JP2827532B2 - Catalyst device for reducing diesel particulates - Google Patents

Catalyst device for reducing diesel particulates

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JP2827532B2
JP2827532B2 JP3028905A JP2890591A JP2827532B2 JP 2827532 B2 JP2827532 B2 JP 2827532B2 JP 3028905 A JP3028905 A JP 3028905A JP 2890591 A JP2890591 A JP 2890591A JP 2827532 B2 JP2827532 B2 JP 2827532B2
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coat layer
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carrier
honeycomb
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義次 小倉
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Toyota Motor Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン
(以下DEという)の排気ガス中に含まれるディーゼル
パティキュレートを低減する触媒装置に関する。
The present invention relates to a catalyst device for reducing diesel particulates contained in exhaust gas of a diesel engine (hereinafter referred to as DE).

【0002】[0002]

【従来の技術】ガソリンエンジンについては、排気ガス
の厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排
気ガス中の有害物質は確実に減少している。しかしDE
については、有害成分が主としてパティキュレートとし
て排出されるという特異な事情から、規制も技術の開発
もガソリンエンジンに比べて遅れており、確実に浄化で
きる排気ガス浄化装置の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art Regarding gasoline engines, harmful substances in exhaust gas have been steadily reduced due to strict regulations on exhaust gas and advances in technology capable of coping with it. But DE
With regard to, the regulation and development of technology are behind in comparison with gasoline engines because of the peculiar circumstances that harmful components are mainly emitted as particulates, and there is a need for the development of an exhaust gas purification device that can reliably purify.

【0003】現在までに開発されているDE排気ガス浄
化装置としては、大きく分けてトラップを用いる方法
(触媒無しと触媒付き)と、オープン型SOF分解触媒
とが知られている。このうちトラップを用いる方法は、
ディーゼルパティキュレートをトラップして排出を規制
するものであり、特にドライスーツの比率の高い排気ガ
スに有効である。しかしながら再生処理装置が必要とな
り、再生時の触媒構造体の割れ、アッシュによる閉塞あ
るいはシステムが複雑になるなど、実用上多くの課題を
残している。
[0003] As a DE exhaust gas purifying apparatus which has been developed to date, a method using a trap (without a catalyst and with a catalyst) and an open type SOF decomposition catalyst are known. Of these, the method using a trap is
It traps diesel particulates and regulates emissions, and is particularly effective for exhaust gas with a high dry suit ratio. However, a regenerative processing device is required, and many practical problems remain, such as cracking of the catalyst structure during regeneration, clogging by ash, or a complicated system.

【0004】一方オープン型SOF分解触媒は、例えば
特開平1−171626号公報に示されるように、ガソ
リンエンジンと同様に活性アルミナなどの担持層に白金
族金属などの酸化触媒を担持した触媒が利用され、CO
やHCとともにディーゼルパティキュレート中のSOF
(Soluble Organic Fraction)を酸化分解して浄化して
いる。このオープン型SOF分解触媒は、ドライスーツ
の除去率が低いという欠点があるが、ドライスーツの量
はDEや燃料自体の改良によって低減することが可能で
あり、かつ再生処理装置が不要という大きなメリットが
あるため、今後の一段の技術の向上が期待されている。
On the other hand, as an open type SOF decomposition catalyst, a catalyst in which an oxidation catalyst such as a platinum group metal is supported on a support layer of activated alumina or the like is used as in a gasoline engine, as shown in, for example, JP-A-1-171626. And CO
SOF in Diesel Particulate with HC and HC
(Soluble Organic Fraction) is purified by oxidative decomposition. This open-type SOF cracking catalyst has the drawback of low removal rate of dry suits, but the amount of dry suits can be reduced by improving the DE and the fuel itself, and has the great advantage of not requiring a regeneration unit. Therefore, further improvement of technology is expected in the future.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところがオープン型S
OF分解触媒は、高温下ではSOFを効率良く分解可能
であるが、低温条件では酸化触媒の機能が低くSOFの
浄化性能が低下するという欠点がある。そのためエンジ
ン始動時やアイドリング運転時などには、排気ガスの温
度が低く、未分解のSOFが煤となってハニカム通路内
に堆積する現象が起こる。そして堆積した煤により触媒
に目詰まりが生じ、触媒性能が低下するという不具合が
あった。
However, the open type S
The OF decomposition catalyst can efficiently decompose SOF at a high temperature, but has a disadvantage that the function of the oxidation catalyst is low and the purification performance of the SOF deteriorates at a low temperature. Therefore, when the engine is started or idling, the temperature of the exhaust gas is low, and a phenomenon occurs in which undecomposed SOF becomes soot and accumulates in the honeycomb passage. Then, there is a problem that the catalyst is clogged by the deposited soot and the catalyst performance is reduced.

【0006】またオープン型SOF分解触媒において
は、高温域で排気ガス中のSO2 までも酸化されてSO
3 が生成し、逆にパティキュレート量が増大するという
問題がある。これは、SO2 はパティキュレートとして
測定されないが、SO3 はパティキュレートとして測定
されるためである。特にDEにおいては排気ガス中に酸
素ガスが充分存在し、SO2 の酸化反応が生じやすい。
In the open type SOF decomposition catalyst, SO 2 in the exhaust gas is also oxidized in a high temperature range, and
3 is generated, and on the contrary, the amount of particulates increases. This is because SO 2 is not measured as particulates, but SO 3 is measured as particulates. In particular, in DE, oxygen gas is sufficiently present in the exhaust gas, and the oxidation reaction of SO 2 is likely to occur.

【0007】さらにオープン型SOF分解触媒では、酸
化触媒はDE排気ガス中に多量に含まれる硫黄の被毒を
受けて触媒活性が低下することが知られている。すなわ
ち、燃料中の硫黄から生成するSO2 が触媒担持層のア
ルミナと反応して硫酸アルミニウム(Al2 (SO4
3 )が形成され、これが酸化触媒を覆うために触媒活性
が低下する。そこでボイラーなどの排気ガス処理分野で
は、耐硫黄被毒性に優れたチタニア(TiO2 )を触媒
担持層としPt、Vなどの酸化触媒を担持した触媒が開
発され、実用に供されている。しかしこの種の触媒はS
OFの吸着性がなく、低温域ではSOFがそのまま排出
されてしまう。
[0007] Further, in the open type SOF decomposition catalyst, it is known that the oxidation catalyst is poisoned by a large amount of sulfur contained in the exhaust gas of DE, and the catalytic activity is reduced. That is, SO 2 generated from the sulfur in the fuel reacts with the alumina in the catalyst supporting layer to form aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 )).
3 ) is formed, which covers the oxidation catalyst and reduces the catalytic activity. Therefore, in the field of exhaust gas treatment such as boilers, catalysts in which titania (TiO 2 ) having excellent resistance to sulfur poisoning is used as a catalyst supporting layer and an oxidation catalyst such as Pt and V is supported have been developed and put to practical use. However, this type of catalyst is
There is no OF adsorption property, and SOF is directly discharged in a low temperature range.

【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、低温域でSOFを効率良く吸着してSOF
の排出を防止するとともに、SO3 の生成を抑止し、か
つ酸化触媒の被毒を防止することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of such circumstances, and efficiently adsorbs SOF in a low-temperature region to improve SOF.
It is an object of the present invention to prevent the emission of SO 3 , suppress the production of SO 3 , and prevent the oxidation catalyst from being poisoned.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のディーゼルパティキュレート低減用触媒装置は、活
性アルミナ及びゼオライトから選ばれる材質の第1コー
ト層をもつ第1ハニカム体よりなり排気通路の上流側に
配置される第1触媒と、TiO2 、SiO2 、ZrO2
及びCaOから選ばれる材質の第2コート層と第2コー
ト層に担持された酸化触媒とをもつ第2ハニカム体より
なり第1触媒より下流側の排気通路に配置される第2触
媒と、からなることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a catalytic device for reducing diesel particulates, comprising a first honeycomb body having a first coat layer made of a material selected from activated alumina and zeolite. A first catalyst disposed on the upstream side, TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2
And a second catalyst formed of a second honeycomb body having a second coat layer made of a material selected from CaO and an oxidation catalyst supported on the second coat layer and disposed in an exhaust passage downstream of the first catalyst. It is characterized by becoming.

【0010】本発明の触媒装置は、排気通路の上流側に
配置される第1触媒と、その下流側に配置される第2触
媒とから構成される。第1触媒は、触媒担体基材として
のハニカム体と、ハニカム体表面に形成された第1コー
ト層とからなる。ハニカム体はコーディエライトなどの
セラミックス担体、メタル担体など、従来公知のハニカ
ム状の多数の通路をもつものを用いることができる。そ
の通路数は、100〜200セル/in2 とすることが
望ましい。このようにすれば比較的通路径が大きくな
り、目詰まりを防止することができる。ちなみに従来の
目詰まりの程度としては、400セル/in2 のハニカ
ム体の場合で上流側端面から10〜20mmの範囲に目
詰まりが生じている。
[0010] The catalyst device of the present invention comprises a first catalyst disposed upstream of an exhaust passage and a second catalyst disposed downstream thereof. The first catalyst includes a honeycomb body as a catalyst carrier substrate and a first coat layer formed on the honeycomb body surface. As the honeycomb body, there can be used a ceramic carrier such as cordierite, a metal carrier, or the like having a number of conventionally known honeycomb-shaped passages. The number of passages is desirably 100 to 200 cells / in 2 . In this way, the passage diameter becomes relatively large, and clogging can be prevented. Incidentally, as a conventional degree of clogging, clogging occurs in a range of 10 to 20 mm from the upstream end face in the case of a honeycomb body of 400 cells / in 2 .

【0011】第1コート層は、活性アルミナ及びゼオラ
イトの一方、又は両方から形成されている。この第1コ
ート層はSOFの吸着性能に優れ、アイドリング時など
の低温域においてSOFを吸着し排出を防止する。第2
触媒は、触媒担体基材としてのハニカム体と、ハニカム
体表面に形成された第2コート層と、第2コート層に担
持された酸化触媒とから構成されている。ハニカム体は
第1触媒と同様に構成でき、コーディエライトなどのセ
ラミックス担体、メタル担体など、従来公知のハニカム
状の多数の通路をもつものを用いることができる。その
通路数は、300〜400セル/in2 と第1触媒より
多くすることが好ましい。このようにすれば表面積が大
きくなり、酸化触媒性能が充分発揮される。
The first coat layer is formed from one or both of activated alumina and zeolite. The first coat layer has excellent SOF adsorption performance and adsorbs SOF in a low temperature range such as at idling to prevent discharge. Second
The catalyst includes a honeycomb body as a catalyst carrier base material, a second coat layer formed on the surface of the honeycomb body, and an oxidation catalyst supported on the second coat layer. The honeycomb body can be configured in the same manner as the first catalyst, and a conventionally known honeycomb-shaped body having a large number of passages such as a ceramic carrier such as cordierite and a metal carrier can be used. The number of passages is preferably 300 to 400 cells / in 2, which is larger than that of the first catalyst. In this case, the surface area is increased, and the oxidation catalyst performance is sufficiently exhibited.

【0012】第2コート層は、TiO2 、SiO2 、Z
rO2 及びCaOの1種または複数種で構成されてい
る。この第2コート層はSO2 を吸着しないので、SO
2 の酸化反応が生じにくく、パティキュレート量が低減
される。そしてこの第2コート層に酸化触媒が担持され
ている。この酸化触媒としては、Pt、Rh、Pdなど
の従来と同様の貴金属触媒などを用いることができる。
場合によっては卑金属を併用することもできる。
The second coat layer is made of TiO 2 , SiO 2 , Z
It is composed of one or more of rO 2 and CaO. Since this second coat layer does not adsorb SO 2 , SO 2
Oxidation reaction of 2 hardly occurs, and the amount of particulates is reduced. An oxidation catalyst is supported on the second coat layer. As this oxidation catalyst, a noble metal catalyst similar to the conventional one such as Pt, Rh, and Pd can be used.
In some cases, a base metal can be used together.

【0013】ハニカム体への第1コート層と第2コート
層の付着量は特に制限されず、従来と同様にハニカム体
容積1リットル当たり20〜200g程度とすることが
できる。また第2コート層の酸化触媒担持量は、従来と
同様にハニカム体1リットル当たり0.05〜2g程度
である。なお、第1触媒としてセラミックフォームに活
性アルミナ、ゼオライトなどのコート層を形成したも
の、あるいは活性アルミナやゼオライトのペレットを用
いることも考えられるが、圧力損失が大きくなるので好
ましくない。
The amount of the first coat layer and the second coat layer attached to the honeycomb body is not particularly limited, and can be about 20 to 200 g per liter of the honeycomb body as in the conventional case. The amount of the oxidation catalyst carried by the second coat layer is about 0.05 to 2 g per liter of the honeycomb body as in the conventional case. It is conceivable to use a ceramic foam in which a coat layer of activated alumina, zeolite, or the like is formed, or a pellet of activated alumina or zeolite as the first catalyst, but this is not preferable because the pressure loss increases.

【0014】[0014]

【作用】本発明の触媒装置では、ディーゼルエンジンの
排気ガスはまず第1触媒を通過する。ここで第1触媒は
活性アルミナ又はゼオライトからなる第1コート層をも
つため、高いSOF吸着性能を示し、アイドリング時や
始動時の低温時であってもSOFが吸着され、SOFの
排出が抑制される。さらに第1触媒においてはSO2
吸着されるが、第1触媒には酸化触媒が存在しないので
被毒は生じない。したがって第1触媒は被毒物トラップ
の役割も果たす。
In the catalytic device of the present invention, the exhaust gas of the diesel engine first passes through the first catalyst. Here, since the first catalyst has the first coat layer made of activated alumina or zeolite, it exhibits high SOF adsorption performance, and SOF is adsorbed even at low temperatures during idling or start-up, and SOF emission is suppressed. You. Furthermore, although SO 2 is also adsorbed by the first catalyst, no poisoning occurs because the first catalyst has no oxidation catalyst. Therefore, the first catalyst also serves as a poison trap.

【0015】一方第2触媒は、酸化触媒が担持されてい
るため、約300℃以上の高温時にSOFを酸化して分
解する。また高温時には、第1コート層に吸着されてい
たSOFは蒸気状となって第1コート層から脱離し、第
2触媒で酸化分解される。また第2コート層はSO2
吸着能がほとんどないため、SO2 は酸化されずほとん
どそのままで排出され、パティキュレートの排出量が低
減される。さらに第2触媒ではSO2 は吸着されないの
で、酸化触媒の被毒は生じにくい。
On the other hand, the second catalyst, which carries an oxidation catalyst, oxidizes and decomposes the SOF at a high temperature of about 300 ° C. or higher. At a high temperature, the SOF adsorbed on the first coat layer becomes a vapor and is desorbed from the first coat layer, and is oxidized and decomposed by the second catalyst. Since the second coating layer is hardly adsorbing ability of SO 2, SO 2 is discharged as such hardly oxidized, the discharge amount of particulates is reduced. Further, since SO 2 is not adsorbed by the second catalyst, poisoning of the oxidation catalyst hardly occurs.

【0016】また、第1触媒のハニカム通路の数を第2
触媒よりも少なくし、ハニカム通路の径を大きくすれ
ば、アイドリング運転で長時間放置するなどの厳しい条
件下でも、吸着されたSOFなどによりハニカム通路が
閉塞されるのが防止され、目詰まりによる触媒性能の低
下が防止される。
The number of honeycomb passages of the first catalyst is set to
If the diameter is smaller than that of the catalyst and the diameter of the honeycomb passage is increased, the honeycomb passage is prevented from being blocked by the adsorbed SOF even under severe conditions such as idling for a long time, and the catalyst due to clogging is prevented. Performance degradation is prevented.

【0017】[0017]

【発明の効果】したがって本発明の触媒装置によれば、
アイドリング時や始動時には第1触媒がSOFの排出を
抑制し、高温時には第2触媒がSOFを酸化して分解す
る。また第2コート層にはSO2 は吸着されないので、
高温時にもSO3 となるのが防止されディーゼルパティ
キュレートの排出量が低減される。したがって低温域か
ら高温域にわたって、SO3 の生成を抑制しつつSOF
の排出を確実に抑制することができる。さらに低温時に
おいては、SOFは第1触媒に吸着されるので、第2触
媒の目詰まりが防止され触媒性能の低下が防止される。
Thus, according to the catalyst device of the present invention,
At the time of idling or starting, the first catalyst suppresses the emission of SOF, and at a high temperature, the second catalyst oxidizes and decomposes the SOF. Since SO 2 is not adsorbed to the second coat layer,
Even at high temperatures, the formation of SO 3 is prevented, and the amount of diesel particulate emissions is reduced. Therefore, the SOF is suppressed from the low temperature range to the high temperature range while suppressing the generation of SO 3.
Can be reliably suppressed. Further, at a low temperature, the SOF is adsorbed by the first catalyst, so that clogging of the second catalyst is prevented and deterioration of the catalyst performance is prevented.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。図1
に本実施例の触媒装置の模式図を示す。この触媒装置
は、第1触媒Aと第2触媒Bとからなり、それぞれ同一
軸上に並んで容器100内にシール材101を介して保
持されている。そして第1触媒Aが排気通路の上流側に
位置し、排気ガスは第1触媒Aを通過した後第2触媒B
を通過するように構成されている。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. FIG.
FIG. 1 shows a schematic view of the catalyst device of this embodiment. This catalyst device includes a first catalyst A and a second catalyst B, and is held in a container 100 via a sealing material 101 in a line on the same axis. Then, the first catalyst A is located on the upstream side of the exhaust passage, and after the exhaust gas passes through the first catalyst A, the second catalyst B
It is configured to pass through.

【0019】なお、本実施例では第1触媒A及び第2触
媒Bとして、各種組成のものを組合せて用いた。以下、
それぞれの製造方法を説明することでそれぞれの構成の
説明に代える。 (第1触媒A1 )直径90mm、長さ60mm、セル数
200セル/in2 、セル壁厚0.3mmの円柱状コー
ジェライト質ハニカム担体を用意し、γ−アルミナ粉
末、アルミナゾル、硝酸アルミニウム、蒸留水からなる
スラリーに浸漬した。引き上げて余分なスラリーを除去
した後、120℃で3時間乾燥し、600℃で2時間焼
成して活性アルミナよりなる第1コート層を形成し第1
触媒A1 を得た。第1コート層の付着量は、ハニカム担
体1リットル当たり150gであった。 (第1触媒A2 )第1触媒A1 と同一のハニカム担体
に、ゼオライト粉末(H型モルデナイト)、シリカゾ
ル、蒸留水からなるスラリーを用いて、同様にゼオライ
トからなる第1コート層を形成した。第1コート層の付
着量は、ハニカム担体1リットル当たり約150gであ
った。 (第1触媒A3 )直径90mm、長さ60mm、セル数
100セル/in2 、セル壁厚0.43mmの円柱状コ
ージェライト質ハニカム担体を用いたこと以外は第1触
媒A1 と同様にして、ハニカム担体1リットル当たり1
50gの活性アルミナからなる第1コート層をもつ第1
触媒A3 を得た。 (第2触媒B1 )直径90mm、長さ60mm、セル数
400セル/in2 の円柱状コージェライト質ハニカム
担体を用意し、TiO2 粉末、TiO2 ゾル、蒸留水か
らなるスラリーに浸漬した。引き上げて余分なスラリー
を除去した後、120℃で3時間乾燥し、600℃で2
時間焼成してTiO2 よりなる第2コート層を形成し
た。第2コート層の付着量は、ハニカム担体1リットル
当たり150gであった。
In this embodiment, the first catalyst A and the second catalyst B were used in combination of various compositions. Less than,
The description of each manufacturing method is replaced with the description of each configuration. (First Catalyst A 1 ) A columnar cordierite-based honeycomb carrier having a diameter of 90 mm, a length of 60 mm, a cell number of 200 cells / in 2 , and a cell wall thickness of 0.3 mm was prepared, and γ-alumina powder, alumina sol, aluminum nitrate, It was immersed in a slurry composed of distilled water. After pulling up and removing excess slurry, the slurry was dried at 120 ° C. for 3 hours, and calcined at 600 ° C. for 2 hours to form a first coat layer made of activated alumina.
To obtain a catalyst A 1. The attached amount of the first coat layer was 150 g per liter of the honeycomb carrier. (First Catalyst A 2 ) On the same honeycomb carrier as the first catalyst A 1 , a first coat layer also made of zeolite was formed using a slurry made of zeolite powder (H-type mordenite), silica sol, and distilled water. . The attached amount of the first coat layer was about 150 g per liter of the honeycomb carrier. (First catalyst A 3 ) Same as the first catalyst A 1 except that a columnar cordierite-based honeycomb carrier having a diameter of 90 mm, a length of 60 mm, a cell number of 100 cells / in 2 , and a cell wall thickness of 0.43 mm was used. And 1 per liter of honeycomb carrier
First having a first coating layer of 50 g of activated alumina
To obtain a catalyst A 3. (Second Catalyst B 1 ) A columnar cordierite-based honeycomb carrier having a diameter of 90 mm, a length of 60 mm, and a cell count of 400 cells / in 2 was prepared and immersed in a slurry composed of TiO 2 powder, TiO 2 sol, and distilled water. After pulling up to remove excess slurry, the slurry was dried at 120 ° C. for 3 hours, and then dried at 600 ° C. for 2 hours.
By firing for a time, a second coat layer made of TiO 2 was formed. The attached amount of the second coat layer was 150 g per liter of the honeycomb carrier.

【0020】次に第2コート層をもつハニカム担体をジ
ニトロジアンミン白金水溶液に浸漬し、引き上げて余分
な水滴を吹き払った後、乾燥、焼成して担体1リットル
当たり1.5gのPtを担持した。 (第2触媒B2 )第2触媒B2 と同様の第2コート層を
もつハニカム担体に、塩化白金酸、塩化パラジウム、塩
化ロジウム水溶液を用いて同様にPt、Pd、Rhを担
持した。この各酸化触媒の比率は、担体1リットル当た
りPt:0.6g、Pd:0.6g、Rh:0.3gで
ある。 (第2触媒B3 )直径90mm、長さ60mm、セル数
300セル/in2 の円柱状コージェライト質ハニカム
担体を用意し、SiO2 粉末、SiO2 ゾル、蒸留水か
らなるスラリーを用いて、担体1リットル当たり約15
0gのSiO2 よりなる第2コート層を形成した。そし
て塩化パラジウム水溶液を用いて、担体1リットル当た
り1.5gのPdを担持した。 (第2触媒B4 )第2触媒B3 と同一のハニカム担体を
用意し、ZrO2 粉末、ZrO2 ゾル、蒸留水からなる
スラリーを用いて、担体1リットル当たり150gのZ
rO2 よりなる第2コート層を形成した。そして塩化ロ
ジウム水溶液を用いて、担体1リットル当たり1.0g
のRhを担持した。 (比較触媒C1 )直径90mm、長さ120mm、セル
数400セル/in2 の円柱状コージェライト質ハニカ
ム担体を用意し、γ−アルミナ粉末、アルミナゾル、硝
酸アルミニウム蒸留水からなるスラリーを用いて、担体
1リットル当たり約150gの活性アルミナ担持層を形
成した。そしてジニトロジアンミン白金水溶液を用い
て、担体1リットル当たり1.5gのPtを担持した。 (比較触媒C2 )比較触媒C1 と同一のハニカム担体に
同様に活性アルミナ担持層を形成し、さらに第2触媒B
2 と同様に担体1リットル当たりPt:0.6g、P
d:0.6g、Rh:0.3gを担持した。 (比較触媒C3 )比較触媒C1 と同一のハニカム担体
に、SiO2 粉末、SiO2 ゾル、蒸留水からなるスラ
リーを用いて、担体1リットル当たり約150gのSi
2 よりなるコート層を形成した。そして塩化パラジウ
ム水溶液を用いて、担体1リットル当たり1.5gのP
dを担持した。
Next, the honeycomb carrier having the second coat layer was immersed in an aqueous solution of dinitrodiammine platinum, pulled up and blown off excess water droplets, dried and fired to carry 1.5 g of Pt per liter of carrier. . (Second Catalyst B 2 ) Pt, Pd, and Rh were similarly supported on a honeycomb carrier having a second coat layer similar to that of the second catalyst B 2 using chloroplatinic acid, palladium chloride, and rhodium chloride aqueous solution. The ratio of each oxidation catalyst is 0.6 g of Pt, 0.6 g of Pd, and 0.3 g of Rh per liter of the carrier. (Second catalyst B 3 ) A columnar cordierite-based honeycomb carrier having a diameter of 90 mm, a length of 60 mm, and a cell number of 300 cells / in 2 was prepared, and a slurry composed of SiO 2 powder, SiO 2 sol, and distilled water was used. About 15 per liter of carrier
A second coat layer of 0 g of SiO 2 was formed. Then, using an aqueous solution of palladium chloride, 1.5 g of Pd was supported per liter of the carrier. (Second Catalyst B 4 ) The same honeycomb carrier as the second catalyst B 3 was prepared, and a slurry composed of ZrO 2 powder, ZrO 2 sol, and distilled water was used to prepare 150 g of Z per 1 liter of the carrier.
A second coat layer of rO 2 was formed. Then, using an aqueous rhodium chloride solution, 1.0 g per liter of carrier
Of Rh was supported. (Comparative catalyst C 1 ) A columnar cordierite-based honeycomb support having a diameter of 90 mm, a length of 120 mm, and a cell number of 400 cells / in 2 was prepared, and a slurry composed of γ-alumina powder, alumina sol, and aluminum nitrate distilled water was used. About 150 g of an activated alumina supporting layer was formed per liter of the carrier. Then, using an aqueous solution of dinitrodiammine platinum, 1.5 g of Pt was supported per liter of the carrier. (Comparative catalyst C 2 ) An activated alumina supporting layer was similarly formed on the same honeycomb carrier as the comparative catalyst C 1 , and the second catalyst B
2 similarly to the carrier per liter of Pt: 0.6 g, P
d: 0.6 g and Rh: 0.3 g were supported. (Comparative catalyst C 3 ) A slurry composed of SiO 2 powder, SiO 2 sol and distilled water was used on the same honeycomb carrier as the comparative catalyst C 1 to obtain about 150 g of Si per liter of the carrier.
A coat layer made of O 2 was formed. Then, using an aqueous palladium chloride solution, 1.5 g of P
d.

【0021】上記のそれぞれの第1触媒と第2触媒を、
表1のように組合せ、図1のように容器100内に保持
して実施例1〜7の触媒装置とした。第1触媒が上流側
に、第2触媒が下流側に位置している。また比較触媒
は、それぞれを単独で図2のように容器100に保持し
て表2のように比較例1〜3の触媒装置とした。
Each of the first catalyst and the second catalyst is
The catalyst devices of Examples 1 to 7 were combined as shown in Table 1 and held in a container 100 as shown in FIG. The first catalyst is located upstream and the second catalyst is located downstream. Further, each of the comparative catalysts was independently held in the container 100 as shown in FIG.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 (試験例1)実施例1及び比較例1の触媒装置を、排気
量2400cc、渦流室式DEを搭載した乗用車の排気
系にそれぞれ設置した。そしてシャーシダイナモ上に
て、アイドリング(30秒間)→60km/h(60秒
間)を10回くり返した後、アイドリング(60秒間)
→100km/h(120秒間)のパターンで走行さ
れ、5000km走行毎のパティキュレート低減率を新
10モードパターンで計測した。結果を図3に示す。な
お、パティキュレート低減率は、次式で示される。
[Table 2] (Test Example 1) The catalyst devices of Example 1 and Comparative Example 1 were installed in an exhaust system of a passenger car equipped with a swirl chamber type DE with a displacement of 2400 cc. After idling (30 seconds) → 60 km / h (60 seconds) 10 times on the chassis dynamo, idling (60 seconds)
→ The vehicle traveled in a pattern of 100 km / h (120 seconds), and the particulate reduction rate at every 5000 km travel was measured in a new 10 mode pattern. The results are shown in FIG. Note that the particulate reduction rate is represented by the following equation.

【0024】 パティキュレート低減率(%)= (上流側のパティキュレート量−下流側のパティキュレート量) ───────────────────────────── ×100 (上流側のパティキュレート量) 図3より、実施例1の触媒装置は比較例1に比べて安定
した浄化性能を示していることがわかる。なお、この試
験では排気ガス温度が最高380℃まで上昇したため、
両装置とも目詰まりは生じなかった。 (試験例2)実施例2及び比較例2の触媒装置を、それ
ぞれ排気量3000cc、直噴式DEを搭載したトラッ
クの排気系に設置し、アイドリング状態で連続運転して
背圧を計測した。結果を図4に示す。
Particulate reduction rate (%) = (upstream-side particulate amount−downstream-side particulate amount) ──────────────────────── ───── × 100 (particulate amount on the upstream side) From FIG. 3, it can be seen that the catalyst device of Example 1 shows more stable purification performance than Comparative Example 1. In this test, since the exhaust gas temperature rose up to 380 ° C,
No clogging occurred in either device. (Test Example 2) The catalyst devices of Example 2 and Comparative Example 2 were installed in an exhaust system of a truck equipped with a direct injection DE with a displacement of 3000 cc, respectively, and continuously operated in an idling state to measure a back pressure. FIG. 4 shows the results.

【0025】図4より明らかなように、実施例2の触媒
装置は60時間経過後においても背圧はほとんど変化し
ていない。すなわち目詰まりが生じていないことが明ら
かである。一方、比較例2の触媒装置は、12時間経過
後から背圧が急激に増大し、目詰まりが相乗的に増大し
ていることがわかる。 (試験例3)実施例3〜7及び比較例1〜3の触媒装置
について、試験例1と同様のパターンで耐久走行し、走
行開始時及び1.5万km走行後のパティキュレート低
減率を新10モードパターンで計測した。結果を表3に
示す。
As apparent from FIG. 4, the back pressure of the catalyst device of Example 2 hardly changes even after 60 hours. That is, it is clear that no clogging has occurred. On the other hand, in the catalyst device of Comparative Example 2, it can be seen that the back pressure sharply increases after 12 hours and the clogging increases synergistically. (Test Example 3) The catalyst devices of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were run in the same pattern as in Test Example 1, and the reduction rate of particulates at the start of running and after running 15,000 km was measured. It was measured with the new 10 mode pattern. Table 3 shows the results.

【0026】[0026]

【表3】 表3より、実施例4、7は他の実施例の触媒装置に比
べて値が低いが、これは第1触媒のセル数が100セル
/in2 と少ないことに起因するものである。しかし比
較例に比べると、他の実施例と同様に1.5万km走行
後においても高い値を示している。
[Table 3] From Table 3, the values of Examples 4 and 7 are lower than those of the catalyst devices of the other examples, but this is due to the fact that the number of cells of the first catalyst is as small as 100 cells / in 2 . However, as compared with the comparative example, as in the other examples, it shows a high value even after traveling 15,000 km.

【0027】一方、SOF吸着能の高い活性アルミナ担
持層をもつ比較例1、2は、初期には高い値を示してい
るが1.5万km走行後には極端に低下し、ほとんどパ
ティキュレートを浄化できない。これは煤の堆積及びS
OFの吸着による被毒に起因するものである。しかし同
様の活性アルミナコート層をもつ実施例3、4、7は、
走行後にも高い値を示している。これは活性アルミナコ
ート層と酸化触媒を分離した効果によるものであること
が明らかである。
On the other hand, Comparative Examples 1 and 2, which have an activated alumina supporting layer having a high SOF adsorption capacity, show a high value at the initial stage, but decrease extremely after traveling 15,000 km, and almost reduce particulates. I cannot purify. This is the soot accumulation and S
This is due to poisoning due to the adsorption of OF. However, Examples 3, 4, and 7 having a similar activated alumina coat layer
It shows a high value even after running. This is apparently due to the effect of separating the active alumina coat layer and the oxidation catalyst.

【0028】さらに、比較例3は担持層にSOF吸着能
がないため、初期においても低い値を示し、走行後には
煤が堆積してさらに低い値となっている。すなわち本実
施例のディーゼルパティキュレート低減用触媒装置によ
れば、目詰まりが防止され、かつアイドリング状態で長
時間運転した場合にもSOFを効率良く酸化分解するこ
とができる。
Further, Comparative Example 3 shows a low value even at the initial stage because the carrier layer does not have the SOF adsorption ability, and the soot is deposited after traveling, and the value becomes even lower. That is, according to the catalyst device for reducing diesel particulates of the present embodiment, clogging is prevented and SOF can be efficiently oxidatively decomposed even when the device is operated for a long time in an idling state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の触媒装置の概略構成説明図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a catalyst device of the present invention.

【図2】比較例の触媒装置の概略構成説明図である。FIG. 2 is a schematic configuration explanatory view of a catalyst device of a comparative example.

【図3】パティキュレート低減率の走行距離による変化
を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a change in a particulate reduction rate depending on a traveling distance.

【図4】背圧の運転時間による変化を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing a change in back pressure with operating time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A:第1触媒 B:第2触媒 100:容器 1
01:シール材
A: First catalyst B: Second catalyst 100: Container 1
01: Sealing material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/58 B01D 53/36 104A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 23/58 B01D 53/36 104A

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 活性アルミナ及びゼオライトから選ばれ
る材質の第1コート層をもつ第1ハニカム体よりなり排
気通路の上流側に配置される第1触媒と、TiO2 、S
iO2 、ZrO2 及びCaOから選ばれる材質の第2コ
ート層と該第2コート層に担持された酸化触媒とをもつ
第2ハニカム体よりなり該第1触媒より下流側の該排気
通路に配置される第2触媒と、からなることを特徴とす
るディーゼルパティキュレート低減用触媒装置。
1. A first catalyst comprising a first honeycomb body having a first coat layer made of a material selected from activated alumina and zeolite and disposed on an upstream side of an exhaust passage, TiO 2 , S
a second honeycomb body having a second coat layer made of a material selected from iO 2 , ZrO 2 and CaO, and an oxidation catalyst supported on the second coat layer, disposed in the exhaust passage downstream of the first catalyst; And a second catalyst to be used.
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