JP2008223671A - Exhaust-emission purifying apparatus - Google Patents

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昭 白神
Minoru Sato
稔 佐藤
Masato Kurahashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust-emission purifying apparatus in which NOx purifying rate can be enhanced, covering of catalyst resulting from adherence of hydrocarbons to carriers of porous body can be reduced, and life of catalyst activity can be increased. <P>SOLUTION: An exhaust-emission purifying apparatus includes a plasma processing device 21, provided on an exhaust pipe 8 for an internal combustion engine 1, for generating plasma by applying high voltage into the exhaust gas to activate noxious components contained in the exhaust gas and reactive components with the noxious components respectively; and a purification processing assembly 28 filled in the exhaust pipe 8 at downstream of the plasma processing device 21 for purifying the exhaust gas by subjecting the activated noxious-components and reactive components to react with each other. In the purification process assembly 28, silver (Ag) catalyst and vanadium pentoxide catalyst are carried in the porous carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関から排気される排気ガス中の有害成分を清浄化する排気ガス浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification device that purifies harmful components in exhaust gas exhausted from an internal combustion engine.

従来、ガソリンエンジン自動車のリーンバーン運転時において、酸素過剰雰囲気下の排気ガスの窒素酸化物(NOx)を浄化する排気ガス処理装置として、排気通路内にプラズマ処理装置を挿入し、このプラズマ処理装置の下流側の排気通路内に、多孔体担体に銀(Ag)を担持した浄化処理体を充填したものが知られている。(例えば特許文献1)。   Conventionally, a plasma processing apparatus is inserted into an exhaust passage as an exhaust gas processing apparatus for purifying nitrogen oxide (NOx) of exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere during a lean burn operation of a gasoline engine vehicle. There is known an exhaust passage on the downstream side of which is filled with a purification treatment body supporting silver (Ag) on a porous carrier. (For example, patent document 1).

この排気ガス処理装置におけるプラズマ処理装置は、一対の放電電極を備えており、この放電電極の間を排気ガスが通過する構造となっており、この排気ガスを放電プラズマ処理することで、排気ガスは次のような放電化学反応の作用を受ける。
先ず、排気ガス中の酸素分子や水分子が放電されると次のような解離が生じる。
→2O
O→H+OH
このOとOHは有害ガスである炭化水素(HC)や一酸化窒素(NO)と反応して、次式に示すように、最終的にホルムアルデヒドやアセトアルデヒド、二酸化窒素(NO)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO)、水(HO)が生じる。
HC+O(またはOH)→ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、CO、CO、H
NO+O→NO
The plasma processing apparatus in this exhaust gas processing apparatus has a pair of discharge electrodes, and has a structure in which exhaust gas passes between the discharge electrodes. Is affected by the following discharge chemical reaction.
First, when oxygen molecules and water molecules in the exhaust gas are discharged, the following dissociation occurs.
O 2 → 2O *
H 2 O → H * + OH *
This O * and OH * react with hydrocarbons (HC) and nitric oxide (NO), which are harmful gases, and finally formaldehyde, acetaldehyde, nitrogen dioxide (NO 2 ), one Carbon oxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and water (H 2 O) are generated.
HC + O * (or OH * ) → formaldehyde, acetaldehyde, CO, CO 2 , H 2 O
NO + O * → NO 2

この放電化学反応で発生したアルデヒド類やCOは還元性ガスであり、NOは酸化性ガスである。この反応性の高い、還元性ガス及び酸化性ガスを次段の浄化処理体に通すと、触媒表面で還元性ガスと酸化性ガスとが次式に示すように反応して、窒素(N)、二酸化炭素(CO)及び水(HO)が生成される。
アルデヒド類(またはCO)+NO→N、CO、HO(触媒表面)
このように、酸素が含まれる排気ガスを放電プラズマ処理して、排気ガス中の有害ガスを、反応性の高い、還元性ガス及び酸化性ガスに転化し、さらに触媒を用いることで排気ガスは清浄化される。
Aldehydes and CO generated by this discharge chemical reaction are reducing gases, and NO 2 is an oxidizing gas. When this highly reactive reducing gas and oxidizing gas are passed through the purification treatment body in the next stage, the reducing gas and the oxidizing gas react on the catalyst surface as shown in the following formula, and nitrogen (N 2 ), Carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O).
Aldehydes (or CO) + NO 2 → N 2 , CO 2 , H 2 O (catalyst surface)
In this way, exhaust gas containing oxygen is subjected to discharge plasma treatment to convert harmful gases in the exhaust gas into highly reactive reducing and oxidizing gases, and further using a catalyst, To be cleaned.

