JPH0576727A - 燃焼排気ガス浄化方法及び燃焼排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

燃焼排気ガス浄化方法及び燃焼排気ガス浄化用触媒

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JPH0576727A
JPH0576727A JP3270012A JP27001291A JPH0576727A JP H0576727 A JPH0576727 A JP H0576727A JP 3270012 A JP3270012 A JP 3270012A JP 27001291 A JP27001291 A JP 27001291A JP H0576727 A JPH0576727 A JP H0576727A
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JP
Japan
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oxide
exhaust gas
catalyst
metal oxide
waste combustion
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Pending
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JP3270012A
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English (en)
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Mitsumasa Inoue
光正 井上
Masashi Kasatani
昌史 笠谷
Fumihiro Kuroki
史宏 黒木
Minoru Yamanaka
稔 山中
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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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
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/202Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means using microwaves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン等の内燃機関のコールドスタート直
後でも、燃焼排気ガス中のハイドロカーボン、すす、N
x 等を酸化及び還元させて浄化することができる方法
及び触媒の提供。 【構成】 マイクロ波等の電磁波を照射して発熱した、
ペロブスカイト型複合酸化物、酸化鉄、酸化マンガン、
酸化コバルト等の金属酸化物又は金属酸化物と排気ガス
浄化触媒とを含む組成物に、燃焼排気ガスを接触させる
燃焼排気ガスの浄化方法。ペロブスカイト型複合酸化
物、酸化鉄、酸化マンガン、酸化コバルト等の金属酸化
物又は金属酸化物と排気ガス浄化触媒を含み、マイクロ
波等の電磁波を照射することにより発熱する燃焼排気ガ
ス浄化用触媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波を照射すること
により発熱する金属酸化物を用いた燃焼排気ガス、特に
自動車等の内燃機関の燃焼排気ガスを浄化する方法及び
浄化用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の燃焼排気ガスの浄化は、一般に
燃焼排気ガスを触媒と接触させることにより、ガス中の
ハイドロカーボン、すす、NOx 等を酸化及び還元させ
ることにより行われる。しかし、これらハイドロカーボ
ン等の酸化及び還元には、約400〜450℃の温度が
必要である。触媒の加熱には、燃焼排気ガスの熱を利用
するのが一般的であり、触媒が上記温度域に達するには
5〜10分程度の時間が必要である。そのため、エンジ
ンのコールドスタート後、触媒の浄化性能発揮温度に達
するまでの間は、触媒の働きが不十分となり、未浄化の
排気ガスがそのまま排出されてしまうというという問題
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこでエンジンのコー
ルドスタート直後で触媒の温度が上昇しきらない時点で
も、燃焼排気ガスの浄化をすることができる方法の提供
が望まれている。また、米国では、エンジンのコールド
スタート直後の燃焼排気ガスを浄化をすること義務付け
ることも検討されている。
【0004】このような問題の解決策として、電気ヒー
ターにより触媒を加熱する方法(例えば、特開昭49−
22376号公報、実開昭61−134517号公
報)、電気ヒーターにより遠赤外線放出セラミックスを
加熱して遠赤外線により触媒を加熱する方法(実開平2
−94316号公報)が提案されている。
【0005】しかし、これらの方法では、ヒーター近傍
の触媒とヒーターから離れた位置の触媒との間に、浄化
