JP2008031970A - NOx低減化システムの制御方法 - Google Patents
NOx低減化システムの制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008031970A JP2008031970A JP2006209054A JP2006209054A JP2008031970A JP 2008031970 A JP2008031970 A JP 2008031970A JP 2006209054 A JP2006209054 A JP 2006209054A JP 2006209054 A JP2006209054 A JP 2006209054A JP 2008031970 A JP2008031970 A JP 2008031970A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nox
- catalyst layer
- catalyst
- ammonia
- amount
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0814—Exhaust 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust 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
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
- F01N3/2073—Selective catalytic reduction [SCR] with means for generating a reducing substance from the exhaust gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/902—Multilayered catalyst
- B01D2255/9022—Two layers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/25—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an ammonia generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
- F01N2510/0684—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having more than one coating layer, e.g. multi-layered coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/18—Ammonia
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust 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
- F01N3/0864—Oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
【解決手段】内燃機関の排気通路に配置されるNOx処理手段と、排気ガスの空燃比をリーン又はリッチに制御する空燃比制御手段とを備え、NOx処理手段は、アンモニア吸着能を有する固体酸触媒を含む第一触媒層と、貴金属と酸化セリウム系材料とを含む第二触媒層と、を少なくとも備え、担体上に前記第二触媒層及び前記第一触媒層が順次積層されており、前記第一触媒層が最上層となるように構成される。そして、空燃比制御手段をリーン状態とリッチ状態とが所定の間隔で繰り返すように制御する。これによって、NOxは、リーン時に第一触媒層を通過して第二触媒層に仮貯蔵された後に、リッチ時にNH3に変化されて第一触媒層に再貯蔵され、再度リーン時になった際に窒素に変換されて、最終的に第一触媒層から放出される。
【選択図】図1
Description
A工程:前記空燃比制御手段をリーン状態とし、前記第二触媒層によって前記NOxを酸化しながら当該第二触媒層に吸着させるA1工程、及び、B工程によって前記第一触媒層に吸着されたアンモニアを窒素に還元して放出するA2工程。
B工程:前記空燃比制御手段をリッチ状態とし、前記A1工程によって吸着されたNOxを前記第二触媒層によってアンモニアに変換させ、このアンモニアを前記第一触媒層に吸着させる工程。
本発明に用いられるNOx低減化システムは、図1に示すように、エンジン1と、吸気管2と、吸気ポート2A、2Bと、排気管4と、排気還流通路5と、排気還流制御弁6と、リフトセンサ7と、ターボチャージャ8と、コンプレッサ9と、タービン10と、NOx浄化装置11と、燃料噴射弁12と、スロットル弁13と、スワール制御弁14と、ECU20と、吸入空気量センサ21と、過給圧センサ22と、比例型空燃比センサ23と、触媒温度センサ24と、アクセルセンサ25と、クランク角度位置センサ26とから構成されている。
本実施形態におけるNOx浄化装置11は、2層以上の異なる触媒層により被覆された担体からなる一体構造型の触媒であって、アンモニア吸着能を有する固体酸触媒を含む第一触媒層と、貴金属と酸化セリウム系材料とを含む第二触媒層と、を少なくとも備えるNOx浄化触媒で構成されている。このNOx浄化触媒について以下に説明する。
<構成成分>
第一触媒層は、本発明のNOx浄化触媒において、排気ガスと直接接する最表面層として使用されることが好ましい。又、実質的に白金成分を含まないことが好ましく、貴金属成分全般を含まないことがより好ましい。
第一触媒層に含まれるβゼオライトは適宜設定可能であり特に限定されないが、本発明の触媒全体の単位体積あたり5〜300g/Lが好ましく、30〜150g/Lがより好ましい。配合量が5g/L以上であれば、本発明の排気ガス浄化能力を発揮することが可能であり、300g/L以下であればハニカムにおける排気ガスの通気性を充分に保つことができる。
<構成成分>
第二触媒層には、白金等の貴金属と酸化セリウム系材料とが添加されている。これは、酸化セリウム系材料と白金との貴金属の相乗作用で、NOxの浄化能力が向上するためである。このようにNOxの浄化性能が向上する理由は定かではないが、還元成分による白金の被毒が防止されたり、NOxの吸着作用がその一因ではないかと考えられる。
第二触媒層に用いられる触媒活性種の貴金属量については、本発明の触媒全体の単位体積あたり0.1〜20g/Lが好ましく、1〜10g/Lがより好ましい。配合量が0.1以上であれば、浄化能力を発揮することが可能であり、20g/Lを超えても更なる効果の向上が望めなくなる。
その他の成分として、例えばアルミナ、シリカのような耐熱性向上成分又は強度向上成分や、密着性向上成分(バインダー)などが第一触媒層及び/又は第二触媒層に配合されていてもよい。
本発明においては、NOx浄化装置11を構成するNOx浄化触媒は第一触媒層と第二触媒層との配置関係を特定している点が特徴となっている。すなわち、担体上に第二触媒層及び第一触媒層が順次積層され、第一触媒層が最上層となるように構成されていることが好ましい。また、下層の第二触媒層は、第一触媒層側から担体側に向かって、貴金属含量が順次又は段階的に減少するように構成されていることが好ましい。このことは、下層は必ずしも1層である必要はなく、貴金属含量が順次又は段階的に減少するように、多層で構成されていてもよいことを意味する。
上記のNOx浄化装置11は、図1に示すように、エンジン1からの排気管4に接続されているが、更に、NOx浄化装置11を400℃以下、好ましくは300℃以下で温調可能な、図示しない温度調節手段を備えていてもよい。
次に、本発明のNOx低減化システムの作用について説明する。NOx浄化装置11を構成するNOx浄化触媒の一例は、下記の表1に示される構成からなり、後述する実施例に用いられる上層、下層、の2層構成からなる触媒である。この例では、上層が本発明の第一触媒層に該当し、下層が本発明の第二触媒層に該当する。
リーン状態1
まず、排気ガスの空燃比をリーンにした状態(ディーゼルエンジンにおける通常の運転状態)においては、排出ガス中のNOxが、上層(第一触媒層)を通過して、下層(第二触媒層)に到達し、貴金属(ここではPt)によって、NOxを酸化(例えばNO→NO2)しながら、このNO2を、下層(いずれも第二触媒層)に一旦吸着させて仮貯蔵する。このとき、PtはNO酸化触媒として機能し、CeO2やCe−Pr−La−Oxは、NOx吸着材として機能する。
次に、排気ガスの空燃比をリッチにした状態とすると、上記のリーン状態1で下層に吸着したNOxを、下記の水性ガスシフト反応(化学式1)により生成する水素によってアンモニアに変換させるとともに(化学式2)、このアンモニアが上層に移動し、固体酸に吸着されて再貯蔵される。このとき、Pt/Zr−Nd−Ox、Pt/CeO2は水性ガスシフト触媒として機能し、PtはNH3生成触媒として機能し、Fe、Ceイオン交換βゼオライトはNH3吸着材として機能する。
CO+H2O→H2+CO2 ・・・化学式1
NOx+H2→NH3 ・・・化学式2
排気ガスの空燃比を再度リーンにした状態においては、上層に再貯蔵されたアンモニアと、排気ガスに含まれるNOxとを、アンモニア選択接触還元法(NH3−SCR)により反応させて窒素に変換し(化学式3)、当該窒素を上層の表面から放出させることができる。このとき、Fe、Ceイオン交換βゼオライトはNH3−SCR触媒として機能する。
NOx+NH3+O2→N2+H2O ・・・化学式3
次に、図2を用いて、リーンバーン運転と還元化運転との切換制御を行う空燃比切換制御処理について説明する。なお、この処理は、ECU20のCPUで一定時間(例えば100ミリ秒)毎に実行される。
NH3P=KNH3P×NH3BP (1)
NOxM=KNOxM×NOxBM (2)
ΣNOx=ΣNOx−NOxM (3)
ここで右辺のΣNOxは、前回算出値である。
ΣNH3=ΣNH3+NH3P (4)
ここで右辺のΣNH3は、前回算出値である。
NH3C=KNH3C×NH3BC (5)
NOxA=KNOxA×NOxBA (6)
ΣNOx=ΣNOx+NOxA (7)
ここで右辺のΣNOxは、前回算出値である。
また、下記式(8)によりアンモニア残存量ΣNH3を算出する(ステップS26)。
ΣNH3=ΣNH3−NH3C (8)
ここで右辺のΣNH3は、前回算出値である。
上記の実施形態では、NOx浄化装置11へ流入する排気中の還元剤濃度の酸素濃度より低い側から高い側への切換は、アンモニア残存量ΣNH3のみに応じて行うようにしたが、図4に示すように、排気中の還元剤濃度の酸素濃度より低い側から高い側への切換を、アンモニア残存量ΣNH3だけでなく、NOx残存量ΣNOxにも応じて行うようにしてもよい。
[NOx低減化システムの触媒の調製]
NOx浄化装置11を構成するNOx浄化触媒として、上記の表1と同じ2層構造の触媒を従来公知のスラリー法で製造した。すなわち、各触媒層毎に構成する材料を水系媒体とともにボールミルを使い混合し各スラリーを製造し、このスラリーを下記の表2に示す組成表の成分量になるよう、下記に示す担体にウォッシュコート法をもって被覆し、下記に示す乾燥・焼成条件で乾燥・焼成してNOx浄化装置11の触媒を調製した。なお、本実施例の下層に使用されるスラリーの製造においては、各材料とともに塩化白金水溶液を混合した。
サイズ:150.7φ×114.3mm(2038cc)
壁厚:4.3mil
材質:コーディエライト製
形状:フロースルー型ハニカム構造体
乾燥温度:120℃(大気中)
乾燥時間:1時間
焼成装置:電気炉
焼成温度:450℃
焼成時間:30分
上記の実施例1の構成の触媒を、下記の試験条件下で運転し、NOx浄化性能を評価した。その結果を図9に示す。ここで、図9における横軸は触媒温度であり、縦軸はNOxの変換率(体積%)である。
(測定条件)
触媒温度:200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃の計6点
リーン/リッチの割合:55秒/5秒
(ガス条件)
リーン状態:O2 6%、CO2 6%、C3H6 500ppm、
CO 900ppm、NO 110ppm、H2O 7%、バランスN2
リッチ状態:O2 0%、CO2 6%、C3H6 500ppm、
CO 2%、NO 110ppm、H2O 7%、バランスN2
実施例1と同様の試験条件において、触媒温度を170℃、200℃、250℃、300℃、400℃の計5点とした以外は、試験例1と同様の条件で試験を行った。
実施例2の2層構成の触媒の代わりに、上記の特許文献1に記載されているようなNOx吸収剤型の触媒(構成:Pt/Rh(Pt/Rh=5/1)+Ba,K,Ce−Zr+TiO2)を用いた以外は、試験例1と同様の条件で試験を行った。
上記の実施例2及び比較例1の試験結果を図10に示す。ここで、図10における横軸は触媒温度であり、縦軸はNOxの変換率(体積%)である。図10の結果から明らかなように、本発明のNOx処理システムの制御方法においては、リーン/リッチ制御により、200℃から350℃の低温領域でのNOx変換率が80%以上であり、低温領域でのNOx浄化性能に特に優れていることがわかる。これに対して、比較例1の触媒においては、2500℃未満の低温領域におけるNOx変換率が実施例2に比べて大幅に低下しており、250℃未満でのNOx浄化性能が不十分であることがわかる。
Claims (11)
- 内燃機関からの排気ガスに含まれるNOxを処理するためのNOx低減化システムの制御方法であって、
前記内燃機関からの排気通路に配置されるNOx処理手段と、
前記排気ガスの空燃比をリーン又はリッチに制御する空燃比制御手段と、を備え、
前記NOx処理手段は、アンモニア吸着能を有する固体酸触媒を含む第一触媒層と、貴金属と酸化セリウム系材料とを含む第二触媒層とを少なくとも備え、担体上に前記第二触媒層及び前記第一触媒層が順次積層されており、前記第一触媒層が最上層となるように構成されており、
下記のA工程及びB工程を所定の間隔で繰り返すように、前記空燃比制御手段を制御することを特徴とするNOx低減化システムの制御方法。
A工程:前記空燃比制御手段をリーン状態とし、前記第二触媒層によって前記NOxを酸化しながら当該第二触媒層に吸着させるA1工程、及び、B工程によって前記第一触媒層に吸着されたアンモニアを窒素に還元して放出するA2工程。
B工程:前記空燃比制御手段をリッチ状態とし、前記A1工程によって吸着されたNOxを前記第二触媒層によってアンモニアに変換させ、このアンモニアを前記第一触媒層に吸着させる工程。 - 前記第一触媒層の固体酸触媒は、ゼオライト系触媒である請求項1記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記第一触媒層は、更に、鉄元素及び/又はセリウム元素を含む請求項1又は2記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記第二触媒層は、更に、耐熱性無機酸化物を含む請求項1から3いずれか記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記耐熱性無機酸化物は、酸化ジルコニウム系材料、アルミナ系材料、ゼオライト系材料、シリカ系材料からなる群より選択される少なくとも1種類以上である請求項4記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記酸化ジルコニウム系材料は、酸化ジルコニウム、及び/又は、ジルコニウムと希土類元素との複合酸化物である請求項5記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記第二触媒層の前記酸化セリウム系材料は、酸化セリウム、及び/又は、セリウムと希土類元素との複合酸化物である請求項1から6いずれか記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記第二触媒層は、前記第一触媒層側から担体側に向かって、前記貴金属含量が順次又は段階的に減少するように構成されている請求項1から7いずれか記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記内燃機関はディーゼルエンジンである請求項1から8いずれか記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記排気通路の排気方向に沿って、三元触媒(TWC)と、ディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)と、前記NOx処理手段と、が順次配置され、前記NOx処理手段がディーゼルエンジンからの熱影響を実質的に受けない位置に離れて配置される請求項9記載のNOx低減化システムの制御方法。
- 前記NOx処理手段を400℃以下で温調可能な温度調節手段を備える請求項9又は10記載のNOx低減化システムの制御方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006209054A JP4463248B2 (ja) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | NOx低減化システムの制御方法 |
PCT/JP2007/064856 WO2008015992A1 (fr) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | procédé de commande de système de réduction NOx |
EP07805880A EP2048333B1 (en) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | METHOD FOR CONTROLLING NOx REDUCTION SYSTEM |
BRPI0714612-4A BRPI0714612A2 (pt) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | mÉtodo de controle do sistema de reduÇço de nox |
US12/375,315 US8186149B2 (en) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | Method for controlling NOx reduction system |
CN2007800278477A CN101495724B (zh) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | NOx减量系统的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006209054A JP4463248B2 (ja) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | NOx低減化システムの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008031970A true JP2008031970A (ja) | 2008-02-14 |
JP4463248B2 JP4463248B2 (ja) | 2010-05-19 |
Family
ID=38997168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006209054A Expired - Fee Related JP4463248B2 (ja) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | NOx低減化システムの制御方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8186149B2 (ja) |
EP (1) | EP2048333B1 (ja) |
JP (1) | JP4463248B2 (ja) |
CN (1) | CN101495724B (ja) |
BR (1) | BRPI0714612A2 (ja) |
WO (1) | WO2008015992A1 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009215977A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
JP2009255034A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体および排ガス処理装置 |
JP2009255029A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体 |
JP2009275584A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2010029826A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Honda Motor Co Ltd | NOx浄化触媒 |
WO2011142011A1 (ja) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
WO2012095728A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Toyota Motor Co Ltd | Base metal exhaust gas control apparatus and base metal exhaust gas control system for internal combustion engine |
JP2013240763A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Honda Motor Co Ltd | 排気浄化触媒及び排気浄化装置 |
KR101448734B1 (ko) | 2009-03-09 | 2014-10-08 | 현대자동차 주식회사 | 질소 산화물 저감 촉매 및 이를 이용한 배기 장치 |
WO2016024535A1 (ja) * | 2014-08-12 | 2016-02-18 | 日野自動車 株式会社 | 排気浄化装置 |
JP2020515383A (ja) * | 2017-03-29 | 2020-05-28 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | NOx吸着触媒 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5122195B2 (ja) * | 2007-07-17 | 2013-01-16 | 本田技研工業株式会社 | NOx浄化触媒 |
JP5122196B2 (ja) * | 2007-07-17 | 2013-01-16 | 本田技研工業株式会社 | NOx浄化触媒 |
JP2009226349A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010144631A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Ud Trucks Corp | 排気浄化装置 |
KR20110023158A (ko) * | 2009-08-28 | 2011-03-08 | 현대자동차주식회사 | 배기 시스템 |
EP2487343B1 (en) * | 2009-10-09 | 2015-04-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
KR101509684B1 (ko) | 2009-12-03 | 2015-04-06 | 현대자동차 주식회사 | 질소산화물 정화촉매 |
US9097190B2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control apparatus for an internal combustion engine |
US9074530B2 (en) * | 2011-01-13 | 2015-07-07 | General Electric Company | Stoichiometric exhaust gas recirculation and related combustion control |
JP5864901B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2016-02-17 | 日野自動車株式会社 | パティキュレートフィルタの手動再生方法 |
KR101317411B1 (ko) * | 2011-10-13 | 2013-10-18 | 기아자동차주식회사 | 매연 필터 재생 시스템 및 그 방법 |
EP2824296B1 (en) * | 2012-03-07 | 2017-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
US9003776B2 (en) * | 2012-07-30 | 2015-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method for regenerating an exhaust after treatment device |
JP6123822B2 (ja) * | 2015-02-13 | 2017-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化装置の劣化診断装置 |
US10018128B2 (en) * | 2016-08-04 | 2018-07-10 | GM Global Technology Operations LLC | Variable-speed supercharger for highly diluted internal combustion engines |
