JPH04224223A - 排気ガスの浄化方法 - Google Patents
排気ガスの浄化方法Info
- Publication number
- JPH04224223A JPH04224223A JP2411965A JP41196590A JPH04224223A JP H04224223 A JPH04224223 A JP H04224223A JP 2411965 A JP2411965 A JP 2411965A JP 41196590 A JP41196590 A JP 41196590A JP H04224223 A JPH04224223 A JP H04224223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- catalyst
- copper
- internal combustion
- passage
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気ガスに含
まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘと略記）、一酸化炭素
（以下、ＣＯと略記）及び炭化水素（以下、ＨＣと略記
）を除去し、排気ガスを浄化する方法に関する。
まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘと略記）、一酸化炭素
（以下、ＣＯと略記）及び炭化水素（以下、ＨＣと略記
）を除去し、排気ガスを浄化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関、特にガソリンエンジン
排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを除去する方法とし
ては、Ｐｔ、Ｒｈ等の貴金属を用いた、いわゆる三元触
媒（ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣを同時に除去する触媒）が広く
用いられている。しかし、三元触媒を用いた従来のシス
テムは空燃比が１４．６付近のいわゆるストイキオ燃焼
時にのみＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣの浄化に効果的であり、
排ガス中の酸素濃度の大きないわゆるリーン燃焼時には
ＣＯ、ＨＣの除去効果はあってもＮＯｘの除去効果はな
い。そのため、リーン燃焼にした方がエネルギー効率が
上り、燃費が経済的になるにもかゝわらず、ＮＯｘ除去
のために、燃焼状態を常にストイキオにするような運転
がなされている。
排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを除去する方法とし
ては、Ｐｔ、Ｒｈ等の貴金属を用いた、いわゆる三元触
媒（ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣを同時に除去する触媒）が広く
用いられている。しかし、三元触媒を用いた従来のシス
テムは空燃比が１４．６付近のいわゆるストイキオ燃焼
時にのみＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣの浄化に効果的であり、
排ガス中の酸素濃度の大きないわゆるリーン燃焼時には
ＣＯ、ＨＣの除去効果はあってもＮＯｘの除去効果はな
い。そのため、リーン燃焼にした方がエネルギー効率が
上り、燃費が経済的になるにもかゝわらず、ＮＯｘ除去
のために、燃焼状態を常にストイキオにするような運転
がなされている。
【０００３】これに対して最近では、排ガス中の酸素濃
度が高いリーン燃焼時にもＮＯｘの除去効果のある触媒
あるいは、それらを用いた除去方法が提案されている（
特開昭６３−２８３７２７、特開昭６３−１００９１９
、特開平１−１３９１４５、特開平１−１３０７３５号
各公報）。これらの提案において、銅などの遷移金属を
イオン交換したゼオライトが触媒として用いられ、それ
らを単独あるいは、その触媒と従来の三元触媒をガス流
れに直列に配して排気ガスの浄化を行うことが開示され
ている。
度が高いリーン燃焼時にもＮＯｘの除去効果のある触媒
あるいは、それらを用いた除去方法が提案されている（
特開昭６３−２８３７２７、特開昭６３−１００９１９
、特開平１−１３９１４５、特開平１−１３０７３５号
各公報）。これらの提案において、銅などの遷移金属を
イオン交換したゼオライトが触媒として用いられ、それ
らを単独あるいは、その触媒と従来の三元触媒をガス流
れに直列に配して排気ガスの浄化を行うことが開示され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の提案技術においては、Ａ／Ｆ（空気／燃料）１
４．６近傍のストイキオ燃焼と、Ａ／Ｆ１５以上のリー
ン燃焼が繰返される実エンジン排気ガスのＮＯｘの除去
が十分になされない欠点があることを本発明者等は見出
した。
た従来の提案技術においては、Ａ／Ｆ（空気／燃料）１
４．６近傍のストイキオ燃焼と、Ａ／Ｆ１５以上のリー
ン燃焼が繰返される実エンジン排気ガスのＮＯｘの除去
が十分になされない欠点があることを本発明者等は見出
した。
【０００５】すなわち、前段にＣｕ含有ゼオライト触媒
を、その後段に三元触媒を配する特開平１−１３９１４
５号公報に提案されている方式においては、エンジンの
燃焼がリーンからストイキオに変化した時、前段のＣｕ
含有ゼオライト触媒のもつ酸素吸蔵効果のために、スト
イキオ時の三元触媒入口のＨＣ及びＣＯが一時的に減少
し、還元剤が消費されるため三元触媒のＮＯｘ除去能力
が発揮されない傾向のあることがわかった。三元触媒は
ストイキオ時においてのみ、ＮＯｘ除去能力を有する触
媒であり、前段にＣｕ含有ゼオライト触媒を配すると、
それが後段の三元触媒を妨害する作用がある。
を、その後段に三元触媒を配する特開平１−１３９１４
５号公報に提案されている方式においては、エンジンの
燃焼がリーンからストイキオに変化した時、前段のＣｕ
含有ゼオライト触媒のもつ酸素吸蔵効果のために、スト
イキオ時の三元触媒入口のＨＣ及びＣＯが一時的に減少
し、還元剤が消費されるため三元触媒のＮＯｘ除去能力
が発揮されない傾向のあることがわかった。三元触媒は
ストイキオ時においてのみ、ＮＯｘ除去能力を有する触
媒であり、前段にＣｕ含有ゼオライト触媒を配すると、
それが後段の三元触媒を妨害する作用がある。
【０００６】本発明は上記技術水準に鑑み、従来法のよ
うな不具合を解消しうる排気ガスの浄化方法を提供しよ
うとするものである。
うな不具合を解消しうる排気ガスの浄化方法を提供しよ
うとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はリー
ン燃焼とストイキオ燃焼が頻繁に繰返される実エンジン
排ガスのＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを効率的に除去するため
の方法を提供するものであって、内燃機関排気ガス中の
窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を浄化する方法に
おいて、排気通路に三元触媒を充填した通路と、銅を含
有した結晶性シリケートあるいは銅を含有したゼオライ
トからなる触媒を充填した通路を並列に配置し、排気ガ
ス流れの切換弁により内燃機械の燃焼状態がリーン時に
は三元触媒充填通路側へ、ストイキオあるいはリッチ時
には銅を含有した結晶性シリケートあるいは銅を含有し
たゼオライトからなる触媒を充填した通路に排気ガスを
切換えることを特徴とする排気ガスの浄化方法である。
ン燃焼とストイキオ燃焼が頻繁に繰返される実エンジン
排ガスのＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを効率的に除去するため
の方法を提供するものであって、内燃機関排気ガス中の
窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を浄化する方法に
おいて、排気通路に三元触媒を充填した通路と、銅を含
有した結晶性シリケートあるいは銅を含有したゼオライ
トからなる触媒を充填した通路を並列に配置し、排気ガ
ス流れの切換弁により内燃機械の燃焼状態がリーン時に
は三元触媒充填通路側へ、ストイキオあるいはリッチ時
には銅を含有した結晶性シリケートあるいは銅を含有し
たゼオライトからなる触媒を充填した通路に排気ガスを
切換えることを特徴とする排気ガスの浄化方法である。
【０００８】本発明でいう銅を含有するゼオライト触媒
のゼオライトはＹ型、ウルトラステーブルＹ型、モルデ
ナイト、ＺＳＭ−５などが好適であり、結晶性シリケー
トとしては、特公平２−３５６９１号公報に開示されて
いる脱水された形態において、酸化物のモル比で表わし
て、（０．１〜２．０）Ｒ２／ｎ Ｏ・〔ａＭ２ Ｏ３
・ｂＡｌ２ Ｏ３ 〕・ｙＳｉＯ２ 〔但し、上記式
中、Ｒ：１種又はそれ以上の１価又は２価カチオン、ｎ
：Ｒの原子価、Ｍ：１種又はそれ以上の３価の遷移金属
カチオン、ａ＋ｂ＝１、ａ＞０、ｂ≧０、ｙ≧１２）の
化学組成を有する結晶性シリケートが好適である。Ｃｕ
の担持はイオン交換法、含浸法のいずれも適用できる。
のゼオライトはＹ型、ウルトラステーブルＹ型、モルデ
ナイト、ＺＳＭ−５などが好適であり、結晶性シリケー
トとしては、特公平２−３５６９１号公報に開示されて
いる脱水された形態において、酸化物のモル比で表わし
て、（０．１〜２．０）Ｒ２／ｎ Ｏ・〔ａＭ２ Ｏ３
・ｂＡｌ２ Ｏ３ 〕・ｙＳｉＯ２ 〔但し、上記式
中、Ｒ：１種又はそれ以上の１価又は２価カチオン、ｎ
：Ｒの原子価、Ｍ：１種又はそれ以上の３価の遷移金属
カチオン、ａ＋ｂ＝１、ａ＞０、ｂ≧０、ｙ≧１２）の
化学組成を有する結晶性シリケートが好適である。Ｃｕ
の担持はイオン交換法、含浸法のいずれも適用できる。
【０００９】また、本発明でいう三元触媒としてはＰｔ
、Ｒｈをアルミナに担持した触媒あるいはＰｔ、Ｒｈ及
びＬａ、Ｃｅなどの希土類をアルミナに担持した触媒が
用いられる。
、Ｒｈをアルミナに担持した触媒あるいはＰｔ、Ｒｈ及
びＬａ、Ｃｅなどの希土類をアルミナに担持した触媒が
用いられる。
【００１０】
【作用】銅を含有した触媒と三元触媒を本発明のように
配置することによって、銅を含有した触媒はリーン燃焼
時の排気ガスを処理し、三元触媒はストイキオ燃焼時の
排気ガスを処理することになり、銅を含有した触媒が三
元触媒の性能を妨害することなく、効率のよい排ガス浄
化が可能となる。
配置することによって、銅を含有した触媒はリーン燃焼
時の排気ガスを処理し、三元触媒はストイキオ燃焼時の
排気ガスを処理することになり、銅を含有した触媒が三
元触媒の性能を妨害することなく、効率のよい排ガス浄
化が可能となる。
【００１１】
【実施例】ＳｉＯ２ ／Ａｌ２ Ｏ３ モル比２５のＺ
ＳＭ−５型ゼオライトに、酢酸銅水溶液にてＣｕイオン
交換し、Ｃｕの含有量０．６ｍｍｏｌ／ｇの粉末を調製
した。このものを１４部、水５０部、アルミナゾル０．
５部、シリカゾル８部の混合物をボールミリングしてス
ラリー状とし、断面積１平方インチに約４００の流路を
含むコージィエライト担体にウォッシュコートし、乾燥
後、６００℃で３時間焼成してモノリス形状のＣｕ置換
ゼオライト触媒を得た。コート量は触媒体積１ｌ当り１
５０ｇであった。
ＳＭ−５型ゼオライトに、酢酸銅水溶液にてＣｕイオン
交換し、Ｃｕの含有量０．６ｍｍｏｌ／ｇの粉末を調製
した。このものを１４部、水５０部、アルミナゾル０．
５部、シリカゾル８部の混合物をボールミリングしてス
ラリー状とし、断面積１平方インチに約４００の流路を
含むコージィエライト担体にウォッシュコートし、乾燥
後、６００℃で３時間焼成してモノリス形状のＣｕ置換
ゼオライト触媒を得た。コート量は触媒体積１ｌ当り１
５０ｇであった。
【００１２】このようにして得た触媒と市販のモノリス
形状の三元触媒を図１に示すように配置して以下のよう
なリーン燃焼時とストイキオ燃焼時を模擬した。なお、
図中、１はＣｕ置換ゼオライト触媒、２は三元触媒、３
は切換弁を示す。
形状の三元触媒を図１に示すように配置して以下のよう
なリーン燃焼時とストイキオ燃焼時を模擬した。なお、
図中、１はＣｕ置換ゼオライト触媒、２は三元触媒、３
は切換弁を示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】排気ガスを３０秒間毎に交互に触媒に供給
し、リーン排気ガスの時はＣｕ置換ゼオライト触媒１に
、ストイキオ排気ガスの時は三元触媒２側にガスが流れ
るように、図１の切換弁３をコントロールした。また、
各触媒層の温度は４５０℃とした。
し、リーン排気ガスの時はＣｕ置換ゼオライト触媒１に
、ストイキオ排気ガスの時は三元触媒２側にガスが流れ
るように、図１の切換弁３をコントロールした。また、
各触媒層の温度は４５０℃とした。
【００１５】比較例として、図２に示すようにＣｕ置換
ゼオライト触媒１と三元触媒２を直列に配置して同様の
テストを行った。
ゼオライト触媒１と三元触媒２を直列に配置して同様の
テストを行った。
【００１６】上記実施例と比較例の触媒出口のＮＯｘ濃
度を図３に示す。図中、実線は実施例の結果を、点線は
比較例の結果を示す。
度を図３に示す。図中、実線は実施例の結果を、点線は
比較例の結果を示す。
【００１７】
【発明の効果】図３からも判るように、本発明の方式に
おいてはリーンからストイキオに移行するときの触媒層
出口ＮＯｘ濃度が速やかに低減しており、従来方式の比
較例にみられるような出口ＮＯｘのピークがみられず、
効果的な排気ガス浄化が可能である。
おいてはリーンからストイキオに移行するときの触媒層
出口ＮＯｘ濃度が速やかに低減しており、従来方式の比
較例にみられるような出口ＮＯｘのピークがみられず、
効果的な排気ガス浄化が可能である。
【図１】本発明の一実施例の説明図。
【図２】従来の排気ガスの浄化法の一態様の説明図。
【図３】本発明の効果を示す図表。
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関排気ガス中の窒素酸化物、一
酸化炭素及び炭化水素を浄化する方法において、排気通
路に三元触媒を充填した通路と、銅を含有した結晶性シ
リケートあるいは銅を含有したゼオライトからなる触媒
を充填した通路を並列に配置し、排気ガス流れの切換弁
により内燃機械の燃焼状態がリーン時には三元触媒充填
通路側へ、ストイキオあるいはリッチ時には銅を含有し
た結晶性シリケートあるいは銅を含有したゼオライトか
らなる触媒を充填した通路に排気ガスを切換えることを
特徴とする排気ガスの浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411965A JPH04224223A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 排気ガスの浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411965A JPH04224223A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 排気ガスの浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224223A true JPH04224223A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18520872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2411965A Pending JPH04224223A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 排気ガスの浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04224223A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015537141A (ja) * | 2012-10-12 | 2015-12-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンエンジンの氷抽出用の２自由度の可変抽気弁 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0431615A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2411965A patent/JPH04224223A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0431615A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015537141A (ja) * | 2012-10-12 | 2015-12-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンエンジンの氷抽出用の２自由度の可変抽気弁 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980414 |