JPH1122453A - ディーゼルエンジン用排気ガス浄化システム - Google Patents
ディーゼルエンジン用排気ガス浄化システムInfo
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- JPH1122453A JPH1122453A JP10122162A JP12216298A JPH1122453A JP H1122453 A JPH1122453 A JP H1122453A JP 10122162 A JP10122162 A JP 10122162A JP 12216298 A JP12216298 A JP 12216298A JP H1122453 A JPH1122453 A JP H1122453A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 平行な流路を有し、その壁面に触媒活性皮膜
を備えているハニカム体の形の２つの直列に接続された
ディーゼル排気ガス触媒からなるディーゼルエンジン用
排気ガス浄化システムを提供する。 【解決手段】 上流に存在する第一触媒が断面積１ｃｍ
2あたり８０までの流路のセル密度を有し、下流に配置
された第２触媒のセル密度は第１触媒のセル密度よりも
大きい。 【効果】 この配置により、第２触媒に対して、低セル
密度触媒の前接なしでは非常に迅速にディーゼル粒子に
よる閉塞を生じる高いセル密度を選択することが可能で
ある。
を備えているハニカム体の形の２つの直列に接続された
ディーゼル排気ガス触媒からなるディーゼルエンジン用
排気ガス浄化システムを提供する。 【解決手段】 上流に存在する第一触媒が断面積１ｃｍ
2あたり８０までの流路のセル密度を有し、下流に配置
された第２触媒のセル密度は第１触媒のセル密度よりも
大きい。 【効果】 この配置により、第２触媒に対して、低セル
密度触媒の前接なしでは非常に迅速にディーゼル粒子に
よる閉塞を生じる高いセル密度を選択することが可能で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン用排気ガス浄化システムに関する。
ン用排気ガス浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガスは、多く
の点でガソリンエンジンの排気ガスとは異なっている。
ガソリンエンジンにおいても一酸化炭素、炭化水素およ
び窒素酸化物のような通常の有害物の外に、更にカーボ
ン粒子、硫酸塩および未燃焼の長鎖炭化水素の凝集体で
あるいわゆるディーゼル粒子を含有し、該炭化水素は硫
酸塩と並んでカーボン粒子の団塊化の原因である。カー
ボン粒子の平均直径は、約５０〜３００ｎｍの範囲内に
ある。しかし、１０μｍまでの粒径を有する可成りの成
分も生じる。
の点でガソリンエンジンの排気ガスとは異なっている。
ガソリンエンジンにおいても一酸化炭素、炭化水素およ
び窒素酸化物のような通常の有害物の外に、更にカーボ
ン粒子、硫酸塩および未燃焼の長鎖炭化水素の凝集体で
あるいわゆるディーゼル粒子を含有し、該炭化水素は硫
酸塩と並んでカーボン粒子の団塊化の原因である。カー
ボン粒子の平均直径は、約５０〜３００ｎｍの範囲内に
ある。しかし、１０μｍまでの粒径を有する可成りの成
分も生じる。
【０００３】ディーゼル排気ガスは酸素約３〜１０容量
％を含有し、ガソリンエンジンからの排気ガスよりも著
しく冷たい（ガソリンエンジンの場合の３００〜１００
０℃と比べて１００〜７００℃にすぎない）という事実
の外に、粒子の高分量が排気ガス浄化における重要な問
題である。
％を含有し、ガソリンエンジンからの排気ガスよりも著
しく冷たい（ガソリンエンジンの場合の３００〜１００
０℃と比べて１００〜７００℃にすぎない）という事実
の外に、粒子の高分量が排気ガス浄化における重要な問
題である。
【０００４】排気ガスから粒子を除去するために、排気
ガス流から粒子を濾別する機械的フィルターシステムが
開発された。フィルター上に粒子が堆積するにつれて惹
起される圧力損失が増加するので、フィルターを周期的
に粒子を分離することにより再生しなければならない。
再生を容易にするため、フィルターに部分的に触媒活性
皮膜が設けられる。
ガス流から粒子を濾別する機械的フィルターシステムが
開発された。フィルター上に粒子が堆積するにつれて惹
起される圧力損失が増加するので、フィルターを周期的
に粒子を分離することにより再生しなければならない。
再生を容易にするため、フィルターに部分的に触媒活性
皮膜が設けられる。
【０００５】一酸化炭素および未燃焼のガス状炭化水素
は、ディーゼル排気ガス中の高い酸素含量のため比較的
容易にいわゆるディーゼル酸化触媒により二酸化炭素お
よび水に変換することができる。それはたいてい、たと
えばセラミックまたは金属のような不活性材料からな
り、平行な自由に貫流できる排気ガス用流路が貫通する
モノリスのハニカム体である。流路の壁は、一酸化炭素
および炭化水素を酸化するための触媒活性皮膜で覆われ
ている。ハニカム体の断面積あたりの流路の数は、セル
密度と呼ばれる。これは、ディーゼル酸化触媒では４〜
