JPH10205325A - NOx還元除去用ハニカム触媒装置 - Google Patents
NOx還元除去用ハニカム触媒装置Info
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- JPH10205325A JPH10205325A JP9008845A JP884597A JPH10205325A JP H10205325 A JPH10205325 A JP H10205325A JP 9008845 A JP9008845 A JP 9008845A JP 884597 A JP884597 A JP 884597A JP H10205325 A JPH10205325 A JP H10205325A
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- honeycomb catalyst
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 還元ガスを多く含んだ排気ガスが下流側触
媒まで均等供給されて、触媒全体で還元反応が促進さ
れ、高浄化性能が長期間維持されうるNOx還元除去用
ハニカム触媒装置を提供する。 【解決手段】 ハニカム担体のセル内面に触媒層をコー
トした複数のハニカム触媒6及び7を、排気ガスGの流
れ方向に直列に、しかも隣接して配設すると共に、上流
側のハニカム触媒6のセル寸法を下流側のハニカム触媒
7のそれよりも大きく形成する。
媒まで均等供給されて、触媒全体で還元反応が促進さ
れ、高浄化性能が長期間維持されうるNOx還元除去用
ハニカム触媒装置を提供する。 【解決手段】 ハニカム担体のセル内面に触媒層をコー
トした複数のハニカム触媒6及び7を、排気ガスGの流
れ方向に直列に、しかも隣接して配設すると共に、上流
側のハニカム触媒6のセル寸法を下流側のハニカム触媒
7のそれよりも大きく形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気ガス
中からNOxを還元除去するNOx還元除去用ハニカム
触媒装置に関する。
中からNOxを還元除去するNOx還元除去用ハニカム
触媒装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼル機関や、リーンバーン
ガソリン機関等の内燃機関の排気ガス中からNOxを還
元除去する触媒については種々の研究や提案がなされて
いる。このような触媒は、例えば、ハニカム形状に成形
したコージェライト等からなる担体のセル内面に活性金
属種を含むアルミナ等からなる触媒層をコートして形成
され、内燃機関の排気管やコンバータ内に配設して使用
される。
ガソリン機関等の内燃機関の排気ガス中からNOxを還
元除去する触媒については種々の研究や提案がなされて
いる。このような触媒は、例えば、ハニカム形状に成形
したコージェライト等からなる担体のセル内面に活性金
属種を含むアルミナ等からなる触媒層をコートして形成
され、内燃機関の排気管やコンバータ内に配設して使用
される。
【0003】上記のごとき触媒によりNOxを還元除去
するには、還元剤を排気ガス中に混入させていることが
必要である。そしてこの還元剤としては、燃焼室から排
出される未燃HCや、排気管中に噴射供給される燃料
(HC)が用いられるが、触媒成分によっては、炭素あ
るいは一酸化炭素が利用される場合もある。上記還元剤
を含む排気ガスが前記のハニカム触媒の各セル内を通過
する際に、NOxの還元反応が促進されるが、このハニ
カム触媒は、触媒配設時の排圧等を考慮しつつ、内燃機
関の排気ガス量に見合ったセル内面、即ち触媒層の表面
積が得られるように、その径、長さ及びセル寸法を適切
に設定しなければならない。
するには、還元剤を排気ガス中に混入させていることが
必要である。そしてこの還元剤としては、燃焼室から排
出される未燃HCや、排気管中に噴射供給される燃料
(HC)が用いられるが、触媒成分によっては、炭素あ
るいは一酸化炭素が利用される場合もある。上記還元剤
を含む排気ガスが前記のハニカム触媒の各セル内を通過
する際に、NOxの還元反応が促進されるが、このハニ
カム触媒は、触媒配設時の排圧等を考慮しつつ、内燃機
関の排気ガス量に見合ったセル内面、即ち触媒層の表面
積が得られるように、その径、長さ及びセル寸法を適切
に設定しなければならない。
【0004】しかしながら、従来、前記のごとくセル寸
法を設定しても、期待したほどの浄化性能が得られなか
ったり、比較的早期に浄化性能の低下や目詰まりを起こ
すことがあった。これは還元剤の大部分が、触媒の入口
付近の上流側で消費されてしまい、下流側では還元反応
が殆ど生じていないことが主たる原因であることが本発
明者等による実験等の結果判明した。特に、図6に示す
ごとく、ハニカム触媒1の上流側における還元剤の消費
は、NOx還元反応によるもののほか、還元剤がセル内
面に付着して炭素析出、即ちコーキング2を生じること
によるものであり、これが図6のごとく成長して分布す
ることによって排気ガスの通過を妨げ、ハニカム触媒1
の上流側における還元反応を低下させると共に、入り口
付近で目詰まりを起こして還元剤を多く含んだ排気ガス
がハニカム触媒1の下流側まで均等に供給できなくな
り、触媒全体での還元、反応が不活発になり、期待通り
の浄化性能が得られないということになる。
法を設定しても、期待したほどの浄化性能が得られなか
ったり、比較的早期に浄化性能の低下や目詰まりを起こ
すことがあった。これは還元剤の大部分が、触媒の入口
付近の上流側で消費されてしまい、下流側では還元反応
が殆ど生じていないことが主たる原因であることが本発
明者等による実験等の結果判明した。特に、図6に示す
ごとく、ハニカム触媒1の上流側における還元剤の消費
は、NOx還元反応によるもののほか、還元剤がセル内
面に付着して炭素析出、即ちコーキング2を生じること
によるものであり、これが図6のごとく成長して分布す
ることによって排気ガスの通過を妨げ、ハニカム触媒1
の上流側における還元反応を低下させると共に、入り口
付近で目詰まりを起こして還元剤を多く含んだ排気ガス
がハニカム触媒1の下流側まで均等に供給できなくな
り、触媒全体での還元、反応が不活発になり、期待通り
の浄化性能が得られないということになる。
【0005】一方、モノリス触媒を排気の流れの方向に
おいて複数個の層に分割し、隣接する触媒層の格子が一
致しないように段違いに構成した触媒コンバータに関す
る技術が実開昭61−144213号公報が提案されて
いる。しかし、この技術はモノリス触媒において通過排
気ガスが層流化されることを防止して、乱流を維持しよ
うとするものであり、還元剤を多く含んだ排気ガスを触
媒の下流側まで均等に供給することを目的とするもので
はない。
おいて複数個の層に分割し、隣接する触媒層の格子が一
致しないように段違いに構成した触媒コンバータに関す
る技術が実開昭61−144213号公報が提案されて
いる。しかし、この技術はモノリス触媒において通過排
気ガスが層流化されることを防止して、乱流を維持しよ
うとするものであり、還元剤を多く含んだ排気ガスを触
媒の下流側まで均等に供給することを目的とするもので
はない。
【0006】また、複数のセルによるガス通路が形成さ
れたモノリス触媒を、排気ガスの流れ方向に沿って、軸
方向端面間に空隙を有する状態で直列に複数個配設した
触媒コンバータにおいて、上流側のモノリス触媒のセル
寸法を下流側のモノリス触媒のセル寸法よりも大きくし
た触媒コンバータに関する発明が特開昭63−1812
3号公報で提案されいる。
れたモノリス触媒を、排気ガスの流れ方向に沿って、軸
方向端面間に空隙を有する状態で直列に複数個配設した
触媒コンバータにおいて、上流側のモノリス触媒のセル
寸法を下流側のモノリス触媒のセル寸法よりも大きくし
た触媒コンバータに関する発明が特開昭63−1812
3号公報で提案されいる。
【0007】しかし、この発明もモノリス触媒において
通過排気ガスが層流化されることを防止して乱流を維持
しようとするものであり、還元剤の均等供給を目的とし
たものではない。また、この触媒コンバータにおいて
は、上流側触媒と、下流側触媒との間に乱流を発生させ
るための空隙を必要としており、一連のモノリス触媒の
相互の影響を考慮したものではなく、また、必然的に大
型の装置となる欠点がある。
通過排気ガスが層流化されることを防止して乱流を維持
しようとするものであり、還元剤の均等供給を目的とし
たものではない。また、この触媒コンバータにおいて
は、上流側触媒と、下流側触媒との間に乱流を発生させ
るための空隙を必要としており、一連のモノリス触媒の
相互の影響を考慮したものではなく、また、必然的に大
型の装置となる欠点がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、還元ガスを
多く含んだ排気ガスが下流側触媒まで均等供給され、触
媒全体での還元反応が促進され、高い浄化性能が長期間
維持されうるNOx還元除去用ハニカム触媒装置を提供
することを目的とするものである。
多く含んだ排気ガスが下流側触媒まで均等供給され、触
媒全体での還元反応が促進され、高い浄化性能が長期間
