JP2005120964A - Exhaust emission control device - Google Patents

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Mitsuru Hosoya
満 細谷
Seiji Harufuji
聖二 春藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for well reducing particulates in exhaust gas down to a nano particle level. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device comprises a catalyst regenerative particulate filter 10 mounted on the midway of an exhaust pipe 9. At the rear stage of the particulate filter 10, a nano particle treatment filter 12 is provided which has a precious metal catalyst carried on a metal non-woven cloth or a wire meshed filter. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、排気浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust emission control device.

ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。   Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot composed of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) composed of high-boiling hydrocarbon components. The composition contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, a particulate filter is installed in the middle of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows. It has been done conventionally.

この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。   This type of particulate filter has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the flow paths partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the inlets are not sealed. About the flow path, the exit is sealed, and only the exhaust gas which permeate | transmitted the porous thin wall which divides each flow path is discharged | emitted downstream.

そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えば白金等の貴金属系の酸化触媒をパティキュレートフィルタに一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用することが検討されている。   Then, the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, so that the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. Although it is necessary to regenerate, in normal diesel engine operation conditions, there are few opportunities to obtain exhaust temperatures that are high enough to cause the particulates to self-combust. It has been studied to adopt a catalyst regeneration type particulate filter that is integrally supported on the catalyst.

即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−73748号公報
That is, if such a catalyst regeneration type particulate filter is employed, the oxidation reaction of the collected particulates is promoted to lower the ignition temperature, and the particulates can be burned and removed even at an exhaust temperature lower than the conventional one. This is possible (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-73748 A

そして、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタの採用により約95%もの高い低減率が既に達成されている状況にあり、特にパティキュレート中の煤の除去に関し非常に優れた成果が得られているわけであるが、パティキュレート中の50nm(0.05μm)以下のナノ粒子については、前述した如きパティキュレートフィルタを擦り抜けてしまうので、この種の極めて微小なナノ粒子の低減化が今後の大きな課題となっている。   The adoption of such a catalyst regeneration type particulate filter has already achieved a reduction rate as high as about 95%, and particularly excellent results have been obtained with respect to removal of soot in the particulate. However, since the nanoparticles of 50 nm (0.05 μm) or less in the particulates will rub through the particulate filter as described above, the reduction of this kind of extremely fine nanoparticles will be a big issue in the future. It has become a challenge.

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、排気ガス中に含まれるパティキュレートをナノ粒子レベルまで良好に低減し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that can satisfactorily reduce particulates contained in exhaust gas to a nanoparticle level.

本発明は、排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタの後段に、金属不織布又はワイヤメッシュフィルタに貴金属触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタを設けたことを特徴とするものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of an exhaust pipe, the nanoparticle formed by supporting a noble metal catalyst on a metal non-woven fabric or a wire mesh filter at the subsequent stage of the particulate filter A processing filter is provided.

而して、このようにすれば、排気ガス中の煤が触媒再生型のパティキュレートフィルタを通過する際に殆ど除去され、ほぼナノ粒子のみを残留した排気ガスが後段のナノ粒子処理フィルタに導入されるので、排気ガス中のナノ粒子がナノ粒子処理フィルタ内で細孔を形成している柱部分に繰り返し何度も衝突して何れかの柱部分に捕集され、例えば、前半のナノ粒子処理フィルタを通過し得たとしても、後半のナノ粒子処理フィルタを通過するうちには捕集されることになる。   Thus, in this way, the soot in the exhaust gas is almost removed when passing through the catalyst regeneration type particulate filter, and the exhaust gas, in which only the nanoparticles remain, is introduced into the downstream nanoparticle processing filter. Therefore, the nanoparticles in the exhaust gas repeatedly collide with the pillar part forming the pores in the nanoparticle treatment filter repeatedly and are collected in any pillar part. For example, the nanoparticles in the first half Even if it can pass through the processing filter, it will be collected while passing through the latter nanoparticle processing filter.

この時、ナノ粒子処理フィルタに捕集されるナノ粒子は、煤から遊離した比較的燃え易い状態となっていて、煤を燃焼除去する場合のような保持時間が不要であるので、ナノ粒子処理フィルタ内で捕集された直後に貴金属触媒の助勢により直ちに燃焼除去されることになる。   At this time, the nanoparticles collected by the nanoparticle treatment filter are in a relatively flammable state released from the soot, and no retention time is required as in the case of burning and removing soot. Immediately after being collected in the filter, it is immediately burned and removed by the aid of the noble metal catalyst.

また、パティキュレートフィルタの後段に配置されるナノ粒子処理フィルタは、前段のパティキュレートフィルタの触媒表面で捕集済みパティキュレート(煤)やSOF分が燃焼(酸化反応)する際に生じる熱で昇温した排気ガスを導入されることになるので、前段のパティキュレートフィルタよりも温度の高い排気ガスに晒される機会が多くなり、比較的有利な温度条件下でナノ粒子を効率良く燃焼除去することが可能となる。   In addition, the nanoparticle processing filter disposed in the latter stage of the particulate filter is heated by the heat generated when the collected particulate (soot) and SOF are burned (oxidation reaction) on the catalyst surface of the preceding particulate filter. Since warm exhaust gas is introduced, there are more opportunities to be exposed to exhaust gas having a higher temperature than the particulate filter in the previous stage, and the nanoparticles can be efficiently burned and removed under relatively advantageous temperature conditions. Is possible.

更に、本発明においては、前述した如き金属不織布又はワイヤメッシュフィルタに貴金属触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタに替えて、フロースルー型のハニカム担体にゼオライト触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタを採用したり、或いは、一対の通気板の相互間にゼオライトペレットを充填して成るナノ粒子処理フィルタを採用したりすることが可能である。   Furthermore, in the present invention, instead of the nanoparticle treatment filter in which a noble metal catalyst is supported on a metal nonwoven fabric or wire mesh filter as described above, a nanoparticle treatment filter in which a zeolite catalyst is supported on a flow-through type honeycomb carrier. Alternatively, it is possible to employ a nanoparticle processing filter in which zeolite pellets are filled between a pair of ventilation plates.

即ち、前者のフロースルー型のハニカム担体にゼオライト触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタを採用した場合には、排気ガスがハニカム担体の各流路毎に分かれて流れる間に、排気ガス中のナノ粒子が多孔質のゼオライト触媒の表面に吸着して捕集され、その直後に触媒作用により酸化反応を促進されて直ちに燃焼除去されることになる。   That is, when a nanoparticle treatment filter in which a zeolite catalyst is supported on the former flow-through type honeycomb carrier is adopted, while the exhaust gas flows separately for each flow path of the honeycomb carrier, The nanoparticles are adsorbed and collected on the surface of the porous zeolite catalyst, and immediately after that, the oxidation reaction is promoted by the catalytic action and immediately burned and removed.

一方、後者の一対の通気板の相互間にゼオライトペレットを充填して成るナノ粒子処理フィルタを採用した場合には、排気ガスが各ゼオライトペレットの間の隙間を縫うように紆余曲折して流れる間に、排気ガス中のナノ粒子が多孔質のゼオライトペレットの表面に吸着して捕集され、その直後に触媒作用により酸化反応を促進されて直ちに燃焼除去されることになる。   On the other hand, when a nanoparticle treatment filter is used in which zeolite pellets are filled between the latter pair of ventilation plates, the exhaust gas flows in a twisted manner so as to sew gaps between the zeolite pellets. In addition, the nanoparticles in the exhaust gas are adsorbed and collected on the surface of the porous zeolite pellet, and immediately after that, the oxidation reaction is promoted by the catalytic action and immediately burned and removed.

更に、本発明においては、パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型のハニカム担体に排気ガス中のSOF分を酸化浄化し得る程度の酸化力を有する酸化触媒を担持させて成るSOF分酸化触媒を設けることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, an SOF partial oxidation catalyst comprising a flow-through type honeycomb carrier and an oxidation catalyst having an oxidizing power that can oxidize and purify the SOF content in the exhaust gas is supported before the particulate filter. It is preferable to provide it.

このようにすれば、パティキュレートフィルタの前段のSOF分酸化触媒を排気ガスが通過する際に、排気ガスがハニカム担体の各流路毎に分かれて流れ、このハニカム担体に担持された酸化触媒により比較的燃焼除去し易いSOF分が酸化反応を促進されて燃焼されることになる。   In this way, when the exhaust gas passes through the SOF partial oxidation catalyst in the preceding stage of the particulate filter, the exhaust gas flows separately for each flow path of the honeycomb carrier, and the oxidation catalyst supported on the honeycomb carrier causes the exhaust gas to flow. The SOF component that is relatively easy to remove by combustion is promoted by the oxidation reaction and burned.

即ち、SOF分酸化触媒の後段に位置するパティキュレートフィルタには、前段のSOF分酸化触媒により粘液質のSOF分を先行除去されてドライ状態となった煤が捕集されることになるので、表面にSOF分を帯びたウェット状態の煤の場合と比較して煤の燃焼性が大幅に向上され、捕集済みの煤の燃焼除去が比較的簡単に行われることになる。   That is, the particulate filter located at the latter stage of the SOF partial oxidation catalyst collects the soot that has been removed by the previous SOF partial oxidation catalyst to remove the mucous SOF fraction in advance. Compared with the case of a wet soot having a SOF content, the soot combustibility is greatly improved, and the trapped soot is removed by combustion relatively easily.

尚、パティキュレートフィルタの前段のSOF分酸化触媒においては、排気ガス中のCOやHC等も無害なCO2やH2Oに酸化処理されることになる。 Incidentally, in the SOF partial oxidation catalyst in the previous stage of the particulate filter, CO and HC in the exhaust gas are oxidized to harmless CO 2 and H 2 O.

上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。   According to the exhaust emission control device of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.

(I)本発明の請求項1、2、3に記載の発明によれば、触媒再生型のパティキュレートフィルタにより煤を殆ど先行除去された排気ガスをナノ粒子処理フィルタに導くことで、煤から遊離した比較的燃え易い状態となっているナノ粒子を確実に捕集し、しかも、前段のパティキュレートフィルタでのパティキュレートの酸化反応熱を利用して効率良くナノ粒子を燃焼除去することができるので、排気ガス中に含まれるパティキュレートをナノ粒子レベルまで良好に低減することができる。   (I) According to the first, second, and third aspects of the present invention, the exhaust gas from which most of the soot has been removed in advance by the catalyst regeneration type particulate filter is guided to the nanoparticle processing filter, so that the soot is removed from the soot. It is possible to reliably collect liberated nanoparticles that are relatively flammable, and to efficiently burn and remove nanoparticles using the heat of oxidation reaction of particulates in the previous particulate filter. Therefore, the particulates contained in the exhaust gas can be satisfactorily reduced to the nanoparticle level.

(II)本発明の請求項4に記載の発明によれば、SOF分酸化触媒により粘液質のSOF分を先行除去することができるので、ドライ状態の燃焼性の良い煤を後段のパティキュレートフィルタに捕集させて良好に燃焼させることができ、しかも、SOF分酸化触媒により排気ガス中のCOやHC等も無害なCO2やH2Oに酸化処理することができる。 (II) According to the invention described in claim 4 of the present invention, the mucous SOF content can be removed in advance by the SOF oxidation catalyst, so that the dry-stage flammable soot can be used as a particulate filter in the subsequent stage. It can be collected and burned well, and CO and HC in the exhaust gas can be oxidized to harmless CO 2 and H 2 O by the SOF partial oxidation catalyst.

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜図3は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図1中における符号の1はターボチャージャ2を搭載したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ3から導いた吸気4を吸気管5を通し前記ターボチャージャ2のコンプレッサ2aへ導いて加圧し、その加圧された吸気4をインタークーラ6を介しディーゼルエンジン1の各気筒に分配して導入するようにしてある。   1 to 3 show an example of an embodiment for carrying out the present invention. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a diesel engine equipped with a turbocharger 2, and an intake 4 led from an air cleaner 3 is connected to an intake pipe. 5 is introduced to the compressor 2a of the turbocharger 2 and pressurized, and the pressurized intake air 4 is distributed and introduced to each cylinder of the diesel engine 1 via the intercooler 6.

また、このディーゼルエンジン1の各気筒から排気マニホールド7を介し排出された排気ガス8を前記ターボチャージャ2のタービン2bへ送り、該タービン2bを駆動した排気ガス8を触媒再生型のパティキュレートフィルタ10を通してパティキュレートを捕集した上で排出するようにしてある。   The exhaust gas 8 discharged from each cylinder of the diesel engine 1 through the exhaust manifold 7 is sent to the turbine 2b of the turbocharger 2, and the exhaust gas 8 driving the turbine 2b is sent to the catalyst regeneration type particulate filter 10. The particulates are collected through and discharged.

