JP3108919B2 - 窒素酸化物の放出を減少する排気ガス浄化装置 - Google Patents

窒素酸化物の放出を減少する排気ガス浄化装置

Info

Publication number
JP3108919B2
JP3108919B2 JP11162840A JP16284099A JP3108919B2 JP 3108919 B2 JP3108919 B2 JP 3108919B2 JP 11162840 A JP11162840 A JP 11162840A JP 16284099 A JP16284099 A JP 16284099A JP 3108919 B2 JP3108919 B2 JP 3108919B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
ammonia
nitrogen oxides
rich
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11162840A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000027634A (ja
Inventor
ブリギツテ・コンラード
ベルント・クルツチユ
デイルク・フオイクトランデル
Original Assignee
ダイムラークライスラー・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイムラークライスラー・アクチエンゲゼルシヤフト filed Critical ダイムラークライスラー・アクチエンゲゼルシヤフト
Publication of JP2000027634A publication Critical patent/JP2000027634A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3108919B2 publication Critical patent/JP3108919B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9481—Catalyst preceded by an adsorption device without catalytic function for temporary storage of contaminants, e.g. during cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/2073—Selective catalytic reduction [SCR] with means for generating a reducing substance from the exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/911—NH3-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/25—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an ammonia generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、濃厚な排気ガス組
成では適当な排気ガス成分からアンモニアを発生する第
１の触媒装置と、第１の触媒装置の後に接続される第２
の触媒装置とを持ち、第２の触媒装置が、濃厚な排気ガ
ス組成では第１の触媒装置により発生されるアンモニア
を一時貯蔵し、希薄な排気ガス組成では排気ガスに含ま
れる窒素酸化物に、一時貯蔵されているアンモニアを還
元材として使用して還元反応を受けさせる、窒素酸化物
の放出を減少する排気ガス浄化装置に関する。ここで″
濃厚な排気ガス組成″及び″希薄な排気ガス組成″とい
う概念は、濃厚運転即ち排気ガスを燃焼過程の理論比よ
り上にある燃料比率で生じる排気ガスの組成、及び希薄
運転即ち理論比より下にある燃料比率で生じる排気ガス
比率を意味する。このような排気ガス浄化装置は、自動
車機関の窒素酸化物放出を低く保つため、例えばこのよ
うな機関のために使用可能である。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車内燃機関について、窒素酸
化物の放出を少なくするため内燃機関を交互に希薄運転
及び濃厚運転で運転し、付属する排気ガス浄化装置に１
つ又は複数の並列な窒素酸化物吸着触媒を設け、希薄運
転段階ではこの触媒が窒素酸化物を吸着し、濃厚運転段
階では再び脱着して、排気ガス再循環又は他の技術によ
り窒素酸化物を減少することは公知である。
【０００３】更に供給される排気ガスに含まれる窒素酸
化物を窒素に還元するため、窒素酸化物還元剤を外部か
ら添加する排気ガス浄化装置も公知である。
【０００４】最初にあげた種類の排気ガス浄化装置は欧
州特許出願公開第０７７３３５４号明細書に記載されて
おり、そこでは内燃機関の排気ガスの浄化に用いられ
る。アンモニアを発生する触媒装置は三元触媒により形
成され、この三元触媒は、濃厚運転では排気ガスに含ま
れている窒素酸化物及び水素からアンモニアを合成す
る。こうして発生されるアンモニアは後に接続される触
媒装置において吸着され、それにより一時貯蔵される。
