JPH1052628A - ディーゼルエンジンの排ガス浄化用触媒装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの排ガス浄化用触媒装置Info
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- JPH1052628A JPH1052628A JP9126933A JP12693397A JPH1052628A JP H1052628 A JPH1052628 A JP H1052628A JP 9126933 A JP9126933 A JP 9126933A JP 12693397 A JP12693397 A JP 12693397A JP H1052628 A JPH1052628 A JP H1052628A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
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- B01D2257/302—Sulfur oxides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広い温度領域でＳＯＦを浄化するとともに、サ
ルフェートの生成を抑制する。 【解決手段】ＳＯＦをクラッキング可能でＳＯ2 を酸化
しにくい第１触媒２を排ガス流路の上流側に配置し、第
１触媒２より酸化活性が高く第１触媒２でクラッキング
されて低分子量化したＳＯＦを酸化浄化可能な第２触媒
３を下流側に配置する。ＳＯＦは第１触媒２でクラッキ
ングされて酸化されやすくなり、第２触媒３で酸化浄化
される。一方ＳＯ2 は、第１触媒２では酸化されず、第
２触媒３でも排ガス温度が低くなっているため酸化され
にくいので、サルフェートの生成が抑制される。
ルフェートの生成を抑制する。 【解決手段】ＳＯＦをクラッキング可能でＳＯ2 を酸化
しにくい第１触媒２を排ガス流路の上流側に配置し、第
１触媒２より酸化活性が高く第１触媒２でクラッキング
されて低分子量化したＳＯＦを酸化浄化可能な第２触媒
３を下流側に配置する。ＳＯＦは第１触媒２でクラッキ
ングされて酸化されやすくなり、第２触媒３で酸化浄化
される。一方ＳＯ2 は、第１触媒２では酸化されず、第
２触媒３でも排ガス温度が低くなっているため酸化され
にくいので、サルフェートの生成が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン（以下ＤＥという）の排ガス中に含まれるＨＣ（炭化
水素）及びＳＯＦ（Soluble Organic Fraction）を酸化
浄化するとともに、ディーゼルパティキュレートの排出
量を低減するＤＥの排ガス浄化用触媒装置に関する。
ン（以下ＤＥという）の排ガス中に含まれるＨＣ（炭化
水素）及びＳＯＦ（Soluble Organic Fraction）を酸化
浄化するとともに、ディーゼルパティキュレートの排出
量を低減するＤＥの排ガス浄化用触媒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンエンジンについては、排ガスの
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排ガ
ス中の有害物質は確実に減少している。しかしＤＥにつ
いては、有害成分が主としてパティキュレートとして排
出されるという特異な事情から、規制も技術の開発もガ
ソリンエンジンに比べて遅れており、確実に浄化できる
排ガス浄化触媒の開発が望まれている。
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排ガ
ス中の有害物質は確実に減少している。しかしＤＥにつ
いては、有害成分が主としてパティキュレートとして排
出されるという特異な事情から、規制も技術の開発もガ
ソリンエンジンに比べて遅れており、確実に浄化できる
排ガス浄化触媒の開発が望まれている。
【０００３】現在までに開発されているＤＥ排ガス浄化
装置としては、大きく分けてトラップを用いる方法（触
媒無しと触媒付き）と、オープン型ＳＯＦ分解触媒とが
知られている。このうちトラップを用いる方法は、ディ
ーゼルパティキュレートを捕捉してその排出を規制する
ものであり、特にドライスーツの比率の高い排ガスに有
効である。しかしながらトラップを用いる方法では、捕
捉されたディーゼルパティキュレートを焼却するための
再生処理装置が必要となり、再生時の触媒構造体の割
れ、アッシュによる閉塞あるいはシステムが複雑になる
など、実用上多くの課題を残している。
装置としては、大きく分けてトラップを用いる方法（触
媒無しと触媒付き）と、オープン型ＳＯＦ分解触媒とが
知られている。このうちトラップを用いる方法は、ディ
ーゼルパティキュレートを捕捉してその排出を規制する
ものであり、特にドライスーツの比率の高い排ガスに有
効である。しかしながらトラップを用いる方法では、捕
捉されたディーゼルパティキュレートを焼却するための
再生処理装置が必要となり、再生時の触媒構造体の割
れ、アッシュによる閉塞あるいはシステムが複雑になる
など、実用上多くの課題を残している。
【０００４】一方オープン型ＳＯＦ分解触媒は、例えば
特開平３−３８２５５号公報に示されるように、ガソリ
ンエンジンと同様に活性アルミナなどの担持層に白金族
金属などの触媒金属を担持した触媒が利用され、ＣＯや
ＨＣとともにＳＯＦを酸化分解して浄化している。この
オープン型ＳＯＦ分解触媒は、ドライスーツの除去率が
低いという欠点があるが、ドライスーツの量はＤＥや燃
料自体の改良によって低減することが可能であり、かつ
再生処理装置が不要という大きなメリットがあるため、
今後の一段の技術の向上が期待されている。
特開平３−３８２５５号公報に示されるように、ガソリ
ンエンジンと同様に活性アルミナなどの担持層に白金族
金属などの触媒金属を担持した触媒が利用され、ＣＯや
ＨＣとともにＳＯＦを酸化分解して浄化している。この
オープン型ＳＯＦ分解触媒は、ドライスーツの除去率が
低いという欠点があるが、ドライスーツの量はＤＥや燃
料自体の改良によって低減することが可能であり、かつ
再生処理装置が不要という大きなメリットがあるため、
今後の一段の技術の向上が期待されている。
【０００５】ところがオープン型ＳＯＦ分解触媒は、高
温下ではＳＯＦを効率良く分解可能であるが、低温条件
では触媒金属の触媒作用が低くＳＯＦの浄化性能が低下
するという欠点がある。そのためエンジン始動時やアイ
ドリング運転時などには、排ガスの温度が低く、未分解
のＳＯＦが煤となってハニカム通路内に堆積する現象が
起こる。そして堆積した煤により触媒に目詰まりが生
じ、触媒性能が低下するという不具合があった。
温下ではＳＯＦを効率良く分解可能であるが、低温条件
では触媒金属の触媒作用が低くＳＯＦの浄化性能が低下
するという欠点がある。そのためエンジン始動時やアイ
ドリング運転時などには、排ガスの温度が低く、未分解
のＳＯＦが煤となってハニカム通路内に堆積する現象が
起こる。そして堆積した煤により触媒に目詰まりが生
じ、触媒性能が低下するという不具合があった。
【０００６】さらに近年では、排ガス中のＮＯx を還元
浄化するために、還元剤として軽油などの炭化水素を排
ガス中に添加することが行われている。しかしＤＥから
の排ガス中には酸素が多量に含まれているために、ＮＯ
x の還元反応は比較的生じにくい条件にある。そのため
ＮＯx の還元に使用されなかった炭化水素が排出され、
ＳＯＦの排出量が増大する場合もあった。
浄化するために、還元剤として軽油などの炭化水素を排
ガス中に添加することが行われている。しかしＤＥから
の排ガス中には酸素が多量に含まれているために、ＮＯ
x の還元反応は比較的生じにくい条件にある。そのため
ＮＯx の還元に使用されなかった炭化水素が排出され、
ＳＯＦの排出量が増大する場合もあった。
【０００７】またオープン型ＳＯＦ分解触媒において
は、高温域で排ガス中のＳＯ2 までも酸化されてＳＯ3
やＳＯ4 が生成し、サルフェートとなって逆にパティキ
ュレート量が増大するという問題がある。これは、ＳＯ
2 はパティキュレートとして測定されないが、ＳＯ3 や
ＳＯ4 はパティキュレートとして測定されるためであ
る。特にＤＥにおいては排ガス中に酸素ガスが多く存在
し、ＳＯ2 の酸化反応が生じやすい。
は、高温域で排ガス中のＳＯ2 までも酸化されてＳＯ3
やＳＯ4 が生成し、サルフェートとなって逆にパティキ
ュレート量が増大するという問題がある。これは、ＳＯ
2 はパティキュレートとして測定されないが、ＳＯ3 や
ＳＯ4 はパティキュレートとして測定されるためであ
る。特にＤＥにおいては排ガス中に酸素ガスが多く存在
し、ＳＯ2 の酸化反応が生じやすい。
【０００８】そこで本願出願人は、特開平６−１９８１
８１号公報において、排ガス流の上流側にＰｔを担持
し、下流側にＰｄを担持したディーゼルエンジン排気浄
化用触媒を提案している。この触媒によれば、排ガス温
度が３００℃程度の低温時には上流側に担持されたＰｔ
がＨＣ及びＳＯＦを酸化浄化し、この程度の低温であれ
ばＳＯ2 の酸化が生じない。また触媒反応の反応熱によ
り排ガスが高温となって下流側に流れても、下流側には
酸化活性の低いＰｄが担持されているため、下流側の排
ガス温度が約４５０℃になるまではＳＯ2 の酸化が生じ
ずサルフェートの生成が防止される。
８１号公報において、排ガス流の上流側にＰｔを担持
し、下流側にＰｄを担持したディーゼルエンジン排気浄
化用触媒を提案している。この触媒によれば、排ガス温
度が３００℃程度の低温時には上流側に担持されたＰｔ
がＨＣ及びＳＯＦを酸化浄化し、この程度の低温であれ
ばＳＯ2 の酸化が生じない。また触媒反応の反応熱によ
り排ガスが高温となって下流側に流れても、下流側には
酸化活性の低いＰｄが担持されているため、下流側の排
ガス温度が約４５０℃になるまではＳＯ2 の酸化が生じ
ずサルフェートの生成が防止される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記した触媒
においては、排ガス温度が高温となると、上流側に担持
されたＰｔによるＳＯ2 の酸化が生じ、サルフェートが
排出されるという不具合がある。また始動時やアイドリ
ング時などの低温時にはＳＯＦの完全な酸化浄化が困難
となり、上流側で過剰分のＳＯＦがアルミナなどの担体
に吸着される。そして排ガス温度が高温になって吸着さ
れていたＳＯＦが脱離すると、下流側に担持されている
Ｐｄは酸化活性が低いためＳＯＦは不完全燃焼状態で排
出され、これが白煙となって放出されるという不具合も
ある。
においては、排ガス温度が高温となると、上流側に担持
されたＰｔによるＳＯ2 の酸化が生じ、サルフェートが
排出されるという不具合がある。また始動時やアイドリ
ング時などの低温時にはＳＯＦの完全な酸化浄化が困難
となり、上流側で過剰分のＳＯＦがアルミナなどの担体
に吸着される。そして排ガス温度が高温になって吸着さ
れていたＳＯＦが脱離すると、下流側に担持されている
Ｐｄは酸化活性が低いためＳＯＦは不完全燃焼状態で排
出され、これが白煙となって放出されるという不具合も
ある。
【００１０】さらに、この触媒を搭載する位置がＤＥに
近い排ガス流路の上流部であると、高温の排ガスが流入
するためＰｔによりＳＯ2 が酸化されてサルフェートが
生成し、ＤＥから遠い下流部に配置するとＳＯＦの浄化
が困難となる。つまり上記公報に開示された触媒におい
ては、ＳＯＦの浄化とサルフェートの生成抑制の両方を
満足できる温度範囲が狭いという不具合がある。
近い排ガス流路の上流部であると、高温の排ガスが流入
するためＰｔによりＳＯ2 が酸化されてサルフェートが
生成し、ＤＥから遠い下流部に配置するとＳＯＦの浄化
が困難となる。つまり上記公報に開示された触媒におい
ては、ＳＯＦの浄化とサルフェートの生成抑制の両方を
満足できる温度範囲が狭いという不具合がある。
【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、広い温度領域でＳＯＦの浄化とサルフェー
トの生成抑制の両性能をもつようにすることを目的とす
る。
ものであり、広い温度領域でＳＯＦの浄化とサルフェー
トの生成抑制の両性能をもつようにすることを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のＤＥの排ガス浄化用触媒装置の特徴は、ＤＥの排ガ
ス流路の上流側に配置され排ガス中のＳＯＦをクラッキ
ング可能でＳＯ2 を酸化しにくい第１触媒と、第１触媒
より下流側に配置され第１触媒より酸化活性が高く第１
触媒でクラッキングされて低分子量化したＳＯＦを酸化
浄化可能な第２触媒と、からなることにある。
明のＤＥの排ガス浄化用触媒装置の特徴は、ＤＥの排ガ
ス流路の上流側に配置され排ガス中のＳＯＦをクラッキ
ング可能でＳＯ2 を酸化しにくい第１触媒と、第１触媒
より下流側に配置され第１触媒より酸化活性が高く第１
触媒でクラッキングされて低分子量化したＳＯＦを酸化
浄化可能な第２触媒と、からなることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の触媒装置では、ＤＥから
の排ガスは先ず第１触媒に流入し、排ガス中のＳＯＦは
クラッキングにより低分子量化されて下流側へ流れる。
第１触媒は排ガス流路の上流側に配置されているため、
アイドリング時や低速走行の場合においても流入する排
ガスの温度が比較的高くなりＳＯＦのクラッキング温度
に達しやすい。また第１触媒はＳＯ2 を酸化しにくいも
のである。したがって排ガス中のＳＯ2 は、排ガス温度
が高温であってもほとんど酸化されず、そのまま下流側
へ流れる。
の排ガスは先ず第１触媒に流入し、排ガス中のＳＯＦは
クラッキングにより低分子量化されて下流側へ流れる。
第１触媒は排ガス流路の上流側に配置されているため、
アイドリング時や低速走行の場合においても流入する排
ガスの温度が比較的高くなりＳＯＦのクラッキング温度
に達しやすい。また第１触媒はＳＯ2 を酸化しにくいも
のである。したがって排ガス中のＳＯ2 は、排ガス温度
が高温であってもほとんど酸化されず、そのまま下流側
へ流れる。
【００１４】そして第２触媒では、第１触媒によるクラ
ッキングにより低分子量化されたＳＯＦが酸化され、Ｈ
2 Ｏ及びＣＯ2 となって浄化される。ＳＯＦは低分子量
化されているため酸化浄化されやすくなっており、高い
浄化率で浄化される。一方、第２触媒は排ガス流路の下
流側に配置されているため、流入する排ガスの温度が低
くなっている。例えば排ガス流路が１ｍ長くなれば排ガ
ス温度は約１００℃低下する。したがって第２触媒の酸
化活性が高くともＳＯ2 は酸化されにくく、サルフェー
トの生成が抑制される。
ッキングにより低分子量化されたＳＯＦが酸化され、Ｈ
2 Ｏ及びＣＯ2 となって浄化される。ＳＯＦは低分子量
化されているため酸化浄化されやすくなっており、高い
浄化率で浄化される。一方、第２触媒は排ガス流路の下
流側に配置されているため、流入する排ガスの温度が低
くなっている。例えば排ガス流路が１ｍ長くなれば排ガ
ス温度は約１００℃低下する。したがって第２触媒の酸
化活性が高くともＳＯ2 は酸化されにくく、サルフェー
トの生成が抑制される。
【００１５】上記した作用により、本発明の触媒装置
は、ＳＯＦの浄化とサルフェートの生成抑制の両方を満
足できる温度範囲が広くなる。第１触媒としては、ＳＯ
Ｆをクラッキング可能でＳＯ2 を酸化しにくいものが用
いられ、例えば担体としては、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ2 −Ａ
ｌ2 Ｏ3 混合物又は複合酸化物、ＳｉＯ2 −ＭｇＯ混合
物又は複合酸化物、ＵＳＹなどのクラッキング性能をも
つゼオライト、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＣｅＯ2 、Ｃ
ｅＯ2 −ＺｒＯ 2 混合物又は複合酸化物、ＳＯ4 −Ｚｒ
Ｏ2 超強酸、ＷＯ3 −ＺｒＯ2 超強酸、ＷＯ3 −ＳｎＯ
2 超強酸、ＷＯ3 −ＴｉＯ2 超強酸、ＷＯ3 −Ｆｅ2 Ｏ
3 超強酸、ＭｏＯ3 −ＺｒＯ2 超強酸などの少なくとも
一種あるいは二種以上の組み合わせからなる担体を用い
ることができる。これらの担体のみから第１触媒を構成
してもよいし、触媒貴金属を担持して用いることもでき
る。
は、ＳＯＦの浄化とサルフェートの生成抑制の両方を満
足できる温度範囲が広くなる。第１触媒としては、ＳＯ
Ｆをクラッキング可能でＳＯ2 を酸化しにくいものが用
いられ、例えば担体としては、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ2 −Ａ
ｌ2 Ｏ3 混合物又は複合酸化物、ＳｉＯ2 −ＭｇＯ混合
物又は複合酸化物、ＵＳＹなどのクラッキング性能をも
つゼオライト、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＣｅＯ2 、Ｃ
ｅＯ2 −ＺｒＯ 2 混合物又は複合酸化物、ＳＯ4 −Ｚｒ
Ｏ2 超強酸、ＷＯ3 −ＺｒＯ2 超強酸、ＷＯ3 −ＳｎＯ
2 超強酸、ＷＯ3 −ＴｉＯ2 超強酸、ＷＯ3 −Ｆｅ2 Ｏ
3 超強酸、ＭｏＯ3 −ＺｒＯ2 超強酸などの少なくとも
一種あるいは二種以上の組み合わせからなる担体を用い
ることができる。これらの担体のみから第１触媒を構成
してもよいし、触媒貴金属を担持して用いることもでき
る。
【００１６】用いられる触媒貴金属としては、Ｐｔ、Ｒ
ｈ、Ｐｄなどの一種又は複数種が例示されるが、酸化活
性の低いＰｄが特に望ましい。またＰｔやＲｈであって
も、例えば担体１リットル当たり０．０１〜５ｇの範囲
で、後段の第２触媒に用いられる量より少ない量で担持
させることにより、酸化活性を低くすることができＳＯ
2 の酸化を防止することができる。
ｈ、Ｐｄなどの一種又は複数種が例示されるが、酸化活
性の低いＰｄが特に望ましい。またＰｔやＲｈであって
も、例えば担体１リットル当たり０．０１〜５ｇの範囲
で、後段の第２触媒に用いられる量より少ない量で担持
させることにより、酸化活性を低くすることができＳＯ
2 の酸化を防止することができる。
【００１７】第２触媒としては、従来用いられている酸
化触媒が利用できる。その担体としては、ＳｉＯ2 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、Ｆｅ
2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 などが例示され、これらの少なくと
も一種あるいは二種以上の組み合わせからなる担体を用
いることができる。また用いられる触媒貴金属として
は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの一種又は複数種が例示され
るが、酸化活性の高いＰｔが特に好ましい。なお第１触
媒に触媒貴金属を担持した場合には、第２触媒に第１触
媒の触媒金属より活性の高い触媒貴金属を用いるか、触
媒貴金属の担持量を担体１リットル当たり０．１〜５ｇ
の範囲で第１触媒より多くして、酸化活性を高くするこ
とが望ましい。
化触媒が利用できる。その担体としては、ＳｉＯ2 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、Ｆｅ
2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 などが例示され、これらの少なくと
も一種あるいは二種以上の組み合わせからなる担体を用
いることができる。また用いられる触媒貴金属として
は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの一種又は複数種が例示され
るが、酸化活性の高いＰｔが特に好ましい。なお第１触
媒に触媒貴金属を担持した場合には、第２触媒に第１触
媒の触媒金属より活性の高い触媒貴金属を用いるか、触
媒貴金属の担持量を担体１リットル当たり０．１〜５ｇ
の範囲で第１触媒より多くして、酸化活性を高くするこ
とが望ましい。
【００１８】第１触媒は、エンジンのエキゾーストマニ
ホールド直下など、できるだけエンジンに近い位置に搭
載することが望ましい。また第２触媒は、排ガス温度が
触媒貴金属のＳＯＦ酸化活性が発揮される温度にある範
囲で、エンジンからできるだけ遠い位置に搭載すること
が望ましい。なお本発明の触媒装置は、排ガス中に軽油
などの炭化水素を供給するシステムにも適用することが
できる。この場合には、第１触媒におけるＳＯＦのクラ
ッキング時に同時にＮＯx が還元され、また第２触媒に
おいても低分子量化されたＳＯＦとＮＯx との反応が生
じ易いため、ＮＯx の浄化性能が向上するとともにＳＯ
Ｆの浄化率が向上する。
ホールド直下など、できるだけエンジンに近い位置に搭
載することが望ましい。また第２触媒は、排ガス温度が
触媒貴金属のＳＯＦ酸化活性が発揮される温度にある範
囲で、エンジンからできるだけ遠い位置に搭載すること
が望ましい。なお本発明の触媒装置は、排ガス中に軽油
などの炭化水素を供給するシステムにも適用することが
できる。この場合には、第１触媒におけるＳＯＦのクラ
ッキング時に同時にＮＯx が還元され、また第２触媒に
おいても低分子量化されたＳＯＦとＮＯx との反応が生
じ易いため、ＮＯx の浄化性能が向上するとともにＳＯ
Ｆの浄化率が向上する。
【００１９】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。表１に各触媒装置の構成を示す。
的に説明する。表１に各触媒装置の構成を示す。
【００２０】
【表１】 （実施例１）容積１．７リットルのコーディエライト質
のハニカム担体基材を用意し、アルミナ粉末１０重量％
とシリカ粉末９０重量％からなるコート層を担体基材１
リットル当たり１００ｇ形成してハニカム担体とした。
このハニカム担体を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に
浸漬し、引き上げて余分な水分を吹き払った後焼成して
Ｐｄを担持させ、第１触媒を調製した。Ｐｄの担持量は
ハニカム担体１リットル当たり０．０２５ｇである。
のハニカム担体基材を用意し、アルミナ粉末１０重量％
とシリカ粉末９０重量％からなるコート層を担体基材１
リットル当たり１００ｇ形成してハニカム担体とした。
このハニカム担体を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に
浸漬し、引き上げて余分な水分を吹き払った後焼成して
Ｐｄを担持させ、第１触媒を調製した。Ｐｄの担持量は
ハニカム担体１リットル当たり０．０２５ｇである。
【００２１】一方、容積１．７リットルのコーディエラ
イト質のハニカム担体基材を用意し、シリカ粉末からな
るコート層を担体基材１リットル当たり１００ｇ形成し
てハニカム担体とした。このハニカム担体を所定濃度の
ジニトロジアンミン白金硝酸水溶液に浸漬し、引き上げ
て余分な水分を吹き払った後焼成してＰｔを担持させ、
第２触媒を調製した。Ｐｔの担持量はハニカム担体１リ
ットル当たり１．０ｇである。
イト質のハニカム担体基材を用意し、シリカ粉末からな
るコート層を担体基材１リットル当たり１００ｇ形成し
てハニカム担体とした。このハニカム担体を所定濃度の
ジニトロジアンミン白金硝酸水溶液に浸漬し、引き上げ
て余分な水分を吹き払った後焼成してＰｔを担持させ、
第２触媒を調製した。Ｐｔの担持量はハニカム担体１リ
ットル当たり１．０ｇである。
【００２２】次に図１に示すように、排気量２．６リッ
トルのディーゼルエンジン１のエキゾーストマニホール
ド１０直下に第１触媒２を配置し、第１触媒２から１２
００ｍｍ離れた排気管１１下流側に第２触媒３を配置し
た。そしてこのエンジン１を２０００ｒｐｍ，７０Ｎｍ
の条件（新ＥＣモード）で運転した場合に、第１触媒２
の前後の排ガス中のＳＯＦの組成をガスクロマトグラフ
ィーにて分析し、各炭素数の成分毎にＳＯＦ中の割合を
算出した分子量分布図を図２に示す。
トルのディーゼルエンジン１のエキゾーストマニホール
ド１０直下に第１触媒２を配置し、第１触媒２から１２
００ｍｍ離れた排気管１１下流側に第２触媒３を配置し
た。そしてこのエンジン１を２０００ｒｐｍ，７０Ｎｍ
の条件（新ＥＣモード）で運転した場合に、第１触媒２
の前後の排ガス中のＳＯＦの組成をガスクロマトグラフ
ィーにて分析し、各炭素数の成分毎にＳＯＦ中の割合を
算出した分子量分布図を図２に示す。
【００２３】図２より、第１触媒２の出ガス中のＳＯＦ
は第１触媒２の入りガス中のＳＯＦより低分子化されて
いることがわかり、第１触媒２によって入りガス中のＳ
ＯＦがクラッキングされていることが明らかである。次
に第２触媒３からの出ガス中のパティキュレート物質
（ＰＭ）の量を希釈トンネルによって希釈後、フィルタ
ーに捕集することにより測定し、後述の比較例１の触媒
装置から排出されるＰＭ量に対する比率として図３に示
す。
は第１触媒２の入りガス中のＳＯＦより低分子化されて
いることがわかり、第１触媒２によって入りガス中のＳ
ＯＦがクラッキングされていることが明らかである。次
に第２触媒３からの出ガス中のパティキュレート物質
（ＰＭ）の量を希釈トンネルによって希釈後、フィルタ
ーに捕集することにより測定し、後述の比較例１の触媒
装置から排出されるＰＭ量に対する比率として図３に示
す。
【００２４】また第２触媒３からの出ガス中のＨＣ量及
びＣＯ量を排ガス分析計により測定し、後述の比較例３
の触媒装置から排出されるＨＣ量及びＣＯ量に対する比
率として図４に示す。 （実施例２）容積１．７リットルのコーディエライト質
のハニカム担体基材を用意し、Ｙ型ゼオライト（「ＵＳ
Ｙ２００」（株）東ソー製，SiO2/Al2O3=200）からなる
コート層を担体基材１リットル当たり１００ｇ形成して
ハニカム担体とした。このハニカム担体をジニトロジア
ンミン白金硝酸水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水分
を吹き払った後焼成してＰｔを担持させ、第１触媒２を
調製した。Ｐｔの担持量はハニカム担体１リットル当た
り０．１ｇである。
びＣＯ量を排ガス分析計により測定し、後述の比較例３
の触媒装置から排出されるＨＣ量及びＣＯ量に対する比
率として図４に示す。 （実施例２）容積１．７リットルのコーディエライト質
のハニカム担体基材を用意し、Ｙ型ゼオライト（「ＵＳ
Ｙ２００」（株）東ソー製，SiO2/Al2O3=200）からなる
コート層を担体基材１リットル当たり１００ｇ形成して
ハニカム担体とした。このハニカム担体をジニトロジア
ンミン白金硝酸水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水分
を吹き払った後焼成してＰｔを担持させ、第１触媒２を
調製した。Ｐｔの担持量はハニカム担体１リットル当た
り０．１ｇである。
【００２５】一方、容積１．７リットルのコーディエラ
イト質のハニカム担体基材を用意し、チタニア粉末から
なるコート層を担体基材１リットル当たり１００ｇ形成
してハニカム担体とした。このハニカム担体を所定濃度
のジニトロジアンミン白金硝酸水溶液に浸漬し、引き上
げて余分な水分を吹き払った後焼成してＰｔを担持さ
せ、第２触媒３を調製した。Ｐｔの担持量はハニカム担
体１リットル当たり１．５ｇである。
イト質のハニカム担体基材を用意し、チタニア粉末から
なるコート層を担体基材１リットル当たり１００ｇ形成
してハニカム担体とした。このハニカム担体を所定濃度
のジニトロジアンミン白金硝酸水溶液に浸漬し、引き上
げて余分な水分を吹き払った後焼成してＰｔを担持さ
せ、第２触媒３を調製した。Ｐｔの担持量はハニカム担
体１リットル当たり１．５ｇである。
【００２６】そして実施例１と同様にしてＰＭ量、ＨＣ
量及びＣＯ量を測定し、結果を図３及び図４に示す。 （比較例１）Ｐｔをハニカム担体１リットルに対して
１．５ｇ担持したこと以外は実施例１の第２触媒と同様
に調製された触媒を実施例１の第１触媒２と同じ位置に
配置し、下流側には何も触媒を配置せずに本比較例の触
媒装置を調製した。
量及びＣＯ量を測定し、結果を図３及び図４に示す。 （比較例１）Ｐｔをハニカム担体１リットルに対して
１．５ｇ担持したこと以外は実施例１の第２触媒と同様
に調製された触媒を実施例１の第１触媒２と同じ位置に
配置し、下流側には何も触媒を配置せずに本比較例の触
媒装置を調製した。
【００２７】そして実施例１と同様にしてＰＭ量、ＨＣ
量及びＣＯ量を測定し、結果を図３及び図４に示す。 （比較例２）第２触媒３を配置せず、第１触媒２のみを
配置したこと以外は実施例１と同様にして、本比較例の
触媒装置を調製した。
量及びＣＯ量を測定し、結果を図３及び図４に示す。 （比較例２）第２触媒３を配置せず、第１触媒２のみを
配置したこと以外は実施例１と同様にして、本比較例の
触媒装置を調製した。
【００２８】そして実施例１と同様にしてＰＭ量、ＨＣ
量及びＣＯ量を測定し、結果を図３及び図４に示す。 （比較例３）第１触媒２及び第２触媒３を用いなかった
こと以外は実施例１と同様にして、本比較例の触媒装置
とした。つまりエンジン１からの排ガスはそのまま排出
された。
量及びＣＯ量を測定し、結果を図３及び図４に示す。 （比較例３）第１触媒２及び第２触媒３を用いなかった
こと以外は実施例１と同様にして、本比較例の触媒装置
とした。つまりエンジン１からの排ガスはそのまま排出
された。
【００２９】そして排気管からの排ガス中のＰＭ量、Ｈ
Ｃ量及びＣＯ量を実施例１と同様にして測定し、結果を
図３及び図４に示す。 （比較例４）実施例１の第１触媒２を下流側に配置し、
実施例１の第２触媒３を上流側に配置した。すなわち第
１触媒２と第２触媒３の配置位置を実施例１と逆にした
こと以外は実施例１と同様にして、本比較例の触媒装置
とした。
Ｃ量及びＣＯ量を実施例１と同様にして測定し、結果を
図３及び図４に示す。 （比較例４）実施例１の第１触媒２を下流側に配置し、
実施例１の第２触媒３を上流側に配置した。すなわち第
１触媒２と第２触媒３の配置位置を実施例１と逆にした
こと以外は実施例１と同様にして、本比較例の触媒装置
とした。
【００３０】そして排気管からの排ガス中のＰＭ量、Ｈ
Ｃ量及びＣＯ量を実施例１と同様にして測定し、結果を
図３及び図４に示す。 （評価）図４より、比較例１は比較例３に比べてＨＣ量
及びＣＯ量が少なく、実施例１の第２触媒３（Ｐｔ／Ｓ
ｉＯ2 ）のみを用いてもＨＣ及びＣＯを効率よく酸化浄
化できることがわかる。しかしながら図３より比較例１
は比較例３に比べてＰＭ量が多く、第２触媒３だけでは
サルフェートが生成していることがわかる。
Ｃ量及びＣＯ量を実施例１と同様にして測定し、結果を
図３及び図４に示す。 （評価）図４より、比較例１は比較例３に比べてＨＣ量
及びＣＯ量が少なく、実施例１の第２触媒３（Ｐｔ／Ｓ
ｉＯ2 ）のみを用いてもＨＣ及びＣＯを効率よく酸化浄
化できることがわかる。しかしながら図３より比較例１
は比較例３に比べてＰＭ量が多く、第２触媒３だけでは
サルフェートが生成していることがわかる。
【００３１】また比較例２については、ＰＭ量が比較例
３に比べて少なく、サルフェートの生成が防止されてい
ることがわかる。しかしＨＣ及びＣＯ量が比較例３と比
べて僅かに減少しているだけである。これは、実施例１
の第１触媒２（Ｐｄ／ＳｉＯ 2 −Ａｌ2 Ｏ3 ）のみで
は、ＳＯ2 の酸化は防止できるものの、ＨＣ及びＣＯの
酸化浄化も困難であることを意味している。
３に比べて少なく、サルフェートの生成が防止されてい
ることがわかる。しかしＨＣ及びＣＯ量が比較例３と比
べて僅かに減少しているだけである。これは、実施例１
の第１触媒２（Ｐｄ／ＳｉＯ 2 −Ａｌ2 Ｏ3 ）のみで
は、ＳＯ2 の酸化は防止できるものの、ＨＣ及びＣＯの
酸化浄化も困難であることを意味している。
【００３２】ところが実施例１の触媒装置によれば、Ｓ
ＯＦ、ＨＣ及びＣＯの全部が効率よく浄化され、サルフ
ェートの生成も防止されていることが明らかであり、こ
れは第１触媒２と第２触媒３を排ガス流路にこの順に配
置したことによる効果であることが明らかである。また
図３及び図４から明らかなように、実施例２の触媒装置
は実施例１と同様の優れた浄化性能を示している。すな
わち第１触媒及び第２触媒ともにＰｔを担持した場合に
おいても、第２触媒のＰｔ担持量を第１触媒より多くし
て酸化活性を高くし、かつ第１触媒の担体にＳＯＦの吸
着性に優れクラッキング性能をもつゼオライトを用いる
ことにより、ＳＯＦ、ＨＣ及びＣＯの全部が効率よく浄
化され、サルフェートの生成も防止されることが明らか
である。
ＯＦ、ＨＣ及びＣＯの全部が効率よく浄化され、サルフ
ェートの生成も防止されていることが明らかであり、こ
れは第１触媒２と第２触媒３を排ガス流路にこの順に配
置したことによる効果であることが明らかである。また
図３及び図４から明らかなように、実施例２の触媒装置
は実施例１と同様の優れた浄化性能を示している。すな
わち第１触媒及び第２触媒ともにＰｔを担持した場合に
おいても、第２触媒のＰｔ担持量を第１触媒より多くし
て酸化活性を高くし、かつ第１触媒の担体にＳＯＦの吸
着性に優れクラッキング性能をもつゼオライトを用いる
ことにより、ＳＯＦ、ＨＣ及びＣＯの全部が効率よく浄
化され、サルフェートの生成も防止されることが明らか
である。
【００３３】なお、実施例２において第１触媒２に微量
のＰｔを担持したのは、ＳＯＦによる第１触媒２の被毒
劣化（コーキング）を防止するためであり、初期段階に
おいては第１触媒２にＰｔを担持しなくとも同様の浄化
性能を有することがわかっている。さらに比較例４のよ
うに実施例１と全く逆の構成としたのでは、サルフェー
トの生成量が多く、ＨＣ及びＣＯの浄化も不十分である
ことが明らかである。
のＰｔを担持したのは、ＳＯＦによる第１触媒２の被毒
劣化（コーキング）を防止するためであり、初期段階に
おいては第１触媒２にＰｔを担持しなくとも同様の浄化
性能を有することがわかっている。さらに比較例４のよ
うに実施例１と全く逆の構成としたのでは、サルフェー
トの生成量が多く、ＨＣ及びＣＯの浄化も不十分である
ことが明らかである。
【００３４】次に、実施例２と比較例１の触媒装置につ
いて、ＳＯＦのクラッキング能を調査した。すなわち１
５０℃のディーゼル排気雰囲気（Ｏ2 １０％／Ｎ2 ）で
４０ｍｇのｎ−Ｃ16Ｈ34をそれぞれの触媒装置の第１触
媒のみに通し、炭素数が１０以上の化合物をコールドト
ラップで除去して残りのガスをそれぞれガスパックに採
取した。そしてガスパック中の成分をガスクロマトグラ
フィーにて分析し、それぞれのクロマトグラムを図５〜
図８に示す。
いて、ＳＯＦのクラッキング能を調査した。すなわち１
５０℃のディーゼル排気雰囲気（Ｏ2 １０％／Ｎ2 ）で
４０ｍｇのｎ−Ｃ16Ｈ34をそれぞれの触媒装置の第１触
媒のみに通し、炭素数が１０以上の化合物をコールドト
ラップで除去して残りのガスをそれぞれガスパックに採
取した。そしてガスパック中の成分をガスクロマトグラ
フィーにて分析し、それぞれのクロマトグラムを図５〜
図８に示す。
【００３５】図５〜８より、比較例１の触媒装置の第１
触媒では、ｎ−Ｃ16Ｈ34はほとんどクラッキングされて
いないのに対し、実施例２の触媒装置の第１触媒ではＣ
2 Ｈ 4 、Ｃ2 Ｈ6 ，Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ3 Ｈ6 、ｎ−Ｃ
6 Ｈ14、トルエン、キシレンなど種々の低分子化合物に
クラッキングされていることが明らかである。
触媒では、ｎ−Ｃ16Ｈ34はほとんどクラッキングされて
いないのに対し、実施例２の触媒装置の第１触媒ではＣ
2 Ｈ 4 、Ｃ2 Ｈ6 ，Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ3 Ｈ6 、ｎ−Ｃ
6 Ｈ14、トルエン、キシレンなど種々の低分子化合物に
クラッキングされていることが明らかである。
【００３６】
【発明の効果】すなわち本発明のＤＥの排ガス用浄化装
置によれば、第１触媒と第２触媒の配置位置を適宜設定
することにより、広い温度領域でＳＯＦの浄化とサルフ
ェートの生成抑制の両性能を発揮し、広い温度領域でＤ
Ｅの排ガスを浄化することができる。
置によれば、第１触媒と第２触媒の配置位置を適宜設定
することにより、広い温度領域でＳＯＦの浄化とサルフ
ェートの生成抑制の両性能を発揮し、広い温度領域でＤ
Ｅの排ガスを浄化することができる。
【図１】本発明の一実施例の触媒装置の構成を示す説明
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例の触媒装置の第１触媒前後の
ＳＯＦの組成（分子量分布）を示すグラフである。
ＳＯＦの組成（分子量分布）を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例におけるＰＭ排出量を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】実施例及び比較例におけるＨＣ及びＣＯ排出量
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】実施例２の触媒装置の第１触媒にｎ−Ｃ16Ｈ34
を通した時の排ガス中の炭素数２〜５の成分のガスクロ
マトグラムである。
を通した時の排ガス中の炭素数２〜５の成分のガスクロ
マトグラムである。
【図６】実施例２の触媒装置の第１触媒にｎ−Ｃ16Ｈ34
を通した時の排ガス中の炭素数６〜１０の成分のガスク
ロマトグラムである。
を通した時の排ガス中の炭素数６〜１０の成分のガスク
ロマトグラムである。
【図７】比較例１の触媒装置の第１触媒にｎ−Ｃ16Ｈ34
を通した時の排ガス中の炭素数２〜５の成分のガスクロ
マトグラムである。
を通した時の排ガス中の炭素数２〜５の成分のガスクロ
マトグラムである。
【図８】比較例１の触媒装置の第１触媒にｎ−Ｃ16Ｈ34
を通した時の排ガス中の炭素数６〜１０の成分のガスク
ロマトグラムである。
を通した時の排ガス中の炭素数６〜１０の成分のガスク
ロマトグラムである。
１：ＤＥ ２：第１触媒 ３：第
２触媒 １０：エキゾーストマニホールド １１：
排気管
２触媒 １０：エキゾーストマニホールド １１：
排気管
Claims (1)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排ガス流路の上流
側に配置され該排ガス中のＳＯＦをクラッキング可能で
ＳＯ2 を酸化しにくい第１触媒と、該第１触媒より下流
側に配置され該第１触媒より酸化活性が高く該第１触媒
でクラッキングされて低分子量化したＳＯＦを酸化浄化
可能な第２触媒と、からなることを特徴とするディーゼ
ルエンジンの排ガス浄化用触媒装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126933A JPH1052628A (ja) | 1996-06-07 | 1997-05-16 | ディーゼルエンジンの排ガス浄化用触媒装置 |
| EP97109233A EP0811419A3 (en) | 1996-06-07 | 1997-06-06 | Catalytic apparatus purifying exhaust gas emitted from diesel engine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-145672 | 1996-06-07 | ||
| JP14567296 | 1996-06-07 | ||
| JP9126933A JPH1052628A (ja) | 1996-06-07 | 1997-05-16 | ディーゼルエンジンの排ガス浄化用触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052628A true JPH1052628A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=26463009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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