しかしながら、NOx還元剤であるアルデヒド類の元の炭化水素HCは多孔体坦体の表面や細孔中に析出(コーキング)し、活性点を被覆することにより触媒性能が低下するという問題点があった。
これに対しては、特許文献2に示すように、NOx選択還元触媒層に銀よりも酸化能の高いニッケルを適量担持し、それによって炭化水素を酸化させて炭化水素量を適量に低減させることによって、炭化水素のコーキングを防止し、NOx浄化率の低下を防ぐ排気ガス処理装置が提案されている。
However, the original hydrocarbon HC of aldehydes, which are NOx reducing agents, precipitates (coking) on the surface and pores of the porous carrier, and there is a problem that the catalytic performance is lowered by covering the active sites. It was.
For this, as shown in Patent Document 2, an appropriate amount of nickel having a higher oxidizing ability than silver is supported on the NOx selective reduction catalyst layer, thereby oxidizing the hydrocarbon and reducing the amount of hydrocarbon to an appropriate amount. Has proposed an exhaust gas treatment device that prevents coking of hydrocarbons and prevents a reduction in the NOx purification rate.

また、特許文献3に示すように、多孔体坦体であるγ−アルミナ上に設けられたNOx選択還元層触媒層にマグネシウムを添加することによって、γ−アルミナの酸点量を低減させることによって炭化水素のコーキングを防止し、NOx浄化率低下を防ぐ排気ガス処理装置も提案されている。
即ち、酸点は陽電荷が局在し電子対を引き寄せることができるγ−アルミナの部位であり、マグネシウムの添加によりγ−アルミナの酸点量が低減するので、炭化水素がγ−アルミナに引き寄せられて付着する量が低減され、γ−アルミナの表面や細孔中にコーキングする量は低減される。
Further, as shown in Patent Document 3, by adding magnesium to the NOx selective reduction layer catalyst layer provided on γ-alumina that is a porous carrier, the amount of acid sites of γ-alumina is reduced. An exhaust gas treatment device that prevents coking of hydrocarbons and prevents a reduction in the NOx purification rate has also been proposed.
In other words, the acid point is a site of γ-alumina where a positive charge is localized and can attract an electron pair, and the addition of magnesium reduces the amount of acid site of γ-alumina, so that the hydrocarbon attracts the γ-alumina. Thus, the amount of adhesion is reduced, and the amount of coking in the surface and pores of γ-alumina is reduced.

特開2002−210366号公報(第2頁第2行〜第3行、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-210366 (second page, second row to third row, FIG. 1) 特開2004−283823号公報(第2頁第3行〜第8行、図3)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-283823 (second page, third line to eighth line, FIG. 3) 特開2004−306019号公報(第2頁第3行〜第8行、図3)JP 2004-306019 A (2nd page, 3rd line to 8th line, FIG. 3)

上記特許文献2では、ニッケルを適量添加して炭化水素種を酸化(燃焼)させることによって多孔体坦体の表面や細孔中に付着する炭化水素種の量を低減させ、炭化水素のコーキングを防止し、NOx浄化率の低下を防いでいる。
しかしながら、浄化処理体に到達する排気ガス中に含まれる炭化水素は反応性において多様な成分が混合しており、また上流のプラズマ処理装置において生成されたNOx浄化反応のために有効なアルデヒド類のような含酸素化合物を含んでいる。
従って、ニッケルを添加した酸化触媒によってこれらアルデヒド類や反応性の高い低級炭化水素種を優先的に酸化(燃焼)してしまい、残された炭化水素種は、より反応性の低い芳香族炭化水素や高級炭化水素となり、NOx浄化反応のための有効な還元剤ではなく、リーンバーン運転時の酸素過剰下でのNOx浄化率の低下を防ぐにとどまっていた。
In the above Patent Document 2, by adding an appropriate amount of nickel and oxidizing (burning) hydrocarbon species, the amount of hydrocarbon species adhering to the surface and pores of the porous carrier is reduced, and hydrocarbon coking is performed. This prevents the NOx purification rate from decreasing.
However, hydrocarbons contained in the exhaust gas reaching the purification treatment body are mixed with various components in reactivity, and aldehydes that are effective for the NOx purification reaction generated in the upstream plasma processing apparatus. It contains such oxygenates.
Therefore, these aldehydes and highly reactive lower hydrocarbon species are preferentially oxidized (burned) by the oxidation catalyst with nickel added, and the remaining hydrocarbon species are less reactive aromatic hydrocarbons. However, it is not an effective reducing agent for NOx purification reaction, and only prevents the NOx purification rate from being lowered under excessive oxygen during lean burn operation.

また、上記特許文献3では、マグネシウムを添加して多孔体坦体の酸点度を低減させることで、還元種の吸着力を低下させ多孔体担体への炭化水素の付着量を防ぎ、炭化水素のコーキング量を低減することができるものの、触媒表面上でのNOx浄化反応は、触媒表面に吸着した還元剤とNOxとの反応であるため、還元剤を吸着させる酸点の量の低減は、反応に供する還元剤量を低減させることになり、特許文献2のものと同様に、NOx浄化率の低下を防ぐにとどまっていた。   Moreover, in the said patent document 3, by adding magnesium and reducing the acid point degree of a porous carrier, the adsorption | suction power of a reducing species is reduced and the adhesion amount of the hydrocarbon to a porous carrier is prevented, and hydrocarbon However, since the NOx purification reaction on the catalyst surface is a reaction between the reducing agent adsorbed on the catalyst surface and NOx, the reduction in the amount of acid sites for adsorbing the reducing agent is As a result, the amount of reducing agent to be used for the reaction was reduced, and as in the case of Patent Document 2, the reduction in the NOx purification rate was only prevented.

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、NOxとの反応率を向上させることができるとともに、触媒活性の長寿命化を図ることができる排気ガス浄化装置を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to improve the reaction rate with NOx and to purify the exhaust gas that can increase the life of the catalyst activity. The object is to obtain a device.

この発明に係る排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気ガス流路に設けられ、排気ガス中に高電圧を印加することでプラズマを生成して前記排気ガス中の有害成分及び有害成分との反応成分をそれぞれ活性化するプラズマ処理装置と、このプラズマ処理装置またはこの下流の前記排気ガス流路に設けられ、活性化された前記有害成分と前記反応成分とを反応させて排気ガスを浄化する浄化処理体とを備えた排気ガス処理装置において、前記浄化処理体は、多孔体担体に銀(Ag)触媒及び酸素付加能を有する酸化物触媒が担持されている。   An exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is provided in an exhaust gas flow path of an internal combustion engine, generates a plasma by applying a high voltage in the exhaust gas, and reacts with harmful components and harmful components in the exhaust gas. A plasma processing apparatus that activates each component, and purification that is provided in the plasma processing apparatus or in the exhaust gas flow path downstream thereof, purifies exhaust gas by reacting the activated harmful component and the reactive component. In the exhaust gas treatment apparatus provided with a treatment body, the purification treatment body has a porous carrier carrying a silver (Ag) catalyst and an oxide catalyst having an oxygen addition ability.

この発明に係る排気ガス浄化装置によれば、NOxとの反応率が向上するとともに、触媒活性の長寿命化を図ることができる。   According to the exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the reaction rate with NOx can be improved and the life of the catalyst activity can be extended.

以下、この発明の実施の形態の排気ガス浄化装置について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and parts will be described with the same symbols.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係わる排気ガス処理装置が組み込まれた多気筒内燃機関1を示す断面図である。なお、図1では多気筒内燃機関1の一気筒分だけを示している。
この発明に係わる自動車用の内燃機関1では、シリンダ2内を往復動作するとともにシリンダ2内で燃焼室4を形成するピストン3が設けられている。このピストン3には、コネクティングロッド5を介してクランクシャフト6が連結されており、このクランクシャフト6の回転駆動により、ピストン3は往復運動する。燃焼室4には、吸気管7と排気管8とが通じており、吸気管7の内部には、燃焼室4内に吸入される空気量を回転して制御するスロットルバルブ9が設けられている。
また、シリンダ2の頭部には、先端部が燃焼室4内に指向し燃料を燃焼室4内に供給する燃料噴射インジェクタ10が設けられ、また燃焼室4内の混合気に点火する点火プラグ11が設けられている。燃料噴射インジェクタ10及び点火プラグ11は、エンジン制御コントローラ12と接続されており、このエンジン制御コントローラ12からの信号により、燃料噴射インジェクタ10及び点火プラグ11の作動は制御される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a sectional view showing a multi-cylinder internal combustion engine 1 in which an exhaust gas treatment apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is incorporated. FIG. 1 shows only one cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine 1.
In an internal combustion engine 1 for an automobile according to the present invention, a piston 3 that reciprocates in a cylinder 2 and forms a combustion chamber 4 in the cylinder 2 is provided. A crankshaft 6 is connected to the piston 3 via a connecting rod 5, and the piston 3 reciprocates as the crankshaft 6 rotates. An intake pipe 7 and an exhaust pipe 8 communicate with the combustion chamber 4. A throttle valve 9 that rotates and controls the amount of air taken into the combustion chamber 4 is provided inside the intake pipe 7. Yes.
The head of the cylinder 2 is provided with a fuel injection injector 10 whose tip is directed into the combustion chamber 4 and supplies fuel into the combustion chamber 4, and an ignition plug that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 4. 11 is provided. The fuel injection injector 10 and the spark plug 11 are connected to an engine control controller 12, and the operation of the fuel injection injector 10 and the spark plug 11 is controlled by a signal from the engine control controller 12.

上記構成の内燃機関1では、リーンバーン運転により、吸気管7を通じて吸入される吸入空気は、燃焼室4に過多に導入され、燃料噴射インジェクタ10から供給された燃料と混合され、燃焼室4では混合気を形成する。この混合気は、点火プラグ11によって点火され、燃焼する。この燃焼した混合気は、排気ガスとして排気管8を通じて外に排気される。   In the internal combustion engine 1 configured as described above, the intake air sucked through the intake pipe 7 is excessively introduced into the combustion chamber 4 by the lean burn operation, and is mixed with the fuel supplied from the fuel injector 10. A mixture is formed. This air-fuel mixture is ignited by the spark plug 11 and burned. The burned air-fuel mixture is exhausted to the outside through the exhaust pipe 8 as exhaust gas.

この発明の実施の形態1に係わる排気ガス処理装置20は、排気管8の上流に設けられ内燃機関1から送られてくる排気ガス中に高電圧を印加するプラズマ処理装置21と、このプラズマ処理装置21で活性化された、排気ガス中の有害成分及び有害成分と反応する反応成分を反応させて排気ガスを浄化する浄化処理体28とを備えている。   An exhaust gas processing apparatus 20 according to Embodiment 1 of the present invention includes a plasma processing apparatus 21 that is provided upstream of an exhaust pipe 8 and applies a high voltage to exhaust gas sent from the internal combustion engine 1, and this plasma processing. A purification treatment body 28 that purifies exhaust gas by reacting harmful components in the exhaust gas and reaction components that react with the harmful components activated by the device 21 is provided.

プラズマ処理装置21には、プラズマ処理装置21に高電圧を供給する高電圧電源22が接続されている。吸気管7内には、吸入される吸入空気量を計測する吸入空気量センサ23が設けられている。排気管8内のプラズマ処理装置21の上流には、排気ガス中の空気と燃料との質量比で表わされる空燃比を検出する空燃比センサ24が設けられている。排気管8内のプラズマ処理装置21の下流には、排気ガスの排気ガス温度を計測する排気ガス温度センサ25が設けられている。クランクシャフト6の近傍には、クランクシャフト6の回転速度を検出するクランク角センサ26が設けられている。
このクランク角センサ26、吸入空気量センサ23、排気ガス温度センサ25及び空燃比センサ24は、プラズマ生成制御装置27に接続されている。このプラズマ生成制御装置27は、CPU、ROM、RAM、インタフェース回路を有するコンピュータで構成されており、クランクシャフト6の回転速度、吸気管7内に吸入される吸入空気量、排気ガスの排気ガス温度、排気ガス中の空気と燃料との質量比に基づいて、高電圧電源22を制御してプラズマ処理装置21のプラズマ処理条件を調整している。
A high voltage power source 22 that supplies a high voltage to the plasma processing apparatus 21 is connected to the plasma processing apparatus 21. An intake air amount sensor 23 that measures the amount of intake air to be sucked in is provided in the intake pipe 7. An air-fuel ratio sensor 24 that detects an air-fuel ratio represented by a mass ratio of air and fuel in the exhaust gas is provided upstream of the plasma processing device 21 in the exhaust pipe 8. An exhaust gas temperature sensor 25 for measuring the exhaust gas temperature of the exhaust gas is provided downstream of the plasma processing device 21 in the exhaust pipe 8. A crank angle sensor 26 that detects the rotational speed of the crankshaft 6 is provided in the vicinity of the crankshaft 6.
The crank angle sensor 26, the intake air amount sensor 23, the exhaust gas temperature sensor 25, and the air / fuel ratio sensor 24 are connected to a plasma generation control device 27. The plasma generation control device 27 is composed of a computer having a CPU, a ROM, a RAM, and an interface circuit. The rotation speed of the crankshaft 6, the amount of intake air sucked into the intake pipe 7, and the exhaust gas temperature of the exhaust gas. The plasma processing conditions of the plasma processing apparatus 21 are adjusted by controlling the high-voltage power supply 22 based on the mass ratio of air and fuel in the exhaust gas.

上記浄化処理体28は、例えばハニカムセラミック基材上に、多孔体担体であるγ−アルミナが設けられ、この粒状のγ−アルミナに銀(Ag)触媒と酸素付加能を有する酸化物触媒である五酸化バナジウム(V)とが担持されている。
有害物質としては、例えば、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)などであり、プラズマ中の窒素酸化物は窒素ガスと酸素ガスに分離されて浄化され、プラズマ中の一酸化炭素や炭化水素は酸素と反応して二酸化炭素ガスや水となって浄化される。
The purification treatment body 28 is, for example, a honeycomb ceramic base material provided with γ-alumina, which is a porous carrier, and is an oxide catalyst having a silver (Ag) catalyst and an oxygen addition ability on the granular γ-alumina. Vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) is supported.
Examples of harmful substances include nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), and hydrocarbons (HC). The nitrogen oxides in the plasma are separated into nitrogen gas and oxygen gas to be purified, and plasma Carbon monoxide and hydrocarbons in it react with oxygen to be purified as carbon dioxide gas and water.

上記構成の浄化処理体28によれば、内燃機関1から排出された排気ガス中のNO、一部の炭化水素種は、プラズマ処理装置21ではNOへの酸化反応、アルデヒド類への酸化反応が生じる。
その後、浄化処理体28のγ−アルミナの酸点上に吸着した炭化水素種は、その近傍に配置された酸素付加能を有する五酸化バナジウムによって酸素付加反応を生じ、アルデヒド類や有機酸類やアルコール類などの含酸素化合物が生成される。
これらの含酸素化合物は、上流のプラズマ処理装置21で生成されたアルデヒド類とともにNOx浄化反応のための有効な還元剤として働き、高いNOx浄化率が得られると共に、炭化水素のコーキングによる触媒劣化を防止し長寿命化を図ることができる。
According to the purification treatment body 28 having the above configuration, NO and some hydrocarbon species in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 are oxidized to NO 2 and oxidized to aldehydes in the plasma processing apparatus 21. Occurs.
Thereafter, the hydrocarbon species adsorbed on the acid sites of γ-alumina of the purification treatment body 28 cause an oxygen addition reaction by vanadium pentoxide having an oxygen addition ability arranged in the vicinity thereof, and aldehydes, organic acids and alcohols. Oxygenated compounds such as succinates are produced.
These oxygen-containing compounds work together with aldehydes generated in the upstream plasma processing apparatus 21 as effective reducing agents for NOx purification reaction, and a high NOx purification rate is obtained, and catalyst deterioration due to hydrocarbon coking is prevented. This can prevent and extend the service life.

この実施の形態では、酸化物触媒として五酸化バナジウムを用いたが、勿論このものに限定されるものではなく、金属酸化物の格子酸素の電気陰性度が下記の範囲の値のものを用いればよい。
即ち、金属酸化物の格子酸素の電気陰性度は、元素の中で最も電気陰性度の高いフッ素(F)の電気陰性度を4.0として相対値で表したポーリングの尺度で示した場合、値が高いものが有機物への酸素付加反応が優先して起こり、低いものほど脱水素反応が優勢となる。金属酸化物の格子酸素の電気陰性度χがχ>2.5の場合は有機物への酸化付加反応が優勢となることから、コーキングの原因となり易い脱水素化された有機成分をより生成しにくくなるために適している。
また、χ<3.5の場合に、固体酸化物がより安定に存在することができるために、触媒材料として適していることから、2.5<χ<3.5であることが望ましい。
特に、五酸化バナジウムは、炭化水素類の中でも反応性が低くプラズマ処理装置21によって含酸素化合物への変換が困難である芳香族を酸化することができるため、酸素付加能を有する酸化物触媒として適している。
In this embodiment, vanadium pentoxide is used as the oxide catalyst, but it is of course not limited to this, and if the electronegativity of the lattice oxygen of the metal oxide is a value within the following range, Good.
That is, the electronegativity of the lattice oxygen of the metal oxide is expressed by a Pauling scale expressed as a relative value with the electronegativity of fluorine (F) having the highest electronegativity among elements being 4.0, The higher the value, the higher the oxygen addition reaction to the organic matter, the lower the higher the dehydrogenation reaction. When the electronegativity χ of the metal oxide lattice oxygen is χ> 2.5, the oxidative addition reaction to the organic matter becomes dominant, so that it is more difficult to generate a dehydrogenated organic component that easily causes coking. Suitable for becoming.
Further, in the case of χ <3.5, the solid oxide can exist more stably and is suitable as a catalyst material. Therefore, it is desirable that 2.5 <χ <3.5.
In particular, vanadium pentoxide has a low reactivity among hydrocarbons and can oxidize aromatics that are difficult to be converted into oxygen-containing compounds by the plasma processing apparatus 21. Therefore, vanadium pentoxide is an oxide catalyst having an oxygen addition ability. Is suitable.

図2はリーンバーンエンジンの定常運転によって排出されたNOxの浄化率の経時変化を、多孔体坦体であるγ−アルミナに銀触媒を担持した、Ag/γ−アルミナ触媒と用いた場合と、γ−アルミナに銀触媒及び五酸化バナジウムを担持した、(V+Ag)/γ−アルミナ触媒を用いた場合とを比較した図である。
本願発明者が実験により求めた図2から、(V+Ag)/γ−アルミナ触媒の方が、五酸化バナジウムの効果によって、NOx浄化率が高く、また時間の経過に伴うNOx浄化率の低下も低いことが分かった。
FIG. 2 shows the change over time in the purification rate of NOx discharged by steady operation of a lean burn engine when used with an Ag / γ-alumina catalyst in which a silver catalyst is supported on γ-alumina, which is a porous carrier, carrying silver catalyst and vanadium pentoxide .gamma.-alumina is a diagram comparing the case of using the (V 2 O 5 + Ag) / γ- alumina catalyst.
From FIG. 2 obtained by experiments by the present inventor, the (V 2 O 5 + Ag) / γ-alumina catalyst has a higher NOx purification rate due to the effect of vanadium pentoxide, and the NOx purification rate over time. It was also found that the decrease in was low.

なお、上記実施の形態では、浄化処理体28は、図3(a)に示すように、ハニカムセラミック基材に、多孔体担体である粒状のγ−アルミナが設けられており、この上に銀触媒及び五酸化バナジウム触媒が担持されているが、図3(b)に示すように、浄化処理体28は、基材上のγ−アルミナに五酸化バナジウム触媒を担持した第1の浄化処理部28aと、この下流に設けられ基材上のγ−アルミナに銀触媒を担持した第2の浄化処理部28bとから構成するようにしてもよい。
このものの場合、NOx浄化反応に先だって、第1の浄化処理部28aで含酸素化合物への変換が起こり、この含酸素化合物は、第2の浄化処理部28bに供給されるので、第2の浄化処理部28bでは、十分な還元性ガスが供給され、高い浄化率でNOxは浄化される。
また、図3(c)に示すように、浄化処理体28は、基材上に五酸化バナジウム触媒を担持した第1の浄化処理部28aと、この下流に別個に設けられ基材上のγ−アルミナに銀触媒を担持した第2の浄化処理部28bとから構成するようにしてもよい。
このものの場合、第1の浄化処理部28aと第2の浄化処理部28bとを別々に製造することができるので、浄化処理体28の製造工程は簡単化される。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3 (a), the purification treatment body 28 is provided with a granular γ-alumina, which is a porous carrier, on a honeycomb ceramic base material. Although the catalyst and the vanadium pentoxide catalyst are supported, as shown in FIG. 3B, the purification treatment body 28 is a first purification treatment section in which the vanadium pentoxide catalyst is supported on γ-alumina on the substrate. You may make it comprise 28a and the 2nd purification process part 28b which carry | supported the silver catalyst on the gamma-alumina on the base material provided downstream.
In this case, prior to the NOx purification reaction, the first purification treatment unit 28a converts to an oxygen-containing compound, and this oxygen-containing compound is supplied to the second purification treatment unit 28b. In the processing unit 28b, sufficient reducing gas is supplied, and NOx is purified at a high purification rate.
Further, as shown in FIG. 3 (c), the purification treatment body 28 includes a first purification treatment portion 28a carrying a vanadium pentoxide catalyst on a base material, and a γ on the base material separately provided downstream thereof. -You may make it comprise from the 2nd purification process part 28b which carry | supported the silver catalyst on the alumina.
In this case, since the first purification processing section 28a and the second purification processing section 28b can be manufactured separately, the manufacturing process of the purification processing body 28 is simplified.

また、図4に示すように、プラズマ処理装置21内に、複数の粒状の集合体である浄化処理体28を充填してよい。
このものの場合、プラズマ処理装置21の円筒形状の外管に面接触した接地電極と、外管と同軸上に設けられた高電圧電極との間に、交流高電圧またはパルス状高電圧を印加することで、高電圧電極と外管との間の空間にプラズマが発生するが、排気ガスは、この雰囲気内で浄化処理体28と接触することで、排気ガスは短時間で清浄化処理される。
In addition, as shown in FIG. 4, the plasma processing apparatus 21 may be filled with a purification processing body 28 that is a plurality of granular aggregates.
In this case, an AC high voltage or a pulsed high voltage is applied between the ground electrode in surface contact with the cylindrical outer tube of the plasma processing apparatus 21 and the high voltage electrode provided coaxially with the outer tube. As a result, plasma is generated in the space between the high voltage electrode and the outer tube, but the exhaust gas comes into contact with the purification treatment body 28 in this atmosphere, so that the exhaust gas is purified in a short time. .

また、この実施の形態の排気ガス浄化装置は、ガソリンエンジン自動車に組み込まれ、リーンバーン運転時の酸素量過多の混合気の燃焼により排気される排気ガスの有害成分を清浄化する場合について説明したが、このものに限定されるものではなく、ディーゼルエンジン自動車にも適用できる。
また、自動車用以外にも、例えば船舶エンジンから排気される排気ガスの有害成分を清浄化するものにも適用できる。
In addition, the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment is incorporated in a gasoline engine vehicle, and a case where harmful components of exhaust gas exhausted by combustion of an air-fuel mixture with an excessive amount of oxygen during lean burn operation has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a diesel engine vehicle.
In addition to automobiles, the present invention can be applied to, for example, those that purify harmful components of exhaust gas exhausted from a ship engine.

この発明の実施の形態1に係わる排気ガス処理装置が組み込まれた内燃機関を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal combustion engine in which the exhaust-gas processing apparatus concerning Embodiment 1 of this invention was integrated. この発明の実施の形態1による排気ガス浄化装置を用いたい場合のNOx浄化率の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the NOx purification rate when using the exhaust-gas purification apparatus by Embodiment 1 of this invention. (a)はこの発明の実施の形態1の浄化処理体の模式図、(b)、(c)は浄化処理体の変形例を示す模式図である。(A) is a schematic diagram of the purification process body of Embodiment 1 of this invention, (b), (c) is a schematic diagram which shows the modification of a purification process body. この発明の実施の形態1に係わる排気ガス処理装置の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the exhaust gas processing apparatus concerning Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関、 2 シリンダ、 3 ピストン、 4 燃焼室、5 コネクティングロッド、6 クランクシャフト、7 吸気管、8 排気管、9 スロットルバルブ、10 燃料噴射インジェクタ、11 点火プラグ、12 エンジン制御コントローラ、 20 排気ガス処理装置、21 プラズマ処理装置、22 高電圧電源、23 吸入空気量センサ、24 空燃比センサ、25 温度センサ、26 クランク角センサ、27 プラズマ生成制御装置、28 浄化処理体、28a 第1の浄化処理部、28b 第2の浄化処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine, 2 Cylinder, 3 Piston, 4 Combustion chamber, 5 Connecting rod, 6 Crankshaft, 7 Intake pipe, 8 Exhaust pipe, 9 Throttle valve, 10 Fuel injection injector, 11 Spark plug, 12 Engine control controller, 20 Exhaust Gas processing device, 21 Plasma processing device, 22 High voltage power supply, 23 Intake air amount sensor, 24 Air-fuel ratio sensor, 25 Temperature sensor, 26 Crank angle sensor, 27 Plasma generation control device, 28 Purification processing body, 28a First purification Processing unit, 28b Second purification processing unit.

Claims (5)

内燃機関の排気ガス流路に設けられ、排気ガス中に高電圧を印加することでプラズマを生成して前記排気ガス中の有害成分及び有害成分との反応成分をそれぞれ活性化するプラズマ処理装置と、
このプラズマ処理装置またはこの下流の前記排気ガス流路に設けられ、活性化された前記有害成分と前記反応成分とを反応させて排気ガスを浄化する浄化処理体とを備えた排気ガス処理装置において、
前記浄化処理体は、多孔体担体に銀(Ag)触媒及び酸素付加能を有する酸化物触媒が担持されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
A plasma processing apparatus provided in an exhaust gas flow path of an internal combustion engine, which generates plasma by applying a high voltage in the exhaust gas and activates a harmful component in the exhaust gas and a reactive component with the harmful component, respectively; ,
An exhaust gas processing apparatus provided with the plasma processing apparatus or a purification processing body that is provided in the exhaust gas flow path downstream of the plasma processing apparatus and purifies exhaust gas by reacting the activated harmful component and the reactive component. ,
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the purification treatment body carries a silver (Ag) catalyst and an oxide catalyst having an oxygen addition ability on a porous carrier.
前記酸化物触媒は、金属酸化物の格子酸素の電気陰性度が2.5<χ<3.5であることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化装置。   2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the oxide catalyst has an electronegativity of lattice oxygen of a metal oxide of 2.5 <χ <3.5. 前記浄化処理体は、前記酸化物触媒と、この下流に設けられた前記銀触媒とを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の排気ガス浄化装置。   The exhaust gas purification device according to claim 1 or 2, wherein the purification treatment body includes the oxide catalyst and the silver catalyst provided downstream thereof. 前記浄化処理体は、前記酸化物触媒を有する第1の浄化処理部と、この第1の浄化処理部の下流に個別に設けられた前記銀触媒を有する第2の浄化処理部とから構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の排気ガス浄化装置。   The said purification process body is comprised from the 1st purification process part which has the said oxide catalyst, and the 2nd purification process part which has the said silver catalyst separately provided downstream of this 1st purification process part. The exhaust gas purifying device according to claim 1 or 2, wherein 前記酸化物触媒は、五酸化バナジウム(V)であることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の排気ガス浄化装置。 The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxide catalyst is vanadium pentoxide (V 2 O 5 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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