性能発揮温度到達時間に差が生じ、触媒全体として浄化
性能を発揮するのに数分程度の時間を要する。その結
果、その間は燃焼排気ガスの浄化が不十分となる。ま
た、ヒーターは触媒担体の内部又は外部に分散配置され
るので、構造が複雑になるという難点もある。さらに、
数分間もヒーターに通電するために、電力消費が大きく
なり、バッテリーに負荷が掛かるという問題もある。
【0006】そこで、本発明の目的は、エンジン等の内
燃機関のコールドスタート直後でも、燃焼排気ガス中の
ハイドロカーボン、すす、NOx 等を酸化及び還元させ
て浄化することができる方法及び触媒を提供することで
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁波を照射
して発熱した金属酸化物又は金属酸化物と排気ガス浄化
触媒とを含む組成物に燃焼排気ガスを接触させることを
特徴とする燃焼排気ガス浄化方法に関する。
【0008】さらに本発明は、金属酸化物又は金属酸化
物と排気ガス浄化触媒を含み、電磁波を照射することに
より発熱することを特徴とする燃焼排気ガス浄化用触媒
に関する。
【0009】以下本発明について説明する。本発明にお
いて、金属酸化物は、ペロブスカイト型複合酸化物、酸
化鉄、酸化マンガン及び酸化コバルトからなる群から選
ばれることが、電磁波を照射して短時間に所定の温度に
まで発熱させることができるという観点から適当であ
る。
【0010】ペロブスカイト型複合酸化物としては、ラ
ンタン・コバルト系複合酸化物、ストロンチウム・コバ
ルト系複合酸化物及びランタン・ストロンチウム・コバ
ルト系複合酸化物を好ましいものとして例示できる。ラ
ンタン及び/又はストロンチウム・コバルト系複合酸化
物は、一般式La1-x SrXCoO3で表され、式中xは、0〜
1の任意の数である。具体的には、LaCoO3、SrCoO3、La
0.6Sr0.4CoO3、La0.8Sr0.2CoO3等を例示できる。
【0011】その他のペロブスカイト型複合酸化物とし
ては、一般式La1-x SrX Co1-y M y O3で表される酸化物
を例示できる。式中、xは、0〜1の任意の数であり、
yは、0〜1の任意の数であり、Mは、クロム、マンガ
ン、鉄、ニッケル、銅、バナジウム及びチタンからなる
群から選ばれる少なくとも1種の金属である。さらに、
高温超伝導体YBa2Cu3O7-y 等を例示することもできる。
【0012】ペロブスカイト型複合酸化物は、それ自身
優れた酸化還元触媒であり、燃焼排気ガス中のハイドロ
カーボン、すす、NOx 等を酸化及び還元させて浄化す
る能力があることから特に好ましい。従って、金属酸化
物としてペロブスカイト型複合酸化物を用いる場合に
は、ペロブスカイト型複合酸化物に電磁波を照射するこ
とにより発熱させて、これ自身を燃焼排気ガス浄化用触
媒として用いることができる。
【0013】酸化鉄としては、γ−Fe2O3 、α−Fe2O3
等を例示でき、酸化マンガンとしてはMn3O4 等を例示で
き、酸化コバルトとしてはCo3O4 等を例示できる。
【0014】本発明の排気ガス浄化方法に用いる金属酸
化物、金属酸化物と排気ガス浄化触媒とを含む組成物、
及び燃焼排気ガス浄化用触媒は、粉末であっても、成形
体であっても良い。成形体としては、ハニカム構造等の
他、顆粒状や適当な大きさの粒子であることもできる。
使用の目的、条件等により適宜選択することができる。
【0015】また、本発明の燃焼排気ガス浄化用触媒
は、金属酸化物のみからなるか、あるいは金属酸化物と
排気ガス浄化触媒を含む。ここで排気ガス浄化触媒とし
ては、従来から燃焼排気ガス浄化用に用いられている触
媒をそのまま用いることができる。例えば、白金・ロジ
ウム・パラジウム系3元触媒等の排気ガス浄化触媒を例
示できる。さらに、本発明の燃焼排気ガス浄化用触媒
は、その他の成分、例えば、成形用のバインダー等を含
むこともできる。
【0016】本発明の燃焼排気ガス浄化方法に用いる金
属酸化物と排気ガス浄化触媒を含む組成物に含まれる排
気ガス浄化触媒は、上記と同様に、従来から燃焼排気ガ
ス浄化用に用いられている触媒である。また、燃焼排気
ガス浄化方法に用いる金属酸化物又は金属酸化物と排気
ガス浄化触媒を含む組成物は、上記燃焼排気ガス浄化用
触媒と同様に、金属酸化物以外の成分、例えば、成形用
のバインダー等を含むこともできる。
【0017】本発明の燃焼排気ガス浄化方法及び燃焼排
気ガス浄化用触媒の浄化対象である燃焼排気ガスは、例
えば、エンジン等の内燃機関から排出される燃焼排気ガ
スである。
【0018】本発明において用いる電磁波としては、マ
イクロ波を例示できる。マイクロ波の周波数には、特に
限定はなく、使用する金属酸化物の種類、所望の発熱温
度及び時間により適宜選択することができる。例えば、
2.45GHzのマイクロ波を例示することができる。
また、電磁波のパワー(電力)、照射時間、照射方法等
は、適宜決めることができる。上記金属酸化物又は金属
酸化物と排気ガス浄化触媒を含む組成物に、マイクロ波
等の電磁波を照射することにより、極めて短時間、例え
ば、5〜10秒以内に約200〜500℃の温度に、金
属酸化物又は組成物を発熱させることができる。
【0019】電磁波を照射して発熱した金属酸化物がペ
ロブスカイト型複合酸化物である場合には、このペロブ
スカイト型複合酸化物に燃焼排気ガスが接触することに
より、燃焼排気ガス中のハイドロカーボン、すす、NO
x 等が酸化及び還元されて浄化される。
【0020】また、金属酸化物が、燃焼排気ガスを浄化
する能力を有しない場合には、金属酸化物と共存する
(組成物中の)排気ガス浄化触媒が発熱した金属酸化物
により加熱されて、燃焼排気ガス中のハイドロカーボ
ン、すす、NOx 等を酸化及び還元して浄化することが
できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンのコールドス
タート直後でも、燃焼排気ガスの浄化反応が起こる温度
に触媒を加熱して、燃焼排気ガスの浄化をすることがで
きる方法及び触媒を提供することができる。
【0022】
【実施例】以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0023】実施例1 図1に示すマイクロ波発生装置10を組み込んだ装置を
用いて、表1に示す各金属酸化物の発熱状況を調べた。
各金属酸化物サンプル11は反応管12内に入れ、サン
プルの温度は、反射板13を介してデジタル温度計14
で、マイクロ波照射開始後10秒毎に読み取った。結果
を表1及び図2〜4に示す。尚、図3及び図4には、そ
れぞれLa0.8Sr0.2CoO3及びLaCoO3に複数回繰り返しマイ
クロ波を照射したときの経時変化(1回目、2回目、3
回目)を示す。その結果、複数回繰り返しマイクロ波を
照射しても、発熱状況にほとほど変化はなく、繰り返し
使用できることが明らかになった。
【0024】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】マイクロ波発生装置10を組み込んだ金属酸化
物発熱装置の説明図である。
【図2】マイクロ波を照射したLa1-x SrX CoO3の温度の
経時変化を示す。
【図3】マイクロ波を照射したLa0.8Sr0.2CoO3の温度の
経時変化(1回目、2回目、3回目)を示す。
【図4】マイクロ波を照射したLaCoO3の温度の経時変化
(1回目、2回目、3回目)を示す。
【符号の説明】
10 マイクロ波発生装置 11 金属酸化物サンプル 12 反応管 13 反射板 14 デジタル温度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/20 D 9150−3G (72)発明者 山中 稔 埼玉県東松山市箭弓町3−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁波を照射して発熱した金属酸化物又
    は金属酸化物と排気ガス浄化触媒とを含む組成物に燃焼
    排気ガスを接触させることを特徴とする燃焼排気ガス浄
    化方法。
  2. 【請求項2】 金属酸化物がペロブスカイト型複合酸化
    物、酸化鉄、酸化マンガン及び酸化コバルトから選ばれ
    る少なくとも1種の酸化物である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 金属酸化物又は金属酸化物と排気ガス浄
    化触媒を含み、電磁波を照射することにより発熱するこ
    とを特徴とする燃焼排気ガス浄化用触媒。
  4. 【請求項4】 金属酸化物がペロブスカイト型複合酸化
    物、酸化鉄、酸化マンガン及び酸化コバルトからなる群
    から選ばれる少なくとも1種の酸化物である請求項3記
    載の燃焼排気ガス浄化用触媒。
JP3270012A 1991-09-21 1991-09-21 燃焼排気ガス浄化方法及び燃焼排気ガス浄化用触媒 Pending JPH0576727A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006083827A3 (en) * 2005-01-31 2007-04-12 Toyota Technical Ct Usa Inc Process using microwave energy and a catelyst to decompose nitrogen oxides
JP2011031528A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Japan Steel Works Ltd:The クリップ装置

Cited By (3)

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WO2006083827A3 (en) * 2005-01-31 2007-04-12 Toyota Technical Ct Usa Inc Process using microwave energy and a catelyst to decompose nitrogen oxides
US7468171B2 (en) * 2005-01-31 2008-12-23 Toyota Motor Corporation Process using microwave energy and a catalyst to decompose nitrogen oxides
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