JP2015047543A - Nox occlusion emission material, exhaust gas purifying system and exhaust gas purifying method - Google Patents

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裕司 堤
Yuji Tsutsumi
裕司 堤
千尋 松田
Chihiro Matsuda
千尋 松田
恭孝 長尾
Kyotaka Nagao
恭孝 長尾
一哉 内藤
Kazuya Naito
一哉 内藤
上西 真里
Mari Uenishi
真里 上西
田中 裕久
Hirohisa Tanaka
裕久 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new NOx occlusion emission material which is excellent in NOx occlusion emission performance even in high-temperature environment, a gas purifying system provided with the NOx occlusion emission material and an exhaust gas purifying method using the exhaust gas purifying system.SOLUTION: An NOx occlusion emission material is configured such that copper is deposited onto a heat-resistant oxide; the content proportion of copper is 6 to 12 mass% with respect to the net amount of the heat-resistant oxide; and copper and NOx is occluded and emitted. Further, an exhaust gas purifying system 1 includes an internal combustion engine 2 which exhausts gas, an NOx occlusion emission part 5 which is arranged on the gas flow direction downstream side with respect to the internal combustion engine 2 and is provided with the NOx occlusion emission material and an exhaust gas purification part 6 which is arranged on the gas flow direction downstream side with respect to the NOx occlusion emission part 5 in order to purify a gas containing NOx. Therein, by using the exhaust gas purifying system 1, the exhaust gas is purified.

Description

本発明は、NOx吸蔵放出材、排ガス浄化システムおよび排ガス浄化方法に関し、詳しくは、内燃機関などから排出される排気ガスに含まれるNOxを吸蔵および放出するためのNOx吸蔵放出材、そのNOx吸蔵放出材を備える排ガス浄化システム、さらに、その排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法に関する。   The present invention relates to a NOx occlusion / release material, an exhaust gas purification system, and an exhaust gas purification method. More specifically, the present invention relates to a NOx occlusion / release material for storing and releasing NOx contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and the NOx occlusion / release. The present invention relates to an exhaust gas purification system including a material, and further relates to an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification system.

自動車などの内燃機関から排出される排気ガスには、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)などが含まれており、これらを浄化するための排ガス浄化装置が知られている。   Exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile contains hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), etc., and an exhaust gas purifying apparatus for purifying these contains Are known.

排ガス浄化装置としては、例えば、NOx吸蔵放出材を用いた浄化装置が知られている。このような装置では、例えば、内燃機関に供給される混合気の空燃比(A/F)がリーン状態である場合には、NOx吸蔵放出材によってNOxが吸蔵され、一方、混合気の空燃比(A/F)がストイキ状態またはリッチ状態である場合には、NOx吸蔵放出材からNOxが放出され、その下流側に配置される触媒などによって浄化される。   As an exhaust gas purification device, for example, a purification device using a NOx storage / release material is known. In such a device, for example, when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is in a lean state, NOx is occluded by the NOx storage / release material, while the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is When (A / F) is in a stoichiometric state or a rich state, NOx is released from the NOx storage / release material and purified by a catalyst or the like disposed downstream thereof.

より具体的には、例えば、内燃機関の排気ガスに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素および炭化水素類を浄化するための排気ガス浄化装置であって、少なくともアルカリ金属元素および/またはアルカリ金属塩を貴金属とともに多孔質担体に含有または混合させてなり、内燃機関の近傍における排気ガス温度範囲で窒素酸化物を吸蔵するための窒素酸化物吸蔵部と、その窒素酸化物吸蔵部から放出された窒素酸化物を排気ガスに含まれる一酸化炭素、炭化水素類および水素と反応させて還元(浄化)するための三元触媒部とを備える排ガス浄化装置が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   More specifically, for example, an exhaust gas purification device for purifying nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons contained in exhaust gas of an internal combustion engine, comprising at least an alkali metal element and / or an alkali metal salt Is contained or mixed with a noble metal in a porous carrier, and a nitrogen oxide storage part for storing nitrogen oxides in the exhaust gas temperature range in the vicinity of the internal combustion engine, and nitrogen released from the nitrogen oxide storage part There has been proposed an exhaust gas purification device including a three-way catalyst unit for reducing (purifying) an oxide by reacting with carbon monoxide, hydrocarbons and hydrogen contained in exhaust gas (for example, Patent Document 1). reference.).

このような排ガス浄化装置によれば、三元触媒の排ガス浄化性能が十分ではないリーン状態においては、NOxを窒素酸化物吸蔵部において吸蔵し、三元触媒が排ガス浄化性能を十分に発現できるストイキ領域およびリッチ領域では、NOxを窒素酸化物吸蔵部から放出し、三元触媒により浄化するため、効率的に排ガスを浄化することができる。   According to such an exhaust gas purification apparatus, in a lean state where the exhaust gas purification performance of the three-way catalyst is not sufficient, NOx is occluded in the nitrogen oxide storage part, and the three-way catalyst can sufficiently exhibit the exhaust gas purification performance. In the region and the rich region, NOx is released from the nitrogen oxide storage part and purified by the three-way catalyst, so that the exhaust gas can be purified efficiently.

特開平10−80620号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-80620

一方、引用文献1に記載の窒素酸化物吸蔵部は、例えば、400℃以上などの高温環境下では、NOx吸蔵放出性能が十分ではない場合があるため、近年、高温環境下においてNOx吸蔵放出性能に優れる新規なNOx吸蔵放出材が要求されている。   On the other hand, the nitrogen oxide storage part described in the cited document 1 may not have sufficient NOx storage / release performance under a high temperature environment such as 400 ° C. or higher, for example. There is a demand for a novel NOx occlusion / release material that excels in performance.

本発明の目的は、高温環境下においてもNOx吸蔵放出性能に優れる新規なNOx吸蔵放出材、そのNOx吸蔵放出材を備える排ガス浄化システム、さらに、その排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novel NOx occlusion / release material excellent in NOx occlusion / release performance even in a high temperature environment, an exhaust gas purification system including the NOx occlusion / release material, and an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification system. There is.

上記目的を達成するために、本発明のNOx吸蔵放出材は、耐熱性酸化物に、銅が担持されており、銅の含有割合が、耐熱性酸化物および銅の総量に対して、6質量%以上12質量%以下であり、NOxを吸蔵および放出するように構成されることを特徴としている。   In order to achieve the above object, in the NOx occlusion / release material of the present invention, copper is supported on a heat-resistant oxide, and the content ratio of copper is 6 mass relative to the total amount of the heat-resistant oxide and copper. % To 12% by mass and is characterized by being configured to occlude and release NOx.

