JP3345927B2 - デイーゼルエンジン排気の浄化方法 - Google Patents
デイーゼルエンジン排気の浄化方法Info
- Publication number
- JP3345927B2 JP3345927B2 JP33086592A JP33086592A JP3345927B2 JP 3345927 B2 JP3345927 B2 JP 3345927B2 JP 33086592 A JP33086592 A JP 33086592A JP 33086592 A JP33086592 A JP 33086592A JP 3345927 B2 JP3345927 B2 JP 3345927B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- temperature
- light
- diesel engine
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デイーゼルエンジンか
ら排出される排気中の有害成分であるＮＯＸ、ＣＯ及び
ＨＣをを効果的に低減する排気浄化方法に関するもので
ある。
ら排出される排気中の有害成分であるＮＯＸ、ＣＯ及び
ＨＣをを効果的に低減する排気浄化方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】技術上良く知られているように、自動車
用のエンジン、特にガソリンエンジンにおいては、白金
（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の
貴金属触媒成分の少なくとも一種以上をモノリス担体等
適宜の担体に担持させた三元触媒又は酸化触媒が広く採
用されている。同三元触媒は、ガソリンエンジンが理論
空燃費近傍で運転されている場合、排気中の有害成分で
あるＨＣ、ＣＯ、ＮＯＸを夫々効果的に浄化することが
できるが、燃費の改善を主目的として空燃費を大きくし
た所謂リーンバーンの場合は、排気中の酸素量が増加す
るためにＮＯＸの還元浄化が有効に行なわれない欠点が
ある。また、デイーゼルエンジンにおいては、排気中に
上記リーンバーンの場合より更に多量の酸素即ち通常１
０％程度の酸素が含まれているため、上記三元触媒によ
つてＮＯＸを浄化することは一層困難であると謂われて
いる。
用のエンジン、特にガソリンエンジンにおいては、白金
（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の
貴金属触媒成分の少なくとも一種以上をモノリス担体等
適宜の担体に担持させた三元触媒又は酸化触媒が広く採
用されている。同三元触媒は、ガソリンエンジンが理論
空燃費近傍で運転されている場合、排気中の有害成分で
あるＨＣ、ＣＯ、ＮＯＸを夫々効果的に浄化することが
できるが、燃費の改善を主目的として空燃費を大きくし
た所謂リーンバーンの場合は、排気中の酸素量が増加す
るためにＮＯＸの還元浄化が有効に行なわれない欠点が
ある。また、デイーゼルエンジンにおいては、排気中に
上記リーンバーンの場合より更に多量の酸素即ち通常１
０％程度の酸素が含まれているため、上記三元触媒によ
つてＮＯＸを浄化することは一層困難であると謂われて
いる。
【０００３】更に、種々の天然又は合成ゼオライトを担
体として、その成分中のナトリウム（Ｎａ）及び水素イ
オンの少なくとも一部分を銅（Ｃｕ）等遷移金属イオン
と交換した還元触媒（以下ゼオライト触媒という）が、
デイーゼルエンジンの排気中におけるＮＯＸの浄化に有
効であると謂われている。しかしながら、従来提案され
ている種々のゼオライト触媒は、元来触媒の活性度が高
い４００°Ｃ程度の高温領域において、比較的多量のＨ
Ｃを有する排気を、比較的少ない単位時間当たりの流量
で所与容積の触媒に接触させた場合にのみ非常に優れた
ＮＯＸ浄化性能を発揮することができるが、排気温度が
上記４００°Ｃより可成低い例えば２５０°Ｃで、しか
もＨＣの含有量が少ない排気を単位時間当たり多量に所
与容積の触媒に接触させた場合は、排気中のＮＯＸ浄化
性能が著しく低減する一般的傾向がある。
体として、その成分中のナトリウム（Ｎａ）及び水素イ
オンの少なくとも一部分を銅（Ｃｕ）等遷移金属イオン
と交換した還元触媒（以下ゼオライト触媒という）が、
デイーゼルエンジンの排気中におけるＮＯＸの浄化に有
効であると謂われている。しかしながら、従来提案され
ている種々のゼオライト触媒は、元来触媒の活性度が高
い４００°Ｃ程度の高温領域において、比較的多量のＨ
Ｃを有する排気を、比較的少ない単位時間当たりの流量
で所与容積の触媒に接触させた場合にのみ非常に優れた
ＮＯＸ浄化性能を発揮することができるが、排気温度が
上記４００°Ｃより可成低い例えば２５０°Ｃで、しか
もＨＣの含有量が少ない排気を単位時間当たり多量に所
与容積の触媒に接触させた場合は、排気中のＮＯＸ浄化
性能が著しく低減する一般的傾向がある。
【０００４】一方、トラツク等に搭載されているデイー
