JP2008215093A - 排気浄化フィルタ及びそれを備える自動車 - Google Patents
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Abstract
ディーゼル車へのリーンNOx触媒適用時には、S再生は不可欠である。S再生を不要にするためにSトラップを用いると触媒の個数が増加する。そのため、触媒機能を統合して省スペースを図ることが望まれている。その方法として、DPFのセル内の空間にSトラップを充填して一体化する方法がある。問題になるのは、圧力損失である。本発明は、圧力損失を抑えつつSトラップ材の充填量を確保したSOx捕捉機能付排気浄化フィルタを提供することにある。
【解決手段】
SOx捕捉機能付排気浄化フィルタでは、Sトラップ材を粒状に成形してからDPFに充填することで粒子の隙間を排ガスが通過できるようにした。Sトラップ材の粒径を規定し圧損を満足できる条件を見出した。また、Sを捕捉する効率を高くするためのSトラップ材の組み合わせを見出した。
【選択図】図1
Description
(CO),窒素酸化物(NOx),炭化水素(HC)低減,温室ガスである二酸化炭素
(CO2 )の削減が求められている。
NOx吸着点が被毒される現象(以下、S被毒)が起こる。
実施例1はSトラップ粒子を0.5−1.0mm(平均粒径0.75mm )に分級し、DPFのガス流出側から充填した例である。Sトラップ材は次の手順で作製した。酢酸バリウム32.95gと水60mlで酢酸バリウム水溶液を作製し、これにチタニアゾルを34.43g添加し混合分散した。スタラーで撹拌しながら25%アンモニア溶液を5ml添加した。その後、150℃で6時間乾燥、600℃で1時間焼成してSトラップ粉末を得た。造粒はSトラップ粉末1Kgにポリビニールアルコール水溶液を100ml添加し、パン型造粒機で実施した。Sトラップ粒子を0.5−1.0mmに分級し、この粒子300gに1mol の割合でKを含浸した。含浸には水酸化K水溶液を用いた。含浸後の粒子は150℃で1時間乾燥後、600℃で1時間焼成した。
42%のDPF(1セル開口部1.17×1.17mm、SiC製、長さ300mm)のガス流出側から充填した。充填量はDPFのハニカム体積当たり220g/Lである。その後、バインダーとして固形分濃度(600℃焼成後の固体重量/水溶液重量)3%のTiO2 ゾルと固形分濃度3%のSiO2 ゾルの混合水溶液をDPF流出面側から流し込んだ。
150℃で1時間乾燥、600℃で1時間焼成を行い、排気浄化フィルタを作成した。ガス流入側に開放孔を持つセルには、Sトラップ粒子は充填されていない。
(実施例2)
実施例2はカリウムを含浸したSトラップ粒子を分級して平均粒径が2種類の粒子を充填した。ガス流出側より、先に、分級した粗い粒子を充填し、その後、分級した細かい粒子を充填した例である。その結果、大粒径の粒子はガス流入側に、小粒径の粒子はガス流出側に位置する。Sトラップ材は実施例1と同様に作製した。Sトラップ粒子、平均粒径0.75mmと0.4mm の2種類に分級した。気孔率42%のDPF(1セル開口部1.17×1.17mm、SiC製、長さ300mm)のガス流出面側から、先に、平均粒径0.75mmのSトラップ材を70g/L充填し、その後、平均粒径0.4mm のSトラップ材を120g/L充填した。その後、バインダーとして固形分濃度(600℃焼成後の固体重量/水溶液重量)3%のTiO2 ゾルと固形分濃度3%のSiO2 ゾルの混合水溶液をDPF流出面側から流し込んだ。150℃で1時間乾燥、600℃で1時間焼成を行い、排気浄化フィルタを作成した。図6に模式図を示す。ガス流入側に開放孔を持つセルには、Sトラップ粒子は充填されていない。
実施例1と同様に造粒し、Kを含浸したSトラップ粒子を0.3−0.5mmに分級した。分級した粒子を、気孔率42%のDPF(1セル開口部1.17×1.17mm、SiC製、長さ300mm)のガス流出側より充填し、その後、バインダーとして固形分濃度(600℃焼成後の固体重量/水溶液重量)3%のTiO2 ゾルと固形分濃度3%のSiO2 ゾルの混合水溶液をDPF流出面側から流し込んだ。150℃で1時間乾燥、600℃で1時間焼成を行い、排気浄化フィルタを作成した。充填量は250g/Lである。ガス流入側に開放孔を持つセルには、Sトラップ粒子は充填されていない。
実施例1〜3について、圧力損失,捕捉される硫黄化合物の量(Sトラップ量)を測定した。圧力損失の測定方法を図5に示す。マスフローコントローラーで流量を調整した窒素ガスを、実施例1〜3のSOx捕捉機能付排気浄化フィルタを格納した試料容器に流し、試料容器前後の圧力差を測定した。
1aa 大粒径のSトラップ粒子
1ab 小粒径のSトラップ粒子
1b 目封じ
1c DPFの壁
1d 排ガスの流れ
4a 三元触媒又は酸化触媒
4b SOx捕捉機能付排気浄化フィルタ
4c リーンNOx触媒
4d エンジン
5a 窒素ガスボンベ
5b マスフローコントローラー
5c 差圧計
5d 試料(SOx捕捉機能付排気浄化フィルタ)
5e 試料容器
Claims (5)
- 複数の開口部を有する基材と、少なくとも一部の前記基材の開口部に充填された硫黄を含む成分を捕捉する硫黄捕捉材とを有する排気浄化フィルタであって、前記基材は、多孔質の壁よりなるハニカム構造を有し、少なくとも一部の開口部が上流端または下流端のいずれかで閉塞されており、前記硫黄捕捉材は粒子形状を有することを特徴とする排気浄化フィルタ。
- 請求項1に記載された排気浄化フィルタであって、前記硫黄捕捉材は前記担体の上流端が閉塞された開口部に充填されていることを特徴とする排気浄化フィルタ。
- 請求項1または2に記載された排気浄化フィルタであって、前記硫黄捕捉材の平均粒径は0.45mm以上であることを特徴とする排気浄化フィルタ。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載された排気浄化フィルタであって、前記フィルタの上流側に充填された硫黄捕捉材の平均粒径が、前記フィルタの下流側に充填された硫黄捕捉材の平均粒径よりも大きいことを特徴とする排気浄化フィルタ。
- 内燃機関の後流側に設けられ、内燃機関より排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
内燃機関より排出される排ガスの流通する配管と、前記配管に上流側より配置される酸化触媒と、排気浄化フィルタと、リーンNOx触媒とを有し、前記排気浄化フィルタは複数の開口部を有する基材と、少なくとも一部の前記基材の開口部に充填された硫黄を含む成分を捕捉する硫黄捕捉材とを有し、前記基材は、多孔質の壁よりなるハニカム構造を有し、少なくとも一部の開口部が上流端または下流端のいずれかで閉塞されており、前記硫黄捕捉材は粒子形状を有することを特徴とする排ガス浄化装置。
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