JPH03213612A - ディーゼル機関の排気ガス浄化触媒 - Google Patents

ディーゼル機関の排気ガス浄化触媒

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JPH03213612A
JPH03213612A JP2008957A JP895790A JPH03213612A JP H03213612 A JPH03213612 A JP H03213612A JP 2008957 A JP2008957 A JP 2008957A JP 895790 A JP895790 A JP 895790A JP H03213612 A JPH03213612 A JP H03213612A
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JP
Japan
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exhaust gas
metal carrier
gas purification
absorption layer
purification catalyst
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Application number
JP2008957A
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English (en)
Inventor
Hiroyoshi Kanazawa
金沢 博敬
Yoshitomi Fujimoto
藤本 善富
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、ディーゼル機関の排気ガス浄化触媒に関し、
詳しくはディーゼル機関から排出されるスス等のディー
ゼル微粒子(ディーゼルパティキュレート)を捕集する
とともに有害成分の無害化を行なう排気ガス浄化触媒に
関する。
[従来の技術] 従来のディーゼル機関の排気ガス浄化触媒として、ペレ
ット担体と、このペレット担体に担持される活性物質及
び吸着剤の少なくとも一種とからなるペレット触媒が知
られている。ペレット担体は主としてT−アルミナから
なり、このペレット担体に白金等の活性物質やγ−アル
ミナ等の吸着剤が担持されてペレット触媒とされる。
また、セラミックハニカム担体と、このセラミックハニ
カム担体に担持される吸着剤とをもつセラミックハニカ
ム触媒が知られている。セラミックハニカム担体は主と
してコージェライトからなり、このセラミックハニカム
担体にγ−アルミナ等の吸着剤が担持されてセラミック
ハニカム触媒とされる。
これらペレット触媒やセラミックハニカム触媒は、通常
ステンレス製のコンバータに装備されることによりディ
ーゼル機関を搭載したフォークリフトや自動車の排気ガ
ス浄化装置に用いられ、ディーゼル機関特有の排気臭を
γ−アルミナ等の吸着剤により吸着したり、白金等の活
性物質により無害化することにより、排気ガスを浄化す
る。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来のペレット触媒やセラミックハニカム
触媒は、活性物質を除いて全体が浸透性を有するセラミ
ックからなるため、未燃燃料やオイルを毛細管現象によ
って過剰に捕集しやすいものであった。また、ペレット
触媒では背圧が高いため触媒ベット長が短くしてあり、
冷間始動時80℃、温間アイドル100〜150℃とい
う低温の排気ガスを浄化しにくく、パティキュレートが
大量に付着しやすいものであった。このため、従来のペ
レット触媒等は、長期間使用されると、表面がススによ
って、また内部が未燃燃料及びオイルによって被毒され
、吸着性能及び活性性能を失活させていた。しかる理由
から、これらペレット触媒等は、長期使用後、スス等を
燃焼させてガスとして脱離除去すべく、一般にフォーク
リフト荷役モードや登板全速モードで再生処理が行なわ
れる。例えば、フォークリフト荷役モードは、リフトリ
リーフ又はティルトリリーフを全速で行ない、約400
〜450℃の排気ガス温度の条件で行なうものである。
しかし、上記従来のペレット触媒等は、担体全体がセラ
ミックからなるため、熱伝導性が悪いものであり、再生
処理を行なっても表面が再生されるのみであった。この
ため、再生処理直後の短時間の使用により、内部から遅
れて伝導する熱によってせっかく再生された表面まで脱
離したガスが吸着し、再び全体が被毒されてしまう慮れ
がある。
また、長期使用後には表面に被毒したススによって背圧
抵抗が高く、一部流路閉塞しており、再生処理を行なっ
ても高温の排気ガスが全てに行きわたりにくいため、再
生処理による浄化能力の回復が充分でなく、しかも長時
間にわたって再生処理を続行すれば荷役ポンプの耐久性
を損う等の新たな不具合を生起する。
なお、これらの不具合をセラミックハニカム触媒で解決
せんとすれば、セラミックハニカム担体のセルを形成す
る壁部を薄くしたりすることが考えられる。しかし、こ
うすると組付は作業が不可能なほど実用強度が損われて
しまう。
本発明は、短時間の再生処理により浄化能力を充分に回
復できる実用的な排気ガス浄化触媒を提供することを解
決すべき技術課題とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の排気ガス浄化触媒は、上記課題を解決するため
、メタル担体と、該メタル担体にコートされるゼオライ
ト、セピオライト、モルデナイト及びモンモリロナイト
の少なくとも一種からなる吸着層と、該吸着層に担持さ
れる活性物質とからなるという新規な手段を採用してい
る。
メタル担体としては、金属製のハニカム構造体、発泡金
属、ワイヤメツシュ等を採用することができる。これら
は背圧を考慮して粗密を選択することができる。
ゼオライト、セピオライト、モルデナイト及びモンモリ
ロナイトの少なくとも一種からなる吸着層は、パティキ
ュレート、HC,SOX、アルデヒド類、脂肪酸類等の
吸着作用を行い、一部のものは活性物質と同様の作用を
行なう。
活性物質としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)
、ロジウム(Rh)等を採用することができる。白金及
びパラジウムはHC,Coの酸化性能に優れ、ロジウム
はNOXの還元性能に優れる。
[作用] 本発明の排気ガス浄化触媒は、メタル担体が浸透性を有
さないものであるため、未燃燃料やオイルを過剰に捕集
しにく、長期間使用した場合であってもメタル担体は被
毒されずに吸着層が被毒されるのみである。そして、こ
の排気ガス浄化触媒は、再生処理を行なえば、熱伝導性
に優れるメタル担体が吸着層に迅速に熱を伝達して吸着
層全体を再生しやすく、メタル担体がもつ薄壁セルによ
って背圧抵抗が低くされているため高温の排気ガスが吸
着層全体に行きわたりやすく、吸着層全体をほぼ同時に
短時間で再生する。さらに、この排気ガス浄化装置はメ
タル担体を採用しているため、強度的に実用化に耐えう
るちのである。
[実施例] 以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説
明する。
本実施例の排気カス浄化触媒は、第1図に示すように、
渦巻き状の壁部10及び波板状の壁部11によって無数
のセル12が形成されたハニカム構造のメタル担体1と
、第2図に示すように、壁部10.11の固着部分にコ
ートされ活性物質を担持した吸着層2とからなる。吸着
層2には、結晶間に存在する細隙によって無数のポア(
図示せず)か形成されている。この排気カス浄化触媒は
、第3図に示すように、ジャケット3に装備され、ディ
ーゼル機関の排気ガス浄化装置として使用される。かか
る排気ガス浄化触媒は次のように得ることができたもの
である。
まず、特殊耐熱・耐食性ステンレス製メタル担体1 (
BEHR社製100セル相当、φ140X180L>を
用意した。
ついて、セピオライト粉末(近江鉱業製、商品名ミラク
レー、平均粒径325メツシユ>2000を蒸溜水1p
中に分散させた約300CpSのスラリを用意した。こ
のスラリにメタル担体1を浸漬し、余分なスラリをエア
ーブローすることにより、スラリを壁部10.11の固
着部分に均一に被覆した。これを約600℃、大気中に
て焼成した。こうして、20CI/、0以上のセピオラ
イトからなる吸着層2をコートした。
そして、1〜2q/1のPt担持量となるよう吸水量及
びPi濃度を調整した白金アンモン液を用意した。吸着
層2がコートされたメタル担体1を白金アンモン液に所
定時間含浸し焼成することにより、吸着層2にptを担
持した。
こうして実施例の排気ガス浄化触媒を得た。
(比較例) コージェライト製ハニカム担体(日本ガイシ社製100
セル、φ143.8X180L>を採用した排気ガス浄
化触媒を用意した。
(評価) 実施例及び比較例の排気ガス浄化触媒を第3図に示すよ
うにステンレス鋼製のコンバータ3に装備し、排気ガス
浄化装置を組付けた。そして、これら排気カス浄化装置
を39直噴デイ一ゼル機関搭載のフt−クリフトに装備
し、ホルムアルデヒドの浄化率を測定した。測定はO′
C雰囲気下において行ない、フルアクセル1秒及びアイ
ドル1秒を繰返したサイクル数(回)と標準サイレンサ
マフラにあけるホルムアルデヒド排出量との比較(%)
との関係を求めた。
このとき、実施例の排気ガス浄化触媒は、未燃燃料やオ
イルを過剰に捕集しにくく、かつ吸着層2がスス等によ
って被毒されたのみであり、メタル担体1はスス、未燃
燃料及びオイルによって被毒されることがなかった。さ
らに、実施例の排気ガス浄化触媒は、冷間始動時の排気
温度が約80°Cとなり、露結によって生じた水分によ
ってパティキュレート等の有害成分を吸着することがで
きた。
一方、比較例の排気カス浄化触媒は、未燃燃料やオイル
を過剰に捕集しやすく、かつ表面がスス等によって被毒
され、担体内部まで未燃燃料及びオイルによって被毒さ
れていた。
このため、第4図に示すように、実施例の排気ガス浄化
触媒は、比較例の排気ガス浄化触媒と比較して、長期間
の使用によっても、ホルムアルデヒドを吸着しやすかっ
た。
長期間使用後、フォークリフト荷役モードとして、リフ
トリリーフ全速、エキゾーストマニホールド出口1mの
排気ガス温度が約450°C13分間の条件で再生処理
を行なった。
この結果、実施例の排気ガス浄化触媒は、メタル担体1
が吸着層2全体に迅速に熱を伝達したため、吸着層2の
ススがドライカーボン化されて排気ガスによって剥離、
燃焼除去されやすかった。
また、実施例の排気ガス浄化触媒は、メタル担体1がも
つセル12によって背圧抵抗が低くされており、高温の
排気ガスが吸着層2全体に行きわたりやすく、かつ暖機
特性が優れて脱離したガスが吸着層2に担持されたpt
等で有効に浄化されて再び被毒することがなかった。
一方、比較例の排気ガス浄化触媒は、全体がコシエライ
トからなるため、熱伝導性が悪く、再生処理が不十分で
あった。
このため、実施例の排気ガス浄化触媒は、第4図に示す
ように、全体がほぼ同時に容易に再生され、短時間の再
生処理によって使用前のものとほぼ同様に浄化能力を充
分に回復できた。一方、比較例の排気ガス浄化触媒は、
再生処理によっても使用前のものまでは回復しなかった
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の排気ガス浄化触媒は、メ
タル担体に吸着層をコートしたものであるため、再生処
理により浄化能力を充分に回復できる実用的に優れたも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の排気ガス浄化触媒に用いたメタル担体
の斜視図、第2図は排気ガス浄化触媒を拡大した断面図
、第3図は実施例の排気ガス浄化触媒を装備したディー
ゼル機関の排気ガス浄化装置の断面図、第4図は実施例
と比較例とにおける特性を示すグラフである。 1・・・メタル担体  10.11・・・壁部12・・
・セル    2・・・吸着層第1図 1 U 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メタル担体と、該メタル担体にコートされるゼオ
    ライト、セピオライト、モルデナイト及びモンモリロナ
    イトの少なくとも一種からなる吸着層と、該吸着層に担
    持される活性物質とからなることを特徴とするディーゼ
    ル機関の排気ガス浄化触媒。
JP2008957A 1990-01-18 1990-01-18 ディーゼル機関の排気ガス浄化触媒 Pending JPH03213612A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088091A1 (de) * 2004-03-17 2005-09-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Verfahren zur verbesserung der wirksamkeit der nox-reduktion in kraftfahrzeugen
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