JPH07132212A - 排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ - Google Patents

排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ

Info

Publication number
JPH07132212A
JPH07132212A JP5350257A JP35025793A JPH07132212A JP H07132212 A JPH07132212 A JP H07132212A JP 5350257 A JP5350257 A JP 5350257A JP 35025793 A JP35025793 A JP 35025793A JP H07132212 A JPH07132212 A JP H07132212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
purification
catalyst layer
catalytic converter
soluble organic
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.)
Pending
Application number
JP5350257A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Fukui
雅幸 福井
Koji Yokota
幸治 横田
Yutaka Yokoi
豊 横井
Yujiro Oshima
雄次郎 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP5350257A priority Critical patent/JPH07132212A/ja
Priority to US08/304,228 priority patent/US5474745A/en
Publication of JPH07132212A publication Critical patent/JPH07132212A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/18—Exhaust 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
    • F01N3/20—Exhaust 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
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2046—Periodically cooling catalytic reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/24—Exhaust 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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional [3D] monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • F01N2260/022—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04—Sulfur or sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/04—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/18—Exhaust 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
    • F01N3/20—Exhaust 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
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • 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
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL 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
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガス中のＮＯX 浄化能力，又はディーゼ
ルエンジン排気ガス中の可溶性有機物質の浄化能力に優
れた排気ガスの浄化方法及び触媒コンバータを提供する
こと。 【構成】 ＮＯX 還元用の触媒層１と該触媒層を通過し
た排気ガスを冷却する冷却コア２とよりなる浄化ユニッ
ト１０を複数組配列し，これらの間に順次排気ガスを通
過させる。上記触媒層１は，ハニカム構造体等の通気性
担体とこれに担持した触媒成分とよりなる。ディーゼル
エンジンの排気ガス中の可溶性有機物質を浄化する場合
には，触媒層１には，上記可溶性有機物質浄化用の触媒
成分を用いる。この場合には，サルフェートを発生させ
ることなく，可溶性有機物質の浄化ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，Ｏ2 （酸素）存在下に
おいて排気ガス中のＮＯX を還元浄化する，いわゆるリ
ーンＮＯX 浄化方法，ディーゼルエンジンの排気ガス中
の可溶性有機物質を浄化する排気ガス浄化方法，及びこ
れらに用いる触媒コンバータに関する。
【０００２】
【従来技術】従来，自動車用エンジンの排気ガスは，触
媒コンバータにより浄化されている。上記排気ガス触媒
コンバータは，図１７に示すごとく，セラミック又は金
属で作製したハニカム構造体（ハチの巣状構造）の担体
（モノリス）と，該担体に担持した白金，パラジウム等
の触媒成分とよりなる触媒層９１を，ハウジング９５内
に配置したものが，用いられている。上記担体の長さ
は，自動車用の場合，数１０ｍｍ〜３００ｍｍ程度のも
のが一般的である。
【０００３】ところで，排気ガス中のＨＣ，ＣＯ等を酸
化して浄化する「酸化触媒」，及び理論混合気燃焼にお
ける排気ガス中のＨＣ，ＣＯの酸化とＮＯX の還元とを
同時に行う「三元触媒」においては，触媒層に流入する
ガス温度（入ガス温度）が高くなる程，反応は速くな
り，浄化率は向上する。そして，上記酸化触媒，三元触
媒の場合には，この排気ガス浄化時の温度の上限は，反
応によって決まるのではなく，触媒層を構成する担体や
触媒成分の材料面からの耐熱性で決まる。
【０００４】
【解決しようとする課題】一方，排気ガス中のＯ2 存在
下でＮＯX を還元する「リーンＮＯX 触媒」は，最高浄
化率がある入ガス温度にあり，入ガス温度が更に高くな
ると浄化率が低下し，ついにはＮＯX 浄化特性を示さな
くなる。最高浄化率を示す温度は，使われる還元剤（物
質）と触媒によって異なるが，還元剤がＨ2 の場合は９
０〜１３０℃である。また，還元剤がプロピレンのよう
なＨＣ系の場合は２５０〜３００℃程度である。そし
て，これよりも高い入ガス温度になると浄化特性は失わ
れる。
【０００５】なお，高温で担体等の材料が破壊されない
