JP3014733B2 - エンジンの排気ガス浄化装置及びその製造方法 - Google Patents
エンジンの排気ガス浄化装置及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気ガス浄化装置及びその製造方
法に関する。
法に関する。
（従来の技術） 近年、環境問題がクローズアップされてきており、酸
性雨の原因となるNOxが規制化される兆しが高まりつつ
ある。その場合、特に、ディーゼルエンジン搭載車（以
下、ディーゼル車と称す）は、酸素過剰雰囲気下で運転
されているため、NOxの還元除去が難しく、このNOxの規
制強化が大きな命題として与えられている。
性雨の原因となるNOxが規制化される兆しが高まりつつ
ある。その場合、特に、ディーゼルエンジン搭載車（以
下、ディーゼル車と称す）は、酸素過剰雰囲気下で運転
されているため、NOxの還元除去が難しく、このNOxの規
制強化が大きな命題として与えられている。
そして、このような状況下で、NOxを直接N2およびO2
などに分解する銅イオン交換ゼオライトが発表され、大
きな話題を呼んでいる。この銅イオン交換ゼオライト
は、ゼオライトに遷移金属をイオン交換担持してなりNO
x分解性能を有する還元触媒として利用され、この還元
触媒と、アルミナに触媒成分を担持した酸化触媒又は三
元触媒とを排気流入側において上流側および下流側に順
に配置して、エンジンの排気ガス浄化装置として用いら
れている（特開平01−139145号公報参照）。
などに分解する銅イオン交換ゼオライトが発表され、大
きな話題を呼んでいる。この銅イオン交換ゼオライト
は、ゼオライトに遷移金属をイオン交換担持してなりNO
x分解性能を有する還元触媒として利用され、この還元
触媒と、アルミナに触媒成分を担持した酸化触媒又は三
元触媒とを排気流入側において上流側および下流側に順
に配置して、エンジンの排気ガス浄化装置として用いら
れている（特開平01−139145号公報参照）。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上記の如きエンジンの排気ガス浄化装置で
は、銅イオン交換ゼオライト（還元触媒成分）によりNO
を分解する活性温度が、例えば第６図のＡに示すよう
に、350℃付近と高いため、この温度に達するまでは還
元触媒成分としての浄化能力（NOx分解能力）が発揮さ
れず、低温時（350℃以下）にNOxが浄化（分解）されな
いまま排出されて、排気ガス浄化装置出口のNOx濃度が
高いものとなる。その場合、銅イオン交換ゼオライト
は、活性浄化能力自体を活発化させることはできても、
活性温度を低温側に移行させることが技術的に困難なも
のである。
は、銅イオン交換ゼオライト（還元触媒成分）によりNO
を分解する活性温度が、例えば第６図のＡに示すよう
に、350℃付近と高いため、この温度に達するまでは還
元触媒成分としての浄化能力（NOx分解能力）が発揮さ
れず、低温時（350℃以下）にNOxが浄化（分解）されな
いまま排出されて、排気ガス浄化装置出口のNOx濃度が
高いものとなる。その場合、銅イオン交換ゼオライト
は、活性浄化能力自体を活発化させることはできても、
活性温度を低温側に移行させることが技術的に困難なも
のである。
そこで、第５図に示すように、公知の複合酸化物BaO
−CuOが特異的に350℃以下の低温側の温度域までNOxを
吸着することに着目し、このBaO−CuOなるNOx吸着材を
有するNOx吸着部材と、上述の銅イオン交換ゼオライト
とを併用、つまりNOx吸着部材と、還元触媒とを上流側
および下流側に順に配置した排気ガス浄化装置を構成し
てNOを効果的に浄化することが考えられる。尚、第５図
はCu−アルカリ土類金属系複合酸化物のNO除去態を示す
図である。
−CuOが特異的に350℃以下の低温側の温度域までNOxを
吸着することに着目し、このBaO−CuOなるNOx吸着材を
有するNOx吸着部材と、上述の銅イオン交換ゼオライト
とを併用、つまりNOx吸着部材と、還元触媒とを上流側
および下流側に順に配置した排気ガス浄化装置を構成し
てNOを効果的に浄化することが考えられる。尚、第５図
はCu−アルカリ土類金属系複合酸化物のNO除去態を示す
図である。
しかしながら、排気系における排気ガス浄化装置内で
は、その上流側と下流側とで温度格差が生じているた
め、例えば上流側のNOx吸着材が低温域から350℃以上の
温度域（高温域）に達してNOxが離脱し始めても、下流
側の銅イオン交換ゼオライトは未だ350℃付近の温度域
に達しないで還元触媒としての浄化能力を発揮しないこ
とから、低温時における排気ガス浄化装置出口のNOx濃
度を効果的に低減させることができない。
は、その上流側と下流側とで温度格差が生じているた
め、例えば上流側のNOx吸着材が低温域から350℃以上の
温度域（高温域）に達してNOxが離脱し始めても、下流
側の銅イオン交換ゼオライトは未だ350℃付近の温度域
に達しないで還元触媒としての浄化能力を発揮しないこ
とから、低温時における排気ガス浄化装置出口のNOx濃
度を効果的に低減させることができない。
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、上記排気ガス浄化装置内においてNO
x吸着材から脱離されるNOxを確実に分解できるようにNO
x吸着材および還元触媒成分を配し、排気ガス浄化装置
出口のNOx濃度を効果的に低減させようとするものであ
る。
的とするところは、上記排気ガス浄化装置内においてNO
x吸着材から脱離されるNOxを確実に分解できるようにNO
x吸着材および還元触媒成分を配し、排気ガス浄化装置
出口のNOx濃度を効果的に低減させようとするものであ
る。
（課題を解決するための手段及びその作用） 上記目的を達成するため、請求項１の発明の解決手段
は、エンジンの排気系に触媒が介在されたエンジンの排
気ガス浄化装置であって、上記触媒は、触媒担体に、所
定温度以下でNOxを吸着し、該所定温度以上で吸着したN
Oxを脱離するNOx吸着材と、該NOx吸着材から脱離された
NOxを分解する還元触媒成分とが担持された第１触媒
と、該第１触媒の下流側の排気系に配置され、NOxを還
元する第２触媒とを備えているものとする。
は、エンジンの排気系に触媒が介在されたエンジンの排
気ガス浄化装置であって、上記触媒は、触媒担体に、所
定温度以下でNOxを吸着し、該所定温度以上で吸着したN
Oxを脱離するNOx吸着材と、該NOx吸着材から脱離された
NOxを分解する還元触媒成分とが担持された第１触媒
と、該第１触媒の下流側の排気系に配置され、NOxを還
元する第２触媒とを備えているものとする。
また、請求項２の発明の解決手段は、エンジンの排気
系に触媒が介在されたエンジンの排気ガス浄化装置であ
って、上記触媒は、触媒担体に、所定温度以下でNOxを
吸着し該所定温度以上で吸着したNOxを脱離するNOx吸着
材からなる第１層と、該NOx吸着材から脱離されたNOxを
分解する還元触媒成分からなる第２層とが担持されてな
るものとする。
系に触媒が介在されたエンジンの排気ガス浄化装置であ
って、上記触媒は、触媒担体に、所定温度以下でNOxを
吸着し該所定温度以上で吸着したNOxを脱離するNOx吸着
材からなる第１層と、該NOx吸着材から脱離されたNOxを
分解する還元触媒成分からなる第２層とが担持されてな
るものとする。
ここで、請求項３の発明では、上記請求項１又は２に
おいて、上記還元触媒成分は、ゼオライトに遷移金属を
担持してなるものである。また、請求項４の発明では、
上記請求項３において、上記還元触媒成分は、ゼオライ
トに遷移金属をイオン交換担持してなるものである 更に、請求項５の発明では、上記請求項１又は２にお
いて、上記触媒の上流側の排気系に、排気ガス中に含ま
れるカーボンを酸化させる酸化触媒が配置されているこ
とを特徴とする。また、請求項６の発明では、上記請求
項１又は２において、上記NOx吸着材は、Baを含む酸化
物であることを特徴とする。更に、請求項７の発明で
は、上記請求項２において、上記触媒の下流側の排気系
にNOxを還元する還元触媒が配置されていることを特徴
とする。また、請求項８の発明では、上記請求項１又は
２において、上記還元触媒成分は、上記所定温度付近で
NOxを分解するものであることを特徴とする。
おいて、上記還元触媒成分は、ゼオライトに遷移金属を
担持してなるものである。また、請求項４の発明では、
上記請求項３において、上記還元触媒成分は、ゼオライ
トに遷移金属をイオン交換担持してなるものである 更に、請求項５の発明では、上記請求項１又は２にお
いて、上記触媒の上流側の排気系に、排気ガス中に含ま
れるカーボンを酸化させる酸化触媒が配置されているこ
とを特徴とする。また、請求項６の発明では、上記請求
項１又は２において、上記NOx吸着材は、Baを含む酸化
物であることを特徴とする。更に、請求項７の発明で
は、上記請求項２において、上記触媒の下流側の排気系
にNOxを還元する還元触媒が配置されていることを特徴
とする。また、請求項８の発明では、上記請求項１又は
２において、上記還元触媒成分は、上記所定温度付近で
NOxを分解するものであることを特徴とする。
また、請求項９の発明の解決手段は、エンジンの排気
系に触媒が介在されたエンジンの排気ガス浄化装置であ
って、上記触媒は、触媒担体に、Baから成る酸化物を有
する第１層と、ゼオライトを有しNOxを分解する還元触
媒成分から成る第２層とが担持されてなることを特徴と
する。
系に触媒が介在されたエンジンの排気ガス浄化装置であ
って、上記触媒は、触媒担体に、Baから成る酸化物を有
する第１層と、ゼオライトを有しNOxを分解する還元触
媒成分から成る第２層とが担持されてなることを特徴と
する。
更に、請求項10の発明の解決手段は、触媒担体に、所
定温度以下でNOxを吸着し該所定温度以上で吸着したNOx
を脱離するBaから成る酸化物と、該酸化物から脱離され
たNOxを分解する還元触媒成分とが担持されてなる触媒
を、エンジンの排気系に介在させたエンジンの排気ガス
浄化装置の製造方法であって、上記酸化物と上記還元触
媒成分とを混合してスラリーを生成したのち、該スラリ
ーを上記触媒担体上にコートすることで上記触媒を製造
することを特徴とする。ここで、請求項11の発明では、
上記請求項10において、上記還元触媒成分は、上記所定
温度付近でNOxを分解するものであることを特徴とす
る。
定温度以下でNOxを吸着し該所定温度以上で吸着したNOx
を脱離するBaから成る酸化物と、該酸化物から脱離され
たNOxを分解する還元触媒成分とが担持されてなる触媒
を、エンジンの排気系に介在させたエンジンの排気ガス
浄化装置の製造方法であって、上記酸化物と上記還元触
媒成分とを混合してスラリーを生成したのち、該スラリ
ーを上記触媒担体上にコートすることで上記触媒を製造
することを特徴とする。ここで、請求項11の発明では、
上記請求項10において、上記還元触媒成分は、上記所定
温度付近でNOxを分解するものであることを特徴とす
る。
この場合、上記NOx吸着材としては、BaO−CuOに代表
される複合酸化物を用いるのが適切である。
される複合酸化物を用いるのが適切である。
また、上記還元触媒成分としては、銅イオンに代表さ
れる遷移金属をイオン交換したゼオライト（銅イオン交
換ゼオライト）を用いるのが適切である。このイオン交
換する遷移金属は、Cuをはじめ、Co,Ni,Cr,Fe,Mn,Pt,P
d,Rh,Ru,Ir等も単一または複合の形で使用可能である。
れる遷移金属をイオン交換したゼオライト（銅イオン交
換ゼオライト）を用いるのが適切である。このイオン交
換する遷移金属は、Cuをはじめ、Co,Ni,Cr,Fe,Mn,Pt,P
d,Rh,Ru,Ir等も単一または複合の形で使用可能である。
したがって、エンジンの吸気系に設けられた触媒は、
NOx吸着材および還元触媒成分が担持された触媒担体よ
りなり、NOx吸着材および還元触媒成分の単位当りの熱
容量が小さくなって、NOx吸着材および還元触媒成分へ
の排気ガス温度の伝達が均一に且つ迅速になされる。こ
の場合、NOx吸着材および還元触媒を層状化して上流側
よりNOx吸着材および還元触媒の順で交互に複数組積層
することが考えられるが、このものでは各層間の隔壁が
邪魔になって、排気ガス温度が下流側に順次迅速に伝達
され難いものとなり、触媒担体としてはNOx吸着材およ
び還元触媒成分が分散混在されたもののほうが排気ガス
温度を伝達する上で有利である。
NOx吸着材および還元触媒成分が担持された触媒担体よ
りなり、NOx吸着材および還元触媒成分の単位当りの熱
容量が小さくなって、NOx吸着材および還元触媒成分へ
の排気ガス温度の伝達が均一に且つ迅速になされる。こ
の場合、NOx吸着材および還元触媒を層状化して上流側
よりNOx吸着材および還元触媒の順で交互に複数組積層
することが考えられるが、このものでは各層間の隔壁が
邪魔になって、排気ガス温度が下流側に順次迅速に伝達
され難いものとなり、触媒担体としてはNOx吸着材およ
び還元触媒成分が分散混在されたもののほうが排気ガス
温度を伝達する上で有利である。
また、第２図に例示するように、NOx吸着材と還元触
媒成分とが分散混在して担持する触媒担体のある時間に
おける上流端から下流端までの間の温度分布は図中Ｔで
示す温度分布曲線より得られ、この温度分布曲線Ｔは、
NOx吸着材および還元触媒成分への排気ガス温度の伝達
が均一に且つ迅速になされることから１本で描かれる。
この温度分布曲線Ｔに基づいて、該温度分布曲線Ｔの温
度が400℃以上となる触媒担体位置（触媒担体上流位
置）では、図中αで示すようにNOx吸着材によるNOxの吸
着がなされず離脱を最も活発に行う一方、図中βで示す
ように還元触媒成分によりNOxをN2およびO2などに大量
に分解しNOx分解性能を最も活発化させる。また、温度
分布曲線Ｔの温度が350℃〜400℃となる触媒担体位置
（触媒担体中央位置）では、図中αで示すようにNOx吸
着材に吸着されていたNOxの離脱を始める一方、図中β
で示すように還元触媒成分によるNOx分解性能を存続さ
せている。さらに、温度分布曲線Ｔの温度が350℃以下
となる触媒担体位置（触媒担体下流位置）では、図中α
で示すようにNOx吸着材にNOxを大量に吸着する一方、図
中βで示すように還元触媒成分によるNOx分解性能を残
しつつ次第に衰退し始める。そして、時間の経過に伴っ
て温度分布曲線Ｔが高温側に移行し、各温度域における
触媒担体位置を高温側に推移させて、最終的に温度分布
曲線Ｔの温度が400℃以上となる触媒担体位置まで近付
けることが行われる。これにより、触媒担体による浄化
後のNOx濃度が図中γで示すような特性となり、NOx吸着
材と還元触媒成分との350℃に到達するまでの温度差に
よりN2およびO2などに分解し切れなかったNOxの濃度は
可及的に小さな値となる。
媒成分とが分散混在して担持する触媒担体のある時間に
おける上流端から下流端までの間の温度分布は図中Ｔで
示す温度分布曲線より得られ、この温度分布曲線Ｔは、
NOx吸着材および還元触媒成分への排気ガス温度の伝達
が均一に且つ迅速になされることから１本で描かれる。
この温度分布曲線Ｔに基づいて、該温度分布曲線Ｔの温
度が400℃以上となる触媒担体位置（触媒担体上流位
置）では、図中αで示すようにNOx吸着材によるNOxの吸
着がなされず離脱を最も活発に行う一方、図中βで示す
ように還元触媒成分によりNOxをN2およびO2などに大量
に分解しNOx分解性能を最も活発化させる。また、温度
分布曲線Ｔの温度が350℃〜400℃となる触媒担体位置
（触媒担体中央位置）では、図中αで示すようにNOx吸
着材に吸着されていたNOxの離脱を始める一方、図中β
で示すように還元触媒成分によるNOx分解性能を存続さ
せている。さらに、温度分布曲線Ｔの温度が350℃以下
となる触媒担体位置（触媒担体下流位置）では、図中α
で示すようにNOx吸着材にNOxを大量に吸着する一方、図
中βで示すように還元触媒成分によるNOx分解性能を残
しつつ次第に衰退し始める。そして、時間の経過に伴っ
て温度分布曲線Ｔが高温側に移行し、各温度域における
触媒担体位置を高温側に推移させて、最終的に温度分布
曲線Ｔの温度が400℃以上となる触媒担体位置まで近付
けることが行われる。これにより、触媒担体による浄化
後のNOx濃度が図中γで示すような特性となり、NOx吸着
材と還元触媒成分との350℃に到達するまでの温度差に
よりN2およびO2などに分解し切れなかったNOxの濃度は
可及的に小さな値となる。
（第１実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例に係るガソリンエンジンの排
気ガス浄化装置Ｓを示し、この排気ガス浄化装置Ｓとし
ては、図示しないエンジンの排気系となる排気管１の途
中に設けられた触媒２を備えてなる。該触媒２は、350
℃以下の低温域で排気ガス中に含有されているNOxを吸
着するNOx吸着材３と、350℃付近からの高温域で排気ガ
ス中に含有されているNOxをN2およびO2などに分解するN
Ox分解性能を有する還元触媒成分４とが分散混在して担
持された触媒担体５からなる。この触媒担体５は、排気
管１に一体的に形成された排気ガス浄化装置Ｓのケーシ
ング６内に設けられている。
気ガス浄化装置Ｓを示し、この排気ガス浄化装置Ｓとし
ては、図示しないエンジンの排気系となる排気管１の途
中に設けられた触媒２を備えてなる。該触媒２は、350
℃以下の低温域で排気ガス中に含有されているNOxを吸
着するNOx吸着材３と、350℃付近からの高温域で排気ガ
ス中に含有されているNOxをN2およびO2などに分解するN
Ox分解性能を有する還元触媒成分４とが分散混在して担
持された触媒担体５からなる。この触媒担体５は、排気
管１に一体的に形成された排気ガス浄化装置Ｓのケーシ
ング６内に設けられている。
上記NOx吸着材３の製造方法としては、例えば13.6g秤
量としたCuO粉末と、例えば34.6g秤量したBaCO3粉末と
をボールミルに混合した後、1000℃（600℃〜1000℃）
で焼成して結晶化（酸化物の形にする）する。その後、
粉砕し、バインダー（アルミナスラリー）を10g加えて8
50℃で５時間焼成してNOx吸着材３が作られる。この場
合、完成品の複合酸化物CuO:BaOの比率は1:1となるよう
に調整する。
量としたCuO粉末と、例えば34.6g秤量したBaCO3粉末と
をボールミルに混合した後、1000℃（600℃〜1000℃）
で焼成して結晶化（酸化物の形にする）する。その後、
粉砕し、バインダー（アルミナスラリー）を10g加えて8
50℃で５時間焼成してNOx吸着材３が作られる。この場
合、完成品の複合酸化物CuO:BaOの比率は1:1となるよう
に調整する。
一方、還元触媒成分４の製造方法としては、Si/Al比
が40となるように混合されたシリカゾルとアルミナゾル
との混合物60部に、ゼオライト（Si/Al比は40）粉末100
部及び水60部を加えて充分撹拌し、硝酸アルミニウム溶
液でpHを３〜６とし、ウォッシュコート用スラリーをバ
インダーとして調整しておく。そして、コージェライト
製モノリス状ハニカム担体を水に浸漬し、余分な水を吹
き払った後、上記ウォッシュコート用スラリー（バイン
ダー）に浸漬し、取出した後余分なスラリーを圧縮空気
で吹き払い、80℃で20分乾燥させ、さらにこれを600℃
で１時間電気炉中で焼成する。これにより得られた焼成
体を0.02mol/l程度の低濃度酢酸銅水溶液中に24時間浸
漬し、イオン交換操作を数回繰返して行って担持した
後、150℃で２時間乾燥してイオン交換率143％の銅イオ
ン交換ゼオライト（還元触媒成分４）が作られる。この
場合、第６図に示すように、イオン交換率143％の銅イ
オン交換ゼオライトにより分解された図中Ａで示すNO
は、温度変化に応じて、図中Ｂで示すN2、図中Ｃで示す
O2および図中Ｃで示すN2Oにそれぞれ分解される。ま
た、イオン交換操作を数回繰返して行うことにより浄化
率が高められる。尚、第６図は143％交換Cu−Ｚ触媒上
でのNOの触媒分解を示す図である。
が40となるように混合されたシリカゾルとアルミナゾル
との混合物60部に、ゼオライト（Si/Al比は40）粉末100
部及び水60部を加えて充分撹拌し、硝酸アルミニウム溶
液でpHを３〜６とし、ウォッシュコート用スラリーをバ
インダーとして調整しておく。そして、コージェライト
製モノリス状ハニカム担体を水に浸漬し、余分な水を吹
き払った後、上記ウォッシュコート用スラリー（バイン
ダー）に浸漬し、取出した後余分なスラリーを圧縮空気
で吹き払い、80℃で20分乾燥させ、さらにこれを600℃
で１時間電気炉中で焼成する。これにより得られた焼成
体を0.02mol/l程度の低濃度酢酸銅水溶液中に24時間浸
漬し、イオン交換操作を数回繰返して行って担持した
後、150℃で２時間乾燥してイオン交換率143％の銅イオ
ン交換ゼオライト（還元触媒成分４）が作られる。この
場合、第６図に示すように、イオン交換率143％の銅イ
オン交換ゼオライトにより分解された図中Ａで示すNO
は、温度変化に応じて、図中Ｂで示すN2、図中Ｃで示す
O2および図中Ｃで示すN2Oにそれぞれ分解される。ま
た、イオン交換操作を数回繰返して行うことにより浄化
率が高められる。尚、第６図は143％交換Cu−Ｚ触媒上
でのNOの触媒分解を示す図である。
そして、触媒担体５の混在方法としては、 固形のペレット状の NOx吸着材3;50ccと、固形のペレット状の 還元触媒成分4;50ccとを、同一容器内で混在して存在
体とする。
体とする。
ハニカム状に成形する場合（ｉ）、 ハニカム体の壁面に、 粘性のある液状にしたNOx吸着材３を最初の第１層と
して先ずコートし、 粘性のある液状にした還元触媒成分４を次の第２層と
してコートすることにより混在体とする。
して先ずコートし、 粘性のある液状にした還元触媒成分４を次の第２層と
してコートすることにより混在体とする。
ハニカム状に形成する場合（ii）、 粘性のある液状にしたNOx吸着材３と、粘性のある液
状にした還元触媒成分４とを同一容器内で混合して混合
スラリーを作り、 ハニカム体の壁面に、上記混合スラリーをコートする
ことにより混在体とする。
状にした還元触媒成分４とを同一容器内で混合して混合
スラリーを作り、 ハニカム体の壁面に、上記混合スラリーをコートする
ことにより混在体とする。
また、テスト条件は、 SV（テストガスの空間速度）＝500〜1000（h-1） NO＝500ppm で行う。
したがって、エンジンの吸気管１途中の排気ガス浄化
装置Ｓ（ケーシング６）内に設けられた触媒２、つまり
NOx吸着材３および還元触媒成分４が分散混在して担持
されてなる触媒担体５により、NOx吸着材３および還元
触媒成分４の単位当りの熱容量が小さくなり、NOx吸着
材３および還元触媒成分４への排気ガス温度の伝達が均
一に且つ迅速になされる。この結果、排気ガス浄化装置
Ｓ内におけるNOx吸着材３と還元触媒成分４の温度格差
を可及的に小さくすることができる。
装置Ｓ（ケーシング６）内に設けられた触媒２、つまり
NOx吸着材３および還元触媒成分４が分散混在して担持
されてなる触媒担体５により、NOx吸着材３および還元
触媒成分４の単位当りの熱容量が小さくなり、NOx吸着
材３および還元触媒成分４への排気ガス温度の伝達が均
一に且つ迅速になされる。この結果、排気ガス浄化装置
Ｓ内におけるNOx吸着材３と還元触媒成分４の温度格差
を可及的に小さくすることができる。
また、第２図で説明したように、NOx吸着材３と還元
触媒成分４とが分散混在して担持されてなる触媒担体５
の所定時間における上流端から下流端までの間の温度分
布を示す温度分布曲線Ｔが、NOx吸着材３および還元触
媒成分４への排気ガス温度の伝達を均一に且つ迅速に行
うことから１本で描かれ、この温度分布曲線Ｔに基づい
て、該温度分布曲線Ｔの温度が400℃以上となる触媒担
体位置では、図中αで示すようにNOx吸着材３によるNOx
の吸着がなされず離脱を最も活発に行う一方、図中βで
示すように還元触媒成分４によりNOxをN2,O2およびN2O
などに大量に分解しNOx分解性能を最も活発化させ、時
間の経過に伴って温度分布曲線αが高温側に移行するに
従い，温度分布曲線Ｔの温度が350℃〜400℃となる触媒
担体位置、および350℃以下となる触媒担体位置を高温
側に推移させて、最終的に温度分布曲線Ｔの温度が400
℃以上となる触媒担体位置まで近付けることが行われ
る。これにより、触媒担体５による浄化後のNOx濃度が
図中γで示すような特性となり、NOx吸着材３と還元触
媒成分４との350℃に到達するまでの時間差によりN2,O2
およびN2Oなどに分解し切れなかったNOxの濃度が可及的
に小さな値となり、よって排気ガス浄化装置Ｓの浄化性
能を向上させることができる。
触媒成分４とが分散混在して担持されてなる触媒担体５
の所定時間における上流端から下流端までの間の温度分
布を示す温度分布曲線Ｔが、NOx吸着材３および還元触
媒成分４への排気ガス温度の伝達を均一に且つ迅速に行
うことから１本で描かれ、この温度分布曲線Ｔに基づい
て、該温度分布曲線Ｔの温度が400℃以上となる触媒担
体位置では、図中αで示すようにNOx吸着材３によるNOx
の吸着がなされず離脱を最も活発に行う一方、図中βで
示すように還元触媒成分４によりNOxをN2,O2およびN2O
などに大量に分解しNOx分解性能を最も活発化させ、時
間の経過に伴って温度分布曲線αが高温側に移行するに
従い，温度分布曲線Ｔの温度が350℃〜400℃となる触媒
担体位置、および350℃以下となる触媒担体位置を高温
側に推移させて、最終的に温度分布曲線Ｔの温度が400
℃以上となる触媒担体位置まで近付けることが行われ
る。これにより、触媒担体５による浄化後のNOx濃度が
図中γで示すような特性となり、NOx吸着材３と還元触
媒成分４との350℃に到達するまでの時間差によりN2,O2
およびN2Oなどに分解し切れなかったNOxの濃度が可及的
に小さな値となり、よって排気ガス浄化装置Ｓの浄化性
能を向上させることができる。
尚、第２図中、δは浄化前のNOx濃度を示す。
（変形例） 第３図は上記実施例の変形例を示し、この変形例は、
触媒担体５の他に還元触媒成分よりなる担体を別途に設
けたものである。尚、上記実施例と同一の部分について
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
触媒担体５の他に還元触媒成分よりなる担体を別途に設
けたものである。尚、上記実施例と同一の部分について
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
すなわち、本例では、排気ガス浄化装置Ｓ内における
触媒担体５の直下流側に上記実施例で説明した製造方法
による還元触媒成分４のみを担持した還元触媒担体10を
設けており、触媒２は、触媒担体５および還元触媒担体
10よりなる。
触媒担体５の直下流側に上記実施例で説明した製造方法
による還元触媒成分４のみを担持した還元触媒担体10を
設けており、触媒２は、触媒担体５および還元触媒担体
10よりなる。
この場合、触媒担体５によりN2,O2およびN2Oに分解し
切れなかったNOxが、その触媒担体５直下流側における
還元触媒担体10でN2,O2およびN2Oに確実に分解されるこ
とになり、よって排気ガス浄化装置Ｓの浄化性能をさら
に向上させることができる。
切れなかったNOxが、その触媒担体５直下流側における
還元触媒担体10でN2,O2およびN2Oに確実に分解されるこ
とになり、よって排気ガス浄化装置Ｓの浄化性能をさら
に向上させることができる。
（第２実施例） 第４図は本発明の第２実施例を示し、この実施例は、
ディーゼルエンジンの排気管に排気ガス浄化装置を適用
したものである。尚、上記実施例と同一の部分について
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
ディーゼルエンジンの排気管に排気ガス浄化装置を適用
したものである。尚、上記実施例と同一の部分について
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
すなわち、本例では、排気管１′途中に触媒２′が介
在された排気ガス浄化装置Ｓ′は、該排気ガス浄化装置
Ｓ′内における触媒担体５′の直上流側に、排気ガス中
に含まれるカーボンを酸化させる酸化触媒11が設けられ
ている。
在された排気ガス浄化装置Ｓ′は、該排気ガス浄化装置
Ｓ′内における触媒担体５′の直上流側に、排気ガス中
に含まれるカーボンを酸化させる酸化触媒11が設けられ
ている。
この酸化触媒11は、公知のウォール・フロー・タイプ
のＤ・Ｐ・Ｆ（ディーゼル・パティキュレート・フィル
ター）であって、その上流側に設けられたヒータ12によ
って、排気ガス浄化装置Ｓ′内に排出された排気ガス中
のカーボンを一旦加熱して一部酸化させた後、残りのカ
ーボンを酸化触媒11により酸化させるようにしている。
のＤ・Ｐ・Ｆ（ディーゼル・パティキュレート・フィル
ター）であって、その上流側に設けられたヒータ12によ
って、排気ガス浄化装置Ｓ′内に排出された排気ガス中
のカーボンを一旦加熱して一部酸化させた後、残りのカ
ーボンを酸化触媒11により酸化させるようにしている。
上記酸化触媒11の製造方法としては、アルミナ100部
と市販の硝酸アルミニウム水溶液14部とを水および硝酸
と共にボールミリングすることによりウォッシュコート
スラリーを生成させる。そして、断面積1in2当り約400
の流路を含む0.65のコーディエライトの上下流端が交
互に仕切られたハニカム体13（一体性担体）を上記ウォ
ッシュコートスラリー中に浸漬する。次いで、圧縮空気
でハニカム体13のセル内の過剰液を吹き飛ばし、このハ
ニカム体13を乾燥させて遊離の水を除去する。さらに、
700℃で１時間焼成し、焼成したハニカム体13上に約50
μｍのアルミナをコートして作る。この場合、酸化触媒
11により残りのカーボンが酸化されてCO2に変換され、
排気ガス中のパティキュレートによる，触媒担体５′へ
の目詰まりなどの弊害を防止している。
と市販の硝酸アルミニウム水溶液14部とを水および硝酸
と共にボールミリングすることによりウォッシュコート
スラリーを生成させる。そして、断面積1in2当り約400
の流路を含む0.65のコーディエライトの上下流端が交
互に仕切られたハニカム体13（一体性担体）を上記ウォ
ッシュコートスラリー中に浸漬する。次いで、圧縮空気
でハニカム体13のセル内の過剰液を吹き飛ばし、このハ
ニカム体13を乾燥させて遊離の水を除去する。さらに、
700℃で１時間焼成し、焼成したハニカム体13上に約50
μｍのアルミナをコートして作る。この場合、酸化触媒
11により残りのカーボンが酸化されてCO2に変換され、
排気ガス中のパティキュレートによる，触媒担体５′へ
の目詰まりなどの弊害を防止している。
また、本例においても、排気ガス浄化装置Ｓ′内にお
ける触媒担体５′の直下流側に上記実施例で説明した製
造方法による還元触媒成分４′のみを担持してなる還元
触媒担体10′を設けており、触媒２′は、酸化触媒11,
触媒担体５′および還元触媒担体10′よりなる。
ける触媒担体５′の直下流側に上記実施例で説明した製
造方法による還元触媒成分４′のみを担持してなる還元
触媒担体10′を設けており、触媒２′は、酸化触媒11,
触媒担体５′および還元触媒担体10′よりなる。
したがって、この実施例では、触媒担体５′の直上流
側に設けた酸化触媒11によりカーボンをCO2に変換しつ
つ、触媒担体５′へのパティキュレートにより弊害を防
止するとともに、触媒担体５′によりN2,O2およびN2Oに
分解し切れなかったNOxを還元触媒担体10′（還元触媒
成分４′）でN2,O2およびN2Oに確実に分解してディーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置Ｓ′としての浄化性能を
効果的に向上させている。
側に設けた酸化触媒11によりカーボンをCO2に変換しつ
つ、触媒担体５′へのパティキュレートにより弊害を防
止するとともに、触媒担体５′によりN2,O2およびN2Oに
分解し切れなかったNOxを還元触媒担体10′（還元触媒
成分４′）でN2,O2およびN2Oに確実に分解してディーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置Ｓ′としての浄化性能を
効果的に向上させている。
尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、その他種々の変形例を包含するものである。例え
ば、上記各実施例では、排気管１途中の排気ガス浄化装
置Ｓ（Ｓ′）のケーシング２（２′）内に触媒担体５
（５′）を設けたが、エンジンの排気系に触媒担体を設
けることによって排気ガス浄化装置が構成されるように
しても良い。
く、その他種々の変形例を包含するものである。例え
ば、上記各実施例では、排気管１途中の排気ガス浄化装
置Ｓ（Ｓ′）のケーシング２（２′）内に触媒担体５
（５′）を設けたが、エンジンの排気系に触媒担体を設
けることによって排気ガス浄化装置が構成されるように
しても良い。
（発明の効果） 以上の如く、本発明におけるエンジンの排気ガス浄化
装置によれば、エンジンの吸気系における,NOx吸着材お
よび還元触媒成分を担持した触媒担体により、NOx吸着
材および還元触媒成分の単位当りの熱容量が小さくなっ
てNOx吸着材および還元触媒成分への排気ガス温度の伝
達を均一且つ迅速にし、排気ガス浄化装置内においてNO
x吸着材から脱離されるNOxを確実に分解することができ
る。
装置によれば、エンジンの吸気系における,NOx吸着材お
よび還元触媒成分を担持した触媒担体により、NOx吸着
材および還元触媒成分の単位当りの熱容量が小さくなっ
てNOx吸着材および還元触媒成分への排気ガス温度の伝
達を均一且つ迅速にし、排気ガス浄化装置内においてNO
x吸着材から脱離されるNOxを確実に分解することができ
る。
第１図は本発明の実施例に係る排気ガス浄化装置の縦断
側面図である。また、第２図ないし第６図は変形例を示
し、第２図は触媒担体の所定の温度分布状態時における
NOx吸着材および還元触媒成分の特性を示す説明図、第
３図および第４図はそれぞれ第１図相当図、第５図はBa
O−CuOの温度に対する吸着特性図、第６図はNOの温度に
対する分解特性図である。 2,2′……触媒 3,3′……NOx吸着材 4,4′……還元触媒成分 5,5′……触媒担体 S,S′……排気ガス浄化装置
側面図である。また、第２図ないし第６図は変形例を示
し、第２図は触媒担体の所定の温度分布状態時における
NOx吸着材および還元触媒成分の特性を示す説明図、第
３図および第４図はそれぞれ第１図相当図、第５図はBa
O−CuOの温度に対する吸着特性図、第６図はNOの温度に
対する分解特性図である。 2,2′……触媒 3,3′……NOx吸着材 4,4′……還元触媒成分 5,5′……触媒担体 S,S′……排気ガス浄化装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/86,53/94 B01J 21/00 - 38/74 F01N 3/24 F01N 3/28
Claims (11)
- 【請求項１】エンジンの排気系に触媒が介在されたエン
ジンの排気ガス浄化装置であって、 上記触媒は、 触媒担体に、所定温度以下でNOxを吸着し、該所定温度
以上で吸着したNOxを脱離するNOx吸着材と、該NOx吸着
材から脱離されたNOxを分解する還元触媒成分とが担持
された第１触媒と、 該第１触媒の下流側の排気系に配置され、NOxを還元す
る第２触媒と を備えていることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化
装置。 - 【請求項２】エンジンの排気系に触媒が介在されたエン
ジンの排気ガス浄化装置であって、 上記触媒は、触媒担体に、所定温度以下でNOxを吸着し
該所定温度以上で吸着したNOxを脱離するNOx吸着材から
なる第１層と、該NOx吸着材から脱離されたNOxを分解す
る還元触媒成分からなる第２層とが担持されてなること
を特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】上記還元触媒成分は、ゼオライトに遷移金
属を担持してなるものである請求項１又は２記載のエン
ジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】上記還元触媒成分は、ゼオライトに遷移金
属をイオン交換担持してなるものである請求項３記載の
エンジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項５】請求項１又は２記載のエンジンの排気ガス
浄化装置において、上記触媒の上流側の排気系に、排気
ガス中に含まれるカーボンを酸化させる酸化触媒が配置
されていることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装
置。 - 【請求項６】請求項１又は２記載のエンジンの排気ガス
浄化装置において、上記NOx吸着材は、Baを含む酸化物
であることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項７】請求項２記載のエンジンの排気ガス浄化装
置において、上記触媒の下流側の排気系にNOxを還元す
る還元触媒が配置されていることを特徴とするエンジン
の排気ガス浄化装置。 - 【請求項８】請求項１又は２記載のエンジンの排気ガス
浄化装置において、上記還元触媒成分は、上記所定温度
付近でNOxを分解するものであることを特徴とするエン
ジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項９】エンジンの排気系に触媒が介在されたエン
ジンの排気ガス浄化装置であって、 上記触媒は、触媒担体に、Baから成る酸化物を有する第
１層と、ゼオライトを有しNOxを分解する還元触媒成分
から成る第２層とが担持されてなることを特徴とするエ
ンジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項１０】触媒担体に、所定温度以下でNOxを吸着
し該所定温度以上で吸着したNOxを脱離するBaから成る
酸化物と、該酸化物から脱離されたNOxを分解する還元
触媒成分とが担持されてなる触媒を、エンジンの排気系
に介在させたエンジンの排気ガス浄化装置の製造方法で
あって、 上記酸化物と上記還元触媒成分とを混合してスラリーを
生成したのち、該スラリーを上記触媒担体上にコートす
ることで上記触媒を製造することを特徴とするエンジン
の排気ガス浄化装置の製造方法。 - 【請求項１１】請求項10記載のエンジンの排気ガス浄化
装置の製造方法において、上記還元触媒成分は、上記所
定温度付近でNOxを分解するものであることを特徴とす
るエンジンの排気ガス浄化装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261099A JP3014733B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | エンジンの排気ガス浄化装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261099A JP3014733B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | エンジンの排気ガス浄化装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04141218A JPH04141218A (ja) | 1992-05-14 |
| JP3014733B2 true JP3014733B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17357070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2261099A Expired - Fee Related JP3014733B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | エンジンの排気ガス浄化装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014733B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6148148A (en) | 1989-02-28 | 2000-11-14 | Photostar Limited | Automatic photobooth with electronic imaging camera |
| US7209585B2 (en) | 2001-06-14 | 2007-04-24 | Sony Corporation | Picture image generation and printed material production apparatus, and a method thereof |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3899534B2 (ja) * | 1995-08-14 | 2007-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | ディーゼル機関の排気浄化方法 |
| JP4774573B2 (ja) * | 2000-04-11 | 2011-09-14 | 株式会社明電舎 | 排ガス処理方法及びその装置 |
| GB0013609D0 (en) * | 2000-06-06 | 2000-07-26 | Johnson Matthey Plc | Emission control |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01159029A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Toyota Motor Corp | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
| JPH07114902B2 (ja) * | 1987-12-22 | 1995-12-13 | 株式会社豊田中央研究所 | 可燃性微粒子及び窒素酸化物除去用フィルター |
| JP2562702B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1996-12-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 排気ガス浄化用触媒 |
| JPH0698270B2 (ja) * | 1990-05-11 | 1994-12-07 | 工業技術院長 | 窒素酸化物の除去方法 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2261099A patent/JP3014733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6148148A (en) | 1989-02-28 | 2000-11-14 | Photostar Limited | Automatic photobooth with electronic imaging camera |
| US6298197B1 (en) | 1989-02-28 | 2001-10-02 | Photostar Limited | Automatic photobooth with electronic imaging camera |
| US7209585B2 (en) | 2001-06-14 | 2007-04-24 | Sony Corporation | Picture image generation and printed material production apparatus, and a method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04141218A (ja) | 1992-05-14 |
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