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JP2931332B2 - ゼオライト含有触媒を使用する廃ガス中の窒素酸化物の還元方法 - Google Patents

ゼオライト含有触媒を使用する廃ガス中の窒素酸化物の還元方法

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JP2931332B2
JP2931332B2 JP1224764A JP22476489A JP2931332B2 JP 2931332 B2 JP2931332 B2 JP 2931332B2 JP 1224764 A JP1224764 A JP 1224764A JP 22476489 A JP22476489 A JP 22476489A JP 2931332 B2 JP2931332 B2 JP 2931332B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の廃ガスから窒素酸化物を除去する
改良方法に関する。
本発明はこれを要約すれば、廃ガスに尿素または尿素
含有還元剤を添加し、該廃ガスを酸化条件下においてゼ
オライト含有触媒と接触させることにより内燃機関の排
ガスから窒素酸化物を除去する方法に関する。
ゼオライト触媒を使用して廃ガスから窒素酸化物を除
去する方法、及び該方法を実施し得る装置はドイツ特許
公開明細書第3 642 018 号に記載されている。該明細書
に詳細に記載されているように、柱状物またはゆるくつ
められた材料の触媒の形をしたゼオトライト触媒はＸ型
またはＹ型、或いはモーデナイト型のゼオトライトを含
んでいることが好ましい。この公知方法においては、例
えば自動車の内燃機関の廃ガス中に存在する窒素酸化物
は、廃ガス中に通常存在し還元剤の役目をする炭化水
素、及び貧ガス燃料／空気混合物の燃焼の際に存在させ
る酸素と反応する。従って種々の理由のために特に自動
車においては問題の多いアンモニアを還元剤として加え
る必要はない。
該公知方法において上記効果を得るには廃ガス中に或
る最低濃度の炭化水素が存在することが前提とされる。
何故なら炭化水素が還元剤として作用するからである。
従って少なくともディーゼル・エンジンのように廃ガス
中の炭化水素の濃度が窒素酸化物の濃度に比べて著しく
低い場合には、上記公知方法は最適な方法として使用す
ることはできない。
本発明の目的はアンモニアのような問題の多い還元剤
を添加する必要のない、従って還元剤を貯蔵しておく必
要がなく、しかも炭化水素の濃度が窒素酸化物の濃度に
比べて著しく低い廃ガス中においても窒素酸化物を還元
するのに使用できる廃ガスから窒素酸化物を除去する改
良方法を提供することである。
本発明に従えば、上記目的は廃ガス中の窒素酸化物を
還元するためにゼオライト含有触媒の存在下において尿
素または尿素含有化合物を使用することにより達成する
ことができる。
本発明の有利な具体化低を下記に説明する。
本発明は入素（H2N−CO−NH2）が容易に加水分解して
CO2と2NH3とになることを基礎としている。従って究極
的には尿素はアンモニアの貯蔵器と考えられる。例えば
自動車の内燃機関から排出される廃ガスを処理するに
は、自動車に載せたタンクに入れて還元剤を運搬しなけ
ればならないが、尿素は尿素水溶液の形で存在させるこ
とが便利であり、最後までアンモニアを生成させること
はない。
本発明の還元剤は化学量論的な量で、或いはそれより
も少ない量または多い量で使用することができる。ZSM
型のCu置換ゼオライト上において尿素を使用すると、次
のようにNOx が還元される。
NOx:尿素 NOxの変化率、％ 1:0.25 50 1:0.41 74 1:0.52 83 1:0.83 99 従って還元剤の添加量は廃ガスを排出する機械、即ち
内燃機関の動作態様または動作パラメータによって調節
される。例えば自動車の内燃機関の場合には、エンジン
の特定の動作点に依存して動作中に一定濃度の窒素酸化
物が廃ガス中に生じる。この動作点は例えばエンジンの
回転速度及び負荷によって決定される。還元剤の添加量
は廃ガスが流れる方向においてゼオライト触媒を通った
後、廃ガスが還元剤及び窒素酸化物を実質的に含まない
ようにコントロールされる。
以下に本発明方法を、自動車の内燃機関に適用するた
めの装置の一具体化例を示す添付図面を参照して詳細に
説明する。
図示の具体化例においては、内燃機関は吸入多岐管
２、燃料供給器及び排気システム４を備えたディーゼル
機関１である。排気システムから廃ガスはドイツ特許公
開明細書36 42 018 号に詳細に記載された構造または同
等な組成をもったゼオライト触媒５に至り、該触媒５を
通って酸化触媒６に至る。酸化触媒は省略することもで
きる。
廃ガスが流れる方向においてゼオライト触媒５の前に
尿素を含むまたは実質的に尿素から成る還元剤の供給器
７がある。還元剤はタンク８の中に液体の形で貯蔵され
ており、冷始動の場合にだけ作動する加熱器10によって
分解された後、ポンプ９によって供給器７へ吸収され
る。加熱器10の構造され自身は公知である。例えば加熱
器はスパーク・プラグまたは電気的に加熱される有刺電
線を実質的な機素として含むものであることができる。
エンジンが高温になっている場合には尿素は高温の廃ガ
スによって分解される。
ポンプ９の出力は、廃ガス中の窒素酸化物を一定還元
するのの必要な量の還元剤が７の所で廃ガスに供給され
るようにコントロールされる。廃ガス中の窒素酸化物の
含量は内燃機関１の特定の動作状態に依存する。特定の
動作点は機関１の特定の速度及び負荷によって決定され
る。従ってポンプ９の出力は機関１の速度センサー12ま
たは負荷センサー13の信号を、種々の速度及び負荷に対
応する廃ガス中の窒素酸化物含量を格納した特性曲線の
記憶装置11に送ることによってコントロールすることが
できる。記憶装置11は特定の酸化窒素含量に対応するコ
ントロール信号をポンプ９に送る。
ライン14で示されるように、ポンプの代わりに例えば
電磁式注入バルブの形をした供給器７を用いることもで
きる。
従って本発明によれば、廃ガス中の炭化水素濃度が低
い場合においても問題の多い還元剤を使用しないで、灰
ガス中の窒素酸化物をゼオライト上で還元することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明方法を実施するのに適した装置を示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アクセル・ケーニヒ ドイツ連邦共和国デー3180ボルフスブル ク・ ガルゲンカンプ 13 (72)発明者 ロタール・プツペ ドイツ連邦共和国デー5093ブルシヤイ ト・ アムバイアー 10アー (56)参考文献 特開 昭52−90461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186927（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 53/94 B01J 29/076

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】廃ガス中に還元剤を存在させ酸化条件下に
    おいて廃ガスをゼオライト含有触媒と接触させることに
    よりデイーゼル・エンジンの廃ガス中の窒素酸化物を還
    元する方法において、該還元剤が尿素または尿素含有物
    質であり、そして該触媒がZSM型ゼオライト由来のCu置
    換ゼオライトであることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】還元剤を廃ガスに加える前に還元剤を尿素
    の分解温度に加熱する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】廃ガスを生じるエンジンの動作パラメータ
    に依存して還元剤の添加量を調節する請求項２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】エンジンの動作パラメータがエンジンの回
    転速度及び負荷である請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】動作パラメータの種々の値に対する廃ガス
    中の窒素酸化物含量の特性曲線記憶装置と比較すること
    により、窒素酸化物を完全に還元するのん実質的に必要
    な量だけ還元剤が常に添加されるように還元剤の添加量
    を調節する請求項３記載の方法。
JP1224764A 1988-09-03 1989-09-01 ゼオライト含有触媒を使用する廃ガス中の窒素酸化物の還元方法 Expired - Fee Related JP2931332B2 (ja)

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