維持されうるNOx還元除去用ハニカム触媒装置を提供
することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るNOx還元除去用ハニカム触媒装置は、
ハニカム担体のセル内面に触媒層をコートした複数のハ
ニカム触媒を、排気ガスの流れ方向に直列に、しかも隣
接して配設すると共に、上流側のハニカム触媒のセル寸
法を下流側のハニカム触媒のセル寸法よりも大きく形成
して構成されている。
の本発明に係るNOx還元除去用ハニカム触媒装置は、
ハニカム担体のセル内面に触媒層をコートした複数のハ
ニカム触媒を、排気ガスの流れ方向に直列に、しかも隣
接して配設すると共に、上流側のハニカム触媒のセル寸
法を下流側のハニカム触媒のセル寸法よりも大きく形成
して構成されている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明するが、図1はその一実施形態における内
燃機関の排気ガスGを排出する排気管10に採用された
NOx還元除去用ハニカム触媒装置3であり、ケーシン
グ3aの内部に図5に示すようなコージェライト等のハ
ニカム担体4のセル内面にアルミナまたはAgやIrな
どの金属の触媒層5をコートして触媒装置に形成したも
のである。
施形態を説明するが、図1はその一実施形態における内
燃機関の排気ガスGを排出する排気管10に採用された
NOx還元除去用ハニカム触媒装置3であり、ケーシン
グ3aの内部に図5に示すようなコージェライト等のハ
ニカム担体4のセル内面にアルミナまたはAgやIrな
どの金属の触媒層5をコートして触媒装置に形成したも
のである。
【0011】図1のハニカム触媒装置は3においては、
排気管10に接続されるケーシング3a内に排気ガスG
の矢印の流れ方向に直列に空間をあけることなく隣接し
て、それぞれハニカム担体4(図5)のセルの寸法の異
なる2個のハニカム触媒6及び7を組み合せて配設して
いる。すなわち、排気ガスGの流れ方向の上流側に配置
されたハニカム触媒6は、そのセル寸法を下流側のハニ
カムの触媒7よりを大きく形成しており、ハニカム触媒
装置3の全体の径を同一にすれば、ハニカム触媒6の単
位面積当りのセル数は下流側のハニカム触媒7のセル数
よりも少なくなっている。
排気管10に接続されるケーシング3a内に排気ガスG
の矢印の流れ方向に直列に空間をあけることなく隣接し
て、それぞれハニカム担体4(図5)のセルの寸法の異
なる2個のハニカム触媒6及び7を組み合せて配設して
いる。すなわち、排気ガスGの流れ方向の上流側に配置
されたハニカム触媒6は、そのセル寸法を下流側のハニ
カムの触媒7よりを大きく形成しており、ハニカム触媒
装置3の全体の径を同一にすれば、ハニカム触媒6の単
位面積当りのセル数は下流側のハニカム触媒7のセル数
よりも少なくなっている。
【0012】例えばケーシング3aの内径を191mm
とすると、その内部に配置するハニカム触媒6と7のセ
ルの寸法(開口部の内壁間の寸法)を、1.2〜2.5
と0.8〜1.8mm(触媒6>7)に形成し、更にそ
の長さは両者共89mmとした。なお、ハニカム担体4
の厚さは約0.2mmで、その表面に触媒層5をコート
した全体の厚さは約0.4mmのものが使用される。
とすると、その内部に配置するハニカム触媒6と7のセ
ルの寸法(開口部の内壁間の寸法)を、1.2〜2.5
と0.8〜1.8mm(触媒6>7)に形成し、更にそ
の長さは両者共89mmとした。なお、ハニカム担体4
の厚さは約0.2mmで、その表面に触媒層5をコート
した全体の厚さは約0.4mmのものが使用される。
【0013】図2は図1のハニカム触媒6,7の部分断
面斜視図であり、図2の矢印Aのハニカム触媒6の拡大
斜視説明図を図3に、そして図2の矢印Bのハニカム触
媒7の拡大斜視説明図を図4にそれぞれ示している。こ
のように還元剤を多含んだ排気ガスGが通過する上流側
のハニカム触媒6のセル寸法が下流側のハニカム触媒7
のものより大きく形成されているので、このハニカム触
媒6を構成する各セル内の中央部を通過する排気ガスG
に含まれている還元剤は、セルの内面に付着することな
く下流側のハニカム触媒7に流入することになる。
面斜視図であり、図2の矢印Aのハニカム触媒6の拡大
斜視説明図を図3に、そして図2の矢印Bのハニカム触
媒7の拡大斜視説明図を図4にそれぞれ示している。こ
のように還元剤を多含んだ排気ガスGが通過する上流側
のハニカム触媒6のセル寸法が下流側のハニカム触媒7
のものより大きく形成されているので、このハニカム触
媒6を構成する各セル内の中央部を通過する排気ガスG
に含まれている還元剤は、セルの内面に付着することな
く下流側のハニカム触媒7に流入することになる。
【0014】下流側のハニカム触媒7は前記のようにセ
ル数が多く、小面積のものであるが、上流側のハニカム
触媒6で還元剤の全部が消費されないので、下流側のハ
ニカム触媒7まで供給されることになり、触媒装置3の
上流から下流までほぼ均等に還元剤を供給できることに
なる。図3と図4に排気ガスGを処理した触媒装置3の
ハニカム触媒6と7におけるコーキングC、即ち還元成
分がセルの内面に形成される模様を示しているが、上流
側のハニカム触媒6と下流側のハニカム触媒7のセル内
には同様にコーキングCを形成しており、長期間にわた
って触媒装置3を使用できることが分かる。
ル数が多く、小面積のものであるが、上流側のハニカム
触媒6で還元剤の全部が消費されないので、下流側のハ
ニカム触媒7まで供給されることになり、触媒装置3の
上流から下流までほぼ均等に還元剤を供給できることに
なる。図3と図4に排気ガスGを処理した触媒装置3の
ハニカム触媒6と7におけるコーキングC、即ち還元成
分がセルの内面に形成される模様を示しているが、上流
側のハニカム触媒6と下流側のハニカム触媒7のセル内
には同様にコーキングCを形成しており、長期間にわた
って触媒装置3を使用できることが分かる。
【0015】即ち、還元剤がハニカム触媒6,7の全長
にわたって排気ガスGとともに供給されるので、全体的
にコーキングCが発生するまで触媒装置3を作動させる
ことができ、従来の触媒装置に比較して長期間にわたっ
て使用することができる。
にわたって排気ガスGとともに供給されるので、全体的
にコーキングCが発生するまで触媒装置3を作動させる
ことができ、従来の触媒装置に比較して長期間にわたっ
て使用することができる。
【0016】
【発明の効果】以上に説明した本発明のNOx還元用ハ
ニカム触媒装置によれば、還元剤を多く含んだ排気ガス
が通過する上流側のハニカム触媒のセル寸法が大きく形
成されているため、セル内中央部を通過する排気ガスに
含まれる還元剤は、従来のようにセル内に付着すること
なく下流側のハニカム触媒まで到達可能となり、触媒装
置全体として上流から下流までほぼ均等に還元剤を供給
することができるようになる。
ニカム触媒装置によれば、還元剤を多く含んだ排気ガス
が通過する上流側のハニカム触媒のセル寸法が大きく形
成されているため、セル内中央部を通過する排気ガスに
含まれる還元剤は、従来のようにセル内に付着すること
なく下流側のハニカム触媒まで到達可能となり、触媒装
置全体として上流から下流までほぼ均等に還元剤を供給
することができるようになる。
【0017】これにより、触媒装置全体で還元反応が促
進され、高い浄化性能が得られる。また、触媒装置入り
口付近に過剰な還元剤が供給されなくなることから、入
り口付近における炭素析出も激減され、上流側のハニカ
ム触媒の還元反応が長期間維持されると共に、目詰まり
も起きにくくなる。
進され、高い浄化性能が得られる。また、触媒装置入り
口付近に過剰な還元剤が供給されなくなることから、入
り口付近における炭素析出も激減され、上流側のハニカ
ム触媒の還元反応が長期間維持されると共に、目詰まり
も起きにくくなる。
【図1】本発明の一実施例を示すNOx還元用ハニカム
触媒装置の側断面図である。
触媒装置の側断面図である。
【図2】図1の装置の要部破断で示す斜視図である。
【図3】図2の矢印Aで示すハニカム触媒のセル内面に
還元剤の付着状況を示す拡大斜視説明図である。
還元剤の付着状況を示す拡大斜視説明図である。
【図4】図2の矢印Bで示すハニカム触媒のセル内面に
還元剤の付着状況を示す拡大斜視説明図である。
還元剤の付着状況を示す拡大斜視説明図である。
【図5】本発明に使用されるハニカム触媒の要部拡大の
正断面図である。
正断面図である。
【図6】従来のハニカム触媒にセル内面に付着するコー
キングを示す要部斜視説明図である。
キングを示す要部斜視説明図である。
3 ハニカム触媒装置 4 ハニカム担
体 5 触媒層 6 ハニカム触
媒 7 ハニカム触媒 G 排気ガス
体 5 触媒層 6 ハニカム触
媒 7 ハニカム触媒 G 排気ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 35/04 301 B01J 35/04 301A 301J
Claims (2)
- 【請求項1】 ハニカム担体のセル内面に触媒層をコー
トした複数のハニカム触媒を、排気ガスの流れ方向に直
列にしかも隣接して配設すると共に、上流側のハニカム
触媒のセル寸法を下流側のハニカム触媒のセル寸法より
も大きく形成したNOx還元除去用ハニカム触媒装置。 - 【請求項2】 上流側のハニカム触媒セルの大きさを
1.2〜2.5mmに、下流側のハニカム触媒セル大き
さを0.8〜1.8mmとした請求項1記載のNOx還
元除去用ハニカム触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008845A JPH10205325A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | NOx還元除去用ハニカム触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008845A JPH10205325A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | NOx還元除去用ハニカム触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10205325A true JPH10205325A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11704100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9008845A Pending JPH10205325A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | NOx還元除去用ハニカム触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10205325A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005518267A (ja) * | 2002-02-15 | 2005-06-23 | ボルボ テクニスク ウートヴェクリング アクチボラゲット | ガス流を処理するための装置 |
| JP2009530521A (ja) * | 2005-03-24 | 2009-08-27 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 2つの排気ガス処理装置を備えた排気ガス装置 |
| US7767164B2 (en) | 2006-04-03 | 2010-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Catalytic converter apparatus for purifying exhaust gas |
| WO2012140775A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP9008845A patent/JPH10205325A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005518267A (ja) * | 2002-02-15 | 2005-06-23 | ボルボ テクニスク ウートヴェクリング アクチボラゲット | ガス流を処理するための装置 |
| JP2009530521A (ja) * | 2005-03-24 | 2009-08-27 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 2つの排気ガス処理装置を備えた排気ガス装置 |
| US7767164B2 (en) | 2006-04-03 | 2010-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Catalytic converter apparatus for purifying exhaust gas |
| WO2012140775A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US9255509B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-02-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust cleaner for internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060228 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060711 |