限り，再び入ガス温度が低温になると，再び浄化特性を
示すようになる。また，一般的には三元触媒を用いた場
合のＮＯX 浄化率は，大略８０％以上に達する。これに
比して，Ｏ2 存在下のリーンＮＯX 浄化の場合は，４０
〜６０％以下にとどまっているのが多い。
【０００６】一方，上記のごとき，リーンＮＯX 浄化方
法における，特定温度での最高浄化率の原因は，次のよ
うに考えることが出来る。 （ａ）・・・白金等の触媒成分は，還元剤とＮＯX との
反応（還元）と，還元剤とＯ2 との反応（酸化）のいず
れにも効力を持つ。 （ｂ）・・・従って，両者の反応は，おおむね同時に並
行的に起っており，いずれが支配的であるかの選択性は
温度で決まる。
【０００７】（ｃ）・・・Ｏ2 存在下の排気ガスとは，
ＮＯX 濃度が大略２０００〜３００００ＰＰＭ以下で，
Ｏ2 濃度が２〜３％以上を指し，Ｏ2 濃度がＮＯX に比
べきわめて多い状態をいう。従って，浄化率を高くする
ために還元剤の量を増加させても，Ｏ2 と還元剤との反
応（酸化）も増大し，酸化による発熱によって，更に触
媒温度が上昇し，一層酸化が強くなると言う悪循環をく
り返す。
【０００８】上記の最高浄化率に関して，発明者らは種
々の検討を行った。そして，Ｈ2 を還元剤とするリーン
ＮＯX 浄化方法の場合を例にとって説明すると，次のこ
とが判った。 （ｄ）・・・排気ガス中からＯ2 を除くと（ＮＯX など
他の濃度は同じ），ＮＯX 浄化率はきわめて高くなり，
三元触媒と同等又はそれ以上となること。 （ｅ）・・・浄化率を高くするために，触媒層（担体）
の長さを排気ガス流れの方向に増加させて触媒体積を大
きくしても，三元触媒と異なって，ほとんど効果がない
こと。 （ｆ）・・・ＮＯX ，Ｏ2 が共存する排気ガスの場合，
触媒層の入口から数ｍｍ付近から触媒温度が急激に高く
なること。
【０００９】（ｇ）・・・排気ガスから上記（ｄ）の場
合と逆に，ＮＯX を除いても，触媒温度の急激な上昇場
所と上昇傾向は，上記（ｆ）のケースとほぼ同じである
こと。 （ｈ）・・・以上の結果から，ＮＯX とＨ2 の反応は，
きわめて早く，かつ触媒層の入口から数ｍｍ以内の所で
起こっている。また，急激な温度上昇をしている場所以
降は，Ｏ2 とＨ2 の反応が支配的になっており，ＮＯX
とＨ2 の反応（還元）には役立っていないこと。
【００１０】また，現状の「リーンＮＯX 触媒」におけ
る触媒コンバータの構造は，基本的には「酸化触媒」や
「三元触媒」と同じで，単に担持する貴金属等を変更し
て目的に合わせている。しかし，先に述べたように触媒
内部の反応は，それぞれ大きく異なり，特にＮＯX 触媒
は，充分な浄化率を達成していない。そのため，いわゆ
るリーンＮＯX 浄化を効率的に行なう必要がある。
【００１１】また，ディーゼルエンジンの排気ガス中に
は，炭化水素等の可溶性有機物質と共にＳＯ2 等の硫黄
化合物が含有されている。そのため，排気ガス中の上記
可溶性有機物質を酸化除去しようとする場合には，その
酸化の際の反応熱によって排気ガスが高温度となる。そ
のため，この高温度によって，上記硫黄化合物が酸化さ
れてサルフェート（ＳＯ3 ，Ｈ2 ＳＯ4 など）が発生す
る。このサルフェートは，大気汚染のおそれがある（実
施例７参照）。
【００１２】そこで，上記サルフェートを発生させるこ
となく，上記可溶性有機物質を効率良く浄化することが
必要である。また，上記の可溶性有機物質は，特にディ
ーゼルエンジンを低回転，低負荷で運転する際に多く発
生する。
【００１３】本発明は，かかる従来の問題点に鑑み，エ
ンジンから排出される排気ガスを効率的に浄化するため
の浄化方法，及びそれに用いる触媒コンバータを提供し
ようとするものである。
【００１４】
【課題の解決手段】本発明は，酸素を含有する排気ガス
中よりＮＯX を浄化する方法において，ＮＯX を還元す
る能力を有する触媒層と該触媒層を通過した排気ガスを
冷却する冷却コアとよりなる浄化ユニットを複数組配列
し，これら複数の浄化ユニットの間を順次排気ガスを通
過させることにより，上記ＮＯX の浄化を行うことを特
徴とするＮＯX 浄化方法にある。
【００１５】本発明において最も注目すべきことは，触
媒層と冷却コアとを１組とする浄化ユニットを，複数個
配列し，これら複数の浄化ユニットの間に順次排気ガス
を通過させることである。
【００１６】排ガス中におけるＮＯX 浄化率向上のカギ
は，還元と併行的に（やや遅れて）反応する還元剤とＯ
2 との酸化反応を抑制することである。しかし，酸化反
応を抑制する触媒物質は存在しないから，抑制の手段は
酸化による発熱をすみやかに外部に放出し，ガス温度，
触媒温度の上昇を押さえることである。白金等の触媒物
質は還元に有効な触媒物質であるが，反面酸化反応にも
有効で，従来の考え方（単一モノリスで高浄化率を得
る）ではＮＯX 浄化を飛躍的に向上させることはできな
い。
【００１７】そこで，還元と酸化反応の発生又は進行の
時間差を利用して（酸化による発熱がやや遅れて起
る），酸化にともなう熱を放熱すれば酸化を抑制でき
る。従って，１つのユニット内のＮＯX 浄化率は（ＮＯ
X 還元反応に対する触媒活性），併行して起こる酸化反
応による発熱を冷却コアによって放熱できる範囲内にと
どめ，このユニットを積層多段化することにより，全体
として高浄化率を得ようとするものである。
【００１８】上記酸素（Ｏ2 ）を含有する排気ガスとし
ては，例えば自動車用エンジンの排気ガスがある。ま
た，本発明にかかるリーンＮＯX 浄化方法においては，
Ｈ2 ，プロピレン等の還元剤とＮＯX とを反応させて，
ＮＯX をＮ2 とＨ2 Ｏとに還元浄化する。これらの還元
剤は，排気ガス中に含有されている。また，還元剤は排
気ガス中に添加することもある。
【００１９】次に，上記ＮＯX 浄化方法に用いる触媒コ
ンバータとしては，ＮＯX を還元する能力を有する触媒
層と，該触媒層を通過した排気ガスを冷却する冷却コア
とよりなる浄化ユニットを，ハウジング内に，複数組配
列してなり，これら複数の浄化ユニットの間を順次排気
ガスを通過させるよう構成してなることを特徴とするＮ
ＯX 浄化用触媒コンバータがある。
【００２０】上記において，触媒層は，触媒成分と該触
媒成分を担持する通気性担体とよりなる。上記触媒成分
としては，白金，パラジウム，ロジウム，Ｃｕ，Ｎｉな
どを用いる。また，上記通気性担体としては，ハニカム
構造体を用いることが好ましい。この場合には，より多
くの触媒成分を担持することができる。ハニカム構造体
は，セラミックス，或いは金属により作製する。
【００２１】また，担体の長さを短くするため金網体，
或いは金属板にパンチングにより孔を設けたパンチング
メタル体等に，セラミック等をコーテングして触媒担体
として用いることが好ましい。この場合には，通気性担
体からの放熱も高めることができる。また，上記触媒層
は，厚みが１〜２０ｍｍであることが好ましい。１ｍｍ
未満では，触媒成分を充分担持させることが困難であ
る。一方，２０ｍｍを越えると，ＮＯX の還元反応と併
行的に発生する酸化反応による熱が触媒層内に滞積し，
ＮＯX の浄化率を低下させるおそれがある。
【００２２】次に，上記冷却コアは，金属製のハニカム
構造体とすることが好ましい。この場合には，触媒層で
発生した熱を効果的にハウジングの方向へ伝達し，放熱
することができる。また，上記冷却コアは，金網体，パ
ンチングメタル体とすることもできる。この場合には，
冷却コアが軽量化される。
【００２３】上記冷却コアは，ステンレススチール，耐
熱鋼，銅，アルミニウムのグループより選ばれる金属材
料により作製することができる。また，上記ハウジング
は，その外部に放熱フィンを有することが好ましい。こ
れにより，触媒コンバータ内の熱を効率的に外気へ放散
させることができる。また，同様の意味からハウジング
も金属材料により構成することが好ましい。
【００２４】また，上記複数の浄化ユニットは，排気ガ
スの上流側から下流側に至るにしたがって，各触媒層に
担持させた触媒成分の担持量が順次増大するよう設ける
こと，または担持物質が変化するように設けることが好
ましい。即ち，排気ガスは，上記浄化ユニットを通過す
るごとに，その中の未浄化ＮＯX の濃度が減少してい
く。そのため，上記のごとく，後流側に行くにつれて触
媒成分担持量を増加又は担持物を変化させれば，浄化率
が向上する。
【００２５】また，上記浄化ユニットにおける触媒層と
冷却コアとの間には，間隙を設けることが好ましい。こ
れにより，前段の触媒層を出た加熱された排気ガスは，
次段の冷却コアに入る前に，上記間隙において互いに混
合され，平均化された排気ガス温度となる。そのため，
次段の冷却コアにおいては，効率良く排気ガスを冷却す
ることができる。それ故，浄化率が向上する。
【００２６】上記間隙は４〜２０ｍｍとすることが好ま
しい。上記４ｍｍ未満では上記効果が少なく，一方２０
ｍｍを越えても上記効果の向上が少なく，かつ触媒コン
バータが長くなる。また，上記浄化ユニットは，本発明
の効果を得るために，３〜１５段設けることが好まし
い。
【００２７】また，上記複数の浄化ユニットの下流側に
は，更に排気ガス中の炭化水素を酸化する酸化触媒層を
設けることが好ましい。これにより，上記浄化ユニット
においては除去されなかった排気ガス中の炭化水素を，
効率良く酸化除去することができる。上記酸化触媒層の
触媒成分としては，白金，パラジウム，ロジウムなどを
用いる。
【００２８】次に，ディーゼルエンジンの排気ガス浄化
法としては，ディーゼルエンジンの排気ガス中における
炭化水素等の可溶性有機物質を浄化する方法において，
上記可溶性有機物質を酸化する能力を有する排気酸化触
媒層と，該排気酸化触媒層を通過した排気ガスを冷却す
る冷却コアとよりなる浄化ユニットを複数組配列し，こ
れら複数の浄化ユニットの間を順次排気ガスを通過させ
ることにより，上記可溶性有機物質の浄化を行なうこと
を特徴とする排気ガスの浄化方法がある。
【００２９】また，上記排気ガスの浄化方法に用いる触
媒コンバータとしては，ディーゼルエンジンの排気ガス
中の炭化水素等の可溶性有機物質を酸化する能力を有す
る排気酸化触媒層と該排気酸化触媒層を通過した排気ガ
スを冷却する冷却コアとよりなる浄化ユニットを，ハウ
ジング内に複数組配列してなり，これら複数の浄化ユニ
ットの間を順次排気ガスを通過させるよう構成してなる
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータがあ
る。
【００３０】上記可溶性有機物質としては，燃料中の高
沸点成分などの炭化水素，或いはシリンダ内に混入した
潤滑油などがある。また，ディーゼルエンジンの排気ガ
ス中には上記炭化水素の他に硫黄化合物も含まれてい
る。上記可溶性有機物質を酸化する能力を有する排気酸
化触媒層に用いる触媒成分としては，白金，パラジウ
ム，ロジウム及びこれらと遷移金属，例えばＶ，Ｃｒ，
Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｎとの組合せ等がある。
【００３１】また，該排気酸化触媒層に関しては，上記
通気性担体としてハニカム構造体を用いることが好まし
い。また，通気性担体の長さを短くするため，前記金網
体や前記パンチングメタル体等に，セラミック等をコー
ティングして触媒担体とすることが好ましい。また，触
媒層の厚みは，前記と同様に１〜２０ｍｍであることが
好ましい。これら排気酸化触媒層については，前記ＮＯ
X 浄化用の触媒層と同様である。
【００３２】また，冷却コアについても，前記ＮＯX 浄
化の場合と同様である。また，浄化ユニットについて
も，上記と同様に排気ガスの上流側から，下流側に至る
にしたがって，各排気酸化触媒層の触媒成分の担持量が
順次増大するよう設けることが好ましい。また，浄化ユ
ニットにおいては，排気酸化触媒層と冷却コアとの間
に，前記のごとく間隙を設けることが好ましい。間隙の
幅も前記と同様とすることが好ましい。浄化ユニットの
数も同様である。
【００３３】
【作用及び効果】本発明のＮＯX 浄化方法においては，
エンジン等より排出された排気ガスは，まず最初の浄化
ユニットの触媒層に入る。ここでは，前記のごとき還元
反応によってＮＯX がＮ2 とＨ2 Ｏとに還元，浄化され
る。また，これと併行的に還元物質とＯ2 の酸化反応に
よって熱が発生し，排気ガスの温度が上昇する。なお還
元反応によって発生する熱は酸化反応に比べれば，無視
できる程小さい。そして，温度上昇した排気ガスは冷却
コアに入り，ここで冷却される。この冷却は，冷却コア
より外気への伝熱により行われる。
【００３４】冷却された排気ガスは，次段の浄化ユニッ
トの触媒層に入り，再び上記と同様に還元浄化され，更
にその浄化ユニットの冷却コアに入って冷却される。こ
のようにして，複数の浄化ユニットにおける触媒層，冷
却コアを順次通過する間に，排気ガス中のＮＯX は還元
浄化される。そして，この還元浄化において，排気ガス
は上記各冷却コアにおける冷却，つまり酸化反応熱の冷
却によって，前記のごときＮＯX の最適浄化温度に保持
される。
【００３５】そのため，排気ガスのＮＯX は効率良く浄
化されることになる。また，上記触媒コンバータにおい
ても，上記から知られるように，優れたＮＯX 浄化効率
を発揮することができる。したがって，優れたＮＯX 浄
化能力を発揮することができる，ＮＯX 浄化方法及びそ
れに用いる触媒コンバータを提供することができる。
【００３６】また，ディーゼルエンジンの排気ガス浄化
方法においては，ディーゼルエンジンより排出された排
気ガスは，まず最初の浄化ユニットの排気酸化触媒層に
入る。ここでは，排気酸化触媒層の酸化触媒によって，
排気ガス中の可溶性有機物質が酸化（浄化）され，それ
と共に酸化反応熱を発生する。そのため，排気ガスの温
度が上昇する。そして，温度上昇した排気ガスは冷却コ
アに入り，ここで冷却される。即ち，排気ガス中の熱は
冷却コアに伝達されて，外気へと放出される。
【００３７】冷却された排気ガスは，最初の浄化ユニッ
トの入口温度と同程度となり，第２段目の浄化ユニット
に入る。そして，それ以降の浄化ユニットにおいても上
記最初の浄化ユニットの場合と同様に上記の酸化（浄
化），発熱，放熱が繰り返される。そのため，各浄化ユ
ニットに入る排気ガスは，最初の浄化ユニットに入った
ときと略同程度の温度に維持される。それ故，排気ガス
は，硫黄化合物が酸化されてサルフェートを生成するよ
うな高温とならない。
【００３８】したがって，従来の，単一で長尺のモノリ
ス触媒コンバータの場合のように，排気ガスの温度がコ
ンバータ中で高温となり，サルフェートを発生するとい
うことがない。したがって，上記浄化方法及び触媒コン
バータによれば，サルフェートを発生させることなく，
効率的に可溶性有機物質を浄化することができる，ディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化方法及びそれに用いる触
媒コンバータを提供することができる。
【００３９】
【実施例】
実施例１ 本発明の実施例にかかる，ＮＯX 浄化方法及び触媒コン
バータにつき図１〜図４を用いて説明する。本例におい
て，上記ＮＯX 浄化方法に用いる触媒コンバータ１００
は，図１に示すごとく，ＮＯX を還元する能力を有する
触媒層１と，該触媒層１を通過した排気ガスを冷却する
冷却コア２とよりなる浄化ユニット１０をハウジング３
内に複数組配列してなり，これら複数の浄化ユニット１
０の間を順次排気ガスを通過させるよう構成してなる。
【００４０】上記触媒コンバータ１００は，図１，図４
に示すごとく，排気ガスパイプ１６２を介して，エンジ
ン１６の排気マニホールド１６１に接続されている。ま
た触媒コンバータ１００の後流側は，排気ガスパイプ１
６３を介して，マフラー（図示略）に接続する。なお，
図４において，符号１７は自動車の床である。
【００４１】次に，上記触媒層１は，図２（Ａ）に示す
ごとく，薄板状（例えば０．５〜１．０ｍｍ厚み）のハ
ニカム構造体で作製されており，該ハニカム構造体には
酸素を含有する排気ガス中でＮＯX を浄化する能力を有
する触媒成分が担持されている。具体例としては，上記
ハニカム構造体はコージエライトセラミックス製で，触
媒成分としては，白金が担持されている。
【００４２】また，上記冷却コアとしては，図２（Ｂ）
に示すごとく，ステンレススチール製のハニカム構造体
である。その厚みは，上記触媒層よりも大きい（例えば
１〜２ｍｍ）。ハウジング３もステンレススチール製で
ある。また，上記触媒層１と冷却コア２とを１組みとす
る浄化ユニット１０は，ハウジング３内に５組み配設し
てある。また，ハウジング３の外周には，図１，図３に
示すごとく，車速によって冷却できるようその長手方向
に沿って放熱フィン３５が設けてある。
【００４３】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例の触媒コンバータ１００により，ＮＯX 浄化を行うに
当たっては，図１に示すごとく，エンジン１６から排出
される排気ガスが触媒コンバータ１００内に導入され
る。そして，上記排気ガスは，最初の浄化ユニットの触
媒層１に入り，還元反応によってＮＯX がＮ2 とＨ2 Ｏ
とに還元浄化される。また，この還元反応の始まりより
やや遅れて起こる還元剤とＯ2 との反応によって反応熱
が発生し，排気ガスはその温度が上昇する。
【００４４】そして，昇温した排気ガスは，冷却コア２
に入り，ここで冷却される。すなわち，冷却コア２にお
いては，排気ガス中の熱を奪い，その周囲にあるハウジ
ング３へ放熱する。また，ハウジング３はその外周に放
熱フィン３５を有する。そのため，上記の反応熱は効率
良く触媒コンバータ１００の外へ放熱される。そのた
め，最初の浄化ユニット１０を出た排気ガスは冷却され
る。
【００４５】次に，上記のように最初の浄化ユニット１
０によって冷却された排気ガスは，次段の浄化ユニット
の触媒層１に入る。そして，ここで再び還元浄化が行わ
れ，その際発生した反応熱は上記と同様に，上記触媒層
１の後流に設けた冷却コア２によって冷却される。この
ようにして，排気ガスは，５つのユニットを順次通過
し，酸化反応を抑制しつつ高浄化率が得られる適切な温
度に維持され，ＮＯX 浄化に供される。それ故，排気ガ
ス中のＮＯX を，効率良く浄化することができる。
【００４６】実施例２ 本例は，触媒コンバータに用いる触媒層として，図５
（Ａ），（Ｂ）に示すごとく，金属製の網状体の触媒層
１１を用いた例を示す。この網状体の触媒層１１は，例
えば，担体用のセラミックス粒子を該網状体の表面にコ
ーティングし，その上に触媒成分を担持したものを用い
る。この場合網状体は，例えば線径が０．６〜１．０ｍ
ｍで，目の荒さ１ｍｍ2 である。
【００４７】また，上記網状体は，上記触媒成分及び担
体用セラミックス粒子を担持することなく，冷却コア２
として用いることもできる。また，上記網状体は，その
厚みを増すために，複数枚を重ねて触媒層或いは冷却コ
アとして用いることもできる。その他は，実施例１と同
様である。本例においても，実施例１と同様の作用効果
を得ることができる。
【００４８】実施例３ 本例は，触媒コンバータに用いる冷却コアとして，図６
（Ａ），（Ｂ）に示すごとく，金属製のパンチングメタ
ルを用いた例を示す。このパンチングメタルは，厚さ約
０．５ｍｍの金属板を用い，これに長孔２２を設けたも
のである。また，長孔２２を設けた際に生ずる小片部分
２１は，その一片部が本体に連結された状態にある。
【００４９】また，上記パンチングメタルは，上記冷却
コアの他に，その表面に前記実施例２で示したごとくセ
ラミックス粒子，触媒成分を担持して，触媒層１として
用いることもできる。また，上記パンチングメタルは，
冷却コア２，触媒層１の厚みを増すために，複数枚を重
ねて用いることもできる。その他は，実施例２と同様で
ある。本例においても，実施例１と同様の効果を得るこ
とができる。
【００５０】実施例４ 本例は，図７に示すごとく，触媒層１と冷却コア２とを
直列配置すると共に，これらの間には，全て間隙２４を
設けたものである。その他は，実施例１と同様である。
本例によれば，１つの浄化ユニット１０における触媒層
１と冷却コア２との間，各浄化ユニットの間に，全て間
隙２４を設けている。そのため，まず最初の触媒層１を
出た排気ガスは，冷却コア２との間の間隙２４において
乱流を生じて混合され，次いで冷却コア２に入り，ここ
で冷却される。
【００５１】また，上記冷却コア層を出た排気ガスは，
次の触媒層１に入る前に，上記間隙において同様に混合
され，触媒層１に入る。そのため，触媒層１で昇温され
た排気ガスを効率的に冷却することができる。また，本
例によれば，実施例１と同様の効果を得ることができ
る。
【００５２】実施例５ 前記実施例１に示した触媒コンバータを用い，触媒コン
バータの入口における排気ガスの入ガス温度を種々に変
えて，ＮＯX の浄化率を測定した。上記排気ガスは，自
動車用エンジンの排気ガスを用いた。また，この浄化
は，酸素を含有する排気ガス中よりＮＯX を浄化する，
いわゆるリーンＮＯX 浄化法である。また，比較のため
に，前記従来例に示した触媒コンバータを用いて，同様
に浄化を測定した。その結果を図８に示す。
【００５３】上記本発明にかかる触媒コンバータは，触
媒層１がセラミックス製のハニカム構造体であり，その
厚み（軸方向長さ）は５ｍｍであった。また，冷却コア
は金属製のハニカム構造体で，その厚みは１０ｍｍであ
った。これら１組のユニットの長さは１５ｍｍで，全部
で１０組のユニット（全長２００ｍｍ）を用いた。ま
た，触媒層１に担持した触媒成分はであった。
【００５４】一方，比較例の触媒コンバータにおいて
は，触媒層１の長さは，本例における全ての触媒層と冷
却コアとの全長（全ユニット）の長さと同じである。そ
の他は，上記と同じである。また，比較例では，冷却コ
アは用いていない。
【００５５】図８より知られるごとく，本発明品，比較
例品，いずれの場合も，入ガス温度がほぼ同じ温度範囲
において，浄化率が高い。しかし，本発明品は，比較例
品に比して高い浄化率を示している。これは，触媒層と
冷却コアとの組合せによる効果である。
【００５６】実施例６ 本例は，図９に示すごとく，実施例１に示したＮＯX 浄
化用触媒コンバータにおいて，複数の浄化ユニット１０
の下流側に，更に酸化触媒層１８を設けたものである。
上記酸化触媒層１８は，最終段の浄化ユニット１０の下
流において，ハウジング３の中に配置されている。その
他は，実施例１と同様である。
【００５７】また，上記酸化触媒層１８としては，例え
ば長さ８０ｍｍのものを用いる。酸化触媒成分として
は，パラジウム又は白金を用いる。また，酸化触媒層１
８の部分は，温度上昇があっても良いから，放熱の必要
がない。それ故，酸化触媒層１８が位置しているハウジ
ングの外周にはフィンを設けていない。
【００５８】本例によれば，浄化ユニット１０において
浄化されなかった排気ガス中の炭化水素は，上記酸化触
媒層１８により効率的に浄化することができる。即ち，
排気ガス中に含まれる炭化水素を還元剤として，ＮＯX
を浄化する３ウェイ触媒，リーンバーン用リーンＮＯX
触媒，ディーゼルエンジン排気ガス用ＮＯX 触媒を，前
記浄化ユニット１０の触媒層１に用いた場合，ＮＯX 浄
化に使用された残りの炭化水素も浄化しておく必要があ
る。本例によれば，このような残りの炭化水素も効率良
く浄化することができる。その他，実施例１と同様の効
果を得ることができる。
【００５９】実施例７ 本例は，図１０〜図１２に示すごとく，ディーゼルエン
ジンの排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータを示す
ものである。本例の触媒コンバータ４００は，図１０に
示すごとく，ディーゼルエンジン４６の排気ガス中の炭
化水素等の可溶性有機物質を酸化する能力を有する排気
酸化触媒層４と，該排気酸化触媒層４を通過した排気ガ
スを冷却する冷却コア２とよりなる浄化ユニット４０を
有する。該浄化ユニット４０は，ハウジング３の内部
に，複数組を配列してなり，これら複数の浄化ユニット
４０の間を順次排気ガスを通過させるよう構成してあ
る。
【００６０】また，図１０に示すごとく，ディーゼルエ
ンジン４６と触媒コンバータ４００とは排気パイプ４６
２により連結されている。また，ハウジング３の外周に
は，実施例１と同様に放熱用のフィン３５が設けてあ
る。上記排気酸化触媒層４としては，白金系の触媒を用
いる。また，この触媒成分を担持する担体はアルミナ系
のハニカム体で，その長さは３０ｍｍである。その他は
実施例１と同様である。
【００６１】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例の触媒コンバータ４００により，可溶性有機物質の浄
化を行なうに当たっては，図１０に示すごとく，ディー
ゼルエンジン４６から排出される排気ガスが触媒コンバ
ータ４００内に導入される。そして，上記排気ガスは，
最初の浄化ユニットの排気酸化触媒層４に入り，酸化反
応によって可溶性有機物質がＣＯ2 とＨ2 Ｏとに浄化さ
れる。また，この反応によって反応熱が発生し, 排気ガ
スはその温度が上昇する。
【００６２】そして，昇温した排気ガスは，冷却コア２
に入り，ここで冷却される。即ち，冷却コア２において
は，排気ガス中の熱を奪い，その周囲にあるハウジング
３へ放熱する。また，ハウジング３はその外周に放熱フ
ィン３５を有する。そのため，上記の反応熱は効率良く
触媒コンバータ４００の外へ放熱される。そのため，最
初の浄化ユニット４０を出た排気ガスは，その入口にお
ける温度付近まで，冷却される。
【００６３】次に，上記のように最初の浄化ユニット１
０によって冷却された排気ガスは，次段の浄化ユニット
の排気酸化触媒層４に入る。そして，ここで再び可溶性
有機物質の浄化が行なわれ，その際発生した反応熱は上
記と同様に，その下流に設けた冷却コア２によって冷却
される。
【００６４】このようにして，排気ガスは，５つの浄化
ユニットを順次通過し，過度の酸化反応を抑制しつつ，
高浄化率が得られる適切な温度に維持され，可溶性有機
物質の浄化に供される。また，上記浄化の際には，排気
ガスが高温に上昇しないので，ディーゼルエンジンの排
気ガス中に含まれている硫黄化合物が高温酸化されるこ
とがない。そのため，サルフェートを発生するというこ
とがない。
【００６５】以下に，その詳細を，図１１，図１２を用
いて説明する。即ち，図１１は，排気ガスにおける可溶
性有機物質（曲線ＳＯＦ）の浄化率，又は排気ガス中の
硫黄化合物（曲線Ｓ）のサルフェート生成率と，排気ガ
ス温度との関係を示している。この排気ガス温度は，排
気酸化触媒層の入口温度又は触媒床の温度を示してい
る。なお，同図は，本例の図１０の触媒コンバータと異
なり冷却コアを有しない，従来のモノリス型排気酸化触
媒層の場合を示している。
【００６６】ところで，可溶性有機物質中の炭化水素は
単一の物質ではなく，種々の炭化水素成分を含有してい
る。そのため，可溶性有機物質の浄化率と排気ガス温度
との関係は，同図に２つの点線で示すごとく，ある幅を
有している。そして，温度が上昇するにつれて可溶性有
機物質の浄化率は上昇する。
【００６７】一方，排気ガス中の硫黄化合物は，可溶性
有機物質よりも高い温度で排気ガス中の酸素と反応し，
温度が上がるにつれてそのサルフェート生成率が上昇す
る。例えば，同図のＭ点の温度では，可溶性有機物質は
ほぼ１００％浄化されるが，硫黄化合物が酸化されてサ
ルフェートが生成される。一方，それより低温のＬ点の
温度では，サルフェートの生成はないが，可溶性有機物
質の浄化は不十分である。
【００６８】上記の現象を触媒層の中について説明する
と図１２に示すごとく，酸化触媒層４５の中に，可溶性
有機物質を含んだ排気ガスが入ると，酸化反応によって
反応熱が発生する。この熱は，酸化触媒層４５の内部で
蓄積されて，同図の下方に曲線Ｎで示すように，酸化触
媒層４５の下流へ至るにしたがって排気ガスの温度を上
昇させる。そして，酸化触媒層４５における，入口４５
１からの所定長さＸを越えると，硫黄化合物の酸化が生
じ，サルフェートが発生する。
【００６９】即ち，従来の酸化触媒層においては，上記
所定長さＸの位置より下流では，酸化触媒層４５がサル
フェートを発生させる高温度に上昇してしまうのであ
る。上記より知られるごとく，酸化触媒層４５の入口４
５１から，上記の所定長さＸまでの間においては，サル
フェートの発生がないか，極めて僅かである。
【００７０】本発明は，上記の点に着目したもので，上
記硫黄化合物の酸化，つまりサルフェートの生成を抑制
しながら，可溶性有機物質を効率良く浄化するのであ
る。即ち，上記排気酸化触媒層と冷却コアとからなる，
複数組の浄化ユニットを用いることによって，可溶性有
機物質の浄化の際の反応熱を冷却コアより外部へ放出し
て，触媒コンバータ内の温度上昇を抑制するのである。
従って，本例によれば，サルフェートを発生させること
なく，可溶性有機物質の浄化を効率良く行なうことがで
きる。
【００７１】実施例８ 本例は，図１３，図１４に示すごとく，触媒コンバータ
を偏平状としたものである。即ち，本例の触媒コンバー
タ１０５は，図１４に示すごとく，その断面が偏平状で
ある。また，ハウジング３の周囲には多数の放熱フィン
３５を有している。
【００７２】本例によれば，ハウジング３が偏平状であ
るため，上下方向への放熱性が良く，冷却コア２からの
放熱を促進させることができる。その他は，実施例１と
同様である。また，本例は，ＮＯx 浄化に関する実施例
１，ディーゼルエンジンの排気ガス浄化に関する実施例
７にも適用でき，これらの各実施例と同様の効果を得る
ことができる。
【００７３】実施例９ 本例は，図１５，図１６に示すごとく，触媒コンバータ
を２系統としたものである。また，各触媒コンバータ
は，実施例８と同様に偏平状である。即ち，本例におい
ては，排気パイプ１６２に対して，２つの触媒コンバー
タ１０６，１０７を接続している。両触媒コンバータ
は，横方向に偏平状で，かつ横方向に並列配置してあ
る。また，触媒コンバータのハウジング３には，放熱フ
ィン３５が設けてある。
【００７４】本例によれば，各触媒コンバータが小型化
できるので，大型のものに比較して，放熱性を向上させ
ることができる。また，実施例８と同様の効果を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における触媒コンバータの全体説明
図。
【図２】実施例１における触媒層（Ａ）及び冷却コア
（Ｂ）の斜視図。
【図３】実施例１におけるハウジングの断面図。
【図４】実施例１における触媒コンバータの配置説明
図。
【図５】実施例２における触媒層の正面図及び断面図。
【図６】実施例３における冷却コアの正面図及び断面
図。
【図７】実施例４における触媒コンバータの説明図。
【図８】実施例５における入ガス温度とＮＯX 浄化率の
関係を示す線図。
【図９】実施例６おける触媒コンバータの説明図。
【図１０】実施例７における触媒コンバータの全体説明
図。
【図１１】実施例７における排気ガス温度と，可溶性有
機物質浄化率又はサルフェート生成率との関係を示す線
図。
【図１２】実施例７における，触媒コンバータの長さ方
向と排気ガス温度上昇の関係を示す線図。
【図１３】実施例８における触媒コンバータの平面説明
図。
【図１４】実施例８における触媒コンバータの，図１３
のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図１５】実施例９における触媒コンバータの平面説明
図。
【図１６】実施例９における触媒コンバータの，図１５
のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図１７】従来例における触媒コンバータの説明図。
【符号の説明】
１．．．触媒層， １０．．．浄化ユニット， １６．．．エンジン， ２．．．冷却コア， ２４．．．間隙， ３．．．ハウジング， ３５．．．放熱フィン， ４．．．排気酸化触媒層， ４０．．．浄化ユニット， ４６．．．ディーゼルエンジン， ４００．．．触媒コンバータ，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３ Ｃ (72)発明者 横井 豊 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大島 雄次郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 酸素を含有する排気ガス中よりＮＯX を
    浄化する方法において，ＮＯX を還元する能力を有する
    触媒層と該触媒層を通過した排気ガスを冷却する冷却コ
    アとよりなる浄化ユニットを複数組配列し，これら複数
    の浄化ユニットの間を順次排気ガスを通過させることに
    より，上記ＮＯX の浄化を行うことを特徴とするＮＯX
    浄化方法。
  2. 【請求項２】 ＮＯX を還元する能力を有する触媒層と
    該触媒層を通過した排気ガスを冷却する冷却コアとより
    なる浄化ユニットを，ハウジング内に，複数組配列して
    なり，これら複数の浄化ユニットの間を順次排気ガスを
    通過させるよう構成してなることを特徴とするＮＯX 浄
    化用触媒コンバータ。
  3. 【請求項３】 請求項２において，上記複数の浄化ユニ
    ットの下流側に，更に排気ガス中の炭化水素を酸化する
    酸化触媒層を設けてなることを特徴とするＮＯX 浄化用
    触媒コンバータ。
  4. 【請求項４】 ディーゼルエンジンの排気ガス中におけ
    る炭化水素等の可溶性有機物質を浄化する方法におい
    て，上記可溶性有機物質を酸化する能力を有する排気酸
    化触媒層と，該排気酸化触媒層を通過した排気ガスを冷
    却する冷却コアとよりなる浄化ユニットを複数組配列
    し，これら複数の浄化ユニットの間を順次排気ガスを通
    過させることにより，上記可溶性有機物質の浄化を行な
    うことを特徴とする排気ガスの浄化方法。
  5. 【請求項５】 ディーゼルエンジンの排気ガス中の炭化
    水素等の可溶性有機物質を酸化する能力を有する排気酸
    化触媒層と該排気酸化触媒層を通過した排気ガスを冷却
    する冷却コアとよりなる浄化ユニットを，ハウジング内
    に複数組配列してなり，これら複数の浄化ユニットの間
    を順次排気ガスを通過させるよう構成してなることを特
    徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータ。
JP5350257A 1993-09-16 1993-12-28 排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ Pending JPH07132212A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5350257A JPH07132212A (ja) 1993-09-16 1993-12-28 排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ
US08/304,228 US5474745A (en) 1993-09-16 1994-09-12 Catalytic converter for purifying exhaust gas

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-254688 1993-09-16
JP25468893 1993-09-16
JP5350257A JPH07132212A (ja) 1993-09-16 1993-12-28 排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07132212A true JPH07132212A (ja) 1995-05-23

Family

ID=26541787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5350257A Pending JPH07132212A (ja) 1993-09-16 1993-12-28 排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5474745A (ja)
JP (1) JPH07132212A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6826041B2 (en) 2002-10-07 2004-11-30 Sun Yu Dynamic angle computer monitor
WO2010123251A3 (ko) * 2009-04-21 2011-01-27 ㈜엘지하우시스 다공성 세라믹 구조체 및 이를 포함하는 제습/가습 장치
JP2015531671A (ja) * 2012-08-02 2015-11-05 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 二酸化窒素濃度を低減する方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5727385A (en) * 1995-12-08 1998-03-17 Ford Global Technologies, Inc. Lean-burn nox catalyst/nox trap system
DE19600558C2 (de) * 1996-01-09 1998-10-22 Daimler Benz Ag Verfahren zur Verringerung von Stickoxiden in Abgasen von Dieselmotoren
US5921076A (en) * 1996-01-09 1999-07-13 Daimler-Benz Ag Process and apparatus for reducing nitrogen oxides in engine emissions
JP3509426B2 (ja) * 1996-05-24 2004-03-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
DE19746658A1 (de) * 1997-10-22 1999-04-29 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Temperaturbereiches eines NOx-Speichers in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors
US6347511B1 (en) * 1999-12-21 2002-02-19 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas purification system for lean burn engine
US6820417B2 (en) * 2001-11-29 2004-11-23 Analytical Engineering, Inc. Exhaust aftertreatment system and method for an internal combustion engine
DK1515012T3 (da) * 2003-09-11 2007-02-19 Pankl Emission Control Systems Anordning til fjernelse af sodpartikler fra en udstödningsgasström i forbrændingsmotorer
US7488462B2 (en) * 2005-04-26 2009-02-10 The Ohio State University Multi-stage catalyst systems and uses thereof
FR2921971A1 (fr) * 2007-10-05 2009-04-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Ligne d'echappement de moteur de vehicule automobile comportant un dispositif empechant un echauffement critique
CN102656344B (zh) * 2010-08-06 2016-04-20 Avl测试系统公司 颗粒物测量系统
AT511051B1 (de) 2011-01-27 2013-01-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Katalysatoranordnung für eine abgasreinigungsvorrichtung einer brennkraftmaschine
JP5846137B2 (ja) * 2013-02-13 2016-01-20 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバーター
USD704745S1 (en) * 2013-10-11 2014-05-13 Kenneth Richard Catalytic converter exhaust trap
USD704747S1 (en) * 2013-10-11 2014-05-13 Kenneth Richard Catalytic converter exhaust trap
USD704746S1 (en) * 2013-10-11 2014-05-13 Kenneth Richard Catalytic converter exhaust trap
USD704228S1 (en) * 2013-10-11 2014-05-06 Kenneth Richard Catalytic converter exhaust trap
USD705270S1 (en) * 2013-10-11 2014-05-20 Kenneth Richard Catalytic converter exhaust trap
DE102014008411A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Airbus Defence and Space GmbH Vorrichtung zur Vorkühlung und Reinigung von Triebwerkszapfluft
JP6809962B2 (ja) * 2017-03-30 2021-01-06 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
CN110075704A (zh) * 2019-04-04 2019-08-02 南京沿江资源生态科学研究院有限公司 一种多级多功能的催化反应器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547916A (en) * 1946-10-16 1951-04-03 Monsanto Chemicals Multistage continuous reaction process for the production of vinyl acetate
GB1519343A (en) * 1974-09-03 1978-07-26 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Gas purifying devices
DE3407172C2 (de) * 1984-02-28 1986-09-04 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren
JPH0611381B2 (ja) * 1986-10-17 1994-02-16 株式会社豊田中央研究所 排ガス浄化方法
JPH0626672B2 (ja) * 1987-03-05 1994-04-13 株式会社豊田中央研究所 排気浄化触媒及びその製造方法
JPS647935A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Nissan Motor Catalytic converter device
