JP2007130580A

JP2007130580A - 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法

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Publication number: JP2007130580A
Application number: JP2005326388A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kokayu; 真彦小粥
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-05-31
Also published as: CA2628979A1; RU2385760C2; KR20080066944A; BRPI0619681A2; EP1949953A1; CN101304801A; RU2008123510A; WO2007055216A1; EP1949953A4; US20090255238A1

Abstract

【課題】アルカリ成分からなるNO_x 吸蔵材を用いずに、 200℃〜 300℃の低温域においてNO_x を還元浄化できるようにする。
【解決手段】リーン燃焼エンジンと、リーン燃焼エンジンからの排気中に配置され多孔質酸化物にPdを３重量％以上の高濃度で担持したPd触媒１と、Pd触媒の周囲の排ガス雰囲気を一時的にリッチ雰囲気とするリッチ化手段32と、を有する。
リーン雰囲気の排ガス中においてPd触媒１上でNOがNO₂ に酸化され、元々排ガス中に存在するNO₂ 及び生成したNO₂ がPd上に吸着すると考えられる。この反応は約 200℃〜約 300℃の低温で生じ、これによりPd触媒１にNO_x が吸蔵される。
【選択図】図５

Description

本発明は、酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジンに用いられる排ガス浄化装置と、その排ガス浄化装置を用いてNO_x を浄化する排ガス浄化方法に関する。

酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジン用の排ガス浄化用触媒として、NO_x 吸蔵還元型触媒（以下、ＮＳＲという）が知られている。このＮＳＲは、アルミナなどの多孔質酸化物にPtなどの貴金属と、アルカリ金属とアルカリ土類金属の中から選ばれるNO_x 吸蔵材とを担持してなるものである。リーン雰囲気の排ガス中のNOは貴金属によって酸化されてNO_x となり、NO_x 吸蔵材と反応し硝酸塩として触媒中に吸蔵される。そして一時的に排ガスをリッチ雰囲気とすることで、硝酸塩が分解してNO_x が放出され、NO_x 吸蔵材はNO_x 吸蔵能を回復するとともに、NO_x は雰囲気中に豊富に存在するHC、COなどの還元成分と反応してN₂に還元浄化される。

例えば特開平09−085093号公報には、Ｋ、Na及びLiの三成分からなるNO_x 吸蔵材を担持したＮＳＲが記載されている。Ｋ、Na及びLiの三成分からなるNO_x 吸蔵材は、大気中の二酸化炭素と反応して複合炭酸塩として存在する。この複合炭酸塩は融点が 400℃以下と著しく低いので、触媒の常用域（ 300℃〜 400℃）の温度で不安定な状態となりNO_x の吸蔵・離脱特性が向上する。

しかしながら上記公報に記載のＮＳＲでは、排ガス温度が 300℃以下ではNO_x の吸蔵・離脱特性が急激に低下するため、ディーゼルエンジンからの排ガスなど、定常域で 250℃程度の雰囲気温度ではNO_x を効率よく浄化することが困難である。

またアルカリ金属とアルカリ土類金属の中から選ばれるNO_x 吸蔵材は、Ptなどの酸化活性を低下させるという問題がある。そのため貴金属の担持量を多くして対処しているが、貴金属の粒成長が生じ易くなったりして担持量に見合った活性が得られない。

さらに、アルカリ金属とアルカリ土類金属の中から選ばれるNO_x 吸蔵材は、コージェライトなどの基材と反応して活性が低下するという不具合があるばかりか、SO_x と反応してNO_x 吸蔵能が消失する硫黄被毒を受けやすいという問題がある。そこで上記公報に記載のように、三成分からなるNO_x 吸蔵材とすることで分解し易い複合硫酸塩を生成させたり、酸性質の多孔質酸化物を用いることでSO_x の近接を抑制したりすることが行われている。しかしアルカリ性のNO_x 吸蔵材を用いている以上、SO_x との反応によるNO_x 吸蔵能の低下は避けられない。
特開平09−085093号特開平08−332350号

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アルカリ成分からなるNO_x 吸蔵材を用いずに、 200℃〜 300℃の低温域においてNO_x を還元浄化できるようにすることを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の排ガス浄化装置の特徴は、酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジンと、リーン燃焼エンジンからの排気中に配置され多孔質酸化物にPdを３重量％以上の高濃度で担持したPd触媒と、Pd触媒の周囲の排ガス雰囲気を一時的にリッチ雰囲気とするリッチ化手段と、を有することにある。

Pd触媒におけるPdの担持量は、Pd触媒の体積１リットル当たり５〜10ｇであることが望ましい。

またPd触媒にはさらにPtを含み、重量比Pt／Pdが0.02〜0.18であることが望ましい。

さらに、貴金属とNO_x 吸蔵材とを担持したＮＳＲが、Pd触媒の排ガス下流側に配置されていることが望ましい。

また本発明の排ガス浄化方法の特徴は、酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジンの排気系に本発明の排ガス浄化装置を配置し、リッチ化手段によってPd触媒の周囲の排ガス雰囲気を一時的にリッチ雰囲気とし、その後リーン雰囲気とリッチ雰囲気とを繰り返すことで、排ガス中のNO_x を浄化することにある。

本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法では、リッチ化手段は高沸点HCを排ガス中に供給する手段であることが望ましい。

本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法では、リーン雰囲気の排ガス中においてPd触媒上でNOがNO₂ に酸化され、元々排ガス中に存在するNO₂ 及び生成したNO₂ がPd上に吸着すると考えられる。この反応は約 200℃〜約 300℃の低温で生じ、これによりPd触媒にNO_x が吸蔵される。

そしてリッチ化手段によってPd触媒の周囲が一時的にリッチ雰囲気となると、Pdから吸着していたNO₂ が放出され、雰囲気中に豊富に存在するHC、COによってNO_x が還元浄化される。また過剰のHCやCOは、還元雰囲気でも高い酸化活性を示すPdによって酸化される。そしてPdは再びNO₂ を吸着する能力を回復し、次にリーン雰囲気となった時にNO₂ を吸着する。

すなわち本発明の排ガス浄化装置によれば、約 200℃〜約 300℃の低温域でNO_x を還元浄化することができる。そしてアルカリ成分を用いていないので、貴金属の酸化活性が損なわれることがなく、基材との反応あるいは硫黄被毒によって活性が低下することもない。したがって耐久性にきわめて優れ、低温域における高いNO_x 浄化性能を長期間維持することができる。

さらに、Pdに加えて少量のPtを担持すれば、NOをNO₂ とする反応活性が大きく向上し、PdへのNO_x の吸着量が増大するため、NO_x浄化率が向上する。

そしてPd触媒の排ガス下流側に貴金属とNO_x 吸蔵材とを担持したＮＳＲを配置すれば、ＮＳＲは約 300℃以上で高いNO_x 吸蔵能を発現するため、約 200℃程度の低温域から 450℃を超える高温域まで広い温度域で高いNO_x 浄化性能が発現される。

本発明の排ガス浄化装置は、多孔質酸化物にPdを３重量％以上の高濃度で担持したPd触媒を用いている。多孔質酸化物としては、 Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、CeO₂、SiO₂などの酸化物の少なくとも一種、あるいはこれらの複数種からなる複合酸化物を用いることができる。

このPd触媒は、多孔質酸化物にPdを担持してなる触媒粉末から形成されたペレット触媒とすることができる。また金属フォーム基材にその触媒粉末をコートしてフォーム触媒としてもよいし、コージェライトあるいはメタルから形成されたハニカム基材のセル隔壁表面にその触媒粉末から触媒コート層を形成したハニカム触媒とすることもできる。

ハニカム基材のセル隔壁表面に触媒コート層を形成したPd触媒の場合には、触媒コート層の形成量は、触媒体積１リットル当たり 120ｇ以上が好ましく、 150ｇ以上の触媒コート層を形成することがより好ましい。触媒コート層の形成量が少ないと、Pdの担持密度が上昇するため、高温に晒された場合に粒成長して活性が低下する場合がある。

Pd触媒におけるPdの担持量は３重量％以上であり、通常の排ガス浄化用触媒における担持量より多い。例えば特許文献２には、上流側にPdが高濃度で担持された三元触媒が記載されている。この特許文献２は三元触媒に関するものであり、酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジンに用いるものではないが、そこに記載されているPdの担持量と同等としてもよい。Pdの担持量が３重量％未満では、NO₂ の吸着能が急激に低下してNO_x を吸蔵することができない。またPdの担持量が多すぎてもNO_x 吸着量が飽和し、過剰のPd分が無駄となる。Pdの担持量は、Pd触媒の体積１リットル当たり５〜10ｇの範囲とすることが望ましく、８〜10ｇとするのが特に望ましい。

本発明の排ガス浄化方法では、先ずリッチ化手段によってPd触媒の周囲の排ガス雰囲気が一時的にリッチ雰囲気とされる。これによりPdに吸着していた酸素が消費され、Pdの表面がリセット状態となると考えられる。そして酸素過剰のリーン雰囲気において、図１に示すような反応が生じると推察される。

すなわち排ガス中のNOは、Pdの触媒作用によって雰囲気中の酸素と反応して酸化されNO₂ となる。また排ガス中には元々NO₂ も存在する。これらのNO₂ はPd上に吸着され、これによってNO_x が吸蔵されることとなる。

次にリッチ化手段によってPd触媒の周囲が一時的にリッチ雰囲気となると、Pdはリッチ雰囲気でも酸化活性が高いためHC及びCOを酸化し、図１に示すように、Pd上では吸着しているNO₂ とHC及びCOとの反応が生じてNO_x が還元浄化される。それと同時にPdはNO₂ の吸着能を回復する。

しかしリーン雰囲気時にPdに酸素が吸着していると、Pd上へのNO₂ の吸着が困難となる。そこで先行するリッチ雰囲気時には、少なくともPd触媒周囲の雰囲気が一時的にリッチ雰囲気となるようにし、PdによってHCなどの酸化に消費される分を見込んで行う。Pd触媒周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となることは、Pdに酸素が吸着していないことを意味し、その後のリーン雰囲気でNO₂ はPdに効率よく吸着する。

リッチ化手段としては、還元剤を排ガス中に添加する手段、エンジンの空燃比を調整する手段などが挙げられるが、上記したようにPd触媒で酸化されて消費される分を見込んで、Pd触媒の周囲が一時的にリッチ雰囲気となるようにする必要がある。そこで高沸点HCを排ガス中に添加することが望ましい。プロピレンなどの低沸点HCではNO_x 浄化率があまり向上しないことがわかっているが、高沸点HCを用いることで、Pd触媒の周囲を速やかに一時的にリッチ雰囲気とすることができ、かつNO_x を効率よく還元浄化することができる。

その理由は明確ではないが、還元剤がPd表面上に存在する時間を長くすることができるためと、排ガス中に存在する酸素及びPdに吸着している酸素を、低沸点HCにクラッキングする反応と、低沸点HCを水と二酸化炭素と酸化する反応とに消費することができるためであろうと考えられている。なお高沸点HCとしては、炭素数が６以上で常温で液状の飽和脂肪族HCが好ましく、ディーゼルエンジンに用いる場合は軽油が特に好ましい。

Pd触媒には、少量のPtがさらに担持されていることが望ましい。Ptはリーン雰囲気におけるNOの酸化活性がPdよりも高いので、NO₂ がより多く生成しPd触媒のNO_x 吸蔵能が向上する。Pd触媒におけるPtの担持量は、重量比Pt／Pdが0.02〜0.18の範囲とするのが望ましい。Ptをこの範囲を超えて担持すると、Pdの活性が損なわれるためNO_x 浄化率が低下してしまう。

本発明の排ガス浄化方法では、リーン雰囲気とリッチ雰囲気とが繰り返される。リーン雰囲気の時間配分は、Pd触媒に吸着するNO₂ 量が飽和する時間以下であり、リッチ雰囲気の時間配分はPd触媒に吸着している酸素が消費され、かつPd触媒から放出されるNO_x が還元される時間以下とされる。したがってPd触媒のPd量に大きく依存する。

また本発明の排ガス浄化装置は、約 200℃〜約 300℃の低温域で効率よくNO_x を浄化できるが、 300℃を超える温度ではNO_x 浄化率が低い。そこでPd触媒の排ガス下流側に、貴金属とNO_x 吸蔵材とを担持したＮＳＲを配置することが望ましい。ＮＳＲは約 300℃以上で高いNO_x 吸蔵能を発現するため、約 200℃程度の低温域から 450℃を超える高温域まで広い温度域で高いNO_x 浄化性能が発現される。

Pd触媒の下流側にＮＳＲを配置すると、さらなる効果が発現される。すなわちPd触媒は低温から反応を開始するので、その反応熱によってＮＳＲを暖機することができる。したがってＮＳＲのみの場合には約 250℃からリッチ雰囲気としていたが、本発明の場合には約 200℃近傍からリッチ雰囲気とすることが望ましい。またＮＳＲが性能を発揮しやすい 350℃〜 450℃の領域では、Pd触媒はリッチ雰囲気でもHCを酸化して酸素を消費する。ＮＳＲはリッチ雰囲気における酸素濃度が低いほどNO_x を還元しやすいので、Pd触媒を上流側に配置することでＮＳＲによる高温域のNO_x 浄化率がさらに向上する。

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。

（実施例１）
コージェライト製35ccハニカム基材（６ミル、 400セル）に、アルミナ粉末を主とするスラリーをウオッシュコートし、乾燥後 500℃で１時間焼成してコート層を形成した。次いで所定濃度の硝酸パラジウム水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPdを担持した。得られたPd触媒では、ハニカム基材１リットル当たり 120ｇの触媒コート層が形成され、触媒コート層にはハニカム基材１リットル当たり10ｇのPdが担持されている。

（実施例２）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と全く同様にして、ハニカム基材１リットル当たり10ｇのPdを担持した。触媒コート層には、10ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり１ｇのPtが担持されている。

（実施例３）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と全く同様にして、ハニカム基材１リットル当たり10ｇのPdを担持した。触媒コート層には、10ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり 2.2ｇのPtが担持されている。

（実施例４）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と全く同様にして、ハニカム基材１リットル当たり10ｇのPdを担持した。触媒コート層には、10ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり３ｇのPtが担持されている。

（比較例１）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と同様にして、ハニカム基材１リットル当たり 0.8ｇのPdを担持した。触媒コート層には、 0.8ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり 2.2ｇのPtが担持されている。

（比較例２）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と同様にして、ハニカム基材１リットル当たり 1.1ｇのPdを担持した。触媒コート層には、 1.1ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり３ｇのPtが担持されている。

（比較例３）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と同様にして、ハニカム基材１リットル当たり 1.3ｇのPdを担持した。触媒コート層には、 1.3ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり５ｇのPtが担持されている。

（比較例４）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と同様にして、ハニカム基材１リットル当たり 2.5ｇのPdを担持した。触媒コート層には、 2.5ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり７ｇのPtが担持されている。

（比較例５）
実施例１と同様にコート層を形成し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。次いで実施例１と同様にして、ハニカム基材１リットル当たり 0.8ｇのPdを担持した。触媒コート層には、 0.8ｇ／ＬのPdに加えて、ハニカム基材１リットル当たり10ｇのPtが担持されている。

（比較例６）
コージェライト製35ccハニカム基材（３ミル， 400セル）に、アルミナ粉末を主とするスラリーをウオッシュコートし、乾燥後 500℃で１時間焼成してコート層を形成した。次に所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してPtを担持した。さらに所定濃度の硝酸ロジウム水溶液の所定量をコート層に含浸し、乾燥後 500℃で１時間焼成してRhを担持した。続いて所定濃度の硝酸カリウム水溶液、酢酸バリウム水溶液、硝酸リチウム水溶液をそれぞれ用い、同様にしてBa、Ｋ、Liをそれぞれ担持した。得られたＮＳＲでは、ハニカム基材１リットル当たり 120ｇの触媒コート層が形成され、触媒コート層にはハニカム基材１リットル当たり、３ｇのPt、 0.5ｇのRh、 0.1モルのBa、 0.1モルのＫ、 0.1モルのLiが担持されている。

（試験・評価）
上記で調製された各触媒について、それぞれ大気中にて 700℃で50時間加熱する耐久試験を行った。耐久試験後の各触媒を常圧固定床流通型反応装置に装着し、表１に示すモデルガスをリッチガス20秒間：リーンガス55秒間の割合で交互に流しながら、各温度におけるNO_x 浄化率をそれぞれ測定した。リッチガス導入時におけるPd触媒の周囲の雰囲気は、Pd触媒に吸着している酸素を消費して余りある還元雰囲気となる。NO_x 浄化率の測定結果を図２に示す。なお、ガス流量は30000cm³／分とし、そのときの空間速度は約 51,000h^-1であった。

また、実施例３の触媒について、同様の条件で入りガス温度を 250℃一定とした時のNO_x 浄化挙動を測定し、そのプロファイルを図３に示す。

図２から、各実施例の触媒は、比較例６のＮＳＲに比べて 200℃〜 350℃の範囲で高いNO_x 浄化率を示し、低温域におけるNO_x 浄化性能がＮＳＲより優れていることが明らかである。また各実施例の触媒は、比較例１〜５の触媒に比べて特に低温域におけるNO_x 浄化率が高く、これはPdを10ｇ／Ｌの高濃度で担持した効果であることが明らかである。

そして実施例３の触媒のNO_x 浄化挙動は、図３に示すように、リッチ雰囲気とした直後は瞬間的に排ガス中のNO_x 濃度が増大するものの、NO_x 濃度はその後急激に低下し、リーン雰囲気とされるとNO_x 濃度は徐々に増大するというＮＳＲと類似した挙動を示している。したがってリーン雰囲気でNO_x 濃度が入りガス中のNO_x 濃度に到達する前にリッチ雰囲気とすることで、NO_x の排出量を大きく抑制することができる。

そして各実施例の触媒のデータを 200℃におけるNO_x 浄化率で整理し、図４に示す。PtのPdに対する重量比がPt：Pd＝１：10である実施例２の触媒が格段に高いNO_x 浄化率を示し、それよりPt量が多くても少なくてもNO_x 浄化率が低下している。そしてNO_x 浄化率が50％以上となる範囲は、重量比Pt／Pdが0.02〜0.18であり、Ptの担持量はこの範囲が好ましいことがわかる。

（実施例５）
図５に本実施例の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置は、上記した実施例３のPd触媒１と、フィルタ触媒２とが、排ガス上流側から下流側に向かってこの順に隣接して触媒コンバータ３内に配置されてなる。触媒コンバータ３は、ディーゼルエンジン30の排気マニホールド31に連結されている。また排気マニホールド31には噴射ノズル32が配置され、排ガス中に軽油が間欠的に噴射されるように構成されている。なお排気マニホールド31からの排ガスの一部は、ターボチャージャ33及びインタークーラー34を介してディーゼルエンジン30のインテークマニホールド35に戻される。

以下、フィルタ触媒２の製造方法を説明し、構成の詳細な説明に代える。先ずコージェライト製のウォールフロー構造のハニカム構造体を用意した。このハニカム構造体は約２リットルの体積を有し、セル数が 300／inch² （46.5セル／cm² ）で厚さ 0.3mmのセル隔壁を有している。セル隔壁の気孔率は65％であり、平均細孔径は25μｍである。このハニカム構造体は、上流側端面が目詰めされ下流側端面で目詰めされていない流出側セルと、下流側端面が目詰めされ上流側端面が目詰めされていない流入側セルとが交互に配置されている。流出側セルと流入側セルとは、セル隔壁によって区画されている。

次に、アルミナ、チタニア、ジルコニア及びセリアの各粉末が水中に分散された混合スラリーを用意し、ウオッシュコート法にて上記ハニカム構造体のセル隔壁表面及びセル隔壁内部の細孔表面にコート層を 150ｇ／Ｌ形成した。その後、吸水担持法にてPtを２ｇ／Ｌ担持して焼成し、吸水担持法にてLi、Ba及びＫをそれぞれ 0.3モル／Ｌ、0.05モル／Ｌ、 0.025モル／Ｌ担持した後 500℃で焼成して、NO_x 吸蔵還元型のフィルタ触媒２を調製した。

排気量２Ｌのディーゼルエンジン30の排気系に触媒コンバータを搭載し、 700℃で50時間の耐久処理を行った後、ディーゼルエンジン30を回転数 2900rpmで駆動した。そして噴射ノズル32から軽油を55秒毎に20秒間の割合で添加し、各入りガス温度におけるNO_x 浄化率を測定した。軽油添加時の A/Fはガス全体で15〜16になるように調整し、その時のPd触媒１周囲の雰囲気は、Pd触媒１に吸着している酸素を消費して余りある還元雰囲気となる。NO_x 浄化率の測定結果を図６に示す。

（比較例７）
実施例１のPd触媒に代えて比較例１又は比較例５の触媒をそれぞれ用いたこと以外は実施例５と同様にして排ガス浄化装置を構成し、実施例５と同様にしてNO_x 浄化率を測定した。結果を図６に示す。

（評価）
図６には、実施例５及び比較例７で用いた上流側の触媒が対応する実施例又は比較例の番号で示している。図６より、フィルタ触媒２の上流側に実施例３のPd触媒１を配置したものは、フィルタ触媒２の上流側に比較例１又は比較例５の触媒のうちいずれかを配置したものに比べて 200℃〜 300℃の低温域でNO_x 浄化率が向上していることがわかる。すなわちPd触媒１をフィルタ触媒２の上流側に配置することで、約 200℃程度の低温域から 450℃を超える高温域まで広い温度域で高いNO_x 浄化性能が発現される。これはNO_x 吸蔵還元型のフィルタ触媒２の上流側に、Pdを高濃度で担持したPd触媒１を配置したことによる効果であることが明らかである。

本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法は、Pd触媒を単独で使用してもよいし、酸化触媒、NO_x 吸蔵還元触媒、フィルタ触媒などと併用することもできる。

本発明の排ガス浄化装置の反応機構を示す説明図である。入りガス温度とNO_x 浄化率との関係を示すグラフである。本発明に係るPd触媒からの排ガス中のNO_x 濃度を示すグラフである。重量比Pt／Pdの値とNO_x 浄化率との関係を示すグラフである。本発明の実施例６に係る排ガス浄化装置を示す説明図である。本発明の実施例６における入りガス温度とNO_x 浄化率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１：Pd触媒２：フィルタ触媒３：触媒コンバータ
30：ディーゼルエンジン 31：排気マニホールド 32：噴射ノズル

Claims

酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジンと、
該リーン燃焼エンジンからの排気中に配置され多孔質酸化物にPdを３重量％以上の高濃度で担持したPd触媒と、
該Pd触媒の周囲の排ガス雰囲気を一時的にリッチ雰囲気とするリッチ化手段と、
を有することを特徴とする排ガス浄化装置。
前記Pd触媒におけるPdの担持量は、前記Pd触媒の体積１リットル当たり５〜10ｇである請求項１に記載の排ガス浄化装置。
前記Pd触媒にはさらにPtを含み、重量比Pt／Pdが0.02〜0.18である請求項１又は請求項２に記載の排ガス浄化装置。
貴金属とNO_x 吸蔵材とを担持したNO_x 吸蔵還元型触媒が前記Pd触媒の排ガス下流側に配置されている請求項１に記載の排ガス浄化装置。
前記リッチ化手段は、高沸点HCを排ガス中に供給する手段である請求項１に記載の排ガス浄化装置。
酸素過剰の空燃比で運転されるリーン燃焼エンジンの排気系に請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化装置を配置し、前記リッチ化手段によって前記Pd触媒の周囲の排ガス雰囲気を一時的にリッチ雰囲気とし、その後リーン雰囲気と該リッチ雰囲気とを繰り返すことで、排ガス中のNO_x を浄化することを特徴とする排ガス浄化方法。
前記リッチ化手段は、高沸点HCを排ガス中に供給する請求項６に記載の排ガス浄化方法。