６２ｃｍ-2 の間の範囲内にある。６２ｃｍ-2のセル密度
以上では、これらの触媒においては、ディーゼル粒子が
流路の壁上に堆積し、最終的には流路を閉塞する危険が
増大する。
は、ディーゼル排気ガス中の高い酸素含量のため比較的
容易にいわゆるディーゼル酸化触媒により二酸化炭素お
よび水に変換することができる。それはたいてい、たと
えばセラミックまたは金属のような不活性材料からな
り、平行な自由に貫流できる排気ガス用流路が貫通する
モノリスのハニカム体である。流路の壁は、一酸化炭素
および炭化水素を酸化するための触媒活性皮膜で覆われ
ている。ハニカム体の断面積あたりの流路の数は、セル
密度と呼ばれる。これは、ディーゼル酸化触媒では４〜
６２ｃｍ-2 の間の範囲内にある。６２ｃｍ-2のセル密度
以上では、これらの触媒においては、ディーゼル粒子が
流路の壁上に堆積し、最終的には流路を閉塞する危険が
増大する。
【０００６】ディーゼル酸化触媒は、実際に一酸化炭素
および炭化水素を良好な効率で酸化するように最適化さ
れているが、排気ガス中に同様に存在する二酸化硫黄お
よび窒素酸化物をさらに酸化しない特殊な触媒組成を有
する。二酸化硫黄の場合には、さらに酸化されて硫酸塩
を形成し、硫酸塩自体が再びディーゼル粒子の形成を助
長する。
および炭化水素を良好な効率で酸化するように最適化さ
れているが、排気ガス中に同様に存在する二酸化硫黄お
よび窒素酸化物をさらに酸化しない特殊な触媒組成を有
する。二酸化硫黄の場合には、さらに酸化されて硫酸塩
を形成し、硫酸塩自体が再びディーゼル粒子の形成を助
長する。
【０００７】良好な酸化触媒は、二酸化硫黄のこの不所
望の酸化を回避する。さらに、これらの触媒を使用する
場合にはむしろ粒子量の特定の減少が観察される、それ
というのも粒子の凝縮された長鎖炭化水素含量（ＳＯ
Ｆ：可溶性有機部分）は触媒での酸化により減少するか
らである。これらの触媒を用いて、これまで一酸化炭
素、炭化水素および粒子に関するディーゼル車に対する
排気ガス限界値は維持できた。
望の酸化を回避する。さらに、これらの触媒を使用する
場合にはむしろ粒子量の特定の減少が観察される、それ
というのも粒子の凝縮された長鎖炭化水素含量（ＳＯ
Ｆ：可溶性有機部分）は触媒での酸化により減少するか
らである。これらの触媒を用いて、これまで一酸化炭
素、炭化水素および粒子に関するディーゼル車に対する
排気ガス限界値は維持できた。
【０００８】ディーゼル排気ガス中の窒素酸化物を減少
するために、窒素酸化物を酸素の存在においても元素状
窒素に還元することのできる特殊な還元触媒が開発され
た。その際、排気ガス中に存在する一酸化炭素および未
燃焼炭化水素は還元剤として使用され、二酸化炭素およ
び水に酸化され、一方窒素酸化物は窒素に還元される。
還元触媒は、常に良好な酸化触媒でもある。酸化率は８
０％以上で存在する。窒素酸化物の最大変換率は約７０
％である。
するために、窒素酸化物を酸素の存在においても元素状
窒素に還元することのできる特殊な還元触媒が開発され
た。その際、排気ガス中に存在する一酸化炭素および未
燃焼炭化水素は還元剤として使用され、二酸化炭素およ
び水に酸化され、一方窒素酸化物は窒素に還元される。
還元触媒は、常に良好な酸化触媒でもある。酸化率は８
０％以上で存在する。窒素酸化物の最大変換率は約７０
％である。
【０００９】ディーゼルエンジンに対する排気ガス限界
値のさらなる厳格化により、ガス状有害物のいわゆる変
換効率の改善ならびに粒子排出の減少が必要になる。
値のさらなる厳格化により、ガス状有害物のいわゆる変
換効率の改善ならびに粒子排出の減少が必要になる。
【００１０】ガソリンエンジン用触媒の有効性をその幾
何学的表面の増加により改善することができることは公
知である。記述したハニカム触媒の場合、これはセル密
度の増加を意味する。それ故、開発中のハニカム状モノ
リスは３００ｃｍ-2までのセル密度を有する。１００ｃ
ｍ-2までのセル密度は、ガソリンエンジンにおいては既
に使用されている。しかし、それをディーゼル排気ガス
浄化のために使用するのは、ディーゼル粒子によって阻
止される。既に記述したように、約６０ｃｍ-2のセル密
度は、代表的ディーゼル排気ガスをハニカム体閉塞の危
険なしに浄化することのできる最大値である。
何学的表面の増加により改善することができることは公
知である。記述したハニカム触媒の場合、これはセル密
度の増加を意味する。それ故、開発中のハニカム状モノ
リスは３００ｃｍ-2までのセル密度を有する。１００ｃ
ｍ-2までのセル密度は、ガソリンエンジンにおいては既
に使用されている。しかし、それをディーゼル排気ガス
浄化のために使用するのは、ディーゼル粒子によって阻
止される。既に記述したように、約６０ｃｍ-2のセル密
度は、代表的ディーゼル排気ガスをハニカム体閉塞の危
険なしに浄化することのできる最大値である。
【００１１】約６０ｃｍ-2の限界は絶対的固定値ではな
く、ディーゼル排気ガス中の粒子の性質、それと共にデ
ィーゼルエンジンの種類にも依存する。その都度のエン
ジンの型に依存して、この限界値は±２０ｃｍ-2だけ上
方または下方へずれていてもよい。
く、ディーゼル排気ガス中の粒子の性質、それと共にデ
ィーゼルエンジンの種類にも依存する。その都度のエン
ジンの型に依存して、この限界値は±２０ｃｍ-2だけ上
方または下方へずれていてもよい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、ディーゼル排気ガスの浄化のための高いセル密度を
有するハニカム触媒をディーゼル粒子による閉塞の危険
なしに使用するのを可能にするディーゼルエンジン用排
気ガス浄化システムを提供することである。
は、ディーゼル排気ガスの浄化のための高いセル密度を
有するハニカム触媒をディーゼル粒子による閉塞の危険
なしに使用するのを可能にするディーゼルエンジン用排
気ガス浄化システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この課題は、平行な流路
を有するハニカム体の形に構成され、その壁面が触媒活
性皮膜を備えている２つのディーゼル排気ガス触媒から
なるディーゼルエンジン用排気ガス浄化システムによっ
て解決される。この排気ガス浄化システムは、上流に配
置された第一触媒が断面積１ｃｍ2あたり８０までの流
路を有し、下流に配置された第二触媒は第一触媒よりも
多い流路を有することを特徴とする。
を有するハニカム体の形に構成され、その壁面が触媒活
性皮膜を備えている２つのディーゼル排気ガス触媒から
なるディーゼルエンジン用排気ガス浄化システムによっ
て解決される。この排気ガス浄化システムは、上流に配
置された第一触媒が断面積１ｃｍ2あたり８０までの流
路を有し、下流に配置された第二触媒は第一触媒よりも
多い流路を有することを特徴とする。
【００１４】好ましくは、第一触媒はハニカム体の断面
積１ｃｍ2あたり４〜７０の流路を有し、第二触媒は４
０〜３００の流路を有する。
積１ｃｍ2あたり４〜７０の流路を有し、第二触媒は４
０〜３００の流路を有する。
【００１５】第一触媒の比較的粗いセル構造により、該
触媒が排気ガス中の粒子により閉塞される可能性が阻止
される。粒子の触媒皮膜との接触により、それに付着し
た凝縮炭化水素は部分的に酸化される。これにより粒子
の直径は減少し、粒子はより高いセル密度を有する第二
触媒をも閉塞の危険なしに通過する。第一触媒後方で閉
塞傾向減少の可能な理由は、粒子がカーボン上に凝縮し
た長鎖炭化水素の燃焼によっていわば乾燥されるという
事実であってもよい。“乾燥された”粒子は、“湿っ
た”粒子よりも僅かな団塊化、それと共に僅かな閉塞傾
向を示す。
触媒が排気ガス中の粒子により閉塞される可能性が阻止
される。粒子の触媒皮膜との接触により、それに付着し
た凝縮炭化水素は部分的に酸化される。これにより粒子
の直径は減少し、粒子はより高いセル密度を有する第二
触媒をも閉塞の危険なしに通過する。第一触媒後方で閉
塞傾向減少の可能な理由は、粒子がカーボン上に凝縮し
た長鎖炭化水素の燃焼によっていわば乾燥されるという
事実であってもよい。“乾燥された”粒子は、“湿っ
た”粒子よりも僅かな団塊化、それと共に僅かな閉塞傾
向を示す。
【００１６】触媒系の適当な触媒は、ディーゼル酸化触
媒または還元触媒である。双方の触媒は、触媒系に組合
わせることもできる。
媒または還元触媒である。双方の触媒は、触媒系に組合
わせることもできる。
【００１７】ディーゼル酸化触媒は、たとえばドイツ国
特許（ＤＥ）３９４０７５８Ｃ２号に記載される。触媒
系のための可能な還元触媒は、まだ公開されてないドイ
ツ国特許出願（ＤＥ）１９６１４５４０号に開示され
る。
特許（ＤＥ）３９４０７５８Ｃ２号に記載される。触媒
系のための可能な還元触媒は、まだ公開されてないドイ
ツ国特許出願（ＤＥ）１９６１４５４０号に開示され
る。
【００１８】これら触媒の触媒活性は温度に依存する。
外界温度で、これらは触媒不活性であり、有害物を妨げ
られずに通過させる。排気ガス温度の上昇とともに、一
酸化炭素および炭化水素の変換に対する触媒活性は単調
に増大し、いわゆる始動温度で５０％の変換率に達す
る。始動温度は各有害物に対し異なっていてもよい。デ
ィーゼル排気ガスの低い排気ガス温度のため、一酸化炭
素に対して１００℃と２００℃の間および長鎖炭化水素
に対して７５℃以下の始動温度を有する触媒が開発され
た（ＤＥ１９６１４５４０．６号；未公開）。排気ガス
温度の上昇とともに、窒素酸化物に対する還元触媒の変
換率がまず増加する。しかし、変換率は最大を通過し、
次いで高い温度で再び殆どゼロに低下する。従って、還
元触媒は窒素酸化物変換に対するいわゆる温度窓（Ｔｅ
ｍｐｅｒａｔｕｒｆｅｎｓｔｅｒ）を有する。温度窓の
位置は触媒の組成に依存する。２８０〜４００℃の間の
温度窓を有する“高温触媒”および１７０〜３００℃の
間の温度窓を有する“低温触媒”が存在する。
外界温度で、これらは触媒不活性であり、有害物を妨げ
られずに通過させる。排気ガス温度の上昇とともに、一
酸化炭素および炭化水素の変換に対する触媒活性は単調
に増大し、いわゆる始動温度で５０％の変換率に達す
る。始動温度は各有害物に対し異なっていてもよい。デ
ィーゼル排気ガスの低い排気ガス温度のため、一酸化炭
素に対して１００℃と２００℃の間および長鎖炭化水素
に対して７５℃以下の始動温度を有する触媒が開発され
た（ＤＥ１９６１４５４０．６号；未公開）。排気ガス
温度の上昇とともに、窒素酸化物に対する還元触媒の変
換率がまず増加する。しかし、変換率は最大を通過し、
次いで高い温度で再び殆どゼロに低下する。従って、還
元触媒は窒素酸化物変換に対するいわゆる温度窓（Ｔｅ
ｍｐｅｒａｔｕｒｆｅｎｓｔｅｒ）を有する。温度窓の
位置は触媒の組成に依存する。２８０〜４００℃の間の
温度窓を有する“高温触媒”および１７０〜３００℃の
間の温度窓を有する“低温触媒”が存在する。
【００１９】本発明による触媒の好ましい実施形は、低
セル密度のハニカム体上の“低温”還元触媒と、後接さ
れた高セル密度の“高温”還元触媒との組合わせを備え
ている。第一触媒はエンジンの近くで、排気ガス温度が
全負荷において３００℃以上である排気ガス装置の範囲
内に配置され、第二触媒はエンジンから遠くで、排気ガ
ス温度が全負荷において第二触媒の窒素酸化物還元のた
めの温度窓内にある範囲内に配置される。
セル密度のハニカム体上の“低温”還元触媒と、後接さ
れた高セル密度の“高温”還元触媒との組合わせを備え
ている。第一触媒はエンジンの近くで、排気ガス温度が
全負荷において３００℃以上である排気ガス装置の範囲
内に配置され、第二触媒はエンジンから遠くで、排気ガ
ス温度が全負荷において第二触媒の窒素酸化物還元のた
めの温度窓内にある範囲内に配置される。
【００２０】この実施形は、エンジンの近くに配置され
た第一触媒が非常に迅速に加熱されるという利点を有す
る。その際、触媒はその窒素酸化物還元のための温度窓
を通過する。ここでは、排気ガス温度は迅速に３００℃
以上の値に達し、これらの温度では第一触媒は大体にお
いて僅かの酸化作用しか有しない。この範囲内の高い排
気ガス温度は、カーボン粒子に吸着された長鎖炭化水素
の変換を助長する。第一触媒の僅かなセル密度に基づ
き、ガス状の炭化水素および一酸化炭素は完全に反応せ
ず、未反応の窒素酸化物と一緒に第二触媒に達する。第
二触媒への途中で排気ガスは冷却する。冷却は、第一触
媒と第二触媒の間の通路長さの選択によりおよび場合に
より排気ガス機能に装着された冷却フィンにより、第二
触媒における排気ガス温度が丁度その窒素酸化物還元の
ための温度窓内にあって、排気ガスに連行された窒素酸
化物が残存炭化水素および一酸化炭素を還元剤として使
用して二酸化炭素、水および窒素に変換されるように最
適化することができる。第二触媒の触媒作用は、高いセ
ル密度の選択により最適化することができ、その際カー
ボン粒子による閉塞の危険が生じることもない。
た第一触媒が非常に迅速に加熱されるという利点を有す
る。その際、触媒はその窒素酸化物還元のための温度窓
を通過する。ここでは、排気ガス温度は迅速に３００℃
以上の値に達し、これらの温度では第一触媒は大体にお
いて僅かの酸化作用しか有しない。この範囲内の高い排
気ガス温度は、カーボン粒子に吸着された長鎖炭化水素
の変換を助長する。第一触媒の僅かなセル密度に基づ
き、ガス状の炭化水素および一酸化炭素は完全に反応せ
ず、未反応の窒素酸化物と一緒に第二触媒に達する。第
二触媒への途中で排気ガスは冷却する。冷却は、第一触
媒と第二触媒の間の通路長さの選択によりおよび場合に
より排気ガス機能に装着された冷却フィンにより、第二
触媒における排気ガス温度が丁度その窒素酸化物還元の
ための温度窓内にあって、排気ガスに連行された窒素酸
化物が残存炭化水素および一酸化炭素を還元剤として使
用して二酸化炭素、水および窒素に変換されるように最
適化することができる。第二触媒の触媒作用は、高いセ
ル密度の選択により最適化することができ、その際カー
ボン粒子による閉塞の危険が生じることもない。
【００２１】
【実施例】図１は、排気ガス浄化システムの可能な１実
施形を示す。内燃機関２の排気ガス装置１は、自動車３
の床下範囲内にコンバータ４を有する。共通のコンバー
タハウジング中に、低セル触媒５および高セル触媒６が
直列に配置されている。
施形を示す。内燃機関２の排気ガス装置１は、自動車３
の床下範囲内にコンバータ４を有する。共通のコンバー
タハウジング中に、低セル触媒５および高セル触媒６が
直列に配置されている。
【００２２】図２は、触媒５および触媒６の別個の配置
を示す。触媒５は、車の床下範囲内でエンジン近くのコ
ンバータハウジング４´中に、触媒６はエンジンから遠
くのコンバータハウジング４´´中に収納されている。
を示す。触媒５は、車の床下範囲内でエンジン近くのコ
ンバータハウジング４´中に、触媒６はエンジンから遠
くのコンバータハウジング４´´中に収納されている。
【００２３】第１表は、下記の例において使用したコー
ディエライトからなるハニカム体の幾何学的寸法を示
す。
ディエライトからなるハニカム体の幾何学的寸法を示
す。
【００２４】 第１表 ハニカム体 セル密度 直径 長さ 壁圧 体積 ［ｃｍ-2］ ［ｃｍ］ ［ｃｍ］ ［ｍｍ］ ［ｌ］ タイプ１ ３１ ９.３ １１.４ ０.３ ０.７７ タイプ２ ９３ ９.０ １１.０ ０.１ ０.７ 例１ タイプ１および２のその都度１つのハニカム体を、ドイ
ツ国特許出願（ＤＥ）１９６１４５４０号の例１による
皮膜で被覆した。製造した触媒皮膜は熱安定化のため二
酸化ケイ素５重量％を有する珪酸アルミニウム上に触媒
活性成分として白金を含有していた。その他に、触媒皮
膜はなお５つの異なるゼオライトを含有していた。珪酸
アルミニウム対５つのゼオライトの重量比は、１０：
１：１：１：１：１であった。触媒活性被覆材料製造の
詳細は、引用した特許明細書に記載される。
ツ国特許出願（ＤＥ）１９６１４５４０号の例１による
皮膜で被覆した。製造した触媒皮膜は熱安定化のため二
酸化ケイ素５重量％を有する珪酸アルミニウム上に触媒
活性成分として白金を含有していた。その他に、触媒皮
膜はなお５つの異なるゼオライトを含有していた。珪酸
アルミニウム対５つのゼオライトの重量比は、１０：
１：１：１：１：１であった。触媒活性被覆材料製造の
詳細は、引用した特許明細書に記載される。
【００２５】製造した触媒Ｋ１およびＫ２は、第２表の
被覆データを有していた： 第２表 触媒 ハニカム体 被覆 負荷 Ｋ１ タイプ１ １４０ｇ／ｌ １.４１ｇＰｔ／ｌ Ｋ２ タイプ２ １００ｇ／ｌ １.１０ｇＰｔ／ｌ 双方の触媒Ｋ１およびＫ２の閉塞傾向を示すために、そ
の都度運転時間に依存する圧力損失の経過を記録した
（図３）。このため、まず触媒Ｋ１を直接噴射式ディー
ゼルエンジン（行程体積２．０１）の排気ガス装置のコ
ンバータハウジング中に取り付け、エンジンの回転数２
０００分-1および回転モーメント５０Ｎｍにおける圧力
損失の時間的経過を測定した（曲線１）。同じ実験を、
触媒Ｋ１の代わりに触媒Ｋ２を用いて繰り返した（曲線
２）。曲線１は、１００時間の測定時間の間、触媒１の
殆ど一定の圧力損失を示す。曲線２により、これに対し
高セル密度の触媒は、最後に触媒の完全な閉塞を生じる
圧力損失の累進的増加を示す。
被覆データを有していた： 第２表 触媒 ハニカム体 被覆 負荷 Ｋ１ タイプ１ １４０ｇ／ｌ １.４１ｇＰｔ／ｌ Ｋ２ タイプ２ １００ｇ／ｌ １.１０ｇＰｔ／ｌ 双方の触媒Ｋ１およびＫ２の閉塞傾向を示すために、そ
の都度運転時間に依存する圧力損失の経過を記録した
（図３）。このため、まず触媒Ｋ１を直接噴射式ディー
ゼルエンジン（行程体積２．０１）の排気ガス装置のコ
ンバータハウジング中に取り付け、エンジンの回転数２
０００分-1および回転モーメント５０Ｎｍにおける圧力
損失の時間的経過を測定した（曲線１）。同じ実験を、
触媒Ｋ１の代わりに触媒Ｋ２を用いて繰り返した（曲線
２）。曲線１は、１００時間の測定時間の間、触媒１の
殆ど一定の圧力損失を示す。曲線２により、これに対し
高セル密度の触媒は、最後に触媒の完全な閉塞を生じる
圧力損失の累進的増加を示す。
【００２６】例２排気ガス装置のコンバータハウジング
中へ、異なる被覆状態を有するその都度２つのハニカム
体からなる３つの異なる触媒系を順次に取り付け、コン
バータ背後の粒子分布を測定した。３つの触媒系は第３
表に記載した性質を有していた： 第３表系 ハニカム体１ ハニカム体２ 系１ Ｗ１ Ｗ２ 系２ Ｋ１ Ｗ２系３ Ｋ１ Ｋ２ Ｗ１、Ｗ２：タイプ１ないし２の未被覆ハニカム体 Ｋ１： 例１の触媒Ｋ１ Ｋ２： 例２の触媒Ｋ２ 粒子分布は、Ｈａｕｋｅの低圧インパクタＬＰＩ２５を
用いて求めた。この装置は、エーロゾル（ここではディ
ーゼル排気ガス）の粒度測定のために使用され、いわゆ
る慣性測定法により作動する。この場合、排気ガスのカ
ーボン粒子は連続する段において粒度により分れてそら
せ板上に分離される。かかる分離段中で、排気ガスはそ
れに懸垂されたカーボン粒子と一緒にノズル孔により加
速され、垂直にそらせ板上に案内される。そらせ板上
に、その都度最も重い粒子部分がその慣性のために分離
し、一方より軽い粒子を有するガス流は転向され、次の
分離段中へ案内される。粒子部分の分離した質量は、測
定の前および後におけるそらせ板の差異秤量により決定
される。測定は、ＭＶＥＧ−Ａによる全試験サイクルに
わたり行った。
中へ、異なる被覆状態を有するその都度２つのハニカム
体からなる３つの異なる触媒系を順次に取り付け、コン
バータ背後の粒子分布を測定した。３つの触媒系は第３
表に記載した性質を有していた： 第３表系 ハニカム体１ ハニカム体２ 系１ Ｗ１ Ｗ２ 系２ Ｋ１ Ｗ２系３ Ｋ１ Ｋ２ Ｗ１、Ｗ２：タイプ１ないし２の未被覆ハニカム体 Ｋ１： 例１の触媒Ｋ１ Ｋ２： 例２の触媒Ｋ２ 粒子分布は、Ｈａｕｋｅの低圧インパクタＬＰＩ２５を
用いて求めた。この装置は、エーロゾル（ここではディ
ーゼル排気ガス）の粒度測定のために使用され、いわゆ
る慣性測定法により作動する。この場合、排気ガスのカ
ーボン粒子は連続する段において粒度により分れてそら
せ板上に分離される。かかる分離段中で、排気ガスはそ
れに懸垂されたカーボン粒子と一緒にノズル孔により加
速され、垂直にそらせ板上に案内される。そらせ板上
に、その都度最も重い粒子部分がその慣性のために分離
し、一方より軽い粒子を有するガス流は転向され、次の
分離段中へ案内される。粒子部分の分離した質量は、測
定の前および後におけるそらせ板の差異秤量により決定
される。測定は、ＭＶＥＧ−Ａによる全試験サイクルに
わたり行った。
【００２７】まず双方の未被覆のハニカム体Ｗ１および
Ｗ２を貫流した後のディーゼルエンジンの“粗放出（Ｒ
ｏｈｅｍｉｓｓｉｏｎ）”を測定した（系１）。引き続
き、触媒系２および３を調べた。こうして求めた粒子分
布は、図４に示されている。図４には、そらせ板上に分
離したカーボン粒子の質量がその都度の空気力学的直径
に関してプロットされている。
Ｗ２を貫流した後のディーゼルエンジンの“粗放出（Ｒ
ｏｈｅｍｉｓｓｉｏｎ）”を測定した（系１）。引き続
き、触媒系２および３を調べた。こうして求めた粒子分
布は、図４に示されている。図４には、そらせ板上に分
離したカーボン粒子の質量がその都度の空気力学的直径
に関してプロットされている。
【００２８】図４につき、系２による粒子放出は触媒不
活性の系１に対して著しく減少することが認められる。
その原因は、ディーゼル粒子上に凝縮した長鎖炭化水素
の接触的酸化である。その際、粒子分布の中心はより小
さい粒子直径の方にずれている。約８０ｎｍの空気力学
的直径以上では、分離した粒子質量は、触媒被覆ハニカ
ム体を使用する場合には未被覆ハニカム体の場合よりも
僅かである。８０ｎｍ以下ではこの事情は逆である。２
つの触媒被覆ハニカム体を有する系３は、系２に対して
粒子放出のさらなる減少をもたらす。
活性の系１に対して著しく減少することが認められる。
その原因は、ディーゼル粒子上に凝縮した長鎖炭化水素
の接触的酸化である。その際、粒子分布の中心はより小
さい粒子直径の方にずれている。約８０ｎｍの空気力学
的直径以上では、分離した粒子質量は、触媒被覆ハニカ
ム体を使用する場合には未被覆ハニカム体の場合よりも
僅かである。８０ｎｍ以下ではこの事情は逆である。２
つの触媒被覆ハニカム体を有する系３は、系２に対して
粒子放出のさらなる減少をもたらす。
【００２９】未被覆ハニカム体（系１）後方の全粒子放
出は、１１００μｇであった。系２により、この値は８
２０μｇに減少した。系３の後方では、６７０μｇの全
粒子放出が測定されたにすぎなかった。
出は、１１００μｇであった。系２により、この値は８
２０μｇに減少した。系３の後方では、６７０μｇの全
粒子放出が測定されたにすぎなかった。
【図１】自動車の床下範囲内の低セル密度触媒および高
セル密度触媒からなる触媒系の原理を示す図である。
セル密度触媒からなる触媒系の原理を示す図である。
【図２】エンジン近くの低セル密度触媒およびエンジン
から遠くの高セル密度触媒からなる触媒系の原理を示す
図である。
から遠くの高セル密度触媒からなる触媒系の原理を示す
図である。
【図３】異なる触媒における圧力損失の経過を示す図で
ある。
ある。
【図４】異なる触媒系の後方の粒子分布を示す柱状グラ
フである。
フである。
１ 排気ガス装置 ２ 内燃機関 ３ 自動車 ４ コンバータ ４´ エンジン近くのコンバータハウジング ４´´ エンジンから遠くのコンバータハウジング ５ 低セル密度触媒 ６ 高セル密度触媒
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１ Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１Ｊ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ｂ １０３Ｂ (72)発明者 エグベルト ロックス ドイツ連邦共和国 ハーナウ グライフェ ンハーゲンシュトラーセ 12ベー (72)発明者 トーマス クロイツァー ドイツ連邦共和国 カルベン フィリップ −ライス−シュトラーセ 13 (72)発明者 トーマス リート ドイツ連邦共和国 ビブリス−ノルトハイ ム ホフハイマー シュトラーセ 24
Claims (5)
- 【請求項１】 平行な流路を有し、その壁面に触媒活性
皮膜を備えているハニカム体の形の２つの直列に接続さ
れたディーゼル排気ガス触媒からなるディーゼルエンジ
ン用排気ガス浄化システムにおいて、上流に存在する第
一触媒が断面積１ｃｍ2あたり８０までの流路のセル密
度を有し、下流に配置された第二触媒のセル密度が第一
触媒のセル密度よりも大きいことを特徴とするディーゼ
ルエンジン用排気ガス浄化システム。 - 【請求項２】 第一触媒が断面積１ｃｍ2あたり４〜７
０の流路を有し、第二触媒が４０〜３００の流路を有す
ることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化システ
ム。 - 【請求項３】 双方の触媒がディーゼル酸化触媒である
ことを特徴とする請求項２記載の排気ガス浄化システ
ム。 - 【請求項４】 双方の触媒が還元触媒であることを特徴
とする請求項２記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項５】 第一触媒がエンジンの近くで、排気ガス
温度が全負荷において３００℃以上である排気ガス装置
の範囲内に配置され、第二触媒がエンジンから遠くで、
排気ガス温度が全負荷においてこの第二触媒の窒素酸化
物還元用温度窓内にあることを特徴とする請求項４記載
の排気ガス浄化システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19718727A DE19718727C2 (de) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | Verfahren zur Behandlung des Abgases eines Dieselmotors zur Verminderung der Partikelemission |
| DE19718727.7 | 1997-05-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122453A true JPH1122453A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=7828535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10122162A Pending JPH1122453A (ja) | 1997-05-02 | 1998-05-01 | ディーゼルエンジン用排気ガス浄化システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010001647A1 (ja) |
| EP (1) | EP0875667B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1122453A (ja) |
| DE (2) | DE19718727C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001000863A (ja) * | 1999-04-22 | 2001-01-09 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒およびそれを用いた排ガス浄化方法 |
| JP2007222819A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Komatsu Ltd | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| KR101246795B1 (ko) | 2010-11-24 | 2013-03-26 | 에스티엑스중공업 주식회사 | 이중 촉매층을 구비하는 연료전지용 배기가스 연소기 |
| JP2014198319A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 日本碍子株式会社 | 流体浄化装置および流体浄化方法 |
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|---|---|---|---|---|
| FI114731B (fi) | 2000-07-05 | 2004-12-15 | Kemira Metalkat Oy | Järjestelmä ja menetelmä pakokaasujen puhdistamiseksi |
| US20030202918A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-10-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
| DE10223148A1 (de) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Partikelfilter mit einer elektrischen Heizung |
| DE10323385B4 (de) * | 2003-05-23 | 2006-02-02 | Daimlerchrysler Ag | Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine |
| DE10328678A1 (de) * | 2003-06-26 | 2005-01-13 | Daimlerchrysler Ag | Abgasreinigungsanlage für eine Verbrennungskraftmaschine |
| US7678483B2 (en) * | 2005-08-02 | 2010-03-16 | Fuelcell Energy, Inc. | Catalyst assembly for use in anode gas oxidizing systems of high temperature fuel cells |
| DE602006009675D1 (de) | 2005-08-05 | 2009-11-19 | Basf Catalysts Llc | N dafür |
| FR2890108B1 (fr) * | 2005-08-29 | 2007-10-05 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Ligne d'echappement et de purification des gaz d'echappement d'un moteur de vehicule automobile et vehicule comportant une telle ligne |
| CN101918356B (zh) * | 2008-01-15 | 2013-09-25 | 因温斯特技术公司 | 戊烯腈的氢氰化 |
| WO2011067823A1 (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | イビデン株式会社 | ハニカムフィルタ及び排ガス浄化装置 |
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|---|---|---|---|---|
| DE3012182A1 (de) * | 1979-04-03 | 1980-10-23 | Engelhard Min & Chem | Katalytisches system mit nichteinheitlicher zellengroesse und verfahren zur oxidation von gasen unter verwendung dieses katalytischen systems |
| DE3940758A1 (de) * | 1989-12-09 | 1991-06-13 | Degussa | Verfahren zur reinigung der abgase von dieselmotoren |
| DE4024942A1 (de) * | 1990-08-06 | 1992-02-13 | Emitec Emissionstechnologie | Monolithischer metallischer wabenkoerper mit variierender kanalzahl |
| DE4417238C2 (de) * | 1994-05-17 | 2003-03-27 | Siemens Ag | Einrichtung zur Minderung der Stickoxide im Abgas eines mit Luftüberschuß betriebenen Verbrennungsmotors |
| JPH07328452A (ja) * | 1994-06-13 | 1995-12-19 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 触媒装置用金属担体 |
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-
1997
- 1997-05-02 DE DE19718727A patent/DE19718727C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-21 EP EP98107226A patent/EP0875667B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-21 DE DE59813424T patent/DE59813424D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-01 JP JP10122162A patent/JPH1122453A/ja active Pending
- 1998-05-01 US US09/070,784 patent/US20010001647A1/en not_active Abandoned
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|---|---|---|---|---|
| JP2001000863A (ja) * | 1999-04-22 | 2001-01-09 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒およびそれを用いた排ガス浄化方法 |
| JP2007222819A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Komatsu Ltd | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| KR101246795B1 (ko) | 2010-11-24 | 2013-03-26 | 에스티엑스중공업 주식회사 | 이중 촉매층을 구비하는 연료전지용 배기가스 연소기 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19718727C2 (de) | 2001-01-04 |
| DE19718727A1 (de) | 1998-11-05 |
| EP0875667A3 (de) | 2002-06-19 |
| DE59813424D1 (de) | 2006-05-04 |
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| US20010001647A1 (en) | 2001-05-24 |
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