JP3777632B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3777632B2 JP3777632B2 JP24300395A JP24300395A JP3777632B2 JP 3777632 B2 JP3777632 B2 JP 3777632B2 JP 24300395 A JP24300395 A JP 24300395A JP 24300395 A JP24300395 A JP 24300395A JP 3777632 B2 JP3777632 B2 JP 3777632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- amount
- gas purification
- weight ratio
- 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
Links
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 45
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 79
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910018967 Pt—Rh Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの排気ガス浄化装置として、該エンジンの排気通路に排気ガス中のHC(炭化水素)、NOx(窒素酸化物)及びCO(一酸化炭素)を同時に浄化する三元触媒を設けたものは一般に知られている。例えば、特開平4−22707号公報には、メタル担体上にPt、Pd及びRhを担持させるとともに、該メタル担体の前側においてPt、Pd及びRhの上にCu/ゼオライト構造のウォッシュコート層を形成したものが記載されている。このものはPt、Pd及びRhによって三元触媒機能を得るとともに、前側のCu/ゼオライト層によって空燃比リーン時のNOxの浄化率を高めようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のPtを主成分とする三元触媒は、空間速度(以下、必要に応じて、これをSV値という)が100000h-1以下であるときは排気ガス温度が低くとも比較的高いHC浄化率を示すが、該SV値がそれよりも高くなると、期待する低温活性が得られず、HC浄化率が低くなるという問題がある。従って、エンジン冷間時のHC浄化率を高めるべく、電気ヒータ付きの触媒を別途設け、該電気ヒータをエンジンによって駆動される発電機で作動させるようにした場合、該電気ヒータの作動に必要な電力の確保のためにエンジン回転数が高くなって排気ガス量が増大し、期待するほどにはHC浄化率が高くならない。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題に対して種々の実験・研究を行なった結果、活性種Ptは上記SV値の高低によって浄化特性が大きく変化するものの、活性種Pdは上記SV値の高低にあまり影響されないこと、従って、活性種の主成分をPdとする触媒と上記電気ヒータ付き触媒とを組み合わせれば、この電気ヒータの作動によって排気ガス流量が多くなっても、つまりはSV値が高くなってもHC浄化率が大きく低下することがないことを見出だし、本発明を完成するに至ったものである。以下、特許請求の範囲の各請求項に係る発明について具体的に説明する。
【0005】
<請求項1に係る発明>
この発明は、エンジンの排気通路に該エンジンによって駆動される発電機から電気の供給を受ける電気ヒータ付きの第1触媒が設けられているとともに、該第1触媒よりも下流側の排気通路に、Pdを主成分として含有しRhを副成分として含有する第2触媒が設けられていることを特徴とする排気ガス浄化装置である。
【0006】
当該発明において、第2触媒の活性種Pdは触媒低温時における排気ガス中の主としてHC及びCOの浄化に寄与し、活性種Rhは排気ガス中のNOxの分解及び触媒の耐熱性向上に寄与する。しかして、エンジン始動時や外気温が低い時のように触媒温度が低いときに、第1触媒の電気ヒータを作動させると、エンジン回転数が上昇して排気ガス量が増大しSV値が高くなる。しかし、上記第2触媒の活性種PdはSV値の高低の影響をそれほど受けないから、電気ヒータを作動させたにも拘らずHC浄化率が大きく低下してしまうことがない。
【0007】
<請求項2に係る発明>
この発明は、上記請求項1に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒がさらにPtを副成分として含有することを特徴とする。
【0008】
当該発明においては、Ptを活性種として含むから触媒温度が高いときのHC浄化率の向上に有利になる。
【0009】
<請求項3に係る発明>
この発明は、上記請求項1に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒のPd担持量とRh担持量との重量比Pd/Rhが
5≦Pd/Rh≦30であることを特徴とする。
【0010】
上記Pdは活性種の主成分であり、その量が相対的に少なければ高SV値時に高いHC浄化率を確保することが難しくなり、また、その量が高くなり過ぎてもHC浄化率の大きな向上は望めない。そのために、当該発明では上記重量比
Pd/Rhを上記範囲に定めているものである。
【0011】
<請求項4に係る発明>
この発明は、上記請求項2に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒のPt担持量及びRh担持量の合計とPd担持量との重量比Pd/(Pt+Rh)が15/4≦Pd/(Pt+Rh)≦51/4であることを特徴とする。
【0012】
当該発明は、活性種としてPd、Pt及びRhの3種を含む場合のこれら活性種の重量比を規定したものであり、上記請求項3に係る発明と同様の趣旨から
Pd/(Pt+Rh)を上記範囲に定めているものである。
【0013】
<請求項5に係る発明>
この発明は、上記請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒における空間速度が200000h-1以下であることを特徴とする。
【0014】
上記請求項1乃至請求項4の各発明においては、200000h-1という高いSV値であっても所期の効果を奏する。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、電気ヒータ付きの第1触媒の下流側に第2触媒を設けた排気ガス浄化装置において、該第2触媒の活性種の主成分をPdとしたから、エンジン冷間時など触媒温度が低いときに電気ヒータの作動によってエンジン回転数が上昇し、排気ガス量が増大してSV値が高くなっても、所期の高いHC浄化率を確保することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
<排気ガス浄化装置の構成>
図1に示す自動車エンジンの排気ガス浄化装置において、1はエンジンの排気管、2は自動車のアンダーフロア(車室床下)において排気管1に接続された触媒コンバータであり、該触媒コンバータ2に電気ヒータ付きの第1触媒3、電気ヒータを備えない第2触媒4及び第3触媒5,5が上流側から順に収容されている。
【0017】
上記第1触媒3の触媒本体は、ハニカム状担体(メタル担体)に、Pt及びRhを担持したアルミナ層が形成されてなるものであり、この触媒本体にエンジンによって駆動される発電機から電気の供給を受ける電気ヒータが付設されている。上記触媒本体は、担体の容量が0.04L、活性種Pt及びRhの担持量の重量比がPt:Rh=5:1であり、PtとRhとを合わせた担持量が1.6g/L(担体1Lあたり1.6g)である。
【0018】
上記第2触媒4は、コージェライト製のハニカム状モノリス担体に、Pd、
Pt及びRhを担持したアルミナ層が形成されてなるものである。この担体の容量は0.4L、活性種Pd、Pt及びRhの担持量の重量比がPd:Pt:Rh=26:3:1であり、これらの活性種を合わせた担持量が8.0g/Lである。
【0019】
上記第3触媒5,5は、コージェライト製のハニカム状モノリス担体に、Pt及びRhを担持したアルミナ層が形成されてなるものである。この担体の容量は当該2つの触媒5,5を合わせて2.3L、活性種Pt及びRhの担持量の重量比がPt:Rh=5:1であり、これらの活性種を合わせた担持量が1.6g/Lである。
【0020】
<上記排気ガス浄化装置の評価>
排気量2500ccのV型6気筒エンジンの排気通路に上記排気ガス浄化装置を接続し、自動車をY1モードで運転し、SV=100000h-1のときのHC浄化率と、SV=200000h-1(上記第2触媒4として容量0.2Lのものを用いることによって、SV=200000h-1とした)のときのHC浄化率とを測定した。また、比較のために、上記第2触媒4の活性種をPt及びRhとし、その重量比をPt:Rh=5:1、Pt及びRhを合わせた担持量を1.6g/Lとする他は上記実施例と同じ構成とした排気ガス浄化装置について、同様の測定を行なった。結果は表1に示されている。
【0021】
【表1】
【0022】
実施例の場合はSV=100000h-1のときとSV=200000h-1のときのHC浄化率の差が小さいのに対し、比較例ではその差が大きい。これから、第2触媒4においてPdを主活性種として採用すると、SV値の影響をあまり受けず、高いHC浄化率が得られることがわかる。
【0023】
<第2触媒の種類についての検討>
上記第2触媒4の最適な活性種の組み合わせを検討するために、次の例1〜例3の触媒を準備し、SV=50000〜300000h-1の範囲でのT50(浄化率が50%に達するようになる触媒温度)を測定することによって、触媒の低温度域におけるHC浄化特性を評価した。結果は表2及び図2に示されている。同表において、低下率はSV=53000h-1でのT50を基準として他のSV値でのT50がどれほど低くなったかを表わす。
【0024】
−例1−
活性種;Pd及びRh
重量比;Pd:Rh=10:1
担持量;Pd+Rh=2.0g/L
−例2−
活性種;Pd、Pt及びRh
重量比;Pd:Pt:Rh=26:3:1
担持量;Pd+Pt+Rh=8.0g/L
−例3−
活性種;Pt及びRh
重量比;Pt:Rh=5:1
担持量;Pt+Rh=1.6g/L
【0025】
【表2】
【0026】
表2によれば、例1及び例2の各触媒は例3の触媒に比べてT50の低下率が小さい。また、T50は例2の触媒が最も低く、これに例1及び例3の各触媒が続いている。この点は図2をみればさらに明らかであり、例3の触媒ではSV値の上昇に従ってT50が比例的に上昇しているのに対し、例1及び例2の各触媒ではSV=203000h-1まではT50の上昇が緩やかであり、その後にT50が大きく上昇している。この結果から、Pdを主活性種とするとSVの高低によるT50の変動が小さくなること、Pdを活性種とし且つPd−Pt−Rhの3成分系とするとSV値が相当高い領域まで低いT50を実現することができることがわかる。
【0027】
<例2及び例3のC200,C300,C400について>
上記例2触媒(Pd-Pt-Rh系)について、C200、C300及びC400(それぞれ触媒温度200℃、300℃及び400℃のときのHC浄化率)を測定し、上記例3触媒についてC300及びC400を測定した。結果は図3に示されている。
【0028】
同図によれば、例2触媒は、C300では低SV値から高SV値の全範囲にわたって例3触媒よりもHC浄化率が高く、且つ高SVになるほど両者の差が大きくなっている。また、C400という高温においても、SV値が高くなると、例2触媒のHC浄化率と例3触媒のHC浄化率とに差が出ている。この結果から、例2触媒のように活性種の主成分をPdとすると、高SV値において高いHC浄化率が得られること、特に触媒温度が低いときのHC浄化率の向上に有効であることがわかる。
【0029】
<例1の触媒における貴金属比の検討>
上記第2触媒として上記例1の触媒を用いる場合のPd担持量とRh担持量との好ましい重量比を検討した。すなわち、PdとRhとを合わせた担持量を
2.0g/Lに固定し、その重量比を種々に変えてSV=50000〜300000h-1の範囲でのT50を測定した。結果は図4に示されている。
【0030】
同図によれば、重量比Pd/Rhが大きくなるに従ってT50が低くなり、また、SV値の上昇に伴うT50の上昇度が緩やかになっている。そして、同図から、当該重量比の範囲を2≦Pd/Rh≦30とすることが高SV値でのHCの浄化に有効であること、5≦Pd/Rh≦30がさらに好適であることがわかる。
【0031】
<例2の触媒における貴金属比の検討>
上記第2触媒として上記例2の触媒を用いる場合のPd、Pt及びRhの各担持量の好ましい重量比を検討した。すなわち、これら3種の活性種を合わせた担持量を8.0g/Lに固定し、且つPt担持量とRh担持量との重量比を
Pt/Rh=3に固定し、Pd担持量とPt及びRhを合わせた担持量との重量比Pd/(Pt+Rh)を種々に変えてSV=50000〜300000h-1の範囲でのT50を測定した。結果は図5に示されている。
【0032】
同図によれば、重量比Pd/(Pt+Rh)が大きくなるに従ってT50が低くなり、また、SV値200000h-1強までは該SV値の上昇に伴うT50の上昇度が緩やかになっている。そして、同図から、当該重量比の範囲を
8/4≦Pd/(Pt+Rh)≦51/4とすることが高SV値でのHCの浄化に有効であること、15/4≦Pd/(Pt+Rh)≦51/4がさらに好適であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の触媒構造を示す断面図
【図2】活性種が互いに異なる各触媒のHC浄化性能(T50)のSV特性を示すグラフ図
【図3】活性種が互いに異なる各触媒のHC浄化性能(C200,C300,C400)のSV特性を示すグラフ図
【図4】Pd/Rh比が互いに異なる各Pd−Rh系触媒のHC浄化性能のSV特性を示すグラフ図
【図5】Pd/(Pt+Rh)比が互いに異なる各Pd−Pt−Rh系触媒のHC浄化性能のSV特性を示すグラフ図
【符号の説明】
1 エンジンの排気管
2 触媒コンバータ
3 電気ヒータ付きの第1触媒
4 第2触媒
5 第3触媒
Claims (5)
- エンジンの排気通路に該エンジンによって駆動される発電機から電気の供給を受ける電気ヒータ付きの第1触媒が設けられているとともに、該第1触媒よりも下流側の排気通路に、Pdを主成分として含有しRhを副成分として含有する第2触媒が設けられていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
- 請求項1に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒がさらにPtを副成分として含有することを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 請求項1に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒のPd担持量とRh担持量との重量比Pd/Rhが
5≦Pd/Rh≦30であることを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 請求項2に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒のPt担持量及びRh担持量の合計とPd担持量との重量比Pd/(Pt+Rh)が15/4≦Pd/(Pt+Rh)≦51/4であることを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒における空間速度が200000h-1以下であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24300395A JP3777632B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24300395A JP3777632B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0985054A JPH0985054A (ja) | 1997-03-31 |
JP3777632B2 true JP3777632B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=17097449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24300395A Expired - Fee Related JP3777632B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3777632B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP4236488B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2009-03-11 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010089004A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化触媒 |
JP6319241B2 (ja) * | 2015-09-11 | 2018-05-09 | マツダ株式会社 | 発電機駆動用エンジン搭載の自動車 |
JP6278029B2 (ja) * | 2015-10-30 | 2018-02-14 | マツダ株式会社 | 発電機駆動用エンジン搭載の自動車 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP24300395A patent/JP3777632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0985054A (ja) | 1997-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2020034001A (ja) | 三元触媒及びscr触媒を有する、ガソリン燃焼エンジン用触媒システム | |
US20080081762A1 (en) | Catalyst For Purifying Exhaust Gases | |
WO2004076037A1 (en) | Method of removing nitrogen oxides from the exhaust gas of a lean-burn internal combustion engine and exhaust-gas purification system therefor | |
US10408102B2 (en) | Oxidation catalyst device for exhaust gas purification | |
JP2000509657A (ja) | ディーゼルエンジンの排ガス清浄化のための触媒系 | |
JPH11267504A (ja) | 排ガス浄化用触媒体とそれを用いた排ガス浄化システム | |
JP3777632B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
JP3791947B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH08332350A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP3282344B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
CN105050691B (zh) | 具有改善的NOx转化率的SCR催化转化器 | |
JP2701433B2 (ja) | 排気浄化触媒 | |
JPS6268544A (ja) | 排気ガス浄化用モノリス触媒 | |
JP4459346B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPH0838898A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP2001514718A (ja) | リーン−バーン内燃機関用の排気制御機構 | |
JPH0999217A (ja) | 排ガス浄化システム | |
JP3353480B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒システム | |
JP3295989B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPH1142417A (ja) | 排ガス浄化システム | |
JPH09313893A (ja) | 排気ガス浄化用触媒およびその製造方法 | |
JPH0525543B2 (ja) | ||
JPH10159545A (ja) | 内燃機関の排ガス浄化装置 | |
JPH0871424A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPH06142520A (ja) | 炭化水素吸着触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050502 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050627 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090310 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120310 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |