JP5584487B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5584487B2 JP5584487B2 JP2010030840A JP2010030840A JP5584487B2 JP 5584487 B2 JP5584487 B2 JP 5584487B2 JP 2010030840 A JP2010030840 A JP 2010030840A JP 2010030840 A JP2010030840 A JP 2010030840A JP 5584487 B2 JP5584487 B2 JP 5584487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- honeycomb
- side end
- plugged
- exhaust gas
- honeycomb structure
- 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.)
- Active
Links
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 59
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 295
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 103
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 61
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 46
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 114
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 28
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 22
- 239000002585 base Substances 0.000 description 19
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 16
- 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 15
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 11
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 9
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 6
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002276 dielectric drying Methods 0.000 description 4
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 4
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical class O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- -1 hydroxypropoxyl Chemical group 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical class [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical class O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Chemical class 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical class [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2422—Mounting of the body within a housing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
- B01D46/2429—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the honeycomb walls or cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
図1に示すように、本発明の排気ガス浄化装置100は、第1流入側端面2から第1流出側端面3まで貫通し流体の流路となる複数のセル4を区画形成する多孔質の隔壁5を有する第1ハニカム基材6、及びこの第1ハニカム基材6に担持された三元触媒を有し、セル4の両端部は開口しているハニカム触媒体10と、第2流入側端面12から第2流出側端面13まで貫通し流体の流路となる複数のセル14を区画形成する多孔質の隔壁15を有する第2ハニカム基材16、及びこの第2ハニカム基材16の第2流出側端面13における所定のセル14aの開口部と第2流入側端面12における残余のセル14bの開口部とを目封止するように配設された目封止部8を有する目封止ハニカム構造体20と、ハニカム触媒体10と目封止ハニカム構造体20とを収納し、排気ガスG1が流入する流入口22及び浄化された排気ガスG2が流出する流出口23を有する缶体30と、を備えているものである。
ハニカム触媒体10において、第1ハニカム基材6は、図1及び図2に示すように、第1流入側端面2から第1流出側端面3まで貫通し流体の流路となる複数のセル4を区画形成する多孔質の隔壁5を有するハニカム形状のものである。ハニカム触媒体10に区画形成されているセル4は、第1流入側端面2から第1流出側端面3まで流体の流路が確保されている(目封止部が形成されてセル4が塞がれていない)。そのため、ハニカム触媒体10の隔壁5に多量の三元触媒を担持させたとしても、流体(排気ガス)の流れを妨げ難くなっており圧力損失の増加が少ない。従って、三元触媒の単位体積当りの担持量を増やすことが可能である。なお、ハニカム触媒体10中において、三元触媒の単位体積当りの担持量は、均一であってもよいが、第1流入側端面2側の端部に担持させる三元触媒の単位体積当りの担持量をその他の部分に担持させる三元触媒の担持量よりも多くすることが好ましい。一方、第1流入側端面2側の端部に担持させる三元触媒の単位体積当りの担持量をその他の部分に担持させる三元触媒の担持量よりも少なくすると、流体の流入側の端部(第1流入側端面2側の端部)における触媒反応に起因して生じる熱量が不足するため昇温速度が低下する。従って、触媒の活性温度に到達するまでに時間がかかり排気ガスの浄化性能が十分でなくなるおそれがある。三元触媒の単位体積当りの担持量をその他の部分に担持させる三元触媒の担持量よりも多くすると、第1流入側端面2側の端部は、その他の部分に比べて、触媒反応に起因して生じる熱量が増加するため、多くの三元触媒を、エンジン始動後の早い段階で触媒活性温度に到達させることができる。図2は、図1に示す排気ガス浄化装置100を構成するハニカム触媒体10の第1流出側端面2を模式的に示す平面図である。
三元触媒とは、主に炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOX)を浄化する触媒のことをいう。例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)を含む触媒を挙げることができる。この三元触媒により、炭化水素は水と二酸化炭素に、一酸化炭素は二酸化炭素に、窒素酸化物は窒素に、それぞれ酸化または還元によって浄化される。
目封止ハニカム構造体20において、第2ハニカム基材16は、図1及び図4に示すように、第2流入側端面12から第2流出側端面13まで貫通し流体の流路となる複数のセル14を区画形成する多孔質の隔壁15を有するハニカム形状のものである。図4は、図1に示す排気ガス浄化装置100を構成する目封止ハニカム構造体20の第2流出側端面12を模式的に示す平面図である。
目封止ハニカム構造体20には、触媒が担持されてもよいし、触媒が担持されなくてもよいが、触媒を担持させる場合、触媒の単位体積当りの担持量が、ハニカム触媒体10の隔壁5に担持された三元触媒の単位体積当りの担持量よりも少ないことが必要である。このように触媒の単位体積当りの担持量を調節することによって、触媒反応に起因して生じる熱量を大きくすることができる。即ち、排気ガスの浄化に最低限必要な量の触媒(三元触媒を含む)を使用することとした場合、目封止ハニカム構造体20とハニカム触媒体10とに均一に触媒(三元触媒を含む)を担持させることもできる。しかしながら、ハニカム触媒体10の隔壁5に担持させる三元触媒の比率を大きくする方が、触媒反応に起因して生じる熱量が大きくなるため、ハニカム触媒体10の昇温速度が速くなる。従って、エンジン始動後の早い段階で、即ち、エンジン運転開始直後から短い時間で、触媒(三元触媒を含む)が活性温度に到達し易くなる。更に、ハニカム触媒体10で昇温された排気ガスの熱を、ハニカム触媒体20を昇温させることにも利用することができる。
目封止ハニカム構造体20に配設される目封止部8は、セラミック原料、水またはアルコール、及び有機バインダを含む目封止材から作製することができ、セラミック原料としては、第2ハニカム基材16(第2ハニカム基材16の隔壁15)の原料として用いられるセラミック原料と同じであることが好ましい。これにより、焼成時に、目封止部8が隔壁15と強固に結合するようになる。
缶体30は、特に限定されるものではなく、自動車排気ガス等の排気ガス浄化用のセラミックハニカムフィルタを収納するために通常用いられるものを用いることができる。缶体30の材質としては、フェライト系ステンレス鋼等の金属を挙げることができる。缶体30の大きさは、ハニカム触媒体10と目封止ハニカム構造体20とにクッション材40を巻きつけた状態で圧入できる大きさであることが好ましい。缶体30としては、100〜300mm程度の長さのものを用いることが好ましい。
次に、本発明の排気ガス浄化装置の製造方法について説明する。本発明の排気ガス浄化装置の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下の方法を挙げることができる。
ハニカム触媒体形成工程で用いる第1ハニカム基材は、以下のようにして作製することができる。まず、成形原料を混練して坏土とする。次に、得られた坏土をハニカム形状に押出成形して第1ハニカム成形体を得る。次に、得られた第1ハニカム成形体を焼成することによって第1ハニカム基材を得ることができる。
目封止ハニカム構造体形成工程で用いる第2ハニカム成形体は、以下のようにして作製することができる。坏土を、下記条件を満たすようにハニカム形状に押出成形して第2ハニカム成形体を得る。
組立工程において、ハニカム触媒体及び目封止ハニカム構造体の外周をそれぞれクッション材で覆った後、クッション材で覆われた状態のハニカム触媒体及び目封止ハニカム構造体をそれぞれ缶体内に配置する。このとき、ハニカム触媒体及び目封止ハニカム構造体が缶体内に圧縮された状態で収納されることが好ましい。クッション材としては、セラミック繊維製マット等を挙げることができる。このようにして缶体内でハニカム触媒体及び目封止ハニカム構造体が移動することを防止することができる。
[ハニカム触媒体の作製](ハニカム触媒体形成工程)
まず、コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用し、コージェライト化原料100質量部に、分散媒を35質量部、有機バインダを6質量部、分散剤を0.5質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。分散媒として水を使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。
まず、コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用し、コージェライト化原料100質量部に、造孔材を13質量部、分散媒を35質量部、有機バインダを6質量部、分散剤を0.5質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径1〜10μmのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。造孔材としては、発砲樹脂、吸水性樹脂等を用いることもできる。造孔材の粒子径と量を適宜コントロールすることにより、隔壁の細孔径と気孔率がコントロール可能である。
各実施例及び比較例で得られた排気ガス浄化装置を、排気量2.0リットルの直噴式ガソリンエンジンを搭載した乗用車の排気系に装着する。その後、シャシダイナモによる車両試験として、欧州規制運転モードの運転条件にて運転した際における排気ガス中の、一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物のエミッションを測定してエミッション値を得る。得られたエミッション値を、欧州EURO5規制値と比較して、全ての成分(一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物)のエミッションが規制値を下回った場合を合格「A」とし、規制値を下回らなかった場合を不合格「B」とする。なお、本評価結果を、表2中、「浄化率(CO,HC,NOX)」と示す。
排気量2.0リットルの直噴式ガソリンエンジンを搭載した乗用車の排気系に、各実施例及び比較例で得られた排気ガス浄化装置を装着する。その後、シャシダイナモによる車両試験として、欧州規制運転モードの運転条件にて運転した際における排気ガス中のPMの排出個数を、欧州EURO6規制案に沿った方法で測定する。なお、上記PMの排出個数が6×1011個/km以下の場合は、欧州EURO6規制案の条件を満たしている。なお、本評価結果を、表2中、「PM排出(個/km)」と示す。
排気量2.0リットルの直噴式ガソリンエンジンの台上試験において、まず、排気系に、セル密度93セル/cm2,隔壁の厚さ(リブ厚)0.076mm,直径105.7mm,長手方向の長さ114mmのフロースルー型のハニカム構造体を装着する。そのときのエンジンフルロード運転時の圧力損失を測定し、これを基準値とする。一方、各実施例及び比較例で得られた排気ガス浄化装置を排気系に装着した後、上記同様のエンジンフルロード条件における圧力損失を測定する。その後、上記基準値に対して、圧力損失の増加量が10kPa未満である場合を合格「A」とし、圧力損失の増加量が10kPa以上である場合を不合格「B」とする。なお、本評価結果を、表2中、「圧損」と示す。
上記[浄化率]、[PM個数エミッション]、及び[圧力損失]の各評価のうち、全ての評価が合格「A」(但し、[PM個数エミッション]については、PMの排出個数が6×1011個/km以下の場合)であるときには合格「A」とし、1つでも不合格「B」の評価(但し、[PM個数エミッション]については、PMの排出個数が6×1011個/km超の場合)があるとき、不合格「B」とした。
表1に示す、直径、長さ、L1/D1、セル密度、リブ厚、気孔率、セル開口率、細孔径、触媒担持量、貴金属量としたこと以外は、実施例1と同様にして、各ハニカム触媒体を得た。そして、表1に示す、直径、長さ、L2/D2、セル密度、リブ厚、気孔率、セル開口率、細孔径としたこと以外は、実施例1と同様にして、各目封止ハニカム構造体を得た。その後、実施例1と同様にして、各排気ガス浄化装置(実施例2〜4、6〜10、12〜16、18〜22、24〜27、参考例5、11、17、23、比較例1〜3の排気ガス浄化装置)を作製した。作製した排気ガス浄化装置について、実施例1の場合と同様に、上記方法で「浄化率」、「PM個数エミッション」、「圧力損失」、及び「総合判断」を評価した。結果を表2に示す。
[ハニカム触媒体の作製](ハニカム触媒体形成工程)
実施例1と同様のハニカム触媒体を作製して本実施例のハニカム触媒体とした。なお、表3中、「ハニカム触媒体」の欄における、「長さ」は、ハニカム触媒体の中心軸方向の長さを示し、「L1/D1」は、ハニカム触媒体における流入側端面の直径D1に対する中心軸方向の長さL1の比の値を示し、「リブ厚」は、第1ハニカム基材の隔壁の厚さを示し、「細孔径」は、平均細孔径を示す。
まず、コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用し、コージェライト化原料100質量部に、造孔材を13質量部、分散媒を35質量部、有機バインダを6質量部、分散剤を0.5質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径1〜10μmのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。造孔材としては、発砲樹脂、吸水性樹脂等を用いることもできる。造孔材の粒子径と量を適宜コントロールすることにより、隔壁の細孔径と気孔率がコントロール可能である。
表3に示す、直径、長さ、L1/D1、セル密度、リブ厚、セル開口率、気孔率、細孔径、触媒担持量、貴金属量としたこと以外は、実施例1と同様にして、各ハニカム触媒体を得た。また、表3に示す、直径、長さ、L2/D2、セル密度、リブ厚、セル開口率、気孔率、細孔径、触媒担持量、貴金属量としたこと以外は、実施例28と同様にして、各目封止ハニカム触媒体を得た。その後、実施例1と同様にして、各排気ガス浄化装置(実施例29〜31、33〜37、39〜43、45〜49、51〜54、参考例32、38、44、50、比較例4〜11の排気ガス浄化装置)を作製した。作製した排気ガス浄化装置について、実施例1の場合と同様に、上記方法で「浄化率」、「PM個数エミッション」、「圧力損失」、及び「総合判断」を評価した。結果を表4に示す。
Claims (6)
- 第1流入側端面から第1流出側端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する第1ハニカム基材、及び前記第1ハニカム基材に担持された三元触媒を有し、前記セルの両端部は開口しているハニカム触媒体と、
第2流入側端面から第2流出側端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する第2ハニカム基材、及び前記第2ハニカム基材の前記第2流出側端面における所定のセルの開口部と前記第2流入側端面における残余のセルの開口部とを目封止するように配設された目封止部を有する目封止ハニカム構造体と、
前記ハニカム触媒体と前記目封止ハニカム構造体とを収納し、排気ガスが流入する流入口及び浄化された排気ガスが流出する流出口を有する缶体と、を備え、
前記ハニカム触媒体は、前記第1流入側端面が前記缶体の前記流入口側に向くように前記缶体の前記流入口側に配置され、前記目封止ハニカム構造体は、前記第2流出側端面が前記缶体の前記流出口側に向くように前記缶体の前記流出口側に配置されており、
前記目封止ハニカム構造体の中心軸方向の長さに対する前記ハニカム触媒体の中心軸方向の長さの比の値が、0.1〜0.5であり、
前記目封止ハニカム構造体には、触媒が担持され且つ前記触媒の単位体積当りの担持量が、前記ハニカム触媒体に担持された前記三元触媒の単位体積当りの担持量よりも少なく、前記目封止ハニカム構造体に担持される触媒の単位体積当りの担持量が、10〜120g/Lであり、
前記第1ハニカム基材のセル密度が、前記第2ハニカム基材のセル密度よりも大きく、
前記ハニカム触媒体の前記第1流入側端面における開口率が、前記目封止ハニカム構造体の前記第2流入側端面における開口率よりも大きく、
前記ハニカム触媒体の直径は、前記目封止ハニカム構造体の直径と同じであるか、または、前記目封止ハニカム構造体の直径よりも小さく、
前記ハニカム触媒体に担持された前記三元触媒の単位体積当りの担持量は、200〜400g/Lであり、
前記第1ハニカム基材は、前記隔壁の厚さが50.8〜101.6μmであり、前記第1流入側端面の直径D 1 に対する中心軸方向の長さL 1 の比の値が0.1〜0.4である排気ガス浄化装置。 - 前記第1ハニカム基材の前記隔壁の気孔率は、前記第2ハニカム基材の前記隔壁の気孔率よりも小さい請求項1に記載の排気ガス浄化装置。
- 前記ハニカム触媒体の直径は、前記目封止ハニカム構造体の直径の50〜80%である請求項1または2に記載の排気ガス浄化装置。
- 前記第1ハニカム基材は、セル密度が32〜186個/cm2であり、前記隔壁の気孔率が20〜50%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
- 前記第2ハニカム基材は、前記隔壁の厚さが127〜508μmであり、セル密度が7.7〜46.5個/cm2であり、前記隔壁の気孔率が35〜80%であり、前記第2流入側端面の直径D2に対する中心軸方向の長さL2の比の値が0.5〜1.5であり、前記隔壁の平均細孔径が7〜40μmである請求項1〜4のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
- 前記ハニカム触媒体と前記目封止ハニカム構造体との間の距離が、1〜20mmである請求項1〜5のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010030840A JP5584487B2 (ja) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | 排気ガス浄化装置 |
EP11250154.9A EP2380649B1 (en) | 2010-02-16 | 2011-02-11 | Exhaust gas purifying device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010030840A JP5584487B2 (ja) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011167581A JP2011167581A (ja) | 2011-09-01 |
JP5584487B2 true JP5584487B2 (ja) | 2014-09-03 |
Family
ID=44509800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010030840A Active JP5584487B2 (ja) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2380649B1 (ja) |
JP (1) | JP5584487B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017048775A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 日本碍子株式会社 | 排ガス処理装置、触媒の昇温方法、ハニカム構造体の再生方法、及びアッシュ除去方法 |
EP3144048A1 (en) | 2015-09-18 | 2017-03-22 | NGK Insulators, Ltd. | Exhaust gas purifying device |
DE112018005176T5 (de) | 2017-11-03 | 2020-06-10 | Denso Corporation | Abgasreinigungsvorrichtung |
US10781733B2 (en) | 2015-11-25 | 2020-09-22 | Yanmar Power Technology Co., Ltd. | Engine device |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5916487B2 (ja) * | 2012-04-05 | 2016-05-11 | 住友化学株式会社 | ハニカム構造体 |
JP6026342B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-11-16 | 日本碍子株式会社 | 流体浄化装置および流体浄化方法 |
JP6279368B2 (ja) * | 2014-03-18 | 2018-02-14 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化装置 |
JP2016160847A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 株式会社デンソー | 排気浄化装置 |
JP6702823B2 (ja) * | 2015-09-18 | 2020-06-03 | 日本碍子株式会社 | 排気ガス浄化装置 |
US20190153923A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-23 | Jumbomaw Technology Co., Ltd. | Two-sectioned back-pressured catalytic converter |
JP7011951B2 (ja) * | 2018-02-27 | 2022-01-27 | イビデン株式会社 | 排ガス浄化システム |
CN115717561A (zh) * | 2018-09-28 | 2023-02-28 | 康明斯排放处理公司 | 用于动态控制过滤效率和燃料经济性的系统和方法 |
JP7002504B2 (ja) * | 2019-07-29 | 2022-02-04 | 株式会社Soken | 排ガス浄化フィルタ |
JP7406416B2 (ja) * | 2020-03-18 | 2023-12-27 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
CN112843917A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-28 | 毕泗红 | 一种新能源汽车空气过滤器 |
CN113565607B (zh) * | 2021-08-31 | 2022-06-03 | 吉林大学 | 一种三元催化转化器防堵塞结构 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5948723A (en) * | 1996-09-04 | 1999-09-07 | Engelhard Corporation | Layered catalyst composite |
JP4279497B2 (ja) | 2002-02-26 | 2009-06-17 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタ |
JP3827157B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2006-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
JP2005016470A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
JP2007098274A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Ibiden Co Ltd | 多孔質ハニカム構造体及びそれを利用した排ガス浄化装置 |
WO2008126321A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Ibiden Co., Ltd. | 排ガス浄化システム |
JP5150132B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2013-02-20 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタシステム |
-
2010
- 2010-02-16 JP JP2010030840A patent/JP5584487B2/ja active Active
-
2011
- 2011-02-11 EP EP11250154.9A patent/EP2380649B1/en active Active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017048775A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 日本碍子株式会社 | 排ガス処理装置、触媒の昇温方法、ハニカム構造体の再生方法、及びアッシュ除去方法 |
US10166500B2 (en) | 2015-09-04 | 2019-01-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Exhaust gas treating device, temperature raising method of catalyst, regeneration method of honeycomb structure, and ash removing method |
DE102016010598B4 (de) | 2015-09-04 | 2024-02-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Vorrichtung zur Behandlung von Abgas, Verfahren zur Temperaturerhöhung bei einem Katalysator, Verfahren zur Regenerierung einer Wabenstruktur und Verfahren zur Entfernung von Asche |
EP3144048A1 (en) | 2015-09-18 | 2017-03-22 | NGK Insulators, Ltd. | Exhaust gas purifying device |
US9932873B2 (en) | 2015-09-18 | 2018-04-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Exhaust gas purifying device |
US10781733B2 (en) | 2015-11-25 | 2020-09-22 | Yanmar Power Technology Co., Ltd. | Engine device |
DE112018005176T5 (de) | 2017-11-03 | 2020-06-10 | Denso Corporation | Abgasreinigungsvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2380649A1 (en) | 2011-10-26 |
EP2380649B1 (en) | 2015-04-08 |
JP2011167581A (ja) | 2011-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5584487B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
JP5548470B2 (ja) | ハニカム触媒体 | |
JP5390438B2 (ja) | ハニカム触媒体 | |
JP4355506B2 (ja) | 触媒担持フィルタ及びこれを用いた排ガス浄化システム | |
JP5726414B2 (ja) | 触媒担持フィルタ、及び排ガス浄化システム | |
JP5379039B2 (ja) | 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 | |
JP5813965B2 (ja) | ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 | |
JP5563844B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
WO2005037405A1 (ja) | ハニカム構造体 | |
JP5409070B2 (ja) | 排ガス浄化装置の製造方法及び排ガス浄化装置 | |
JP5498828B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
JPWO2012046484A1 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP5096978B2 (ja) | ハニカム触媒体 | |
JP5031647B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
JP5506220B2 (ja) | セラミックハニカム構造体 | |
CN110314706B (zh) | 催化剂负载用蜂窝结构体及其制造方法 | |
JP6602028B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
JP2014148924A (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP5749940B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
EP2221099B1 (en) | Honeycomb structure | |
JP2013227882A (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP6265877B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
JP5261425B2 (ja) | コージェライトのハニカム構造体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130903 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140408 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140521 |
|
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: 20140708 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140718 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5584487 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |