JPWO2018198344A1 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Abstract
本発明の排気浄化装置１は、排気ガスの流入口ＧＩと連通する流通路２，３と、この流通路２，３を収容し、任意の位置に排気ガスの排出口ＧＯが設けられるケーシング４と、を備える。流通路２，３は、ＤＯＣ２１と、その下流側に配置されるＤＰＦ２２と、その下流側に配置されるＳＣＲ３１，３２を有する。ケーシング４の内壁と、流通路２，３との間に形成される空気層Ｘには、流通路３から排出される排気ガスが流通しつつ充填されるため、構造の煩雑化を回避でき、且つ、断熱性及び保温性に優れた排気浄化装置１を提供できる。The exhaust gas purifying apparatus 1 of the present invention includes a flow path 2, 3 communicating with an exhaust gas inlet GI, a casing 4 accommodating the flow paths 2, 3 and having an exhaust gas outlet GO at an arbitrary position. And. The flow passages 2 and 3 have a DOC 21, a DPF 22 disposed downstream thereof, and SCRs 31 32 disposed downstream thereof. The air layer X formed between the inner wall of the casing 4 and the flow passages 2 and 3 is filled with the exhaust gas discharged from the flow passage 3 while flowing, so that the structure can be prevented from becoming complicated. In addition, it is possible to provide the exhaust gas purification device 1 having excellent heat insulation and heat retention.
Description
本発明は排気浄化装置に関し、特にディーゼルエンジンから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置に好適なものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification device, and is particularly suitable for an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas discharged from a diesel engine.
内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）から排出された排気ガスには、有害物質である粒子状物質（ＰＭ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれている。そのため、内燃機関から排出された排気ガスを浄化して、当該排気ガスからＰＭ及びＮＯｘを除去または低減しておくことが要請されている。このような要請を実現するために、各種の開発が行われており、近年では、ＤＰＦシステムと尿素ＳＣＲシステムとを組み合わせた排気浄化装置も開発され、実用化されるに至っている。 Exhaust gas emitted from an internal combustion engine (for example, a diesel engine) contains harmful particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx). Therefore, it is required to purify exhaust gas discharged from the internal combustion engine to remove or reduce PM and NOx from the exhaust gas. In order to fulfill such demands, various developments have been made, and in recent years, an exhaust gas purification device combining a DPF system and a urea SCR system has been developed and put into practical use.
ここで、ＤＰＦシステムは、排気ガスからＰＭを除去または低減するための装置であり、内燃機関（ディーゼルエンジン）から排出される排気ガス中のＮＯｘを酸化するための酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）及び、排気ガス中のＰＭを捕集し、燃焼（酸化）除去するためのパティキュレートフィルタ(ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter)を備えたものである。また、尿素ＳＣＲシステムは、ＮＯｘとアンモニアとの選択還元反応を利用して、排気ガスからＮＯｘを除去または低減するための装置であり、ＮＯｘを還元剤と接触させて還元除去するための選択還元触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）及びアンモニアスリップ触媒を備えたものである。 Here, the DPF system is a device for removing or reducing PM from exhaust gas, and is an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) for oxidizing NOx in exhaust gas discharged from an internal combustion engine (diesel engine). ) And a particulate filter (DPF: Diesel Particulate Filter) for collecting PM in the exhaust gas and removing it by combustion (oxidation). The urea SCR system is a device for removing or reducing NOx from exhaust gas by utilizing a selective reduction reaction between NOx and ammonia, and is a selective reduction for reducing and removing NOx by bringing it into contact with a reducing agent. It is equipped with a catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction) and an ammonia slip catalyst.
ところで、このような排気浄化装置では、触媒温度が活性温度（例えば、ＳＣＲでは２００℃以上）に到達するまでは、その浄化機能を十分に発揮しないという問題があった。そこで、このような問題を解決するために、触媒通過後の排気ガスの一部を利用して触媒を断熱（保温）する排気浄化装置が考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。 By the way, such an exhaust gas purification device has a problem that its purification function is not sufficiently exhibited until the catalyst temperature reaches an activation temperature (for example, 200 ° C. or more in SCR). Therefore, in order to solve such a problem, an exhaust purification device that insulates (keeps heat) the catalyst by using a part of the exhaust gas after passing through the catalyst has been devised (for example, see Patent Documents 1 and 2). .
特許文献１及び２の装置にあっては、排気ガスの流通路と同心円状に流通路の径が上流側よりも小さいリターン流通路を形成し、排気ガスの一部を折り返してＤＰＦの周囲を流通させるようにしている。そして、ＤＰＦの周囲を流通した排気ガスは、リターン流通路から出た後、再び折り返されて排出口へと向かって流されるため、流通路の構成が煩雑であった。そのため、このような構造をＤＰＦシステムと尿素ＳＣＲシステムとを組み合わせた排気浄化装置に適用するとなると、その構造がより複雑となり、製造コストが増加するという問題があった。しかも、このような構造では、狭くなる流通路を介して排気ガスを何度も折り返して流通させることにより、圧損が生じる虞も懸念される。 In the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, a return passage having a smaller diameter than the upstream side is formed concentrically with the exhaust gas passage, and a part of the exhaust gas is turned back to surround the DPF. It is distributed. Then, the exhaust gas flowing around the DPF exits the return flow path, is turned back again, and flows toward the discharge port, so that the configuration of the flow path is complicated. Therefore, if such a structure is applied to an exhaust gas purification device combining a DPF system and a urea SCR system, there is a problem that the structure becomes more complicated and the manufacturing cost increases. In addition, in such a structure, there is a concern that the exhaust gas may be repeatedly turned and circulated through the narrow flow passage to cause a pressure loss.
また、ケーシング内に流通路を設けると共に、当該流通路にＤＯＣ、ＤＰＦ、ＳＣＲ等の触媒を順に配置し、これら触媒を順次流通させることで内燃機関からの排気ガスを浄化する排気浄化装置も知られている。このような構造の排気浄化装置においては、前述のようなリターン流通路を設けることは困難であった。そのため、この排気浄化装置の場合、ケーシング内壁と流通路との間に形成される空間に空気層（断熱層）を設け、当該空気層によって各触媒を断熱（保温）していたものの、更なる断熱（保温）効果の確保が望まれている。 Also, there is known an exhaust gas purifying apparatus that provides a flow passage in a casing, arranges catalysts such as DOC, DPF, and SCR in the flow passage in order, and purifies the exhaust gas from the internal combustion engine by sequentially flowing these catalysts. Have been. In the exhaust gas purifying apparatus having such a structure, it is difficult to provide the return flow passage as described above. Therefore, in the case of this exhaust gas purification apparatus, an air layer (insulation layer) is provided in a space formed between the inner wall of the casing and the flow passage, and each catalyst is insulated (heat-retained) by the air layer. It is desired to secure a heat insulating (warming) effect.
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構造の煩雑化を回避でき、且つ、断熱性及び保温性に優れた排気浄化装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus which can avoid complication of the structure and is excellent in heat insulation and heat retention.
上記課題を解決するために、本発明に係る排気浄化装置は、
内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、
前記排気ガスの流入口と連通する流通路と、
前記流通路を収容するケーシングと、を備え、
前記流通路は、
前記排気ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側に配置され、前記排気ガス中の微粒子成分を捕集して除去するためのパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタの下流側に配置され、前記窒素酸化物を尿素成分またはアンモニア成分から選ばれる還元剤と接触させて還元除去するための選択還元触媒と、を有し、
前記ケーシングには前記排気ガスの排出口が設けられ、前記ケーシングの内壁と、前記流通路との間に形成される空間には、前記流通路から排出される排気ガスが流通しつつ充填されることを特徴とする。In order to solve the above-described problems, an exhaust gas purification device according to the present invention includes:
An exhaust purification device that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine,
A flow passage communicating with the exhaust gas inlet;
And a casing accommodating the flow passage,
The flow passage,
An oxidation catalyst for oxidizing nitrogen oxides in the exhaust gas,
A particulate filter disposed downstream of the oxidation catalyst for collecting and removing particulate components in the exhaust gas;
A selective reduction catalyst disposed on the downstream side of the particulate filter, for reducing and removing the nitrogen oxide by contacting the nitrogen oxide with a reducing agent selected from a urea component or an ammonia component,
The casing is provided with an outlet for the exhaust gas, and the space formed between the inner wall of the casing and the flow passage is filled with the exhaust gas discharged from the flow passage while flowing. It is characterized by the following.
また、本発明に係る排気浄化装置において、
前記流通路が、前記選択還元触媒の下流側に配置され、当該選択還元触媒から排出される前記還元剤を酸化するための新たな酸化触媒を更に備えることが好ましい。Further, in the exhaust gas purification device according to the present invention,
It is preferable that the flow passage be further provided with a new oxidation catalyst disposed downstream of the selective reduction catalyst and oxidizing the reducing agent discharged from the selective reduction catalyst.
本発明によれば、構造の煩雑化を回避でき、且つ、断熱性及び保温性に優れた排気浄化装置を提供することが可能となる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purification device that can avoid complication of the structure and is excellent in heat insulation and heat retention.
以下、図面を参照しながら本発明に係る排気浄化装置の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of an exhaust emission control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are provided with various technically preferable limits for carrying out the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
＜排気浄化装置の構成＞
図１〜図１２に示すように、本実施形態の排気浄化装置１は、不図示の内燃機関（この場合、ディーゼルエンジン）から排出された排気ガスの流入口ＧＩと連通する第一流通路２と、第一流通路２と連通する第二流通路３と、これら第一及び第二流通路２，３を収容する略箱型のケーシング４と、を備えている。なお、本実施形態の場合、第一及び第二流通路２，３は、それぞれ円筒形状をなしているが、本発明はこれに限ることはない。また、ケーシング４における排気ガスの排出口ＧＯは、搭載する車両等に応じて任意の位置に設けることができる。<Configuration of exhaust gas purification device>
As shown in FIGS. 1 to 12, the exhaust gas purification apparatus 1 of the present embodiment includes a first flow passage 2 communicating with an inlet GI of exhaust gas discharged from an internal combustion engine (in this case, a diesel engine) not shown. , A second flow path 3 communicating with the first flow path 2, and a substantially box-shaped casing 4 for accommodating the first and second flow paths 2, 3. In the present embodiment, the first and second flow passages 2 and 3 each have a cylindrical shape, but the present invention is not limited to this. Further, the exhaust gas outlet GO of the casing 4 can be provided at an arbitrary position according to a vehicle or the like to be mounted.
図１，図２に示すように、第一流通路２には、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化するための酸化触媒（ＤＯＣ）２１と、ＤＯＣ２１の下流側に配置され、排気ガス中の微粒子成分（ＰＭ）を捕集して除去するためのパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２２と、が設置されている。第一流通路２におけるＤＯＣ２１の上流側には、後述する上流側導入部２０が配設されている。上流側導入部２０は、流入口ＧＩから流入する排気ガスをＤＯＣ２１の直径方向に拡散させるためのものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, an oxidation catalyst (DOC) 21 for oxidizing nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas is disposed in the first flow passage 2, and the oxidation catalyst (DOC) 21 is disposed downstream of the DOC 21. A particulate filter (DPF) 22 for collecting and removing the particulate component (PM) therein is provided. On the upstream side of the DOC 21 in the first flow passage 2, an upstream introduction section 20 described later is provided. The upstream introduction section 20 is for diffusing the exhaust gas flowing from the inflow port GI in the diameter direction of the DOC 21.
図１，図２，図８に示すように、第二流通路３には、窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素成分またはアンモニア成分から選ばれる還元剤と接触させて還元除去するための選択還元触媒（ＳＣＲ）３１，３２が設置されている。なお、本実施形態では、ＳＣＲ３１，３２を二段構成で設ける場合について述べるが、本発明はこれに限らない。また、下流側のＳＣＲ３２の更に下流側には、ＳＣＲ３２から排出される還元剤を酸化するための新たな酸化触媒であるＮＨ3スリップ３３が配置されていることが好ましい。これにより、ＳＣＲ３１，３２において排気ガスと反応しきれずに排出される（スリップする）還元剤を確実に酸化させ、スリップ現象を未然に防止できる。但し、本発明において、ＮＨ3スリップ３３は必須ではなく、ＮＨ3スリップ３３を省略してもよい。As shown in FIGS. 1, 2, and 8, a selective reduction catalyst for reducing and removing nitrogen oxides (NOx) by contacting them with a reducing agent selected from a urea component or an ammonia component is provided in the second flow passage 3. (SCR) 31, 32 are provided. In the present embodiment, the case where the SCRs 31 and 32 are provided in a two-stage configuration will be described, but the present invention is not limited to this. Further, it is preferable that an NH 3 slip 33 that is a new oxidation catalyst for oxidizing the reducing agent discharged from the SCR 32 is disposed further downstream of the downstream SCR 32. As a result, the reducing agent discharged (slid) without reacting with the exhaust gas in the SCRs 31 and 32 is reliably oxidized, and the slip phenomenon can be prevented. However, in the present invention, the NH 3 slip 33 is not essential, and the NH 3 slip 33 may be omitted.
図１に示すように、第一流通路２と第二流通路３は、それらの断面がケーシング４の側壁断面における対角方向に並ぶように、互いに平行に配置されている。より具体的には、当該側壁断面の相互に対向する略角部にそれぞれ配置されている。また、第一流通路２と第二流通路３は、還元剤を供給するための還元剤噴霧部であるドージング５１が設けられた連通部５を介して接続されている。 As shown in FIG. 1, the first flow passage 2 and the second flow passage 3 are arranged parallel to each other such that their cross-sections are arranged diagonally in the cross-section of the side wall of the casing 4. More specifically, they are arranged at substantially opposite corners of the cross section of the side wall. Further, the first flow passage 2 and the second flow passage 3 are connected via a communication portion 5 provided with a dosing 51 which is a reducing agent spraying portion for supplying a reducing agent.
図１，図２，図８に示すように、連通部５は、全体として略Ｕ字状の形状をなし、第一流通路２のＤＰＦ２２と連通するドージング５１と、このドージング５１と連通する上流側拡散部５２と、上流側拡散部５２の下流側に接続されて流通路を１８０°折り返す接続部５３と、接続部５３に接続され、上流側拡散部５２と略平行な下流側拡散部５４と、下流側拡散部５４と第二流通路３のＳＣＲ３１とを連通する下流側導入部５５と、を備えている。また、ＤＰＦ２２の下流側端部の外周には、排気ガスをドージング５１へと排出するための開口部２２ａが設けられている。このようにして、第一流通路２と第二流通路３とが連通部５によって略Ｓ字状に接続されている。これにより、第一流通路２と第二流通路３とを、並べて配置した場合においても、排気浄化装置１の全長を大きくすることなく、流通路の長さを稼ぐことができ、ドージング５１において噴霧された還元剤の拡散性を確保できるようになっている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 8, the communication portion 5 has a substantially U-shaped shape as a whole, and a dosing 51 that communicates with the DPF 22 of the first flow passage 2, and an upstream side that communicates with the dosing 51. A diffusion part 52, a connection part 53 connected to the downstream side of the upstream diffusion part 52 and turning the flow passage through 180 °; a downstream diffusion part 54 connected to the connection part 53 and substantially parallel to the upstream diffusion part 52; And a downstream introduction portion 55 that communicates the downstream diffusion portion 54 with the SCR 31 of the second flow passage 3. An opening 22 a for discharging exhaust gas to the dosing 51 is provided on the outer periphery of the downstream end of the DPF 22. Thus, the first flow passage 2 and the second flow passage 3 are connected by the communication portion 5 in a substantially S-shape. Thereby, even when the first flow passage 2 and the second flow passage 3 are arranged side by side, the length of the flow passage can be increased without increasing the overall length of the exhaust gas purification device 1, and the spray This makes it possible to ensure the diffusibility of the reduced agent.
第一流通路２の導入部２０は、図９，図１０に示すように、第一流通路２に対して側方から排気ガスを流入するパイプ状の流入口ＧＩと、ＤＯＣ２１の排気ガス流入側端面を覆う張出部２０ｂと、を有している。また、導入部２０は、流入口ＧＩから張出部２０ｂにおけるＤＯＣ２１側の接続端部２０ａに向けて、当該ＤＯＣ２１の外周における直径近傍の位置まで広がった形状をなしている。さらに、張出部２０ｂは、ＤＯＣ２１と対向する部位が、ＤＯＣ２１側とは反対側（つまり、ケーシング４の外方側）に向けて膨らんだ形状をなしている。なお、ケーシング４の張出部２０ｂと対応する部位は、当該張出部２０ｂを覆うように外方へと膨らんだ形状をなしている。また、導入部２０は、内部にＤＯＣ２１の外径に沿った（この場合、円筒状の）邪魔板２０１が設けられている。この邪魔板２０１は、その流入口ＧＩ側に面した一面が、パンチング孔２０１ａを多数穿設されたパンチングメタルとして構成されている。これにより、第一流通路２に対して側方に配置された流入口ＧＩから流入した排気ガスを、邪魔板２０１のパンチング孔２０１ａを通過する経路（図１０の矢印Ｌ１ａ）と、邪魔板２０１を乗り越える経路（図１０の矢印Ｌ１ｂ）とに流通させることで、ＤＯＣ２１の直径方向に均一に拡散させることができる。 As shown in FIGS. 9 and 10, the introduction portion 20 of the first flow passage 2 has a pipe-shaped inlet GI through which exhaust gas flows into the first flow passage 2 from the side, and an end surface on the exhaust gas inflow side of the DOC 21. And an overhanging portion 20b that covers the In addition, the introduction portion 20 has a shape that extends from the inflow port GI to the connection end portion 20a on the DOC 21 side in the overhang portion 20b to a position near the diameter on the outer periphery of the DOC 21. Further, the projecting portion 20b has a shape in which a portion facing the DOC 21 is bulged toward a side opposite to the DOC 21 side (that is, an outer side of the casing 4). The portion of the casing 4 corresponding to the overhang 20b has a shape that bulges outward so as to cover the overhang 20b. The introduction portion 20 is provided with a (in this case, cylindrical) baffle plate 201 along the outer diameter of the DOC 21. One surface of the baffle plate 201 facing the inflow port GI is formed as a punching metal having a large number of punching holes 201a. Thus, the exhaust gas flowing from the inflow port GI disposed on the side of the first flow passage 2 is passed through the path (arrow L1a in FIG. 10) passing through the punching hole 201a of the baffle plate 201 and the baffle plate 201. By allowing the DOC 21 to flow along the route (the arrow L1b in FIG. 10), the DOC 21 can be uniformly diffused in the diameter direction.
このような構成の排気浄化装置１において、ケーシング４の内壁と、連通部５を含む第一及び第二流通路２，３との間には空間が形成されており、この空間がＤＯＣ２１，ＤＰＦ２２，ＳＣＲ２１，３２等の触媒を断熱（保温）するための空気層Ｘとして機能するようになっている。そして、本実施形態では、詳細は後述するが、第二流通路３から排出される排気ガスが空気層Ｘに流通し、排出口ＧＯから排出されるまでの間充填されるようになっている。 In the exhaust gas purification apparatus 1 having such a configuration, a space is formed between the inner wall of the casing 4 and the first and second flow passages 2 and 3 including the communication portion 5, and this space is formed by the DOC 21 and the DPF 22. , SCRs 21 and 32 function as an air layer X for heat insulation (warming). In the present embodiment, although the details will be described later, the exhaust gas discharged from the second flow passage 3 flows through the air layer X and is filled until discharged from the discharge port GO. .
＜排気ガスと尿素水の流れ＞
次に、排気浄化装置１の内部における排気ガスと還元剤（例えば、尿素水）の流れについて説明する。
ディーゼルエンジンから排出された排気ガスは、流入口ＧＩから排気浄化装置１の内部に流入し（図１の矢印Ｌ１）、第一流通路２に配置されたＤＯＣ２１及びＤＰＦ２２を通過する（図１０の矢印Ｌ２，Ｌ３）。排気ガス中に含まれていたＮＯｘは、ＤＯＣ２１で酸化されてＮＯ2となる。また、排気ガス中に含まれていたＰＭは、ＤＰＦ２２で捕集されて排気ガスから除去される。そして、ＤＯＣ２１及びＤＰＦ２２を通過した排気ガスに対し、ドージング５１から尿素水が噴射供給される。このドージング５１から噴射供給された尿素水は、略Ｕ字状に折り返された連通部５の上流側拡散部５２，接続部５３，下流側拡散部５４において、下方の開口部２２ａを介して上流側拡散部５２へ流入されるＤＰＦ２２通過後の排気ガス流（図８，図１０の矢印Ｌ３）によって、連通部５の内壁面に沿った旋回流を形成しながら流れる（図２，図８の矢印Ｌ４）。つまり、ＤＯＣ２１及びＤＰＦ２２を通過した排気ガスは、連通部５付近を通過する際に、旋回流を形成した尿素水と攪拌混合される。その際、尿素水と攪拌混合された排気ガスは、接続部５３付近で旋回しながら強制的に流れ方向を変えられ下流側拡散部５４において均一に分散された状態となる。<Flow of exhaust gas and urea water>
Next, the flow of the exhaust gas and the reducing agent (for example, urea water) inside the exhaust gas purification device 1 will be described.
Exhaust gas discharged from the diesel engine flows into the exhaust gas purification device 1 from the inlet GI (arrow L1 in FIG. 1), and passes through the DOC 21 and the DPF 22 arranged in the first flow passage 2 (arrow in FIG. 10). L2, L3). NOx contained in the exhaust gas is oxidized by the DOC 21 to become NO 2 . Further, PM contained in the exhaust gas is collected by the DPF 22 and removed from the exhaust gas. Then, urea water is injected and supplied from the dosing 51 to the exhaust gas passing through the DOC 21 and the DPF 22. The urea water injected and supplied from the dosing 51 is upstream through the lower opening 22a in the upstream diffusion part 52, the connection part 53, and the downstream diffusion part 54 of the communication part 5 folded in a substantially U-shape. Due to the exhaust gas flow (arrow L3 in FIGS. 8 and 10) after passing through the DPF 22 that flows into the side diffusion unit 52, the exhaust gas flows while forming a swirl flow along the inner wall surface of the communication unit 5 (see FIGS. 2 and 8). Arrow L4). That is, the exhaust gas that has passed through the DOC 21 and the DPF 22 is agitated and mixed with the urea water that has formed the swirling flow when passing through the vicinity of the communication portion 5. At this time, the exhaust gas stirred and mixed with the urea water is forced to change the flow direction while swirling in the vicinity of the connection portion 53, and is uniformly dispersed in the downstream diffusion portion 54.
そして、この排気ガスは、下流側導入部５５の壁面で堰き止められた後、旋回しながら第二流通路３のＳＣＲ３１に流入し（図２，図８の矢印Ｌ５，Ｌ６）、均一に分散された状態でＳＣＲ３２及びＮＨ3スリップ３３を通過する（図２，図８の矢印Ｌ７）。なお、排気ガス中に含まれていたＮＯｘ（ＮＯ2を含む）は、ＳＣＲ３１，３２で還元浄化されてＮ2となる。また、ＳＣＲ３１，３２で消費されずに排気ガス中に残存する尿素水及びＮＨ3は、ＮＨ3スリップ３３で吸着されて排気ガスから除去され、若しくはＮＨ3スリップ３３で酸化浄化されてＮ2となる。そして、ＳＣＲ３１，３２及びＮＨ3スリップ３３を通過して浄化された排気ガスは、ケーシング４の内壁と、連通部５を含む第一及び第二流通路２，３との間に形成された空気層Ｘへと流出する（図１，図２の破線で示す矢印Ｌ１０）。Then, this exhaust gas is blocked by the wall surface of the downstream introduction portion 55, and then flows into the SCR 31 of the second flow passage 3 while turning (arrows L5 and L6 in FIGS. 2 and 8) and is uniformly dispersed. In this state, it passes through the SCR 32 and the NH 3 slip 33 (arrow L7 in FIGS. 2 and 8). Note that NOx (including NO 2 ) contained in the exhaust gas is reduced and purified by the SCRs 31 and 32 to become N 2 . The urea water and NH 3 remaining in the exhaust gas without being consumed by the SCRs 31 and 32 are adsorbed by the NH 3 slip 33 and removed from the exhaust gas, or oxidized and purified by the NH 3 slip 33 to form N 2 . Become. The exhaust gas purified by passing through the SCRs 31 and 32 and the NH 3 slip 33 is supplied to the air formed between the inner wall of the casing 4 and the first and second flow passages 2 and 3 including the communication portion 5. It flows out to the layer X (arrow L10 shown by a broken line in FIGS. 1 and 2).
ここで、従来の排気浄化装置では、内燃機関からの排気ガスがケーシング内に設けられた流通路内のみを流通していたため、ケーシング内における流通路以外の空間を排気ガスが流通することはなく、当然に断熱（保温）に利用されることはなかった。このとき、断熱はケーシング内に設けられた空気層のみで行われていた。 Here, in the conventional exhaust gas purifying apparatus, since the exhaust gas from the internal combustion engine flows only in the flow passage provided in the casing, the exhaust gas does not flow in a space other than the flow passage in the casing. Of course, it was not used for heat insulation (warming). At this time, the heat insulation was performed only by the air layer provided in the casing.
そこで、本実施形態の排気浄化装置１では、ケーシング４内の空気層Ｘに、ＳＣＲ３１，３２及びＮＨ3スリップ３３を通過して浄化された高温の排気ガスを流通させることによって、この空気層Ｘの温度を上昇させ、更なる断熱（保温）効果を得ることができる。
そして、空気層Ｘを流通した排気ガスは、ケーシング４に対して任意の位置に形成される排出口ＧＯを介して、ケーシング４（すなわち、排気浄化装置１）の外部に流出する。Therefore, in the exhaust gas purification apparatus 1 of the present embodiment, high-temperature exhaust gas purified by passing through the SCRs 31 and 32 and the NH 3 slip 33 is caused to flow through the air layer X in the casing 4 so that the air layer X Temperature can be increased to obtain a further heat insulating (warming) effect.
Then, the exhaust gas flowing through the air layer X flows out of the casing 4 (that is, the exhaust gas purification device 1) through an outlet GO formed at an arbitrary position with respect to the casing 4.
以上の通り、本実施形態にあっては、ケーシング４内にディーゼルエンジンから排出される排気ガスを流通する流通路と、この流通路に配置されるＤＯＣ２１，ＤＰＦ２２及びＳＣＲ３１，３２等の触媒を設けてなる、所謂、箱型の排気浄化装置１において、ＤＯＣ２１，ＤＰＦ２２及びＳＣＲ３１，３２を順に通過して浄化された排気ガスを、ケーシング４の内壁と、連通部５を含む第一及び第二流通路２，３との間に形成された空気層Ｘへと流出させ、当該排気ガスの熱を利用して空気層Ｘ、ひいては前記触媒を断熱（保温）するという単純な構造により、構造の煩雑化を回避でき、且つ、断熱性及び保温性に優れた排気浄化装置１を提供することができる。 As described above, in the present embodiment, in the casing 4, the flow path through which the exhaust gas discharged from the diesel engine flows, and the catalysts such as the DOC 21, the DPF 22, and the SCRs 31 and 32 disposed in the flow path are provided. In the so-called box-shaped exhaust gas purification apparatus 1, first and second circulation of exhaust gas purified by passing through the DOC 21, the DPF 22 and the SCRs 31 and 32 in order including the inner wall of the casing 4 and the communication section 5. The structure is complicated by a simple structure in which the air flows into the air layer X formed between the passages 2 and 3, and the heat of the exhaust gas is used to insulate (keep the temperature of) the air layer X, and thus the catalyst. Thus, it is possible to provide the exhaust gas purification device 1 which can avoid the formation of the exhaust gas and is excellent in heat insulation and heat retention.
しかも、第二流通路３は、ＳＣＲ３２の下流側に配置され、当該ＳＣＲ３２から排出される尿素水を酸化するための新たな酸化触媒としてのＮＨ3スリップ３３を更に備えることにより、ＳＣＲ３１，３２において排気ガスと反応しきれずに排出される（スリップする）還元剤を確実に酸化させ、スリップ現象を未然に防止できる。In addition, the second flow passage 3 is disposed downstream of the SCR 32 and further includes an NH 3 slip 33 as a new oxidation catalyst for oxidizing the urea water discharged from the SCR 32. The reducing agent discharged (slid) without reacting with the exhaust gas is reliably oxidized, and the slip phenomenon can be prevented beforehand.
１…排気浄化装置
２…第一流通路
２０…上流側導入部
２０ａ…接続端部
２０ｂ…張出部
２０１…邪魔板
２０１ａ…パンチング孔
２１…ＤＯＣ（酸化触媒）
２２…ＤＰＦ（燃焼フィルタ）
３…第二流通路
３１，３２…ＳＣＲ（選択還元触媒）
３３…ＮＨ3スリップ（新たな酸化触媒）
４…ケーシング
５…連通部
５１…ドージング
５２…上流側拡散部
５３…接続部
５４…下流側拡散部
５５…下流側導入部
ＧＩ…排気ガスの流入口
ＧＯ…排気ガスの排出口DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust gas purification apparatus 2 ... 1st flow path 20 ... Upstream side introduction part 20a ... Connection end part 20b ... Overhang part 201 ... Baffle plate 201a ... Punching hole 21 ... DOC (oxidation catalyst)
22 ... DPF (combustion filter)
3: Second flow path 31, 32: SCR (selective reduction catalyst)
33… NH 3 slip (new oxidation catalyst)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Casing 5 ... Communication part 51 ... Dosing 52 ... Upstream diffusion part 53 ... Connection part 54 ... Downstream diffusion part 55 ... Downstream introduction part GI ... Inlet of exhaust gas GO ... Exit of exhaust gas
Claims (2)
前記排気ガスの流入口と連通する流通路と、
前記流通路を収容するケーシングと、を備え、
前記流通路は、
前記排気ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側に配置され、前記排気ガス中の微粒子成分を捕集して除去するためのパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタの下流側に配置され、前記窒素酸化物を尿素成分またはアンモニア成分から選ばれる還元剤と接触させて還元除去するための選択還元触媒と、を有し、
前記ケーシングには前記排気ガスの排出口が設けられ、前記ケーシングの内壁と、前記流通路との間に形成される空間には、前記流通路から排出される排気ガスが流通しつつ充填される
ことを特徴とする排気浄化装置。An exhaust purification device that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine,
A flow passage communicating with the exhaust gas inlet;
And a casing accommodating the flow passage,
The flow passage,
An oxidation catalyst for oxidizing nitrogen oxides in the exhaust gas,
A particulate filter disposed downstream of the oxidation catalyst for collecting and removing particulate components in the exhaust gas;
A selective reduction catalyst disposed on the downstream side of the particulate filter, for reducing and removing the nitrogen oxide by contacting the nitrogen oxide with a reducing agent selected from a urea component or an ammonia component,
The casing is provided with an outlet for the exhaust gas, and the space formed between the inner wall of the casing and the flow passage is filled with the exhaust gas discharged from the flow passage while flowing. An exhaust purification device characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。2. The flow passage according to claim 1, further comprising a new oxidation catalyst disposed downstream of the selective reduction catalyst and oxidizing the reducing agent discharged from the selective reduction catalyst. 3. Exhaust gas purification device.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2017/017025 WO2018198344A1 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Exhaust gas purification device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2018198344A1 true JPWO2018198344A1 (en) | 2020-01-16 |
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|---|---|---|---|
| JP2019515045A Pending JPWO2018198344A1 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Exhaust gas purification device |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003120260A (en) * | 2001-10-18 | 2003-04-23 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
| US20100242450A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Marcus Werni | Exhaust gas-treating device |
| JP2016186229A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | ダイハツ工業株式会社 | Exhaust emission control device |
-
2017
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Patent Citations (3)
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| JP2003120260A (en) * | 2001-10-18 | 2003-04-23 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
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| JP2016186229A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | ダイハツ工業株式会社 | Exhaust emission control device |
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| WO2018198344A1 (en) | 2018-11-01 |
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