内燃機関の希薄運転の時間に三元触媒は、排気ガスに含
まれる窒素酸化物を後に接続される第２の触媒装置へ通
し、そこでアンモニアが再び遊離されて、還元反応用の
還元剤として用いられ、この還元反応により窒素酸化物
がアンモニアを酸化しながら窒素に変換される。両方の
触媒装置は、前記の機能を果たすための適当な触媒材料
例えば三元触媒用のパラジウム（Ｐｄ）又はセリウム
（Ｃｅ）、及び銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、白金（ｐ
ｔ）、パラジウム（Ｐｄ）及び／又はロジウム（Ｒｈ）
で被覆されるゼオライト、酸化珪素、酸化アルミニウム
及び／又は酸化チタンの材料を、アンモニアを吸着しか
つ酸化する触媒装置のために含んでいる。希薄運転にお
いて一時貯蔵されているアンモニアが使い果たされる
と、濃厚運転へ切換えられる。この装置の難点は、濃厚
運転では著しく少ない窒素酸化物が排気ガスに含まれ、
従ってそれに応じて少ないアンモニアが発生されるか、
又は特定のかなりの量のアンモニアを得るため、燃料消
費に関しては不利な濃厚運転を比較的長い間行わねばな
らないことである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】自動車機関排気ガスの
ような燃焼廃ガスの窒素酸化物含有量を効果的にかつ比
較的僅かな費用で減少し、燃焼過程をできるだけ高い希
薄運転比率で行う、最初にあげた種類の排気ガス浄化装
置の提供が、技術的問題として本発明の基礎になってい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１の特
徴を持つ排気ガス浄化装置の提供によってこの問題を解
決する。この装置では、濃厚な排気ガス組成では適当な
排気ガス成分からアンモニアを発生する触媒装置の前
に、希薄な排気ガス組成では排気ガスに含まれる窒素酸
化物を一時貯蔵しかつ濃厚な排気ガス組成では前もって
一時貯蔵されている窒素酸化物を再び遊離する触媒装置
が接続されている。前に接続されるこの触媒装置は、例
えば従来の窒素酸化物吸着触媒により形成することがで
き、希薄な排気ガス組成では排気ガスに含まれる窒素酸
化物を吸着し、濃厚な排気ガス組成では吸着されている
窒素酸化物を再び脱着する。この触媒装置において、希
薄な排気ガス即ち濃厚燃焼運転におけるより著しく多く
の窒素酸化物が生じる燃焼過程の希薄運転では、比較的
多量の窒素酸化物が一時貯蔵可能である。この触媒装置
が一時貯蔵される窒素酸化物で飽和されると、引続く希
薄運転では、排気ガスに含まれる窒素酸化物が、希薄運
転においてほぼ受動的なままでありかつアンモニアを発
生する触媒装置を通って、アンモニアを一時貯蔵する触
媒装置へ達し、そこで一時貯蔵されかつ還元剤として作
用するアンモニアを遊離しながら窒素に還元される。濃
厚な排気ガス組成即ち燃料に富んだ理論比以上の混合気
で行われる燃焼過程では、先行する希薄運転中に上流の
触媒装置に一時貯蔵されていた窒素酸化物が遊離され、
続く触媒装置においてアンモニアの発生に利用され、そ
れからこのアンモニアが下流の触媒装置において一時貯
蔵される。
【０００７】希薄運転において濃厚運転におけるより著
しく多い量で生じて一時貯蔵されるこの窒素酸化物の利
用により、濃厚燃焼を行うそれぞれの段階において適当
な量のアンモニアを発生して一時貯蔵し、それに続く希
薄運転段階において効果的な窒素酸化物還元のために利
用することができる。全体としてこれは、高い希薄運転
比率従ってそれに応じて少ない燃料消費での運転を可能
にする。
【０００８】本発明の有利な実施例が図面に示されてお
り、以下に説明される。
【０００９】
【実施例】図には例えば自動車機関のような内燃機関１
が概略的に示され、その排気系に排気ガス浄化装置が組
込まれ、図示するように３つの前後に直列接続される触
媒装置２，３，４及びここでは関係ないので図示してな
い別の構成素子を必要に応じて含んでいる。３つの触媒
装置は、流れ方向に見て窒素酸化物吸着触媒２、この後
に接続されるアンモニア発生触媒３及びそれに続くアン
モニア吸着触媒４である。３つの触媒装置２，３，４は
従来の構造であり、それぞれ果たすべき機能に適した触
媒材料を含んでいるが、これは上記の従来技術から公知
であり、従ってこれ以上説明しない。アンモニアを発生
する触媒装置３のために例えば白金触媒材料を使用する
ことができる。濃厚運転においてアンモニアを吸着しか
つ希薄運転において窒素酸化物を還元するのに用いられ
る触媒装置４は、例えば従来のいわゆるＳＣＲ（選択触
媒還元）触媒により形成することができ、このＳＣＲ触
媒において窒素酸化物は選択触媒還元反応を受け、その
際アンモニアが存在すると還元剤として作用する。この
ようなＳＣＲ触媒は充分なアンモニア一時貯蔵能力を持
っている。図に基いて、希薄運転される機関１及び濃厚
運転される機関１における３つの触媒装置２，３，４の
種々の機能を以下に説明する。
【００１０】図１は希薄運転段階中の状況を示してい
る。この希薄運転では機関１は理論比以下の燃料比率即
ち酸素に富んで運転される。その結果生じる希薄な排気
ガス組成は比較的多量の窒素酸化物を含んでいる。窒素
酸化物に富む排気ガスは窒素酸化物吸着触媒２へ達し、
この触媒２が著しい量の窒素酸化物を吸着し、従って一