US4945721A (en) * 1988-04-14 1990-08-07 Environmental Research International, Inc. Electromagnetic converter for reduction of exhaust emissions
KR920009120B1 (ko) * 1988-07-06 1992-10-13 우스이 고꾸사이 산교 가부시끼가이샤 배기가스 정화용 촉매를 담지하기 위한 금속제 담지모체(擔持母體)
JPH0619793Y2 (ja) * 1988-11-30 1994-05-25 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置
US5346675A (en) * 1988-12-16 1994-09-13 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas cleaning apparatus
JPH0619792Y2 (ja) * 1988-12-16 1994-05-25 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置
CA2024154C (en) * 1989-08-31 1995-02-14 Senshi Kasahara Catalyst for reducing nitrogen oxides from exhaust gas
US5272871A (en) * 1991-05-24 1993-12-28 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method and apparatus for reducing nitrogen oxides from internal combustion engine
JPH0570644U (ja) * 1992-02-28 1993-09-24 三恵技研工業株式会社 触媒コンバータ
US5308501A (en) * 1993-04-02 1994-05-03 Eckert C Edward Treatment system for alkaline or acidic solution containing heavy metals

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6826041B2 (en) 2002-10-07 2004-11-30 Sun Yu Dynamic angle computer monitor
WO2010123251A3 (ko) * 2009-04-21 2011-01-27 ㈜엘지하우시스 다공성 세라믹 구조체 및 이를 포함하는 제습/가습 장치
CN102405377A (zh) * 2009-04-21 2012-04-04 乐金华奥斯有限公司 多孔性陶瓷结构体及包括该陶瓷结构体的除湿/加湿装置
US8657265B2 (en) 2009-04-21 2014-02-25 Lg Hausys, Ltd. Porous ceramic structure, and dehumidification/humidification apparatus comprising same
CN102405377B (zh) * 2009-04-21 2014-05-28 乐金华奥斯有限公司 多孔性陶瓷结构体及包括该陶瓷结构体的除湿/加湿装置
JP2015531671A (ja) * 2012-08-02 2015-11-05 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 二酸化窒素濃度を低減する方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5474745A (en) 1995-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5474745A (en) Catalytic converter for purifying exhaust gas
JP2887984B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US8168125B2 (en) Diesel oxidation catalyst and exhaust system provided with the same
CN103306784B (zh) 用于排气后处理的排气后处理系统和方法
JP6085316B2 (ja) 自動車排ガス浄化装置の触媒コンバータ部品および触媒コンバータ部品の使用
Cavataio et al. Cu/zeolite SCR on high porosity filters: laboratory and engine performance evaluations
US7094728B2 (en) Method for control of washcoat distribution along channels of a particulate filter substrate
JP4768260B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
US20060162323A1 (en) Diesel engine after treatment device for conversion of nitrogen oxide and particulate matter
US10408102B2 (en) Oxidation catalyst device for exhaust gas purification
JP2004084666A (ja) ディーゼルエンジンの排気ガスからのスス微粒子の除去
JP2003293729A (ja) 炭素粒子の減少装置
JPH10202105A (ja) ディーゼル排ガス用酸化触媒
JP2003206733A (ja) 内燃機関用排気ガス浄化装置
US20130302214A1 (en) Coated diesel particle filter
US10005031B2 (en) Dual-layer catalyst
CA2776329C (en) Process and apparatus for purification of an exhaust gas from an internal combustion engine
RU2006144806A (ru) Носитель размещаемого вблизи двигателя каталитического нейтрализатора
JP2003184546A (ja) 燃焼エンジンの排気ガス中のガス状汚染物質の触媒コンバージョンのための方法およびデバイス
CN110869106A (zh) 机动车用排气设备
JP2005144343A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化触媒および排気ガス浄化装置
JPH086582B2 (ja) エンジンの排気ガス浄化用触媒装置
JPH06205983A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP4413366B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH08266868A (ja) 窒素酸化物の除去方法及び装置