JP2016133109A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016133109A JP2016133109A JP2015010309A JP2015010309A JP2016133109A JP 2016133109 A JP2016133109 A JP 2016133109A JP 2015010309 A JP2015010309 A JP 2015010309A JP 2015010309 A JP2015010309 A JP 2015010309A JP 2016133109 A JP2016133109 A JP 2016133109A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- selective reduction
- fuel
- reduction catalyst
- burner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 324
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 174
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 128
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 72
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 claims description 65
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 35
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 15
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 155
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 38
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 26
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 26
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 24
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 23
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 12
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 7
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- -1 zeolite cations Chemical group 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical group O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
【解決手段】排気浄化装置30は、第1添加弁38と着火部33とを備えるバーナー31と、燃料の一部を酸化する酸化触媒と燃料を還元剤に用いてNOxを還元する第1選択還元型触媒とを含み、酸化触媒が第1選択還元型触媒の上流に形成されたフィルター40と、排気ガスに燃料を添加する第2添加弁44と、第1選択還元型触媒40cよりも温度活性域の高い第2選択還元型触媒45であって、燃料を還元剤に用いてNOxを還元するとともにNOxの還元によりNH3を生成する前記第2選択還元型触媒45と、第2選択還元型触媒が生成したNH3を還元剤に用いてNOxを還元する第3選択還元型触媒47と、酸化触媒40bおよび第1選択還元型触媒40cの少なくとも一方が不活性状態であるときにバーナー31を燃焼状態に制御する制御装置70とを備える。
【選択図】図1
Description
上記構成によれば、例えば酸化触媒および第1選択還元型触媒が活性状態であっても、第2選択還元型触媒が不活性状態にあるときにはバーナーが燃焼状態に制御される。その結果、第2選択還元型触媒の昇温が促進され、第2選択還元型触媒によるNOxの還元が早期に実現可能である。
上記構成によれば、例えば第1選択還元型触媒および第2選択還元型触媒が活性状態であっても、第3選択還元型触媒が不活性状態にあるときにはバーナーが燃焼状態に制御される。その結果、第3選択還元型触媒の昇温が促進され、第3選択還元型触媒によるNOxの還元が早期に実現可能である。
図1に示すように、エンジンシステムは、ディーゼルエンジン10(以下、エンジン10という。)を備える。エンジン10のシリンダーブロック11には、一列に並んだ6つのシリンダー12が形成されている。各シリンダー12には、インジェクター13から燃料が噴射される。シリンダーブロック11には、各シリンダー12に吸入空気を供給するためのインテークマニホールド14と、各シリンダー12からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド15とが接続されている。
第2選択還元型触媒45は、セラミックあるいは金属からなるモノリス担体と、このモノリス担体にコーティングされた触媒層とを有する。触媒層は、銀アルミナあるいは銀ゼオライトを含む。触媒層が銀アルミナを含むとき、第2選択還元型触媒45は、例えば、銀を担持させたγ−アルミナの粒子、あるいは、銀を担持させたθ−アルミナの粒子をモノリス担体にコーティングして構成される。触媒層が銀ゼオライトを含むとき、第2選択還元型触媒45は、例えば、銀イオンがゼオライトの含む陽イオンと置換したゼオライトの粒子をモノリス担体にコーティングして構成される。第2選択還元型触媒45は、その温度である第2触媒温度Tc2が第2下限温度Tc2L(例えば200℃)以上であって第2上限温度Tc2H(例えば650℃)以下の比較的高い温度範囲を活性温度域として有し、NOxを還元する反応においてNH3を生成する。また、上述した構成の第2選択還元型触媒45では、燃料の酸化反応よりも燃料によるNOxの還元反応が優先して進行するため、燃料の一部が反応せずに通過する。そのため、その通過した燃料を後段の触媒の還元剤に用いることが可能である。
図3に示すように、第3選択還元型触媒47は、セラミックあるいは金属からなるモノリス担体48と、モノリス担体48の表面に積層されたHC触媒層49と、HC触媒層49に積層されたNH3触媒層50とを備える。
図5に示すように、通常処理において、制御装置70は、各種センサーからの信号に基づいて各種情報を取得する(ステップS11)。制御装置70は、ステップS11にて取得した情報とROMに格納している各種演算式等とに基づき、上述した処理にしたがって各種触媒温度Tox,Tc1,Tc2,Tc3を演算する。(ステップS12)。
(1)酸化触媒40bおよび第1選択還元型触媒40cの少なくとも一方が不活性状態であるときにバーナー31が燃焼状態に制御される。これにより、酸化触媒40b、第1選択還元型触媒40c、第2選択還元型触媒45、および、第3選択還元型触媒47の昇温が促進され、燃料を還元剤に用いたNOxの還元が早期に実現可能である。また、酸化触媒40bが不活性状態のときにバーナー31が添加状態に制御されると、第1選択還元型触媒40cに燃料が過剰に供給されてしまうおそれがある。この点、上述した構成であれば、第1選択還元型触媒40cに対する燃料の過剰供給が抑えられることで無駄な燃料の消費を抑えることができる。
(4)上述した排気浄化装置30によれば、NOxの浄化性能を向上させつつ、触媒サイズを低減することもできる。
(6)バーナー31が添加状態にあるとき、酸化触媒40bにおいて排気ガス中の燃料の一部が酸化されるため、酸化触媒40bおよび第1選択還元型触媒40cの温度低下が抑えられる。その結果、酸化触媒40bおよび第1選択還元型触媒40cが活性状態に維持されやすくなる。
・第3選択還元型触媒47は、第2選択還元型触媒45の生成したNH3を還元剤に用いてNOxを還元する機能を有していればよく、NH3触媒層50のみを触媒層として有していてもよい。
Claims (5)
- 排気通路を流れる排気ガスを昇温可能なバーナーと、
排気ガスに燃料を添加する第1添加弁と、
前記バーナーおよび前記第1添加弁の下流に位置し、排気ガスに含まれる粒子性物質を捕捉するフィルターであって、排気ガス中の一酸化窒素を酸化して二酸化窒素に変換する酸化触媒と排気ガス中の燃料を還元剤に用いてNOxを還元する第1選択還元型触媒とを含み、前記酸化触媒が前記第1選択還元型触媒の上流側に形成された前記フィルターと、
前記フィルターの下流に位置し、排気ガスに燃料を添加する第2添加弁と、
前記第2添加弁の下流に位置し、前記第1選択還元型触媒よりも温度活性域の高い第2選択還元型触媒であって、排気ガス中の燃料を還元剤に用いてNOxを還元するとともにNOxの還元によりNH3を生成する前記第2選択還元型触媒と、
前記第2選択還元型触媒の下流に位置し、前記第2選択還元型触媒が生成したNH3を還元剤に用いてNOxを還元する第3選択還元型触媒と、
前記酸化触媒および前記第1選択還元型触媒の少なくとも一方が不活性状態であるときに前記バーナーを燃焼状態に制御する制御部とを備える排気浄化装置。 - 前記制御部は、前記第2選択還元型触媒が不活性状態であるときに前記バーナーを燃焼状態に制御する請求項1に記載の排気浄化装置。
- 前記制御部は、前記第3選択還元型触媒が不活性状態であるときに前記バーナーを燃焼状態に制御する請求項2に記載の排気浄化装置。
- 前記バーナーは、前記第1添加弁と前記第1添加弁が添加した燃料を着火する着火部とを含み、
前記制御部は、前記酸化触媒および前記第1選択還元型触媒が活性状態であるときに、前記第1添加弁が添加した燃料を燃焼させない添加状態に前記バーナーを制御する請求項1〜3のいずれか一項に記載の排気浄化装置。 - 前記第3選択還元型触媒は、積層構造体であり、
燃料を還元剤に用いてNOxを還元するHC触媒層と、
前記HC触媒層に積層されて前記第3選択還元型触媒の表層を構成し、前記第2選択還元型触媒が生成したNH3を還元剤に用いてNOxを還元するNH3触媒層とを備える
請求項1〜4のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015010309A JP6469457B2 (ja) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | 排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015010309A JP6469457B2 (ja) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | 排気浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016133109A true JP2016133109A (ja) | 2016-07-25 |
JP6469457B2 JP6469457B2 (ja) | 2019-02-13 |
Family
ID=56437520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015010309A Active JP6469457B2 (ja) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | 排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6469457B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2593763A (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-06 | Jaguar Land Rover Ltd | Improvements in hydrocarbon selective catalytic reduction |
CN113750730A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-07 | 中天电子材料有限公司 | 一种化学法聚酰亚胺膜生产废气处理装置及其应用 |
US11311859B2 (en) | 2016-09-12 | 2022-04-26 | Cataler Corporation | Exhaust gas purification catalyst and method for manufacturing exhaust gas purification catalyst |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011220302A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気装置 |
WO2013114172A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalyst blends |
JP2013174203A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
JP2014020310A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
-
2015
- 2015-01-22 JP JP2015010309A patent/JP6469457B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011220302A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気装置 |
WO2013114172A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalyst blends |
JP2013174203A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
JP2014020310A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11311859B2 (en) | 2016-09-12 | 2022-04-26 | Cataler Corporation | Exhaust gas purification catalyst and method for manufacturing exhaust gas purification catalyst |
GB2593763A (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-06 | Jaguar Land Rover Ltd | Improvements in hydrocarbon selective catalytic reduction |
GB2593763B (en) * | 2020-04-02 | 2022-08-24 | Jaguar Land Rover Ltd | Improvements in hydrocarbon selective catalytic reduction |
CN113750730A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-07 | 中天电子材料有限公司 | 一种化学法聚酰亚胺膜生产废气处理装置及其应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6469457B2 (ja) | 2019-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7799289B2 (en) | Exhaust treatment system with NO2 control | |
JP5733983B2 (ja) | 低い排気ガス温度で燃料改質装置を動作させるための予備燃焼器および大流路燃焼システム | |
JP5118331B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
US20090035194A1 (en) | Exhaust treatment system with an oxidation device for NO2 control | |
US20100269492A1 (en) | Diesel aftertreatment system | |
US20090031702A1 (en) | Particulate filter | |
JP2009275561A (ja) | 排気ガス浄化システム及びその制御方法 | |
JP2013087770A (ja) | 煤煙フィルター再生システム、及びその方法 | |
JP6586377B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP2007009701A (ja) | エンジンの排ガス浄化装置 | |
JP6469457B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP2006320854A (ja) | 選択還元型触媒及びそれを用いたエンジンの排ガス浄化装置 | |
US20080202096A1 (en) | Particulate regeneration and engine control system | |
JP3885814B2 (ja) | 排気ガス浄化装置の昇温方法及び排気ガス浄化システム | |
JP2017040239A (ja) | 排気浄化装置 | |
JP2020060137A (ja) | 内燃機関の制御装置、内燃機関及び車両 | |
JP5994931B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2006316758A (ja) | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム | |
JP5409984B2 (ja) | 選択還元型触媒を用いた排ガス浄化装置 | |
JP5516888B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2006242009A (ja) | 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法 | |
JP6461585B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP2010185369A (ja) | エンジンの燃料供給装置 | |
US8263009B2 (en) | Exhaust gas purifying catalyst | |
JP2006242011A (ja) | 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181023 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6469457 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |