JP2003225540A - 排ガス浄化装置及びディーゼル排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化装置及びディーゼル排ガス浄化方法Info
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】パティキュレート（ＰＭ）の堆積による背圧上
昇を抑制するとともに、連続再生式パティキュレート・
フィルタ（ＤＰＦ）の溶損も防止する。 【解決手段】触媒付ＤＰＦをセル隔壁の平均細孔径が異
なる複数種から構成し、排ガスの上流側から下流側に向
かって平均細孔径が大きなものから小さなものへと順に
直列に配置した。それぞれの触媒付ＤＰＦは、その細孔
径に比べて著しく大きなＰＭ粒子が流入するのが抑制さ
れている。これにより細孔の閉塞が抑制され、背圧の上
昇が抑制される。
昇を抑制するとともに、連続再生式パティキュレート・
フィルタ（ＤＰＦ）の溶損も防止する。 【解決手段】触媒付ＤＰＦをセル隔壁の平均細孔径が異
なる複数種から構成し、排ガスの上流側から下流側に向
かって平均細孔径が大きなものから小さなものへと順に
直列に配置した。それぞれの触媒付ＤＰＦは、その細孔
径に比べて著しく大きなＰＭ粒子が流入するのが抑制さ
れている。これにより細孔の閉塞が抑制され、背圧の上
昇が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどからの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集するとともに、排ガス中の有害成分を
浄化する排ガス浄化装置と、その排ガス浄化装置を用い
たディーゼル排ガス浄化方法に関する。
ンなどからの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集するとともに、排ガス中の有害成分を
浄化する排ガス浄化装置と、その排ガス浄化装置を用い
たディーゼル排ガス浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンエンジンについては、排ガスの
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排
ガス中の有害成分は確実に減少されてきている。しか
し、ディーゼルエンジンについては、有害成分がパティ
キュレート（粒子状物質：炭素微粒子、サルフェート等
の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子等、以下ＰＭ
という）として排出されるという特異な事情から、規制
も技術の進歩もガソリンエンジンに比べて遅れている。
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排
ガス中の有害成分は確実に減少されてきている。しか
し、ディーゼルエンジンについては、有害成分がパティ
キュレート（粒子状物質：炭素微粒子、サルフェート等
の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子等、以下ＰＭ
という）として排出されるという特異な事情から、規制
も技術の進歩もガソリンエンジンに比べて遅れている。
【０００３】現在までに開発されているディーゼルエン
ジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ
型の排ガス浄化装置（ウォールフロー）と、オープン型
の排ガス浄化装置（ストレートフロー）とが知られてい
る。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セ
ラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルＰ
Ｍフィルタ（以下ＤＰＦという））が知られている。こ
のＤＰＦは、セラミックハニカム構造体のセルの開口部
の両端を交互に市松状に目封じしてなるものであり、セ
ル隔壁の細孔で排ガスを濾過してセル隔壁にＰＭを捕集
することで排出を抑制するものである。
ジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ
型の排ガス浄化装置（ウォールフロー）と、オープン型
の排ガス浄化装置（ストレートフロー）とが知られてい
る。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セ
ラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルＰ
Ｍフィルタ（以下ＤＰＦという））が知られている。こ
のＤＰＦは、セラミックハニカム構造体のセルの開口部
の両端を交互に市松状に目封じしてなるものであり、セ
ル隔壁の細孔で排ガスを濾過してセル隔壁にＰＭを捕集
することで排出を抑制するものである。
【０００４】しかしＤＰＦでは、ＰＭの堆積によって圧
損が上昇するため、何らかの手段で堆積したＰＭを定期
的に除去して再生する必要がある。そこで従来は、圧損
が上昇した場合にバーナあるいは電気ヒータ等で堆積し
たＰＭを燃焼させることでＤＰＦを再生することが行わ
れている。しかしながらこの場合には、ＰＭの堆積量が
多いほど燃焼時の温度が上昇し、それによる熱応力でＤ
ＰＦが破損する場合もある。
損が上昇するため、何らかの手段で堆積したＰＭを定期
的に除去して再生する必要がある。そこで従来は、圧損
が上昇した場合にバーナあるいは電気ヒータ等で堆積し
たＰＭを燃焼させることでＤＰＦを再生することが行わ
れている。しかしながらこの場合には、ＰＭの堆積量が
多いほど燃焼時の温度が上昇し、それによる熱応力でＤ
ＰＦが破損する場合もある。
【０００５】そこで近年では、ＤＰＦのセル隔壁にアル
ミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金
（Pt）などの触媒金属を担持した連続再生式ＤＰＦが開
発されている。この連続再生式ＤＰＦによれば、触媒金
属の触媒反応によって捕集されたＰＭが酸化燃焼するた
め、捕集と同時にあるいは捕集に連続して燃焼させるこ
とでＤＰＦを再生することができる。そして触媒反応は
比較的低温で生じること、及び捕集量が少ないうちに燃
焼できることから、ＤＰＦに作用する熱応力が小さく破
損が防止されるという利点がある。
ミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金
（Pt）などの触媒金属を担持した連続再生式ＤＰＦが開
発されている。この連続再生式ＤＰＦによれば、触媒金
属の触媒反応によって捕集されたＰＭが酸化燃焼するた
め、捕集と同時にあるいは捕集に連続して燃焼させるこ
とでＤＰＦを再生することができる。そして触媒反応は
比較的低温で生じること、及び捕集量が少ないうちに燃
焼できることから、ＤＰＦに作用する熱応力が小さく破
損が防止されるという利点がある。
【０００６】このような連続再生式ＤＰＦは、特公平7-
106290号公報、特許第3012249 号公報、特開平9-173866
号公報などに記載がある。また例えば特開平9-220423号
公報には、セル隔壁の気孔率が40〜65％で、平均細孔径
が５〜35μｍであり、コート層を構成する多孔質酸化物
はセル隔壁の平均細孔径より小さい粒径のものが90wt％
以上を占めている構成のものが開示されている。このよ
うな高比表面積の多孔質酸化物をコートすることによ
り、セル隔壁の表面だけでなく細孔の内部表面にまでコ
ート層を形成することができる。またコート量を一定と
すればコート厚さを薄くすることができるので、圧損の
増大を抑制することができる。
106290号公報、特許第3012249 号公報、特開平9-173866
号公報などに記載がある。また例えば特開平9-220423号
公報には、セル隔壁の気孔率が40〜65％で、平均細孔径
が５〜35μｍであり、コート層を構成する多孔質酸化物
はセル隔壁の平均細孔径より小さい粒径のものが90wt％
以上を占めている構成のものが開示されている。このよ
うな高比表面積の多孔質酸化物をコートすることによ
り、セル隔壁の表面だけでなく細孔の内部表面にまでコ
ート層を形成することができる。またコート量を一定と
すればコート厚さを薄くすることができるので、圧損の
増大を抑制することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】Ptなどの触媒金属に
は、その活性化温度以上でないと酸化反応が引き起こさ
れないという特性がある。したがって排ガス温度が低温
域にある場合には、連続再生式ＤＰＦのセル隔壁にＰＭ
が捕集されて酸化されることなく堆積する。ところがＰ
Ｍの堆積量が一定量を超えると、セル隔壁の細孔が目詰
まりするために背圧が上昇する。そして背圧の上昇によ
り、エンジンにおける燃焼が不安定となるという不具合
がある。さらに、セル内に流入する排ガス温度が上昇し
て触媒金属の活性化温度以上となると、堆積していたＰ
Ｍが一気に燃焼し、その燃焼熱によって連続再生式ＤＰ
Ｆが溶損する場合もある。
は、その活性化温度以上でないと酸化反応が引き起こさ
れないという特性がある。したがって排ガス温度が低温
域にある場合には、連続再生式ＤＰＦのセル隔壁にＰＭ
が捕集されて酸化されることなく堆積する。ところがＰ
Ｍの堆積量が一定量を超えると、セル隔壁の細孔が目詰
まりするために背圧が上昇する。そして背圧の上昇によ
り、エンジンにおける燃焼が不安定となるという不具合
がある。さらに、セル内に流入する排ガス温度が上昇し
て触媒金属の活性化温度以上となると、堆積していたＰ
Ｍが一気に燃焼し、その燃焼熱によって連続再生式ＤＰ