また、本発明の排ガス浄化システムは、ガスを排出する内燃機関と、前記内燃機関よりもガスの流れ方向下流側に配置され、上記のNOx吸蔵放出材を備えるNOx吸蔵放出部と、前記NOx吸蔵放出部よりもガスの流れ方向下流側に配置され、NOxを含むガスを浄化するための排ガス浄化部とを備えることを特徴としている。   In addition, an exhaust gas purification system of the present invention includes an internal combustion engine that discharges gas, a NOx storage / release portion that is disposed downstream of the internal combustion engine in the gas flow direction and includes the NOx storage / release material, and the NOx storage The exhaust gas purification unit is disposed downstream of the discharge unit in the gas flow direction and purifies the gas containing NOx.

また、本発明の排ガス浄化方法は、上記の排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法であって、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5以上であるときに、前記内燃機関から排出されるガスに含有されるNOxを前記NOx吸蔵放出部において吸蔵させ、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であるときに、前記NOx吸蔵放出材の温度を400℃以上として、前記NOx吸蔵放出部において吸蔵されたNOxを放出させ、放出されたNOxを含むガスを、前記排ガス浄化部において浄化することを特徴としている。   The exhaust gas purification method of the present invention is an exhaust gas purification method using the above exhaust gas purification system, wherein the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is 14.5 or more. When NOx contained in the gas discharged from the internal combustion engine is occluded in the NOx occlusion / release section, and the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is less than 14.5 Further, the temperature of the NOx occlusion / release material is set to 400 ° C. or higher, NOx occluded in the NOx occlusion / release part is released, and the gas containing the released NOx is purified in the exhaust gas purification part. .

本発明のNOx吸蔵放出材は、高温環境下において優れたNOx吸蔵放出性能を発現することができる。   The NOx occlusion / release material of the present invention can exhibit excellent NOx occlusion / release performance under a high temperature environment.

また、本発明の排ガス浄化システムおよび排ガス浄化方法では、本発明のNOx吸蔵放出材が用いられるため、NOx吸蔵放出性能に優れ、効率的に排ガスを浄化することができる。   In addition, in the exhaust gas purification system and the exhaust gas purification method of the present invention, the NOx storage / release material of the present invention is used, so that the NOx storage / release performance is excellent and the exhaust gas can be purified efficiently.

図1は、本発明の排ガス浄化システムの一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification system of the present invention. 図2は、NOx吸蔵放出部の前後におけるNOx濃度を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the NOx concentration before and after the NOx storage / release part. 図3は、実施例2〜3および比較例1における空燃比とNOx放出量との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio and the NOx release amount in Examples 2-3 and Comparative Example 1. 図4は、実施例4〜8および比較例2におけるNOx吸蔵放出材とNOx放出量との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the NOx storage / release material and the NOx release amount in Examples 4 to 8 and Comparative Example 2.

本発明のNOx吸蔵放出材では、耐熱性酸化物に、銅(Cu)が担持されている。   In the NOx occlusion / release material of the present invention, copper (Cu) is supported on the heat-resistant oxide.

耐熱性酸化物としては、特に制限されないが、例えば、ジルコニア−セリア系酸化物、アルミナなどが挙げられる。   Although it does not restrict | limit especially as a heat resistant oxide, For example, a zirconia-ceria type oxide, an alumina, etc. are mentioned.

ジルコニア−セリア系酸化物としては、例えば、下記一般式(1)で示されるジルコニア−セリア系複合酸化物が挙げられる。   Examples of the zirconia-ceria based oxide include a zirconia-ceria based composite oxide represented by the following general formula (1).

Zr1−(a+b)Ce2−c (1)
(式中、Rは、希土類元素(ただし、Ceを除く。)および/またはアルカリ土類金属を示し、aは、Ceの原子割合を示し、bは、Rの原子割合を示し、1−(a+b)は、Zrの原子割合を示し、cは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(1)において、Rで示される希土類元素としては、例えば、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユーロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)などが挙げられる。
Zr 1- (a + b) Ce a R b O 2-c (1)
(Wherein R represents a rare earth element (excluding Ce) and / or alkaline earth metal, a represents the atomic ratio of Ce, b represents the atomic ratio of R, and 1- ( a + b) indicates the atomic ratio of Zr, and c indicates the amount of oxygen defects.)
In the general formula (1), examples of the rare earth element represented by R include Sc (scandium), Y (yttrium), La (lanthanum), Pr (praseodymium), Nd (neodymium), Pm (promethium), and Sm (promethium). Samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb (terbium), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium), Yb (ytterbium), Lu (lutetium) and the like It is done.

また、Rで示されるアルカリ土類金属としては、例えば、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)、Ra(ラジウム)などが挙げられる。   Examples of the alkaline earth metal represented by R include Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium), and Ra (radium).

これら希土類元素およびアルカリ土類金属は、単独使用または2種以上併用することができる。   These rare earth elements and alkaline earth metals can be used alone or in combination of two or more.

また、aで示されるCeの原子割合は、0.1〜0.65の範囲であり、好ましくは、0.1〜0.5の範囲である。   Moreover, the atomic ratio of Ce shown by a is in the range of 0.1 to 0.65, and preferably in the range of 0.1 to 0.5.

また、bで示されるRの原子割合は0〜0.55の範囲である(すなわち、Rは必須成分ではなく任意的に含まれる任意成分であり、含まれる場合には、0.55以下の原子割合である)。0.55を超えると、相分離や他の複合酸化物相を生成する場合がある。   In addition, the atomic ratio of R represented by b is in the range of 0 to 0.55 (that is, R is an optional component that is optionally included, not an essential component, and if included, 0.55 or less) Atomic ratio). If it exceeds 0.55, phase separation or other complex oxide phases may be generated.

また、1−(a+b)で示されるZrの原子割合は、0.35〜0.9の範囲であり、好ましくは、0.5〜0.9の範囲である。   In addition, the atomic ratio of Zr represented by 1- (a + b) is in the range of 0.35 to 0.9, and preferably in the range of 0.5 to 0.9.

さらに、cは酸素欠陥量を示し、これは、Zr、CeおよびRの酸化物が通常形成するホタル石型の結晶格子において、その結晶格子にできる空孔の割合を意味する。   Further, c represents the amount of oxygen defects, which means the ratio of vacancies formed in the crystal lattice of the fluorite-type crystal lattice normally formed by the oxides of Zr, Ce and R.

このようなジルコニア−セリア系複合酸化物は、特に制限されることなく、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0090〕〜〔0102〕の記載に準拠して、複合酸化物を調製するための適宜の方法、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などの製造方法によって、製造することができる。   Such a zirconia-ceria-based composite oxide is not particularly limited, and for example, a composite oxide is prepared according to the description of paragraph numbers [0090] to [0102] of JP-A-2004-243305. For example, it can be produced by a production method such as a coprecipitation method, a citric acid complex method, or an alkoxide method.

アルミナとしては、例えば、αアルミナ、θアルミナ、γアルミナなどが挙げられ、好ましくは、θアルミナが挙げられる。   Examples of alumina include α-alumina, θ-alumina, and γ-alumina, and preferably θ-alumina.

αアルミナは、結晶相としてα相を有し、例えば、AKP−53(商品名、高純度アルミナ、住友化学社製)などが挙げられる。このようなαアルミナは、例えば、アルコキシド法、ゾルゲル法、共沈法などの方法によって得ることができる。   α-alumina has an α-phase as a crystal phase, and examples thereof include AKP-53 (trade name, high-purity alumina, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). Such α-alumina can be obtained by a method such as an alkoxide method, a sol-gel method, or a coprecipitation method.

θアルミナは、結晶相としてθ相を有し、αアルミナに遷移するまでの中間(遷移)アルミナの一種であって、例えば、SPHERALITE 531P(商品名、γアルミナ、プロキャタリゼ社製)などが挙げられる。このようなθアルミナは、例えば、市販の活性アルミナ(γアルミナ)を、大気中にて、900〜1100℃で、1〜10時間熱処理することによって得ることができる。   θ-alumina is a kind of intermediate (transition) alumina that has a θ-phase as a crystal phase and transitions to α-alumina, and includes, for example, SPHERALITE 531P (trade name, γ-alumina, manufactured by Procatalyze). . Such θ-alumina can be obtained, for example, by subjecting commercially available activated alumina (γ-alumina) to heat treatment at 900 to 1100 ° C. for 1 to 10 hours in the air.

γアルミナは、結晶相としてγ相を有し、特に限定されず、公知のものが挙げられる。   γ-alumina has a γ-phase as a crystal phase and is not particularly limited, and examples thereof include known ones.

また、これらのアルミナにLaおよび/またはBaが含まれるアルミナを用いることもできる。Laおよび/またはBaを含むアルミナは、特開2004−243305号の段落番号〔0073〕の記載に準拠して、製造することができる。   In addition, alumina containing La and / or Ba can also be used. Alumina containing La and / or Ba can be produced according to the description in paragraph [0073] of JP-A No. 2004-243305.

これら耐熱性酸化物は、単独使用または2種類以上併用することができる。   These heat-resistant oxides can be used alone or in combination of two or more.

耐熱性酸化物として、好ましくは、アルミナが挙げられる。   As the heat-resistant oxide, preferably, alumina is used.

NOx吸蔵放出材において、銅の含有割合は、耐熱性酸化物および銅の総量に対して、6質量%以上であり、12質量%以下である。   In the NOx occlusion / release material, the content ratio of copper is 6% by mass or more and 12% by mass or less based on the total amount of the heat-resistant oxide and copper.

銅の含有割合が上記範囲であれば、優れたNOx吸蔵放出性能を発現することができる。   When the content ratio of copper is in the above range, excellent NOx occlusion / release performance can be exhibited.

そして、NOx吸蔵放出材を得るには、例えば、銅を、同一の耐熱性酸化物に同時にまたは順次担持させる。例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0122〕〜〔0127〕の記載に準拠して、上記の耐熱性酸化物に銅を、上記した割合で担持させる。   In order to obtain the NOx occlusion / release material, for example, copper is supported simultaneously or sequentially on the same heat-resistant oxide. For example, in accordance with the description of paragraph numbers [0122] to [0127] of JP-A No. 2004-243305, copper is supported on the heat-resistant oxide at the above-described ratio.

具体的には、例えば、銅を含む塩の溶液を調製し、この含塩溶液を耐熱性酸化物に含浸させた後、焼成すればよい。   Specifically, for example, a salt solution containing copper may be prepared, and the salt-containing solution may be impregnated with a heat-resistant oxide and then fired.

含塩溶液としては、例えば、硝酸塩水溶液、塩化物水溶液、ヘキサアンミン塩化物水溶液、ジニトロジアンミン硝酸水溶液、ヘキサクロロ酸水和物などが挙げられ、また実用的には、硝酸塩水溶液、ジニトロジアンミン硝酸溶液、塩化物水溶液などが挙げられる。   Examples of the salt-containing solution include nitrate aqueous solution, chloride aqueous solution, hexaammine chloride aqueous solution, dinitrodiammine nitric acid aqueous solution, hexachloro acid hydrate, and practically, nitrate aqueous solution, dinitrodiammine nitric acid solution, Examples include aqueous chloride solutions.

耐熱性酸化物に銅を含む塩の溶液を含浸させた後は、例えば、350〜1000℃で1〜12時間焼成する。   After impregnating the heat-resistant oxide with a salt solution containing copper, for example, baking is performed at 350 to 1000 ° C. for 1 to 12 hours.

また、耐熱性酸化物に銅を担持させる他の方法として、例えば、耐熱性酸化物が、ジルコニア系複合酸化物やセリア系複合酸化物である場合には、ジルコニウム、セリウムおよびアルカリ土類金属および/または希土類元素を含む塩の溶液や混合アルコキシド溶液を共沈あるいは加水分解するときに、銅塩の溶液を加えて、ジルコニア系複合酸化物やセリア系複合酸化物の各成分とともに銅を共沈させて、その後、焼成する方法が例示される。   Further, as another method for supporting copper on the heat-resistant oxide, for example, when the heat-resistant oxide is a zirconia-based composite oxide or a ceria-based composite oxide, zirconium, cerium, an alkaline earth metal, and When coprecipitating or hydrolyzing salt solutions and / or mixed alkoxide solutions containing rare earth elements, add copper salt solution to coprecipitate copper with each component of zirconia complex oxide and ceria complex oxide Then, a method of firing is exemplified.

また、耐熱性酸化物がθアルミナ、αアルミナあるいはγアルミナである場合には、そのθアルミナ、αアルミナあるいはγアルミナの製造工程において、アルミニウム塩水溶液からアンモニアなどを用いて沈殿させるときに、銅塩の溶液を加えて、θアルミナ、αアルミナあるいはγアルミナとともに銅を共沈させて、その後、焼成する方法が例示される。   Further, when the heat-resistant oxide is θ alumina, α alumina, or γ alumina, copper is precipitated when it is precipitated from an aqueous aluminum salt solution using ammonia or the like in the production process of θ alumina, α alumina, or γ alumina. An example is a method in which a salt solution is added to coprecipitate copper together with θ alumina, α alumina, or γ alumina, and then fired.

また、銅を、1度に担持させてもよく、また、複数回に分けて、順次担持させてもよい。   Further, copper may be supported at a time, or may be supported sequentially in a plurality of times.

これにより、耐熱性酸化物に銅を担持させることができ、銅を担持する耐熱性酸化物として、NOx吸蔵放出材を得ることができる。   Thereby, copper can be carry | supported by a heat resistant oxide, and a NOx occlusion / release material can be obtained as a heat resistant oxide carrying copper.

また、この方法では、必要により、銅を担持する耐熱性酸化物を、還元雰囲気(例えば、水素−窒素混合ガス雰囲気など)下において熱処理することができる。   In this method, if necessary, the heat-resistant oxide supporting copper can be heat-treated in a reducing atmosphere (for example, a hydrogen-nitrogen mixed gas atmosphere).

熱処理条件としては、加熱温度が、例えば、500℃以上、好ましくは、600℃以上であり、例えば、1000℃以下、好ましくは、900℃以下である。また、加熱時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1.0時間以上であり、例えば、10.0時間以下、好ましくは、5.0時間以下である。   As heat treatment conditions, the heating temperature is, for example, 500 ° C. or higher, preferably 600 ° C. or higher, for example, 1000 ° C. or lower, preferably 900 ° C. or lower. The heating time is, for example, 0.5 hours or more, preferably 1.0 hours or more, for example, 10.0 hours or less, preferably 5.0 hours or less.

また、例えば、上記のように還元雰囲気下において熱処理することなく、銅を担持する耐熱性酸化物をNOx吸蔵放出材として用い、高温の排ガスに曝露することにより、使用と同時に熱処理することもできる。   Further, for example, without using heat treatment in a reducing atmosphere as described above, a heat-resistant oxide supporting copper can be used as a NOx occlusion / release material and exposed to high-temperature exhaust gas to be heat-treated simultaneously with use. .

そして、NOx吸蔵放出材は、特に制限されず、例えば、上記の粉末として用いてもよく、例えば、公知の方法により、任意の所定形状に成形して用いてもよい。   The NOx occlusion / release material is not particularly limited, and may be used, for example, as the above powder. For example, the NOx occlusion / release material may be formed into an arbitrary predetermined shape by a known method.

また、本発明のNOx吸蔵放出材は、そのまま用いることもできるが、例えば、担体上にコート層として形成することができる。担体としては、特に制限されず、例えば、コージェライトなどからなるハニカム状のモノリス担体など、公知の担体が挙げられる。   Further, the NOx occlusion / release material of the present invention can be used as it is, but for example, it can be formed as a coating layer on a carrier. The carrier is not particularly limited, and examples thereof include known carriers such as a honeycomb monolith carrier made of cordierite.

担体上にコート層として形成するには、例えば、まず、上記したNOx吸蔵放出材、さらには、必要により混合されるその他の耐熱性酸化物に、水を加えてスラリーとした後、触媒担体上にコーティングし、大気中において、例えば、50〜200℃で1〜48時間乾燥し、さらに、250〜1000℃で1〜12時間焼成すればよい。   In order to form a coating layer on the carrier, for example, first, the NOx occlusion / release material described above, and other heat-resistant oxides mixed if necessary, are made into a slurry by adding water, and then on the catalyst carrier. In the air, for example, it is dried at 50 to 200 ° C. for 1 to 48 hours, and further fired at 250 to 1000 ° C. for 1 to 12 hours.

なお、NOx吸蔵放出材とともに配合される、その他の耐熱性酸化物としては、例えば、上記したNOx吸蔵放出材に用いられる耐熱性酸化物と同様の耐熱性酸化物などが挙げられる。   In addition, as another heat resistant oxide mix | blended with NOx occlusion / release material, the heat resistant oxide similar to the heat resistant oxide used for the above-mentioned NOx occlusion / release material, etc. are mentioned, for example.

そして、上記のNOx吸蔵放出材によれば、高温環境下(例えば、400℃以上)において、優れたNOx吸蔵放出性能を発現することができ、また、貴金属などを含有していないため、低コスト性にも優れる。   And according to said NOx occlusion-release material, since it can express the outstanding NOx occlusion-release performance in a high temperature environment (for example, 400 degreeC or more), and since it does not contain a noble metal etc., it is low-cost. Excellent in properties.

次いで、上記のNOx吸蔵放出材を用いた排ガス浄化システムについて、図1を参照して詳述する。   Next, an exhaust gas purification system using the NOx occlusion / release material will be described in detail with reference to FIG.

図1において、排ガス浄化システム1は、ガスを排出する内燃機関2と、内燃機関2からガスを排出するための排気管3と、内燃機関2よりもガスの流れ方向(矢印参照)下流側において、排気管3に介在されるように配置される排ガス処理部4とを備えている。   In FIG. 1, an exhaust gas purification system 1 includes an internal combustion engine 2 that discharges gas, an exhaust pipe 3 that discharges gas from the internal combustion engine 2, and a gas flow direction (see arrows) downstream of the internal combustion engine 2. The exhaust gas processing unit 4 is disposed so as to be interposed in the exhaust pipe 3.

内燃機関2としては、例えば、レシプロエンジン、ロータリーエンジンなどの、燃料としてガソリンを使用する公知のエンジン(E/G)などが挙げられる。   Examples of the internal combustion engine 2 include known engines (E / G) that use gasoline as fuel, such as reciprocating engines and rotary engines.

このような内燃機関2には、空気と燃料とが混合された混合気が供給され、混合気が内燃機関2の内部で爆発燃焼される。これにより、内燃機関2はエネルギーを生じさせる。   Such an internal combustion engine 2 is supplied with an air-fuel mixture in which air and fuel are mixed, and the air-fuel mixture is explosively burned inside the internal combustion engine 2. Thereby, the internal combustion engine 2 generates energy.

排気管3としては、例えば、内燃機関2が多気筒型のエンジンである場合には、エンジンの各気筒から排出されるガスを案内および収束する排気多岐管(エキゾーストマニホールド)などが挙げられる。排気多岐管は、図示しないが、各気筒に接続される分岐管と、それら各分岐管をガス流れ方向下流側で統合する集気管とを備えている。   As the exhaust pipe 3, for example, when the internal combustion engine 2 is a multi-cylinder engine, an exhaust manifold (exhaust manifold) that guides and converges gas discharged from each cylinder of the engine can be used. Although not shown, the exhaust manifold includes a branch pipe connected to each cylinder and an air collection pipe that integrates the branch pipes on the downstream side in the gas flow direction.

