JPH06212952A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- JPH06212952A JPH06212952A JP5022151A JP2215193A JPH06212952A JP H06212952 A JPH06212952 A JP H06212952A JP 5022151 A JP5022151 A JP 5022151A JP 2215193 A JP2215193 A JP 2215193A JP H06212952 A JPH06212952 A JP H06212952A
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- exhaust gas
- fuel
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- 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]
-
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N2240/30—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 a fuel reformer
-
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- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒素酸化物（ＮＯx ）浄化用触媒コンバータ
の排気ガス入口に注入する還元剤としての炭化水素（Ｈ
Ｃ）の還元機能を向上する。 【構成】 空気圧縮機により生成される圧縮空気又は排
気管から抽気された排気ガスを燃料改質装置に圧送して
含酸素ＨＣを生成し、ＮＯx 浄化用触媒コンバータに送
給し、ＮＯx 還元作用を促進する。
の排気ガス入口に注入する還元剤としての炭化水素（Ｈ
Ｃ）の還元機能を向上する。 【構成】 空気圧縮機により生成される圧縮空気又は排
気管から抽気された排気ガスを燃料改質装置に圧送して
含酸素ＨＣを生成し、ＮＯx 浄化用触媒コンバータに送
給し、ＮＯx 還元作用を促進する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジン等の
原動機から排出される排気ガス中の窒素酸化物（以下Ｎ
Ｏx という）を除去する排気ガス浄化装置、特にＮＯx
還元触媒に還元用炭化水素を添加してＮＯx 浄化効率を
向上させる排気ガス浄化装置に関する。
原動機から排出される排気ガス中の窒素酸化物（以下Ｎ
Ｏx という）を除去する排気ガス浄化装置、特にＮＯx
還元触媒に還元用炭化水素を添加してＮＯx 浄化効率を
向上させる排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、供給酸素量が多い状態で運転され
るディーゼルエンジンではＮＯx の排出量が高レベルと
なる。このためディーゼルエンジンの排気系には酸素過
剰下でＮＯx を還元処理できる窒素酸化物還元触媒を内
蔵したＮＯx 触媒コンバータが装着される傾向にある。
るディーゼルエンジンではＮＯx の排出量が高レベルと
なる。このためディーゼルエンジンの排気系には酸素過
剰下でＮＯx を還元処理できる窒素酸化物還元触媒を内
蔵したＮＯx 触媒コンバータが装着される傾向にある。
【０００３】ところで、ディーゼルエンジンの排気系に
ＮＯx を還元処理できるＮＯx 触媒が装着された場合、
該ＮＯx 触媒は、図４に示すような活性化温度Ｔｓｏを
上回るとその浄化効率を向上させる事が知られており、
図５に示すような触媒活性域Ａを有している。ここで横
軸にはＨＣ／ＮＯx の体積比であるモル比が取られ、縦
軸には排気ガスの温度が取られており、ここでの触媒活
性域はＨＣ／ＮＯx モル比が１以上ある場合と成ってい
る。ＮＯx 触媒の浄化効率を高める手段としては、排気
路のＮＯx 触媒の上流側に還元用炭化水素ＨＣを添加す
ることが有効であることが知られている。
ＮＯx を還元処理できるＮＯx 触媒が装着された場合、
該ＮＯx 触媒は、図４に示すような活性化温度Ｔｓｏを
上回るとその浄化効率を向上させる事が知られており、
図５に示すような触媒活性域Ａを有している。ここで横
軸にはＨＣ／ＮＯx の体積比であるモル比が取られ、縦
軸には排気ガスの温度が取られており、ここでの触媒活
性域はＨＣ／ＮＯx モル比が１以上ある場合と成ってい
る。ＮＯx 触媒の浄化効率を高める手段としては、排気
路のＮＯx 触媒の上流側に還元用炭化水素ＨＣを添加す
ることが有効であることが知られている。
【０００４】前記還元用炭化水素（以下ＨＣと称する）
を添加する手段として、軽油を加熱分解して還元用ＨＣ
を得、これを排気ガス浄化用触媒コンバータの上流に注
入する手段がある。
を添加する手段として、軽油を加熱分解して還元用ＨＣ
を得、これを排気ガス浄化用触媒コンバータの上流に注
入する手段がある。
【０００５】図３に前記還元用ＨＣ生成する燃料改質装
置を備えたディーゼルエンジン用排気ガス浄化装置の従
前の１例を示す。図において、１はディーゼルエンジ
ン、２は該エンジン１の排気マニホールド、３は排気
管、４は排気ガス浄化用触媒コンバータである。該触媒
コンバータ４は、ゼオライト系等のＮＯx 還元用触媒を
備えた公知のＮＯx 還元触媒コンバータである。
置を備えたディーゼルエンジン用排気ガス浄化装置の従
前の１例を示す。図において、１はディーゼルエンジ
ン、２は該エンジン１の排気マニホールド、３は排気
管、４は排気ガス浄化用触媒コンバータである。該触媒
コンバータ４は、ゼオライト系等のＮＯx 還元用触媒を
備えた公知のＮＯx 還元触媒コンバータである。
【０００６】５は軽油を加熱、分解してＮＯx 還元用Ｈ
Ｃを生成する燃料改質装置であり、エンジンの燃料タン
ク６から燃料ポンプ７により送給された燃料の軽油を加
熱分解してＮＯx 還元用ＨＣを生成する。このＨＣはＨ
Ｃ供給管８を経て触媒コンバータ４の上流側の排気管３
内に注入される。前記燃料改質装置の詳細な構成、機能
については後述する。９は前記燃料改質装置５と燃料タ
ンク６とを接続する軽油供給管である。
Ｃを生成する燃料改質装置であり、エンジンの燃料タン
ク６から燃料ポンプ７により送給された燃料の軽油を加
熱分解してＮＯx 還元用ＨＣを生成する。このＨＣはＨ
Ｃ供給管８を経て触媒コンバータ４の上流側の排気管３
内に注入される。前記燃料改質装置の詳細な構成、機能
については後述する。９は前記燃料改質装置５と燃料タ
ンク６とを接続する軽油供給管である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の還元用ＨＣ
を生成する燃料改質装置においては、該燃料改質装置５
内に軽油加熱用ヒータを収納し、エンジン用燃料タンク
６から送給される燃料油即ち軽油を該ヒータにより加熱
し、軽油改質触媒の作用により軽油を分解せしめて、Ｎ
Ｏx 還元用ＨＣを得ている。
を生成する燃料改質装置においては、該燃料改質装置５
内に軽油加熱用ヒータを収納し、エンジン用燃料タンク
６から送給される燃料油即ち軽油を該ヒータにより加熱
し、軽油改質触媒の作用により軽油を分解せしめて、Ｎ
Ｏx 還元用ＨＣを得ている。
【０００８】しかしながら、加熱用ヒータ及び軽油改質
触媒により、燃料用の軽油を加熱分解して得られるＮＯ
x還元用ＨＣは含有酸素量が少ないため、ＮＯx 浄化用
触媒コンバータ４におけるＮＯx 浄化効率が低いという
問題点がある。
触媒により、燃料用の軽油を加熱分解して得られるＮＯ
x還元用ＨＣは含有酸素量が少ないため、ＮＯx 浄化用
触媒コンバータ４におけるＮＯx 浄化効率が低いという
問題点がある。
【０００９】本発明は、前記問題点を解消し、ＮＯx 浄
化用触媒コンバータ内におけるＨＣによる還元機能を向
上することにより、ＮＯx 浄化効率を向上せしめた排気
ガス浄化装置を提供する事を目的とする。
化用触媒コンバータ内におけるＨＣによる還元機能を向
上することにより、ＮＯx 浄化効率を向上せしめた排気
ガス浄化装置を提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次のように構成したことを特徴とする。 （１）エンジン等の原動機により駆動される空気圧縮機
（過給機のコンプレッサ等）又は別置きの空気圧縮機に
より生成される圧縮空気を燃料改質装置内に導入して、
軽油等の燃料改質用触媒に作用させて含酸素のＨＣを得
る。
決するため、次のように構成したことを特徴とする。 （１）エンジン等の原動機により駆動される空気圧縮機
（過給機のコンプレッサ等）又は別置きの空気圧縮機に
より生成される圧縮空気を燃料改質装置内に導入して、
軽油等の燃料改質用触媒に作用させて含酸素のＨＣを得
る。
【００１１】（２）エンジンの排気ガス路から分岐抽出
した排気ガスを燃料改質装置内に導入し、排気ガス中の
残存酸素を利用することにより前記（１）と同様に、含
酸素のＨＣを得る。
した排気ガスを燃料改質装置内に導入し、排気ガス中の
残存酸素を利用することにより前記（１）と同様に、含
酸素のＨＣを得る。
【００１２】
【作用】空気圧縮機により生成した圧縮空気又は排気管
路から分岐抽出した排気ガスを燃料改質装置内に導入し
て、燃料改質用触媒に作用させる。この際において、圧
縮空気中及び排気ガス中に含有する酸素により含酸素Ｈ
Ｃが得られる。この含酸素ＨＣをＮＯx 浄化用触媒コン
バータの排気ガス入口の上流側に注入することにより、
ＮＯx 還元作用を促進させる。
路から分岐抽出した排気ガスを燃料改質装置内に導入し
て、燃料改質用触媒に作用させる。この際において、圧
縮空気中及び排気ガス中に含有する酸素により含酸素Ｈ
Ｃが得られる。この含酸素ＨＣをＮＯx 浄化用触媒コン
バータの排気ガス入口の上流側に注入することにより、
ＮＯx 還元作用を促進させる。
【００１３】特に抽出排気ガスを使用する場合は、排気
ガスが高温、高圧であるので、これ自体の加熱、加圧作
用により、ＨＣの生成を促進させることができる。
ガスが高温、高圧であるので、これ自体の加熱、加圧作
用により、ＨＣの生成を促進させることができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図
１、図２を参照して本発明の実施例につき詳細に説明す
ると、図１は本発明の第１実施例を示す系統図、図２は
第２実施例を示す系統図である。
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図
１、図２を参照して本発明の実施例につき詳細に説明す
ると、図１は本発明の第１実施例を示す系統図、図２は
第２実施例を示す系統図である。
【００１５】図１において、１はディーゼルエンジン、
２は該ディーゼルエンジンの排気マニホールド、３は排
気管、４は排気ガス浄化用触媒コンバータである。
２は該ディーゼルエンジンの排気マニホールド、３は排
気管、４は排気ガス浄化用触媒コンバータである。
【００１６】該触媒コンバータ４は、そのケーシング内
にモノリシス型の触媒担持体を備え、同触媒保持体には
ゼオライト系のＮＯx 触媒が担持されている。ここでゼ
オライト系のＮＯx 触媒としては、例えば銅系ゼオライ
ト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−５）が採用される。この触媒の
特性は、ＨＣの供給を受けることにより、このＨＣ成分
を還元剤としてより活性化し、ＮＯx を効果的にＮ2 と
Ｏ2 に分解すると共に、ＨＣを効果的にＨ2Ｏ 、ＣＯ2
に分解することができる。なお、ゼオライト系のＮＯx
触媒９は上述の図に示したような触媒活性域Ａを有す
る。
にモノリシス型の触媒担持体を備え、同触媒保持体には
ゼオライト系のＮＯx 触媒が担持されている。ここでゼ
オライト系のＮＯx 触媒としては、例えば銅系ゼオライ
ト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−５）が採用される。この触媒の
特性は、ＨＣの供給を受けることにより、このＨＣ成分
を還元剤としてより活性化し、ＮＯx を効果的にＮ2 と
Ｏ2 に分解すると共に、ＨＣを効果的にＨ2Ｏ 、ＣＯ2
に分解することができる。なお、ゼオライト系のＮＯx
触媒９は上述の図に示したような触媒活性域Ａを有す
る。
【００１７】５は、燃料用の軽油を加熱分解してＮＯx
還元用含酸素ＨＣを生成する燃料改質装置であり、該燃
料改質装置５にはエンジンの燃料タンク６から燃料ポン
プ７により軽油が送給されている。８は燃料改質装置に
より生成された含酸素ＨＣを排気ガス浄化用触媒コンバ
ータ４上流の排気管路３中に導入するためのＨＣ供給管
である。９は前記燃料改質装置５と燃料タンク６とを接
続する軽油供給管である。
還元用含酸素ＨＣを生成する燃料改質装置であり、該燃
料改質装置５にはエンジンの燃料タンク６から燃料ポン
プ７により軽油が送給されている。８は燃料改質装置に
より生成された含酸素ＨＣを排気ガス浄化用触媒コンバ
ータ４上流の排気管路３中に導入するためのＨＣ供給管
である。９は前記燃料改質装置５と燃料タンク６とを接
続する軽油供給管である。
【００１８】１０はエンジン１により駆動される空気圧
縮機で、例えば過給機のコンプレッサ等であり、１２は
該空気圧縮機１０と前記燃料改質装置とを接続する空気
管、１１は該空気管１２の圧縮機１０出口を開閉する開
閉弁である。
縮機で、例えば過給機のコンプレッサ等であり、１２は
該空気圧縮機１０と前記燃料改質装置とを接続する空気
管、１１は該空気管１２の圧縮機１０出口を開閉する開
閉弁である。
【００１９】前記燃料改質装置５は、筒状で、二重壁の
中間部にヒータを有する改質触媒収容器を備え、その内
部に軽油改質触媒が充填されている。前記軽油改質触媒
としては、通常ゼオライト系の軽油改質触媒が適用され
る。
中間部にヒータを有する改質触媒収容器を備え、その内
部に軽油改質触媒が充填されている。前記軽油改質触媒
としては、通常ゼオライト系の軽油改質触媒が適用され
る。
【００２０】以上のように構成された排気ガス浄化装置
において、ディーゼルエンジン１が運転されると、これ
に連動される空気圧縮機１０が運転され、圧縮空気が空
気管１２を通って燃料改質装置５に送給される。
において、ディーゼルエンジン１が運転されると、これ
に連動される空気圧縮機１０が運転され、圧縮空気が空
気管１２を通って燃料改質装置５に送給される。
【００２１】前記燃料改質装置５においては、軽油を軽
油改質触媒によって比較的低温（約２８０°Ｃ程度）で
生成物の分布比率を、より低分子化されたものに変化さ
せる。即ち軽油を炭素数１２以下のＨＣ（炭化水素）を
主成分とするように改質してＨＣ供給管８内に送給す
る。
油改質触媒によって比較的低温（約２８０°Ｃ程度）で
生成物の分布比率を、より低分子化されたものに変化さ
せる。即ち軽油を炭素数１２以下のＨＣ（炭化水素）を
主成分とするように改質してＨＣ供給管８内に送給す
る。
【００２２】その際において、空気圧縮機１０から送給
されてきた圧縮空気中の酸素がＨＣに混入され、燃料改
質装置５からは酸素を相当量含有したＨＣが、排気ガス
浄化用触媒コンバータ４の排気ガス管路３中に注入され
る。従って前記ＮＯx 浄化用の触媒コンバータ４内には
含酸素ＨＣが還元剤として導入されることとなり、従来
のものよりもＮＯx 還元作用が促進される。
されてきた圧縮空気中の酸素がＨＣに混入され、燃料改
質装置５からは酸素を相当量含有したＨＣが、排気ガス
浄化用触媒コンバータ４の排気ガス管路３中に注入され
る。従って前記ＮＯx 浄化用の触媒コンバータ４内には
含酸素ＨＣが還元剤として導入されることとなり、従来
のものよりもＮＯx 還元作用が促進される。
【００２３】尚、前記第１実施例においては、エンジン
により駆動される空気圧縮機により圧縮空気を得ている
が、例えばモーター駆動のようなエンジンとは別置きの
独立型空気圧縮機でもよいのは勿論である。
により駆動される空気圧縮機により圧縮空気を得ている
が、例えばモーター駆動のようなエンジンとは別置きの
独立型空気圧縮機でもよいのは勿論である。
【００２４】図２に示す第２実施例において、２１は排
気管路３から分岐して燃料改質装置５に接続される排気
抽出管、２２は該排気抽出管路２１を開閉する開閉弁で
ある。
気管路３から分岐して燃料改質装置５に接続される排気
抽出管、２２は該排気抽出管路２１を開閉する開閉弁で
ある。
【００２５】この実施例の場合は、前記第１実施例の圧
縮空気に代えて、排気ガスの一部を抽気して燃料改質装
置５に導き、排気ガス中の残存酸素をＨＣに混入させて
含酸素ＨＣとしＮＯx 還元作用を促進させる。この場合
は、排気ガス自体が高温、高圧であるので、触媒の加熱
作用をなし、ヒータの消費電力を低減できるという効果
を有する。その他の構成、機能は前記第１実施例と同様
であり、同一の部材には同一の符号を付して示す。
縮空気に代えて、排気ガスの一部を抽気して燃料改質装
置５に導き、排気ガス中の残存酸素をＨＣに混入させて
含酸素ＨＣとしＮＯx 還元作用を促進させる。この場合
は、排気ガス自体が高温、高圧であるので、触媒の加熱
作用をなし、ヒータの消費電力を低減できるという効果
を有する。その他の構成、機能は前記第１実施例と同様
であり、同一の部材には同一の符号を付して示す。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、燃料改質装置内に圧縮空気又は排気ガ
スの一部を注入することにより、含酸素の炭化水素を得
ることができ、これをＮＯx 浄化触媒コンバータに供給
することにより、従来のものよりもＮＯx 還元作用を促
進することができる。
本発明によれば、燃料改質装置内に圧縮空気又は排気ガ
スの一部を注入することにより、含酸素の炭化水素を得
ることができ、これをＮＯx 浄化触媒コンバータに供給
することにより、従来のものよりもＮＯx 還元作用を促
進することができる。
【００２７】また、排気ガスの一部を利用する場合は、
該排気ガスの加熱作用により燃料改質装置内のヒータの
消費電力を低減することができる。等の種々の著効を有
す。
該排気ガスの加熱作用により燃料改質装置内のヒータの
消費電力を低減することができる。等の種々の著効を有
す。
【図１】本発明の第１実施例を示す系統図。
【図２】本発明の第２実施例を示す系統図。
【図３】従来例を示す図１応当図。
【図４】ＮＯx 還元用触媒コンバータの性能説明用線
図。
図。
【図５】ＮＯx 還元用触媒コンバータの性能説明用線
図。
図。
１ ディーゼルエンジン ２ 排気マニホールド ３ 排気管 ４ 排気ガス浄化用触媒コンバータ ５ 燃料改質装置 ６ 燃料タンク ８ ＨＣ供給管 １０ 空気圧縮機 １２ 空気管 ２１ 排気抽出管
Claims (2)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジン等の原動機から排出
される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）を除去する排
気ガス浄化用触媒コンバータと、燃料改質触媒を介して
燃料を加熱、分解し、炭化水素（ＨＣ）を生成する燃料
改質装置と、該燃料改質装置で生成されたＨＣを前記触
媒コンバータの排気ガス入口の上流側に注入するＨＣ供
給管路とを備えた排気ガス浄化装置において、圧縮空気
を生成する空気圧縮機と、該空気圧縮機と前記燃料改質
装置とを接続し、圧縮空気を燃料改質装置内に供給する
空気管路とを備えた事を特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 ディーゼルエンジン等の原動機から排出
される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）を除去する排
気ガス浄化用触媒コンバータと、燃料改質触媒を介して
燃料を加熱、分解して炭化水素（ＨＣ）を生成する燃料
改質装置と、該燃料改質装置で生成されたＨＣを前記触
媒コンバータの排気ガス入口の上流側に注入するＨＣ供
給管路とを備えた排気ガス浄化装置において、前記原動
機からの排気管路から分岐されて前記燃料改質装置に接
続され、排気ガスの一部を前記燃料改質装置内に供給す
る排気抽土管を備えた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 |
|---|---|---|---|
| JP5022151A JP2850689B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5022151A JP2850689B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212952A true JPH06212952A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2850689B2 JP2850689B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=12074857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5022151A Expired - Fee Related JP2850689B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850689B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971102A2 (en) | 1998-07-10 | 2000-01-12 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | NOx reduction system for combustion exhaust gas |
| WO2001034950A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Engelhard Corporation | METHOD AND APPARATUS TO PROVIDE REDUCTANT FOR NO¿x? |
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