[go: up one dir, main page]

JPS6164336A - 自動車用触媒コンバ−タ - Google Patents

自動車用触媒コンバ−タ

Info

Publication number
JPS6164336A
JPS6164336A JP59186227A JP18622784A JPS6164336A JP S6164336 A JPS6164336 A JP S6164336A JP 59186227 A JP59186227 A JP 59186227A JP 18622784 A JP18622784 A JP 18622784A JP S6164336 A JPS6164336 A JP S6164336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
monolithic
catalysts
exhaust gas
catalytic converter
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
JP59186227A
Other languages
English (en)
Inventor
Riichi Ikeda
利一 池田
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 Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP59186227A priority Critical patent/JPS6164336A/ja
Publication of JPS6164336A publication Critical patent/JPS6164336A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • 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
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F01N3/2867Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being placed at the front or end face of catalyst body
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用触媒コンバータに関する。
〔従来の技術〕
内燃機関、特に自動車の排気ガス浄化用触媒は、耐久性
、浄化性能等につき極めて高度な性能が要求されている
。従来、この排気ガス浄化用触媒としてモノリス触媒や
粒状触媒等が用いられてきたが、最近ではモノリス触媒
が粒状触媒に比べ、熱容量が小さく、暖(現性に優れ、
更に背圧が小さいという利点を有することが着目され、
モノリス触媒が広(採用される傾向にある。このモノリ
ス触媒は、一体成形構造のコージェライト性モノリス担
体に、触媒担持成分としての活性アルミナを担持した後
、触媒作用のある活性成分(通常は貴金属)を担持した
ものである。
この触媒作用のある活性成分、即ち、触媒成分としては
、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd
)等の貰′金屈の一種または2 、f−fを担持したも
のが用いられている。これらの触媒成分を担持したモノ
リス触媒を触媒コンバータに装着して1ノド気カスを通
過させると、排気ガス中に含有される存置物質である炭
化水素(HC)、−酸化炭素(Co)および窒素酸化物
(NQx)が酸化または還元反応により効率よく浄化さ
れる。
ところで、従来の触媒コンバータでは、モノリス触媒は
通常1個収納されており、このモノリス触媒の触媒成分
の濃度分布は全体に均一であった。
しかしながら、現実の使用条件下においては、燃料やオ
イル中の鉛化合物やリン化合物等の被毒物質により、モ
ノリス触媒の入口側近傍程被毒され、触媒活性が大きく
低下し、長時間使用後における触媒性能の低下には著し
いものがある。
このため、モノリス触媒の排気ガスの入口側(上流側)
において触媒成分の担持量を少なくし、出口側(下流側
)において入口側より担持量を多(することにより、上
記問題の解決を図る提案がなされている(例えば、実公
昭53−5940号公報)。この実公昭53−5940
号公報には、モノリス触媒を複数個に分割し、これらの
触媒層の触媒成分担持量を、要求される触媒評価基準に
応じ排気ガスの流れ方向の上流から下流に向けて順次多
(なるよう個々に異ならせて順次触媒容器内に充填して
なる自動車用触媒コンバータが開示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この実公昭53−5940号公報によれば、触媒成分担
持量を排気ガスの上流から下流に向けて順次多くしたた
め、触媒成分の担持量を全体に均一とした従来のモノリ
ス触媒に比べ、浄化性能および耐久性が向上する。
しかしながら、この実公昭53−5940号公報に開示
されている触媒コンバータは、内部に複数のモノリス触
媒が互いに隙間なく詰められており、排気ガスとモノリ
ス触媒の接触時間が必らずしも十分ではないという問題
がある。即ち、排気ガスとモノリス触媒の触媒成分との
接触時間を他に支障のないかぎり長くすれば、更に浄化
性能を向上させることが期待できる。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題は、次に述べる自動車用触媒コンバータによっ
て解決される。
即ち、本発明の自動車用触媒コンバータは、柱状をなし
、排気ガスの入口側から出口側に向かって軸方向に多数
のセルが設けられており、このセル内壁面に触媒担持層
が形成され、この触媒担持層に触媒成分が担持されてい
る複数のモノリス触媒が、排気ガスの流れ方向に対し、
各モノリス触媒の触媒成分を入口側のモノリス触媒より
出口側のモノリス触媒の方に多く担持させて直列に配設
されている自動車用触媒コンバータであって、前記各モ
ノリス触媒間には所定の隙間が設けられており、かつ各
モノリス触媒のセルの位置が対向するモノリス触媒どう
しでずれていることを特徴としている。
本発明において、モノリス触媒の基材として、柱状をな
し、排気ガスの入口側から出口側に向かって軸方向に多
数のセル、例えば、1平方インチ当り100〜60(M
Wのセルが設けられたモノリス担体を用いる。このモノ
リス担体の材質としては、一般にコージエライトが用い
られるが、その他にムライト、スピネル等を用いること
ができる。
このモノリス担体のセル内壁面には、触媒担持層が形成
される。触媒担持層としては、通常比表面積の大きい活
性アルミナが用いられるが、これに限定されるものでは
ない。本発明においては、数個のモノリス触媒を用いる
が、これら数個のモノリス触媒の触媒成分濃度を変える
ためには、触媒担持層の量を変えることが望ましい。触
媒担持層が厚い程、1回の触媒成分水溶液への浸漬で多
量の触媒成分を担持させることができる。
この触媒担持層には触媒成分が担持される。触媒成分と
しては、従来から知られている白金(Pt)、パラジウ
ムCPd) 、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru
)、ロジウム(Rh)、オスミウム(O3)等の資金底
あるいはクロム(Cr)、ニッケル(Ni)、バナジウ
ム(■)、銅(Cu)等の卑金属等を用いることができ
る。これらの触媒成分を溶かした水溶液中に、触媒担持
層を設けたモノリス担体をi% ?fs、することによ
りモノリス触媒が得られる。このとき、触媒成分の担持
量(濃度)が順次変わった数種類のモノリス触媒を得る
ためには、上記触媒担持層の厚さを変えたモノリス担体
を同一濃度の触媒成分水溶液に浸漬するか、あるいは同
一厚さの触媒担持層を形成したモノリス担体を、それぞ
れ触媒成分濃度の異なる水溶液に浸漬してもよい。
本発明の触媒コンバータは、上記のようにして得られた
触媒成分担持量の異なる複数のモノリス触媒を、排気ガ
スの入口側から出口側に向けて触媒成分担持量の少ない
ものから多い順に直列に配列する。このモノリス触媒は
、通常の触媒コンバータのように、触媒容器内において
、リテーナで軸方向の動きが規制され、シール材とクッ
ション材で半径方向の動きが規制される。
本発明においては、モノリス触媒間に例えば、511m
〜150程度の隙間を設けると共に、各モノリス触媒の
セルの位置が対向しているモノリス触媒どうしでずれて
いる。
〔作用〕
本発明の自動車用触媒コンバータによれば、モノリス触
媒間に隙間が設けてあり、かつセルの位置が互いにずれ
て設けられているため、排気ガスが一つのモノリス触媒
を出て次のモノリス触媒に移る過程で排気ガスの乱れが
生じ、触媒成分と排気ガスの接触時間が長くなる。
〔実施例〕
次に、本考案の実施例を図面を参考にして説明する。
ここで、第1図は本発明の実施例に係る自動車用触媒コ
ンバータの概略構成図、第2図は本発明の実施例に用い
たモノリス担体の概略構成図、第3図〜第5図は本発明
の実施例に係る触媒コンバータの各製造工程を示す概略
構成図である。
通常の長さ、例えば直径1100t、長さ150鶴の円
柱形モノリス担体を、長手方向(軸方向)で3等分し、
このモノリス担体l (第2図参照)を数十個準備する
。このモノリス担体1を第3図に示すようなメツシュ状
のトレイ2に収容し、これらに純水を噴霧した後、エア
により余分な水分を吹き払う。次いで、モノリス担体1
を収容したトレイ2を触媒担持層を形成するためにアル
ミナコーテイング液3の入ったアルミナコーテイング槽
4に浸漬する。このアルミナコーテイング液3は、アル
ミナ含有量10重量%(以下、%はすべで重量%)のア
ルミナシルア00gに、40%硝酸アルミニウム水溶液
150gを加え、更にイオン交換水450 m lを加
えて撹拌し、混合恕濁液としたものである。
モノリス担体1を収容したトレイ2をアルミナコーテイ
ング槽4から引き上げ、余分なスラリーをエアにより吹
きとばした。次に、モノリス担体1をトレイ2ごと第4
図に示す温風乾燥炉5に入れる。この温風乾燥炉5では
、バーナ6により約200℃に加熱されたエアがファン
7により矢印方向に循環し、トレイ2上のモノリス担体
1を乾燥する。この結果、モノリス担体1のセル内壁面
に触媒担持槽としての活性アルミナが形成される。
続いて、活性アルミナをコーティングしたモノリス担体
1を蒸留水に浸漬して十分吸水させた後、引き上げて余
分な水分を吹き払い、トレイ2ごと第5図に示す触媒成
分水溶液8を満たした触媒成分担持槽9に浸漬する。こ
の触媒成分担持槽9内には、ジニトロジアンミン白金水
溶液0.5g/lが満たされている。1時間保持した後
、引き上げて余分な水分を吹きとばし、200℃で1時
間乾燥し、400℃で2時間焼成した。
この結果得られたモノリス触媒Aは、触媒成分である白
金が0.5g/β (触媒)担持されていた。
次に、ジニトロジアンミン白金水溶液1.0g/lに浸
漬すること以外、他は実質的に上記と同様にしてモノリ
ス触媒Bを製造した。このモノリス触媒Bには白金が1
.0g/l(触媒)担持されていた。
続いて、ジニトロジアンミン白金水溶液1.5g/lに
浸漬すること以外、他は実質的に上記と同様にしてモノ
リス触媒Cを製造した。このモノリス触媒Cには白金が
1.5g/ff(触媒)担持されていた。
上記3種のモノリス触媒A、B、Cを第1図に示すよう
に、触媒容器10内に収容した。モノリス触媒A、、B
、Cの収容順序は、排気ガスの入口側から出口側に向か
ってモノリス触媒A、七ノリス触媒B、モノリス触媒C
の順とした。このモノリス触媒llどうしは、互いに5
龍ずつあけられ、互いのセルがずれて配設されている。
このモノリス触媒11は、軸方向の動きがりテーナ12
により規制され、半径方向はシール材13とクッション
材14により規制されている。この触媒コンバータを触
媒コンバータXとする。
(比較例) 実施例と同様な方法で3種のモノリス触媒A、B、Cを
製造し、排気ガスの入口側から出口側に向かってこの順
に並べた。このとき、モノリス触媒11間には隙間を設
けず、またセルの位置をモノリス触媒どうしでずれない
ように合わせた。
この結果得られた触媒コンバータを触媒コンバータYと
する。
(比較試験) 上記X、、Y2種の触媒コンバータをエンジンの排気系
に装着し、以下の方法で耐久試験を実施し、浄化性能を
評価した。
この耐久試験は、2000ccのガソリンエンジンの排
気系に上記触媒コンバータを取付け、有鉛ガソリン(P
 b : 0.01 g/4含有)を用い、空燃費(A
/F): 14.6、空間速度(SV):60000 
hr、触媒床温度700℃で運転し、200時間後に浄
化率を測定した。なお、浄化率の測定は、排気ガス温度
が300°Cの場合について、A/F:14.6で行っ
た。この結果を第1表に示す。
第1表 第1表より明らかなように、本発明の実施例による触媒
コンバータXは、従来の触媒コンバータYより高活性で
あり、耐久性に優れていることが判る。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
例えば、実施例ではモノリス触媒を3 ([111用い
た例を示したが、このモノリス触媒は4個でも5個でも
よい。
また、実施例では触媒成分として白金を用いた例を示し
たが、触媒成分としては他の資金底や卑金属を用いても
よい。
〔発明の効果〕
以上より、本発明の自動軍用触媒コンバータによれば、
排気ガスとモノリス触媒に担持されている触媒成分との
接触時間が長くなるため、触媒反応が十分に行われ、も
って浄化性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る自動車用触媒コンバータ
の概略構成図、 第2図は本発明の実施例に用いたモノリス担体の概略構
成図、 第3図〜第5図は本発明の実施例に係る触媒コンバータ
の各製造工程を示す概略構成図であり、第3図は触媒担
持層浸漬工程を、第4図は触媒担持層乾燥工程を、第5
図は触媒成分担持工程を示す。 1−・−・モノリス担体 2− ・−・トレイ 3−−−−−−アルミナコーティング液4−・−アルミ
ナコーテイング槽 5・−−一−・温風乾燥炉 6−・−−−−バーナ 7−・−・ファン 8−・−・触媒成分水溶液 9−・−・触媒成分担持槽 10−−−−一・触媒容器 11−〜−一一一モノリス触媒 12−−−−−−リテーナ 13−−−−−シール材 14−−−−−−クッション材 出願人 I−ヨタ自動車株式会社 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)柱状をなし、排気ガスの入口側から出口側に向か
    って軸方向に多数のセルが設けられており、このセル内
    壁面に触媒担持層が形成され、この触媒担持層に触媒成
    分が担持されている複数のモノリス触媒が、排気ガスの
    流れ方向に対し、各モノリス触媒の触媒成分を入口側の
    モノリス触媒より出口側のモノリス触媒の方に多く担持
    させて直列に配設されている自動車用触媒コンバータで
    あって、 前記各モノリス触媒間には所定の隙間が設けられており
    、かつ各モノリス触媒のセルの位置が対向するモノリス
    触媒どうしでずれていることを特徴とする自動車用触媒
    コンバータ。
JP59186227A 1984-09-05 1984-09-05 自動車用触媒コンバ−タ Pending JPS6164336A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59186227A JPS6164336A (ja) 1984-09-05 1984-09-05 自動車用触媒コンバ−タ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59186227A JPS6164336A (ja) 1984-09-05 1984-09-05 自動車用触媒コンバ−タ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6164336A true JPS6164336A (ja) 1986-04-02

Family

ID=16184580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59186227A Pending JPS6164336A (ja) 1984-09-05 1984-09-05 自動車用触媒コンバ−タ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6164336A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100389900B1 (ko) * 1996-11-29 2004-05-24 삼성전기주식회사 자동차 배기가스 정화용 촉매

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5256091A (en) * 1975-09-23 1977-05-09 Degussa Oneebody carried catalyst or structure of said catalyst for purifying exhaust gas of internal combustion engines
JPS535940U (ja) * 1976-07-01 1978-01-19

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5256091A (en) * 1975-09-23 1977-05-09 Degussa Oneebody carried catalyst or structure of said catalyst for purifying exhaust gas of internal combustion engines
JPS535940U (ja) * 1976-07-01 1978-01-19

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100389900B1 (ko) * 1996-11-29 2004-05-24 삼성전기주식회사 자동차 배기가스 정화용 촉매

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1081916A (en) Monolithic-supported catalyst or groups of monolithic- supported catalysts for the purification of waste gases of internal combustion engines
US3791143A (en) Process and apparatus
SU1069606A3 (ru) Способ очистки выхлопных и промышленных газов
US10265689B2 (en) Age-resistant catalyst for oxidation of NO to NO2 in exhaust streams
US7846865B2 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
JP3391878B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH0910594A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP3327054B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
US3953363A (en) Catalyst for purifying exhaust gases
JP3272464B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒構造
JPS6384635A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH08150339A (ja) 排ガスを浄化する触媒及びその製造方法
JPS6164336A (ja) 自動車用触媒コンバ−タ
JPS6125644A (ja) 排気ガス浄化用モノリス触媒
JPH08206501A (ja) 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置
JP4106762B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法
JP3433885B2 (ja) ディーゼル排ガス浄化用触媒
JPS60225651A (ja) 自動車排気ガス浄化用モノリス触媒
EP0864354A1 (en) Sulphur resistant lean-NOx catalyst for treating diesel emissions
JP4624598B2 (ja) 排ガス浄化用触媒とその製造方法
JPS6146252A (ja) 排気ガス浄化用モノリス触媒
JPH08103635A (ja) 排ガス浄化用触媒
JPS6147577B2 (ja)
JP2023060392A (ja) 排ガス浄化装置
JPS5778946A (en) Catalyst for purifying exhaust gas