JP2018145869A

JP2018145869A - 排気ガス浄化システム、及び排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法

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Publication number: JP2018145869A
Application number: JP2017041504A
Authority: JP
Inventors: 美由紀日▲高▼; Miyuki Hidaka
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-09-20

Abstract

【課題】内燃機関の排気通路に、上流側から順に、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、硫黄酸化物が後段のＮＯｘ浄化装置に付着することを防止でき、排気ガス浄化性能を高いまま維持することが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硫黄被毒抑制方法を提供する。【解決手段】微粒子捕集装置１３とＮＯｘ浄化触媒装置１４との間の排気通路１１である排気主通路１１ａに並行して、硫黄酸化物吸着装置１７を備えた排気バイパス通路１１ｂと、排気ガスＧの流路を排気主通路１１ａと排気バイパス通路１１ｂに切り替える排気切替機構１８ａ、１８ｂと、この排気切替機構１８ａ、１８ｂを制御する制御装置とを備えて構成すると共に、硫黄酸化物吸着装置１７をマグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤を入れた反応器で構成する。【選択図】図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硫黄被毒抑制方法に関する。

車両に搭載した内燃機関では、排気ガスを昇温したり、ＮＯｘ濃度を調整したりするための酸化触媒装置（ＤＯＣ）、微粒子（ＰＭ）を捕集するための微粒子捕集装置（Ｆ）、尿素水から発生するアンモニアなどを還元剤として窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するための選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）、アンモニアを酸化してアンモニアの外気への流出を回避するためのアンモニアスリップ触媒装置（ＡＳＣ）等を組み合わせた排気ガス浄化システムを採用したりして、内燃機関から排出される排気ガスを浄化している。

これらの排気ガス浄化システムでは、燃料やエンジンオイルなどに含まれている硫黄成分により硫黄酸化物（ＳＯｘ）が発生し、この硫黄酸化物が、酸化触媒装置や微粒子捕集装置の触媒に堆積してしまうことがある。この硫黄酸化物は、排気ガスの温度を上昇させて微粒子捕集装置に堆積したＰＭを燃焼除去する強制再生のときに、高温化された酸化触媒装置や微粒子捕集装置から離脱して、下流側（後段）に配置されている選択還元型触媒装置とアンモニアスリップ触媒装置等のＮＯｘ浄化触媒装置に付着するので、この硫黄酸化物の付着により、これらの装置のＮＯｘ浄化性能が低下してしまう。

このＮＯｘ浄化性能の低下に関連して、フィルタ再生処理が実行されてもＮＯｘ浄化率の低下を補償できるようにするために、フィルタ再生処理によってＤＯＣとＤＰＦから脱離しＳＣＲに吸着される硫黄酸化物の量を算出し、この算出されたＳＣＲの硫黄被毒量に基づき、還元剤添加弁から噴射する尿素量を設定する排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）

特開２０１６−１８８６０４号公報

しかしながら、この排気ガス浄化装置ではアンモニアスリップを防止して、尿素の有効利用をすることはできるが、ＮＯｘ浄化触媒装置における硫黄被毒を抑制することができず、ＮＯｘ浄化性能を高い状態のまま維持できるように、ＮＯｘ浄化触媒装置における硫黄被毒自体を抑制できる技術が期待されている。

本発明の目的は、内燃機関の排気通路に、上流側から順に、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、硫黄酸化物が下流側のＮＯｘ浄化触媒装置に付着することを防止でき、これにより、排気ガス浄化性能を高いまま維持することが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硫黄被毒抑制方法を提供することにある。

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、内燃機関の排気通路に、上流側から順に、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記微粒子捕集装置と前記ＮＯｘ浄化触媒装置との間の前記排気通路を、排気主通路と、この排気主通路に並行し、かつ、硫黄酸化物吸着装置を備えた排気バイパス通路と、排気ガスの流路を前記排気主通路と前記排気バイパス通路に切り替える排気切替機構と、この排気切替機構を制御する制御装置とを備えて構成すると共に、前記硫黄酸化物吸着装置をマグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤を入れた反応器で構成している。

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硫黄被毒抑制方法は、内燃機関の排気ガスを、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置により浄化する排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法において、前記微粒子捕集装置と前記ＮＯｘ浄化触媒装置との間の前記排気通路を、排気主通路と、この排気主通路に並行し、かつ、マグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤を入れた反応器で構成される硫黄酸化物吸着装置を備えた排気バイパス通路とで構成すると共に、前記微粒子捕集装置の強制再生のときに、若しくは前記微粒子捕集装置に流入する排気ガスの温度が予め設定された設定温度以上のときに、前記排気バイパス通路に排気ガスを流して、前記排気バイパス通路に設けている前記硫黄酸化物吸着装置により、前記微粒子捕集装置から流出してくる排気ガス中の硫黄酸化物を吸着することを特徴とする方法である。

本発明の排気ガス浄化システム、及び排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法によれば、内燃機関の排気通路に、上流側から順に、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、硫黄酸化物が下流側のＮＯｘ浄化触媒装置に付着することを防止でき、これにより、排気ガス浄化性能を高いまま維持することができる。

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、通常の状態の排気ガスの流れを示す図である。図１の排気ガス浄化システムにおける微粒子捕集装置の強制再生のときの排気ガスの流れを示す図である。図１の排気ガス浄化システムにおける吸着剤交換の警告に関係する制御を実施するための制御フローの一例を示す図である。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、通常の状態の排気ガスの流れを示す図である。図４の比較例の排気ガス浄化システムにおける微粒子捕集装置の強制再生のときの排気ガスの流れを示す図である。

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硫黄被毒抑制方法について図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、ＮＯｘ浄化触媒装置として、選択還元型触媒装置を例示しているが、本発明は、これに限定されず、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置などの硫黄被毒を受けるとそのＮＯｘ浄化能力が低下する触媒装置に対して適用できる。

図１及び図２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：Ｅ）１０から排出される排気ガスＧが通過する排気通路１１に、上流側から順に、酸化触媒装置（ＤＯＣ）１２、微粒子捕集装置（Ｆ）１３、選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）１４、アンモニアスリップ触媒装置（ＡＳＣ）１５を備えて構成される。

この酸化触媒装置１２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、フロースル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）に変える触媒装置である。

そして、この酸化触媒装置１２は、この微粒子捕集装置１３に捕集されたＰＭを燃焼除去するような強制再生のときには、エンジン１０のシリンダ内燃料噴射のポスト噴射により、若しくは、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装置１２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中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ₂）に酸化して排気ガスＧ中の「ＮＯ：ＮＯ₂」の割合（モル比での割合）を「１：１」に近い値にして、微粒子捕集装置１３におけるＰＭの燃焼を促進したりする役割を持っている。

また、微粒子捕集装置１３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で構成される。

この微粒子捕集装置１３では、排気ガスＧは、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。このＰＭ捕集用の壁でＰＭを捕集するが、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、微粒子捕集装置１３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再生制御を行って、ＰＭ捕集能力を回復している。

そして、選択還元型触媒装置１４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１６により噴射される尿素水Ｕ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。

そして、アンモニアスリップ触媒装置１５は、酸化触媒装置１２とほぼ同じ構成で、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、フロースル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構成される。そして、排気ガスＧ中のアンモニア（ＮＨ₃）を酸化して、窒素（Ｎ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）に変えることにより、選択還元型触媒装置１４から流出してくるアンモニアを浄化して、排気ガス浄化システム１からアンモニアが大気中へ流出することを防止する。

さらに、酸化触媒装置１２に流入する排気ガスＧの温度Ｔ１を検出するための第１温度センサ２１、微粒子捕集装置１３に流入する排気ガスＧの温度Ｔ２を検出するための第２温度センサ２２、微粒子捕集装置１３の前後差圧を検出するための差圧センサ２３、微粒子捕集装置１３から流出する排気ガスＧの温度Ｔ３を検出するための第３温度センサ２４、選択還元型触媒装置１４に流入する排気ガスＧのＮＯｘ濃度を検出するための第１ＮＯｘ濃度センサ２５、アンモニアスリップ触媒装置（ＡＳＣ）１５から流出する排気ガスＧのＮＯｘ濃度を検出するための第２ＮＯｘ濃度センサ２６などを備えて構成される。

また、これらの各種センサ２１〜２６の検出値とエンジン１０の検出データや制御用のデータを入力して、エンジン１０や排気ガス浄化システム１を制御するための制御データ等を出力する、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）と呼ばれる制御装置２０が設けられている。

また、排気ガス浄化システム１には、選択還元型触媒装置１４でのＮＯｘ浄化のために、尿素水Ｕを排気ガスＧ中に供給する尿素水供給装置１６を含む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などが配置されるが、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。

そして、本発明の実施の形態の排気ガス浄化システム１及び排気ガス浄化システムにおける硫黄被毒抑制方法においては、微粒子捕集装置１３と尿素水噴射弁１６との間の排気通路１１を、排気主通路１１ａと、この排気主通路１１ａに並行し、かつ、硫黄酸化物吸着装置１７を備えた排気バイパス通路１１ｂと、排気ガスＧの流路を排気主通路１１ａと排気バイパス通路１１ｂに切り替える排気切替機構１８ａ、１８ｂと、この排気切替機構１８ａ、１８ｂを制御する制御装置２０を備えて構成されている。

さらに、硫黄酸化物吸着装置１７をマグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤Ｓを入れた反応器で構成する。このマグネシウム‐アルミニウム酸化物は、マグネシウム／アルミニウムのモル比が４程度のものであり、炭酸イオンを、層状構造を持つ物質の隙間（層間）に挿入（インターカレーション）した「マグネシウム‐アルミニウムＬＤＨ（層状複水酸化物）」を仮焼することで得られる化合物である。このマグネシウム‐アルミニウム酸化物は、水溶液中で種々のアニオン（陰イオン）をインターカレーションして元のＬＤＨ構造を再生する機能を持つ。このマグネシウム‐アルミニウム酸化物を水と混合したスラリー状の混合物で硫黄酸化物吸着剤Ｓを構成する。

この硫黄酸化物吸着剤Ｓは、排気ガスＧをマグネシウム‐アルミニウム酸化物のスラリーに接触させることにより、排気ガスＧ中の硫黄酸化物が水に溶解して生成した硫酸イオンをマグネシウム‐アルミニウム酸化物と反応させてＳＯｘ型ＬＤＨにして吸着する。なお、この生成したＳＯｘ型ＬＤＨを仮焼することでマグネシウム‐アルミニウム酸化物を再生できるので、硫黄酸化物吸着剤Ｓの循環利用も可能と考えられる。

そして、この硫黄酸化物吸着装置１７は、容器の入口側には、排気ガスＧが逆流するのを防止するための逆流防止弁１７ａを設けている。また、容器内には排気ガスＧをスラリー状の硫黄酸化物吸着剤Ｓ中に分散させて接触の機会を増加するために散気管等の散気装置１７ｂを設けている。さらには、必要に応じて、出口側に、排気ガスＧ中に混じった硫黄酸化物吸着剤Ｓを分離する気液分離装置１７ｃを備えて構成される。なお、図１、図２の構成では散気装置１７ｂを採用して排気ガスＧとスラリー状の硫黄酸化物吸着剤Ｓとの接触を促進しているが、スラリー状の硫黄酸化物吸着剤Ｓを散水装置で散布してもよい。

また、排気切替機構１８ａ、１８ｂを２つの三方弁で構成する場合には、排気切替機構１８ａ、１８ｂは、排気バイパス通路１１ｂが排気主通路１１ａから分岐する部分に設けた第１の三方弁１８ａと、排気バイパス通路１１ｂが排気主通路１１ａに合流する部分に設けた第２の三方弁１８ｂとで構成し、第１の三方弁１８ａと第２の三方弁１８ｂの両方の流路を排気主通路１１ａ側の流路とすると、排気ガスＧは排気主通路１１ａを通過し、また、反対に、第１の三方弁１８ａと第２の三方弁１８ｂの両方の流路を排気バイパス通路１１ｂ側の流路とすると、排気ガスＧは排気バイパス通路１１ｂを通過することになる。

また、排気切替機構１８ａ、１８ｂを２つの開閉弁で構成する場合には、例えば、排気バイパス通路１１ｂが排気主通路１１ａから分岐する部分より下流側の排気主通路１１ａに設けた第１の開閉弁（図示しない）と、排気バイパス通路１１ｂが排気主通路１１ａに合流する部分より上流側に設けた第２の開閉弁（図示しない）とで構成し、第１の開閉弁と第２の開閉弁の両方を開弁すると、排気ガスＧは排気主通路１１ａを通過し、また、反対に、第１の開閉弁と第２の開閉弁の両方若しくはどちらか一方を閉弁とすると、排気ガスＧは排気バイパス通路１１ｂを通過することになる。

なお、この排気切換機構１８ａ、１８ｂとしては、上記以外の構成でも良く、完全に排気ガスＧの流路を切り替える構成であっても、排気主通路１１ａを通過する流量と排気バイパス通路１１ｂを通過する流量を調整できる流量調整機能を有していても良い。

この構成により、制御装置２０が、微粒子捕集装置１３の強制再生の時に、若しくは微粒子捕集装置１３に流入する排気ガスＧの温度Ｔ２が予め設定された設定温度Ｔｃ以上のときに、排気切替機構１８ａ、１８ｂを制御して、排気ガスＧの流路を排気バイパス通路１１ｂに切り替える硫黄酸化物吸着制御を行うと、微粒子捕集装置１３の強制再生になったときにおいては、排気ガスＧの温度Ｔ２が高くなっているか、強制再生になるまでに高くなるかするので、温度の高い排気ガスＧが、排気バイパス通路１１ｂに流入して、硫黄酸化物吸着装置１７を通過することになる。

この温度の高い排気ガスＧが硫黄酸化物吸着装置１７を通過する際に、排気ガスＧ中の硫黄酸化物を吸着する。これにより、高温の排気ガスＧに晒された酸化触媒装置１２と微粒子捕集装置１３から流出してくる、硫黄酸化物が、下流側の選択還元型触媒装置１４とアンモニアスリップ触媒装置１５に流入するのを防止できるので、これらの装置１４、１５における硫黄酸化物による浄化性能の低下を抑制することができる。

また、この硫黄酸化物吸着剤はある程度の量の硫黄酸化物を吸着してしまうと飽和してそれ以上吸着しなくなるので、制御装置２０を、硫黄酸化物吸着装置１７に吸着される硫黄酸化物の累積量を算出して、この累積量が予め設定されている設定量以上になったと判定したときに、警告を発生するように構成する。この警告の発生により、硫黄酸化物吸着装置１７の硫黄酸化物吸着剤の交換を促して、これらの吸着剤の飽和を未然に防止する。

より具体的には、硫黄酸化物に関しては、硫黄成分は、燃料やエンジンオイルに由来するので、エンジン１０の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、負荷Ｑ若しくは燃料噴射量ｑ）から、燃料やエンジンオイルの消費される量をそれぞれ算出して、これらに含まれる硫黄成分の量から排気ガスＧ中に流出する硫黄酸化物の生成量、及び、硫黄酸化物吸着剤に吸着される吸着量を推定して、この硫黄酸化物の吸着量の積算量が、予め設定された硫黄酸化物の限界吸着量である設定量を超えたときに、警告を発生する。この警告としては、警告ランプの点灯や点滅等の視覚的な警告と、ブザーやベルや音声メッセージなどの聴覚的な警告があり、適宜選択してその警告を発生する。

この制御の流れを図３の制御フローを参照しながら説明する。エンジンの運転がスタートすると、上級の制御フローから図３の制御フローが呼ばれて、この図３の制御フローがスタートする。ステップＳ１１でエンジン１０の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、負荷Ｑ若しくは燃料噴射量ｑ）を検出する。そして、ステップＳ１２で、このエンジン１０の運転状態からエンジンオイルの消費量を算出する。次のステップＳ１３で、このエンジンオイルに含まれる硫黄成分の量から排気ガスＧ中に流出する硫黄酸化物の生成量、及び、硫黄酸化物吸着剤に吸着される吸着量を算出する。ステップＳ１４では、この硫黄酸化物の吸着量を積算して硫黄酸化物の吸着量から硫黄成分の積算量を算出する。

次のステップＳ１５で、この硫黄成分の積算量が、予め設定された限界吸着量である設定量以上であるか否かを判定する。このステップＳ１５の判定で、積算量が設定量以上である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１６に行き、吸着剤交換の警告を発生し、ステップＳ１１に戻る。また、このステップＳ１５の判定で、積算量が設定量以上でない場合には（ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。なお、エンジン１０が運転を停止すると、割り込みが発生し、リターンに行き、上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に、図３の制御フローも終了する。

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硫黄被毒抑制方法は、内燃機関１０の排気ガスＧを、酸化触媒装置１２、微粒子捕集装置１３、尿素選択還元型触媒装置（ＮＯｘ浄化触媒装置）１４により浄化する排気ガス浄化システム１の硫黄被毒抑制方法である。

この方法において、微粒子捕集装置１３と選択還元型触媒装置１４との間の排気通路１１を、排気主通路１１ａと、この排気主通路１１ａに並行し、かつ、マグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤Ｓを入れた反応器で構成される硫黄酸化物吸着装置１７を備えた排気バイパス通路１１ｂとで構成する。

それと共に、微粒子捕集装置１３の強制再生のときに、若しくは微粒子捕集装置１３に流入する排気ガスＧの温度Ｔ２が予め設定された設定温度Ｔｃ以上のときに、排気バイパス通路１１ｂに排気ガスＧを流して、排気バイパス通路１１ｂに設けている硫黄酸化物吸着装置１７により、微粒子捕集装置１３から流出してくる排気ガスＧ中の硫黄酸化物を吸着する方法である。

上記の排気ガス浄化システム１と排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法によれば、エンジン１０の排気通路１１に、上流側から順に、酸化触媒装置１２、微粒子捕集装置１３、選択還元型触媒装置１４を備えた排気ガス浄化システム１において、硫黄酸化物が後段の選択還元型触媒装置１４に付着することを防止できる。

これにより、選択還元型触媒装置１４の排気ガス浄化性能を高いまま維持することができる。また、選択還元型触媒装置１４の下流側にアンモニアスリップ触媒装置１５を設けている場合は、このアンモニアスリップ触媒装置１５が硫黄被毒されることも抑制でき、アンモニアスリップ触媒装置１５の排気ガス浄化性能も高いまま維持することができる。

さらに、硫黄酸化物吸着装置１７における硫黄酸化物の吸着量をエンジン運転状態から算出して、より具体的には、エンジン運転状態を示すエンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｑなどから算出して、この硫黄酸化物の吸着量が限界吸着量を超えたときに、吸着剤の交換を促す警告を発生するので、吸着剤の飽和を未然に防ぐことができる。

そして、図４及び図５に示すような、比較例としての排気ガス浄化システム１Ｘでは、エンジン（内燃機関：Ｅ）１０から排出される排気ガスＧが通過する排気通路１１に、上流側から順に、酸化触媒装置（ＤＯＣ）１２、粒子状物質（ＰＭ）を捕集するための微粒子捕集装置（Ｆ）１３、排気ガスＧ中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）１４、アンモニアスリップ触媒装置（ＡＳＣ）１５を備えて構成される。

この比較例のような場合には、燃料やエンジンオイルなどに含まれている硫黄分により硫黄酸化物（ＳＯｘ）が発生した場合に、この硫黄酸化物が、酸化触媒装置１２や微粒子捕集装置１３の触媒に堆積して、微粒子捕集装置１３に堆積したＰＭを燃焼除去する強制再生のときに、図５に示すように、硫黄酸化物が高温化された酸化触媒装置１２や微粒子捕集装置１３から離脱して、下流側に配置されている選択還元型触媒装置１４とアンモニアスリップ触媒装置１５に付着する場合があり、これらの装置のＮＯｘ浄化性能が低下するという硫黄被毒問題がある。

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及び排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法では、硫黄酸化物による被毒を抑制することができる。

１、１Ｘ排気ガス浄化システム
１０エンジン（内燃機関）
１１排気通路
１１ａ排気主通路
１１ｂ排気バイパス通路
１２酸化触媒装置（ＤＯＣ）
１３微粒子捕集装置（Ｆ）
１４選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）
１５アンモニアスリップ触媒装置（ＡＳＣ）
１６尿素水噴射弁
１７硫黄酸化物吸着装置
１７ａ逆流防止弁
１７ｂ散気装置
１８ａ第１の三方弁（排気切替機構）
１８ｂ第２の三方弁（排気切替機構）
２０制御装置
２１第１温度センサ
２２第２温度センサ
２３差圧センサ
２４第３温度センサ
２５第１ＮＯｘ濃度センサ
２６第２ＮＯｘ濃度センサ
Ｇ排気ガス
Ｔ１酸化触媒装置に流入する排気ガスの温度
Ｔ２微粒子捕集装置に流入する排気ガスの温度
Ｔ３微粒子捕集装置から流出する排気ガスの温度
Ｔｃ設定温度

Claims

内燃機関の排気通路に、上流側から順に、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記微粒子捕集装置と前記ＮＯｘ浄化触媒装置との間の前記排気通路を、排気主通路と、この排気主通路に並行し、かつ、硫黄酸化物吸着装置を備えた排気バイパス通路と、排気ガスの流路を前記排気主通路と前記排気バイパス通路に切り替える排気切替機構と、この排気切替機構を制御する制御装置とを備えて構成すると共に、
前記硫黄酸化物吸着装置をマグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤を入れた反応器で構成していることを特徴とする排気ガス浄化システム。
前記硫黄酸化物吸着剤がスラリー状であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
前記制御装置が、前記微粒子捕集装置の強制再生のときに、若しくは、前記微粒子捕集装置に流入する排気ガスの温度が予め設定された設定温度以上のときに、前記排気切替機構を制御して、排気ガスの流路を前記バイパス通路に切り替える硫黄酸化物吸着制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化システム。
前記制御装置が、前記硫黄酸化物吸着装置に吸着される硫黄酸化物の累積量を算出して、この累積量が予め設定されている設定量以上になったと判定したときに、警告を発生することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化システム。
内燃機関の排気ガスを、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、ＮＯｘ浄化触媒装置により浄化する排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法において、
前記微粒子捕集装置と前記ＮＯｘ浄化触媒装置との間の前記排気通路を、排気主通路と、この排気主通路に並行し、かつ、マグネシウム‐アルミニウム酸化物を成分とする硫黄酸化物吸着剤を入れた反応器で構成される硫黄酸化物吸着装置を備えた排気バイパス通路とで構成すると共に、
前記微粒子捕集装置の強制再生のときに、若しくは前記微粒子捕集装置に流入する排気ガスの温度が予め設定された設定温度以上のときに、前記排気バイパス通路に排気ガスを流して、前記排気バイパス通路に設けている前記硫黄酸化物吸着装置により、前記微粒子捕集装置から流出してくる排気ガス中の硫黄酸化物を吸着することを特徴とする排気ガス浄化システムの硫黄被毒抑制方法。