JPH11244663A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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- JPH11244663A JPH11244663A JP10052440A JP5244098A JPH11244663A JP H11244663 A JPH11244663 A JP H11244663A JP 10052440 A JP10052440 A JP 10052440A JP 5244098 A JP5244098 A JP 5244098A JP H11244663 A JPH11244663 A JP H11244663A
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- Japan
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- catalyst
- exhaust gas
- partial oxidation
- nox
- reduction
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】還元剤を含む排ガスからNOx との反応性が高い
含酸素炭化水素種を生成させるとともに、その含酸素炭
化水素種とNOx とを反応させてNOx を浄化する。 【解決手段】多孔質担体に遷移金属元素を担持した部分
酸化用触媒１と、多孔質担体に貴金属を担持したNOx 還
元用触媒２とから構成した。排ガス中の炭化水素成分が
部分酸化用触媒によって部分的に酸化され、含酸素炭化
水素化合物に改質される。この含炭素炭化水素化合物は
NOx との反応性が高く、NOx 還元用触媒の表面において
NOx と反応しNOx を還元浄化するため、低温域において
も高いNOx 浄化能が発現される。
含酸素炭化水素種を生成させるとともに、その含酸素炭
化水素種とNOx とを反応させてNOx を浄化する。 【解決手段】多孔質担体に遷移金属元素を担持した部分
酸化用触媒１と、多孔質担体に貴金属を担持したNOx 還
元用触媒２とから構成した。排ガス中の炭化水素成分が
部分酸化用触媒によって部分的に酸化され、含酸素炭化
水素化合物に改質される。この含炭素炭化水素化合物は
NOx との反応性が高く、NOx 還元用触媒の表面において
NOx と反応しNOx を還元浄化するため、低温域において
も高いNOx 浄化能が発現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被酸化成分よりも
酸化成分の方が化学当量的に過剰な排ガスに炭化水素を
供給してNOx を還元浄化するのに用いられる排ガス浄化
装置に関する。
酸化成分の方が化学当量的に過剰な排ガスに炭化水素を
供給してNOx を還元浄化するのに用いられる排ガス浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、自動車
などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭素
（ CO2）が問題とされ、その解決策として酸素過剰雰囲
気において希薄燃焼させるいわゆるリーンバーンシステ
ムが用いられている。しかしリーンバーンシステムやデ
ィーゼルエンジンから排出される排ガスでは、被酸化成
分よりも酸化成分の方が化学当量的に過剰であるために
還元反応が生じにくくなり、一般の三元触媒を用いたの
ではNOx の浄化が困難である。
などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭素
（ CO2）が問題とされ、その解決策として酸素過剰雰囲
気において希薄燃焼させるいわゆるリーンバーンシステ
ムが用いられている。しかしリーンバーンシステムやデ
ィーゼルエンジンから排出される排ガスでは、被酸化成
分よりも酸化成分の方が化学当量的に過剰であるために
還元反応が生じにくくなり、一般の三元触媒を用いたの
ではNOx の浄化が困難である。
【０００３】そこで例えば特開平5-317625号公報などに
見られるように、貴金属とともにアルカリ土類金属など
のNOx 吸蔵材を担持したNOx 吸蔵・還元触媒を用い、さ
らにエンジンに供給される混合気の空燃比をリーン側か
らパルス状にストイキ〜リッチ側となるように制御する
NOx 吸蔵・還元システムが開発されている。このNOx吸
蔵・還元システムでは、空燃比がリーン側のときに排ガ
ス中のNOが酸化されてNOx 吸蔵材に吸蔵され、空燃比が
ストイキ〜リッチ側となったときに吸蔵されていたNOx
が放出され触媒上でN2に還元される。したがってリーン
バーンでありながらNOx を効率よく浄化することができ
る。
見られるように、貴金属とともにアルカリ土類金属など
のNOx 吸蔵材を担持したNOx 吸蔵・還元触媒を用い、さ
らにエンジンに供給される混合気の空燃比をリーン側か
らパルス状にストイキ〜リッチ側となるように制御する
NOx 吸蔵・還元システムが開発されている。このNOx吸
蔵・還元システムでは、空燃比がリーン側のときに排ガ
ス中のNOが酸化されてNOx 吸蔵材に吸蔵され、空燃比が
ストイキ〜リッチ側となったときに吸蔵されていたNOx
が放出され触媒上でN2に還元される。したがってリーン
バーンでありながらNOx を効率よく浄化することができ
る。
【０００４】またディーゼルエンジンにおいては、排ガ
ス中に軽油や灯油などの燃料（還元剤）を添加して還元
雰囲気とした排ガスを触媒と接触させてNOx の浄化率を
向上させる試みが行われている。しかしこの方法では、
NOx 浄化率はある程度向上するものの規制値以内に抑え
ることは困難であるのが現状である。そこで特開平6-32
7974号には、還元剤としてエタノールを中心とするアル
コール類を排ガス中に添加してNOx 浄化率を向上させる
ことが開示されている。また特開平5-133218号公報に
は、ディーゼル燃料をアルコールを含む複数の脂肪族炭
化水素に改質し、それを還元剤として排ガス中に添加す
ることが開示されている。
ス中に軽油や灯油などの燃料（還元剤）を添加して還元
雰囲気とした排ガスを触媒と接触させてNOx の浄化率を
向上させる試みが行われている。しかしこの方法では、
NOx 浄化率はある程度向上するものの規制値以内に抑え
ることは困難であるのが現状である。そこで特開平6-32
7974号には、還元剤としてエタノールを中心とするアル
コール類を排ガス中に添加してNOx 浄化率を向上させる
ことが開示されている。また特開平5-133218号公報に
は、ディーゼル燃料をアルコールを含む複数の脂肪族炭
化水素に改質し、それを還元剤として排ガス中に添加す
ることが開示されている。
【０００５】特開平5-133218号公報に記載のディーゼル
燃料をアルコールを含む複数の脂肪族炭化水素に改質し
て還元剤とする方法によれば、複数種類の炭化水素を含
むため、その時の排ガス温度において最もNOx と反応し
やすい炭化水素種を選択することによって、NOx 浄化率
を一層向上させることができる。
燃料をアルコールを含む複数の脂肪族炭化水素に改質し
て還元剤とする方法によれば、複数種類の炭化水素を含
むため、その時の排ガス温度において最もNOx と反応し
やすい炭化水素種を選択することによって、NOx 浄化率
を一層向上させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところがアルコール類
を還元剤として用いる方法では、アルコール類は一般に
ディーゼル燃料に比べてコスト高であり、また還元剤と
して燃料以外の別な物質を準備する必要があるため実用
的とはいえない。一方、ディーゼル燃料をアルコールを
含む複数の脂肪族炭化水素に改質して還元剤とする方法
では、燃料以外の別な物質を準備する必要がないので、
その面からは好ましい方法である。しかし排ガス温度に
合わせて最適な炭化水素種を選択することは、きわめて
煩雑な制御が必要となるため実用的ではない。
を還元剤として用いる方法では、アルコール類は一般に
ディーゼル燃料に比べてコスト高であり、また還元剤と
して燃料以外の別な物質を準備する必要があるため実用
的とはいえない。一方、ディーゼル燃料をアルコールを
含む複数の脂肪族炭化水素に改質して還元剤とする方法
では、燃料以外の別な物質を準備する必要がないので、
その面からは好ましい方法である。しかし排ガス温度に
合わせて最適な炭化水素種を選択することは、きわめて
煩雑な制御が必要となるため実用的ではない。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、還元剤を含む排ガスからNOx との反応性が
高い炭化水素種を生成させるとともに、その炭化水素種
とNO x とが反応することで高いNOx 浄化能を有する排ガ
ス触媒装置を提供することを目的とする。
ものであり、還元剤を含む排ガスからNOx との反応性が
高い炭化水素種を生成させるとともに、その炭化水素種
とNO x とが反応することで高いNOx 浄化能を有する排ガ
ス触媒装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化装置の特徴は、被酸化成分よりも酸化成
分の方が化学当量的に過剰な排ガスに炭化水素を供給し
てNOx を還元浄化するのに用いられる排ガス浄化装置で
あって、多孔質担体に遷移金属元素を担持した部分酸化
用触媒と、多孔質担体に貴金属を担持したNOx 還元用触
媒とよりなることにある。
明の排ガス浄化装置の特徴は、被酸化成分よりも酸化成
分の方が化学当量的に過剰な排ガスに炭化水素を供給し
てNOx を還元浄化するのに用いられる排ガス浄化装置で
あって、多孔質担体に遷移金属元素を担持した部分酸化
用触媒と、多孔質担体に貴金属を担持したNOx 還元用触
媒とよりなることにある。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化装置では、排
ガス中に添加される炭化水素及び排ガス中の炭化水素成
分の少なくとも一方が部分酸化用触媒によって部分的に
酸化され、含酸素炭化水素化合物に改質される。この含
炭素炭化水素化合物はNOx との反応性が高く、NOx 還元
用触媒の表面においてNOx と反応しNOx を還元浄化す
る。
ガス中に添加される炭化水素及び排ガス中の炭化水素成
分の少なくとも一方が部分酸化用触媒によって部分的に
酸化され、含酸素炭化水素化合物に改質される。この含
炭素炭化水素化合物はNOx との反応性が高く、NOx 還元
用触媒の表面においてNOx と反応しNOx を還元浄化す
る。
【００１０】したがって本発明の排ガス浄化装置によれ
ば、低温域においても高いNOx 浄化能が発現され、NOx
浄化能にきわめて優れている。本発明の排ガス浄化装置
は、部分酸化用触媒及びNOx 還元用触媒から構成されて
いる。このうち部分酸化用触媒は、排ガス中に添加され
る炭化水素及び排ガス中の炭化水素成分の少なくとも一
方を部分的に酸化して含酸素炭化水素化合物とするもの
であり、例えば多孔質担体に遷移金属及び遷移金属の酸
化物から選ばれる少なくとも一種を担持したものを用い
ることができる。遷移金属のなかでも銅（Cu）、鉄（F
e）、マンガン（Mn）、コバルト（Co）、モリブデン（M
o）及びこれらの酸化物から選ばれる少なくとも一種を
担持することが好ましい。このようにすれば、含酸素炭
化水素化合物が特に効率よく生成する部分酸化用触媒と
することができ、NOx 浄化能が一層向上する。また多孔
質担体としては特に制限されないが、例えばアルミナ、
チタニア、ジルコニア、セリア及びこれらの複合酸化物
から選択される少なくとも一種を用いることができる。
ば、低温域においても高いNOx 浄化能が発現され、NOx
浄化能にきわめて優れている。本発明の排ガス浄化装置
は、部分酸化用触媒及びNOx 還元用触媒から構成されて
いる。このうち部分酸化用触媒は、排ガス中に添加され
る炭化水素及び排ガス中の炭化水素成分の少なくとも一
方を部分的に酸化して含酸素炭化水素化合物とするもの
であり、例えば多孔質担体に遷移金属及び遷移金属の酸
化物から選ばれる少なくとも一種を担持したものを用い
ることができる。遷移金属のなかでも銅（Cu）、鉄（F
e）、マンガン（Mn）、コバルト（Co）、モリブデン（M
o）及びこれらの酸化物から選ばれる少なくとも一種を
担持することが好ましい。このようにすれば、含酸素炭
化水素化合物が特に効率よく生成する部分酸化用触媒と
することができ、NOx 浄化能が一層向上する。また多孔
質担体としては特に制限されないが、例えばアルミナ、
チタニア、ジルコニア、セリア及びこれらの複合酸化物
から選択される少なくとも一種を用いることができる。
【００１１】部分酸化用触媒において、遷移金属及びこ
れらの酸化物などの担持物質の多孔質担体への担持量
は、金属元素換算値で 0.5〜50重量％とするのが好まし
い。担持物質の担持量が 0.5重量％未満では含酸素炭化
水素化合物の生成量が少なくなってNOx の浄化能が不足
し、50重量％を超えると炭化水素類の酸化反応が優先的
に生じてNOx 還元に利用される分が減少するためNOx 浄
化能に不足する。
れらの酸化物などの担持物質の多孔質担体への担持量
は、金属元素換算値で 0.5〜50重量％とするのが好まし
い。担持物質の担持量が 0.5重量％未満では含酸素炭化
水素化合物の生成量が少なくなってNOx の浄化能が不足
し、50重量％を超えると炭化水素類の酸化反応が優先的
に生じてNOx 還元に利用される分が減少するためNOx 浄
化能に不足する。
【００１２】NOx 還元用触媒は、部分酸化用触媒により
生成した含酸素炭化水素化合物とNO x との反応を促進し
てNOx を還元浄化するものであり、多孔質担体に白金
（Pt）、ロジウム（Rh）、パラジウム（Pd）、イリジウ
ム（Ir）などの白金族元素及びその酸化物から選択され
る少なくとも一種を担持したものを用いることができ
る。また多孔質担体としては特に制限されないが、例え
ばアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア及びこれら
の複合酸化物から選択される少なくとも一種を用いるこ
とができる。
生成した含酸素炭化水素化合物とNO x との反応を促進し
てNOx を還元浄化するものであり、多孔質担体に白金
（Pt）、ロジウム（Rh）、パラジウム（Pd）、イリジウ
ム（Ir）などの白金族元素及びその酸化物から選択され
る少なくとも一種を担持したものを用いることができ
る。また多孔質担体としては特に制限されないが、例え
ばアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア及びこれら
の複合酸化物から選択される少なくとも一種を用いるこ
とができる。
【００１３】NOx 還元用触媒において、上記に例示した
白金族元素及びこれらの酸化物の多孔質担体への担持量
は、白金族元素換算値で 0.2〜15重量％とするのが好ま
しい。白金族元素及びこれらの酸化物の担持量が 0.2重
量％未満ではNOx の還元反応が進行しにくくなり、15重
量％を超えて担持しても効果が飽和するばかりかコスト
の高騰をまねくため好ましくない。
白金族元素及びこれらの酸化物の多孔質担体への担持量
は、白金族元素換算値で 0.2〜15重量％とするのが好ま
しい。白金族元素及びこれらの酸化物の担持量が 0.2重
量％未満ではNOx の還元反応が進行しにくくなり、15重
量％を超えて担持しても効果が飽和するばかりかコスト
の高騰をまねくため好ましくない。
【００１４】部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とは、互
いに粉末状に形成し両者を混合して一つの触媒装置とし
て用いてもよいし、部分酸化用触媒を排ガス流路の上流
側に配置し、その下流側にNOx 還元用触媒を配置するこ
とも好ましい。特に後者の場合には、上流側で含酸素炭
化水素化合物が生成し、それを下流側でNOx 還元に用い
ることができるので、含酸素炭化水素化合物の利用効率
が向上しNOx 浄化能が一層向上し好ましい。なお前者の
場合でも、ミクロ的にみると少なくとも一部分で部分酸
化用触媒が上流側でNOx 還元用触媒が下流側に位置して
いるので、同様の作用により高いNOx 浄化能が得られる
のである。
いに粉末状に形成し両者を混合して一つの触媒装置とし
て用いてもよいし、部分酸化用触媒を排ガス流路の上流
側に配置し、その下流側にNOx 還元用触媒を配置するこ
とも好ましい。特に後者の場合には、上流側で含酸素炭
化水素化合物が生成し、それを下流側でNOx 還元に用い
ることができるので、含酸素炭化水素化合物の利用効率
が向上しNOx 浄化能が一層向上し好ましい。なお前者の
場合でも、ミクロ的にみると少なくとも一部分で部分酸
化用触媒が上流側でNOx 還元用触媒が下流側に位置して
いるので、同様の作用により高いNOx 浄化能が得られる
のである。
【００１５】部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒の構成比
率は、担持されている遷移金属及びこれらの酸化物など
の担持物質と白金族元素及びこれらの酸化物とのモル比
で、部分酸化用触媒／NOx 還元用触媒＝0.03〜 100の範
囲とするのが好ましい。モル比がこれより小さくなると
含酸素炭化水素化合物の生成量が不足してNOx 浄化能が
低下し、モル比がこれより大きくなると白金族元素及び
これらの酸化物の量が不足してNOx 還元反応が生じにく
くなるためNOx 浄化能が低下する。
率は、担持されている遷移金属及びこれらの酸化物など
の担持物質と白金族元素及びこれらの酸化物とのモル比
で、部分酸化用触媒／NOx 還元用触媒＝0.03〜 100の範
囲とするのが好ましい。モル比がこれより小さくなると
含酸素炭化水素化合物の生成量が不足してNOx 浄化能が
低下し、モル比がこれより大きくなると白金族元素及び
これらの酸化物の量が不足してNOx 還元反応が生じにく
くなるためNOx 浄化能が低下する。
【００１６】なお本発明の排ガス浄化装置を製造するに
は、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを互いに粉末状
に形成し混合して混合粉末とし、それをペレット状に成
形してペレット触媒として用いることができる。あるい
はコーディエライト又はメタル製のハニカム担体基材表
面にその混合粉末をコートし、一体型のハニカム触媒と
して用いることもできる。
は、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを互いに粉末状
に形成し混合して混合粉末とし、それをペレット状に成
形してペレット触媒として用いることができる。あるい
はコーディエライト又はメタル製のハニカム担体基材表
面にその混合粉末をコートし、一体型のハニカム触媒と
して用いることもできる。
【００１７】また、部分酸化用触媒のみから形成された
ペレット触媒又はハニカム触媒を排ガス流路の上流側に
配置し、その下流側にNOx 浄化用触媒のみから形成され
たペレット触媒又はハニカム触媒を配置することも好ま
しい。このようなタンデム構造とすることにより、上記
したように含酸素炭化水素化合物の利用効率が向上する
ため、NOx 浄化能が一層向上する。
ペレット触媒又はハニカム触媒を排ガス流路の上流側に
配置し、その下流側にNOx 浄化用触媒のみから形成され
たペレット触媒又はハニカム触媒を配置することも好ま
しい。このようなタンデム構造とすることにより、上記
したように含酸素炭化水素化合物の利用効率が向上する
ため、NOx 浄化能が一層向上する。
【００１８】部分酸化用触媒を調製するに当たり、遷移
金属及びこれらの酸化物の少なくとも一種などの担持物
質を多孔質担体に担持するには、公知の含浸法、共沈法
などを利用することができる。またNOx 還元用触媒を製
造するに当たり、白金族元素及びこれらの酸化物の少な
くとも一種を多孔質担体に担持する場合にも、公知の含
浸法、共沈法などを利用することができる。
金属及びこれらの酸化物の少なくとも一種などの担持物
質を多孔質担体に担持するには、公知の含浸法、共沈法
などを利用することができる。またNOx 還元用触媒を製
造するに当たり、白金族元素及びこれらの酸化物の少な
くとも一種を多孔質担体に担持する場合にも、公知の含
浸法、共沈法などを利用することができる。
【００１９】部分酸化用触媒の多孔質担体とNOx 還元用
触媒の多孔質担体とは、同一種類としてもよいし異なる
種類の多孔質担体とすることもできるが、部分酸化用触
媒にはチタニア、ジルコニア担体を用い、NOx 還元用触
媒にはアルミナ担体を用いることが好ましい。その理由
は、前者は従来担体として用いられるシリカ−アルミナ
などと比べ部分酸化触媒成分と固溶失活しにくく、後者
はPtなどの金属をメタルの状態ないしは高分散に担持で
きNOx 浄化活性が高く得られるからである。
触媒の多孔質担体とは、同一種類としてもよいし異なる
種類の多孔質担体とすることもできるが、部分酸化用触
媒にはチタニア、ジルコニア担体を用い、NOx 還元用触
媒にはアルミナ担体を用いることが好ましい。その理由
は、前者は従来担体として用いられるシリカ−アルミナ
などと比べ部分酸化触媒成分と固溶失活しにくく、後者
はPtなどの金属をメタルの状態ないしは高分散に担持で
きNOx 浄化活性が高く得られるからである。
【００２０】
【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。 （実施例１） ＜部分酸化用触媒の調製＞市販のチタニア粉末に所定濃
度の硝酸第二鉄水溶液の所定量を含浸させ、水分を蒸発
乾固させた後、 120℃で１時間乾燥し、空気中で 450℃
にて２時間焼成してFe担持チタニア粉末を調製した。チ
タニアには金属鉄換算で 0.5重量％のFeが担持されてい
る。そして定法によりこのFe担持チタニア粉末を２〜４
mm程度のペレットに形成し、部分酸化用触媒を調製し
た。 ＜NOx 還元用触媒の調製＞一方、γ−アルミナ粉末を用
意し、所定濃度のジニトロジアンミン白金硝酸水溶液の
所定量を含浸させ、水分を蒸発乾固させた後、 120℃で
１時間乾燥し、空気中で 450℃にて２時間焼成してPt担
持アルミナ粉末を調製した。Ptは金属白金換算でアルミ
ナ粉末１Ｌに対して２ｇ担持されている。そして定法に
よりこのPt担持アルミナ粉末を２〜４mm程度のペレット
に形成し、NOx 還元用触媒を調製した。 ＜排ガス浄化装置の調製＞そして図１に示すように、部
分酸化用触媒１をディーゼル排気通路の上流側に配置
し、その下流側にNOx 還元用触媒２を配置して、本実施
例の排ガス浄化装置とした。 ＜試験＞上記排ガス浄化装置を用い、表１に示すディー
ゼル排気モデルガスを空間速度５万／hrで流してNOx 還
元用触媒２から排出される排ガス組成を分析しNOx 浄化
率を測定した。用いたディーゼル排気モデルガス中に
は、還元剤としてのヘキサデカン（C16H34）が3000ppmC
となるように添加されている。
的に説明する。 （実施例１） ＜部分酸化用触媒の調製＞市販のチタニア粉末に所定濃
度の硝酸第二鉄水溶液の所定量を含浸させ、水分を蒸発
乾固させた後、 120℃で１時間乾燥し、空気中で 450℃
にて２時間焼成してFe担持チタニア粉末を調製した。チ
タニアには金属鉄換算で 0.5重量％のFeが担持されてい
る。そして定法によりこのFe担持チタニア粉末を２〜４
mm程度のペレットに形成し、部分酸化用触媒を調製し
た。 ＜NOx 還元用触媒の調製＞一方、γ−アルミナ粉末を用
意し、所定濃度のジニトロジアンミン白金硝酸水溶液の
所定量を含浸させ、水分を蒸発乾固させた後、 120℃で
１時間乾燥し、空気中で 450℃にて２時間焼成してPt担
持アルミナ粉末を調製した。Ptは金属白金換算でアルミ
ナ粉末１Ｌに対して２ｇ担持されている。そして定法に
よりこのPt担持アルミナ粉末を２〜４mm程度のペレット
に形成し、NOx 還元用触媒を調製した。 ＜排ガス浄化装置の調製＞そして図１に示すように、部
分酸化用触媒１をディーゼル排気通路の上流側に配置
し、その下流側にNOx 還元用触媒２を配置して、本実施
例の排ガス浄化装置とした。 ＜試験＞上記排ガス浄化装置を用い、表１に示すディー
ゼル排気モデルガスを空間速度５万／hrで流してNOx 還
元用触媒２から排出される排ガス組成を分析しNOx 浄化
率を測定した。用いたディーゼル排気モデルガス中に
は、還元剤としてのヘキサデカン（C16H34）が3000ppmC
となるように添加されている。
【００２１】NOx 浄化率は、NOx 還元用触媒２の出口ガ
ス中のNOx 濃度のモデルガス中のNO濃度に対する比率を
求めた。また温度条件としては、NOx 還元用触媒２を 2
40℃で一定に保持しながら、部分酸化用触媒１を 400℃
から 150℃まで 5.7℃／分の速度で降温させ、部分酸化
用触媒１の入り口ガス温度が 200℃のときのNOx 浄化率
を測定した。結果を図２に示す。
ス中のNOx 濃度のモデルガス中のNO濃度に対する比率を
求めた。また温度条件としては、NOx 還元用触媒２を 2
40℃で一定に保持しながら、部分酸化用触媒１を 400℃
から 150℃まで 5.7℃／分の速度で降温させ、部分酸化
用触媒１の入り口ガス温度が 200℃のときのNOx 浄化率
を測定した。結果を図２に示す。
【００２２】
【表１】 （実施例２）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸銅水溶液
を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸化用触
媒を調製した。Cuの担持量は金属銅換算で 0.5重量％で
ある。そして実施例１と同様のNOx 還元用触媒を用い、
部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施例１と同様に
配置して本実施例の排ガス浄化装置とした。
を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸化用触
媒を調製した。Cuの担持量は金属銅換算で 0.5重量％で
ある。そして実施例１と同様のNOx 還元用触媒を用い、
部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施例１と同様に
配置して本実施例の排ガス浄化装置とした。
【００２３】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例３）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸マンガン
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Mnの担持量は金属マンガン換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例３）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸マンガン
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Mnの担持量は金属マンガン換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
【００２４】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例４）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸コバルト
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Coの担持量は金属コバルト換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例４）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸コバルト
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Coの担持量は金属コバルト換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
【００２５】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例５）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸モリブデ
ン水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分
酸化用触媒を調製した。Moの担持量は金属モリブデン換
算で0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還
元用触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを
実施例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置と
した。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例５）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸モリブデ
ン水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分
酸化用触媒を調製した。Moの担持量は金属モリブデン換
算で0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還
元用触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを
実施例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置と
した。
【００２６】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例６）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸金水溶液
を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸化用触
媒を調製した。Auの担持量は金属金換算で 0.5重量％で
ある。そして実施例１と同様のNOx 還元用触媒を用い、
部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施例１と同様に
配置して本実施例の排ガス浄化装置とした。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例６）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸金水溶液
を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸化用触
媒を調製した。Auの担持量は金属金換算で 0.5重量％で
ある。そして実施例１と同様のNOx 還元用触媒を用い、
部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施例１と同様に
配置して本実施例の排ガス浄化装置とした。
【００２７】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例７）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸クロム水
溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸化
用触媒を調製した。Crの担持量は金属クロム換算で 0.5
重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用触媒
を用い、部分酸化用触媒とNO x 還元用触媒とを実施例１
と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とした。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例７）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸クロム水
溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸化
用触媒を調製した。Crの担持量は金属クロム換算で 0.5
重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用触媒
を用い、部分酸化用触媒とNO x 還元用触媒とを実施例１
と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とした。
【００２８】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例８）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸ニッケル
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Niの担持量は金属ニッケル換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例８）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸ニッケル
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Niの担持量は金属ニッケル換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
【００２９】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例９）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸タングス
テン水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部
分酸化用触媒を調製した。Ｗの担持量は金属タングステ
ン換算で 0.5重量％である。そして実施例１と同様のNO
x 還元用触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒
とを実施例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装
置とした。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例９）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸タングス
テン水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部
分酸化用触媒を調製した。Ｗの担持量は金属タングステ
ン換算で 0.5重量％である。そして実施例１と同様のNO
x 還元用触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒
とを実施例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装
置とした。
【００３０】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例10）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸バナジウ
ム水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分
酸化用触媒を調製した。Ｖの担持量は金属バナジウム換
算で0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還
元用触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを
実施例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置と
した。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例10）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸バナジウ
ム水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分
酸化用触媒を調製した。Ｖの担持量は金属バナジウム換
算で0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還
元用触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを
実施例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置と
した。
【００３１】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例11）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸セリウム
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Ceの担持量は金属セリウム換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （実施例11）硝酸第二鉄水溶液の代わりに硝酸セリウム
水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして部分酸
化用触媒を調製した。Ceの担持量は金属セリウム換算で
0.5重量％である。そして実施例１と同様のNOx 還元用
触媒を用い、部分酸化用触媒とNOx 還元用触媒とを実施
例１と同様に配置して本実施例の排ガス浄化装置とし
た。
【００３２】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （比較例１）実施例１の部分酸化用触媒の担体のみを上
流側に、実施例１と同様のNOx 還元用触媒を下流側に配
置したこと以外は実施例１と同様にして比較例１の排ガ
ス浄化装置とした。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （比較例１）実施例１の部分酸化用触媒の担体のみを上
流側に、実施例１と同様のNOx 還元用触媒を下流側に配
置したこと以外は実施例１と同様にして比較例１の排ガ
ス浄化装置とした。
【００３３】この排ガス浄化装置について実施例１と同
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （評価）図２より比較例１に比べて各実施例の排ガス浄
化装置は高いNOx 浄化率を示し、これは上流側に部分酸
化用触媒を用いたことによる効果であることが明らかで
ある。さらに部分酸化用触媒に銅（Cu）、鉄（Fe）、マ
ンガン（Mn）、コバルト（Co）及びモリブデン（Mo）を
それぞれ担持している実施例１〜５の排ガス浄化装置は
特に高いNOx 浄化率を示し、これらの遷移金属が特に効
果的であることもわかる。
様に試験してNOx 浄化率を測定し、結果を図２に示す。 （評価）図２より比較例１に比べて各実施例の排ガス浄
化装置は高いNOx 浄化率を示し、これは上流側に部分酸
化用触媒を用いたことによる効果であることが明らかで
ある。さらに部分酸化用触媒に銅（Cu）、鉄（Fe）、マ
ンガン（Mn）、コバルト（Co）及びモリブデン（Mo）を
それぞれ担持している実施例１〜５の排ガス浄化装置は
特に高いNOx 浄化率を示し、これらの遷移金属が特に効
果的であることもわかる。
【００３４】（実施例12）実施例２と同様の排ガス浄化
装置を用い、NOx 還元用触媒を 240℃で一定に保持しな
がら、部分酸化用触媒を 400℃から 150℃まで 5.7℃／
分の速度で降温させたときの各温度におけるNOx 浄化率
とヘキサデカン転化率を測定した。ヘキサデカンの転化
率は、モデルガス中のヘキサデカン濃度とNOx 還元用触
媒出口の排出ガス中のヘキサデカン濃度の差から算出し
た。部分酸化用触媒の入り口ガス温度に対するNOx 浄化
率及びヘキサデカンの転化率の関係をそれぞれ図３及び
図４に示す。
装置を用い、NOx 還元用触媒を 240℃で一定に保持しな
がら、部分酸化用触媒を 400℃から 150℃まで 5.7℃／
分の速度で降温させたときの各温度におけるNOx 浄化率
とヘキサデカン転化率を測定した。ヘキサデカンの転化
率は、モデルガス中のヘキサデカン濃度とNOx 還元用触
媒出口の排出ガス中のヘキサデカン濃度の差から算出し
た。部分酸化用触媒の入り口ガス温度に対するNOx 浄化
率及びヘキサデカンの転化率の関係をそれぞれ図３及び
図４に示す。
【００３５】次に、実施例２の部分酸化用触媒のみを下
流側に配置して、これを比較例２の排ガス浄化装置とし
た。また、Feを担持せずチタニアのみから形成したペレ
ットを上流側に配置するとともに、Ptを担持せずγ−ア
ルミナのみから形成したペレットをその下流側に配置し
て、これをブランクの排ガス浄化装置とした。そして同
様の測定をブランクの排ガス浄化装置でも行うととも
に、比較例１及び比較例２の排ガス浄化装置についても
行い、結果をそれぞれ図３及び図４に示す。
流側に配置して、これを比較例２の排ガス浄化装置とし
た。また、Feを担持せずチタニアのみから形成したペレ
ットを上流側に配置するとともに、Ptを担持せずγ−ア
ルミナのみから形成したペレットをその下流側に配置し
て、これをブランクの排ガス浄化装置とした。そして同
様の測定をブランクの排ガス浄化装置でも行うととも
に、比較例１及び比較例２の排ガス浄化装置についても
行い、結果をそれぞれ図３及び図４に示す。
【００３６】図３及び図４より、本発明の実施例２の排
ガス浄化装置は、ブランク、比較例１及び比較例２の排
ガス浄化装置の活性を単に平均したものではなく相乗効
果が発現していることがわかり、部分酸化用触媒による
炭化水素の改質がNOx 浄化活性向上に大きく寄与してい
ることが明らかである。 （実施例13）実施例２の排ガス浄化装置を用い、実施例
１と同様の試験を行いながら部分酸化用触媒とNOx 還元
用触媒の中間部から排ガスを採取した。採取する排ガス
温度はHC転化率がほぼ等しい 250℃で行い、50ml／分の
吸引速度で25ml採取した。そして採取した排ガスをガス
クロマトグラフ質量分析計にて定性分析し、得られたガ
スクロマトグラムを図５に示す。またヘキサデカンのガ
スクロマトグラム及びブランクの排ガス浄化装置の中間
部から採取した排ガスのクロマトグラムも合わせて図５
に示している。
ガス浄化装置は、ブランク、比較例１及び比較例２の排
ガス浄化装置の活性を単に平均したものではなく相乗効
果が発現していることがわかり、部分酸化用触媒による
炭化水素の改質がNOx 浄化活性向上に大きく寄与してい
ることが明らかである。 （実施例13）実施例２の排ガス浄化装置を用い、実施例
１と同様の試験を行いながら部分酸化用触媒とNOx 還元
用触媒の中間部から排ガスを採取した。採取する排ガス
温度はHC転化率がほぼ等しい 250℃で行い、50ml／分の
吸引速度で25ml採取した。そして採取した排ガスをガス
クロマトグラフ質量分析計にて定性分析し、得られたガ
スクロマトグラムを図５に示す。またヘキサデカンのガ
スクロマトグラム及びブランクの排ガス浄化装置の中間
部から採取した排ガスのクロマトグラムも合わせて図５
に示している。
【００３７】図５より、実施例２の排ガス浄化装置の部
分酸化用触媒通過後の排ガスからは酢酸が検出されてい
ることがわかる。同様に他の実施例でも部分酸化用触媒
通過後の排ガスからは酢酸が検出された。一方、比較例
１において同様の試験を行ったが、酢酸は検出されなか
った。酢酸はヘキサデカンが部分酸化されたことにより
生成したものと考えられ、実施例２の排ガス浄化装置の
部分酸化用触媒ではヘキサデカンが部分酸化されている
と考えられる。そして実施例12の結果を合わせると、部
分酸化用触媒により改質されて生成した含酸素炭化水素
化合物がNOx 浄化活性向上に大きく寄与していると考え
られる。
分酸化用触媒通過後の排ガスからは酢酸が検出されてい
ることがわかる。同様に他の実施例でも部分酸化用触媒
通過後の排ガスからは酢酸が検出された。一方、比較例
１において同様の試験を行ったが、酢酸は検出されなか
った。酢酸はヘキサデカンが部分酸化されたことにより
生成したものと考えられ、実施例２の排ガス浄化装置の
部分酸化用触媒ではヘキサデカンが部分酸化されている
と考えられる。そして実施例12の結果を合わせると、部
分酸化用触媒により改質されて生成した含酸素炭化水素
化合物がNOx 浄化活性向上に大きく寄与していると考え
られる。
【００３８】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化装置によれ
ば、排ガス中の炭化水素からNOx との反応性が高い含酸
素炭化水素化合物が生成し、その含酸素炭化水素化合物
とNOxとが反応することでNOx 浄化能が格段に向上す
る。したがって従来困難であった低温域においてもNOx
を還元浄化することができ、大気汚染が低減される。
ば、排ガス中の炭化水素からNOx との反応性が高い含酸
素炭化水素化合物が生成し、その含酸素炭化水素化合物
とNOxとが反応することでNOx 浄化能が格段に向上す
る。したがって従来困難であった低温域においてもNOx
を還元浄化することができ、大気汚染が低減される。
【図１】本発明の一実施例の排ガス浄化装置の構成を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】各実施例及び比較例のNOx 浄化率を示す棒グラ
フである。
フである。
【図３】入り口ガス温度とNOx 浄化率の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図４】入り口ガス温度とヘキサデカン転化率の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】実施例13において採取された排ガスのガスクロ
マトグラムである。
マトグラムである。
１：部分酸化用触媒 ２：NOx 還元用触媒
Claims (1)
- 【請求項１】 被酸化成分よりも酸化成分の方が化学当
量的に過剰な排ガスに炭化水素を供給してNOx を還元浄
化するのに用いられる排ガス浄化装置であって、 多孔質担体に遷移金属元素を担持した部分酸化用触媒
と、多孔質担体に貴金属を担持したNOx 還元用触媒とよ
りなることを特徴とする排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052440A JPH11244663A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052440A JPH11244663A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11244663A true JPH11244663A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12914809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10052440A Pending JPH11244663A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11244663A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1219795A2 (de) | 2000-12-28 | 2002-07-03 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren und Konverter zur katalystischen Umwandlung von Kraftstoff |
| JP2010504205A (ja) * | 2006-09-20 | 2010-02-12 | ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー | 排気ガス流中のＮＯｘを減少させる触媒及び製造方法 |
| JP2014012267A (ja) * | 2012-06-07 | 2014-01-23 | Toyota Central R&D Labs Inc | 炭化水素改質用触媒、それを用いた排ガス浄化用装置、及び炭化水素改質用触媒の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH057777A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-19 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
| JPH07108136A (ja) * | 1993-10-08 | 1995-04-25 | Babcock Hitachi Kk | メタン含有排ガスの脱硝方法 |
| JPH1094718A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Sekiyu Sangyo Kasseika Center | 窒素酸化物の接触還元方法 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP10052440A patent/JPH11244663A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH057777A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-19 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
| JPH07108136A (ja) * | 1993-10-08 | 1995-04-25 | Babcock Hitachi Kk | メタン含有排ガスの脱硝方法 |
| JPH1094718A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Sekiyu Sangyo Kasseika Center | 窒素酸化物の接触還元方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1219795A2 (de) | 2000-12-28 | 2002-07-03 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren und Konverter zur katalystischen Umwandlung von Kraftstoff |
| EP1219795A3 (de) * | 2000-12-28 | 2003-07-30 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren und Konverter zur katalystischen Umwandlung von Kraftstoff |
| JP2010504205A (ja) * | 2006-09-20 | 2010-02-12 | ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー | 排気ガス流中のＮＯｘを減少させる触媒及び製造方法 |
| JP2014012267A (ja) * | 2012-06-07 | 2014-01-23 | Toyota Central R&D Labs Inc | 炭化水素改質用触媒、それを用いた排ガス浄化用装置、及び炭化水素改質用触媒の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040123 |
|
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