時貯蔵することができる。窒素酸化物がこの触媒２によ
り吸着されない場合、特に触媒２がその窒素酸化物貯蔵
能力に達した場合、窒素酸化物は排気ガスと共に、この
希薄運転段階では受動的なままであるアンモニア発生触
媒３を更に通って、続く触媒装置４へ達する。この触媒
装置４において、先行する濃厚運転段階中に吸着され従
って一時貯蔵されていたアンモニアが脱着されて、還元
剤として作用し、それにより排気ガスに含まれる窒素酸
化物が窒素に還元される。この反応の際同時にアンモニ
アが酸化される。この触媒装置４から出る排気ガス５
は、従って窒素酸化物を除去されている。
【００１１】図２は、機関の濃厚運転の段階即ち理論比
以上の燃料比率を持つ運転を示している。この運転態様
では、希薄運転に比較して少ない窒素酸化物比率が機関
排気ガス中に生じる。濃厚運転段階中に窒素酸化物吸着
触媒２は脱着運転で動作し、それにより先行する希薄運
転段階中にこの触媒に一時貯蔵されていた窒素酸化物の
少ない排気ガス流と共に次のアンモニア発生触媒装置３
へ達する。この触媒装置３は、濃厚運転中に能動的にア
ンモニアを発生する装置として作用し、供給される排気
ガスに含まれている成分から、特に窒素酸化物及び濃厚
な排気ガス中に存在する水素を利用して、アンモニアを
合成する。このアンモニア発生のため、この濃厚運転段
階で機関１から放出される窒素酸化物のみならず、先行
する希薄運転中に機関１の多量の窒素酸化物放出により
窒素酸化物吸着触媒２に一時貯蔵されていた窒素酸化物
も付加的に利用されるので、それに応じて多くのアンモ
ニアが得られ、それから後に接続される触媒装置４にお
いて吸着により一時貯蔵され、従って次の希薄運転段階
のために窒素酸化物還元用還元剤として利用可能であ
る。
【００１２】図示した３つの触媒装置２，３，４の１つ
又は複数、又は３つの触媒装置２，３，４の上流、下流
及び／又は中間に設けることができる付加的な排気ガス
浄化素子へ、必要に応じて従来の方式の別の排気ガス浄
化機能を与えることができるのは明らかである。更に窒
素酸化物吸着触媒２の貯蔵能力とアンモニア吸着触媒４
の貯蔵能力とを互いに合わせて、濃厚運転段階中に一時
貯蔵される窒素酸化物を使用して触媒装置３中に発生さ
れるほぼ全部のアンモニアを、アンモニア吸着触媒４に
より一時貯蔵できることも明らかである。
【００１３】上記の説明から明らかなように、機関１が
交互に濃厚運転段階及び希薄運転段階で運転されると、
それに付属する排気ガス浄化装置のため、高い希薄運転
比率で連続的に少ない窒素酸化物放出で機関１を運転す
ることができる。なぜならば、前もって窒素酸化物吸着
触媒２に一時貯蔵された窒素酸化物が遊離され、この触
媒２を使用して後に接続される触媒装置３において適当
な量のアンモニアが発生されるまで、機関の濃厚運転を
維持しさえすればよいからである。このために必要な時
間は、窒素酸化物吸着触媒２を使用することなく同じ量
のアンモニアを発生するために必要な時間より著しく短
い。なぜならば、窒素酸化物触媒２は、濃厚運転される
機関１より速く特定量の窒素酸化物を利用可能にするか
らである。更に強調すべきことは、本発明による排気ガ
ス浄化装置では、例えば排気系へのアンモニアの外部か
らの噴射により窒素還元剤の外部供給は必ずしも必要で
なく、いずれにせよ付加的な補助手段とみなされること
である。
【００１４】従って有利な実施例の上記の説明からわか
るように、本発明による排気ガス浄化装置は、例えば内
燃機関又は暖房装置のような燃焼装置の燃料消費にとっ
て最適な運転を僅かな窒素酸化物で可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】希薄運転段階にある付属の排気ガス浄化装置を
持つ内燃機関の概略的なブロツクダイヤグラムである。
【図２】濃厚運転段階にある図１の排気ガス浄化装置を
持つ内燃機関の概略的なブロツクダイヤグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ (72)発明者 デイルク・フオイクトランデル ドイツ連邦共和国コルンタール−ミユン ヒンゲン・ヴアイリムドルフエル・シユ トラーセ７ (56)参考文献 特開 平９−249472（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−133032（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−30117（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−365920（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−131118（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−4522（ＪＰ，Ａ) 特表 平11−511226（ＪＰ，Ａ) 特表 平11−511227（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／17532（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/38 B01D 53/86 B01D 53/94