Ｆが溶損する場合もある。
【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、ＰＭの堆積による背圧上昇を抑制するとと
もに、連続再生式ＤＰＦの溶損も防止することを目的と
する。
ものであり、ＰＭの堆積による背圧上昇を抑制するとと
もに、連続再生式ＤＰＦの溶損も防止することを目的と
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
明の排ガス浄化装置の特徴は、セラミックハニカム構造
体のセルの開口部の両端を交互に目封じしたフィルタ
と、そのセル隔壁に形成された多孔質酸化物からなるコ
ート層と、コート層に担持された触媒金属とよりなる触
媒付ＤＰＦを有する排ガス浄化装置であって、触媒付Ｄ
ＰＦはセル隔壁の平均細孔径が異なる複数種からなり、
排ガスの上流側から下流側に向かって平均細孔径が大き
なものから小さなものへと順に直列に配置されているこ
とにある。
明の排ガス浄化装置の特徴は、セラミックハニカム構造
体のセルの開口部の両端を交互に目封じしたフィルタ
と、そのセル隔壁に形成された多孔質酸化物からなるコ
ート層と、コート層に担持された触媒金属とよりなる触
媒付ＤＰＦを有する排ガス浄化装置であって、触媒付Ｄ
ＰＦはセル隔壁の平均細孔径が異なる複数種からなり、
排ガスの上流側から下流側に向かって平均細孔径が大き
なものから小さなものへと順に直列に配置されているこ
とにある。
【００１０】そして本発明のディーゼル排ガス浄化方法
の特徴は、本発明の排ガス浄化装置にディーゼルエンジ
ンからの排ガスを通過させることにある。
の特徴は、本発明の排ガス浄化装置にディーゼルエンジ
ンからの排ガスを通過させることにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】エンジンから排出されるＰＭ粒子
は、その大きさに分布をもっている。そして本発明の排
ガス浄化装置では、排ガスの上流側から下流側に向かっ
て平均細孔径が大きな触媒付ＤＰＦから平均細孔径が小
さな触媒付ＤＰＦへと、複数種の触媒付ＤＰＦが順に直
列に配置されている。したがって排ガスが先ず平均細孔
径が大きな触媒付ＤＰＦのセルに流入すると、セル隔壁
の細孔径より粒径が小さなＰＭはセル壁を通過し、セル
隔壁の細孔径より粒径の大きなＰＭのみが捕集される。
この作用が複数の触媒付ＤＰＦで順に行われ、それぞれ
の触媒付ＤＰＦはその細孔径に比べて著しく大きなＰＭ
粒子が流入するのが抑制されている。これにより細孔の
閉塞が抑制され、背圧の上昇が抑制される。
は、その大きさに分布をもっている。そして本発明の排
ガス浄化装置では、排ガスの上流側から下流側に向かっ
て平均細孔径が大きな触媒付ＤＰＦから平均細孔径が小
さな触媒付ＤＰＦへと、複数種の触媒付ＤＰＦが順に直
列に配置されている。したがって排ガスが先ず平均細孔
径が大きな触媒付ＤＰＦのセルに流入すると、セル隔壁
の細孔径より粒径が小さなＰＭはセル壁を通過し、セル
隔壁の細孔径より粒径の大きなＰＭのみが捕集される。
この作用が複数の触媒付ＤＰＦで順に行われ、それぞれ
の触媒付ＤＰＦはその細孔径に比べて著しく大きなＰＭ
粒子が流入するのが抑制されている。これにより細孔の
閉塞が抑制され、背圧の上昇が抑制される。
【００１２】そして、捕集されたＰＭは各触媒付ＤＰＦ
に分散して堆積しているので、それぞれの堆積量は少な
く、排ガス温度が触媒の活性化温度以上となると容易に
連続的に燃焼されて、排ガスが容易に流通することがで
きるとともに、各触媒付ＤＰＦにおける燃焼による温度
上昇も少なく溶損が防止される。
に分散して堆積しているので、それぞれの堆積量は少な
く、排ガス温度が触媒の活性化温度以上となると容易に
連続的に燃焼されて、排ガスが容易に流通することがで
きるとともに、各触媒付ＤＰＦにおける燃焼による温度
上昇も少なく溶損が防止される。
【００１３】それぞれの触媒付ＤＰＦにおけるフィルタ
は、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を
交互に目封じしたものであり、コーディエライトなどの
耐熱性セラミックスから製造することができる。例えば
コーディエライト粉末を主成分とする粘土状のスラリー
を調製し、それを押出成形などで成形し、焼成してハニ
カム構造体とする。コーディエライト粉末に代えて、ア
ルミナ、マグネシア及びシリカの各粉末をコーディエラ
イト組成となるように配合することもできる。その後ハ
ニカム構造体の一端面のセル開口を同様の粘土状のスラ
リーなどで市松状に目封じし、他端面では一端面で目封
じされていないセル開口を市松状に目封じするなどし
て、セルの開孔部の両端を交互に目封じする。その後焼
成などで目封じ材を固定することでフィルタを製造する
ことができる。
は、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を
交互に目封じしたものであり、コーディエライトなどの
耐熱性セラミックスから製造することができる。例えば
コーディエライト粉末を主成分とする粘土状のスラリー
を調製し、それを押出成形などで成形し、焼成してハニ
カム構造体とする。コーディエライト粉末に代えて、ア
ルミナ、マグネシア及びシリカの各粉末をコーディエラ
イト組成となるように配合することもできる。その後ハ
ニカム構造体の一端面のセル開口を同様の粘土状のスラ
リーなどで市松状に目封じし、他端面では一端面で目封
じされていないセル開口を市松状に目封じするなどし
て、セルの開孔部の両端を交互に目封じする。その後焼
成などで目封じ材を固定することでフィルタを製造する
ことができる。
【００１４】そしてフィルタのセル隔壁に細孔を形成す
るには、上記したスラリー中にカーボン粉末、木粉、澱
粉、ポリマーなどの可燃物粉末などを混合しておき、可
燃物粉末が焼成時に消失することで細孔を形成すること
ができる。
るには、上記したスラリー中にカーボン粉末、木粉、澱
粉、ポリマーなどの可燃物粉末などを混合しておき、可
燃物粉末が焼成時に消失することで細孔を形成すること
ができる。
【００１５】またセル隔壁の平均細孔径を本発明に規定
するように形成するには、可燃物粉末の粒径と量を調整
することで行うことができる。例えば平均細孔径が22μ
ｍ以上となるようにするには、粒径が22〜26μｍの可燃
物粉末を全可燃物粉末中に70〜80体積％混合するとよ
い。なお可燃物粉末の調整とともに、粘土状のスラリー
の粘度、スラリー中の粉末粒径などを調整することが望
ましい。
するように形成するには、可燃物粉末の粒径と量を調整
することで行うことができる。例えば平均細孔径が22μ
ｍ以上となるようにするには、粒径が22〜26μｍの可燃
物粉末を全可燃物粉末中に70〜80体積％混合するとよ
い。なお可燃物粉末の調整とともに、粘土状のスラリー
の粘度、スラリー中の粉末粒径などを調整することが望
ましい。
【００１６】また、同一の平均細孔径をもつフィルタを
用いても、後述のコート層のコート量を変化させること
で平均細孔径を変化させることもできる。コート量が多
くなるほど平均細孔径が小さくなる。
用いても、後述のコート層のコート量を変化させること
で平均細孔径を変化させることもできる。コート量が多
くなるほど平均細孔径が小さくなる。
【００１７】各フィルタのセル隔壁には、多孔質酸化物
からなるコート層が形成されている。このコート層は触
媒金属を担持する担体となるものであり、 Al2O3、Zr
O2、CeO2、TiO2、SiO2などの酸化物あるいはこれらの複
数種からなる複合酸化物から形成することができる。
からなるコート層が形成されている。このコート層は触
媒金属を担持する担体となるものであり、 Al2O3、Zr
O2、CeO2、TiO2、SiO2などの酸化物あるいはこれらの複
数種からなる複合酸化物から形成することができる。
【００１８】このコート層は、セル隔壁の表面ばかりで
なく、可燃物粉末の消失によって形成された細孔内の表
面にも形成されていることが望ましい。このようにコー
ト層を形成するには、例えば特開平9-220423号公報に記
載されているように、セル隔壁の平均細孔径より小さい
粒径のものが90重量％以上を占める酸化物粉末又は複合
酸化物粉末を用いることが好ましい。平均細孔径より大
きな粒径のものが10重量％より多くなると、細孔内の表
面にコート層を形成することが困難となり、細孔内に進
入したＰＭを酸化燃焼することが困難となる。
なく、可燃物粉末の消失によって形成された細孔内の表
面にも形成されていることが望ましい。このようにコー
ト層を形成するには、例えば特開平9-220423号公報に記
載されているように、セル隔壁の平均細孔径より小さい
粒径のものが90重量％以上を占める酸化物粉末又は複合
酸化物粉末を用いることが好ましい。平均細孔径より大
きな粒径のものが10重量％より多くなると、細孔内の表
面にコート層を形成することが困難となり、細孔内に進
入したＰＭを酸化燃焼することが困難となる。
【００１９】この各フィルタに形成されているコート層
は、フィルタ容積に対して 100〜 200ｇ／Ｌのコート量
とすることが望ましい。コート量が 100ｇ／Ｌ未満では
触媒金属の粒成長が生じる場合があり、 200ｇ／Ｌを超
えると圧損が高くなりすぎて実用的ではない。
は、フィルタ容積に対して 100〜 200ｇ／Ｌのコート量
とすることが望ましい。コート量が 100ｇ／Ｌ未満では
触媒金属の粒成長が生じる場合があり、 200ｇ／Ｌを超
えると圧損が高くなりすぎて実用的ではない。
【００２０】コート層を形成するには、酸化物粉末ある
いは複合酸化物粉末をアルミナゾルなどのバインダ成分
及び水とともにスラリーとし、そのスラリーをセル隔壁
に付着させた後に焼成すればよい。スラリーをセル隔壁
に付着させるには通常の浸漬法を用いることができる
が、エアブローあるいは吸引によって細孔内に入ったス
ラリーの余分なものを除去することが望ましい。
いは複合酸化物粉末をアルミナゾルなどのバインダ成分
及び水とともにスラリーとし、そのスラリーをセル隔壁
に付着させた後に焼成すればよい。スラリーをセル隔壁
に付着させるには通常の浸漬法を用いることができる
が、エアブローあるいは吸引によって細孔内に入ったス
ラリーの余分なものを除去することが望ましい。
【００２１】コート層に担持される触媒金属としては、
触媒反応によってＰＭの酸化を促進するものであれば用
いることができるが、Pt、Rh、Pdなどの白金族の貴金属
から選ばれた一種あるいは複数種を担持することが特に
好ましい。触媒金属の担持量は、フィルタ容積１リット
ルあたり２〜８ｇの範囲とすることが好ましい。担持量
がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この
範囲より多く担持しても活性が飽和するとともにコスト
アップとなってしまう。
触媒反応によってＰＭの酸化を促進するものであれば用
いることができるが、Pt、Rh、Pdなどの白金族の貴金属
から選ばれた一種あるいは複数種を担持することが特に
好ましい。触媒金属の担持量は、フィルタ容積１リット
ルあたり２〜８ｇの範囲とすることが好ましい。担持量
がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この
範囲より多く担持しても活性が飽和するとともにコスト
アップとなってしまう。
【００２２】また触媒金属を担持するには、触媒金属の
硝酸塩などを溶解した溶液を用い、吸着担持法、吸水担
持法などによってコート層に担持すればよい。また酸化
物粉末あるいは複合酸化物粉末に予め触媒金属を担持し
ておき、その触媒粉末を用いてコート層を形成すること
もできる。
硝酸塩などを溶解した溶液を用い、吸着担持法、吸水担
持法などによってコート層に担持すればよい。また酸化
物粉末あるいは複合酸化物粉末に予め触媒金属を担持し
ておき、その触媒粉末を用いてコート層を形成すること
もできる。
【００２３】平均細孔径の異なる触媒付ＤＰＦを、その
平均細孔径の大きな順に直列に配置する場合、各触媒付
ＤＰＦどうしの間隔は特に制限されないが、平均細孔径
が大きな触媒付ＤＰＦどうしの間隔は狭く、平均細孔径
が小さな触媒付ＤＰＦどうしの間隔は広くするのが好ま
しい。こうすることにより燃焼に時間のかかる大きなＰ
Ｍ粒子が触媒と接触する機会が増加し、燃焼消失するた
め堆積による圧損上昇をさらに抑制することができる。
平均細孔径の大きな順に直列に配置する場合、各触媒付
ＤＰＦどうしの間隔は特に制限されないが、平均細孔径
が大きな触媒付ＤＰＦどうしの間隔は狭く、平均細孔径
が小さな触媒付ＤＰＦどうしの間隔は広くするのが好ま
しい。こうすることにより燃焼に時間のかかる大きなＰ
Ｍ粒子が触媒と接触する機会が増加し、燃焼消失するた
め堆積による圧損上昇をさらに抑制することができる。
【００２４】最上流に配置される触媒付ＤＰＦのセル隔
壁の平均細孔径は、ＰＭの最大粒径より大きいことが望
ましい。ディーゼルエンジンからの排ガスを浄化する場
合には、10〜 100μｍ程度とすることが望ましい。また
本発明の排ガス浄化装置において、触媒付ＤＰＦの数は
２個以上の複数個とされ、その数の上限は特に制限され
ないが、自動車用であれば５個程度が上限である。複数
個の触媒付ＤＰＦの合計長さが従来の触媒付ＤＰＦの長
さと同等となるようにすることが好ましい。
壁の平均細孔径は、ＰＭの最大粒径より大きいことが望
ましい。ディーゼルエンジンからの排ガスを浄化する場
合には、10〜 100μｍ程度とすることが望ましい。また
本発明の排ガス浄化装置において、触媒付ＤＰＦの数は
２個以上の複数個とされ、その数の上限は特に制限され
ないが、自動車用であれば５個程度が上限である。複数
個の触媒付ＤＰＦの合計長さが従来の触媒付ＤＰＦの長
さと同等となるようにすることが好ましい。
【００２５】また、隣接する触媒付ＤＰＦどうしは、上
流側のＤＰＦの出口側セルと下流側のＤＰＦの入口側セ
ルとが対向しないように配置することが好ましい。この
ようにすれば、触媒付ＤＰＦどうしの間の隙間で排ガス
が乱流となりやすく、下流側のＤＰＦに流入する排ガス
の外周部と中心部の温度を均一とすることができ、外周
部でのＰＭ燃焼を促進することができる。
流側のＤＰＦの出口側セルと下流側のＤＰＦの入口側セ
ルとが対向しないように配置することが好ましい。この
ようにすれば、触媒付ＤＰＦどうしの間の隙間で排ガス
が乱流となりやすく、下流側のＤＰＦに流入する排ガス
の外周部と中心部の温度を均一とすることができ、外周
部でのＰＭ燃焼を促進することができる。
【００２６】本発明の排ガス浄化装置は、ＰＭを含む排
ガスを排出する内燃機関に用いることができるが、中で
も多量のＰＭを含む排ガスを排出するディーゼルエンジ
ンの排気系に用いれば、本発明の効果を最大に発現させ
ることができる。
ガスを排出する内燃機関に用いることができるが、中で
も多量のＰＭを含む排ガスを排出するディーゼルエンジ
ンの排気系に用いれば、本発明の効果を最大に発現させ
ることができる。
【００２７】
【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。
【００２８】（実施例１）フィルタとして、平均細孔径
が異なる４種類のコーディエライト製ＤＰＦ（体積は各
0.5Ｌ、セル数各 300個／in2 ）を用意した。平均細孔
径は 100μｍ、70μｍ、40μｍ及び10μｍの４水準であ
る。
が異なる４種類のコーディエライト製ＤＰＦ（体積は各
0.5Ｌ、セル数各 300個／in2 ）を用意した。平均細孔
径は 100μｍ、70μｍ、40μｍ及び10μｍの４水準であ
る。
【００２９】次に、平均粒径１〜３μｍの Al2O3粉末に
Ptを担持した触媒粉末70重量部と、硝酸アルミナ30重量
部を含むスラリーを調製し、上記ＤＰＦを浸漬後引き上
げ、真空吸引して余分なスラリーを除去した後、 110℃
で乾燥し 450℃で 120分間焼成して、それぞれのフィル
タにコート層を形成した。コート量はＤＰＦの体積１Ｌ
あたりそれぞれ 100ｇである。
Ptを担持した触媒粉末70重量部と、硝酸アルミナ30重量
部を含むスラリーを調製し、上記ＤＰＦを浸漬後引き上
げ、真空吸引して余分なスラリーを除去した後、 110℃
で乾燥し 450℃で 120分間焼成して、それぞれのフィル
タにコート層を形成した。コート量はＤＰＦの体積１Ｌ
あたりそれぞれ 100ｇである。
【００３０】それぞれの触媒付ＤＰＦ30〜33を、図１に
示すディーゼルエンジン１の排気系に装備された触媒コ
ンバータ２内に、平均細孔径が 100μｍのものが最上流
に、平均細孔径が10μｍのものを最下流になるように、
図２に示すように平均細孔径が大きい順に上流から下流
へ向かって順に配置した。各触媒付ＤＰＦどうしの間隔
は10mmである。
示すディーゼルエンジン１の排気系に装備された触媒コ
ンバータ２内に、平均細孔径が 100μｍのものが最上流
に、平均細孔径が10μｍのものを最下流になるように、
図２に示すように平均細孔径が大きい順に上流から下流
へ向かって順に配置した。各触媒付ＤＰＦどうしの間隔
は10mmである。
【００３１】（実施例２）平均細孔径が 100μｍ、85μ
ｍ、70μｍ、55μｍ、40μｍ、25μｍ及び10μｍの７種
類のＤＰＦ（体積は各0.29Ｌ、セル数各 300個／in2 ）
を用いたこと以外は実施例１と同様にして触媒付ＤＰＦ
を調製し、同様に平均細孔径が大きい順に上流から下流
へ向かって順に配置した。各触媒付ＤＰＦどうしの間隔
は５mmである。
ｍ、70μｍ、55μｍ、40μｍ、25μｍ及び10μｍの７種
類のＤＰＦ（体積は各0.29Ｌ、セル数各 300個／in2 ）
を用いたこと以外は実施例１と同様にして触媒付ＤＰＦ
を調製し、同様に平均細孔径が大きい順に上流から下流
へ向かって順に配置した。各触媒付ＤＰＦどうしの間隔
は５mmである。
【００３２】（実施例３）平均細孔径が 100μｍのコー
ディエライト製ＤＰＦ（体積は各 0.5Ｌ、セル数各 300
個／in2 ）を用意し、実施例１と同様の触媒粉末を用い
てコート量が異なること以外は実施例１と同様にしてコ
ート層を形成した。コート量は、ＤＰＦの体積１Ｌあた
りそれぞれ 100ｇ、 150ｇ、 200ｇ及び 250ｇであり、
コート後の平均細孔径はそれぞれ90μｍ、80μｍ、60μ
ｍ及び25μｍである。そして実施例１と同様に、平均細
孔径が大きい順に上流から下流へ向かって順に配置し
た。各触媒付ＤＰＦどうしの間隔は10mmである。
ディエライト製ＤＰＦ（体積は各 0.5Ｌ、セル数各 300
個／in2 ）を用意し、実施例１と同様の触媒粉末を用い
てコート量が異なること以外は実施例１と同様にしてコ
ート層を形成した。コート量は、ＤＰＦの体積１Ｌあた
りそれぞれ 100ｇ、 150ｇ、 200ｇ及び 250ｇであり、
コート後の平均細孔径はそれぞれ90μｍ、80μｍ、60μ
ｍ及び25μｍである。そして実施例１と同様に、平均細
孔径が大きい順に上流から下流へ向かって順に配置し
た。各触媒付ＤＰＦどうしの間隔は10mmである。
【００３３】（比較例）平均細孔径が20μｍのＤＰＦ
（体積２Ｌ、セル数各 300個／in2 ）を用いたこと以外
は実施例１と同様にして触媒付ＤＰＦを調製した。コー
ト量はＤＰＦの体積１Ｌあたり 100ｇである。この触媒
付ＤＰＦ１個を実施例１と同様の触媒コンバータ２内に
配置した。
（体積２Ｌ、セル数各 300個／in2 ）を用いたこと以外
は実施例１と同様にして触媒付ＤＰＦを調製した。コー
ト量はＤＰＦの体積１Ｌあたり 100ｇである。この触媒
付ＤＰＦ１個を実施例１と同様の触媒コンバータ２内に
配置した。
【００３４】＜試験・評価＞実施例１と比較例に用いた
各触媒付ＤＰＦの細孔直径と細孔容積の関係を図３に示
す。実施例１における各ＤＰＦの細孔直径は互いにオー
バーラップし、全体として細孔直径と細孔容積の関係は
実施例１及び比較例１ともにほぼ同様とみなせる。
各触媒付ＤＰＦの細孔直径と細孔容積の関係を図３に示
す。実施例１における各ＤＰＦの細孔直径は互いにオー
バーラップし、全体として細孔直径と細孔容積の関係は
実施例１及び比較例１ともにほぼ同様とみなせる。
【００３５】次に、エンジンベンチにて、２Ｌ直噴ディ
ーゼルエンジンの排気系に触媒付ＤＰＦ入りの各触媒コ
ンバータを取り付け、実車11Lap を模擬した条件で 100
時間（5000km走行に相当）運転した。その後触媒コンバ
ータを分解し、それぞれに堆積したＰＭの総量（ＰＭ堆
積量）を測定した。結果を表１に示す。
ーゼルエンジンの排気系に触媒付ＤＰＦ入りの各触媒コ
ンバータを取り付け、実車11Lap を模擬した条件で 100
時間（5000km走行に相当）運転した。その後触媒コンバ
ータを分解し、それぞれに堆積したＰＭの総量（ＰＭ堆
積量）を測定した。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１から、実施例１〜３では比較例に比べ
てＰＭ堆積量が大きく低減されており、ＰＭが効率よく
燃焼除去されたことがわかる。これは、平均細孔径が異
なる複数の触媒付ＤＰＦを排ガスの上流側から平均細孔
径の大きい順に配置した効果であることが明らかであ
る。そして実施例１〜３ではＰＭ堆積量が少ないことか
ら、比較例に比べて背圧の上昇も少ないことが自明であ
る。
てＰＭ堆積量が大きく低減されており、ＰＭが効率よく
燃焼除去されたことがわかる。これは、平均細孔径が異
なる複数の触媒付ＤＰＦを排ガスの上流側から平均細孔
径の大きい順に配置した効果であることが明らかであ
る。そして実施例１〜３ではＰＭ堆積量が少ないことか
ら、比較例に比べて背圧の上昇も少ないことが自明であ
る。
【００３８】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化装置及びデ
ィーゼル排ガス浄化方法によれば、ＰＭの堆積を抑制す
ることができ、背圧の上昇を抑制できるとともに、触媒
付ＤＰＦの溶損を防止することができる。
ィーゼル排ガス浄化方法によれば、ＰＭの堆積を抑制す
ることができ、背圧の上昇を抑制できるとともに、触媒
付ＤＰＦの溶損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いたエンジンと触媒コンバ
ータを示す平面図である。
ータを示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１における各触媒付ＤＰＦの配
置状態を示す説明図である。
置状態を示す説明図である。
【図３】実施例１と比較例の排ガス浄化装置における各
触媒付ＤＰＦの細孔径と細孔容積の関係を示すグラフで
ある。
触媒付ＤＰＦの細孔径と細孔容積の関係を示すグラフで
ある。
１：ディーゼルエンジン ２：触媒コンバータ
30〜33：触媒付ＤＰＦ
─────────────────────────────────────────────────────
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 3/02 ３２１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ
Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA01
4D019 AA01 BB06 BC07 BD01 BD02
CA01
4D048 AA14 BA10X BA30X BB02
CC32 CC44 CC45 CD05
4G069 AA01 BA13B CA03 CA18
EA19 EA25
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックハニカム構造体のセルの開口
部の両端を交互に目封じしたフィルタと、そのセル隔壁
に形成された多孔質酸化物からなるコート層と、該コー
ト層に担持された触媒金属とよりなる触媒付ＤＰＦを有
する排ガス浄化装置であって、 前記触媒付ＤＰＦはセル隔壁の平均細孔径が異なる複数
種からなり、排ガスの上流側から下流側に向かって該平
均細孔径が大きなものから小さなものへと順に直列に配
置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載のディーゼル排ガス
浄化装置にディーゼルエンジンからの排ガスを通過させ
ることを特徴とするディーゼル排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025738A JP2003225540A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 排ガス浄化装置及びディーゼル排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025738A JP2003225540A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 排ガス浄化装置及びディーゼル排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003225540A true JP2003225540A (ja) | 2003-08-12 |
Family
ID=27747787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002025738A Pending JP2003225540A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 排ガス浄化装置及びディーゼル排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003225540A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005262210A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-29 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ及び排気ガス浄化装置 |
| JP2006272157A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ及び排気ガス浄化装置 |
| JP2006291812A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Mitsubishi Motors Corp | 排気ガス浄化装置 |
| DE112008003542T5 (de) | 2007-12-27 | 2010-10-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Gaszufuhrstruktur |
| US7846868B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-12-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Honeycomb-shaped straight-flow structure for catalyst and catalyst for purifying exhaust gases |
| CN102251830A (zh) * | 2010-05-20 | 2011-11-23 | 阿兰图姆公司 | 黑烟减少装置用泡沫金属过滤器 |
| JP2012013059A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Mitsubishi Motors Corp | 排ガス浄化装置 |
| CN110201666A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-06 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种汽油机颗粒捕集催化剂及其制备方法 |
-
2002
- 2002-02-01 JP JP2002025738A patent/JP2003225540A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110201666A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-06 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种汽油机颗粒捕集催化剂及其制备方法 |
| CN110201666B (zh) * | 2019-06-20 | 2022-01-25 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种汽油机颗粒捕集催化剂及其制备方法 |
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