なお、排気管3が排気多岐管である場合、好ましくは、排ガス処理部4は集気管に介在される。   In addition, when the exhaust pipe 3 is an exhaust manifold, the exhaust gas treatment unit 4 is preferably interposed in the air collection pipe.

排ガス処理部4は、NOxを吸蔵および放出するためのNOx吸蔵放出部5と、NOxを含むガスを浄化するための排ガス浄化部6とを備えている。   The exhaust gas treatment unit 4 includes a NOx storage / release unit 5 for storing and releasing NOx, and an exhaust gas purification unit 6 for purifying gas containing NOx.

NOx吸蔵放出部5は、上記のNOx吸蔵放出材を備えており、ガスの流れ方向において内燃機関2よりも下流側、かつ、排ガス浄化部6よりも上流側に配置されている。   The NOx occlusion / release part 5 includes the NOx occlusion / release material, and is disposed downstream of the internal combustion engine 2 and upstream of the exhaust gas purification unit 6 in the gas flow direction.

より具体的には、NOx吸蔵放出部5は、例えば、ハニカム状のモノリス担体(図示せず)と、そのモノリス担体の表面にコート層(図示せず)として担持されるNOx吸蔵放出材とを備えている。   More specifically, the NOx occlusion / release part 5 includes, for example, a honeycomb-shaped monolith carrier (not shown) and a NOx occlusion / release material carried as a coat layer (not shown) on the surface of the monolith carrier. I have.

モノリス担体に対するNOx吸蔵放出材の担持量は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。   The amount of the NOx occlusion / release material supported on the monolith carrier is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.

排ガス浄化部6は、例えば、排ガス浄化用触媒を備えており、ガスの流れ方向において、NOx吸蔵放出部5よりも下流側に配置されている。   The exhaust gas purification unit 6 includes, for example, an exhaust gas purification catalyst, and is disposed on the downstream side of the NOx storage / release unit 5 in the gas flow direction.

より具体的には、排ガス浄化部6は、例えば、ハニカム状のモノリス担体(図示せず)と、そのモノリス担体の表面にコート層(図示せず)として担持される排ガス浄化用触媒とを備えている。   More specifically, the exhaust gas purification unit 6 includes, for example, a honeycomb-shaped monolith support (not shown) and an exhaust gas purification catalyst supported as a coat layer (not shown) on the surface of the monolith support. ing.

排ガス浄化用触媒としては、例えば、白金族元素(例えば、Ru(ルテニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)、Pt(白金)など)が担持された耐熱性酸化物など、公知の排ガス浄化用触媒が挙げられる。   As the exhaust gas purification catalyst, for example, a platinum group element (for example, Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Os (osmium), Ir (iridium), Pt (platinum), etc.) is supported. Known exhaust gas purification catalysts such as heat-resistant oxides can be mentioned.

モノリス担体に対する排ガス浄化用触媒の担持量は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。   The amount of the exhaust gas-purifying catalyst supported on the monolith support is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.

また、排ガス処理部4は、さらに、内燃機関2から排出されたガスがNOx吸蔵放出部5に至る前に、そのガスを予備的に浄化するための、予備排ガス浄化部7を備えることができる。   The exhaust gas treatment unit 4 can further include a preliminary exhaust gas purification unit 7 for preliminarily purifying the gas discharged from the internal combustion engine 2 before reaching the NOx storage / release unit 5. .

予備排ガス浄化部7は、例えば、排ガス浄化用触媒を備えており、ガスの流れ方向において、NOx吸蔵放出部5よりも上流側に配置されている。   The preliminary exhaust gas purification unit 7 includes, for example, an exhaust gas purification catalyst, and is disposed on the upstream side of the NOx storage / release unit 5 in the gas flow direction.

より具体的には、予備排ガス浄化部7は、例えば、ハニカム状のモノリス担体(図示せず)と、そのモノリス担体の表面にコート層(図示せず)として担持される上記の排ガス浄化用触媒とを備えている。   More specifically, the preliminary exhaust gas purification unit 7 includes, for example, a honeycomb monolith carrier (not shown) and the exhaust gas purification catalyst supported on the surface of the monolith carrier as a coat layer (not shown). And.

モノリス担体に対する排ガス浄化用触媒の担持量は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。   The amount of the exhaust gas-purifying catalyst supported on the monolith support is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.

以下において、上記の排ガス浄化システム1を用いた排ガス浄化方法について、詳述する。   Hereinafter, an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification system 1 will be described in detail.

この方法では、まず、内燃機関2に所定の空燃比(A/F)の混合気が供給され、内燃機関2において燃焼される。   In this method, first, an air-fuel mixture having a predetermined air-fuel ratio (A / F) is supplied to the internal combustion engine 2 and burned in the internal combustion engine 2.

混合気の空燃比(A/F)は、内燃機関2の駆動状態に応じて、例えば、14.5〜14.7(ストイキオメトリ領域)をまたぐように、変動する。なお、通常、空燃比(A/F)が14.5〜14.7(ストイキオメトリ領域)である状態をストイキバーン状態、空燃比(A/F)が14.5未満である場合をリッチバーン状態、空燃比(A/F)が14.7を超過する場合をリーンバーン状態と称する。   The air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture varies depending on the driving state of the internal combustion engine 2 so as to cross, for example, 14.5 to 14.7 (stoichiometry region). Normally, a state where the air-fuel ratio (A / F) is 14.5 to 14.7 (stoichiometry region) is a stoichiometric burn state, and a case where the air-fuel ratio (A / F) is less than 14.5 is rich. The burn state and the case where the air-fuel ratio (A / F) exceeds 14.7 is referred to as a lean burn state.

そして、このような混合気が内燃機関2内において燃焼されることによって、エネルギーが生じるとともに、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)などを含むガスが、内燃機関2から排出される。   Such an air-fuel mixture is burned in the internal combustion engine 2 to generate energy, and a gas containing hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NOx), etc. It is discharged from the engine 2.

内燃機関2から排出されたガスは、予備排ガス浄化部7に供給され、その一部が浄化された後、NOx吸蔵放出部5に供給される。   The gas discharged from the internal combustion engine 2 is supplied to the preliminary exhaust gas purification unit 7, and a part thereof is purified, and then supplied to the NOx occlusion / release unit 5.

