JP5767024B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
(1)内燃機関の排気通路内に配置され、Cuを触媒担体に担持してなる少なくとも1つのNOx浄化触媒と、
前記NOx浄化触媒の劣化度合を推定するための少なくとも1つの劣化度合推定手段と、
前記NOx浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比を制御するための空燃比制御手段と
を備え、前記劣化度合推定手段によって推定される前記NOx浄化触媒の劣化度合が所定の劣化度合に達するまでは、前記空燃比制御手段によって前記NOx浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御し、前記劣化度合推定手段によって推定される前記NOx浄化触媒の劣化度合が所定の劣化度合を超えた場合には、前記NOx浄化触媒に空気のみを流入させることで前記NOx浄化触媒の再生処理を行うようにした、内燃機関の排気浄化装置。
(2)前記再生処理が500℃以上の温度で行われる、上記(1)に記載の内燃機関の排気浄化装置。
(3)前記劣化度合推定手段が、前記NOx浄化触媒の下流側排気通路内に配置されたNOxセンサである、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関の排気浄化装置。
(4)前記NOx浄化触媒の温度を検出するための少なくとも1つの触媒温度検出手段と、
前記NOx浄化触媒を加熱するための少なくとも1つの触媒加熱手段と
をさらに備え、前記再生処理が行われる場合に、該再生処理が行われるNOx浄化触媒を前記触媒加熱手段によって500℃以上の温度に加熱するようにした、上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
(5)前記NOx浄化触媒を少なくとも2つ備え、各NOx浄化触媒を内燃機関の排気通路内において並列に配置するとともに下流側で共通の1つの排気通路に連結し、1つのNOx浄化触媒について前記再生処理が行われている場合には、他のNOx浄化触媒においてNOxを浄化するようにした、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
(6)前記NOx浄化触媒の下流側排気通路内に配置され、HC及びCOを酸化浄化するための酸化触媒と、
前記NOx浄化触媒の下流側排気通路内に配置され、前記酸化触媒上流の排気ガスに空気を導入するための空気導入手段と
をさらに備えた、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
(7)前記共通の1つの排気通路内に配置され、HC及びCOを酸化浄化するための酸化触媒と、
前記共通の1つの排気通路内に配置され、前記酸化触媒上流の排気ガスに空気を導入するための空気導入手段と
をさらに備えた、上記(5)に記載の内燃機関の排気浄化装置。
(8)前記酸化触媒がAgを触媒担体に担持してなる触媒である、上記(6)又は(7)に記載の内燃機関の排気浄化装置。
本実験では、本発明の排気浄化装置においてNOx浄化触媒として使用されるCu担持触媒について、当該触媒のさらされる雰囲気がCu粒子の凝集や再分散にどのように作用するのかを調べた。具体的には、触媒試料としては、含浸法によって銅(Cu)をアルミナ(Al2O3)担体に担持したCu/Al2O3触媒を使用した。この触媒試料を所定の温度において還元雰囲気と酸化雰囲気にさらした結果を図6に示す。
次に、図6に関連して説明した還元処理を種々の時間にわたり実施した各Cu/Al2O3触媒について、当該還元処理後のNOx浄化率とCO吸着量を測定し、それらの関係について調べた。より具体的には、1%H2/N2バランスの還元雰囲気下700℃で所定の時間にわたり還元処理した各Cu/Al2O3触媒(ペレット触媒、Cu担持量:5wt%)3.0gについて、下表1に示す評価用モデルガスを温度500℃において15L/分の流量で触媒床に流し、定常状態に達した際のNO浄化率を測定した。なお、下表1に示す評価用モデルガスは、空燃比(A/F)が約14.0の排気ガスに相当するよう調製したものである。また、各Cu/Al2O3触媒のCO吸着量についてはCOパルス吸着法によって測定した。その結果を図7に示す。
次に、劣化したCu担持触媒の再生処理条件を以下のとおり検討した。まず、図7のデータを還元処理の時間を横軸にしてプロットし直し、さらに複数の実験データを追加したものを図8に示す。図8(a)は、還元処理時間の関数としてのCu/Al2O3触媒のNOx浄化率を示すグラフであり、図8(b)は、図8(a)の一部を拡大したものである。特に図8(b)を参照すると、Cu/Al2O3触媒は、還元雰囲気下700℃の高温においても約30分間は90%を超える高いNOx浄化率を維持していることが認められる。そこで、次に、この還元雰囲気下700℃で30分間処理したCu/Al2O3触媒について再生処理の際の温度を検討した。その結果を図9に示す。
11、13 排気通路
12 NOx浄化触媒
14 NOxセンサ
15 電子制御ユニット
Claims (8)
- 内燃機関の排気通路内に配置され、Cuを触媒担体に担持してなる少なくとも1つのNOx浄化触媒と、
前記NOx浄化触媒の劣化度合を推定するための少なくとも1つの劣化度合推定手段と、
前記NOx浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比を制御するための空燃比制御手段と
を備え、前記劣化度合推定手段によって推定される前記NOx浄化触媒の劣化度合が所定の劣化度合に達するまでは、前記空燃比制御手段によって前記NOx浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御し、前記劣化度合推定手段によって推定される前記NOx浄化触媒の劣化度合が所定の劣化度合を超えた場合には、前記NOx浄化触媒に空気のみを流入させることで前記NOx浄化触媒の再生処理を行うようにした、内燃機関の排気浄化装置。 - 前記再生処理が500℃以上の温度で行われる、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記劣化度合推定手段が、前記NOx浄化触媒の下流側排気通路内に配置されたNOxセンサである、請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記NOx浄化触媒の温度を検出するための少なくとも1つの触媒温度検出手段と、
前記NOx浄化触媒を加熱するための少なくとも1つの触媒加熱手段と
をさらに備え、前記再生処理が行われる場合に、該再生処理が行われるNOx浄化触媒を前記触媒加熱手段によって500℃以上の温度に加熱するようにした、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記NOx浄化触媒を少なくとも2つ備え、各NOx浄化触媒を内燃機関の排気通路内において並列に配置するとともに下流側で共通の1つの排気通路に連結し、1つのNOx浄化触媒について前記再生処理が行われている場合には、他のNOx浄化触媒においてNOxを浄化するようにした、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記NOx浄化触媒の下流側排気通路内に配置され、HC及びCOを酸化浄化するための酸化触媒と、
前記NOx浄化触媒の下流側排気通路内に配置され、前記酸化触媒上流の排気ガスに空気を導入するための空気導入手段と
をさらに備えた、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記共通の1つの排気通路内に配置され、HC及びCOを酸化浄化するための酸化触媒と、
前記共通の1つの排気通路内に配置され、前記酸化触媒上流の排気ガスに空気を導入するための空気導入手段と
をさらに備えた、請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記酸化触媒がAgを触媒担体に担持してなる触媒である、請求項6又は7に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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