JP2017227124A

JP2017227124A - Exhaust gas purification system and phosphorus poisoning suppression method for the same

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Publication number: JP2017227124A
Application number: JP2016121473A
Authority: JP
Inventors: 美由紀日▲高▼; Miyuki Hidaka; 慶子柴田; Keiko Shibata; 宗昌橋本; Munemasa Hashimoto; 和成山本; Kazunari Yamamoto; 聖鎌倉; Satoshi Kamakura; 耕平岡; Kohei Oka
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purification system and a phosphorus poisoning suppression method for the same capable of: removing phosphorus compound in exhaust gas while curbing an increase in a pressure loss of an exhaust passage; and curbing a decline in purification performance of an exhaust gas device by suppressing phosphorus poisoning thereof.SOLUTION: In an exhaust gas purification system 1 where exhaust gas purification units 20 to 50 to purify a component in exhaust gas G are arranged in an exhaust passage 11 through which the exhaust gas G of an internal combustion engine 10 flows, a phosphorus absorption unit 50 absorbing phosphorus compound makes up the exhaust gas purification unit arranged at the most upstream side in the exhaust gas purification system 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両に搭載した内燃機関等の排気ガスを浄化する排気ガス浄化システム、及び排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system that purifies exhaust gas from an internal combustion engine or the like mounted on a vehicle, and a method for suppressing phosphorus poisoning of the exhaust gas purification system.

車両に搭載した内燃機関では、エンジンオイルに耐摩耗添加剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛等のリン含有化合物が使用されている。そのため、燃料の燃焼に伴うオイル燃焼による副生成物として生成されたリン化合物が、排気ガス中に含まれ、排気通路に配設された排気ガス浄化システムの触媒等に付着する。その結果、リン化合物が触媒のウォッシュコート成分である酸化アルミニウムの上に堆積して、触媒上にいつまでも残存して、排気ガス浄化性能を低下させるという問題があった。 In an internal combustion engine mounted on a vehicle, a phosphorus-containing compound such as zinc dialkyldithiophosphate is used as an antiwear additive in engine oil. Therefore, the phosphorus compound produced as a by-product by oil combustion accompanying fuel combustion is included in the exhaust gas and adheres to the catalyst of the exhaust gas purification system disposed in the exhaust passage. As a result, there has been a problem that the phosphorus compound is deposited on the aluminum oxide that is the washcoat component of the catalyst and remains on the catalyst indefinitely, thereby reducing the exhaust gas purification performance.

この問題への対策として、内燃機関の排出ガス浄化触媒の上流側（エンジン側）に、フィルターで構成したリン捕捉フィルターを設置した排出ガス浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a countermeasure against this problem, an exhaust gas purification system has been proposed in which a phosphorus capture filter composed of a filter is installed on the upstream side (engine side) of an exhaust gas purification catalyst of an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). .

また、一方で、石炭焚き焼ボイラなどの排ガス対策として、珪酸カルシウムのリン吸着剤（例えば、特許文献２参照）や、工場廃水、排ガス中などにおけるリン対策として、オキシ水酸化鉄複合体のリン吸着剤（例えば、特許文献３、４参照）やケイ素と硫酸鉄からなる蓄積性触媒毒吸着剤（例えば、特許文５参照）や多孔質活性アルミナと周期律表第ＩＡ族金属（アルカリ金属）および第ＩＩＡ族金属（アルカリ土類金属
）よりなる群から選ばれた１種以上の金属からなる耐被毒前処理剤等が提案されている。 On the other hand, as an exhaust gas countermeasure for coal-fired boilers, etc., phosphorous adsorbent of calcium silicate (see, for example, Patent Document 2), phosphorus countermeasures in factory wastewater, exhaust gas, etc. Adsorbents (for example, see Patent Documents 3 and 4), accumulative catalyst poison adsorbents made of silicon and iron sulfate (for example, see Patent Document 5), porous activated alumina, and Group IA metal (alkali metal) in the periodic table In addition, a poisoning pretreatment agent made of one or more metals selected from the group consisting of Group IIA metals (alkaline earth metals) has been proposed.

特開２００９−１９１７９７号公報JP 2009-191797 A 特開２００６−３１４９３５号公報（段落〔０００８〕、段落〔００１３〕）JP 2006-314935 A (paragraph [0008], paragraph [0013]) 特開２００６−１２２８３１号公報JP 2006-122831 A 国際公開第２００６／０８８０８３号International Publication No. 2006/088083 特開２０１４−２００７５７号公報JP 2014-200777 A 特開平９−８５０８７号公報JP-A-9-85087

上記のリン捕捉フィルターを備えた排出ガス浄化システムでは、リン捕捉フィルターでリン化合物のみならず、排出ガス中のＰＭも捕捉してしまうので、これらの成分の堆積量が増加するにつれて排気通路の圧力損失が徐々に増加してしまい、エンジンの性能に影響を与えてしまうことになる。 In the exhaust gas purification system provided with the phosphorus capture filter described above, the phosphorus capture filter captures not only phosphorus compounds but also PM in the exhaust gas, so the pressure in the exhaust passage increases as the deposition amount of these components increases. Loss will gradually increase and affect engine performance.

本発明の目的は、内燃機関の排気通路における圧力損失の増加を抑制しつつ、排気ガス中のリン化合物を除去することにより、排気ガス浄化システムにおけるリン被毒を抑制できて浄化性能の低下を軽減できる排気ガス浄化システム、及び排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法を提供することにある。 An object of the present invention is to remove phosphorus compounds in exhaust gas while suppressing an increase in pressure loss in the exhaust passage of the internal combustion engine, thereby suppressing phosphorus poisoning in the exhaust gas purification system and reducing purification performance. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification system that can be reduced, and a phosphorus poisoning suppression method for the exhaust gas purification system.

上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気ガスが通過する排気通路に、排気ガス中の成分を浄化する排気ガス浄化ユニットを設けた排気ガス浄化システムにおいて、当該排気ガス浄化システムの最上流の排気ガス浄化ユニットを、リン化合物を吸着するリン吸着ユニットで構成したことを特徴とする排気ガス浄化システムである。 The exhaust gas purification system of the present invention for achieving the above object is an exhaust gas purification system provided with an exhaust gas purification unit for purifying components in exhaust gas in an exhaust passage through which exhaust gas of an internal combustion engine passes. In the exhaust gas purification system, the most upstream exhaust gas purification unit of the exhaust gas purification system is configured by a phosphorus adsorption unit that adsorbs a phosphorus compound.

また、上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法は、内燃機関の排気ガス中の成分を排気通路に設けた排気ガス浄化ユニットで浄化する排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法において、内燃機関からの排気ガスを、リン化合物を吸着するリン吸着ユニットを通過させてリン化合物を除去してから、このリン化合物とは別の成分を浄化する排気ガス浄化ユニットを通過させることを特徴とする方法である。 In addition, the method for suppressing phosphorus poisoning of an exhaust gas purification system of the present invention for achieving the above object is an exhaust gas purification system for purifying components in the exhaust gas of an internal combustion engine by an exhaust gas purification unit provided in the exhaust passage. In this method, the exhaust gas from the internal combustion engine is passed through a phosphorus adsorption unit that adsorbs the phosphorus compound to remove the phosphorus compound, and then the exhaust gas purification that purifies components other than the phosphorus compound. The method is characterized by passing the unit through.

本発明の排気ガス浄化装置、及び排気ガス浄化装置のリン被毒抑制方法によれば、リン吸着ユニットにより排気ガス中のリン化合物を吸着して除去することができるので、内燃機関の排気通路における圧力損失の増加を抑制しつつ、排気ガス中のリン化合物を除去できて、排気ガス浄化システムにおけるリン被毒を抑制できて浄化性能の低下を軽減できる。 According to the exhaust gas purifying apparatus and the phosphorus poisoning suppression method of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the phosphorus compound in the exhaust gas can be adsorbed and removed by the phosphorus adsorption unit. While suppressing an increase in pressure loss, phosphorus compounds in the exhaust gas can be removed, phosphorus poisoning in the exhaust gas purification system can be suppressed, and reduction in purification performance can be reduced.

本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す図である。It is a figure showing typically composition of an exhaust-gas purification system of an embodiment concerning the present invention. 本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法の制御フローの１例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flow of the phosphorus poisoning suppression method of the exhaust gas purification system of embodiment which concerns on this invention. 比較例の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the exhaust-gas purification system of a comparative example.

以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システム、及び排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an exhaust gas purification system according to an embodiment of the present invention and a phosphorus poisoning suppression method of the exhaust gas purification system will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本発明の実施の形態の排気ガス浄化システム１は、エンジン（内燃機関）１０から排出される排気ガスＧが通過する排気通路１１に、酸化触媒ユニット（ＤＯＣ）２０と、粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのＰＭ捕集フィルターユニット（ＤＰＤ（登録商標））３０、排気ガスＧ中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等の成分を浄化するＳＣＲ触媒ユニット（ＳＣＲ）４０等の各種の排気ガスユニットを組み合わせて設けた排気ガス浄化システムであり、この排気ガス浄化システム１において、この排気ガス浄化システム１の最上流の排気ガス浄化ユニットを、リン化合物（ＰＯｘ）を吸着するリン吸着ユニット５０で構成する。 As shown in FIG. 1, an exhaust gas purification system 1 according to an embodiment of the present invention includes an oxidation catalyst unit (DOC) 20 and an exhaust passage 11 through which an exhaust gas G discharged from an engine (internal combustion engine) 10 passes. , PM collection filter unit (DPD (registered trademark)) 30 for collecting particulate matter (PM), SCR catalyst unit (SCR) for purifying components such as nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas G 40 is an exhaust gas purification system provided in combination with various exhaust gas units such as 40. In this exhaust gas purification system 1, the most upstream exhaust gas purification unit of this exhaust gas purification system 1 is replaced with a phosphorus compound (POx). It comprises a phosphorus adsorption unit 50 that adsorbs.

この酸化触媒ユニット２０は、コーディエライトなどを原料としたセラミックスで構成された、フルスロー型のハニカム構造の担持体等に白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などの貴金属を触媒として、排気ガスＧ中の酸素（Ｏ₂）を使用して排気ガスＧ中に含まれる炭化水素（ＨＣ）や（一酸化炭素（ＣＯ）を酸化したり、粒子状物質（ＰＭ）に含まれる未燃燃焼物質（ＳＯＦ）を酸化したりして、水（Ｈ₂Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ₂）に変える排気ガス浄化ユニットである。 The oxidation catalyst unit 20 is made of ceramics made of cordierite or the like, and supports a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) on a full-throw type honeycomb structure carrier. As described above, oxygen (O ₂ ) in the exhaust gas G is used to oxidize hydrocarbons (HC) and (carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas G, and are contained in the particulate matter (PM). This is an exhaust gas purification unit that oxidizes unburned combustion substances (SOF) and converts them into water (H ₂ O) and carbon dioxide (CO ₂ ).

そして、この酸化触媒ユニット２０は、下流側に配置されるＰＭ捕集フィルターユニット３０の温度を上昇させて、このＰＭ捕集フィルターユニット３０に捕集されたＰＭを燃焼除去するような強制再生時には、エンジン１０のシリンダ内燃料噴射のポスト噴射、又は、排気通路１１に設けた燃料噴射ノズル（図示しない）から燃料を排気管内に直接噴射する排気管内直接噴射により、燃料を排気ガスＧ中に供給して、排気ガスＧ中の未燃燃料を増加し、この未燃燃料を酸化触媒ユニット２０で触媒反応により酸化して、この酸化で発生する熱により排気ガスＧの温度を上昇させる役割や、排気ガスＧ中のＮＯをＮＯ₂に酸化して排気ガスＧ中のＮＯ：ＮＯ₂の割合を１：１に近くして、ＰＭ捕集フィルターユニット３０におけるＰＭの燃焼を促進したりする役割を持っている。 Then, the oxidation catalyst unit 20 raises the temperature of the PM collection filter unit 30 disposed on the downstream side, and at the time of forced regeneration in which the PM collected by the PM collection filter unit 30 is burned and removed. The fuel is supplied into the exhaust gas G by post-injection of in-cylinder fuel injection of the engine 10 or direct injection in the exhaust pipe through which fuel is directly injected into the exhaust pipe from a fuel injection nozzle (not shown) provided in the exhaust passage 11. The role of increasing the unburned fuel in the exhaust gas G, oxidizing the unburned fuel by a catalytic reaction in the oxidation catalyst unit 20, and increasing the temperature of the exhaust gas G by the heat generated by the oxidation, NO in the exhaust gas exhaust gas G to NO in oxidized into NO ₂ G: the ratio of NO ₂ 1: to close to 1, the combustion of PM in the PM collection filter unit 30 It has a role to promote.

また、ＰＭ捕集フィルターユニット３０は、排気ガスＧ中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのもので、例えば、多孔質のセラミックのハニカムのセル（チャンネル）の入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルターで構成される。 The PM collection filter unit 30 is for collecting particulate matter (PM) in the exhaust gas G. For example, the inlet and outlet of a porous ceramic honeycomb cell (channel) are alternately arranged. It consists of a monolith honeycomb wall flow type filter that is sealed.

排気ガスＧは、ＰＭ捕集フィルターユニット３０の目封じされていないセルの入口より流入し、隣接する出口を目封じされていないセルとの境界に形成されたＰＭ捕集用のセル壁を通過して隣接する出口を目封じされていないセルの出口より流出する。ＰＭ捕集用の壁で捕集できるＰＭの捕集量には限界があるため、ＰＭ捕集量が飽和する前に、ＰＭ捕集フィルターユニット３０に高温の排気ガスＧを通過させて、捕集されたＰＭを燃焼除去する強制ＰＭ再生制御を定期的に行っている。 The exhaust gas G flows in from the inlet of the unsealed cell of the PM trapping filter unit 30 and passes through the PM trapping cell wall formed at the boundary between the adjacent outlet and the unsealed cell. Then, the adjacent outlet flows out from the outlet of the unsealed cell. Since there is a limit to the amount of PM that can be collected by the wall for collecting PM, the high temperature exhaust gas G is passed through the PM collection filter unit 30 before the PM collection amount is saturated. The forced PM regeneration control for burning and removing the collected PM is periodically performed.

そして、ＳＣＲ触媒ユニット４０は、鉄イオン交換アルミノシリケート等の触媒ゼオライトをセラミックハニカム等の担体に担持させたもので、その上流側の排気通路１１に備えた尿素水供給装置４１により噴射される尿素水が排気ガスＧの熱により加水分解して生成されたアンモニア（ＮＨ₃）を還元剤として、排気ガスＧに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素（Ｎ₂）に浄化する装置である。 The SCR catalyst unit 40 has catalyst zeolite such as iron ion exchange aluminosilicate supported on a carrier such as a ceramic honeycomb, and urea injected by a urea water supply device 41 provided in the exhaust passage 11 on the upstream side thereof. This is an apparatus for purifying nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas G into nitrogen (N ₂ ) using ammonia (NH ₃ ) generated by hydrolysis of water by the heat of the exhaust gas G as a reducing agent.

そして、このリン吸着ユニット５０は、コーディエライトなどを原料としたセラミックスで構成された、フルスロー型のハニカム構造の担持体等にリン吸着剤を担持させたものである。このリン吸着剤は、リン化合物（ＰＯｘ）のみを吸着する吸着剤であることが好ましく、この吸着剤としては、例えば、珪酸カルシウムのリン吸着剤や、オキシ水酸化鉄複合体のリン吸着剤や、ケイ素と硫酸鉄からなる蓄積性触媒毒吸着剤や、多孔質活性アルミナと周期律表第ＩＡ族金属（アルカリ金属）および第ＩＩＡ族
金属（アルカリ土類金属）よりなる群から選ばれた１種以上の金属からなる耐被毒前処理剤等を用いることができる。 The phosphorus adsorption unit 50 is a unit in which a phosphorus adsorbent is supported on a carrier having a full-throw type honeycomb structure made of ceramics such as cordierite. The phosphorus adsorbent is preferably an adsorbent that adsorbs only the phosphorus compound (POx). Examples of the adsorbent include a phosphorus adsorbent of calcium silicate, a phosphorus adsorbent of an iron oxyhydroxide complex, 1 selected from the group consisting of an accumulative catalyst poison adsorbent composed of silicon and iron sulfate, and porous activated alumina and Group IA metal (alkali metal) and Group IIA metal (alkaline earth metal) of the periodic table An anti-poisoning pretreatment agent or the like composed of more than one metal can be used.

このリン吸着ユニット５０により、排気ガスＧ中のＰＭは捕集せずに、排気ガスＧ中のリン化合物を化学反応により吸着して、下流側の酸化触媒ユニット２０やその他の排気ガス浄化ユニット３０、４０におけるリン被毒を抑制する。また、リン吸着ユニット５０は、交換を考慮して、このリン吸着ユニット５０の部分だけが容易に交換可能に構成されるか、あるいは、リン吸着剤が担持された担体がある部分を交換可能なリン吸着剤カートリッジ５１を着脱可能にして、このリン吸着剤カートリッジ５１の交換が容易にできるように構成されるかすることが好ましい。 The phosphorus adsorption unit 50 does not collect PM in the exhaust gas G, but adsorbs the phosphorus compound in the exhaust gas G by a chemical reaction, so that the downstream oxidation catalyst unit 20 and other exhaust gas purification units 30 are adsorbed. , 40 to inhibit phosphorus poisoning. Further, the phosphorus adsorption unit 50 is configured so that only the portion of the phosphorus adsorption unit 50 can be easily replaced in consideration of replacement, or the portion where the carrier carrying the phosphorus adsorbent is present can be replaced. It is preferable that the phosphorus adsorbent cartridge 51 is made detachable so that the phosphorus adsorbent cartridge 51 can be easily replaced.

なお、排気ガス浄化システム１には、ＳＣＲ触媒ユニット４０でのＮＯｘ浄化のために、尿素水を排気ガス中に供給する尿素水噴射システムや、排気管内直接燃料噴射のための燃料噴射システムや、アンモニア流出を防止するためのアンモニア吸着ユニットなどと、ＰＭ捕集フィルターユニット（ＤＰＤ）３０の前後差圧を検出するための差圧センサや排気ガスＧ等の温度を検出するための温度センサやＮＯｘ濃度や酸素濃度を検出するためのガス濃度センサが配置されるが、ここでは、これらの構成は、本発明に直接関係しないので説明の簡略化のために省略する。 The exhaust gas purification system 1 includes a urea water injection system for supplying urea water into the exhaust gas for NOx purification in the SCR catalyst unit 40, a fuel injection system for direct fuel injection in the exhaust pipe, An ammonia adsorption unit for preventing ammonia outflow, a differential pressure sensor for detecting the differential pressure before and after the PM collection filter unit (DPD) 30, a temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas G, and NOx A gas concentration sensor for detecting the concentration and the oxygen concentration is arranged, but here, these configurations are not directly related to the present invention, and thus are omitted for the sake of simplicity.

そして、図３に示すような、従来技術で多くの場合用いられている比較例としての排気ガス浄化システム１Ｘでは、排気ガス浄化ユニットの最上流側に、言いかえれば、エンジン１０からの排気ガスＧが最初に通過する排気ガス浄化ユニットとして、酸化触媒を有する酸化触媒ユニット（ＤＯＣ）２０、ＰＭ捕集フィルターユニット（ＤＰＤ）３０、ＳＣＲ触媒ユニット（ＳＣＲ）４０等の各種の排気ガス浄化ユニットが配置される。 In the exhaust gas purification system 1X as a comparative example often used in the prior art as shown in FIG. 3, the exhaust gas from the engine 10 is placed on the most upstream side of the exhaust gas purification unit, in other words, the exhaust gas from the engine 10. Various exhaust gas purification units such as an oxidation catalyst unit (DOC) 20 having an oxidation catalyst, a PM collection filter unit (DPD) 30, and an SCR catalyst unit (SCR) 40 are used as exhaust gas purification units through which G passes first. Be placed.

この比較例のような場合には、エンジンオイルに耐摩耗添加剤として添加されているジアルキルジチオリン酸亜鉛が、シリンダ内の燃料の燃焼に伴う、エンジンオイルの燃焼による副生成物として生成されるリン化合物となり、この生成されたリン化合物が排気通路１２に排出され、酸化触媒ユニット２０の活性部位である貴金属に付着して、浄化性能を低下させる。さらに、リン化合物は酸化触媒ユニット２０のウォッシュコート成分である酸化アルミニウム上に堆積したり、酸化アルミニウムなどと反応したりして、触媒上にいつまでも残存するので、酸化触媒の触媒作用が低下する、いわゆるリン被毒が発生する。 In the case of this comparative example, zinc dialkyldithiophosphate added as an anti-wear additive to engine oil is a phosphorus product produced as a by-product due to combustion of engine oil accompanying combustion of fuel in the cylinder. The generated phosphorus compound is discharged into the exhaust passage 12 and adheres to the noble metal that is the active site of the oxidation catalyst unit 20, thereby degrading the purification performance. Furthermore, since the phosphorus compound is deposited on the aluminum oxide which is a washcoat component of the oxidation catalyst unit 20 or reacts with aluminum oxide or the like and remains on the catalyst indefinitely, the catalytic action of the oxidation catalyst is reduced. So-called phosphorus poisoning occurs.

この比較例に対して、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システム１では、図１に示すように、排気ガス浄化システム１の最上流の排気ガスユニットを、リン化合物やＰＭの捕捉量の増加により圧力損失が大きくなるリン捕捉フィルターでは無く、化学反応でリン化合物を取り込むリン吸着剤を有するリン吸着ユニット５０で構成しているので、つまり、ＰＭを捕捉せずにリン化合物のみを吸着するリン吸着ユニット５０で構成しているので、リン捕捉フィルターで発生するようなＰＭ捕捉による排気通路１１の圧力損失の増大を回避できる。従って、排気通路１１における圧力損失の増加を抑制しつつ、排気ガスＧ中のリン化合物を除去できて、排気ガス浄化システム１におけるリン被毒を抑制でき、これにより、排気ガス浄化性能の低下を軽減できる。 In contrast to this comparative example, in the exhaust gas purification system 1 according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the most upstream exhaust gas unit of the exhaust gas purification system 1 is used to capture phosphorus compounds and PM. It is composed of a phosphorus adsorption unit 50 having a phosphorus adsorbent that takes in a phosphorus compound through a chemical reaction, rather than a phosphorus capture filter that increases pressure loss due to an increase in pressure, that is, adsorbs only a phosphorus compound without capturing PM. Therefore, an increase in pressure loss in the exhaust passage 11 due to PM trapping that occurs in the phosphorus trapping filter can be avoided. Therefore, it is possible to remove phosphorus compounds in the exhaust gas G while suppressing an increase in pressure loss in the exhaust passage 11, and to suppress phosphorus poisoning in the exhaust gas purification system 1, thereby reducing the exhaust gas purification performance. Can be reduced.

さらに、排気ガス浄化システム１に備わっている制御装置２に、エンジン１０の運転状態Ｅｓとエンジンオイルに含有されているリン由来のリン化合物のリン吸着ユニット５０への堆積量ΔＡｐ（予め設定された制御用の時間Δｔの間の吸着量）との関係を示す、予め設定された第１データＤ１を参照しながら、制御中のエンジン運転状態Ｅｓに応じたリン吸着ユニット５０へのリン化合物の堆積量ΔＡｐを算出し、この堆積量ΔＡｐを累積して、吸着累積量Ａｐを算出する機能を持たせる。 Further, the control device 2 provided in the exhaust gas purification system 1 stores the operating state Es of the engine 10 and the deposition amount ΔAp of phosphorus compounds derived from phosphorus contained in the engine oil in the phosphorus adsorption unit 50 (set in advance). The amount of phosphorus compound deposited on the phosphorus adsorption unit 50 according to the engine operating state Es under control while referring to preset first data D1 indicating the relationship with the adsorption amount during the control time Δt) The amount ΔAp is calculated, and the accumulation amount ΔAp is accumulated to have a function of calculating the adsorption accumulation amount Ap.

また、リン吸着剤の研究の発展によって、リン吸着剤の吸着率ηｐが向上する可能性のある場合には、この吸着率ηｐを入力または選択可能にして、次のような吸着累積量Ａｐの算出方法を用いるのが好ましい。つまり、排気ガスＧ中のリン成分は、エンジンオイルの添加物に由来しているので、排気ガスＧ中のリン成分の流出量ΔＳｐは、エンジン回転数Ｎｅと負荷（燃料噴射量）Ｑに基づくエンジン運転状態Ｅｓに依存する。 Further, if there is a possibility that the adsorption rate ηp of the phosphorus adsorbent may be improved due to the development of research on the phosphorus adsorbent, the adsorption rate ηp can be input or selected, and the following accumulated adsorption amount Ap can be set. It is preferable to use a calculation method. That is, since the phosphorus component in the exhaust gas G is derived from the engine oil additive, the outflow amount ΔSp of the phosphorus component in the exhaust gas G is based on the engine speed Ne and the load (fuel injection amount) Q. Depends on the engine operating state Es.

従って、このエンジン運転状態Ｅｓと排気ガスＧ中のリン成分の流出量ΔＳｐとの関係は予め実験や計算などにより求めておくことができる。より具体的には、エンジン回転数Ｎｅと負荷（燃料噴射量）Ｑの組み合わせ（エンジン運転状態Ｅｓ）に対するリン成分の流出量ΔＳｐを示す第２データ（Ｄ２）や関数データΔＳｐ（Ｎｅ，Ｑ）を使用することができる。 Therefore, the relationship between the engine operating state Es and the outflow amount ΔSp of the phosphorus component in the exhaust gas G can be obtained in advance by experiments or calculations. More specifically, the second data (D2) and the function data ΔSp (Ne, Q) indicating the outflow amount ΔSp of the phosphorus component with respect to the combination of the engine speed Ne and the load (fuel injection amount) Q (engine operating state Es). Can be used.

この関係を参照しながら、エンジン運転状態Ｅｓに応じたリン化合物の流出量ΔＳｐとリン吸着ユニット５０におけるリン化合物の堆積率（吸着率）ηｐから、リン化合物の堆積量ΔＡｐ（＝ηｐ×ΔＳｐ）を算出することができるので、この算出した堆積量ΔＡｐを累積計算することにより、容易に吸着累積量Ａｐ（＝ΣΔＡｐ）を算出することができる。 With reference to this relationship, the phosphorus compound deposition amount ΔAp (= ηp × ΔSp) from the phosphorus compound outflow amount ΔSp according to the engine operating state Es and the phosphorus compound deposition rate (adsorption rate) ηp in the phosphorus adsorption unit 50 Therefore, the cumulative accumulation amount Ap (= ΣΔAp) can be easily calculated by cumulatively calculating the calculated deposition amount ΔAp.

そして、さらに、リン吸着ユニット３０におけるリン化合物の吸着量ΔＡｐを推定し、この推定した吸着量ΔＡｐを累積計算（あるいは、時間ｔに関して積分）した吸着累積量Ａｐ（＝ΣΔＡｐ、あるいは、＝∫ΔＡｐ（ｔ）ｄｔ）が予め設定された警戒吸着量Ａｐｃに達した場合に、つまり「Ａｐ≧Ａｐｃ」となった場合に、警報を発生させる機能を持たせる。 Further, the adsorption amount ΔAp of the phosphorus compound in the phosphorus adsorption unit 30 is estimated, and the accumulated adsorption amount Ap (= ΣΔAp or = ∫ΔAp) obtained by accumulating the estimated adsorption amount ΔAp (or integrating with respect to the time t). When (t) dt) reaches a preset warning suction amount Apc, that is, when “Ap ≧ Apc”, a function for generating an alarm is provided.

これにより、吸着累積量Ａｐが警戒吸着量Ａｐｃに達した場合に、警報を発生させて、リン吸着ユニット５０のリン吸着能力が飽和に近づいているとの警告を運転者にするので、運転者は、リン吸着ユニット５０のリン吸着能力が著しく低下する前に、リン吸着ユニット５０またはリン吸着剤カートリッジ５１の交換を行うことができる。したがって、リン吸着ユニット５０のリン吸着剤のリン吸着能力の飽和を未然に防ぐことができ、このリン吸着ユニット５０より下流側の酸化触媒ユニット２０とその他の排気ガス浄化ユニット３０、４０がリン被毒することを防止でき、排気ガス浄化性能の低下を軽減できる。 As a result, when the accumulated adsorption amount Ap reaches the warning adsorption amount Apc, an alarm is generated and the driver is warned that the phosphorus adsorption capacity of the phosphorus adsorption unit 50 is approaching saturation. The phosphorus adsorption unit 50 or the phosphorus adsorbent cartridge 51 can be replaced before the phosphorus adsorption capability of the phosphorus adsorption unit 50 is significantly reduced. Therefore, saturation of the phosphorus adsorption capacity of the phosphorus adsorbent of the phosphorus adsorption unit 50 can be prevented, and the oxidation catalyst unit 20 on the downstream side of the phosphorus adsorption unit 50 and the other exhaust gas purification units 30 and 40 can Poisoning can be prevented, and reduction in exhaust gas purification performance can be reduced.

つまり、リン吸着ユニット５０に吸着したリン化合物の吸着累積量Ａｐをエンジン運転状態Ｅｓから推定して、リン吸着能力が飽和する前にリン吸着ユニット５０またはリン吸着剤カートリッジ５１を交換することで、リン吸着能力の飽和を未然に防ぐことができ、酸化触媒ユニット２０のリン被毒を抑制することができる。これにより、排気ガス浄化システム１は高い排気ガス浄化性能を維持し続けることができる。 That is, by estimating the accumulated adsorption amount Ap of the phosphorus compound adsorbed on the phosphorus adsorption unit 50 from the engine operating state Es and replacing the phosphorus adsorption unit 50 or the phosphorus adsorbent cartridge 51 before the phosphorus adsorption capacity is saturated, Saturation of the phosphorus adsorption capacity can be prevented in advance, and phosphorus poisoning of the oxidation catalyst unit 20 can be suppressed. Thereby, the exhaust gas purification system 1 can continue to maintain high exhaust gas purification performance.

なお、吸着累積量Ａｐの計算の精度は低くてよいとする場合には、エンジン１０を搭載した車両の走行距離Ｍとリン吸着ユニット５０へのリン化合物の累積堆積量Ａｐの関係を予め実験や計測データや計算などにより求めておいて、車両の走行距離Ｍから累積堆積量Ａｐを求めるようにしてもよい。 If the accuracy of the calculation of the accumulated adsorption amount Ap may be low, the relationship between the travel distance M of the vehicle on which the engine 10 is mounted and the accumulated accumulation amount Ap of the phosphorus compound on the phosphorus adsorption unit 50 is tested in advance. The accumulated deposition amount Ap may be obtained from the travel distance M of the vehicle by obtaining the measurement data or calculation.

そして、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法は、エンジン（内燃機関）１０の排気ガスＧ中の成分を排気通路１１に設けた排気ガス浄化ユニット１で浄化する排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法であり、この方法において、エンジン１０からの排気ガスＧを、リン化合物を吸着するリン吸着ユニット５０を通過させてリン化合物を除去してから、このリン化合物とは別の成分を浄化する排気ガス浄化ユニットを通過させることを特徴とする方法である。 In the exhaust gas purification system phosphorous poisoning suppression method according to the embodiment of the present invention, components in the exhaust gas G of the engine (internal combustion engine) 10 are purified by the exhaust gas purification unit 1 provided in the exhaust passage 11. A method for suppressing phosphorus poisoning of an exhaust gas purification system, in which exhaust gas G from an engine 10 is passed through a phosphorus adsorption unit 50 that adsorbs a phosphorus compound to remove the phosphorus compound, and then the phosphorus compound And passing through an exhaust gas purification unit that purifies another component.

また、以下では、この排気ガス浄化システムのリン被毒抑制方法における、排気ガス浄化システム１の制御について図２を参照しながら説明する。「準備」（Ｓ１０）では、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｑで表されるエンジン運転状態Ｅｓとリン吸着ユニット５０に吸着するリン化合物の吸着量ΔＡｐｓとの関係を、実験や計算などにより把握して、このエンジン運転状態Ｅｓにおける吸着量ΔＡｐｓをデータマップや関数などの第１データ（Ｄ１）として設定する。また、実験などにより得られる、リン化合物の吸着が飽和する吸着限界値に対して、リン吸着剤の交換までに要する走行距離及びその走行時に発生するリン化合物の量を考慮して、その分の余裕を持たせた警戒吸着量Ａｐｓを設定する。 In the following, control of the exhaust gas purification system 1 in this method for suppressing phosphorus poisoning of the exhaust gas purification system will be described with reference to FIG. In the “preparation” (S10), the relationship between the engine operating state Es expressed by the engine speed Ne and the load Q and the adsorption amount ΔAps of the phosphorus compound adsorbed on the phosphorus adsorption unit 50 is grasped by experiments and calculations. The adsorption amount ΔAps in the engine operating state Es is set as first data (D1) such as a data map or a function. In addition, with respect to the adsorption limit value at which the adsorption of the phosphorus compound is saturated, obtained by experiments, etc., taking into account the travel distance required to replace the phosphorus adsorbent and the amount of phosphorus compound generated during the travel, A warning adsorbing amount Aps having a margin is set.

そして、「リン吸着剤の装着／交換」（Ｓ２０）を行い、「リン吸着能力のチェック」（Ｓ３０）に行く。このステップＳ３０では、最初に、累積吸着量Ａｐの数値をゼロとする「累積吸着量のリセット」（Ｓ３１）を行う。次に、エンジン１０が運転されると、「吸着量の推定」（Ｓ３２）で、エンジン運転状態Ｅｓを入力して、第１データ（Ｄ１）を参照して、リン吸着ユニット３０におけるリン化合物の吸着量ΔＡｐ（ｔ）を推定する。 Then, “mounting / replacement of phosphorus adsorbent” (S20) is performed, and “phosphorous adsorption capacity check” (S30) is performed. In this step S30, first, “reset of accumulated adsorption amount” (S31) is performed in which the value of the accumulated adsorption amount Ap is zero. Next, when the engine 10 is operated, in “estimation of adsorption amount” (S32), the engine operating state Es is input, and the first compound (D1) is referred to, and the phosphorus compound in the phosphorus adsorption unit 30 is detected. The adsorption amount ΔAp (t) is estimated.

次の「累積吸着量の算出」（Ｓ３３）で、この推定した吸着量ΔＡｐ（ｔ）を累積計算して吸着累積量Ａｐ（＝ΣΔＡｐ（ｔ））を算出する。そして、「累積吸着量の判定」（Ｓ３４）で、吸着累積量Ａｐが警戒吸着量Ａｐｃに達したか否か、つまり「Ａｐ≧Ａｐｃ」であるか否かを判定する。 In the next “calculation of cumulative adsorption amount” (S33), the estimated adsorption amount ΔAp (t) is cumulatively calculated to calculate the cumulative adsorption amount Ap (= ΣΔAp (t)). In “determination of accumulated adsorption amount” (S34), it is determined whether or not the accumulated adsorption amount Ap has reached the warning adsorption amount Apc, that is, whether or not “Ap ≧ Apc”.

このステップＳ３４の判定で、ＮＯ、つまり「Ａｐ≧Ａｐｃ」ではない場合には、「吸着量の推定」（Ｓ３２）に戻る。一方、ＹＥＳ、つまり「Ａｐ≧Ａｐｃ」となった場合には、「警報の発生」（Ｓ３５）で警報を発生させる。この警報を受けて、運転者が「リン吸着剤の装着／交換」（Ｓ２０）を実施すれば、次の「リン吸着能力のチェック」（Ｓ３０）に行き、再度行う。また、この警報を受けても、運転者が「リン吸着剤の装着／交換」（Ｓ２０）を実施しなければ、「吸着量の推定」（Ｓ３２）に戻り、ステップＳ３２〜Ｓ３５を繰り返し、警報の発生を継続する。 If the determination in step S34 is NO, that is, if “Ap ≧ Apc” is not satisfied, the process returns to “estimation of adsorption amount” (S32). On the other hand, if YES, that is, “Ap ≧ Apc”, an alarm is generated by “alarm generation” (S35). In response to this warning, if the driver performs “installation / replacement of phosphorus adsorbent” (S20), the driver goes to the next “check of phosphorus adsorption capacity” (S30) and again. Even if this warning is received, if the driver does not carry out “mounting / replacement of phosphorus adsorbent” (S20), the process returns to “estimation of adsorption amount” (S32), and steps S32 to S35 are repeated. Continue to occur.

なお、この警報は警報音やアナウンス等の音響的なものでも良く、また、点滅灯等などの光学的なものでよいが、運転者が認識した後は、必ずしも継続させる必要が無いので、運転者のスイッチ操作等を受けて、警告灯が点灯を継続しているような刺激の薄い警報に移行することが好ましい。 This alarm may be an acoustic sound such as an alarm sound or an announcement, or an optical light such as a flashing light, but it is not always necessary to continue after the driver recognizes it. It is preferable to shift to an alarm with a light stimulus such that the warning light is continuously turned on in response to a user's switch operation or the like.

この排気ガス浄化装置のリン被毒抑制方法によれば、リン吸着ユニット５０により排気ガスＧ中のリン化合物を吸着して除去することができるので、エンジン１０の排気通路１１における圧力損失の増加を抑制しつつ、排気ガスＧ中のリン化合物を除去できて、排気ガス浄化システム１におけるリン被毒を抑制できて浄化性能の低下を軽減できる。 According to the phosphorus poisoning suppression method of the exhaust gas purification apparatus, the phosphorus compound in the exhaust gas G can be adsorbed and removed by the phosphorus adsorption unit 50, so that the pressure loss in the exhaust passage 11 of the engine 10 is increased. While suppressing, the phosphorus compound in the exhaust gas G can be removed, phosphorus poisoning in the exhaust gas purification system 1 can be suppressed, and reduction in purification performance can be reduced.

１、１Ｘ排気ガス浄化システム
２制御装置
１０エンジン（内燃機関）
１１排気通路
２０酸化触媒ユニット（排気ガス浄化ユニット）
３０ＰＭ捕集フィルターユニット（排気ガス浄化ユニット）
４０ＳＣＲ触媒ユニット（排気ガス浄化ユニット）
５０リン吸着ユニット（排気ガス浄化ユニット） 1, 1X Exhaust gas purification system 2 Control device 10 Engine (internal combustion engine)
11 Exhaust passage 20 Oxidation catalyst unit (exhaust gas purification unit)
30 PM collection filter unit (exhaust gas purification unit)
40 SCR catalyst unit (exhaust gas purification unit)
50 Phosphorus adsorption unit (exhaust gas purification unit)

Claims

In an exhaust gas purification system in which an exhaust gas purification unit for purifying components in exhaust gas is provided in an exhaust passage through which exhaust gas of an internal combustion engine passes, the most upstream exhaust gas purification unit of the exhaust gas purification system is replaced with a phosphorus compound. An exhaust gas purification system comprising a phosphorus adsorption unit that adsorbs gas.

The exhaust gas purification system estimates an adsorption amount of a phosphorus compound in the phosphorus adsorption unit, and generates an alarm when the accumulated adsorption amount obtained by accumulating the estimated adsorption amount reaches a preset warning adsorption amount. The exhaust gas purification system according to claim 1, further comprising a control device.

The control device refers to an engine under control while referring to preset first data indicating the relationship between the operating state of the engine and the amount of phosphorus component contained in engine oil deposited on the phosphorus adsorption unit. 3. The exhaust gas purification system according to claim 2, wherein the accumulation amount of the phosphorus component in the phosphorus adsorption unit according to the operating state is calculated, and the accumulation amount is accumulated to calculate the adsorption accumulation amount.

In a phosphorus poisoning suppression method of an exhaust gas purification system for purifying components in exhaust gas of an internal combustion engine by an exhaust gas purification unit provided in an exhaust passage, a phosphorus adsorption unit for adsorbing a phosphorus compound from exhaust gas from the internal combustion engine is provided. A method for suppressing phosphorus poisoning of an exhaust gas purification system, wherein after removing the phosphorus compound by passing it through, an exhaust gas purification unit that purifies a component other than the phosphorus compound is passed.