JP2014088816A - Exhaust gas cleaning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine of a vehicle.
車両の排気ガス浄化システムには、エンジンから排出される排気ガスに含まれる環境汚染物質の1つであるNOxを浄化するために、選択還元触媒(SCR[Selective Catalytic Reduction])が設けられている。SCRは、アンモニア(NH3)とNOxとを化学反応させることによって、NOxを還元して浄化する。SCRにはアンモニアを得るために尿素を使用する尿素SCRシステムがあり、排気ガス中に尿素を噴射し、尿素を加水分解させてアンモニアに転化する。特許文献1には、SCR触媒の上流側に加水分解触媒が設けられ、加水分解触媒に尿素を供給し、加水分解触媒で加水分解を促進して尿素をアンモニアに転化することが開示されている。 The vehicle exhaust gas purification system is provided with a selective reduction catalyst (SCR [Selective Catalytic Reduction]) to purify NOx, which is one of the environmental pollutants contained in the exhaust gas discharged from the engine. . The SCR reduces and purifies NOx by chemically reacting ammonia (NH 3 ) and NOx. The SCR has a urea SCR system that uses urea to obtain ammonia. The urea SCR system injects urea into exhaust gas, hydrolyzes urea, and converts it into ammonia. Patent Document 1 discloses that a hydrolysis catalyst is provided on the upstream side of the SCR catalyst, urea is supplied to the hydrolysis catalyst, and hydrolysis is promoted by the hydrolysis catalyst to convert urea into ammonia. .
尿素からアンモニアへの加水分解は、排気ガスの温度がある程度高い必要がある(180℃程度必要といわれている)。そのため、エンジン始動直後などの排気ガスの温度が低いときには、尿素からアンモニアに転化できないので、SCRでNOxを浄化できない。そこで、排気ガス浄化システムには、排気管の外周部に加熱装置を設け、排気ガスの温度が低いときには、排気管の外周部から加水分解触媒を加熱しているものがある。しかし、特許文献1に開示されている円柱形状の加水分解触媒の場合、低温の排気ガスが円柱形状の加水分解触媒を通過すると、加水分解触媒が冷やされる。そのため、排気管の外周部から加熱した場合、加水分解触媒の円柱形状の中心部に近いほど、排気管の外周部からの熱伝達距離が長くなるので、熱が効率的に使われず、温度が上り難い。その結果、円柱形状の加水分解触媒全体に尿素を噴射しても中心部に近いほどアンモニアに転化できず、尿素からアンモニアへの転化率が低下する。 In the hydrolysis from urea to ammonia, the temperature of the exhaust gas needs to be somewhat high (about 180 ° C. is said to be necessary). Therefore, when the temperature of the exhaust gas is low, such as immediately after starting the engine, NOx cannot be purified by SCR because it cannot be converted from urea to ammonia. Therefore, some exhaust gas purification systems are provided with a heating device on the outer peripheral portion of the exhaust pipe, and when the temperature of the exhaust gas is low, the hydrolysis catalyst is heated from the outer peripheral portion of the exhaust pipe. However, in the case of the cylindrical hydrolysis catalyst disclosed in Patent Document 1, when the low-temperature exhaust gas passes through the cylindrical hydrolysis catalyst, the hydrolysis catalyst is cooled. Therefore, when heated from the outer periphery of the exhaust pipe, the heat transfer distance from the outer periphery of the exhaust pipe becomes longer as the hydrolysis catalyst is closer to the center of the cylindrical shape. It ’s hard to go up. As a result, even if urea is injected over the entire cylindrical hydrolysis catalyst, the closer to the center, the more it cannot be converted to ammonia, and the conversion rate from urea to ammonia decreases.
そこで、本発明は、排気管の外周部から加水分解触媒を加熱した場合でも尿素からアンモニアへの転化率が向上する排気ガス浄化システムを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the exhaust-gas purification system which improves the conversion rate from urea to ammonia, even when a hydrolysis catalyst is heated from the outer peripheral part of an exhaust pipe.
本発明に係る排気ガス浄化システムは、車両の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムであって、選択還元触媒と、選択還元触媒の還元剤として排気管内に尿素を供給する尿素供給手段と、排気管内における尿素供給手段の尿素の供給箇所と選択還元触媒との間に配設され、尿素供給手段で供給された尿素の加水分解を促進する加水分解触媒と、加水分解触媒を排気管の外周部から加熱する加熱手段とを備え、尿素供給手段は、加水分解触媒に対して断面ドーナツ状になるように尿素を噴くことを特徴とする。 An exhaust gas purification system according to the present invention is an exhaust gas purification system that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine of a vehicle, and supplies urea into the exhaust pipe as a selective reduction catalyst and a reducing agent of the selective reduction catalyst. A urea supply means, a hydrolysis catalyst disposed between the urea supply portion of the urea supply means in the exhaust pipe and the selective reduction catalyst, for promoting hydrolysis of urea supplied by the urea supply means, and a hydrolysis catalyst And heating means for heating from the outer periphery of the exhaust pipe, and the urea supply means jets urea so as to form a donut cross-section with respect to the hydrolysis catalyst.
この排気ガス浄化システムは、排気ガスを浄化するために少なくとも選択還元触媒が設けられ、この選択還元触媒の還元剤として尿素を供給する尿素供給手段を備えている。さらに、排気ガス浄化システムは、排気管内における尿素供給手段の尿素の供給箇所と選択還元触媒との間に加水分解触媒が設けられ、加水分解触媒を排気管の外周部から加熱する加熱手段を備えている。排気ガスの温度が低いときに、加熱手段によって排気管の外周部から加水分解触媒を加熱するので、排気管内に配設される加水分解触媒の外周側ほど、熱が伝わり易く(加熱効率が高く)、温度が上昇する。そこで、尿素供給手段では、加水分解触媒に対して断面ドーナツ状になるように尿素を噴く。このように断面ドーナツ状に尿素が噴かれることによって、尿素が排気管の中心部周辺には噴かれずに外周側に噴かれ、尿素が加水分解触媒の外周側に集中する。そのため、温度が上昇している加水分解触媒の外周側では、集中的に噴かれた尿素の加水分解を促進し、尿素からアンモニアに転化する。このように、排気ガス浄化システムは、加水分解触媒に対して断面ドーナツ状になるように尿素を噴くことにより、排気管の外周部から加水分解触媒を加熱した場合でも尿素からアンモニアへの転化率が向上する。その結果、排気ガスの温度が低いときでも、アンモニアが効率的に得られ、選択還元触媒ではアンモニアとNOxとが化学反応してNOxを浄化でき、浄化率が向上する。 This exhaust gas purification system includes at least a selective reduction catalyst for purifying exhaust gas, and includes urea supply means for supplying urea as a reducing agent of the selective reduction catalyst. Furthermore, the exhaust gas purification system includes a hydrolysis catalyst provided between the urea supply portion of the urea supply unit in the exhaust pipe and the selective reduction catalyst, and includes a heating unit that heats the hydrolysis catalyst from the outer periphery of the exhaust pipe. ing. Since the hydrolysis catalyst is heated from the outer periphery of the exhaust pipe by the heating means when the temperature of the exhaust gas is low, heat is more easily transferred to the outer periphery side of the hydrolysis catalyst disposed in the exhaust pipe (heating efficiency is higher). ) The temperature rises. Therefore, in the urea supply means, urea is sprayed so as to form a cross-sectional donut shape with respect to the hydrolysis catalyst. Thus, urea is injected in the shape of a donut in cross section, so that urea is not injected around the central portion of the exhaust pipe but is injected to the outer peripheral side, and urea concentrates on the outer peripheral side of the hydrolysis catalyst. Therefore, on the outer peripheral side of the hydrolysis catalyst whose temperature is rising, hydrolysis of urea sprayed intensively is promoted, and urea is converted into ammonia. In this way, the exhaust gas purification system injects urea so that the cross section of the hydrolysis catalyst has a donut shape, so that the conversion rate from urea to ammonia can be achieved even when the hydrolysis catalyst is heated from the outer periphery of the exhaust pipe. Will improve. As a result, even when the temperature of the exhaust gas is low, ammonia can be obtained efficiently, and the selective reduction catalyst can purify NOx through a chemical reaction between ammonia and NOx, thereby improving the purification rate.
本発明の上記排気ガス浄化システムでは、加水分解触媒は、断面ドーナツ形状であると好適である。 In the exhaust gas purification system of the present invention, it is preferable that the hydrolysis catalyst has a cross-sectional donut shape.
尿素供給手段では、加熱手段による加熱効率が高い加水分解触媒の外周側に尿素が集中するように、断面ドーナツ状に尿素を噴いている。そのため、排気管内の中心部周辺には尿素が噴かれず、中心部周辺には加水分解触媒も必要ない。そこで、排気ガス浄化システムでは、加水分解触媒を排気管内において断面ドーナツ形状(外周側に触媒が配置される形状)とする。したがって、この断面ドーナツ形状の加水分解触媒には、尿素供給手段から尿素が集中的に噴かれる。加水分解触媒が配置される箇所の排気管の中心部周辺は、空間であるので、排気ガスが抵抗無く通過できる。したがって、排気ガスの排出抵抗が低減する。このように、排気ガス浄化システムは、加水分解触媒を断面ドーナツ形状にすることにより、システムにおける圧力損失を低減でき、燃費が向上する。 In the urea supply means, urea is sprayed in a donut cross-section so that urea concentrates on the outer peripheral side of the hydrolysis catalyst having high heating efficiency by the heating means. Therefore, urea is not sprayed around the center of the exhaust pipe, and no hydrolysis catalyst is required around the center. Therefore, in the exhaust gas purification system, the hydrolysis catalyst has a cross-sectional donut shape (a shape in which the catalyst is disposed on the outer peripheral side) in the exhaust pipe. Therefore, urea is intensively jetted from the urea supply means to the hydrolysis catalyst having a donut cross section. Since the periphery of the central portion of the exhaust pipe where the hydrolysis catalyst is disposed is a space, the exhaust gas can pass through without resistance. Therefore, the exhaust gas discharge resistance is reduced. Thus, the exhaust gas purification system can reduce the pressure loss in the system by making the hydrolysis catalyst into a cross-sectional donut shape, and the fuel efficiency is improved.
本発明の上記排気ガス浄化システムでは、加熱手段を化学蓄熱装置としてもよい。このように、排気ガス浄化システムは、加熱手段として化学蓄熱装置を適用することにより、加水分解触媒を加熱するためのエネルギロスを低減でき、燃費が向上する。 In the exhaust gas purification system of the present invention, the heating means may be a chemical heat storage device. Thus, the exhaust gas purification system can reduce the energy loss for heating the hydrolysis catalyst by applying the chemical heat storage device as the heating means, and the fuel efficiency is improved.
本発明によれば、加水分解触媒に対して断面ドーナツ状になるように尿素を噴くことにより、排気管の外周部から加水分解触媒を加熱した場合でも尿素からアンモニアへの転化率が向上する。 According to the present invention, the urea conversion rate from urea to ammonia is improved even when the hydrolysis catalyst is heated from the outer peripheral portion of the exhaust pipe by injecting urea so that the hydrolysis catalyst has a donut shape in cross section.
以下、図面を参照して、本発明に係る排気ガス浄化システムの実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas purification system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is the same or it corresponds in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施の形態では、本発明に係る排気ガス浄化システムを、車両のエンジンの排気系に設けられる排気ガス浄化システムに適用する。本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、エンジン(特に、ディーゼルエンジン)から排出される排気ガス中に含まれる有害物質(環境汚染物質)を浄化するシステムである。本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、触媒のDOC[Diesel Oxidation Catalyst]、SCR、ASC[AmmoniaSlip Catalyst]及びフィルタのDPF[Diesel Particulate Filter]を備えている。また、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、SCRが尿素SCRシステムであり、還元剤として尿素(特に、尿素水)を供給する尿素水供給装置も備えている。さらに、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、尿素水の加水分解を促進する加水分解触媒を備えており、この加水分解触媒を暖機するための化学蓄熱装置も備えている。 In the present embodiment, the exhaust gas purification system according to the present invention is applied to an exhaust gas purification system provided in an exhaust system of a vehicle engine. The exhaust gas purification system according to the present embodiment is a system that purifies harmful substances (environmental pollutants) contained in exhaust gas discharged from an engine (particularly a diesel engine). The exhaust gas purification system according to the present embodiment includes a catalyst DOC [Diesel Oxidation Catalyst], an SCR, an ASC [Ammonia Slip Catalyst], and a filter DPF [Diesel Particulate Filter]. The exhaust gas purification system according to the present embodiment is also a urea SCR system in which the SCR is a urea water supply device that supplies urea (particularly urea water) as a reducing agent. Furthermore, the exhaust gas purification system according to the present embodiment includes a hydrolysis catalyst that promotes hydrolysis of urea water, and also includes a chemical heat storage device for warming up the hydrolysis catalyst.
図1及び図2を参照して、本実施の形態に係る排気ガス浄化システム1について説明する。図1は、本発明に係る排気ガス浄化システムの概略構成図である。図2は、加水分解触媒周辺の側断面図である。 With reference to FIG.1 and FIG.2, the exhaust gas purification system 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification system according to the present invention. FIG. 2 is a side sectional view around the hydrolysis catalyst.
排気ガス浄化システム1は、エンジン2の排気側に接続された排気管3の上流側から下流側に向けて、ディーゼル酸化触媒(DOC)4、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ(DPF)5、選択還元触媒(SCR)6、アンモニアスリップ防止触媒(ASC)7を有しており、SCR6用の尿素水供給装置8も有している。本実施の形態では、エンジン2が特許請求の範囲に記載する内燃機関に相当し、SCR6が特許請求の範囲に記載する選択還元触媒に相当し、尿素水供給装置8が特許請求の範囲に記載する尿素供給手段に相当する。
The exhaust gas purification system 1 includes a diesel oxidation catalyst (DOC) 4, a diesel exhaust particulate removal filter (DPF) 5, a selective reduction catalyst from the upstream side to the downstream side of the
DOC4は、排気ガス中に含まれるHCやCO等を酸化する触媒である。DPF5は、排気ガス中に含まれるPMを捕集して取り除くフィルタである。SCR6は、還元剤である尿素水から加水分解されたアンモニアと排気ガス中に含まれるNOxとを化学反応させることによって、NOxを還元して浄化する触媒である。ASC7は、SCR6をすり抜けて下流側に流れたアンモニアを酸化する触媒である。
DOC4 is a catalyst that oxidizes HC, CO, etc. contained in the exhaust gas. The
尿素水供給装置8は、排気管3におけるSCR6の上流側に尿素水(還元剤)を供給するための装置である。具体的には、尿素水供給装置8は、ポンプ(図示せず)、尿素水タンク8a、供給管8b、インジェクタ8c等を備えている。尿素水タンク8aは、尿素水を貯蔵するタンクである。ポンプが作動すると、尿素水タンク8aから尿素水が供給管8bに送り出される。供給管8bは、尿素水タンク8aとインジェクタ8cとを接続し、尿素水タンク8aからインジェクタ8cまで尿素水を移動させる管路である。インジェクタ8cは、排気管3におけるDPF5とSCR6との間に配設され、排気管3内(排気ガス中)に尿素水を噴射(噴霧)する。このインジェクタ8cの噴射制御やポンプのON/OFF制御は、エンジン2を制御するECU[Electronic Control Unit](図示せず)等で行われる。なお、インジェクタ8cの尿素水の噴霧形状については、後で詳細に説明する。
The urea water supply device 8 is a device for supplying urea water (reducing agent) to the upstream side of the
尿素水供給装置8で供給される尿素水の加水分解を促進するために、排気ガス浄化システム1は、排気管3におけるインジェクタ8cの配設位置(尿素水の供給箇所)とSCR6との間に加水分解触媒9を有している。尿素水の加水分解には、排気ガスの温度がある程度高い必要がある。しかし、エンジン2の始動直後などは、エンジン2から排出された排気ガスの温度は比較的低温である。そこで、排気ガスの温度が低いときでも加水分解できるように、排気ガス浄化システム1は、加水分解触媒9を暖機するための化学蓄熱装置10を有している。さらに、排気ガス浄化システム1は、尿素水から転化したアンモニアを分散するための分散板11も有している。本実施の形態では、加水分解触媒9が特許請求の範囲に記載する加水分解触媒に相当し、化学蓄熱装置10が特許請求の範囲に記載する加熱手段に相当する。
In order to promote hydrolysis of urea water supplied by the urea water supply device 8, the exhaust gas purification system 1 is provided between the position where the
加水分解触媒9は、尿素水の加水分解を促進するための触媒である。加水分解用の触媒としては、従来の周知の触媒を適用する。加水分解触媒9は、排気管3内においてインジェクタ8cとSCR6との間に設けられる。加水分解触媒9は、図2に示すように、排気管3の中心部周辺が空間となる断面ドーナツ形状である。この断面ドーナツ形状は、外径が排気管3内に嵌る径であり、形状が排気管3の内形状に応じた形状であり、例えば、排気管3の内形状が円形状であれば円形の断面ドーナツ形状である。断面ドーナツ形状の断面は、加水分解触媒9を排気ガスの流れる方向に対して垂直に切った面である。加水分解触媒9は、ハニカム構造、フィン構造等の構造で形成され、これらの構造において触媒が担持されたり、埋め込まれる。例えば、ハニカム構造の場合、平板の一面に波状板を貼り付けたものを、外径が排気管3の内径よりも細いパイプに幾重にも巻き付けて、断面ドーナツ形状のハニカム構造を形成する。また、加水分解触媒9は、尿素水が通過したときに加水分解を促進する触媒として十分に機能するように、所定の幅(排気ガスの流れ方向の長さ)を有している。
The
このように加水分解触媒9を断面ドーナツ形状とするのは、化学蓄熱装置10(反応器10c)によって排気管3の外周部(外側)から加水分解触媒9を加熱するので、排気管3の外周部に近いほど、熱伝達距離が短く、熱の伝わりがよく、加熱効率が高いからである。断面ドーナツ形状によって排気管3の外周側に加水分解用の触媒が配置されると、触媒が迅速に暖機されて、尿素水の加水分解を促進することができる。一方、排気管3の中心部周辺は、排気管3の外周部からの熱伝達距離が長くなるので、加熱効率が低く、加熱しても暖機され難い。したがって、低温の排気ガスが通過すると、中心部ほど冷やされてしまう。そのため、排気管3の中心部に加水分解用の触媒があっても、温度が上らず、尿素水の加水分解を促進することができない。
The reason why the
温度が高くなっている加水分解触媒9に尿素水が入ると、加水分解が促進されて、アンモニアへの転化率が高くなる。加水分解触媒9は断面ドーナツ形状であり、化学蓄熱装置10よる加熱によって排気管3の外周側ほど加水分解触媒9が暖機されるので、排気管3の中心部周辺に尿素水が噴霧されても、加水分解が促進されない。そこで、図2に示すように、噴霧された尿素水が排気管3内の外周側に放射状に広がって断面ドーナツ状になるように(断面ドーナツ形状の加水分解触媒9に集中するように)、インジェクタ8cによる噴霧形状が設定されている。例えば、インジェクタ8c先端の噴射口をドーナツ形状とし、尿素水の噴射圧力等を考慮してインジェクタ8cと加水分解触媒9との距離等を調整する。断面ドーナツ状の断面は、噴霧された尿素水を排気ガスの流れる方向に対して垂直に切った面である。
When urea water enters the
化学蓄熱装置10は、エネルギレスで加水分解触媒9を加熱して暖機するための装置である。つまり、化学蓄熱装置10は、通常は排気ガスの熱(排熱)を蓄えておき、必要なときにその熱を使用して加水分解触媒9を加熱して暖機する。化学蓄熱装置10は、吸着器(蓄熱器)10a、接続管10b、反応器10c等を備えている。
The chemical
吸着器10aは、アンモニアと物理吸着する吸着材としての活性炭が内蔵されている。吸着器10aでは、蓄熱状態においては、アンモニアが活性炭と物理吸着した状態で貯蔵される。
The
接続管10bは、吸着器10aと反応器10cとを接続し、吸着器10aと反応器10cの間でアンモニアを移動させる管路である。接続管10bには、開閉弁(図示せず)が配設され、開閉弁が開弁されると吸着器10aと反応器10cとの間でアンモニアの移動が可能となる。この開閉弁の開閉制御は、エンジン2を制御するECU等で行われる。
The connecting
反応器10cは、排気管3における加水分解触媒9が配設されている箇所の外周面に設けられる。反応器10cは、アンモニアと化学反応する固体状又は粉末状の反応材10dを有している。反応材としては、例えば、MgCl2、CaCl2、NiCl2、ZnCl2、SrCl2、又は、MgBr2、CaBr2などの臭化物、MgI2、CaI2などのよう化物がある。反応材10dは、図2に示すように、排気管3の外周面における加水分解触媒9の配設箇所に配設され、排気管3を囲む断面ドーナツ形状である。反応材10dの幅(排気ガスの流れ方向の長さ)は、加水分解触媒9の幅よりも広い幅であるほうがよい。さらに、反応器10cは、反応材10dを覆うように断熱材10eが設けられ、それらをケース10fで収納している。
The
分散板11は、尿素水から転化したアンモニアを分散し、アンモニアをSCR6に導入させるための分散板である。分散板11は、排気管3における加水分解触媒9とSCR6との間に配設される。分散板11は、所定の厚さを有する円盤状であり、排気管3内に配設される。分散板11におけるアンモニアを分散させる構造は、ミキサ、スワラ等の従来の周知の構造である。
The
以上のように構成した排気ガス浄化システム1における尿素水供給装置8、加水分解触媒9、化学蓄熱装置10についての動作を説明する。車両停止中(エンジン2が停止中)は、化学蓄熱装置10の接続管10bに配設されている開閉弁は閉弁されている。したがって、吸着器10aにおいて活性炭からアンモニアが分離していても、接続管10bを介してアンモニアが反応器10cに供給されない。
Operations of the urea water supply device 8, the
エンジン2が始動後、エンジン2から排出された排気ガスの温度が所定温度より低いときには(エンジン2の始動直後など)、ECUによる制御によって接続管10bに配設されている開閉弁が開弁され、接続管10bを介してアンモニアが反応器10cに供給される。このとき、吸着器10aの圧力が反応器10cの圧力よりも高く、アンモニアが反応器10c側に移動する。反応器10cでは、供給されたアンモニアと反応材10d(例えば、MgCl2)とが化学反応して化学吸着(配位結合)し、熱を発生する。そして、反応器10cから発生した熱によって、排気管3の外周部から加水分解触媒9が加熱され、加水分解触媒9の温度が上昇し、尿素水が加水分解可能な温度になる。この際、反応器10cからの熱は、排気管3の外周部からの熱伝達距離が短いので、断面ドーナツ形状の加水分解触媒9で効率的に使われる。
When the temperature of the exhaust gas discharged from the
このとき、ECUによる制御によって、尿素水タンク8a内の尿素水が供給管8bを通ってインジェクタ8cから噴霧されていると、図2に示すように、噴霧された尿素水Nが断面ドーナツ状になる。そのため、尿素水Nが排気管3内の外周側に集中し、断面ドーナツ形状の加水分解触媒9に効率良く入っていく。温度が上昇している加水分解触媒9では、尿素水Nの加水分解を促進し、尿素水NからアンモニアAに効率的に転化していく。加水分解触媒9から出たアンモニアAは、分散板11によって排気管3内で分散され、SCR6に入る。SCR6では、アンモニアAと排気ガス中に含まれるNOxとが化学反応し、NOxを効率的に還元浄化する。
At this time, when the urea water in the
エンジン2から排出された排気ガスの温度が所定温度より高くなると、排気ガスの排熱が反応器10cに与えられることにより、アンモニアと反応材10dとが分離し、高温のアンモニアが発生する。そして、分離したアンモニアは、反応器10cから接続管10bを介して吸着器10aに戻る。このとき、反応器10cの圧力が吸着器10aの圧力よりも高く、アンモニアが吸着器10a側に移動する。吸着器10aでは、活性炭がアンモニアを物理吸着して貯蔵する。ちなみに、排気ガスの温度が高い場合、加水分解触媒9を暖機しなくても、加水分解触媒9では加水分解を促進でき、インジェクタ8cから噴霧されている尿素水NをアンモニアAに効率的に転化できる。
When the temperature of the exhaust gas discharged from the
この排気ガス浄化システム1によれば、インジェクタ8cから加水分解触媒9に対して断面ドーナツ状になるように尿素水を噴くことにより、化学蓄熱装置10で排気管3の外周部から加水分解触媒9を加熱した場合でも、排気管3の外周側の加水分解触媒9が迅速に暖機され、尿素水からアンモニアへの転化率が向上する。その結果、排気ガスの温度が低いときでも、アンモニアが効率的に得られ、SCR6ではアンモニアとNOxとが化学反応してNOxを浄化でき、浄化率が向上する。
According to this exhaust gas purification system 1, by spraying urea water from the
さらに、排気ガス浄化システム1によれば、加水分解触媒9を断面ドーナツ形状にすることにより、排気ガスの排出抵抗を低減できるので、システムにおける圧力損失を低減でき、燃費が向上する。また、排気ガス浄化システム1によれば、加水分解触媒9の加熱手段として化学蓄熱装置10を適用しているので、加水分解触媒9を加熱するためのエネルギロスを低減でき、燃費が向上する。
Furthermore, according to the exhaust gas purification system 1, since the
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、本実施の形態では触媒としてSCRの他にDOCとASC、フィルタとしてDPFを備える排気ガス浄化システムに適用したが、他の様々な構成の排気ガス浄化システムに適用できる。また、本実施の形態では分散板を有する構成としたが、分散板が無い構成としてもよい。 For example, in the present embodiment, the present invention is applied to an exhaust gas purification system including DOC and ASC in addition to SCR as a catalyst and DPF as a filter, but can be applied to exhaust gas purification systems having various other configurations. Further, although the present embodiment has a configuration having a dispersion plate, a configuration without a dispersion plate may be used.
また、本実施の形態では加熱手段として化学蓄熱装置を適用したが、ヒータ等の他の加熱手段としてもよい。 In the present embodiment, the chemical heat storage device is applied as the heating means, but other heating means such as a heater may be used.
また、本実施の形態では加水分解触媒を断面ドーナツ状としたが、断面円状(加水分解触媒全体が円柱形)としてもよい。加水分解触媒が円柱形の場合、構造が単純であるので、製造が容易である。但し、インジェクタでは尿素水を断面ドーナツ状になるように噴霧する。 In the present embodiment, the hydrolysis catalyst has a donut shape in cross section, but may have a circular shape in cross section (the entire hydrolysis catalyst has a cylindrical shape). In the case where the hydrolysis catalyst has a cylindrical shape, the structure is simple and the production is easy. However, the injector sprays urea water in a donut shape.
1…排気ガス浄化システム、2…エンジン、3…排気管、4…ディーゼル酸化触媒(DOC)、5…ディーゼル排気微粒子除去フィルタ(DPF)、6…選択還元触媒(SCR)、7…アンモニアスリップ防止触媒(ASC)、8…尿素水供給装置、8a…尿素水タンク、8b…供給管、8c…インジェクタ、9…加水分解触媒、10…化学蓄熱装置、10a…吸着器、10b…接続管、10c…反応器、10d…反応材、10e…断熱材、10f…ケース、11…分散板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust gas purification system, 2 ... Engine, 3 ... Exhaust pipe, 4 ... Diesel oxidation catalyst (DOC), 5 ... Diesel exhaust particulate removal filter (DPF), 6 ... Selective reduction catalyst (SCR), 7 ... Ammonia slip prevention Catalyst (ASC), 8 ... Urea water supply device, 8a ... Urea water tank, 8b ... Supply pipe, 8c ... Injector, 9 ... Hydrolysis catalyst, 10 ... Chemical heat storage device, 10a ... Adsorber, 10b ... Connection pipe, 10c ... reactor, 10d ... reaction material, 10e ... heat insulating material, 10f ... case, 11 ... dispersion plate.
Claims (3)
選択還元触媒と、
前記選択還元触媒の還元剤として排気管内に尿素を供給する尿素供給手段と、
前記排気管内における前記尿素供給手段の尿素の供給箇所と前記選択還元触媒との間に配設され、前記尿素供給手段で供給された尿素の加水分解を促進する加水分解触媒と、
前記加水分解触媒を前記排気管の外周部から加熱する加熱手段と、
を備え、
前記尿素供給手段は、前記加水分解触媒に対して断面ドーナツ状になるように尿素を噴くことを特徴とする排気ガス浄化システム。 An exhaust gas purification system for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine of a vehicle,
A selective reduction catalyst;
Urea supply means for supplying urea into the exhaust pipe as a reducing agent of the selective reduction catalyst;
A hydrolysis catalyst that is disposed between the urea supply portion of the urea supply means in the exhaust pipe and the selective reduction catalyst, and promotes hydrolysis of urea supplied by the urea supply means;
Heating means for heating the hydrolysis catalyst from the outer periphery of the exhaust pipe;
With
The exhaust gas purification system according to claim 1, wherein the urea supply means injects urea so as to form a donut shape in cross section with respect to the hydrolysis catalyst.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012239035A JP2014088816A (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | Exhaust gas cleaning system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016200117A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | イビデン株式会社 | Exhaust system component and exhaust emission control device |
CN111350574A (en) * | 2018-12-23 | 2020-06-30 | 周浩明 | Automobile state 6 discharge post-treatment system |
-
2012
- 2012-10-30 JP JP2012239035A patent/JP2014088816A/en active Pending
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JP2016200117A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | イビデン株式会社 | Exhaust system component and exhaust emission control device |
CN111350574A (en) * | 2018-12-23 | 2020-06-30 | 周浩明 | Automobile state 6 discharge post-treatment system |
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