
の吸着性能と脱離HC浄化性能との両立と、コストの観
点から、実施例17が最も良好であった。 (耐久条件) エンジン排気量 3000cc 燃料 ガソリン(日石ダッシュ) 触媒入口ガス温度 650℃ 耐久時間 100時間 (車両性能試験) エンジン排気量 日産自動車株式会社製 直列4気筒 2.0Lエンジン 評価方法 北米排ガス試験法のLA4−CHのA−bag
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【表3】
【0037】
【表4】
【0038】
【表5】
【0039】
【表6】
【0040】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、酸化機能や三元浄化機能を有する触媒の下流側に配
置したHC吸着浄化触媒のモノリス担体の形状を適切に
調整することにより、コールドHCの浄化効率に優れた
排気ガス浄化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る排気ガス浄化システ
ムの基本的な構成図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るHC吸着浄化触媒の
斜視図と、セルの拡大断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る別のHC吸着浄化触
媒の斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る別のHC吸着浄化触
媒の斜視図である。
【図5】本発明の実施例に係る排気ガス浄化システムの
構成図である。
【符号の説明】
1 モノリス担体 2 HC吸着材層 3 浄化触媒層 10 HC吸着浄化触媒 11 第1のHC吸着浄化触媒 12 第2のHC吸着浄化触媒 20 三元触媒 21 第1の三元触媒 22 第2の三元触媒 30 内燃機関 31 エンジン 40 排気ガス流路 41 排気ガス流路
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 ZAB F01N 3/10 A 3/10 3/28 301B 3/28 301 301P B01D 53/36 104A Fターム(参考) 3G091 AA02 AB03 AB10 BA01 BA14 BA15 BA19 FC07 GA06 GA17 GB01W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10W HA08 HA09 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA01Y BA02Y BA03X BA04Y BA06X BA08X BA11X BA14Y BA15X BA18X BA19X BA30X BA31X BA33X BA34Y BA41X BA44Y BB02 BB17 CC32 CC48 EA04 4G066 AA61B CA51 FA37 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA02B BA07A BA07B BB04A BB04B BC01A BC08A BC09A BC10A BC12A BC13A BC13B BC32A BC42A BC42B BC43A BC43B BC44A BC51A BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B BD03A BD07A CA03 CA09 DA06 EA19 EB14X EB14Y EC27 FA01 FA02 FA03 FB14 FB15 FC08 ZA04A ZA05A ZA06A ZA10A ZA13A ZA19A ZA19B ZC04

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガス流路に配置され、断面の直径
    (d)と全長(L)が0.45≦L/dで表される関係
    を満足するモノリス担体と、上記モノリス担体上に形成
    された、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層とを有するH
    C吸着浄化触媒と、 上記排気ガス流路の上記HC吸着浄化触媒より上流側に
    配置された、三元触媒と、を備えることを特徴とする排
    気ガス浄化システム。
  2. 【請求項2】 上記モノリス担体は、断面の直径(d)
    と全長(L)が、0.70≦L/d≦16.0で表され
    る関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の排
    気ガス浄化システム。
  3. 【請求項3】 上記排気ガス流路の上記HC吸着浄化触
    媒の下流に配置されたモノリス担体と、このモノリス担
    体上に形成された、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層と
    を有する1個以上のHC吸着浄化触媒をさらに有し、 ここで、全ての上記HC吸着浄化触媒は、各モノリス担
    体の断面直径の総和(Σd)と各モノリス担体の断面直
    径の総和(ΣL)が、0.5≦(ΣL)/(Σd)で表
    される関係を満足することを特徴とする請求項1に記載
    の排気ガス浄化システム。
  4. 【請求項4】 排気ガス流路に配置され、断面積(A)
    と全長(L)が0.01≦L/Aで表される関係を満足
    するモノリス担体と、上記モノリス担体上に形成され
    た、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層とを有するHC吸
    着浄化触媒と、上記排気ガス流路の上記HC吸着浄化触
    媒より上流側に配置された三元触媒と、を備えることを
    特徴とする排気ガス浄化システム。
  5. 【請求項5】 上記モノリス担体は、断面積(A)と全
    長(L)が、0.015≦L/A≦0.3で表される関
    係を満足することを特徴とする請求項4に記載の排気ガ
    ス浄化システム。
  6. 【請求項6】 上記排気ガス流路の上記HC吸着浄化触
    媒の下流に配置されたモノリス担体と、このモノリス担
    体上に形成された、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層と
    を有する、1個以上の別のHC吸着浄化をさらに有し、 ここで、全ての上記HC吸着浄化触媒は、各モノリス担
    体の断面の面積の総和(ΣA)と各モノリス担体の全長
    の総和(ΣL)が、0.05≦(ΣL)/(ΣA)で表
    される関係を満足することを特徴とする請求項4に記載
    の排気ガス浄化システム。
  7. 【請求項7】 上記三元触媒は、上記HC吸着浄化触媒
    の吸着炭化水素量を、飽和吸着量未満に調整することを
    特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化システム。
  8. 【請求項8】 上記三元触媒は、上記HC吸着浄化触媒
    の吸着炭化水素量を、飽和吸着量の70%以下に調整す
    ることを特徴とする請求項7に記載の排気ガス浄化シス
    テム。
  9. 【請求項9】 上記炭化水素吸着材層は、Si/2A1
    比が10〜1000である、H型β−ゼオライトを有す
    ることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化シス
    テム。
  10. 【請求項10】 上記炭化水素吸着材層は、MFI、Y
    型、USY、モルデナイト及びフェリエライトから成る
    群より選ばれた少なくとも1種のゼオライトを有するこ
    とを特徴とする請求項9に記載の排気ガス浄化システ
    ム。
  11. 【請求項11】 上記炭化水素吸着材層は、パラジウ
    ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
    ウム、銀、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジ
    ウム、リン、ホウ素及びジルコニウムから成る群より選
    ばれた少なくとも1種のものを有することを特徴とする
    請求項1に記載の排気ガス浄化システム。
  12. 【請求項12】 上記炭化水素吸着材層は、主成分であ
    るゼオライトと、 白金、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種の貴金属と、 セリウム、ネオジウム、プラセオジウム及びランタンか
    ら成る群より選ばれた少なくとも1種のものを金属換算
    で1〜40モル%含むジルコニウム酸化物と、アルミナ
    と、を有することを特徴とする請求項1に記載の排気ガ
    ス浄化システム。
  13. 【請求項13】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
    及びランタンから成る群より選ばれた少なくとも1種の
    貴金属と、 セリウム、ジルコニウム及びランタンから成る群より選
    ばれた少なくとも1種のものを金属換算で1〜10モル
    %含むアルミナと、 ジルコニウム、ネオジイウム、プラセオジウム及びラン
    タンから成る群より選ばれた1種のものを金属換算で1
    〜50モル%含むセリウム酸化物と、を有することを特
    徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化システム。
  14. 【請求項14】 上記浄化触媒層は、さらに、セリウム
    及びランタンの少なくともいずれかを金属換算で1〜4
    0モル%含むジルコニウム酸化物を有することを特徴と
    する請求項13に記載の排気ガス浄化システム。
  15. 【請求項15】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
    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
    貴金属と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なく
    ともいずれかを有することを特徴とする請求項1に記載
    の排気ガス浄化システム。
  16. 【請求項16】 上記三元触媒は、上記HC吸着浄化触
    媒の吸着炭化水素量を、飽和吸着量未満に調整すること
    を特徴とする請求項4に記載の排気ガス浄化システム。
  17. 【請求項17】 上記三元触媒は、上記HC吸着浄化触
    媒の吸着炭化水素量を、飽和吸着量の70%以下に調整
    することを特徴とする請求項16に記載の排気ガス浄化
    システム。
  18. 【請求項18】 上記炭化水素吸着材層は、Si/2A
    1比が10〜1000である、H型β−ゼオライトを有
    することを特徴とする請求項4に記載の排気ガス浄化シ
    ステム。
  19. 【請求項19】 上記炭化水素吸着材層は、MFI、Y
    型、USY、モルデナイト及びフェリエライトから成る
    群より選ばれた少なくとも1種のゼオライトを有するこ
    とを特徴とする請求項18に記載の排気ガス浄化システ
    ム。
  20. 【請求項20】 上記炭化水素吸着材層は、パラジウ
    ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
    ウム、銀、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジ
    ウム、リン、ホウ素及びジルコニウムから成る群より選
    ばれた少なくとも1種のものを有することを特徴とする
    請求項4に記載の排気ガス浄化システム。
  21. 【請求項21】 上記炭化水素吸着材層は、主成分であ
    るゼオライトと、白金、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種の貴金属と、 セリウム、ネオジウム、プラセオジウム及びランタンか
    ら成る群より選ばれた少なくとも1種のものを金属換算
    で1〜40モル%含むジルコニウム酸化物と、 アルミナと、を有することを特徴とする請求項4に記載
    の排気ガス浄化システム。
  22. 【請求項22】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
    及びランタンから成る群より選ばれた少なくとも1種の
    貴金属と、 セリウム、ジルコニウム及びランタンから成る群より選
    ばれた少なくとも1種のものを金属換算で1〜10モル
    %含むアルミナと、 ジルコニウム、ネオジウム、プラセオジウム及びランタ
    ンから成る群より選ばれた1種のものを金属換算で1〜
    50モル%含むセリウム酸化物と、を有することを特徴
    とする請求項4に記載の排気ガス浄化システム。
  23. 【請求項23】 上記浄化触媒層は、さらに、セリウム
    及びランタンの少なくともいずれかを金属換算で1〜4
    0モル%含むジルコニウム酸化物を有することを特徴と
    する請求項22に記載の排気ガス浄化システム。
  24. 【請求項24】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
    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
    貴金属と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なく
    ともいずれかとを有することを特徴とする請求項4に記
    載の排気ガス浄化システム。
JP2002135560A 2001-05-31 2002-05-10 排気ガス浄化システム Pending JP2003053152A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002135560A JP2003053152A (ja) 2001-05-31 2002-05-10 排気ガス浄化システム
DE60221936T DE60221936T2 (de) 2001-05-31 2002-05-29 Abgasreinigungssystem
EP02011981A EP1262642B1 (en) 2001-05-31 2002-05-29 Exhaust gas purifying system
US10/156,802 US20020197192A1 (en) 2001-05-31 2002-05-30 Exhaust gas purifying system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-165355 2001-05-31
JP2001165355 2001-05-31
JP2002135560A JP2003053152A (ja) 2001-05-31 2002-05-10 排気ガス浄化システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003053152A true JP2003053152A (ja) 2003-02-25

Family

ID=26616141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002135560A Pending JP2003053152A (ja) 2001-05-31 2002-05-10 排気ガス浄化システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20020197192A1 (ja)
EP (1) EP1262642B1 (ja)
JP (1) JP2003053152A (ja)
DE (1) DE60221936T2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050214178A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Labarge William J Catalytic converter system and method of making the same
US8329607B2 (en) 2009-01-16 2012-12-11 Basf Corporation Layered diesel oxidation catalyst composites

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559942A (ja) 1991-08-29 1993-03-09 Toyota Motor Corp コールドhc吸着除去装置
JP2855986B2 (ja) 1992-08-24 1999-02-10 三菱自動車工業株式会社 排気ガス浄化装置
EP0592713A1 (en) 1992-10-15 1994-04-20 Corning Incorporated Engine exhaust system with reduced hydrocarbon emissions
US5407880A (en) * 1992-11-09 1995-04-18 Nissan Motor Co., Ltd. Catalysts for adsorption of hydrocarbons
JP3603328B2 (ja) 1993-10-01 2004-12-22 マツダ株式会社 排気ガス浄化装置
JPH07102957A (ja) 1993-10-06 1995-04-18 Babcock Hitachi Kk 排ガス浄化装置と方法
JP3447407B2 (ja) * 1994-12-26 2003-09-16 本田技研工業株式会社 排気ガス浄化装置
DE69838589T2 (de) * 1997-04-23 2008-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota Verfahren zur abgasreinigung
JP4006061B2 (ja) * 1997-07-28 2007-11-14 日本碍子株式会社 排ガス浄化システム
US6047544A (en) * 1997-08-20 2000-04-11 Nissan Motor Co., Ltd. Engine exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purifier
JPH11267504A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化用触媒体とそれを用いた排ガス浄化システム
JP3399388B2 (ja) * 1998-05-29 2003-04-21 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1262642A3 (en) 2003-10-29
EP1262642B1 (en) 2007-08-22
EP1262642A2 (en) 2002-12-04
DE60221936T2 (de) 2007-12-06
US20020197192A1 (en) 2002-12-26
DE60221936D1 (de) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3855266B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP3489048B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP3904802B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP3724708B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP3859940B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP2001079423A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP4863596B2 (ja) 排気ガス浄化システム
JP2003326170A (ja) 排気ガス浄化触媒、その製造方法及び排気ガス浄化方法
JP3965676B2 (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム
EP1482139A1 (en) Exhaust gas purifying system
JPH11221466A (ja) 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法
JP3493879B2 (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法
JPH10192713A (ja) 排気ガス浄化用触媒及びその使用方法
JP2003135970A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP2004176589A (ja) 排ガス浄化装置
JP2003053152A (ja) 排気ガス浄化システム
JP2004124859A (ja) 排気ガス浄化システム
JP4565424B2 (ja) 排気ガス浄化触媒
JP3477982B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法
JPH08141405A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化用触媒
JPH11226402A (ja) 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法
JPH08164338A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化用触媒
JP3534286B2 (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法
JP2003200063A (ja) 排気ガス浄化触媒、その製造方法及び排気ガス浄化システム
JPH09225306A (ja) 排ガス浄化用触媒及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080125