ゼルエンジンの排気は、貨物を満載した状態で急な坂道
を登坂する場合等稀に発生する全力運転時又はこれに近
い運転状態においてのみ５００°Ｃ以上になり、排気中
のＮＯＸ環境保全上特に問題となつている都市内走行で
は、排気温度は通常略３００°Ｃ前後に過ぎず、しかも
デイーゼルエンジンの排気には、上記ゼオライト触媒の
活性化に必要なＨＣの含有量が本質的に少なく、反対に
ＮＯＸの還元を妨げる酸素含有量が前記のように極めて
多いという悪条件下にある。したがつて、従来知られて
いるゼオライト触媒単独では、トラツク等車両用デイー
ゼルエンジンの排気中に含まれているＮＯＸを効果的に
浄化することは、実際上極めて困難である。
ゼルエンジンの排気は、貨物を満載した状態で急な坂道
を登坂する場合等稀に発生する全力運転時又はこれに近
い運転状態においてのみ５００°Ｃ以上になり、排気中
のＮＯＸ環境保全上特に問題となつている都市内走行で
は、排気温度は通常略３００°Ｃ前後に過ぎず、しかも
デイーゼルエンジンの排気には、上記ゼオライト触媒の
活性化に必要なＨＣの含有量が本質的に少なく、反対に
ＮＯＸの還元を妨げる酸素含有量が前記のように極めて
多いという悪条件下にある。したがつて、従来知られて
いるゼオライト触媒単独では、トラツク等車両用デイー
ゼルエンジンの排気中に含まれているＮＯＸを効果的に
浄化することは、実際上極めて困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来三元触
媒は酸素の存在下ではＮＯＸを分解しないという技術常
識にもかかわらず、一部の三元触媒、特に白金（Ｐｔ）
を含有するものでは、約１０％の酸素存在下で、ある温
度領域において、ＨＣを還元剤としてＮＯＸを分解する
ことができるという発見に基づくものである。この新た
な知見に基づき、本発明は、上記三元触媒のＨＣ及びＣ
Ｏ酸化能力と、低温におけるＮＯＸ分解能力とを利用
し、従来浄化が困難であつたデイーゼルエンジンの排気
中に含まれているＮＯＸ及びＨＣ、ＣＯを夫々効果的に
除去することができる排気浄化方法を提供することを目
的とするものである。
媒は酸素の存在下ではＮＯＸを分解しないという技術常
識にもかかわらず、一部の三元触媒、特に白金（Ｐｔ）
を含有するものでは、約１０％の酸素存在下で、ある温
度領域において、ＨＣを還元剤としてＮＯＸを分解する
ことができるという発見に基づくものである。この新た
な知見に基づき、本発明は、上記三元触媒のＨＣ及びＣ
Ｏ酸化能力と、低温におけるＮＯＸ分解能力とを利用
し、従来浄化が困難であつたデイーゼルエンジンの排気
中に含まれているＮＯＸ及びＨＣ、ＣＯを夫々効果的に
除去することができる排気浄化方法を提供することを目
的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたもので、デイーゼルエンジンの
運転状態に適宜量（零を含む）のＨＣを添加した排気の
通路内に、結晶性シリケートにＣｕ等の遷移金属を含有
させた第１の触媒を配置すると共に、同第１触媒の下流
側に、適宜の担体にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を担
持させた三元触媒からなる第２の触媒を配置し、更に上
記第１触媒が、２００〜５００°Ｃの温度範囲に最大の
ＮＯＸ浄化点を有すると共に、そのＨＣライトオフ温度
が上記第２触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつそ
の温度差が１５０°Ｃ以下の触媒であり、また上記第２
触媒は、そのＨＣライトオフ温度が１５０〜３５０°Ｃ
で、かつそのＣＯライトオフ温度が上記ＨＣライトオフ
温度より低い触媒であることを特徴とするデイーゼルエ
ンジン排気の浄化方法を提案するものである。
成するために創案されたもので、デイーゼルエンジンの
運転状態に適宜量（零を含む）のＨＣを添加した排気の
通路内に、結晶性シリケートにＣｕ等の遷移金属を含有
させた第１の触媒を配置すると共に、同第１触媒の下流
側に、適宜の担体にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を担
持させた三元触媒からなる第２の触媒を配置し、更に上
記第１触媒が、２００〜５００°Ｃの温度範囲に最大の
ＮＯＸ浄化点を有すると共に、そのＨＣライトオフ温度
が上記第２触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつそ
の温度差が１５０°Ｃ以下の触媒であり、また上記第２
触媒は、そのＨＣライトオフ温度が１５０〜３５０°Ｃ
で、かつそのＣＯライトオフ温度が上記ＨＣライトオフ
温度より低い触媒であることを特徴とするデイーゼルエ
ンジン排気の浄化方法を提案するものである。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図１ないし図７、及び
第１表について具体的に説明する。先ず、図１におい
て、符号１０はトラツク用デイーゼルエンジンのクラン
クケース内に形成されたシリンダを概念的に示し、１２
は同シリンダ内に摺動自在に嵌装されたピストン、１４
はシリンダヘツドを示す。
第１表について具体的に説明する。先ず、図１におい
て、符号１０はトラツク用デイーゼルエンジンのクラン
クケース内に形成されたシリンダを概念的に示し、１２
は同シリンダ内に摺動自在に嵌装されたピストン、１４
はシリンダヘツドを示す。
【０００８】上記シリンダヘツド１４内に吸気管１６に
連通する吸気ポート１８と排気管２０に連通する排気ポ
ート２２とが設けられている。上記吸気ポート１８は吸
気弁２４によつてシリンダ１０との連通を制御され、ま
た排気ポート２２は排気弁２６によつてシリンダ１０と
の連通を制御される。上記排気管２０内に触媒コンバー
タ２８が介装され、同触媒コンバータ２８の内部には、
上流側にゼオライト触媒即ち第１触媒Ａ、下流側に三元
触媒即ち第２触媒Ｂが近接して配設されている。
連通する吸気ポート１８と排気管２０に連通する排気ポ
ート２２とが設けられている。上記吸気ポート１８は吸
気弁２４によつてシリンダ１０との連通を制御され、ま
た排気ポート２２は排気弁２６によつてシリンダ１０と
の連通を制御される。上記排気管２０内に触媒コンバー
タ２８が介装され、同触媒コンバータ２８の内部には、
上流側にゼオライト触媒即ち第１触媒Ａ、下流側に三元
触媒即ち第２触媒Ｂが近接して配設されている。
【０００９】また、上記触媒コンバータ２８より上流側
の排気管２０にＨＣインジエクタ３０が設けられ、同イ
ンジエクタ３０はエンジンの運転状態例えば回転数、負
荷、排気温度等に応じてＨＣ噴射量を設定するコントロ
ーラ３２によつて駆動され、ＨＣ源３４内のＨＣを排気
管２０内に噴射する。上記ＨＣ源３４内には、メタン、
プロパン、ブタン、或いはエンジンの燃料等適宜のＨＣ
（炭化水素）が貯留されている。
の排気管２０にＨＣインジエクタ３０が設けられ、同イ
ンジエクタ３０はエンジンの運転状態例えば回転数、負
荷、排気温度等に応じてＨＣ噴射量を設定するコントロ
ーラ３２によつて駆動され、ＨＣ源３４内のＨＣを排気
管２０内に噴射する。上記ＨＣ源３４内には、メタン、
プロパン、ブタン、或いはエンジンの燃料等適宜のＨＣ
（炭化水素）が貯留されている。
【００１０】上記ゼオライト触媒Ａは、天然又は合成ゼ
オライト等の結晶性シリケート中のナトリウム（Ｎａ）
及び水素（Ｈ）イオンを少なくとも一部分銅（Ｃｕ）イ
オンにより置換した触媒であり、好ましくは特許出願公
開平３−１４３５４７号に記載された触媒が用いられ
る。上記触媒は、例えば、シリカ、アルミナ等の無機酸
化物又は粘土等をバインダとし、必要に応じ有機物等の
成型助剤を加えて、粒状或いはハニカム状等適宜の形状
に成形され上記コンバータ２８内に装入される。
オライト等の結晶性シリケート中のナトリウム（Ｎａ）
及び水素（Ｈ）イオンを少なくとも一部分銅（Ｃｕ）イ
オンにより置換した触媒であり、好ましくは特許出願公
開平３−１４３５４７号に記載された触媒が用いられ
る。上記触媒は、例えば、シリカ、アルミナ等の無機酸
化物又は粘土等をバインダとし、必要に応じ有機物等の
成型助剤を加えて、粒状或いはハニカム状等適宜の形状
に成形され上記コンバータ２８内に装入される。
【００１１】上記ゼオライト触媒Ａは、例えば図５に示
されているような浄化率−温度特性を有する。同図５
は、典型的なトラツク等車両用デイーゼルエンジンの排
気を模しかつ実用上好ましい少量のＨＣを添加した次の
成分を有する試験ガスＩ（ＮＯＸ：５００ｐｐｍ、Ｃ
Ｏ：３００ｐｐｍ、ＣＯ２：６％、Ｏ２：１０％、Ｈ２
Ｏ：６％、Ｃ２Ｈ４：７５０ｐｐｍ、Ｎ２：残部）を用
い、１５×１５×６０ｍｍ（担体コージエライト：容積
１３．５ｃｃ）の触媒Ａに、種々の温度に調製された上
記試験ガスＩを実用エンジンに対応した１６１／ｍｉｎ
の流量で流してＮＯＸ、Ｃ２Ｈ４及びＣＯの浄化率を調
べたものである。
されているような浄化率−温度特性を有する。同図５
は、典型的なトラツク等車両用デイーゼルエンジンの排
気を模しかつ実用上好ましい少量のＨＣを添加した次の
成分を有する試験ガスＩ（ＮＯＸ：５００ｐｐｍ、Ｃ
Ｏ：３００ｐｐｍ、ＣＯ２：６％、Ｏ２：１０％、Ｈ２
Ｏ：６％、Ｃ２Ｈ４：７５０ｐｐｍ、Ｎ２：残部）を用
い、１５×１５×６０ｍｍ（担体コージエライト：容積
１３．５ｃｃ）の触媒Ａに、種々の温度に調製された上
記試験ガスＩを実用エンジンに対応した１６１／ｍｉｎ
の流量で流してＮＯＸ、Ｃ２Ｈ４及びＣＯの浄化率を調
べたものである。
【００１２】図示のように、上記ゼオライト触媒Ａは、
排気中のＮＯＸ含有量が比較的多いエンジンの運転領域
即ち触媒コンバータ２８の入口における排気温度２００
〜５００°Ｃの範囲内にＮＯＸ浄化のピークを有するも
のであり、例示の場合、約３５０°Ｃ付近に浄化率のピ
ークがある。
排気中のＮＯＸ含有量が比較的多いエンジンの運転領域
即ち触媒コンバータ２８の入口における排気温度２００
〜５００°Ｃの範囲内にＮＯＸ浄化のピークを有するも
のであり、例示の場合、約３５０°Ｃ付近に浄化率のピ
ークがある。
【００１３】一方、上記三元触媒Ｂは、従来からガソリ
ンエンジンの排気浄化に広く使用されているもの、例え
ばコージエライト担体に、常法により白金（Ｐｔ）、パ
ラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等周知の触媒成分
を担持させたものを採用することができ、また次に述べ
るような金属担体上にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を
担持させた触媒（以下場合によリメタル担体触媒とい
う）を使用することができる。
ンエンジンの排気浄化に広く使用されているもの、例え
ばコージエライト担体に、常法により白金（Ｐｔ）、パ
ラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等周知の触媒成分
を担持させたものを採用することができ、また次に述べ
るような金属担体上にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を
担持させた触媒（以下場合によリメタル担体触媒とい
う）を使用することができる。
【００１４】上記メタル担体触媒の製造方法の一例を簡
略に説明すると、先ず略５％のアルミニウム及び略２０
％のクロムを含むステンレスは薄板にコルゲート加工を
施して作つた小ピツチの波板と平らなステンレス薄板と
を結合して一端部を軸芯とし巻物状に巻き上げて多数の
並行する小断面積の排気通路を具えた円筒体を形成した
のち、所定の温度及び時間加熱してステンレス薄板の表
面に酸化アルミニウムのウイスカを析出させる。次に、
上記円筒体を三元触媒に広く使用されている助触媒（酸
素吸蔵成分）溶液に浸漬して乾燥させ所定の温度で焼成
したのち、ジニトロジアミン白金の酸性水溶液に浸漬し
引き上げて乾燥させたうえ所定の温度で焼成する。続い
て塩化ロジウムの水溶液に浸漬し引き上げて乾燥させた
のち所定の温度で焼成する。上記工程を適数回繰返し
て、最後に水素又は水素を多量に含む還元雰囲気内で所
定の温度で還元処理を行なう。
略に説明すると、先ず略５％のアルミニウム及び略２０
％のクロムを含むステンレスは薄板にコルゲート加工を
施して作つた小ピツチの波板と平らなステンレス薄板と
を結合して一端部を軸芯とし巻物状に巻き上げて多数の
並行する小断面積の排気通路を具えた円筒体を形成した
のち、所定の温度及び時間加熱してステンレス薄板の表
面に酸化アルミニウムのウイスカを析出させる。次に、
上記円筒体を三元触媒に広く使用されている助触媒（酸
素吸蔵成分）溶液に浸漬して乾燥させ所定の温度で焼成
したのち、ジニトロジアミン白金の酸性水溶液に浸漬し
引き上げて乾燥させたうえ所定の温度で焼成する。続い
て塩化ロジウムの水溶液に浸漬し引き上げて乾燥させた
のち所定の温度で焼成する。上記工程を適数回繰返し
て、最後に水素又は水素を多量に含む還元雰囲気内で所
定の温度で還元処理を行なう。
【００１５】一例として、直径１８．５ｍｍ、長さ５０
ｍｍ、従つて容積約１３．５ｃｃ（メツシユ４００セ
ル）で、４０ｇ／ｌの助触媒及び０．９８ｇ／ｌのＰｔ
及びＲｈを担持した上記メタル担体触媒に種々の温度の
上記試験ガスｌを１６１／ｍｉｎの流量で流して、ＮＯ
Ｘ、Ｃ２Ｈ４及びＣＯの浄化率を調べた結果が、図６に
示されている。図示のように、この三元触媒Ｂ（メタル
担体触媒）のＨＣライトオフ温度（５０％浄化率に相当
する温度）は１５０〜３５０°Ｃの範囲内に含まれ、例
示の場合は約２３０°Ｃである。また、ＣＯライトオフ
温度は上記ＨＣライトオフ温度より低く、例示の場合は
略１６５°Ｃである。一方、図５に示した上記ゼオライ
ト触媒ＡのＨＣライトオフ温度は約３２５°Ｃであるか
ら、三元触媒ＢのＨＣライトオフ温度はゼオライト触媒
ＡのＨＣライトオフ温度より低く、両者の温度差ΔＴ
ＨＣは約９５°Ｃである。
ｍｍ、従つて容積約１３．５ｃｃ（メツシユ４００セ
ル）で、４０ｇ／ｌの助触媒及び０．９８ｇ／ｌのＰｔ
及びＲｈを担持した上記メタル担体触媒に種々の温度の
上記試験ガスｌを１６１／ｍｉｎの流量で流して、ＮＯ
Ｘ、Ｃ２Ｈ４及びＣＯの浄化率を調べた結果が、図６に
示されている。図示のように、この三元触媒Ｂ（メタル
担体触媒）のＨＣライトオフ温度（５０％浄化率に相当
する温度）は１５０〜３５０°Ｃの範囲内に含まれ、例
示の場合は約２３０°Ｃである。また、ＣＯライトオフ
温度は上記ＨＣライトオフ温度より低く、例示の場合は
略１６５°Ｃである。一方、図５に示した上記ゼオライ
ト触媒ＡのＨＣライトオフ温度は約３２５°Ｃであるか
ら、三元触媒ＢのＨＣライトオフ温度はゼオライト触媒
ＡのＨＣライトオフ温度より低く、両者の温度差ΔＴ
ＨＣは約９５°Ｃである。
【００１６】さて、上記ゼオライト触媒Ａに、上記試験
ガスｌを、触媒容積に対し相対的に実用流量に近い流量
だけ流した場合、図５に示されているように、デイーゼ
ルエンジンを搭載した車両の都市内走行時に典型的な排
気温度３００°Ｃ前後では、触媒の活性度が比較的低い
ためＮＯＸ、ＨＣ及びＣＯの浄化率がすべて低く、特に
ＨＣライトオフ温度付近でＣＯが試験ガスｌより却つて
増大する不具合があり、従つてゼオライト触媒Ａの単独
使用では、所望の排気浄化効果は到底達成されない。同
様に、三元触媒Ｂの単独使用の場合は、図６に示されて
いるように、都市内走行時の一般的な排気温度領域３０
０°Ｃ前後では、試験ガスＩ中の酸素濃度が高いにもか
かわらずＮＯＸが浄化され、２５０°Ｃでは約２５％も
の浄化性能が得られ、更にＨＣ、ＣＯは２５０°Ｃの低
温から浄化が発現する。しかしながら、４００°Ｃ前後
では、ＮＯＸの浄化率が著しく低下し、不十分である。
ガスｌを、触媒容積に対し相対的に実用流量に近い流量
だけ流した場合、図５に示されているように、デイーゼ
ルエンジンを搭載した車両の都市内走行時に典型的な排
気温度３００°Ｃ前後では、触媒の活性度が比較的低い
ためＮＯＸ、ＨＣ及びＣＯの浄化率がすべて低く、特に
ＨＣライトオフ温度付近でＣＯが試験ガスｌより却つて
増大する不具合があり、従つてゼオライト触媒Ａの単独
使用では、所望の排気浄化効果は到底達成されない。同
様に、三元触媒Ｂの単独使用の場合は、図６に示されて
いるように、都市内走行時の一般的な排気温度領域３０
０°Ｃ前後では、試験ガスＩ中の酸素濃度が高いにもか
かわらずＮＯＸが浄化され、２５０°Ｃでは約２５％も
の浄化性能が得られ、更にＨＣ、ＣＯは２５０°Ｃの低
温から浄化が発現する。しかしながら、４００°Ｃ前後
では、ＮＯＸの浄化率が著しく低下し、不十分である。
【００１７】次に、上記と同じゼオライト触媒Ａを上流
側に、メタル担体触媒（三元触媒）Ｂを下流側に近接配
置して上記試験ガスｌを種々の温度に調整して上記と同
一流量流し、ＮＯＸ、ＨＣ及びＣＯの浄化率を調べた結
果が図７に示されている。図示のように、デイーゼルエ
ンジンを搭載した車両の都市内走行時における一般的な
排気温度３００°Ｃ付近でＮＯＸの浄化率が略４０％に
上昇し、ＨＣ及びＣＯの浄化率も略９５％以上に達する
ことが認められた。換言すれば、元来触媒の活性度が低
い都市内走行時の排気温度領域において、かつ実際に近
い流量の多量の排気に実用に適する比較的少量のＨＣを
添加して、ＨＣ、ＣＯは略完壁に、また従来除去困難で
あつたＮＯＸは略４０％程度除去することができるの
で、デイーゼルエンジン搭載車両の実用走行域において
優れた排気浄化効果を奏し得る利点がある。
側に、メタル担体触媒（三元触媒）Ｂを下流側に近接配
置して上記試験ガスｌを種々の温度に調整して上記と同
一流量流し、ＮＯＸ、ＨＣ及びＣＯの浄化率を調べた結
果が図７に示されている。図示のように、デイーゼルエ
ンジンを搭載した車両の都市内走行時における一般的な
排気温度３００°Ｃ付近でＮＯＸの浄化率が略４０％に
上昇し、ＨＣ及びＣＯの浄化率も略９５％以上に達する
ことが認められた。換言すれば、元来触媒の活性度が低
い都市内走行時の排気温度領域において、かつ実際に近
い流量の多量の排気に実用に適する比較的少量のＨＣを
添加して、ＨＣ、ＣＯは略完壁に、また従来除去困難で
あつたＮＯＸは略４０％程度除去することができるの
で、デイーゼルエンジン搭載車両の実用走行域において
優れた排気浄化効果を奏し得る利点がある。
【００１８】図２、図３及び図４は、上記図５、図６及
び図７に示したゼオライト触媒Ａ、メタル担体触媒Ｂ
（三元触媒）、ゼオライト触媒Ａとメタル担体触媒Ｂと
を組み合わせたものの浄化率−温度特性の表示方法を変
換して、夫々各触媒Ａ、Ｂ及びそれらの組み合わせ（Ａ
＋Ｂ）をパラメータとしＮＯＸ浄化率−温度特性図、Ｈ
Ｃ浄化率−温度特性図、ＣＯ浄化率−温度特性図として
表示したものである。
び図７に示したゼオライト触媒Ａ、メタル担体触媒Ｂ
（三元触媒）、ゼオライト触媒Ａとメタル担体触媒Ｂと
を組み合わせたものの浄化率−温度特性の表示方法を変
換して、夫々各触媒Ａ、Ｂ及びそれらの組み合わせ（Ａ
＋Ｂ）をパラメータとしＮＯＸ浄化率−温度特性図、Ｈ
Ｃ浄化率−温度特性図、ＣＯ浄化率−温度特性図として
表示したものである。
【００１９】次に、下記表１は、前記試験ガスＩの成分
中、ＨＣのみを濃度５００ｐｐｍのＣ３Ｈ６に変更した
試験ガスＩＩを使用し、上記と全く同一のゼオライト触
媒Ａ、メタル担体触媒Ｂ（三元触媒）、及びゼオライト
触媒Ａを上流側に、かつメタル担体触媒Ｂを下流側に配
置した組み合わせ（Ａ＋Ｂ）の夫々について、種々のガ
ス温度におけるＮＯＸ、ＣＯ、ＨＣの浄化率を調べたも
のである。
中、ＨＣのみを濃度５００ｐｐｍのＣ３Ｈ６に変更した
試験ガスＩＩを使用し、上記と全く同一のゼオライト触
媒Ａ、メタル担体触媒Ｂ（三元触媒）、及びゼオライト
触媒Ａを上流側に、かつメタル担体触媒Ｂを下流側に配
置した組み合わせ（Ａ＋Ｂ）の夫々について、種々のガ
ス温度におけるＮＯＸ、ＣＯ、ＨＣの浄化率を調べたも
のである。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から明らかなように、ＮＯＸの低減が
特に要請されているトラツクやバス等デイーゼルエンジ
ン搭載車両の都市内走行時に最も頻繁に発生する排気温
度３００°Ｃ付近において、ゼオライト触媒Ａ及びメタ
ル担体触媒Ｂの単独使用時よりも、両者の組み合わせ
（Ａ＋Ｂ）の方が優れたＮＯＸ浄化率を達成することが
でき、ＨＣ及びＣＯの浄化率も夫々極めて優れているこ
とが確認された。
特に要請されているトラツクやバス等デイーゼルエンジ
ン搭載車両の都市内走行時に最も頻繁に発生する排気温
度３００°Ｃ付近において、ゼオライト触媒Ａ及びメタ
ル担体触媒Ｂの単独使用時よりも、両者の組み合わせ
（Ａ＋Ｂ）の方が優れたＮＯＸ浄化率を達成することが
でき、ＨＣ及びＣＯの浄化率も夫々極めて優れているこ
とが確認された。
【００２２】なお、上記ゼオライト触媒Ａ即ち第１触媒
は、既に説明したように、特許出願公開平３−１４３５
４７号に開示されている種々の触媒のうち、２００〜５
００°Ｃの温度範囲に最大のＮＯＸ浄化率ピークを有す
ると共に、ＨＣライトオフ温度が、三元触媒Ｂ即ち第２
触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつその温度差Δ
ＴＨＣが１５０°Ｃ以下、好ましくは３０〜１００°Ｃ
の触媒であればよい。また三元触媒Ｂは、ＨＣのライト
オフ温度が１５０〜３５０°Ｃの範囲内にあり、かつＣ
Ｏのライトオフ温度が上記ＨＣのライトオフ温度より低
いものであれば、上記還元触媒Ａを排気通路の上流側に
配置し、三元触媒Ｂを下流側に組み合わせ配置すること
によつて、上記と略同様の有害成分浄化効果、特に優れ
たＮＯＸ浄化効果が得られることが確認された。
は、既に説明したように、特許出願公開平３−１４３５
４７号に開示されている種々の触媒のうち、２００〜５
００°Ｃの温度範囲に最大のＮＯＸ浄化率ピークを有す
ると共に、ＨＣライトオフ温度が、三元触媒Ｂ即ち第２
触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつその温度差Δ
ＴＨＣが１５０°Ｃ以下、好ましくは３０〜１００°Ｃ
の触媒であればよい。また三元触媒Ｂは、ＨＣのライト
オフ温度が１５０〜３５０°Ｃの範囲内にあり、かつＣ
Ｏのライトオフ温度が上記ＨＣのライトオフ温度より低
いものであれば、上記還元触媒Ａを排気通路の上流側に
配置し、三元触媒Ｂを下流側に組み合わせ配置すること
によつて、上記と略同様の有害成分浄化効果、特に優れ
たＮＯＸ浄化効果が得られることが確認された。
【００２３】なおまた、車両用デイーゼルエンジンの排
気（従つて対応する上記試験ガスＩ及びＩＩ）に添加さ
れるＨＣは、排気中のＮＯＸ濃度と同等又はより多量に
添加することが好ましく、一般には添加量の増大と共に
ＮＯＸ浄化率が向上するが、その限度は排気中のＮＯＸ
の濃度の約１０倍であり、それ以上のＨＣ添加量の増大
は殆ど浄化率向上の効果がない。また、図２及び図７か
ら明らかなように、触媒の活性度が低い２００°Ｃ以下
の低温領域例えばエンジンのアイドル運転時或いは低い
負荷低速運転時には、ＨＣの添加は実際上無駄であり、
徒らにエンジンの運転コストを増大させるので、この温
度領域では添加しない方が有利である。
気（従つて対応する上記試験ガスＩ及びＩＩ）に添加さ
れるＨＣは、排気中のＮＯＸ濃度と同等又はより多量に
添加することが好ましく、一般には添加量の増大と共に
ＮＯＸ浄化率が向上するが、その限度は排気中のＮＯＸ
の濃度の約１０倍であり、それ以上のＨＣ添加量の増大
は殆ど浄化率向上の効果がない。また、図２及び図７か
ら明らかなように、触媒の活性度が低い２００°Ｃ以下
の低温領域例えばエンジンのアイドル運転時或いは低い
負荷低速運転時には、ＨＣの添加は実際上無駄であり、
徒らにエンジンの運転コストを増大させるので、この温
度領域では添加しない方が有利である。
【００２４】叙上のように、本発明に係るデイーゼルエ
ンジン排気の浄化方法は、デイーゼルエンジンの運転状
態に応じ適宜量（零を含む）のＨＣを添加した排気の通
路内に、結晶性シリケートにＣｕ等の遷移金属を含有さ
せた第１の触媒を配置すると共に、同第１触媒の下流側
に、適宜の担体にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を担持
させた三元触媒からなる第２の触媒を配置し、更に上記
第１触媒が、２００〜５００°Ｃの温度範囲に最大のＮ
ＯＸ浄化点を有すると共に、そのＨＣライトオフ温度が
上記第２触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつその
温度差が１５０°Ｃ以下の触媒であり、また上記第２触
媒は、そのＨＣライトオフ温度が１５０〜３５０°Ｃ
で、かつＣＯライトオフ温度が上記ＨＣライトオフ温度
より低い触媒であることを特徴とし、デイーゼルエンジ
ンの排気中の有害成分、特に従来浄化が難しいとされて
いるＮＯＸを効果的に除去することができるので、産業
上有益である。
ンジン排気の浄化方法は、デイーゼルエンジンの運転状
態に応じ適宜量（零を含む）のＨＣを添加した排気の通
路内に、結晶性シリケートにＣｕ等の遷移金属を含有さ
せた第１の触媒を配置すると共に、同第１触媒の下流側
に、適宜の担体にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を担持
させた三元触媒からなる第２の触媒を配置し、更に上記
第１触媒が、２００〜５００°Ｃの温度範囲に最大のＮ
ＯＸ浄化点を有すると共に、そのＨＣライトオフ温度が
上記第２触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつその
温度差が１５０°Ｃ以下の触媒であり、また上記第２触
媒は、そのＨＣライトオフ温度が１５０〜３５０°Ｃ
で、かつＣＯライトオフ温度が上記ＨＣライトオフ温度
より低い触媒であることを特徴とし、デイーゼルエンジ
ンの排気中の有害成分、特に従来浄化が難しいとされて
いるＮＯＸを効果的に除去することができるので、産業
上有益である。
【図１】本発明方法の一実施例を示す概略断面図であ
る。
る。
【図２】本発明方法におけるＮＯＸ浄化率と試験ガス温
度との関係をゼオライト触媒及び三元触媒と対比して示
した線図である。
度との関係をゼオライト触媒及び三元触媒と対比して示
した線図である。
【図３】本発明方法におけるＨＣ浄化率と試験ガス温度
との関係をゼオライト触媒及び三元触媒と対比して示し
た線図である。
との関係をゼオライト触媒及び三元触媒と対比して示し
た線図である。
【図４】本発明方法におけるＣＯ浄化率と試験ガス温度
との関係をゼオライト触媒及び三元触媒と対比して示し
た線図である。
との関係をゼオライト触媒及び三元触媒と対比して示し
た線図である。
【図５】ゼオライト触媒単独使用時のＮＯＸ、ＨＣ、Ｃ
Ｏ浄化率と試験ガス温度との関係を示した線図である。
Ｏ浄化率と試験ガス温度との関係を示した線図である。
【図６】三元触媒単独使用時のＮＯＸ、ＨＣ、ＣＯ浄化
率と試験ガス温度との関係を示した線図である。
率と試験ガス温度との関係を示した線図である。
【図７】本発明方法によりゼオライト触媒及び三元触媒
を直列に配置した場合のＮＯＸ、ＨＣ、ＣＯ浄化率と試
験ガス温度との関係を示した線図である。
を直列に配置した場合のＮＯＸ、ＨＣ、ＣＯ浄化率と試
験ガス温度との関係を示した線図である。
１０ デイーゼルエンジンのシリンダ １２ ピストン ２０ 排気管 ２８ 触媒コンバータ Ａ ゼオライト触媒 Ｂ 三元触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/36
Claims (1)
- 【請求項１】 デイーゼルエンジンの運転状態に応じ適
宜量（零を含む）のＨＣを添加した排気の通路内に、結
晶性シリケートにＣｕ等の遷移金属を含有させた第１の
触媒を配置すると共に、同第１触媒の下流側に、適宜の
担体にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を担持させた三元
触媒からなる第２の触媒を配置し、更に上記第１触媒
が、２００〜５００°Ｃの温度範囲に最大のＮＯＸ浄化
点を有すると共に、そのＨＣライトオフ温度が上記第２
触媒のＨＣライトオフ温度より高く、かつその温度差が
１５０°Ｃ以下の触媒であり、また上記第２触媒は、そ
のＨＣライトオフ温度が１５０〜３５０°Ｃで、かつそ
のＣＯライトオフ温度が上記ＨＣライトオフ温度より低
い触媒であることを特徴とするデイーゼルエンジン排気
の浄化方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33086592A JP3345927B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-10-28 | デイーゼルエンジン排気の浄化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204592 | 1992-03-19 | ||
| JP4-112045 | 1992-03-19 | ||
| JP33086592A JP3345927B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-10-28 | デイーゼルエンジン排気の浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321655A JPH05321655A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3345927B2 true JP3345927B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=14576642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33086592A Expired - Fee Related JP3345927B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-10-28 | デイーゼルエンジン排気の浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345927B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3724040B2 (ja) * | 1995-04-27 | 2005-12-07 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式圧縮着火内燃機関 |
| DE69929396T2 (de) | 1998-02-05 | 2006-09-21 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Verfahren zur Reinigung von hochsauerstoffhaltigen Abgasen |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP33086592A patent/JP3345927B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05321655A (ja) | 1993-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4612622B2 (ja) | リーン燃焼内燃機関の排ガスから窒素酸化物を除去する方法およびこのための排ガス浄化装置 | |
| US9587540B2 (en) | Method and device for reactivating exhaust-gas purification systems of diesel engines with low-pressure EGR | |
| EP0830201B1 (en) | Diesel engine exhaust gas purification system | |
| JP5337930B2 (ja) | 排気浄化方法 | |
| JP4703818B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法 | |
| JP4556587B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JPH10159552A (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| CN1863586A (zh) | 净化在稀薄燃烧工况下操作的内燃机产生的废气的催化剂布置和方法 | |
| AU2012234607B2 (en) | Exhaust gas purification catalyst | |
| JPH05168860A (ja) | 排気ガス浄化方法 | |
| WO2009129903A1 (en) | Process and apparatus for purifying exhaust gases from an internal combustion engine | |
| JP2003206733A (ja) | 内燃機関用排気ガス浄化装置 | |
| JPH11267504A (ja) | 排ガス浄化用触媒体とそれを用いた排ガス浄化システム | |
| JPH0884911A (ja) | 窒素酸化物分解用触媒およびこれを用いたディーゼルエンジン排ガスの浄化方法 | |
| JP3345927B2 (ja) | デイーゼルエンジン排気の浄化方法 | |
| JPH10118457A (ja) | 内燃機関用排気ガス浄化装置 | |
| JP2600785B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
| JP4294097B2 (ja) | リーン−バーン内燃機関用の排気制御機構 | |
| CN1568218A (zh) | 小体积氮氧化物吸附器 | |
| Twigg et al. | Autocatalysts–past, present, and future | |
| JPH1142417A (ja) | 排ガス浄化システム | |
| Searles | Contribution of automotive catalytic converters | |
| KR100506780B1 (ko) | 자동차용 삼원촉매 시스템과 그 제조방법 | |
| JP5558013B2 (ja) | 排気浄化触媒およびそれを用いた排気処理装置 | |
| KR100300179B1 (ko) | 가솔린 엔진의 질소산화물 저감 촉매 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020806 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |