JPH06307231A - ディーゼルエンジン排気ＮＯｘ浄化触媒装置 - Google Patents
ディーゼルエンジン排気ＮＯｘ浄化触媒装置Info
- Publication number
- JPH06307231A JPH06307231A JP11656493A JP11656493A JPH06307231A JP H06307231 A JPH06307231 A JP H06307231A JP 11656493 A JP11656493 A JP 11656493A JP 11656493 A JP11656493 A JP 11656493A JP H06307231 A JPH06307231 A JP H06307231A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- catalytic converter
- nox purification
- diesel engine
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Abstract
(57)【要約】
【目的】 少ない還元剤量で同等のＮＯx浄化性能を達
成する。 【構成】 ディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化装置の排
気管の途中に設けられ排気ガスを浄化するための触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの上流側で排気ガス中に
還元材用炭化水素としてエンジン燃料を供給する手段と
を備えている。触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に
沿って複数の触媒を配列するが、これは触媒の還元材用
炭化水素に対する酸化活性能力が下流側に向って順次大
きくなるように設定している。この場合において、触媒
コンバータを一つの触媒で構成し、排気ガスの流れ方向
に沿って相対的に炭化水素に対する酸化活性能力が大き
くなるように異なる触媒活性成分を担持させるか、ある
いは触媒コンバータを複数の独立した触媒を排気ガスの
流れ方向に沿って直列に配置し、各触媒が排気ガスの流
れ方向上流側に比較して下流側が相対的に炭化水素に対
する酸化活性能力が大きくなるように異なる触媒活性成
分を担持させて構成するようにする。
成する。 【構成】 ディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化装置の排
気管の途中に設けられ排気ガスを浄化するための触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの上流側で排気ガス中に
還元材用炭化水素としてエンジン燃料を供給する手段と
を備えている。触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に
沿って複数の触媒を配列するが、これは触媒の還元材用
炭化水素に対する酸化活性能力が下流側に向って順次大
きくなるように設定している。この場合において、触媒
コンバータを一つの触媒で構成し、排気ガスの流れ方向
に沿って相対的に炭化水素に対する酸化活性能力が大き
くなるように異なる触媒活性成分を担持させるか、ある
いは触媒コンバータを複数の独立した触媒を排気ガスの
流れ方向に沿って直列に配置し、各触媒が排気ガスの流
れ方向上流側に比較して下流側が相対的に炭化水素に対
する酸化活性能力が大きくなるように異なる触媒活性成
分を担持させて構成するようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン排
気ガス中のＮＯxを触媒を用いて浄化する装置の改良に
関するものである。
気ガス中のＮＯxを触媒を用いて浄化する装置の改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン排気ガス中のＮＯx
を触媒を用いて浄化する装置は、ディーゼルエンジンの
排気ガスを排出する排気管の途中に設けられ排気ガスを
浄化する触媒コンバータから成っている。この触媒コン
バータは、触媒作用を高効率で行わせるため還元材の使
用が要求される。
を触媒を用いて浄化する装置は、ディーゼルエンジンの
排気ガスを排出する排気管の途中に設けられ排気ガスを
浄化する触媒コンバータから成っている。この触媒コン
バータは、触媒作用を高効率で行わせるため還元材の使
用が要求される。
【０００３】従来技術では、この触媒コンバータにはア
ンモニア還元材が用いられ、このアンモニア還元材はア
ンモニアボンベの如きアンモニア供給源から電磁弁を含
む供給系統を介して触媒コンバータに供給するように構
成していた。
ンモニア還元材が用いられ、このアンモニア還元材はア
ンモニアボンベの如きアンモニア供給源から電磁弁を含
む供給系統を介して触媒コンバータに供給するように構
成していた。
【０００４】ところが、近年新しいＮＯx浄化方法とし
て、ゼオライト系触媒や各種酸化物系触媒を使い、還元
材としてプロパンなどの炭化水素ガスや、更には、燃料
軽油を用いる方法が研究開発されるようになった。
て、ゼオライト系触媒や各種酸化物系触媒を使い、還元
材としてプロパンなどの炭化水素ガスや、更には、燃料
軽油を用いる方法が研究開発されるようになった。
【０００５】上記の触媒コンバータに還元材としてアン
モニアを用いる前者の方法では、以下のような問題があ
る。すなわち、毒性の強いアンモニアがＮＯxと反応せ
ずにそのまま大気中に放出されることを防ぐために、Ｎ
Ｏx濃度に応じて常に適切な濃度になるようにアンモニ
アの量を制御する必要がある。また、住宅密集地にて使
用する場合には配管からの万一のアンモニアの漏れに対
して幾重もの予防措置が必要となる。こういった理由か
ら、アンモニアによるＮＯxの浄化方法は運転コスト・
設備コストが大きくなるという問題や、ディーゼル車に
搭載して排気ＮＯxを浄化する目的には使用できない技
術であった。
モニアを用いる前者の方法では、以下のような問題があ
る。すなわち、毒性の強いアンモニアがＮＯxと反応せ
ずにそのまま大気中に放出されることを防ぐために、Ｎ
Ｏx濃度に応じて常に適切な濃度になるようにアンモニ
アの量を制御する必要がある。また、住宅密集地にて使
用する場合には配管からの万一のアンモニアの漏れに対
して幾重もの予防措置が必要となる。こういった理由か
ら、アンモニアによるＮＯxの浄化方法は運転コスト・
設備コストが大きくなるという問題や、ディーゼル車に
搭載して排気ＮＯxを浄化する目的には使用できない技
術であった。
【０００６】これに対して、後者の炭化水素を用いる場
合には、上述したような問題は無くなり、更には、還元
材炭化水素として燃料（軽油や灯油）を使用できれば、
車載型の排気ＮＯx浄化触媒も可能となる。
合には、上述したような問題は無くなり、更には、還元
材炭化水素として燃料（軽油や灯油）を使用できれば、
車載型の排気ＮＯx浄化触媒も可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、軽油や灯油
を還元剤に使用する場合に、満足なＮＯxの浄化性能を
得るためには、エンジンに供給される燃料としての軽油
や灯油に対して１０％から２０％もの軽油や灯油を還元
剤として供給する必要があり、燃費の点から実用に供す
る事は難しい方法であった。この原因は、燃料を構成す
る個々の炭化水素がそれぞれ違う反応特性（ＮＯxと反
応する温度、酸素によって燃焼する温度）を示すため、
全ての炭化水素が同時に触媒上で反応する事ができない
からである。すなわち、実際に供給されている炭化水素
の内、限られた成分の炭化水素だけしかＮＯxとの反応
に預れないからである。
を還元剤に使用する場合に、満足なＮＯxの浄化性能を
得るためには、エンジンに供給される燃料としての軽油
や灯油に対して１０％から２０％もの軽油や灯油を還元
剤として供給する必要があり、燃費の点から実用に供す
る事は難しい方法であった。この原因は、燃料を構成す
る個々の炭化水素がそれぞれ違う反応特性（ＮＯxと反
応する温度、酸素によって燃焼する温度）を示すため、
全ての炭化水素が同時に触媒上で反応する事ができない
からである。すなわち、実際に供給されている炭化水素
の内、限られた成分の炭化水素だけしかＮＯxとの反応
に預れないからである。
【０００８】本発明の目的は、ディーゼルエンジンの排
気ガス中のＮＯxを燃料を還元剤に用いて浄化する方法
において、従来の方法に比べて少ない還元剤量で同等の
ＮＯx浄化性能を達成する方法を提供するものである。
気ガス中のＮＯxを燃料を還元剤に用いて浄化する方法
において、従来の方法に比べて少ない還元剤量で同等の
ＮＯx浄化性能を達成する方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明に係るディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化触
媒装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスを排出する排
気管の途中に設けられ排気ガスを浄化するための触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの上流側で排気ガス中に
還元材用炭化水素としてエンジン燃料を供給する手段と
を備えたディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化装置におい
て、前記触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に沿って
複数の触媒を配列するとともにこの触媒の還元材用炭化
水素に対する酸化活性能力が下流側に向って順次大きく
なるように設定した。
に、本発明に係るディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化触
媒装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスを排出する排
気管の途中に設けられ排気ガスを浄化するための触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの上流側で排気ガス中に
還元材用炭化水素としてエンジン燃料を供給する手段と
を備えたディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化装置におい
て、前記触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に沿って
複数の触媒を配列するとともにこの触媒の還元材用炭化
水素に対する酸化活性能力が下流側に向って順次大きく
なるように設定した。
【００１０】この場合において、前記触媒コンバータを
一つの触媒で構成し、排気ガスの流れ方向に沿って相対
的に炭化水素に対する酸化活性能力が大きくなるように
異なる触媒活性成分を担持させて構成し、あるいは、前
記触媒コンバータを複数の独立した触媒を排気ガスの流
れ方向に沿って直列に配置し、各触媒は排気ガスの流れ
方向上流側に比較して下流側が相対的に炭化水素に対す
る酸化活性能力が大きくなるように異なる触媒活性成分
を担持させて構成することができる。
一つの触媒で構成し、排気ガスの流れ方向に沿って相対
的に炭化水素に対する酸化活性能力が大きくなるように
異なる触媒活性成分を担持させて構成し、あるいは、前
記触媒コンバータを複数の独立した触媒を排気ガスの流
れ方向に沿って直列に配置し、各触媒は排気ガスの流れ
方向上流側に比較して下流側が相対的に炭化水素に対す
る酸化活性能力が大きくなるように異なる触媒活性成分
を担持させて構成することができる。
【００１１】
【作用】炭化水素によるＮＯxの浄化作用は、大きく分
けて次の反応式で表されると考えられる。
けて次の反応式で表されると考えられる。
【００１２】
【化１】ＣmＨn −（Ａ）→ ＣpＨqＯr −（Ｂ）→
Ｎ2、ＣＯx、Ｈ2Ｏ
Ｎ2、ＣＯx、Ｈ2Ｏ
【００１３】
【化２】ＣmＨn → Ｎ2、ＣＯx、Ｈ2Ｏ
【００１４】
【化３】ＣpＨqＯr → Ｎ2、ＣＯx、Ｈ2Ｏ
【００１５】先ず、還元剤炭化水素ＣmＨnは触媒上で酸
素によって部分酸化され、反応中間体（ＣpＨqＯr）を
形成する（化学式１の反応（Ａ）であり、これは触媒表
面吸着酸素による酸化反応である）。この中間体だけが
次のＮＯxが関与する逐次的反応に移ることができ、別
の形態の中間体が形成されても（化学式２の反応）、そ
れはＮＯxの関与する反応には移ることができない。中
間体からの逐次反応とは次のような２つの競争反応であ
る。すなわち、一つはＮＯが触媒表面に吸着してできた
（ＮＯx）−Ｓによってさらに酸化されＮ2、ＣＯx、Ｈ2
Ｏになる反応（ＮＯx浄化反応；化学式１の反応（Ｂ）
であり、これは触媒表面吸着窒素酸化物による酸化反
応）であり、もう一つは酸素によってさらに完全酸化さ
れてしまう反応である（化学式３の反応）。
素によって部分酸化され、反応中間体（ＣpＨqＯr）を
形成する（化学式１の反応（Ａ）であり、これは触媒表
面吸着酸素による酸化反応である）。この中間体だけが
次のＮＯxが関与する逐次的反応に移ることができ、別
の形態の中間体が形成されても（化学式２の反応）、そ
れはＮＯxの関与する反応には移ることができない。中
間体からの逐次反応とは次のような２つの競争反応であ
る。すなわち、一つはＮＯが触媒表面に吸着してできた
（ＮＯx）−Ｓによってさらに酸化されＮ2、ＣＯx、Ｈ2
Ｏになる反応（ＮＯx浄化反応；化学式１の反応（Ｂ）
であり、これは触媒表面吸着窒素酸化物による酸化反
応）であり、もう一つは酸素によってさらに完全酸化さ
れてしまう反応である（化学式３の反応）。
【００１６】効率的なＮＯx浄化にとっては、一連の化
学式１に示される反応（（Ａ）→（Ｂ））が優先して起
こり、他の競争的な反応（化学式２の反応や、化学式１
（Ａ）→化学式３の反応）が進行しないことが望まし
い。そのためには適切な温度条件を選ぶ必要がある。す
なわち、温度が低すぎる場合には中間体生成反応（Ａ）
が起きないため、ＮＯx浄化反応は不可能であり、逆に
温度が高すぎる場合のは競争反応（化学式２や化学式
３）が速くなり、還元剤濃度が小さくなってしまいＮＯ
x浄化反応が速くなる。この適切な温度範囲は触媒と還
元剤炭化水素の種類の組み合わせで固有である。
学式１に示される反応（（Ａ）→（Ｂ））が優先して起
こり、他の競争的な反応（化学式２の反応や、化学式１
（Ａ）→化学式３の反応）が進行しないことが望まし
い。そのためには適切な温度条件を選ぶ必要がある。す
なわち、温度が低すぎる場合には中間体生成反応（Ａ）
が起きないため、ＮＯx浄化反応は不可能であり、逆に
温度が高すぎる場合のは競争反応（化学式２や化学式
３）が速くなり、還元剤濃度が小さくなってしまいＮＯ
x浄化反応が速くなる。この適切な温度範囲は触媒と還
元剤炭化水素の種類の組み合わせで固有である。
【００１７】いま、ある触媒Ｘの上で炭化水素ＹとＺの
混合還元剤がＮＯxと反応する場合を考え、触媒Ｘは炭
化水素Ｙの方をＺよりも低温で酸化する性質を持ち、炭
化水素Ｚが酸化反応を受け始める温度ではすでに炭化水
素Ｚは完全酸化されてしまうとする。すなわち、炭化水
素Ｙのほうが低温で反応（Ａ）が起こることになる。こ
の温度では炭化水素Ｚの反応（Ａ）の速度は遅い。従っ
て、ＮＯx浄化に有効性を示す炭化水素はＹだけであ
る。次に、温度が高く炭化水素Ｚも充分反応（Ａ）を達
成することができる場合には、炭化水素Ｙは競争反応
（化学式２）や（化学式３）によって消費され、ＮＯx
浄化反応に供されなくなってしまう。つまり、ふたつの
炭化水素を同時にＮＯxと反応させることはできないこ
とになる。以上の現象を説明したものが第３図である。
このような状況は、還元剤を構成する炭化水素の数が多
くなるほど顕著になり、全成分を同時にＮＯxと反応さ
せることは困難になる。特に、ハニカム型の触媒装置で
は、入口側が出口側よりも高温に成る場合が多い。つま
り、酸化され易い炭化水素は、触媒入口側の方が温度が
高くない場合に比べて、よりいっそう触媒入口部分で過
剰に酸化反応を受けてしまう。このように、複数の炭化
水素に対応するだけでなく、触媒層の温度分布にも対応
する必要があるわけであり、単一組成の触媒で対処する
ことは困難である。
混合還元剤がＮＯxと反応する場合を考え、触媒Ｘは炭
化水素Ｙの方をＺよりも低温で酸化する性質を持ち、炭
化水素Ｚが酸化反応を受け始める温度ではすでに炭化水
素Ｚは完全酸化されてしまうとする。すなわち、炭化水
素Ｙのほうが低温で反応（Ａ）が起こることになる。こ
の温度では炭化水素Ｚの反応（Ａ）の速度は遅い。従っ
て、ＮＯx浄化に有効性を示す炭化水素はＹだけであ
る。次に、温度が高く炭化水素Ｚも充分反応（Ａ）を達
成することができる場合には、炭化水素Ｙは競争反応
（化学式２）や（化学式３）によって消費され、ＮＯx
浄化反応に供されなくなってしまう。つまり、ふたつの
炭化水素を同時にＮＯxと反応させることはできないこ
とになる。以上の現象を説明したものが第３図である。
このような状況は、還元剤を構成する炭化水素の数が多
くなるほど顕著になり、全成分を同時にＮＯxと反応さ
せることは困難になる。特に、ハニカム型の触媒装置で
は、入口側が出口側よりも高温に成る場合が多い。つま
り、酸化され易い炭化水素は、触媒入口側の方が温度が
高くない場合に比べて、よりいっそう触媒入口部分で過
剰に酸化反応を受けてしまう。このように、複数の炭化
水素に対応するだけでなく、触媒層の温度分布にも対応
する必要があるわけであり、単一組成の触媒で対処する
ことは困難である。
【００１８】この問題に対して、前記の如く構成された
本発明に係る触媒装置では、排気ガスの流れ方向に沿っ
て相対的に炭化水素に対する酸化活性能力が順次大きく
なるように配置構成しているため、触媒コンバータの入
口では酸化反応を受け易い炭化水素が酸化され、逐次下
流側に至るにしたがって順に酸化反応を受けにくい炭化
水素を反応させていくことが可能となる。このため、デ
ィーゼルエンジン用燃料を還元材として使用しつつ、上
述した競争反応を抑制して燃料中の全ての炭化水素を有
効に排気ガスＮＯxと反応させて浄化することが可能と
なるのである。
本発明に係る触媒装置では、排気ガスの流れ方向に沿っ
て相対的に炭化水素に対する酸化活性能力が順次大きく
なるように配置構成しているため、触媒コンバータの入
口では酸化反応を受け易い炭化水素が酸化され、逐次下
流側に至るにしたがって順に酸化反応を受けにくい炭化
水素を反応させていくことが可能となる。このため、デ
ィーゼルエンジン用燃料を還元材として使用しつつ、上
述した競争反応を抑制して燃料中の全ての炭化水素を有
効に排気ガスＮＯxと反応させて浄化することが可能と
なるのである。
【００１９】
【実施例】以下に本発明に係るディーゼルエンジン排気
ＮＯx浄化触媒装置の具体的実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
ＮＯx浄化触媒装置の具体的実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
【００２０】図１は実施例に係るのディーゼルエンジン
排気ＮＯx浄化触媒装置の構成図である。このディーゼ
ルエンジン１０によって燃焼された排気ガスを排出する
排気管１２が設けられており、この排気管１２の途中に
排気ＮＯx浄化触媒装置を構成する触媒コンバータ１４
が取り付けられている。この触媒コンバータ１４は、コ
ージェライト製ハニカムモノリス担体にＮＯx浄化触媒
成分をコーティングして構成されるが、実施例の場合に
は炭化水素に対する酸化活性能力の異なる３種類のディ
ーゼルＮＯx浄化触媒要素１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを排
気ガスの流れ方向に沿って結合して一体化した一体化触
媒１６を内蔵して構成されている。各触媒要素は、上記
のようにコージェライト製ハニカムモノリス担体にＮＯ
x浄化触媒成分をコーティングして構成されているが、
上流側の触媒要素１６Ａは炭化水素に対する酸化活性能
力が直下流側の触媒要素１６Ｂより相対的に小さくさ
れ、更に中間の触媒要素１６Ｂの炭化水素に対する酸化
活性能力がその直下流側の触媒要素１６Ｃより相対的に
小さくなるように設定している。すなわち、一体化触媒
１６を排気ガスの流れ方向に沿って触媒コーティング領
域を区画し、対炭化水素酸化活性力が異なる触媒成分ご
とに、排気ガス上流側から順に対炭化水素酸化活性力が
段階的に大きくなるように触媒成分をコーティングして
形成されているのである。
排気ＮＯx浄化触媒装置の構成図である。このディーゼ
ルエンジン１０によって燃焼された排気ガスを排出する
排気管１２が設けられており、この排気管１２の途中に
排気ＮＯx浄化触媒装置を構成する触媒コンバータ１４
が取り付けられている。この触媒コンバータ１４は、コ
ージェライト製ハニカムモノリス担体にＮＯx浄化触媒
成分をコーティングして構成されるが、実施例の場合に
は炭化水素に対する酸化活性能力の異なる３種類のディ
ーゼルＮＯx浄化触媒要素１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを排
気ガスの流れ方向に沿って結合して一体化した一体化触
媒１６を内蔵して構成されている。各触媒要素は、上記
のようにコージェライト製ハニカムモノリス担体にＮＯ
x浄化触媒成分をコーティングして構成されているが、
上流側の触媒要素１６Ａは炭化水素に対する酸化活性能
力が直下流側の触媒要素１６Ｂより相対的に小さくさ
れ、更に中間の触媒要素１６Ｂの炭化水素に対する酸化
活性能力がその直下流側の触媒要素１６Ｃより相対的に
小さくなるように設定している。すなわち、一体化触媒
１６を排気ガスの流れ方向に沿って触媒コーティング領
域を区画し、対炭化水素酸化活性力が異なる触媒成分ご
とに、排気ガス上流側から順に対炭化水素酸化活性力が
段階的に大きくなるように触媒成分をコーティングして
形成されているのである。
【００２１】このような炭化水素に対して異なる酸化活
性能力を付与する触媒組成の例としては、入口側触媒要
素１６Ａに銅アルミナ触媒、中段の触媒要素１６Ｂに水
素化モルデナイト、最終段に設けた触媒要素１６Ｃに銅
イオン交換モルデナイトを用いればよい。もちろん、こ
れ以外にも酸化活性能力に相違があるものを配列すれば
良く、活性能力の異なる任意の触媒を選択設定すること
ができる。
性能力を付与する触媒組成の例としては、入口側触媒要
素１６Ａに銅アルミナ触媒、中段の触媒要素１６Ｂに水
素化モルデナイト、最終段に設けた触媒要素１６Ｃに銅
イオン交換モルデナイトを用いればよい。もちろん、こ
れ以外にも酸化活性能力に相違があるものを配列すれば
良く、活性能力の異なる任意の触媒を選択設定すること
ができる。
【００２２】また、上記触媒コンバータ１４に通流させ
る排気ガス中のＮＯx還元材として実施例ではディーゼ
ルエンジン１０用の燃料１８を用いるようにしており、
この燃料の炭化水素を還元材として利用するものとして
いる。このため燃料タンク２０から排気管１２の特にエ
ンジン１０と触媒コンバータ１４の間に位置に開口する
ノズル２２を有する還元材供給管路２３を設け、その途
中に供給量制御装置２４を介装し、所定量の燃料を還元
材として排気管１２に噴射吐出させるようにしている。
これによって触媒コンバータ１４に流入する排気ガス中
に還元材が混合される。
る排気ガス中のＮＯx還元材として実施例ではディーゼ
ルエンジン１０用の燃料１８を用いるようにしており、
この燃料の炭化水素を還元材として利用するものとして
いる。このため燃料タンク２０から排気管１２の特にエ
ンジン１０と触媒コンバータ１４の間に位置に開口する
ノズル２２を有する還元材供給管路２３を設け、その途
中に供給量制御装置２４を介装し、所定量の燃料を還元
材として排気管１２に噴射吐出させるようにしている。
これによって触媒コンバータ１４に流入する排気ガス中
に還元材が混合される。
【００２３】このように構成された実施例のディーゼル
エンジン排気ＮＯx浄化触媒装置の作用は次のようにな
る。触媒コンバータ１４の入口側には酸化活性能力の小
さい触媒要素１６Ａが配置されている。入口部は排気ガ
スが高温のため酸化活性能力が小さくても還元材燃料中
の酸化され易い炭化水素は酸化される。これにより酸化
容易な炭化水素の濃度は入口側触媒要素１６Ａにて低下
する（図２破線Ａ）。次いで中段の触媒要素１６Ｂでは
入口側触媒要素１６Ａよりは相対的に酸化活性能力が高
いので、次に酸化され易い炭化水素がここで酸化され、
その濃度は中間触媒要素１６Ｂの出側で低下する（図２
実線Ｂ）。最終段に設けた触媒要素１６Ｃには酸化がさ
れ難い炭化水素が導入され、ここでは触媒酸化活性能力
が大きく設定されているためこの酸化を有効に行うので
ある（図２鎖線Ｃ）。このようなことから複数種の炭化
水素が存在する燃料１８をＮＯx還元材として使用しつ
つ、これを酸化反応を受け易い炭化水素から順に触媒コ
ンバータ１４の入口側から酸化反応させていくことが可
能となる。この結果、燃料中の全ての炭化水素を有効に
ＮＯxと反応させることができ、上記した競争反応を抑
制して化学式１に示す反応中間体を形成させてＮＯx浄
化作用を発揮させることが可能となるのである。
エンジン排気ＮＯx浄化触媒装置の作用は次のようにな
る。触媒コンバータ１４の入口側には酸化活性能力の小
さい触媒要素１６Ａが配置されている。入口部は排気ガ
スが高温のため酸化活性能力が小さくても還元材燃料中
の酸化され易い炭化水素は酸化される。これにより酸化
容易な炭化水素の濃度は入口側触媒要素１６Ａにて低下
する（図２破線Ａ）。次いで中段の触媒要素１６Ｂでは
入口側触媒要素１６Ａよりは相対的に酸化活性能力が高
いので、次に酸化され易い炭化水素がここで酸化され、
その濃度は中間触媒要素１６Ｂの出側で低下する（図２
実線Ｂ）。最終段に設けた触媒要素１６Ｃには酸化がさ
れ難い炭化水素が導入され、ここでは触媒酸化活性能力
が大きく設定されているためこの酸化を有効に行うので
ある（図２鎖線Ｃ）。このようなことから複数種の炭化
水素が存在する燃料１８をＮＯx還元材として使用しつ
つ、これを酸化反応を受け易い炭化水素から順に触媒コ
ンバータ１４の入口側から酸化反応させていくことが可
能となる。この結果、燃料中の全ての炭化水素を有効に
ＮＯxと反応させることができ、上記した競争反応を抑
制して化学式１に示す反応中間体を形成させてＮＯx浄
化作用を発揮させることが可能となるのである。
【００２４】このような実施例によるＮＯx浄化温度特
性を図４に示し、比較のために上記各触媒要素１６Ａ、
１６Ｂ、１６Ｃ単独でのＮＯx浄化温度特性を図５に示
す。この図から明らかなように、実施例の場合には浄化
率を５０％程度まで高めることができるが、単体組成の
触媒を用いた場合には２０数％が最大浄化率であり、本
実施例に高い効果があることが理解できる。
性を図４に示し、比較のために上記各触媒要素１６Ａ、
１６Ｂ、１６Ｃ単独でのＮＯx浄化温度特性を図５に示
す。この図から明らかなように、実施例の場合には浄化
率を５０％程度まで高めることができるが、単体組成の
触媒を用いた場合には２０数％が最大浄化率であり、本
実施例に高い効果があることが理解できる。
【００２５】上記実施例では、単一性能特性の触媒ハニ
カムを複数連結したものであるが、一つのハニカム内に
複数の触媒活性成分を分割した担持させて構造とするこ
とができる。この例を図５に示す。この第２実施例では
上記した触媒要素１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃをそれぞれ単
体容器に入れ、これを排気管１２に直列配置した構造と
している。この場合も還元材としての燃料は上流側触媒
要素１６Ａとエンジン１０の間から供給することは当然
である。かかる実施例においても、第１実施例と同様に
炭化水素の酸化をその酸化容易な順に反応させることが
でき、高いＮＯx浄化能力を発揮させることができる。
カムを複数連結したものであるが、一つのハニカム内に
複数の触媒活性成分を分割した担持させて構造とするこ
とができる。この例を図５に示す。この第２実施例では
上記した触媒要素１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃをそれぞれ単
体容器に入れ、これを排気管１２に直列配置した構造と
している。この場合も還元材としての燃料は上流側触媒
要素１６Ａとエンジン１０の間から供給することは当然
である。かかる実施例においても、第１実施例と同様に
炭化水素の酸化をその酸化容易な順に反応させることが
でき、高いＮＯx浄化能力を発揮させることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に沿って複数の触
媒を配列するとともにこの触媒の還元材用炭化水素に対
する酸化活性能力が下流側に向って順次大きくなるよう
に設定した構成としたので、軽油・灯油などのディーゼ
ル燃料油を効果的にＮＯx還元剤として作用させること
ができ、車輌に搭載可能でＮＯx浄化率の高い触媒式排
ガス浄化装置とすることができる。
触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に沿って複数の触
媒を配列するとともにこの触媒の還元材用炭化水素に対
する酸化活性能力が下流側に向って順次大きくなるよう
に設定した構成としたので、軽油・灯油などのディーゼ
ル燃料油を効果的にＮＯx還元剤として作用させること
ができ、車輌に搭載可能でＮＯx浄化率の高い触媒式排
ガス浄化装置とすることができる。
【図１】実施例に係るディーゼルエンジン排気ＮＯx浄
化触媒装置である。
化触媒装置である。
【図２】同装置の触媒特性説明図である。
【図３】本実施例でのＮＯx浄化温度特性図である。
【図４】単体組成の触媒のＮＯx浄化温度特性図であ
る。
る。
【図５】他の実施例に係るディーゼルエンジン排気ＮＯ
x浄化触媒装置の要部構成図である。
x浄化触媒装置の要部構成図である。
１０ ディーゼルエンジン １２ 排気管 １４ 触媒コンバータ １６ 一体化触媒 １６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 触媒要素 １８ 燃料 ２０ 燃料タンク ２２ ノズル
Claims (3)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気ガスを排出す
る排気管の途中に設けられ排気ガスを浄化するための触
媒コンバータと、該触媒コンバータの上流側で排気ガス
中に還元材用炭化水素としてエンジン燃料を供給する手
段とを備えたディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化装置に
おいて、 前記触媒コンバータに排気ガスの流れ方向に沿って複数
の触媒を配列するとともにこの触媒の還元材用炭化水素
に対する酸化活性能力が下流側に向って順次大きくなる
ように設定したことを特徴とするディーゼルエンジン排
気ＮＯx浄化装置。 - 【請求項２】 前記触媒コンバータが一つの触媒で構成
されており、排気ガスの流れ方向に沿って相対的に炭化
水素に対する酸化活性能力が大きくなるように異なる触
媒活性成分を担持させたことを特徴とする請求項１に記
載のディーゼルエンジン排気ＮＯx浄化触媒装置。 - 【請求項３】 前記触媒コンバータは複数の独立した触
媒を排気ガスの流れ方向に沿って直列に配置し、各触媒
は排気ガスの流れ方向上流側に比較して下流側が相対的
に炭化水素に対する酸化活性能力が大きくなるように異
なる触媒活性成分を担持させて構成されてなることを特
徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン排気ＮＯ
x浄化触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11656493A JPH06307231A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | ディーゼルエンジン排気ＮＯｘ浄化触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11656493A JPH06307231A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | ディーゼルエンジン排気ＮＯｘ浄化触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307231A true JPH06307231A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14690235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11656493A Pending JPH06307231A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | ディーゼルエンジン排気ＮＯｘ浄化触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06307231A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6729125B2 (en) | 2000-09-19 | 2004-05-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system |
| US6820417B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-11-23 | Analytical Engineering, Inc. | Exhaust aftertreatment system and method for an internal combustion engine |
| JP2010121473A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP11656493A patent/JPH06307231A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6729125B2 (en) | 2000-09-19 | 2004-05-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system |
| US6820417B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-11-23 | Analytical Engineering, Inc. | Exhaust aftertreatment system and method for an internal combustion engine |
| JP2010121473A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0773057B1 (en) | Exhaust gas purifying catalyst | |
| US7584603B2 (en) | Method and system for regenerating NOx adsorbers and/or particulate filters | |
| KR100212904B1 (ko) | 촉매 반응 장치 | |
| US7188469B2 (en) | Exhaust system and methods of reducing contaminants in an exhaust stream | |
| EP1290318B1 (en) | Reactor for treating exhaust gas | |
| US20060213187A1 (en) | System and method of nox abatement | |
| JP2015044191A (ja) | リーンバーンｉｃエンジン用排気装置 | |
| JP2009106913A (ja) | 選択還元型触媒 | |
| Cavataio et al. | Cu/zeolite SCR on high porosity filters: laboratory and engine performance evaluations | |
| EP1794421A1 (en) | ENGINE EXHAUST TREATMENT HAVING DUAL NOx TRAPS | |
| CA2705740C (en) | Process for reducing no2 from combustion system exhaust | |
| JPH06307231A (ja) | ディーゼルエンジン排気ＮＯｘ浄化触媒装置 | |
| JPH08266868A (ja) | 窒素酸化物の除去方法及び装置 | |
| JP3483687B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| JPH06134258A (ja) | 脱硝方法及びその触媒体 | |
| JP3499350B2 (ja) | 内燃機関の排ガス浄化方法 | |
| JP2005256632A (ja) | 排気ガス浄化システム | |
| JP4770132B2 (ja) | Ｈｃ吸着触媒及びこれを用いた排気ガス浄化装置 | |
| JPH1015355A (ja) | 脱硝方法及び装置 | |
| JP2001073745A (ja) | 排気ガス浄化システム | |
| JPH07100335A (ja) | 窒素酸化物の除去方法 | |
| JPH05133218A (ja) | 燃料改質還元剤を用いる排ガス浄化装置 | |
| JPH05212246A (ja) | 排ガス中の窒素酸化物の浄化方法 | |
| JPH11226400A (ja) | 排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法 | |
| JPH04276113A (ja) | ハニカム触媒および排ガス浄化装置 |