そして、NOx吸蔵放出部5では、ガスに含まれるNOxが、内燃機関2に供給される混合気の空燃比(A/F)に応じて、NOx吸蔵放出材に吸蔵または放出される。   In the NOx occlusion / release section 5, NOx contained in the gas is occluded or released by the NOx occlusion / release material according to the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2.

より具体的には、この方法において、内燃機関2に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5以上であるときには、ガスに含有されるNOxの一部または全部が、NOx吸蔵放出材に吸蔵される。   More specifically, in this method, when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2 is 14.5 or more, part or all of the NOx contained in the gas is reduced to NOx. It is occluded by the occlusion / release material.

NOx吸蔵時におけるNOx吸蔵放出材の温度は、例えば、400℃以上、好ましくは、450℃以上、より好ましくは、500℃以上であり、通常、1000℃以下である。   The temperature of the NOx occlusion / release material during NOx occlusion is, for example, 400 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher, and usually 1000 ° C. or lower.

なお、NOx吸蔵放出材の温度は、例えば、内燃機関2の運転条件を調整することや、内燃機関2からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整すること、排気管3を加熱装置(例えば、電気ヒーターなど)により加熱すること、排気管3を冷却装置(例えば、スポットクーラーなど)により冷却することなどによって制御することができ、また、そのガスの温度をNOx吸蔵放出材の温度とみなすことができる。   Note that the temperature of the NOx occlusion / release material can be determined by adjusting the operating conditions of the internal combustion engine 2, adjusting the distance from the internal combustion engine 2 to the NOx occlusion / release part 5, or heating the exhaust pipe 3 (for example, It can be controlled by heating with an electric heater, etc., cooling the exhaust pipe 3 with a cooling device (for example, a spot cooler, etc.), and the temperature of the gas is regarded as the temperature of the NOx storage / release material Can do.

NOx吸蔵放出材におけるNOxの吸蔵量は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。   The NOx occlusion amount in the NOx occlusion / release material is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.

また、NOx吸蔵放出材に吸蔵されずに残存するガス(HC、COを含む)は、排ガス浄化部6に供給され、浄化される。   Further, the gas (including HC and CO) remaining without being stored in the NOx storage / release material is supplied to the exhaust gas purification unit 6 and purified.

一方、上記の排ガス浄化システム1では、混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であるときに、NOx吸蔵放出材の温度を400℃以上とすれば、NOx吸蔵放出材に吸蔵されていたNOxが放出される。   On the other hand, in the exhaust gas purification system 1 described above, when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture is less than 14.5, if the temperature of the NOx occlusion / release material is 400 ° C. or higher, the NOx occlusion / release material occludes. The NOx that has been released is released.

そこで、この方法では、内燃機関2に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であるときには、NOx吸蔵放出材の温度を400℃以上として、NOxを放出させる。   Therefore, in this method, when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2 is less than 14.5, the temperature of the NOx storage / release material is set to 400 ° C. or higher to release NOx.

NOx放出時におけるNOx吸蔵放出材の温度は、400℃以上、好ましくは、450℃以上、より好ましくは、500℃以上であり、通常、800℃以下である。   The temperature of the NOx occlusion / release material during NOx release is 400 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher, and usually 800 ° C. or lower.

NOx吸蔵放出材の温度が上記範囲であれば、より良好にNOxを放出させることができる。   If the temperature of the NOx occlusion / release material is within the above range, NOx can be released more favorably.

なお、NOx吸蔵放出材の温度が400℃未満である場合には、混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であっても、NOx吸蔵放出材はNOxを放出しない。   When the temperature of the NOx storage / release material is less than 400 ° C., the NOx storage / release material does not release NOx even if the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture is less than 14.5.

そして、この方法では、上記のようにNOx吸蔵放出材から放出されたNOxは、内燃機関2から排出されたその他のガス(HC、COを含む)とともに、排ガス浄化部6に供給され、浄化される。このように浄化されたガスは、排ガス浄化システム1から外気に排出される。   In this method, the NOx released from the NOx occlusion / release material as described above is supplied to the exhaust gas purification unit 6 and purified together with other gases (including HC and CO) discharged from the internal combustion engine 2. The The gas purified in this way is discharged from the exhaust gas purification system 1 to the outside air.

このような排ガス浄化システム1および排ガス浄化方法では、上記したNOx吸蔵放出材が用いられるため、NOx吸蔵放出性能に優れ、効率的に排ガスを浄化することができる。   In the exhaust gas purification system 1 and the exhaust gas purification method, since the above-described NOx storage / release material is used, the NOx storage / release performance is excellent and the exhaust gas can be purified efficiently.

すなわち、排ガス浄化部6に配置される排ガス浄化用触媒の種類によっては、内燃機関2に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であるときにはNOxの浄化性能を十分に発現できる一方、空燃比(A/F)が14.5以上であるときには、NOxの浄化性能を十分に発現できない場合がある。   That is, depending on the type of exhaust gas purification catalyst disposed in the exhaust gas purification unit 6, when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2 is less than 14.5, the NOx purification performance is sufficient. On the other hand, when the air-fuel ratio (A / F) is 14.5 or more, the NOx purification performance may not be sufficiently exhibited.

これに対して、上記の排ガス浄化システム1および排ガス浄化方法によれば、空燃比(A/F)が14.5以上であるときには、NOx吸蔵放出部5においてNOxを吸蔵し、一方、空燃比(A/F)が14.5未満であるときには、NOxをNOx吸蔵放出部5から放出し、排ガス浄化部6により浄化する。そのため、効率的に排ガスを浄化することができる。   On the other hand, according to the exhaust gas purification system 1 and the exhaust gas purification method, when the air-fuel ratio (A / F) is 14.5 or more, the NOx storage / release part 5 stores NOx, while the air-fuel ratio When (A / F) is less than 14.5, NOx is released from the NOx occlusion / release section 5 and purified by the exhaust gas purification section 6. Therefore, exhaust gas can be purified efficiently.

なお、上記した説明では、予備排ガス浄化部7、NOx吸蔵放出部5および排ガス浄化部6から排ガス処理部4が構成されているが、例えば、予備排ガス浄化部7を備えることなく、NOx吸蔵放出部5および排ガス浄化部6から排ガス処理部4を構成することもできる。なお、排ガス浄化システム1は、NOx吸蔵放出部5および排ガス浄化部6における排ガス処理の負荷を低減させる観点から、好ましくは、予備排ガス浄化部7を備える。   In the above description, the exhaust gas treatment unit 4 is configured by the preliminary exhaust gas purification unit 7, the NOx occlusion / release unit 5, and the exhaust gas purification unit 6. However, for example, the NOx occlusion / release is not provided without the preliminary exhaust gas purification unit 7. The exhaust gas treatment unit 4 can also be configured from the unit 5 and the exhaust gas purification unit 6. The exhaust gas purification system 1 preferably includes a preliminary exhaust gas purification unit 7 from the viewpoint of reducing the load of exhaust gas treatment in the NOx occlusion / release unit 5 and the exhaust gas purification unit 6.

また、耐熱性酸化物に銅が担持されている上記したNOx吸蔵放出材は、とりわけ、リッチバーン状態において、排ガス浄化用触媒を兼ねることもできる。   Further, the above-mentioned NOx occlusion / release material in which copper is supported on a heat-resistant oxide can also serve as an exhaust gas purification catalyst particularly in a rich burn state.

つまり、上記のNOx吸蔵放出材は、内燃機関2に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5以上であるときには、内燃機関2から排出されるガスに含有されるNOxを吸蔵し、一方、内燃機関2に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であるときには、NOxを放出し、さらに、放出されたNOxを浄化する。   That is, the NOx storage / release material described above contains NOx contained in the gas discharged from the internal combustion engine 2 when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2 is 14.5 or more. On the other hand, when the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2 is less than 14.5, NOx is released and the released NOx is further purified.

そのため、例えば、NOx吸蔵放出部5のみから排ガス処理部4を構成し、NOx吸蔵放出部5を排ガス浄化部6として兼用することもできる。   Therefore, for example, the exhaust gas treatment unit 4 can be configured only from the NOx storage / release unit 5, and the NOx storage / release unit 5 can also be used as the exhaust gas purification unit 6.

次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。以下に示す実施例の数値は、実施形態において記載される数値(すなわち、上限値または下限値)に代替することができる。   Next, although this invention is demonstrated based on an Example and a comparative example, this invention is not limited by the following Example. The numerical values of the examples shown below can be substituted for the numerical values (that is, the upper limit value or the lower limit value) described in the embodiment.

実施例1
θアルミナに、硝酸銅水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、650℃で1時間熱処理(焼成)することにより、Cu担持θアルミナ粉末としてNOx吸蔵放出材を得た。
Example 1
θ alumina was impregnated with an aqueous copper nitrate solution, dried, and then heat-treated (fired) at 650 ° C. for 1 hour in an electric furnace to obtain a NOx occlusion / release material as Cu-supported θ-alumina powder.

この粉末のCu含有割合は、Cu担持θアルミナの総量に対して、6質量%であった。
<A/F>
実施例2
図1に示す排ガス浄化システム1のNOx吸蔵放出部5に、実施例1で得られたNOx吸蔵放出材を配置し、また、排ガス浄化部6および予備排ガス浄化部7には、排ガス浄化用触媒として、PdおよびRhを含有する三元触媒を配置した。
The Cu content ratio of this powder was 6% by mass with respect to the total amount of Cu-supported θ-alumina.
<A/F>
Example 2
The NOx occlusion / release material obtained in Example 1 is disposed in the NOx occlusion / release part 5 of the exhaust gas purification system 1 shown in FIG. 1, and an exhaust gas purification catalyst is provided in the exhaust gas purification part 6 and the preliminary exhaust gas purification part 7. As described above, a three-way catalyst containing Pd and Rh was arranged.

次いで、内燃機関2としてのガソリンエンジンを、空燃比(A/F)15.1のリーンバーン状態で駆動させ、所定時間後、空燃比(A/F)14.3のリッチバーン状態に切り替えた。   Next, the gasoline engine as the internal combustion engine 2 was driven in a lean burn state with an air-fuel ratio (A / F) of 15.1, and after a predetermined time, switched to a rich burn state with an air-fuel ratio (A / F) of 14.3. .

なお、この排ガス浄化システム1では、内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、リーンバーン状態およびリッチバーン状態いずれにおいても、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が570℃となるように調整した。また、このガス温度をNOx吸蔵放出材の温度とみなした。   In the exhaust gas purification system 1, the operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx occlusion / release unit 5 is adjusted, and the exhaust pipe 3 is further connected using a spot cooler. By cooling from the outside, the gas temperature supplied to the NOx occlusion / release part 5 was adjusted to 570 ° C. in both the lean burn state and the rich burn state. This gas temperature was regarded as the temperature of the NOx storage / release material.

そして、内燃機関2から排出される排ガスを、排ガス処理部4において処理し、予備排ガス浄化部7とNOx吸蔵放出部5との間におけるガスのNOx濃度(以下、吸蔵放出部前のNOx濃度)を測定するとともに、NOx吸蔵放出部5と排ガス浄化部6との間におけるガスのNOx濃度(以下、吸蔵放出部後のNOx濃度)を測定した。その結果を、図2に示す。   Then, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 2 is processed in the exhaust gas processing unit 4, and the NOx concentration of the gas between the preliminary exhaust gas purification unit 7 and the NOx storage / release unit 5 (hereinafter, the NOx concentration before the storage / release unit). Was measured, and the NOx concentration of the gas between the NOx occlusion / release unit 5 and the exhaust gas purification unit 6 (hereinafter, the NOx concentration after the occlusion / release unit) was measured. The result is shown in FIG.

図2において、リーンバーン状態では、吸蔵放出部前のNOx濃度と吸蔵放出部後のNOx濃度とがほぼ同様である一方、リッチバーン状態に切り替えた後には、吸蔵放出部前のNOx濃度よりも、吸蔵放出部後のNOx濃度が増加している。   In FIG. 2, in the lean burn state, the NOx concentration before the occlusion / release portion and the NOx concentration after the occlusion / release portion are substantially the same, but after switching to the rich burn state, it is higher than the NOx concentration before the occlusion / release portion. The NOx concentration after the occlusion / release part is increased.

このことから、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出が確認された。   From this, NOx occlusion and release in the NOx occlusion / release part 5 was confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表1および図3に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 1 and FIG.

実施例3
リッチバーン状態における空燃比(A/F)を、14.3から14.4に変更した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
Example 3
Except that the air-fuel ratio (A / F) in the rich burn state was changed from 14.3 to 14.4, the exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 to store and release NOx in the NOx storage and release part 5 confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表1および図3に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 1 and FIG.

比較例1
リッチバーン状態における空燃比(A/F)を、14.3から14.5に変更した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理したところ、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出が確認されなかった。
Comparative Example 1
Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the air-fuel ratio (A / F) in the rich burn state was changed from 14.3 to 14.5. Was not confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表1および図3に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 1 and FIG.

<温度条件>
実施例4
内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が454℃となるように調整した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
<Temperature conditions>
Example 4
The operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx storage / release unit 5 is adjusted, and further, the exhaust pipe 3 is cooled from the outside by using a spot cooler, thereby storing NOx. Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the gas supplied to the discharge unit 5 was adjusted to 454 ° C., and NOx storage and release in the NOx storage / release unit 5 were confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表2および図4に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 2 and FIG.

実施例5
内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が509℃となるように調整した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
Example 5
The operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx storage / release unit 5 is adjusted, and further, the exhaust pipe 3 is cooled from the outside by using a spot cooler, thereby storing NOx. Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the gas supplied to the discharge unit 5 was adjusted to 509 ° C., and NOx storage and release in the NOx storage / release unit 5 were confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表2および図4に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 2 and FIG.

実施例6
内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が551℃となるように調整した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
Example 6
The operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx storage / release unit 5 is adjusted, and further, the exhaust pipe 3 is cooled from the outside by using a spot cooler, thereby storing NOx. Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the gas supplied to the discharge unit 5 was adjusted to 551 ° C., and NOx storage and release in the NOx storage / release unit 5 were confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表2および図4に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 2 and FIG.

実施例7
内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が573℃となるように調整した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
Example 7
The operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx storage / release unit 5 is adjusted, and further, the exhaust pipe 3 is cooled from the outside by using a spot cooler, thereby storing NOx. Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the gas temperature supplied to the discharge unit 5 was adjusted to 573 ° C., and NOx storage and release in the NOx storage / release unit 5 were confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表2および図4に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 2 and FIG.

実施例8
内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が651℃となるように調整した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
Example 8
The operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx storage / release unit 5 is adjusted, and further, the exhaust pipe 3 is cooled from the outside by using a spot cooler, thereby storing NOx. Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the gas supplied to the discharge unit 5 was adjusted to 651 ° C., and NOx storage and release in the NOx storage / release unit 5 were confirmed.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表2および図4に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 2 and FIG.

比較例2
内燃機関2の運転条件を調整し、また、予備排ガス浄化部7からNOx吸蔵放出部5までの距離を調整し、さらに、スポットクーラーを用いて排気管3を外部から冷却することにより、NOx吸蔵放出部5に供給されるガス温度が369℃となるように調整した以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理したところ、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出が確認されなかった。
Comparative Example 2
The operating conditions of the internal combustion engine 2 are adjusted, the distance from the preliminary exhaust gas purification unit 7 to the NOx storage / release unit 5 is adjusted, and further, the exhaust pipe 3 is cooled from the outside by using a spot cooler, thereby storing NOx. Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the gas temperature supplied to the discharge part 5 was adjusted to 369 ° C., and NOx storage and release in the NOx storage / release part 5 were not confirmed. .

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表2および図4に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 2 and FIG.

<銅担持割合>
実施例9
硝酸銅水溶液の含浸量を変更した以外は、実施例1と同様にして、Cu担持θアルミナ粉末としてNOx吸蔵放出材を得た。
<Copper loading ratio>
Example 9
A NOx occlusion / release material was obtained as Cu-supported θ-alumina powder in the same manner as in Example 1 except that the amount of the copper nitrate aqueous solution was changed.

この粉末のCu含有割合は、Cu担持θアルミナの総量に対して、12質量%であった。   The Cu content ratio of this powder was 12% by mass with respect to the total amount of Cu-supported θ-alumina.

実施例10
実施例9で得られたCu担持θアルミナ(Cu含有割合12質量%)を用いた以外は、実施例2と同様にして排ガスを処理し、NOx吸蔵放出部5におけるNOxの吸蔵および放出を確認した。
Example 10
Exhaust gas was treated in the same manner as in Example 2 except that the Cu-supported θ-alumina (Cu content: 12% by mass) obtained in Example 9 was used, and NOx occlusion and release in the NOx occlusion / release part 5 were confirmed. did.

また、リーンバーン状態からリッチバーン状態に切り替えた後、50秒間にNOx吸蔵放出部5から放出されたNOxの量を積算した。その結果を、表3に示す。   Further, after switching from the lean burn state to the rich burn state, the amount of NOx released from the NOx occlusion / release unit 5 in 50 seconds was integrated. The results are shown in Table 3.

Claims (3)

耐熱性酸化物に、銅が担持されており、
銅の含有割合が、耐熱性酸化物および銅の総量に対して、6質量%以上12質量%以下であり、NOxを吸蔵および放出するように構成されることを特徴とする、NOx吸蔵放出材。
Copper is supported on the heat-resistant oxide,
The NOx occlusion / release material is characterized in that the content ratio of copper is 6% by mass or more and 12% by mass or less with respect to the total amount of the heat-resistant oxide and copper, and is configured to occlude and release NOx. .
ガスを排出する内燃機関と、
前記内燃機関よりもガスの流れ方向下流側に配置され、請求項1に記載のNOx吸蔵放出材を備えるNOx吸蔵放出部と、
前記NOx吸蔵放出部よりもガスの流れ方向下流側に配置され、NOxを含むガスを浄化するための排ガス浄化部と
を備えることを特徴とする、排ガス浄化システム。
An internal combustion engine that discharges gas;
The NOx occlusion / release part, which is disposed downstream of the internal combustion engine in the gas flow direction and includes the NOx occlusion / release material according to claim 1,
An exhaust gas purification system comprising: an exhaust gas purification unit for purifying a gas containing NOx, which is disposed downstream of the NOx storage / release unit in the gas flow direction.
請求項2に記載の排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法であって、
前記内燃機関に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5以上であるときに、前記内燃機関から排出されるガスに含有されるNOxを前記NOx吸蔵放出部において吸蔵させ、
前記内燃機関に供給される混合気の空燃比(A/F)が14.5未満であるときに、前記NOx吸蔵放出材の温度を400℃以上として、前記NOx吸蔵放出部において吸蔵されたNOxを放出させ、
放出されたNOxを含むガスを、前記排ガス浄化部において浄化する
ことを特徴とする、排ガス浄化方法。

An exhaust gas purification method using the exhaust gas purification system according to claim 2,
When the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is 14.5 or more, NOx contained in the gas discharged from the internal combustion engine is stored in the NOx storage / release section,
When the air-fuel ratio (A / F) of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is less than 14.5, the temperature of the NOx storage / release material is set to 400 ° C. or higher, and the NOx stored in the NOx storage / release section Release
An exhaust gas purification method comprising purifying a gas containing released NOx in the exhaust gas purification unit.

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