ここで、前記パティキュレートフィルタ10は、アルミナ(Al23)・セリア(CeO2)・白金(Pt)等を組成とする煤酸化触媒を一体的に担持して排気管9途中のフィルタケース11内に収容されており、このフィルタケース11内における前記パティキュレートフィルタ10の後段には、ステンレス製のスチールウール等から成る金属不織布又はワイヤメッシュフィルタ又はワイヤメッシュフィルタに白金やパラジウム等の貴金属触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタ12が収容されている。 Here, the particulate filter 10 is a filter case in the middle of the exhaust pipe 9 that integrally carries a soot oxidation catalyst having a composition of alumina (Al 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), platinum (Pt), or the like. 11 and the particulate filter 10 in the filter case 11 has a metal non-woven fabric made of stainless steel wool or the like, a wire mesh filter or a wire mesh filter with a noble metal catalyst such as platinum or palladium. The nanoparticle processing filter 12 which carries | supports is accommodated.

また、特に本形態例においては、前記フィルタケース11内におけるパティキュレートフィルタ10の前段に、フロースルー型のハニカム担体(排気ガス8の流れ方向に貫通する多数の流路を格子状に備えたもの)に排気ガス8中のSOF分を酸化浄化し得る程度の酸化力を有する酸化触媒を担持させて成るSOF分酸化触媒13が収容した場合を例示している。   Further, particularly in the present embodiment, a flow-through type honeycomb carrier (having a large number of flow passages penetrating in the flow direction of the exhaust gas 8 in a lattice shape in the preceding stage of the particulate filter 10 in the filter case 11. ) Shows an example in which the SOF component oxidation catalyst 13 that carries an oxidation catalyst having an oxidizing power enough to oxidize and purify the SOF component in the exhaust gas 8 is accommodated.

尚、このSOF分酸化触媒13には、酸化鉄(Fe23)・アルミナ(Al23)・セリア(CeO2)触媒、或いは、これに0.005〜0.5g/L(リットル)程度の極く少量の白金(Pt)を加えた触媒等といった比較的酸化力の弱い酸化触媒を採用している。 The SOF partial oxidation catalyst 13 may be iron oxide (Fe 2 O 3 ) / alumina (Al 2 O 3 ) / ceria (CeO 2 ) catalyst, or 0.005 to 0.5 g / L (liter). An oxidation catalyst having a relatively weak oxidizing power, such as a catalyst to which a very small amount of platinum (Pt) is added.

即ち、このSOF分酸化触媒13は、酸化力の強いNO2を積極的に生成して酸化雰囲気を向上したり、煤を燃焼させたりすることまでもを意図したものではなく、比較的燃焼除去し易いSOF分の酸化浄化だけを目的とした、貴金属成分を殆ど含まない安価なもので良いのである。 In other words, this SOF oxidation catalyst 13 is not intended to actively generate NO 2 with strong oxidizing power to improve the oxidizing atmosphere or to burn soot, but to relatively remove combustion. It is possible to use an inexpensive one that hardly contains noble metal components and is intended only for oxidation purification of the SOF content that is easy to perform.

而して、このようにすれば、フィルタケース11内に導入された排気ガス8が、先ずSOF分酸化触媒13に導入されてハニカム担体の各流路毎に分かれて流れ、このハニカム担体に担持された酸化触媒により比較的燃焼除去し易いSOF分が酸化反応を促進されて燃焼されることになる。   Thus, in this way, the exhaust gas 8 introduced into the filter case 11 is first introduced into the SOF partial oxidation catalyst 13 and flows separately for each flow path of the honeycomb carrier, and is supported on this honeycomb carrier. By the oxidized catalyst, the SOF component that is relatively easy to burn and remove is promoted by the oxidation reaction and burned.

尚、パティキュレートフィルタ10の前段のSOF分酸化触媒13においては、排気ガス8中のCOやHC等も無害なCO2やH2Oに酸化処理される。 Incidentally, in the SOF partial oxidation catalyst 13 in the preceding stage of the particulate filter 10, CO, HC and the like in the exhaust gas 8 are oxidized to harmless CO 2 and H 2 O.

次いで、SOF分を先行除去された排気ガス8が直後のパティキュレートフィルタ10に導入されると、排気ガス8中の煤が前記パティキュレートフィルタ10を通過する際に殆ど除去される。   Next, when the exhaust gas 8 from which the SOF content has been removed in advance is introduced into the particulate filter 10 immediately after, the soot in the exhaust gas 8 is almost removed when passing through the particulate filter 10.

ここで、このパティキュレートフィルタ10には、前段のSOF分酸化触媒13により粘液質のSOF分を先行除去されてドライ状態となった煤が捕集されることになるので、表面にSOF分を帯びたウェット状態の煤の場合と比較して煤の燃焼性が大幅に向上され、捕集済みの煤の燃焼除去が比較的簡単に行われることになる。   Here, the particulate filter 10 collects the soot that has been removed from the mucous SOF in advance by the SOF oxidation catalyst 13 in the previous stage, and thus has a SOF content on the surface. Compared with the case of wet soot, soot combustibility is greatly improved, and combustion removal of the collected soot is relatively easy.

そして、前記パティキュレートフィルタ10にて排気ガス8中の煤が殆ど除去される結果、ほぼナノ粒子のみを残留した排気ガス8が後段のナノ粒子処理フィルタ12へと導かれることになるが、このナノ粒子処理フィルタ12においては、排気ガス8中のナノ粒子がナノ粒子処理フィルタ12内で細孔を形成している柱部分に繰り返し何度も衝突して何れかの柱部分に捕集される。例えば、前半のナノ粒子処理フィルタ12を通過し得たとしても、後半のナノ粒子処理フィルタ12を通過するうちには捕集されることになる。   As a result of most of the soot in the exhaust gas 8 being removed by the particulate filter 10, the exhaust gas 8 in which only nanoparticles remain is led to the subsequent nanoparticle processing filter 12. In the nanoparticle treatment filter 12, the nanoparticles in the exhaust gas 8 repeatedly collide with the pillar portion forming the pores in the nanoparticle treatment filter 12 and are collected in any pillar portion. . For example, even if it can pass through the first nanoparticle processing filter 12, it will be collected while passing through the second nanoparticle processing filter 12.

この時、ナノ粒子処理フィルタ12に捕集されるナノ粒子は、煤から遊離した比較的燃え易い状態となっていて、煤をパティキュレートフィルタ10で燃焼除去する場合のような保持時間が不要であるので、ナノ粒子処理フィルタ12内で捕集された直後に貴金属触媒の助勢により直ちに燃焼除去されることになる。   At this time, the nanoparticles collected by the nanoparticle treatment filter 12 are in a relatively flammable state released from the soot, and no holding time is required as in the case where the soot is burned and removed by the particulate filter 10. Therefore, immediately after being collected in the nanoparticle processing filter 12, it is immediately burned and removed by the assistance of the noble metal catalyst.

また、ナノ粒子処理フィルタ12は、前段のパティキュレートフィルタ10の触媒表面で捕集済みパティキュレート(煤)やSOF分が燃焼(酸化反応)する際に生じる熱で昇温した排気ガス8を導入されることになるので、前段のパティキュレートフィルタ10よりも温度の高い排気ガス8に晒される機会が多くなり、比較的有利な温度条件下でナノ粒子を効率良く燃焼除去することが可能となる。   In addition, the nanoparticle treatment filter 12 introduces exhaust gas 8 that has been heated by heat generated when particulates (soot) collected on the catalyst surface of the particulate filter 10 in the previous stage or SOF combusts (oxidation reaction). As a result, the opportunity to be exposed to the exhaust gas 8 having a temperature higher than that of the particulate filter 10 in the previous stage is increased, and the nanoparticles can be efficiently burned and removed under a relatively advantageous temperature condition. .

従って、上記形態例によれば、触媒再生型のパティキュレートフィルタ10により煤を殆ど先行除去された排気ガス8をナノ粒子処理フィルタ12に導くことで、煤から遊離した比較的燃え易い状態となっているナノ粒子を確実に捕集し、しかも、前段のパティキュレートフィルタ10でのパティキュレートの酸化反応熱を利用して効率良くナノ粒子を燃焼除去することができるので、排気ガス8中に含まれるパティキュレートをナノ粒子レベルまで良好に低減することができる。   Therefore, according to the above embodiment, the exhaust gas 8 from which the soot is almost removed by the catalyst regeneration type particulate filter 10 is guided to the nanoparticle processing filter 12, so that the exhaust gas 8 released from the soot is relatively inflammable. Since the nanoparticles can be reliably collected, and the nanoparticles can be efficiently burned and removed by utilizing the oxidation reaction heat of the particulates in the particulate filter 10 in the previous stage, they are included in the exhaust gas 8. The particulates can be reduced well to the nanoparticle level.

事実、本発明者らによる検証実験によれば、図3中にグラフ(横軸:パティキュレートの粒径[nm]、縦軸:1cc当たりの排気ガス中に含まれる粒子数)で示す通り、本形態例で最終的に排出される排気ガス8中に残る粒子の粒径別の分布曲線Aは、50nm(0.05μm)以下のナノ粒子についても良好な低減効果を得られるものとなり、従来のパティキュレートフィルタ単独使用の場合の分布曲線Bと比較して、図3中にクロスハッチングで示す如きナノ粒子の低減化に関する顕著な改善が確認された。尚、図3中のグラフにおける分布曲線Cは、パティキュレートフィルタ等の後処理装置を一切通さずに排出した場合の比較例を示している。   In fact, according to a verification experiment by the present inventors, as shown by a graph (horizontal axis: particle size [nm] of particulates, vertical axis: number of particles contained in exhaust gas per 1 cc) in FIG. The distribution curve A for each particle size of the particles remaining in the exhaust gas 8 finally discharged in the present embodiment can obtain a good reduction effect even for nanoparticles of 50 nm (0.05 μm) or less. Compared with the distribution curve B in the case of using a single particulate filter alone, a remarkable improvement regarding the reduction of nanoparticles as shown by cross hatching in FIG. 3 was confirmed. A distribution curve C in the graph in FIG. 3 shows a comparative example in the case of discharging without passing through any post-processing device such as a particulate filter.

また、SOF分酸化触媒13により粘液質のSOF分を先行除去することができるので、ドライ状態の燃焼性の良い煤を後段のパティキュレートフィルタ10に捕集させて良好に燃焼させることができ、しかも、SOF分酸化触媒13により排気ガス8中のCOやHC等も無害なCO2やH2Oに酸化処理することができる。 In addition, since the SOF component oxidation catalyst 13 can remove the mucous SOF component in advance, the soot with good flammability in the dry state can be collected in the particulate filter 10 and burned well. Further, CO and HC in the exhaust gas 8 can be oxidized to harmless CO 2 and H 2 O by the SOF partial oxidation catalyst 13.

更に、以上に述べた形態例においては、金属不織布に貴金属触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタ12を使用した場合を説明したが、このナノ粒子処理フィルタ12に替えて、図4に示す如く、フロースルー型のハニカム担体にゼオライト触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタ14を採用しても良い。   Furthermore, in the embodiment described above, the case where the nanoparticle processing filter 12 formed by supporting a noble metal catalyst on a metal nonwoven fabric has been described, but instead of the nanoparticle processing filter 12, as shown in FIG. Alternatively, a nanoparticle treatment filter 14 in which a zeolite catalyst is supported on a flow-through type honeycomb carrier may be employed.

即ち、このようにした場合には、排気ガス8がハニカム担体の各流路毎に分かれて流れる間に、排気ガス8中のナノ粒子が多孔質のゼオライト触媒の表面に吸着して捕集され、その直後に触媒作用により酸化反応を促進されて直ちに燃焼除去されることになる。尚、前記ゼオライト触媒には適宜に白金等の貴金属触媒を加えることも可能である。   That is, in this case, the nanoparticles in the exhaust gas 8 are adsorbed and collected on the surface of the porous zeolite catalyst while the exhaust gas 8 flows separately for each flow path of the honeycomb carrier. Immediately thereafter, the oxidation reaction is promoted by the catalytic action, and the combustion is immediately removed. In addition, a noble metal catalyst such as platinum can be appropriately added to the zeolite catalyst.

また、図1のナノ粒子処理フィルタ12に替えて、図5に示す如く、一対の通気板15,15の相互間にゼオライトペレット16を充填して成るナノ粒子処理フィルタ17を採用することも可能である。   Further, in place of the nanoparticle processing filter 12 of FIG. 1, it is also possible to employ a nanoparticle processing filter 17 in which a zeolite pellet 16 is filled between a pair of ventilation plates 15 and 15 as shown in FIG. It is.

即ち、このようにした場合には、排気ガス8が各ゼオライトペレット16の間の隙間を縫うように紆余曲折して流れる間に、排気ガス8中のナノ粒子が多孔質のゼオライトペレット16の表面に吸着して捕集され、その直後に触媒作用により酸化反応を促進されて直ちに燃焼除去されることになる。   That is, in this case, while the exhaust gas 8 flows while being bent so as to sew the gaps between the zeolite pellets 16, the nanoparticles in the exhaust gas 8 are on the surface of the porous zeolite pellets 16. Immediately thereafter, the oxidation reaction is promoted by the catalytic action and the combustion is immediately removed.

ここで、このゼオライトペレット16は、ゼオライト自体をペレット状に成形したものでも、ペレット状の担体にゼオライトを担持させたものでも良く、更には、適宜に白金等の貴金属触媒を添加したものであっても良い。   Here, the zeolite pellets 16 may be formed by molding the zeolite itself into pellets, or may be those in which zeolite is supported on a pellet-like carrier, and further, a noble metal catalyst such as platinum is appropriately added. May be.

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、パティキュレートフィルタの前段には必ずしもSOF分酸化触媒を配置しなくても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The exhaust emission control device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The SOF component oxidation catalyst does not necessarily have to be disposed in front of the particulate filter. Of course, various changes can be made without departing from the scope of the invention.

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the form which implements this invention. 図1のナノ粒子処理フィルタを拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the nanoparticle processing filter of FIG. パティキュレートの粒径と排気ガス中に残る粒子数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the particle size of a particulate and the number of particles which remain in exhaust gas. 本発明の別の形態例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a form of this invention. 本発明の更に別の形態例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a form of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

8 排気ガス
9 排気管
10 パティキュレートフィルタ
12 ナノ粒子処理フィルタ
13 SOF分酸化触媒
14 ナノ粒子処理フィルタ
15 通気板
16 ゼオライトペレット
17 ナノ粒子処理フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Exhaust gas 9 Exhaust pipe 10 Particulate filter 12 Nanoparticle processing filter 13 SOF oxidation catalyst 14 Nanoparticle processing filter 15 Ventilation plate 16 Zeolite pellet 17 Nanoparticle processing filter

Claims (4)

排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタの後段に、金属不織布又はワイヤメッシュフィルタに貴金属触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタを設けたことを特徴とする排気浄化装置。   An exhaust purification apparatus equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of an exhaust pipe, and a nanoparticle treatment filter comprising a metal nonwoven fabric or a wire mesh filter supporting a noble metal catalyst is provided downstream of the particulate filter. An exhaust purification device characterized by that. 排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタの後段に、フロースルー型のハニカム担体にゼオライト触媒を担持させて成るナノ粒子処理フィルタを設けたことを特徴とする排気浄化装置。   An exhaust gas purification apparatus equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of an exhaust pipe, and a nanoparticle processing filter comprising a zeolite catalyst supported on a flow-through type honeycomb carrier is provided downstream of the particulate filter. An exhaust purification device characterized by that. 排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタの後段に、一対の通気板の相互間にゼオライトペレットを充填して成るナノ粒子処理フィルタを設けたことを特徴とする排気浄化装置。   An exhaust gas purification apparatus equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of an exhaust pipe, and a nanoparticle treatment filter formed by filling zeolite pellets between a pair of ventilation plates at a subsequent stage of the particulate filter. An exhaust emission control device characterized by being provided. パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型のハニカム担体に排気ガス中のSOF分を酸化浄化し得る程度の酸化力を有する酸化触媒を担持させて成るSOF分酸化触媒を設けたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の排気浄化装置。   An SOF component oxidation catalyst comprising an oxidation catalyst having an oxidizing power capable of oxidizing and purifying an SOF component in exhaust gas on a flow-through type honeycomb carrier is provided in a preceding stage of the particulate filter. The exhaust emission control device according to claim 1, 2 or 3.
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