JPH0710010Y2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

Exhaust gas purification device

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JPH0710010Y2
JPH0710010Y2 JP12024089U JP12024089U JPH0710010Y2 JP H0710010 Y2 JPH0710010 Y2 JP H0710010Y2 JP 12024089 U JP12024089 U JP 12024089U JP 12024089 U JP12024089 U JP 12024089U JP H0710010 Y2 JPH0710010 Y2 JP H0710010Y2
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JP
Japan
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adsorbent
exhaust gas
catalyst
temperature
trapper
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JP12024089U
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智美 長瀬
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Toyota Motor Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は排気ガス中の有害成分を浄化するための排気ガ
ス浄化装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying harmful components in exhaust gas.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動車の排気ガス中には炭化水素(HC)、一酸化炭素
(CO)及び窒素酸化物(NOx)などの有害成分が含まれ
ているため、これらを浄化する目的で排気系に触媒を備
えた浄化装置が用いられている。排気ガス浄化用触媒と
してはペレット型、モノリス型等の種々のものがある
が、一般に触媒浄化能は温度の影響を受ける。前記有害
成分のうち、特にHCに対する触媒浄化能は排気ガス温度
の影響を強く受け、一般に300℃以上の温度において貴
金属触媒により浄化される。このため、エンジンの始動
時(コールドスタート時)などの排気ガス温度や触媒温
度がまだ低い状態においては排出されるHCを触媒が十分
に浄化することができない。又、このコールドHCは大量
に排出されるため、HCエミッション全体に占める割合が
大きく、これを減少させることに対する強い要求があ
る。
Exhaust gas from automobiles contains harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx), so a catalyst was provided in the exhaust system to purify them. Purification equipment is used. Exhaust gas purifying catalysts include various types such as pellet type and monolith type, but the catalytic purifying ability is generally affected by temperature. Among the above-mentioned harmful components, the catalyst purification ability, particularly for HC, is strongly influenced by the exhaust gas temperature, and is generally purified by a noble metal catalyst at a temperature of 300 ° C. or higher. For this reason, the catalyst cannot sufficiently purify the exhausted HC when the exhaust gas temperature and the catalyst temperature are still low when the engine is started (at the time of cold start). Since a large amount of this cold HC is emitted, it accounts for a large proportion of the total HC emissions, and there is a strong demand for reducing it.

貴金属触媒などの浄化用触媒のみを備えた排気ガス浄化
装置によっては前述の如くコールドHCの浄化が困難であ
る。そのため、前記触媒の上流側にHCトラッパーを設け
るなどの対策をした排気ガス浄化装置が提案されてい
る。本出願人も実開昭62−6416号において、バイパス通
路に悪臭成分の吸着材を配置し、排気ガス温度に応じて
排気ガスを主通路又はバイパス通路に流すようにした排
気ガス浄化装置を提案した。又、特願昭63−226070号に
おいて、ゼオライト(Y型ゼオライト又はモルデナイ
ト)をHC吸着材として備えたHCトラッパーを浄化用触媒
の上流側に配置した排気ガス浄化装置を提案した。これ
らの装置においては、排気ガス温度が低いとき悪臭成分
やコールドHCを吸着材によって除去する。そして、排気
ガス温度が高いときは反対に吸着材からHCが脱離するた
め、吸着材に流す排気ガス温度の高低によって、HCの吸
着と吸着材の再生を繰り返すことができる。
As described above, it is difficult to purify cold HC by using an exhaust gas purifying device that includes only a purifying catalyst such as a precious metal catalyst. Therefore, an exhaust gas purifying device has been proposed in which measures such as providing an HC trapper on the upstream side of the catalyst are taken. The applicant also proposed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-6416 an exhaust gas purifying device in which an adsorbent for malodorous components is arranged in the bypass passage and the exhaust gas is caused to flow into the main passage or the bypass passage depending on the exhaust gas temperature. did. Further, in Japanese Patent Application No. 63-226070, an exhaust gas purifying device was proposed in which an HC trapper equipped with zeolite (Y-type zeolite or mordenite) as an HC adsorbent was arranged upstream of a purifying catalyst. In these devices, when the exhaust gas temperature is low, the malodorous components and cold HC are removed by the adsorbent. When the exhaust gas temperature is high, on the contrary, HC is desorbed from the adsorbent, so that the adsorption of HC and the regeneration of the adsorbent can be repeated depending on the temperature of the exhaust gas flowing through the adsorbent.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

ところが、再生のために吸着材に流す高温の排気ガス中
にもHCが含まれるため、たとえ切り換えバルブなどによ
り排気ガスの流れを適宜変えたとしても、従来技術によ
ってはHC吸着材の再生を完全に行なうことができず、一
部のHCは吸着材に保持されたまま残った。更に、高温の
排気ガスを吸着材に流すとコーキング反応が起こり、コ
ーク(coke)が生成し、吸着材の細孔を閉塞したり表面
活性を低下させるので、HC吸着材のHC吸着能が低下し易
かった。
However, since the high-temperature exhaust gas flowing to the adsorbent for regeneration also contains HC, even if the flow of the exhaust gas is appropriately changed by a switching valve, etc., regeneration of the HC adsorbent will be completed completely depending on the conventional technology. Some of the HC remained retained on the adsorbent. Furthermore, when high-temperature exhaust gas is passed through the adsorbent, a coking reaction occurs and cokes are generated, clogging the pores of the adsorbent and reducing the surface activity, which reduces the HC adsorbability of the HC adsorbent. It was easy to do.

本発明は上記従来技術における問題点を解決するための
ものである。その目的とするところはコールドHCの吸着
能が高く、再生を十分に行なうことができ、且つ耐久性
に優れたHC吸着材を備えた排気ガス浄化装置を提供する
ことにある。
The present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus equipped with an HC adsorbent which has a high ability to adsorb cold HC, can be sufficiently regenerated, and has excellent durability.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

すなわち本考案の排気ガス浄化装置は、排気系に、温度
測定手段と、測定温度に基づいて作動が制御される第1
及び第2の切り換えバルブと、炭化水素吸着材及び三元
又は酸化触媒からなる触媒付吸着材を備えた炭化水素ト
ラッパーと、三元触媒を備えた触媒コンバータとが配置
され、 第1の切り換えバルブと第2の切り換えバルブとは、第
1の通路と、中間部に炭化水素トラッパーを配置した第
2の通路とにより並列して接続され、第1の切り換えバ
ルブと、第2の通路のうちの炭化水素トラッパー及び第
2の切り換えバルブの中間部とは第3の通路により接続
され、第2の切り換えバルブの下流側に触媒コンバータ
が接続されていることを特徴とする。
That is, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a temperature measuring unit in the exhaust system, and an operation controlled based on the measured temperature.
And a second switching valve, a hydrocarbon trapper having a hydrocarbon adsorbent and a catalyst adsorbent made of a three-way or oxidation catalyst, and a catalytic converter having a three-way catalyst. The second switching valve and the second switching valve are connected in parallel by a first passage and a second passage having a hydrocarbon trapper arranged in an intermediate portion, and the first switching valve and the second passage are connected to each other. The hydrocarbon trapper and the intermediate portion of the second switching valve are connected by a third passage, and a catalytic converter is connected downstream of the second switching valve.

温度測定手段は慣用のもの例えば熱電対や側温抵抗体な
どであってよい。温度測定手段を設ける場所は排気ガス
浄化装置に流入する排気ガスの代表温度を測定し得る場
所例えば通路内などを適宜選択する。
The temperature measuring means may be a conventional means such as a thermocouple or a temperature sensing resistor. As a place where the temperature measuring means is provided, a place where a representative temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device can be measured, for example, a passage, is appropriately selected.

第1及び第2の切り換えバルブは、測定温度に基づいて
例えばコンピュータなどの制御装置から出される電気信
号によって排気ガスの流路を切り換えることができるも
のを使用する。
As the first and second switching valves, those which can switch the flow path of exhaust gas based on the measured temperature by an electric signal output from a control device such as a computer are used.

炭化水素トラッパーに備える炭化水素吸着材は、ゼオラ
イト例えばモルデナイト、Y型ゼオライト、ZSM−5な
どを所望の担体例えばコージェライト製モノリス担体上
に塗布したものであってよい。同様に炭化水素トラッパ
ーに備える三元又は酸化触媒は、白金、ロジウム、イリ
ジウム、パラジウムなどの貴金属を所望により他の助触
媒成分例えばセリウム、ランタンなどとともに、上記モ
ノリス担体上に塗布した例えばアルミナなどからなる層
に担持したものを用いる。一つのモノリス担体の一方の
側に炭化水素吸着材を、他方の側に三元又は酸化触媒を
形成した触媒付吸着材を用いると実用上都合がよい 触媒コンバータに備える三元触媒は、上記三元触媒と同
様の方法で製造することができる。
The hydrocarbon adsorbent provided in the hydrocarbon trapper may be a zeolite such as mordenite, Y-type zeolite, ZSM-5, etc. coated on a desired carrier such as a cordierite monolith carrier. Similarly, a three-way or oxidation catalyst provided in a hydrocarbon trapper may be prepared by coating a noble metal such as platinum, rhodium, iridium, or palladium with other promoter components, such as cerium or lanthanum, on the monolith carrier, if desired. What is carried in the layer is used. It is practically convenient to use a hydrocarbon adsorbent on one side of one monolithic support and a catalyst adsorbent on the other side of which a three-way or oxidation catalyst is formed. It can be produced in the same manner as the original catalyst.

第1及び第2の切り換えバルブ、炭化水素トラッパー及
び触媒コンバータを相互に接続する通路は、通常所定性
状の配管を用いる。そして各構成要件を上記の如く接続
することにより、以下に説明するように、炭化水素吸着
材に係る炭化水素の吸着−脱離を制御することができ
る。
The passage for connecting the first and second switching valves, the hydrocarbon trapper and the catalytic converter to each other usually uses a pipe having a predetermined property. Then, by connecting the respective constituent elements as described above, it is possible to control the adsorption-desorption of the hydrocarbon relating to the hydrocarbon adsorbent, as described below.

1)コールドHC吸着時(排気ガス低温時)には、HCトラ
ッパーのHC吸着材が前流部となるように排気ガスを流し
てコールドHCをHC吸着材により吸着させる。排気ガスは
HC吸着材を通過した後その後流部の三元又は酸化触媒を
通過し、そして更に下流側の触媒コンバータを通過して
排出される。
1) When cold HC is adsorbed (when the exhaust gas is at a low temperature), the exhaust gas is caused to flow so that the HC adsorbent of the HC trapper becomes the front flow portion, and the cold HC is adsorbed by the HC adsorbent. Exhaust gas
After passing through the HC adsorbent, it passes through the three-way or oxidation catalyst in the downstream part, and further passes through the downstream catalytic converter to be discharged.

2)排気ガス温度が上昇し、HC吸着材への入ガス温度が
200℃以上になるとHC吸着材に吸着されているHCが脱離
し始める。そこで、触媒コンバータに備えられた三元触
媒が十分に活性化するまではHC吸着材に吸着されている
HCが脱離しないように、排気ガスの通路を切り換えて触
媒コンバータのみに排気ガスが流れるようにする。
2) The temperature of the exhaust gas rises, and the temperature of the gas entering the HC adsorbent is
At temperatures above 200 ° C, the HC adsorbed on the HC adsorbent begins to desorb. Therefore, the three-way catalyst provided in the catalytic converter is adsorbed by the HC adsorbent until fully activated.
The exhaust gas passage is switched so that the exhaust gas flows only to the catalytic converter so that HC is not desorbed.

3)更に排気ガス温度が上昇し、触媒コンバータに備え
られた三元触媒が十分に活性化した後に、HCトラッパー
を再生する。すなわち、排気ガスの通路を再び切り換え
て触媒付吸着材のうちの三元又は酸化触媒が前流部に、
HC吸着材が後流部となるように排気ガスを流す。これに
より、三元又は酸化触媒で浄化されたHC成分をほとんど
含まない排気ガスでHC吸着材に吸着されていたHCを脱離
・除去してHC吸着材の再生を行なう。
3) After the exhaust gas temperature further rises and the three-way catalyst provided in the catalytic converter is sufficiently activated, the HC trapper is regenerated. That is, the exhaust gas passage is switched again so that the three-way or the oxidation catalyst of the adsorbent with a catalyst is in the front flow portion,
Exhaust gas is made to flow so that the HC adsorbent becomes the downstream part. As a result, the HC adsorbed on the HC adsorbent is desorbed / removed by the exhaust gas containing almost no HC component purified by the three-way or oxidation catalyst to regenerate the HC adsorbent.

4)なお、耐熱性の低いゼオライトをHC吸着材として用
いる場合には、熱によるゼオライト結晶の崩壊を防ぐた
めに、更に以下の操作を追加する。3)の操作を行ない
HC吸着材再生後、排気ガス温度が更に高くなり、ゼオラ
イト結晶の熱的劣化をもたらす温度になれば、2)の状
態にもどし、触媒コンバータのみに排気ガスが流れて、
HC吸着材のほうには、高温の排気ガスが流れないように
する。
4) When zeolite having low heat resistance is used as the HC adsorbent, the following operation is further added to prevent the zeolite crystals from collapsing due to heat. Perform operation 3)
After regeneration of the HC adsorbent, if the exhaust gas temperature rises to a temperature that causes thermal degradation of the zeolite crystals, return to the state of 2) and the exhaust gas flows only to the catalytic converter,
Prevent hot exhaust gas from flowing into the HC adsorbent.

〔作用〕[Action]

排気ガスの温度に応じて切り換えバルブにより排気ガス
の通路を切り換えて、炭化水素トラッパーを通過する排
気ガスの流れ方向を逆転させるか又は炭化水素トラッパ
ーに排気ガスが流入しないようにするため、HC吸着材に
よるHCの吸着及びHC吸着材の再生を都合よく行なうこと
ができる。
Depending on the temperature of the exhaust gas, the exhaust gas passage is switched by the switching valve to reverse the flow direction of the exhaust gas passing through the hydrocarbon trapper or prevent the exhaust gas from flowing into the hydrocarbon trapper. Adsorption of HC by the material and regeneration of the HC adsorbent can be conveniently performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下の実施例及び比較例により本考案を更に詳細に説明
する。なお、本考案は下記実施例に限定されるものでは
ない。部は重量部を示す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. The present invention is not limited to the following embodiments. Parts indicate parts by weight.

実施例1 1.触媒付吸着材の製造 モノリス担体:コージェライト性モノリス担体(1.7l,4
00セル/in2) i)アルミナの塗布 アルミナ100部、アルミナゾル(10wt%)140部と、Al
(NO3)3・aq(14部)とを水及び硝酸と共にボールミリ
ングすることにより製造したウォッシュコートスラリー
中に、吸水処理したモノリス担体の一端から3分の1を
浸漬する。該スラリーよりモノリス担体を引き上げた
後、圧縮空気でモノリス担体のセル内の過剰液を吹き去
る。担体を乾燥して遊離の水を除去し、500℃で1時間
焼成して、モノリス担体の片側3分の1にアルミナコー
トした担体を得る。
Example 1 1. Production of adsorbent with catalyst Monolith carrier: Cordierite monolith carrier (1.7 l, 4
00 cells / in 2 ) i) Application of alumina 100 parts of alumina, 140 parts of alumina sol (10 wt%) and Al
(NO 3 ) 3 · aq (14 parts) is ball-milled with water and nitric acid, and one-third of one end of the water-absorbed monolith carrier is immersed in the wash-coat slurry. After pulling up the monolith carrier from the slurry, the excess liquid in the cells of the monolith carrier is blown off with compressed air. The carrier is dried to remove free water and calcined at 500 ° C. for 1 hour to obtain a carrier on which one-third of the monolith carrier is coated with alumina.

ii)Pt及びRhの担持 アルミナコートした部分の担体を、ジニトロジアンミン
白金の硝酸性水溶液に浸漬し、乾燥後200℃で1時間焼
成して1.35g/l〔0.765g/(1.7/3)l〕の白金をアルミ
ナ上に担持する。続いて、該白金触媒を塩化ロジウム水
溶液に浸漬し、乾燥後、200℃で1時間焼成し、該アル
ミナ上にロジウム0.15g/l〔0.085g/1.7/3)l〕担持し
て、Pt−Rh触媒をモノリス担体の3分の1の部分に調製
する。
ii) Support of Pt and Rh The carrier of the alumina-coated portion was immersed in a nitric acid aqueous solution of dinitrodiammine platinum, dried and calcined at 200 ° C for 1 hour to obtain 1.35 g / l [0.765 g / (1.7 / 3) l ] Platinum is supported on alumina. Then, the platinum catalyst was immersed in an aqueous rhodium chloride solution, dried, and then calcined at 200 ° C. for 1 hour to support 0.15 g / l [0.085 g / 1.7 / 3) l] of rhodium on the alumina, and Pt- The Rh catalyst is prepared in one third part of the monolith support.

iii)HC吸着材(H/モルデナイト)の塗布 H/モルデナイト100部、シリカゾル(20wt%)70部、水5
5〜70部を混合して攪拌し、約100cpsの粘度を有するH/
モルデナイトスラリーを調製する。吸水処理したモノリ
ス担体の残り3分の2の(触媒をコートしていない)部
分を、該スラリーに浸漬し、引き上げ、余分なスラリー
を吹き払い、100℃で5〜10時間十分乾燥した後、350℃
で2〜3時間仮焼成する。上記の操作、即ち、スラリー
への浸漬、乾燥及び仮焼を更に数回繰り返す。これによ
り、H/モルデナイトが合計100g/lの付着量でコートされ
る。
iii) Application of HC adsorbent (H / mordenite) 100 parts H / mordenite, 70 parts silica sol (20wt%), water 5
Mix 5 to 70 parts and stir to mix H / H with a viscosity of about 100 cps
Prepare a mordenite slurry. The remaining two-thirds (not coated with the catalyst) of the water-absorbed monolith carrier was immersed in the slurry, pulled up, and the excess slurry was blown off, and after sufficiently drying at 100 ° C. for 5 to 10 hours, 350 ° C
Calcination is performed for 2 to 3 hours. The above operation, that is, the immersion in the slurry, the drying and the calcination are repeated several times. As a result, H / mordenite is coated in a total amount of 100 g / l.

以上の、i)〜iii)の操作により、HC吸着材10と三元
(酸化)触媒11とからなる第2図に示す触媒付吸着材3
を製造する。
By the above-mentioned operations i) to iii), the adsorbent 3 with a catalyst shown in FIG. 2 and comprising the HC adsorbent 10 and the three-way (oxidation) catalyst 11.
To manufacture.

2.三元触媒の製造 モノリス担体:コージェライト製モノリス担体(1.3l,4
00セル/in2) 1.触媒付吸着材の製造のi),ii)と同様にして、モノ
リス担体にアルミナを塗布し、次いでPt(1.35g/l),Rh
(0.15g/l)を担持して三元触媒5を製造する。
2. Production of three-way catalyst Monolith carrier: Cordierite monolith carrier (1.3l, 4
00 cells / in 2 ) 1. Alumina was applied to the monolithic carrier in the same manner as i) and ii) in the production of the adsorbent with catalyst, and then Pt (1.35 g / l), Rh
(0.15 g / l) is carried to produce a three-way catalyst 5.

3.排気ガス浄化装置(第1図) 上記において製造した触媒付吸着材3を耐熱性容器に収
納し、バネ12及び保持具13で固定してHCトラッパー2を
得る。又、三元触媒5を耐熱性容器に収納し、バネ12及
び保持具13で固定して触媒コンバータ4を得る。これら
を切り換えバルブ6,7、温度測定器8とともに配管9で
相互に接続し、エンジン1の排気系に連設して第1図に
示す排気浄化装置を得る。なお、図中のA〜Dは切り換
えバルブ6,7の切り換え時の各状態を示す。
3. Exhaust Gas Purification Device (Fig. 1) The adsorbent 3 with catalyst manufactured as described above is housed in a heat-resistant container and fixed by a spring 12 and a holder 13 to obtain an HC trapper 2. Further, the three-way catalyst 5 is housed in a heat resistant container and fixed by the spring 12 and the holder 13 to obtain the catalytic converter 4. These are connected to each other through a pipe 9 together with the switching valves 6 and 7 and the temperature measuring device 8 and are connected to the exhaust system of the engine 1 to obtain the exhaust gas purification device shown in FIG. Incidentally, A to D in the figure show respective states when the switching valves 6 and 7 are switched.

4.排気ガス浄化装置のHC吸着及び脱離(再生)機構の制
御 第3図に示すように、切り換えバルブ6,7の制御によ
り、HC吸着材のHC吸脱を行なう。
4. Control of HC Adsorption and Desorption (Regeneration) Mechanism of Exhaust Gas Purification Device As shown in FIG. 3, the HC adsorption material is adsorbed and desorbed by controlling the switching valves 6 and 7.

HCトラッパーの入ガス温度:Tin(ただし、Tinは、第1
図の温度測定器8により測定し、逆流再生時には、出ガ
ス温度となる)により、バルブの切り換えを制御する。
HC trapper inlet gas temperature: Tin (where Tin is the first
The temperature is measured by the temperature measuring device 8 shown in the figure, and the valve switching is controlled according to the output gas temperature during reverse flow regeneration.

i)Tin<200℃時 バルブ6−A,7−C HCトラッパー2において前流部のHC吸着材10が、コール
ドHCを吸着する。
i) When Tin <200 ° C. In the valve 6-A, 7-C HC trapper 2, the HC adsorbent 10 in the upstream portion adsorbs cold HC.

ii)HC吸着材10の入ガス温度が200℃以上になると、HC
吸着材10に吸着していたコールドHCが脱離し始める。し
かし、後流部の三元(酸化)触媒11と下流側の三元触媒
5はまだ十分に活性化されていないため、脱離したHCを
完全に浄化することができない。そのため、Tinが200℃
以上500℃未満の温度範囲では、HCトラッパー2に排気
ガスが流れないようにして、HC吸着材10に吸着している
HCの脱離を防ぎ、又、HCトラッパー2での熱量損失がほ
とんどないため、下流側の三元触媒5は、より速く昇温
するため活性化も速い。
ii) When the inlet gas temperature of the HC adsorbent 10 exceeds 200 ° C, HC
Cold HC adsorbed on the adsorbent 10 begins to desorb. However, since the three-way (oxidation) catalyst 11 in the downstream part and the three-way catalyst 5 in the downstream side are not yet sufficiently activated, the desorbed HC cannot be completely purified. Therefore, Tin is 200 ℃
In the temperature range above 500 ° C, the exhaust gas does not flow to the HC trapper 2 and is adsorbed on the HC adsorbent 10.
Since the elimination of HC is prevented and there is almost no heat loss in the HC trapper 2, the three-way catalyst 5 on the downstream side heats up more quickly, so that activation is faster.

iii)500℃≦Tin<650℃時 バルブ6−B,7−D 下流の三元触媒5が十分に活性化し、HC吸着材10の再生
(吸着しているHCの完全除去)可能な温度までTinが上
がると、HC吸着材10の逆流再生を行なう。バルブ6の切
り換えにより、前流部が三元(酸化)触媒11、後流部が
HC吸着材10となるため、三元(酸化)触媒11で浄化され
たガス(HC成分をほとんど含まないガス)により、HC吸
着材10の再生(HC除去)を行なう。このため、HC吸着材
10のコーキングによる劣化を防止することが可能であ
る。
iii) When 500 ° C ≤ Tin <650 ° C Valves 6-B, 7-D Up to the temperature at which the downstream three-way catalyst 5 is fully activated and the HC adsorbent 10 can be regenerated (complete removal of adsorbed HC). When the Tin rises, the reverse flow regeneration of the HC adsorbent 10 is performed. By switching the valve 6, the three-way (oxidation) catalyst 11 in the front flow section and the rear flow section in the back flow section
Since it becomes the HC adsorbent 10, the HC adsorbent 10 is regenerated (HC removed) by the gas purified by the three-way (oxidation) catalyst 11 (gas containing almost no HC component). Therefore, HC adsorbent
It is possible to prevent deterioration due to caulking of 10.

iv)耐熱性の低いゼオライトをHC吸着材として用いる場
合、又は、排気ガス温度が高くなり、Tinが800℃以上に
なることが頻繁でHC吸着材10の熱的劣化が大きい場合、
以下の制御機能を加えることもある。
iv) When using zeolite with low heat resistance as the HC adsorbent, or when the exhaust gas temperature is high and the Tin is often 800 ° C. or higher and the thermal deterioration of the HC adsorbent 10 is large,
The following control functions may be added.

650℃≦Tin時、バルブ6−A,7−D 高温の排気ガスが、HC吸着材10(HCトラッパー2)を流
通しないため、HC吸着材10(ゼオライト)の熱的な結晶
崩壊を防止する。
When 650 ℃ ≦ Tin, the valve 6-A, 7-D high temperature exhaust gas does not flow through the HC adsorbent 10 (HC trapper 2), thus preventing thermal crystal collapse of the HC adsorbent 10 (zeolite). .

比較例1(第4図) 第4図に示すように、エンジン排気系の上流側に、HC吸
着材10を収納したHCトラッパー2を配置し、下流側に三
元触媒5を収納した触媒コンバータ4を配置した、排気
ガス浄化装置を実施例1と同様にして得た。
Comparative Example 1 (Fig. 4) As shown in Fig. 4, a catalytic converter in which the HC trapper 2 containing the HC adsorbent 10 is arranged on the upstream side of the engine exhaust system and the three-way catalyst 5 is contained on the downstream side. An exhaust gas purifying apparatus in which No. 4 was arranged was obtained in the same manner as in Example 1.

HC吸着材10 担体:1.13l,400セル/in2, コージェライト製 HC吸着材:H/モルデナイト, 100g/l コート 三元触媒5 担体:1.7l,400セル/in2, コージェライト製 触媒成分:Pt(1.35g/l), Rh(0.15g/l) <性能比較試験> 実施例1及び比較例1で示した排気ガス浄化装置を用い
て、HC浄化性能をエンジンベンチにて評価した。
HC adsorbent 10 carrier: 1.13 l, 400 cells / in 2 , made of cordierite HC adsorbent: H / mordenite, 100 g / l coated three way catalyst 5 carrier: 1.7 l, 400 cells / in 2 , made of cordierite catalyst component : Pt (1.35 g / l), Rh (0.15 g / l) <Performance comparison test> Using the exhaust gas purification apparatus shown in Example 1 and Comparative Example 1, HC purification performance was evaluated on an engine bench.

評価は、コールドスタート評価(始動→アイルド→加速
→60km/h定常走行)により行なった。初期性能ととも
に、耐久性調査のため、コールドスタート評価を500回
繰り返し行なった。
The evaluation was performed by cold start evaluation (starting → yield → acceleration → 60 km / h steady running). The cold start evaluation was repeated 500 times to investigate the durability along with the initial performance.

この試験結果を、第1表に示す。(HC吸着率−HCトラッ
パー入ガス温度が200℃以下の多量にHCを排出する間のH
C吸着率;コールドHC低減率−コールドスタート評価に
おいて、HC吸着材に吸着していたHCであって排気ガスの
温度の上昇とともに脱離したHCのうち、触媒で浄化され
ないで未浄化のまま排出されるHCを含めて算出したHC吸
着率) 実施例1において、比較例1よりもHC吸着材の耐久性が
向上している。これは、逆流再生方式を用いることによ
り、再生を触媒で浄化されたHCを含まないガスにより行
えることが、大きな要因である。又、第5図に示す如く
HC吸着時、HCは触媒付吸着材のうちのHC吸着材の入口部
分に大量に吸着される。それ故順流再生方式では入口付
近で大量にHCが脱離し、この脱離したHCがHCトラッパー
から排出されるためには、HC吸着材上を長距離通過しな
ければならないため、再吸着及びコーキング反応が起こ
る確率が高い。しかし、逆流再生方式では、HCトラッパ
ーの出口付近で大量にHCが脱離するため、再生が効率的
で且つ、再吸着及びコーキング反応の起こる確率も低
い。
The test results are shown in Table 1. (HC adsorption rate-HC trapper gas temperature is less than 200 ℃
C adsorption rate; Cold HC reduction rate-In the cold start evaluation, HC that was adsorbed on the HC adsorbent and desorbed as the temperature of the exhaust gas rose, was not purified by the catalyst and was discharged without purification. (HC adsorption rate calculated including HC that is generated) In Example 1, the durability of the HC adsorbent is improved as compared with Comparative Example 1. This is largely due to the fact that by using the reverse flow regeneration method, regeneration can be performed with a gas containing no HC purified by a catalyst. Also, as shown in FIG.
When HC is adsorbed, a large amount of HC is adsorbed at the inlet of the HC adsorbent of the adsorbent with a catalyst. Therefore, in the forward flow regeneration method, a large amount of HC is desorbed near the inlet, and in order for this desorbed HC to be discharged from the HC trapper, it must pass over the HC adsorbent for a long distance. The probability of a reaction occurring is high. However, in the reverse flow regeneration method, since a large amount of HC is desorbed near the outlet of the HC trapper, the regeneration is efficient and the probability of re-adsorption and coking reaction is low.

〔考案の効果〕[Effect of device]

本考案の排気ガス浄化装置は上述の如き構成を有し、排
気ガスの温度に応じて切り換えバルブにより排気ガスの
通路を切り換えて、HCトラッパー及び触媒コンバータに
対して各温度条件において最適の流通状態で排気ガスを
流通させることができるため、HC吸着材の再生不十分及
びコーキングによるHC吸着能の劣化を防止できる。又、
再生し易いため、より低温で再生可能であり、HC吸着材
の熱的劣化も抑制できる。更に、バイパスシステム及び
逆流再生方式を用いることにより、常にHC吸着材に排気
ガスが流れず、HC吸着材がHCトラッパーにおいて後流部
となることもある。そのためオイル灰分(P,S,Zn,Caな
ど)に起因する被毒によるHC吸着材の劣化を抑制できる
(被毒は、エンジン排気系の上流側において受けやす
い)。又、HC吸着能は高いが耐熱性の低いという欠点の
あるゼオライト(HC吸着材)も、高温でのバイパスによ
りHC吸着材に高温の排気ガスが流れないため、HC吸着材
として使用可能となる。
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention has the above-mentioned configuration, and the switching valve switches the exhaust gas passage in accordance with the temperature of the exhaust gas to optimize the flow condition for the HC trapper and the catalytic converter under each temperature condition. Since the exhaust gas can be circulated through, it is possible to prevent the regeneration of the HC adsorbent and the deterioration of the HC adsorbing ability due to coking. or,
Since it can be easily regenerated, it can be regenerated at a lower temperature, and thermal deterioration of the HC adsorbent can be suppressed. Further, by using the bypass system and the reverse flow regeneration method, the exhaust gas does not always flow to the HC adsorbent, and the HC adsorbent may become a downstream portion in the HC trapper. Therefore, deterioration of the HC adsorbent due to poisoning caused by oil ash (P, S, Zn, Ca, etc.) can be suppressed (poisoning is easily received on the upstream side of the engine exhaust system). Zeolites (HC adsorbents), which have a high HC adsorption capacity but low heat resistance, can also be used as HC adsorbents because hot exhaust gas does not flow to the HC adsorbent due to high temperature bypass. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の排気ガス浄化装置の一実施例の概略構
成図、 第2図は本考案の装置で使用する触媒付吸着材の説明
図、 第3図は本考案の装置における切り換えバルブの制御状
態を示す図、 第4図は従来の排気ガス浄化装置の一例の概略構成図、 第5図は本考案の装置で使用する触媒付吸着材に対する
炭化水素の吸着状態の説明図である。 図中、 1…エンジン、2…HCトラッパー 3…触媒付吸着材、4…触媒コンバータ 5…三元触媒、6,7…切り換えバルブ 8…温度測定器、9…配管 10…HC吸着材、11…三元(酸化)触媒 12…バネ、13…保持具
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an exhaust gas purifying device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of an adsorbent with a catalyst used in the device of the present invention, and FIG. 3 is a switching valve in the device of the present invention. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional exhaust gas purifying device, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a hydrocarbon adsorption state on a catalyst-containing adsorbent used in the device of the present invention. . In the figure, 1 ... Engine, 2 ... HC trapper, 3 ... Adsorbent with catalyst, 4 ... Catalytic converter, 5 ... Three-way catalyst, 6, 7 ... Switching valve, 8 ... Temperature measuring device, 9 ... Piping, 10 ... HC adsorbent, 11 … Three-way (oxidation) catalyst 12… Spring, 13… Holder

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】排気系に、温度測定手段と、測定温度に基
づいて作動が制御される第1及び第2の切り換えバルブ
と、炭化水素吸着材及び三元又は酸化触媒からなる触媒
付吸着材を備えた炭化水素トラッパーと、三元触媒を備
えた触媒コンバータとが配置され、 第1の切り換えバルブと第2の切り換えバルブとは、第
1の通路と、中間部に炭化水素トラッパーを配置した第
2の通路とにより並列して接続され、第1の切り換えバ
ルブと、第2の通路のうちの炭化水素トラッパー及び第
2の切り換えバルブの中間部とは第3の通路により接続
され、第2の切り換えバルブの下流側に触媒コンバータ
が接続されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
1. An exhaust system, a temperature measuring means, first and second switching valves whose operation is controlled based on the measured temperature, a hydrocarbon adsorbent and an adsorbent with a catalyst comprising a three-way or oxidation catalyst. And a catalytic converter having a three-way catalyst are arranged. The first switching valve and the second switching valve have a first passage and a hydrocarbon trapper arranged in an intermediate portion. The first switching valve is connected in parallel with the second passage, and the first switching valve is connected to the hydrocarbon trapper of the second passage and the intermediate portion of the second switching valve by the third passage. An exhaust gas purification device, characterized in that a catalytic converter is connected to the downstream side of the switching valve.
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