US10502109B2 (en) * | 2017-08-15 | 2019-12-10 | Cummins Emission Solutions Inc. | Ammonia generation from engine exhaust at ambient conditions using water-gas shift and ammonia synthesis catalysts |
JP7044045B2 (ja) * | 2018-12-07 | 2022-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
EP3936713A4 (en) * | 2019-03-08 | 2022-10-26 | JFE Engineering Corporation | DIESEL MOTOR |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2600492B2 (ja) | 1991-10-03 | 1997-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
CA2097609C (en) | 1991-10-03 | 1999-03-16 | Shinichi Takeshima | Device for purifying exhaust of internal combustion engine |
FR2701472B1 (fr) | 1993-02-10 | 1995-05-24 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de préparation de compositions à base d'oxydes mixtes de zirconium et de cérium. |
JPH0910594A (ja) | 1995-04-28 | 1997-01-14 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
DE69636436T2 (de) * | 1995-11-17 | 2007-08-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota | Abgasemissionsregelungsvorrichtung für brennkraftmaschinen |
GB9713428D0 (en) | 1997-06-26 | 1997-08-27 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emissions control |
EP0952321B1 (en) | 1998-04-15 | 2004-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
JP3104674B2 (ja) | 1998-04-15 | 2000-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
DE19820828B4 (de) * | 1998-05-09 | 2004-06-24 | Daimlerchrysler Ag | Stickoxidemissionsmindernde Abgasreinigungsanlage |
JP3334634B2 (ja) | 1998-08-13 | 2002-10-15 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
US7332135B2 (en) * | 2002-10-22 | 2008-02-19 | Ford Global Technologies, Llc | Catalyst system for the reduction of NOx and NH3 emissions |
US6732507B1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-05-11 | Southwest Research Institute | NOx aftertreatment system and method for internal combustion engines |
WO2005044426A1 (ja) | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | 窒素酸化物を接触還元する方法をそのための触媒 |
US7685813B2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-03-30 | Eaton Corporation | LNT regeneration strategy over normal truck driving cycle |
-
2006
- 2006-07-31 JP JP2006209054A patent/JP4463248B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-07-30 US US12/375,315 patent/US8186149B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-30 BR BRPI0714612-4A patent/BRPI0714612A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-07-30 WO PCT/JP2007/064856 patent/WO2008015992A1/ja active Application Filing
- 2007-07-30 EP EP07805880A patent/EP2048333B1/en not_active Not-in-force
- 2007-07-30 CN CN2007800278477A patent/CN101495724B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009215977A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
JP2009255034A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体および排ガス処理装置 |
JP2009255029A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体 |
JP2009275584A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2010029826A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Honda Motor Co Ltd | NOx浄化触媒 |
KR101448734B1 (ko) | 2009-03-09 | 2014-10-08 | 현대자동차 주식회사 | 질소 산화물 저감 촉매 및 이를 이용한 배기 장치 |
US8783023B2 (en) | 2010-05-12 | 2014-07-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
WO2011142011A1 (ja) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
WO2012095728A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Toyota Motor Co Ltd | Base metal exhaust gas control apparatus and base metal exhaust gas control system for internal combustion engine |
JP2013240763A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Honda Motor Co Ltd | 排気浄化触媒及び排気浄化装置 |
WO2016024535A1 (ja) * | 2014-08-12 | 2016-02-18 | 日野自動車 株式会社 | 排気浄化装置 |
JP2016040449A (ja) * | 2014-08-12 | 2016-03-24 | 日野自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
CN106574534A (zh) * | 2014-08-12 | 2017-04-19 | 日野自动车株式会社 | 排气净化装置 |
JP2020515383A (ja) * | 2017-03-29 | 2020-05-28 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | NOx吸着触媒 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090308054A1 (en) | 2009-12-17 |
JP4463248B2 (ja) | 2010-05-19 |
BRPI0714612A2 (pt) | 2013-05-14 |
EP2048333A1 (en) | 2009-04-15 |
EP2048333A4 (en) | 2010-11-03 |
CN101495724A (zh) | 2009-07-29 |
US8186149B2 (en) | 2012-05-29 |
WO2008015992A1 (fr) | 2008-02-07 |
EP2048333B1 (en) | 2011-08-31 |
CN101495724B (zh) | 2011-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4463248B2 (ja) | NOx低減化システムの制御方法 | |
JP4294041B2 (ja) | NOx浄化触媒 | |
US9810120B2 (en) | Exhaust gas purifying system | |
EP2732141B1 (en) | Method and device for reactivating exhaust-gas purification systems of diesel engines with low-pressure egr | |
JP5157739B2 (ja) | 排ガス浄化システム及びこれを用いた排ガス浄化方法 | |
JP5122196B2 (ja) | NOx浄化触媒 | |
JP5122195B2 (ja) | NOx浄化触媒 | |
JP5306867B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP4767296B2 (ja) | NOx浄化触媒 | |
JP5254845B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
WO2011067863A1 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP6217677B2 (ja) | 排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法 | |
WO2014128860A1 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
US20090199547A1 (en) | Method and apparatus for exhaust aftertreatment in a spark-ignition direct-injection internal combustion engine | |
WO2014016965A1 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
US20120042636A1 (en) | Exhaust purification system of internal combustion engine | |
JP2003135970A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
Satoh et al. | Method for controlling NO x reduction system | |
JP2010222991A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP5142086B2 (ja) | 排気浄化システム | |
JP5910275B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100216 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |