JPH05195756A - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排ガス浄化装置

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JPH05195756A
JPH05195756A JP4029994A JP2999492A JPH05195756A JP H05195756 A JPH05195756 A JP H05195756A JP 4029994 A JP4029994 A JP 4029994A JP 2999492 A JP2999492 A JP 2999492A JP H05195756 A JPH05195756 A JP H05195756A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
engine
nox
reducing agent
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Pending
Application number
JP4029994A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Iwamoto
Yasuyuki Tomono
靖幸 伴野
正和 岩本
Original Assignee
Hino Motors Ltd
日野自動車工業株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの排気温度が低い場合において
も、高い効率で排ガスに含まれるNOxを低減し、併せ
てHC及びCOを低減する。 【構成】 エンジン10の排気管12に設けられたN
Ox触媒18と、このNOx触媒18の排ガス上流側に
設けられNOx触媒18に向けて炭化水素系還元剤27
を噴射可能な噴射ノズル16と、この噴射ノズル16に
還元剤27を供給する還元剤供給手段26とを備える。
更に噴射ノズル16の排ガス上流側に設けられ排ガス中
のNOを酸化可能な第1酸化触媒13と、NOx触媒1
8の排ガス下流側に設けられ排ガス中のHC及びCOを
酸化可能な第2酸化触媒21とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排ガスに含
まれる窒素酸化物(以下、NOxという)、一酸化炭素
(以下、COという)及び炭化水素(以下、HCとい
う)を低減して排ガスを浄化する装置に関するものであ
る。

【0002】

【従来の技術】この種のNOx低減装置として、ガソリ
ンエンジンではロジウム、白金、パラジウムの三元触媒
を用いて排ガスに含まれるNOxの80%程度を除去し
ている。しかしこの三元触媒は希薄燃焼方式の場合、即
ち空燃比を高めて酸素を共存させた場合にはNOxを殆
ど除去できない。またディーゼルエンジンでは主として
燃料噴射方式を改良するか、或いは燃費を落とす等の方
策によりNOxの排出を抑制している。本発明者の一人
は、上記NOxの低減法の欠点を改善した銅イオン交換
ゼオライト触媒によるNOxの低減技術を提案した(岩
本正和;自動車技術, Vol.45,No.11,1991)。このNO
xの低減技術によれば、銅イオン交換ゼオライト触媒上
で酸素と炭化水素が共存すると、主として300〜50
0℃の温度範囲でNOの選択還元が高効率で触媒的に進
行し、ディーゼルエンジン、希薄燃焼方式ガソリンエン
ジン等の排ガス浄化が可能になる。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のNOx
を低減する触媒は勿論のこと、上記銅イオン交換ゼオラ
イト触媒によるNOxの低減技術によっても、エンジン
の始動時又は軽負荷時等の排気温度が300℃未満と低
いときには、NOのN2への転化が不十分で、排ガス中
のNOxを効率良く低減できない不具合があった。本発
明の目的は、エンジンの排気温度が低い場合において
も、高い効率で排ガスに含まれるNOxを低減し、併せ
てHC及びCOを低減するエンジンの排ガス浄化装置を
提供することにある。

【0004】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を実施例に対応する図1に基づいて説明
する。本発明の排ガス浄化装置は、エンジン10の排気
管12に設けられたNOx触媒18と、このNOx触媒
18の排ガス上流側に設けられNOx触媒18に向けて
炭化水素系還元剤27を噴射可能な噴射ノズル16と、
この噴射ノズル16に還元剤27を供給する還元剤供給
手段26とを備える。そしてその特徴ある構成は、噴射
ノズル16の排ガス上流側に設けられ排ガス中のNOを
酸化可能な第1酸化触媒13と、NOx触媒18の排ガ
ス下流側に設けられ排ガス中のHC及びCOを酸化可能
な第2酸化触媒21とを備えたことにある。なお、第1
酸化触媒13がMnO2,CoO又はZrO2であり、N
Ox触媒18がAl23,プロトン型ゼオライト,銅イ
オン交換ゼオライト又はCu−モルデナイトであり、第
2酸化触媒21が白金又はパラジウムであることが好ま
しい。

【0005】

【作用】エンジン10から排出されたガスは排気管12
を通り、第1酸化触媒13により排ガス中のNOをNO
2に転化することができる。このNO2を含む排ガスが噴
射ノズル16から供給された還元剤とともにNOx触媒
18に接触する。そこで排ガス中のNO2はNOx触媒
14により還元処理されて無害のN2に転化する。この
NOからNO2への酸化作用及びNO2のN2への還元作
用は排気温度が低くても促進される。続いて排ガスは第
2酸化触媒21により、排ガスに含まれるHC及びCO
を酸化して無害のH2O及びCO2に転化した後、浄化さ
れた排ガスが大気に放出される。

【0006】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図1に示すように、ディーゼルエンジン1
0の排気マニホルド11には排気管12が接続される。
この排気管12の途中にはエンジン側から第1酸化触媒
13が収容された第1酸化触媒室14と、噴射ノズル1
6が収容された還元剤噴射室17と、NOx触媒18が
収容された還元触媒室19と、第2酸化触媒21が収容
された第2酸化触媒室22と、マフラー23がこの順に
設けられる。この例では、第1酸化触媒13はMnO2
により構成され、NOx触媒18は銅イオン交換ゼオラ
イト(Cu−ZSM−5)により構成され、第2酸化触
媒21はアルミナに白金を担持させて構成される。この
銅イオン交換ゼオライトはゼオライトが含んでいるナト
リウムイオンを銅イオンに置き換えた物質であって、酸
素を吸込みにくいうえ、吸着してもすぐに放出してしま
う性質を有する。還元剤噴射室17に収容された噴射ノ
ズル16はNOx触媒18に向けて配置される。この噴
射ノズル16には供給管24が接続され、この供給管2
4はポンプ26を介して炭化水素系還元剤27が入った
タンク28に配管される。この例では炭化水素系還元剤
27は軽油である。

【0007】このような構成の排ガス浄化装置の動作を
説明する。先ず、エンジン10から排出されたガスは排
気管12を通り、第1酸化触媒室14に入る。第1酸化
触媒13のMnO2は排ガス中のNOをCO及びHCと
ともに酸化する。この酸化触媒は他の酸化触媒と比べて
NO酸化活性が比較的高く、かつH2OやSO2の存在に
より酸化活性が低下しにくい特長を有する。この第1酸
化触媒13により排ガス中のNOがNO2に転化する。
そしてこのNO2を含む排ガスが還元剤噴射室17に入
り、ここで噴射ノズル16により炭化水素系還元剤の供
給を受ける。この還元剤の供給を受けた排ガスは還元触
媒室19に入り、NOx触媒18により排ガス中のNO
2を還元処理して無害のN2に転化する。このNOからN
2への酸化作用及びNO2のN2への還元作用は排気温
度が低くても促進される。続いて排ガスは第2酸化触媒
室22に入る。上記還元剤の噴射により再発生した未燃
のHCやCOは勿論のこと、排ガスに元来含まれている
HC及びCOは、ここで第2酸化触媒21により酸化さ
れ、無害のH2O及びCO2に転化した後、大気に放出さ
れる。

【0008】なお、上記例では炭化水素系還元剤として
軽油を用いたが、本発明はこれに限るものではない。ま
た、第1酸化触媒としてMnO2を例示したが、Co
O,ZrO2等の他の酸化触媒でもよく、第2酸化触媒
として白金を例示したが、パラジウム等の他の酸化触媒
でもよい。更に、NOx触媒として銅イオン交換ゼオラ
イトを例示したが、Al23,プロトン型ゼオライト,
Cu−モルデナイト等の他の還元触媒でもよい。ここで
プロトン型ゼオライトとは、イオン交換性の大きな陽イ
オンとしてH+を有するゼオライトをいい、このプロト
ン型ゼオライトは、ゼオライトが元来有するNa+をN
4 +でイオン交換した後、これを高温で焼成してNH3
を脱離させ、陽イオンとしてH+を残存させることによ
り得られる。

【0009】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、N
Ox触媒の排ガス上流側にNOを酸化する第1酸化触媒
を設け、この触媒により転化したNO2をNOx触媒に
より還元して無害のN2にするようにしたので、エンジ
ンの排気温度が低い場合においても、高い効率で排ガス
に含まれるNOxを低減することができる。特に、本発
明では、NOxのみならず、第1及び第2酸化触媒にお
いてHC及びCOをも低減でき、排ガス中の有害ガス三
成分を清浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例のエンジンの排ガス浄化装置
の構成図。

【符号の説明】

10 エンジン 12 排気管 13 第1酸化触媒 16 噴射ノズル 18 NOx触媒 21 第2酸化触媒 26 ポンプ(還元剤供給手段) 27 炭化水素系還元剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 29/06 X 7038−4G 29/24 X 7038−4G 35/02 P 7821−4G F01N 3/10 A 7910−3G 3/20 H 9150−3G 3/28 301 F 9150−3G

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(10)の排気管(12)に設けられた
    NOx触媒(18)と、 前記NOx触媒(18)の排ガス上流側に設けられ前記NO
    x触媒(18)に向けて炭化水素系還元剤(27)を噴射可能な
    噴射ノズル(16)と、 前記噴射ノズル(16)に前記還元剤(27)を供給する還元剤
    供給手段(26)とを備えたエンジンの排ガス浄化装置にお
    いて、 前記噴射ノズル(16)の排ガス上流側に設けられ前記排ガ
    ス中のNOを酸化可能な第1酸化触媒(13)と、 前記NOx触媒(18)の排ガス下流側に設けられ前記排ガ
    ス中のHC及びCOを酸化可能な第2酸化触媒(21)とを
    備えたことを特徴とするエンジンの排ガス浄化装置。
  2. 【請求項2】 第1酸化触媒(13)がMnO2,CoO又
    はZrO2である請求項1記載のエンジンの排ガス浄化
    装置。
  3. 【請求項3】 NOx触媒(18)がAl23,プロトン型
    ゼオライト,銅イオン交換ゼオライト又はCu−モルデ
    ナイトである請求項1記載のエンジンの排ガス浄化装
    置。
  4. 【請求項4】 第2酸化触媒(21)が白金又はパラジウム
    である請求項1記載のエンジンの排ガス浄化装置。
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