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ガス浄化装置であって、濃厚な排気
    ガス組成では適当な排気ガス成分からアンモニア（ＮＨ
    ３）を発生する第１の触媒装置（３）と、第１の触媒装
    置（３）の後に接続される第２の触媒装置（４）とを持
    ち、第２の触媒装置（４）が、濃厚な排気ガス組成では
    第１の触媒装置（３）により発生されるアンモニアを一
    時貯蔵し、希薄な排気ガス組成では排気ガスに含まれる
    窒素酸化物（ＮＯｘ）に、一時貯蔵されているアンモニ
    アを還元剤として使用して還元反応を受けさせるものに
    おいて、第１の触媒装置（３）の前に接続される第３の
    触媒装置（２）が、希薄な排気ガス組成では排気ガスに
    含まれる窒素酸化物を一時貯蔵し、濃厚な排気ガス組成
    では前もって一時貯蔵されている窒素酸化物を再び遊離
    することを特徴とする、窒素酸化物の放出を減少する排
    気ガス浄化装置。
JP11162840A 1998-05-09 1999-05-07 窒素酸化物の放出を減少する排気ガス浄化装置 Expired - Fee Related JP3108919B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19820828A DE19820828B4 (de) 1998-05-09 1998-05-09 Stickoxidemissionsmindernde Abgasreinigungsanlage
DE19820828.6 1998-05-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000027634A JP2000027634A (ja) 2000-01-25
JP3108919B2 true JP3108919B2 (ja) 2000-11-13

Family

ID=7867243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11162840A Expired - Fee Related JP3108919B2 (ja) 1998-05-09 1999-05-07 窒素酸化物の放出を減少する排気ガス浄化装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6176079B1 (ja)
EP (1) EP0957242B1 (ja)
JP (1) JP3108919B2 (ja)
DE (2) DE19820828B4 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547514U (ja) * 1991-11-28 1993-06-25 株式会社ニフコ フロアマット取付用のクリップ
JPH0587318U (ja) * 1991-12-02 1993-11-26 株式会社ニフコ クリップ

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5972254A (en) * 1996-12-06 1999-10-26 Sander; Matthew T. Ultra-thin prestressed fiber reinforced aerogel honeycomb catalyst monoliths
DE19802631C1 (de) * 1998-01-24 1999-07-22 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Einrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors
US6182443B1 (en) * 1999-02-09 2001-02-06 Ford Global Technologies, Inc. Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent
DE19922961C2 (de) * 1999-05-19 2003-07-17 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit interner Ammoniakerzeugung zur Stickoxidreduktion
DE19949046B4 (de) * 1999-10-11 2005-09-01 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit interner Erzeugung und Zwischenspeicherung von Ammoniak sowie Betriebsverfahren hierfür
DE10054877A1 (de) * 2000-11-06 2002-05-29 Omg Ag & Co Kg Abgasreinigungsanlage für die selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden unter mageren Abgasbedingungen und Verfahren zur Abgasreinigung
DE10104160B4 (de) * 2001-01-30 2008-07-10 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungsmotor
DE10124549A1 (de) 2001-05-19 2002-11-28 Degussa Verfahren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden mit Ammoniak im mageren Abgas eines Verbrennungsprozesses
DE10128414A1 (de) * 2001-06-12 2002-12-19 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Reduktionsmittelversorgung
DE10131588B8 (de) * 2001-07-03 2013-11-14 Daimler Ag Betriebsverfahren für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche einen Stickoxid-Speicherkatalysator und stromab einen SCR-Katalysator aufweist, sowie Verwendung des SCR-Katalysators zur Entfernung von Schwefelwasserstoff
DE10201016A1 (de) 2002-01-11 2003-07-24 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage und Brennkraftmaschine
US20050229900A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-20 Caterpillar Inc. Combustion engine including exhaust purification with on-board ammonia production
US7552583B2 (en) * 2004-11-08 2009-06-30 Caterpillar Inc. Exhaust purification with on-board ammonia production
US7332135B2 (en) * 2002-10-22 2008-02-19 Ford Global Technologies, Llc Catalyst system for the reduction of NOx and NH3 emissions
US6732507B1 (en) * 2002-12-30 2004-05-11 Southwest Research Institute NOx aftertreatment system and method for internal combustion engines
DE10300298A1 (de) 2003-01-02 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
DE10306366A1 (de) 2003-02-15 2004-08-26 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE10315593B4 (de) 2003-04-05 2005-12-22 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
DE10335785A1 (de) * 2003-08-05 2005-03-10 Umicore Ag & Co Kg Katalysatoranordnung und Verfahren zur Reinigung des Abgases von mager betriebenen Verbrennungsmotoren
DE10349876A1 (de) 2003-10-25 2005-05-25 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
US7490464B2 (en) 2003-11-04 2009-02-17 Basf Catalysts Llc Emissions treatment system with NSR and SCR catalysts
JP4347076B2 (ja) * 2004-01-30 2009-10-21 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4526831B2 (ja) 2004-02-16 2010-08-18 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8087235B2 (en) * 2004-04-16 2012-01-03 Hte Aktiengesellschaft The High Throughput Experimentation Company Process for the removal of harmful substances from exhaust gases of combustion engines and catalyst for carrying out said process
DE102004058210A1 (de) * 2004-12-02 2006-06-14 Hte Ag The High Throughput Experimentation Company Katalysator zur Entfernung von Schadstoffen aus Abgasen von Verbrennungsmotoren
DE102004018648A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-10 Hte Ag The High Throughput Experimentation Company Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden mit einem Abgasnachbehandlungssystem
US20070003455A1 (en) * 2004-04-19 2007-01-04 Honda Motor Co., Ltd. Exhaust purifying device for internal combustion engine
US7117669B2 (en) * 2004-05-05 2006-10-10 Eaton Corporation Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system
US20050247050A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Eaton Corporation Adsorption based ammonia storage and regeneration system
US7213395B2 (en) * 2004-07-14 2007-05-08 Eaton Corporation Hybrid catalyst system for exhaust emissions reduction
US20070227143A1 (en) * 2004-11-08 2007-10-04 Robel Wade J Exhaust purification with on-board ammonia production
US20060201139A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Navin Khadiya Emission abatement systems and methods
US7251929B2 (en) 2005-07-07 2007-08-07 Eaton Corporation Thermal management of hybrid LNT/SCR aftertreatment during desulfation
US20070012032A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Eaton Corporation Hybrid system comprising HC-SCR, NOx-trapping, and NH3-SCR for exhaust emission reduction
US7371353B2 (en) * 2005-08-31 2008-05-13 Caterpillar Inc. Exhaust purification with on-board ammonia production
US7485272B2 (en) * 2005-11-30 2009-02-03 Caterpillar Inc. Multi-stage system for selective catalytic reduction
US7805929B2 (en) * 2005-12-21 2010-10-05 Caterpillar Inc Selective catalytic reduction system
US7490462B2 (en) * 2006-02-21 2009-02-17 Caterpillar Inc. Turbocharged exhaust gas recirculation system
US7464540B2 (en) * 2006-05-31 2008-12-16 Caterpillar Inc. Ammonia producing engine utilizing oxygen separation
US7562522B2 (en) * 2006-06-06 2009-07-21 Eaton Corporation Enhanced hybrid de-NOx system
JP4463248B2 (ja) * 2006-07-31 2010-05-19 本田技研工業株式会社 ＮＯｘ低減化システムの制御方法
US20080022666A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Driscoll James J Balanced partial two-stroke engine
US20080053071A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Karen Adams System and Method for Reducing NOx Emissions
US8173574B2 (en) * 2006-09-20 2012-05-08 Basf Corporation Catalysts to reduce NOx in an exhaust gas stream and methods of preparation
US7759280B2 (en) * 2006-09-20 2010-07-20 Basf Corporation Catalysts, systems and methods to reduce NOX in an exhaust gas stream
US7943548B2 (en) * 2006-09-20 2011-05-17 Basf Corporation Catalysts to reduce NOx in an exhaust gas stream and methods of preparation
US7950226B2 (en) 2007-05-14 2011-05-31 Eaton Corporation LNT-SCR system optimized for thermal gradient
JP4941111B2 (ja) * 2007-06-01 2012-05-30 マツダ株式会社 排ガス浄化装置
JP4983491B2 (ja) * 2007-09-05 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
WO2010088327A2 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Basf Catalysts Llc Catalyst for producing ammonia from hydrocarbon and nitrogen oxides
US9662611B2 (en) 2009-04-03 2017-05-30 Basf Corporation Emissions treatment system with ammonia-generating and SCR catalysts
US8178064B2 (en) * 2009-05-11 2012-05-15 Basf Corporation Treatment of power utilities exhaust
JP4893876B2 (ja) * 2010-03-15 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8677734B2 (en) * 2010-04-19 2014-03-25 GM Global Technology Operations LLC Method of producing ammonia effective to control aftertreatment conditions of NOx emissions
CN103184941B (zh) * 2013-04-15 2015-10-28 清华大学 一种天然气发动机及其燃烧方法
EP2985068A1 (de) 2014-08-13 2016-02-17 Umicore AG & Co. KG Katalysator-System zur Reduktion von Stickoxiden
US10378408B1 (en) * 2018-03-26 2019-08-13 Caterpillar Inc. Ammonia generation and storage systems and methods
JP7044045B2 (ja) * 2018-12-07 2022-03-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5611198A (en) * 1994-08-16 1997-03-18 Caterpillar Inc. Series combination catalytic converter
US5783160A (en) * 1995-01-27 1998-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for purifying combustion exhaust gas
ES2144779T3 (es) 1995-11-09 2000-06-16 Toyota Motor Co Ltd Procedimiento y dispositivo que permite purificar los gases de escape de un motor.
JPH09133032A (ja) * 1995-11-10 1997-05-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
WO1997019262A1 (en) * 1995-11-17 1997-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and device for purifying exhaust gas of engine
JP3713831B2 (ja) * 1996-04-19 2005-11-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547514U (ja) * 1991-11-28 1993-06-25 株式会社ニフコ フロアマット取付用のクリップ
JPH0587318U (ja) * 1991-12-02 1993-11-26 株式会社ニフコ クリップ

Also Published As

Publication number Publication date
DE19820828A1 (de) 1999-11-18
DE59900369D1 (de) 2001-12-06
DE19820828B4 (de) 2004-06-24
EP0957242A2 (de) 1999-11-17
JP2000027634A (ja) 2000-01-25
EP0957242B1 (de) 2001-10-31
EP0957242A3 (de) 2000-01-26
US6176079B1 (en) 2001-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3108919B2 (ja) 窒素酸化物の放出を減少する排気ガス浄化装置
JP4710866B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3702544B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US7361320B2 (en) Exhaust gas purification unit with reducing agent supply
US9810118B2 (en) Catalyst system for the reduction of NOx and NH3 emissions
US6662552B1 (en) Exhaust-gas cleaning system and method with internal ammonia generation, for the reduction of nitrogen oxides
EP1674682B1 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
JPH0559942A (ja) コールドｈｃ吸着除去装置
US20070003455A1 (en) Exhaust purifying device for internal combustion engine
JP4244648B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP5131393B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
WO2005064130A1 (en) Device and process for removing nitrogen oxides from the exhaust gas of internal combustion engines with the aid of catalytically generated ammonia
JP5196024B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3107294B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JP5168410B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US11686236B1 (en) Device for the reduction of ammonia and nitrogen oxides emissions
JP2010031820A (ja) 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化触媒装置
JPH06146869A (ja) エンジン排ガス浄化装置
WO2012046333A1 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2000093794A (ja) 内燃機関の排ガス浄化用ＮＯｘ吸着触媒
JP2006138213A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2002115534A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JPH11333256A (ja) 排気ガス浄化方法
JP2009041422A (ja) 排気ガス浄化装置
JP2000027632A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914

Year of fee payment: 8

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090914

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090914

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees