JPH0849533A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JPH0849533A
JPH0849533A JP6184912A JP18491294A JPH0849533A JP H0849533 A JPH0849533 A JP H0849533A JP 6184912 A JP6184912 A JP 6184912A JP 18491294 A JP18491294 A JP 18491294A JP H0849533 A JPH0849533 A JP H0849533A
Authority
JP
Japan
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catalyst
reducing agent
engine
reducing
exhaust
Prior art date
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Pending
Application number
JP6184912A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Asaumi
靖男 浅海
Masanobu Hirata
公信 平田
Toshiyuki Yanai
壽幸 矢内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Publication date
Application filed by UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
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Publication of JPH0849533A publication Critical patent/JPH0849533A/ja
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの排気中に含まれるNOX濃度を低
下させる排気浄化装置において、低温時にも触媒をうま
く活性化させることで、NOXの除去率を向上させる。 【構成】 排気通路2にNOをNO2に酸化する第1触
媒4と、その下流側でNO2をN2に還元する第2触媒5
とを直列に設ける。第2触媒5を加熱する手段7と、第
2触媒5の前面に還元剤を添加する手段8を設ける。第
2触媒5の下流側で還元剤を酸化する第3触媒を設ける
と良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの排気中に含まれるNOX濃度
を低下させる有効な手段としてEGR(排気還流)を行
うことが良く知られるが、エンジンの排気通路に触媒を
用いて処理する方法も見られる(特公昭51ー7252
号公報,特公昭57ー12003号公報,特開昭52ー
53103号公報など)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒におけ
る反応性は、NOよりもNO2の方が高いが、NOXの大
部分はNOのため、触媒を大型化しないと、高い除去率
が得られないという不具合があった。そのため、エンジ
ンの排気通路において、NOをNO2に酸化する第1触
媒と、その下流側でNO2をN2に還元する第2触媒とを
直列に介装することが考えられる。
【0004】しかしながら、上流側の第1触媒よりも下
流側の第2触媒の方が活性化に必要な温度が高く、図1
3のように第1触媒でNO2が生成されても、第2触媒
で有効に還元できない運転領域(第1触媒の活性域にお
いて、第2触媒の活性域とオーバラップしない領域)が
生じてしまう。また、上流側の第1触媒で排気中の還元
剤(HCなど)も酸化され、下流側の第2触媒で還元剤
が不足すると、NOXの十分な除去率を得られないとい
う可能性がある。
【0005】この発明はこのような問題点を配慮してな
されたもので、NOXの高い除去率を広い運転領域で確
保することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、エンジ
ンの排気中に含まれるNOX濃度を低下させる排気浄化
装置において、排気通路にNOをNO2に酸化する第1
触媒と、その下流側でNO2をN2に還元する第2触媒と
を直列に設ける一方、第2触媒を加熱する手段を設け
る。
【0007】第2の発明では、エンジンの排気中に含ま
れるNOX濃度を低下させる排気浄化装置において、排
気通路にNOをNO2に酸化する第1触媒と、その下流
側でNO2をN2に還元する第2触媒とを直列に設ける一
方、第2触媒を加熱する手段と、第1触媒の下流側で第
2触媒の前面に還元剤を添加する手段を設ける。
【0008】第3の発明では、第1の発明または第2の
発明における加熱手段として、第1触媒の前面に還元剤
を添加する手段を設ける。
【0009】第4の発明では、エンジンの排気中に含ま
れるNOX濃度を低下させる排気浄化装置において、排
気通路にNOをNO2に酸化する第1触媒と、その下流
側でNO2をN2に還元する第2触媒とを直列に設ける一
方、第2触媒の上流側に還元剤を添加する手段と、第2
触媒の下流側で還元剤を酸化する第3触媒を設ける。
【0010】
【作用】第1の発明によれば、エンジンの排気は第1触
媒と第2触媒を通して外部へ放出される。その際、第1
触媒で排気中のNOが酸化され、反応性の高いNO2
生成するため、第2触媒で無害なN2に効率よく還元さ
れる。この場合、第2触媒は加熱手段の作動で活性域が
拡大するので、第1触媒の働きを無駄にすることなく、
エンジン排気温度の低い運転領域からNO2を有効に還
元することが可能になる。
【0011】第1触媒でエンジン排気中の還元剤(HC
など)も酸化されるが、第2の発明によれば、還元剤の
添加で第2触媒の反応が活性化されるため、第1の発明
に較べてさらに高いNOXの除去率を確保できる。
【0012】第3の発明によれば、第1触媒の前面へ還
元剤を添加することで、第1触媒で還元剤の一部が酸化
され、反応熱で排気温度を上昇させるので、第2触媒が
その排気温度で加熱されるため、エンジン排気温度の低
い運転領域からNO2を有効に還元することが可能にな
る。
【0013】第4の発明によれば、第2触媒へ供給され
る還元剤は、その一部が第2触媒を未反応のまま通過し
ても、第3触媒で無害なCO2とH2Oなどに酸化される
ので、過剰な還元剤の大気中への放出を防止できる。
【0014】
【実施例】図1において、2はエンジン1の排気通路
で、その通路途中に筒形のケーシング3が形成され、ケ
ーシング3内部の上流側にNOをNO2に酸化する第1
触媒4が、その下流側にNO2をN2に還元する第2触媒
5とが直列に収装される。第1触媒4としてアルミナ等
の酸化物に白金等の貴金属を担持させた触媒などが、第
2触媒5として貴金属または卑金属を担持させたゼオラ
イト触媒または酸化物触媒やメタロシリケート触媒など
が使用される。
【0015】第2触媒5への還元剤の補充も兼ねるが、
第2触媒5の加熱手段として、還元剤を第1触媒4の前
面に添加する装置7が設けられる。ケーシング3の入口
部にパイプ7aが挿入され、タンク7bからの還元剤を
駆動部7cの加圧により、パイプ7aを通して第1触媒
4の前面に添加するようになっている。還元剤として軽
油等の炭化水素やアルコール等の水酸基化合物などが用
いられる。
【0016】ケーシング3内部で第1触媒4と第2触媒
5の間に空隙6が設けられるが、ケーシング3の大きさ
に余裕が持てない場合、図4のように空隙6を介さず、
第1触媒4と第2触媒5を連続的に配置するようにして
も良い。
【0017】このように構成すると、エンジン1の排気
は第1触媒4と第2触媒5を通して外部へ放出される。
その際、排気中のNOXは当初、その大部分をNOが占
めるが、第1触媒4を通過するとNOが酸化され、排気
中に占めるNO2の割合が増加するのであり、この排気
は反応性の高いNO2に富むため、第2触媒5で無害な
2に効率よく還元される。
【0018】第2触媒5の活性温度は第1触媒4に較べ
て高いが、パイプ7aから還元剤が添加されると、第1
触媒4でその一部は酸化され、熱を発生して排気温度を
上昇させるので、この排気で第2触媒5が加熱され、図
2のようにその活性域が広がるから、第1触媒4の働き
を無駄することなく、エンジン排気温度の低い運転領域
からNO2を有効に還元できる。また、第1触媒4で還
元剤の一部が酸化されず、第2触媒5へ供給され、その
反応を活発化させる。
【0019】その結果、NOに富む排気を還元触媒に通
すだけの従来例に較べると、図3(第1触媒に白金/ア
ルミナ触媒を、第2触媒にアルミナ系触媒を、還元剤に
プロピレンを用いた試験結果)で表すように、エンジン
排気中のNOXの高い除去率が得られる。したがって、
NOXの除去率が向上するので、触媒容量の小型化も可
能になる。なお、第2触媒5の加熱手段として還元剤の
添加装置7に替えて電気ヒータを用いても良い。
【0020】ところで、エンジン排気温度の高い運転領
域へ移行すると、第2触媒5の加熱を必要とせず、第1
触媒4で酸化される還元剤は無駄になるが、還元剤の添
加を停止すると、エンジン排気中の還元剤(HCなど)
も第1触媒4で酸化されるため、第2触媒5で還元剤が
不足するという可能性がある。図5は他の実施例を示す
もので、エンジン1の排気通路2において、第1触媒4
の下流側で第2触媒5の前面に還元剤を添加する装置8
が付加される。
【0021】この場合、第1触媒4の前面に還元剤を添
加する装置7のタンク7aを共有するので、同じ還元剤
が駆動部8cの作動によりパイプ8aを通して第2触媒
5へ供給される。これによると、第2触媒5で必要な還
元剤は装置8から添加しつつ、エンジン排気温度の高い
運転領域へ移行すると、第1触媒4への還元剤の添加を
停止することで、還元剤の無駄な消費量を節約できる。
なお、図6のように専用のタンク7aと8aを別個に備
えると、第1触媒4と第2触媒5へそれぞれの最適な還
元剤を供給することが可能になる。図5,図6におい
て、図1と同じ部品は同じ符号を付ける。
【0022】図7は別の実施例を示すもので、エンジン
1の排気通路2において、NOをNO2に酸化する第1
触媒4と、その下流側でNO2をN2に還元する第2触媒
5とに加えて、第2触媒5の下流側で還元剤を酸化する
第3触媒10が設けられる。3はこれら触媒4,5,1
0を直列に収装するケーシングで、第2触媒5の前面に
還元剤を添加する装置を備える。第3触媒10として例
えばパラジウム等の貴金属を担持させたアルミナ触媒
が、第1触媒4および第2触媒5については前記の実施
例と同種のものが用いられる。ケーシング3に余裕がな
い場合、図10のように空隙11を介さず、第2触媒5
と第3触媒10を連続的に配置するようにしても良い。
【0023】これによると、還元剤の添加で第2触媒5
が活性化されるが、図8のように第2触媒5を還元剤の
一部が未反応あるいは部分的な反応状態で通過しても、
第3触媒10で無害なCO2とH2Oなどに酸化されるの
で、NOXの高い除去率を確保しつつ、還元剤の大気中
への放出を未然に防止できる。図9に還元剤の添加量と
NOXの除去率との関係を表す。還元剤の添加装置8に
ついては、図6と同じ部品に同じ符号を付けて、重複説
明は省略する。
【0024】図11,図12のように第1触媒4の前面
に装置7(図1と同じ部品に同じ符号を付ける)で還元
剤を添加する場合、第3触媒10として第2触媒5の加
熱および第2触媒への還元剤の補充が必要な運転領域
(還元剤を添加する温度域)で酸化活性を持つ触媒が用
いられる。第3触媒10は図7〜図12の適用例に限定
されるものでなく、当然のことながら、図5,図6の実
施例へも適用可能である。図11において、11は第2
触媒5と第3触媒10との隙間を示す。
【0025】
【発明の効果】第1の発明によれば、エンジンの排気中
に含まれるNOX濃度を低下させる排気浄化装置におい
て、排気通路にNOをNO2に酸化する第1触媒と、そ
の下流側でNO2をN2に還元する第2触媒とを直列に設
ける一方、第2触媒を加熱する手段を設けたので、第2
触媒は加熱で活性域が拡大するため、第1触媒の働きを
無駄にすることなく、エンジン排気温度の低い運転領域
からNO2を有効に還元することが可能になる。
【0026】第2の発明によれば、エンジンの排気中に
含まれるNOX濃度を低下させる排気浄化装置におい
て、排気通路にNOをNO2に酸化する第1触媒と、そ
の下流側でNO2をN2に還元する第2触媒とを直列に設
ける一方、第2触媒を加熱する手段と、第1触媒の下流
側で第2触媒の前面に還元剤を添加する手段を設けたの
で、第2触媒を加熱する効果に加えて、還元剤の添加で
第2触媒の反応が活性化されるため、第1の発明に較べ
てさらに高いNOXの除去率を確保できる。
【0027】第3の発明によれば、第1の発明または第
2の発明における加熱手段として、第1触媒の前面に還
元剤を添加する手段を設けたので、第1触媒で還元剤が
酸化され、その反応熱で下流側の第2触媒を加熱するた
め、第2触媒の活性域は第1触媒の活性域へ効果的に拡
大できる。
【0028】第4の発明によれば、エンジンの排気中に
含まれるNOX濃度を低下させる排気浄化装置におい
て、排気通路にNOをNO2に酸化する第1触媒と、そ
の下流側でNO2をN2に還元する第2触媒とを直列に設
ける一方、第2触媒の上流側に還元剤を添加する手段
と、第2触媒の下流側で還元剤を酸化する第3触媒を設
けたので、還元剤の一部が第2触媒を未反応のまま通過
しても、第3触媒で無害なCO2とH2Oなどに酸化され
るため、NOXの高い除去率を確保しつつ、還元剤の大
気中への放出を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す構成図である。
【図2】触媒の活性域を表す特性図である。
【図3】NOXの除去率を従来例と比較して表す特性図
である。
【図4】図1に対する別の実施態様を示す構成図であ
る。
【図5】他の実施例を示す構成図である。
【図6】図5に対する別の実施態様を示す構成図であ
る。
【図7】別の実施例を示す構成図である。
【図8】還元剤の除去率を表す特性図である。
【図9】還元剤の添加量とNOXの除去率との関係を表
す特性図である。
【図10】図7に対する別の実施態様を示す構成図であ
る。
【図11】図7に対する別の実施態様を示す構成図であ
る。
【図12】図7に対する別の実施態様を示す構成図であ
る。
【図13】従来技術における触媒の活性域を表す特性図
である。
【符号の説明】
2 エンジン排気通路 3 ケーシング 4 第1触媒 5 第2触媒 7,8 還元剤添加装置 10 第3触媒
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/24 C L ZAB A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気中に含まれるNOX濃度
    を低下させる排気浄化装置において、排気通路にNOを
    NO2に酸化する第1触媒と、その下流側でNO2をN2
    に還元する第2触媒とを直列に設ける一方、第2触媒を
    加熱する手段を設けたことを特徴とするエンジンの排気
    浄化装置。
  2. 【請求項2】 エンジンの排気中に含まれるNOX濃度
    を低下させる排気浄化装置において、排気通路にNOを
    NO2に酸化する第1触媒と、その下流側でNO2をN2
    に還元する第2触媒とを直列に設ける一方、第2触媒を
    加熱する手段と、第1触媒の下流側で第2触媒の前面に
    還元剤を添加する手段を設けたことを特徴とするエンジ
    ンの排気浄化装置。
  3. 【請求項3】 加熱手段として第1触媒の前面に還元剤
    を添加する手段を設けたことを特徴とする請求項1まは
    た請求項2に記載の排気浄化装置。
  4. 【請求項4】 エンジンの排気中に含まれるNOX濃度
    を低下させる排気浄化装置において、排気通路にNOを
    NO2に酸化する第1触媒と、その下流側でNO2をN2
    に還元する第2触媒とを直列に設ける一方、第2触媒の
    上流側に還元剤を添加する手段と、第2触媒の下流側で
    還元剤を酸化する第3触媒を設けたことを特徴とするエ
    ンジンの排気浄化装置。
JP6184912A 1994-08-05 1994-08-05 エンジンの排気浄化装置 Pending JPH0849533A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0811418A3 (de) * 1996-06-06 1998-04-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgaskatalysator
JP2002371835A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Komatsu Ltd 内燃機関の排気ガス浄化装置
DE102006004170A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-02 Pierburg Gmbh Vorrichtung zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Brennkraftmaschinen
WO2009008110A1 (ja) * 2007-07-11 2009-01-15 Hino Motors, Ltd. 排気浄化装置
JP2013192674A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Mitsubishi Electric Corp 脱臭装置

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