JP4189337B2 - 排ガス浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、酸素過剰雰囲気での排ガス浄化システムに関し、特に、ディーゼルエンジンの排ガスを浄化する排ガス浄化システムに関する。

従来、ディーゼルエンジンの排気ガスのように酸素濃度が高い条件下でも窒素酸化物（以下、ＮＯ_Xという）を浄化するシステムとして、ＮＯ_X吸着触媒を使用した排ガス浄化システムや尿素還元型ＮＯ_X触媒（UREA−SCR：Urea−Selective Catalytic Reduction）を使用した排ガス浄化システムが知られている。しかしながら、ＮＯ_X吸着触媒を使用した排ガス浄化システムは、エンジンの空燃比を、リーンからリッチへ、そしてさらにストイキへと変化させる必要があるため、多大な燃費のロスを生じるという問題がある。また、尿素還元型ＮＯ_X触媒を使用した排ガス浄化システムは、尿素のインフラストラクチャの整備が必須となる点で問題が残る。

そこで、これらの問題を解決するために、ＮＯ_X吸着触媒や尿素還元型ＮＯ_X触媒に代えてＮＯ_X選択還元触媒、具体的には、白金系触媒（例えば、特許文献１）、イリジウム系触媒（例えば、特許文献２）及び銀系触媒（例えば、特許文献３）を使用したシステムが提案されている。しかしながら、白金系触媒を使用した排ガス浄化システムでは、排ガスに例えば炭化水素（以下、ＨＣという）といった還元剤を添加しないとＮＯ_X浄化率が低くなるとともに、還元剤の添加量を高めていくと、ＨＣの酸化熱によってＮＯ_X選択還元触媒の温度が、ＮＯ_Xの浄化温度域を外れてしまうため、ＮＯ_X浄化率の高いシステムを構築することができない。

また、イリジウム系触媒を使用した排ガス浄化システムでは、この触媒のＮＯ_Xの浄化温度が高く、しかもこの触媒のパラフィンに対する選択性が十分とはいえない。したがって、この排ガス浄化システムは、排ガス温度が低く、排ガス中のパラフィン濃度が高いディーゼルエンジンに適用しても、排ガス中のＮＯ_Xを十分に浄化することができない。

また、銀系触媒を使用した排ガス浄化システムでは、この触媒のＮＯ_Xの浄化温度が高いため、排ガス温度が低いディーゼルエンジンにこの排ガス浄化システムを適用したとしても、排ガス中のＮＯ_Xを十分に浄化することができない。

そこで、これら排ガス浄化システムに代る、排ガス中のＮＯ_Xを十分に浄化することができるシステムが望まれていた。従来、ＮＯ_X浄化率を高める試みとして、プラズマリアクタとＮＯ_X選択還元触媒とを組み合わせて使用した排ガス浄化システムが知られている（例えば、特許文献４）。しかしながら、この排ガス浄化システムでは、排ガスがプラズマリアクタで改質されてＮＯ_X選択還元触媒でのＮＯ_X浄化率は高まるものの、ＮＯ_Xの浄化温度が高くなるといった問題は依然として解消されていない。また、排ガス中の未燃ＨＣが少ないディーゼルエンジンにこの排ガス浄化システムを適用する際には、排ガスの改質に必要なＨＣといった還元剤を排ガスに添加しなければならないが、この排ガス浄化システムでは、所定のＮＯ_X浄化率を維持するために、ＨＣを継続して添加し続けなければならない。したがって、この排ガス浄化システムでは、ＨＣの供給源となる燃料のロスを生じるという問題がある。

その一方で、プラズマリアクタとＮＯ_X吸着触媒とＮＯ_X選択還元触媒とを組み合わせて使用した排ガス浄化システム（例えば、特許文献５）が知られている。
この排ガス浄化システムは、エンジンの起動後、ＮＯ_X選択還元触媒の温度がＮＯ_Xの浄化温度（以下、単に浄化温度という）に達するまでは、プラズマリアクタが排ガス中のＮＯ₂の以外のＮＯ_XをＮＯ₂に変換するとともに、ＮＯ_X吸着触媒がこのＮＯ₂を吸着するように構成されている。そして、ＮＯ_X選択還元触媒の温度が浄化温度に達した後には、プラズマリアクタがオフにされるとともに、続けて送り込まれる排ガス中のＮＯ_XやＮＯ_X吸着触媒から脱離したＮＯ₂がＮＯ_X選択還元触媒で浄化されるようになっている。したがって、この排ガス浄化システムによれば、エンジンの起動後、ＮＯ_X選択還元触媒が浄化温度に達するまでの間にＮＯ_Xが、大気中に放出されることは避けられる。
特許第２９０９５５３号公報（第３頁５欄１４行〜６欄２５行） 特開平６−３１１７３号公報（第４頁５欄４行〜６欄２０行） 特開平５−９２１２５号公報（第４頁６欄３５行〜第５頁８欄２２行） 特開平６−９９０３１号公報（第３頁左欄１９行〜第５頁右欄２５行及び図１） 特開２００１−１８２５２５号公報（第３頁左欄３４行〜第５頁右欄４８行、図２）

しかしながら、この排ガス浄化システムでは、ディーゼルエンジンの排ガス温度内でＮＯ_Xを浄化することができるＮＯ_X選択還元触媒が必要となり、ディーゼルエンジンの排ガス温度が比較的に低いことを考慮すると、高いＮＯ_X浄化性能を期待することができないという問題がある。その結果、この排ガス浄化システムでは効率よくＮＯ_Xを浄化することができない。

そこで、本発明は、排ガス中のＮＯ_Xを効率よく浄化することができる排ガス浄化システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の排ガス浄化システムは、 排ガスが流通する上流側から下流側に向かって、プラズマリアクタと、前記排ガス中のＮＯ_Ｘに作用する触媒が装填された触媒ユニットとをこの順番に備えるとともに、前記プラズマリアクタの上流側に還元剤を供給する還元剤供給装置を備える排ガス浄化システムであって、前記触媒は、ＮＯ_２吸着触媒層と、多孔質担体に銀を担持させたＮＯ_２選択還元触媒層とを有し、前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層は、前記触媒の表面に配置され、前記ＮＯ _２ 吸着触媒層は前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層の内側に接触して配置されており、前記プラズマリアクタは、エンジンの起動によってオンとなり、前記還元剤供給装置は、前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層がＮＯ _Ｘ の浄化温度に達していないときには前記還元剤を供給せずに、前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層がＮＯ _Ｘ の浄化温度に達しているときには前記還元剤を供給するとともに、前記触媒ユニットの下流側には、ＮＯ _Ｘ 選択還元触媒が装填されたＮＯ _Ｘ 選択還元触媒ユニットがさらに配置されたことを特徴とする。

この排ガス浄化システムでは、ＮＯ_Xを含む排ガスがプラズマリアクタを通過すると、ＮＯ₂以外のＮＯ_XはＮＯ₂に変換される。その一方で、このＮＯ₂は、エンジンの起動後、ＮＯ₂選択還元触媒層が、まだＮＯ₂の浄化温度に達していない場合には、触媒ユニットでＮＯ₂吸着触媒層に吸着される。したがって、この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ₂選択還元触媒層が、まだ浄化温度に達していない場合でもＮＯ₂の放出量を低減することができる。

また、この排ガス浄化システムでは、ＮＯ₂選択還元触媒層が、まだ浄化温度に達していない場合には、変換したＮＯ₂を吸着させることによって、ＮＯ₂の放出を防止することができるので、ＮＯ_Xの浄化に必要な還元剤の供給を停止することができる。したがって、この排ガス浄化システムによれば、還元剤の使用量を低減することができる。

そして、この排ガス浄化システムでは、導入される排ガスの熱でＮＯ₂選択還元触媒層の温度が浄化温度まで高められたときに、還元剤供給装置から還元剤を供給すると、還元剤がプラズマリアクタで励起されるとともに、触媒ユニットに到達して前記ＮＯ₂選択還元触媒層に取り込まれる。その一方で、ＮＯ₂吸着触媒層に吸着されたＮＯ₂は、ＮＯ₂選択還元触媒層との接触面を介してＮＯ₂選択還元触媒層側のこの接触面近傍に熱拡散する。そして、このＮＯ₂は、ＮＯ₂選択還元触媒層で還元剤と反応することによって分解し、浄化される。

このとき、ＮＯ₂選択還元触媒層ではＮＯ₂の分解によってＮＯ₂が消費されるため、ＮＯ₂吸着触媒層とＮＯ₂選択還元触媒層との間には、ＮＯ₂の濃度勾配が形成される。したがって、ＮＯ₂吸着触媒層に吸着されたＮＯ₂は、効率よくＮＯ₂選択還元触媒層に移行して分解される。その結果、この排ガス浄化システムによれば、排ガス中のＮＯ_Xを効率よく浄化する。

この排ガス浄化システムでは、前記ＮＯ₂選択還元触媒層が表側に位置しているので、この排ガス浄化システムに導入された排ガスに効率よく晒される。したがって、この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ₂選択還元触媒層の温度が浄化温度まで高められたときに、排ガス中のＮＯ₂は効率よく分解される。

請求項２に記載の排ガス浄化システムは、前記ＮＯ_２吸着触媒層は、多孔質担体にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属の少なくとも１種を担持させたものであることを特徴とする。

この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ₂吸着触媒層が、多孔質担体で構成されているので、ＮＯ₂吸着触媒層へのＮＯ₂の吸着、ＮＯ₂吸着触媒層からＮＯ₂選択還元触媒層へのＮＯ₂の移行及びＮＯ₂の分解物のＮＯ₂選択還元触媒層からの放散が良好に行われるので、ＮＯ₂の浄化率がより高められる。

請求項３に記載の排ガス浄化システムは、請求項１又は請求項２に記載の排ガス浄化システムにおいて、前記ＮＯ_２吸着触媒層は、複数の細孔を有する支持体の当該細孔の内壁面に積層されて、前記細孔の単位容積あたりの前記ＮＯ_２吸着触媒層の質量が５０ｇ／Ｌ以上、１００ｇ／Ｌ以下であるとともに、前記ＮＯ_２選択還元触媒層は、前記ＮＯ_２吸着触媒層上に積層されて、前記細孔の単位容積あたりの前記ＮＯ_２選択還元触媒層の質量が１００ｇ／Ｌ以上、２５０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする。

この排ガス浄化システムによれば、細孔の単位容積あたりのＮＯ₂吸着触媒層の質量を５０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌに設定することによって、ＮＯ₂吸着触媒層におけるＮＯ₂の吸着率がより高められる。また細孔の単位容積あたりのＮＯ₂選択還元触媒層の質量を１００ｇ／Ｌ〜２５０ｇ／Ｌに設定することによって、ＮＯ₂選択還元触媒層におけるＮＯ₂の浄化率がより高められる。

請求項４に記載の排ガス浄化システムは、請求項１又は請求項２に記載の排ガス浄化システムにおいて、前記ＮＯ_２選択還元触媒層の銀の担持量は、当該ＮＯ_２選択還元触媒層の質量に対して１．５質量％以上、５質量％以下であることを特徴とする。

この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ₂選択還元触媒層の銀の担持量を、当該ＮＯ₂選択還元触媒層の質量に対して１．５質量％〜５質量％に設定することによって、ＮＯ₂選択還元触媒層におけるＮＯ₂の浄化率がより高められる。

この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ₂選択還元触媒層で分解されなかったＮＯ₂やプラズマリアクタでＮＯ₂に変換されなかったＮＯ_Xが、ＮＯ_X選択還元触媒で分解されるので、ＮＯ_Xの浄化率がさらに高められる。

請求項５に記載の排ガス浄化システムは、請求項１に記載の排ガス浄化システムにおいて、前記ＮＯ_Ｘ選択還元触媒は、多孔質担体に銀を担持させたものであり、前記ＮＯ_Ｘ選択還元触媒の銀の担持量は、１．５質量％以上、５質量％以下であることを特徴とする。

この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ_X選択還元触媒の銀の担持量を１．５質量％〜５質量％に設定することによって、ＮＯ_X選択還元触媒におけるＮＯ_Xの浄化率がさらに高められる。

本発明の排ガス浄化システムによれば、排ガス中のＮＯ_Xを効率よく浄化することができる。

以下、本発明に係る排ガス浄化システムの一実施の形態について、適宜図面を参照して詳細に説明する。

参照する図面において、図１は、本発明の実施の形態に係る排ガス浄化システムのブロック図、図２は、図１の排ガス浄化システムに使用されるＮＯ₂吸着還元触媒ユニットに装填される触媒部材を示す部分断面図、図３は、ＮＯ₂選択還元触媒層中の銀の含有量とＮＯ_X浄化率との関係を示すグラフ、図４は、図１の排ガス浄化システムに使用されるＮＯ_X選択還元触媒ユニットに装填される触媒部材を示す部分断面図である。

図１に示すように、排ガス浄化システム１１は、排ガスを流通させる配管１２の上流側から下流側に向かって、プラズマリアクタ１３と、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４と、ＮＯ_X選択還元触媒ユニット１５とをこの順番に備えている。また、この排ガス浄化システム１１は、前記プラズマリアクタ１３の上流側に配置される配管１２内に還元剤を供給する還元剤添加手段１０と、この還元剤添加手段１０及び前記ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４と電気的に接続される還元剤供給制御装置９とを備えている。なお、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４は、特許請求の範囲にいう「触媒ユニット」に相当する。

（プラズマリアクタ）
プラズマリアクタ１３は、酸素過剰雰囲気下で燃料を燃焼させて発生した排ガス排ガス中に含まれるＮＯ₂以外のＮＯxをプラズマでＮＯ₂に変換するものである。また、プラズマリアクタ１３は、プラズマによって還元剤を励起してラジカルなどの活性種を生成するとともに、その酸化能を利用してＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を酸化することも可能である。このプラズマリアクタ１３としては、本発明の目的を達成するものであれば特に限定されるものではないが、コロナ放電、パルス放電、バリア放電形式のものが適用可能であり、ＰＭ分の酸化能をも考慮するとバリア放電形式のものが好ましい。なお、図１では１基のプラズマリアクタ１３を配置しているが、２基以上のプラズマリアクタ１３を直列又は並列に配置してもよい。

（ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット）
ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４は、複数の細孔を有する支持体に触媒を担持させた触媒部材を備えている。この触媒部材は、図２に示すように、支持体１６と、この支持体１６の細孔１６ａを取り囲む壁面（以下、細孔１６ａの内壁面という）に積層されたＮＯ₂吸着触媒層１７と、このＮＯ₂吸着触媒層１７上に積層されたＮＯ₂選択還元触媒層１８とを備えている。

支持体１６としては、複数の細孔１６ａを有していれば特に制限はなく、例えば、コージエライト、ムライト、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）といった多孔質体や、ステンレスといった金属板をハニカム状に成形したもの等が挙げられる。

ＮＯ₂吸着触媒層１７としては、例えば、多孔質担体にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属の少なくとも１種を担持させたものが挙げられる。

このＮＯ₂吸着触媒層１７に使用される多孔質担体としては、例えば、アルミナの多孔質焼結体、シリカの多孔質焼結体、シリカ・アルミナの多孔質焼結体、ゼオライト等が挙げられる。

前記アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、前記アルカリ土類金属としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられ、前記希土類金属としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム等が挙げられる。

このようなＮＯ₂吸着触媒層１７中のアルカリ金属やアルカリ土類金属、希土類金属の濃度は、処理すべき排ガス中のＮＯxの濃度に応じて適宜に設定することができる。

前記細孔１６ａの内壁面に形成するＮＯ₂吸着触媒層１７の厚みは、細孔１６ａの単位容積あたりのＮＯ₂吸着触媒層１７の質量に換算して、５０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌが好ましい。なお、ＮＯ₂吸着触媒層１７の厚みが５０ｇ／Ｌを下回ると、このＮＯ₂吸着触媒層に十分な量のＮＯ₂を吸着させることができない場合がある。また、ＮＯ₂吸着触媒層１７の厚みが１００ｇ／Ｌを超えると、触媒部材の所定の開口度合を確保するために、このＮＯ₂吸着触媒層１７上に積層するＮＯ₂選択還元触媒層１８を薄くしなくてはならない。その結果、排ガス中のＮＯxや、ＮＯ₂吸着触媒層１７から脱離したＮＯ₂を十分に浄化することができない場合がある。

ＮＯ₂選択還元触媒層１８としては、多孔質担体に銀を担持させたものが好ましい。ＮＯ₂選択還元触媒層１８に使用される多孔質担体としては、前記ＮＯ₂吸着触媒層１７に使用したものと同様の多孔質担体が挙げられる。

銀は、還元剤によるＮＯ_Xの分解反応を促進する触媒である。この銀の含有量は、ＮＯ₂選択還元触媒層１８の質量に対して１．５質量％以上５質量％以下の範囲内であることが好ましく、さらに２．０質量％以上、４．０質量％以下の範囲内であることが好ましい。

この銀の濃度が１．５質量％を下回ると、プラズマリアクタ１３（図１参照）から送出されたＮＯ₂やプラズマリアクタ１３でＮＯ₂に変換されなかったＮＯ_X、ＮＯ₂吸着触媒層１７から脱離したＮＯ₂の浄化率が低下する場合がある。また、この銀の濃度が５質量％を上回ると、前記ＮＯ₂等を浄化にするために使用される後記還元剤までもがこの銀によって優先的に消費されてしまい、ＮＯxの浄化率が低下する場合がある。

これは、図３に示すように、銀の含有量が１．５質量％を下回ると、ＮＯ_Xの反応場所が少なくなるので、ＮＯ_X浄化率が７０％より下回ってしまい、ＮＯ_Xの効果的な浄化が望めない傾向があるからである。一方、銀の含有量が５質量％を上回ると、ＮＯ_Xを浄化するための還元剤までもが優先的に酸化されてしまい、その結果、ＮＯ_X浄化率が７０％より下回ってしまいＮＯ_Xの効果的な浄化が望めない傾向があるからである。さらに、銀の含有量が２．０質量％以上、４．０質量％以内では、ＮＯ_X浄化率は８０％以上となるので好適に浄化することができる。

なお、ＮＯ₂吸着触媒層１７及びＮＯ₂選択還元触媒層１８の合計の厚みは、支持体１６の細孔１６ａの単位容積あたりのＮＯ₂吸着触媒層１７及びＮＯ₂選択還元触媒層１８の合計の質量に換算して、１５０ｇ／Ｌ〜３５０ｇ／Ｌが好ましい。

（ＮＯ_X選択還元触媒ユニット）
ＮＯ_X選択還元触媒ユニット１５（図１参照）は、複数の細孔を有する支持体に触媒を担持させた触媒部材を備えている。この触媒部材は、図４に示すように、支持体１６と、この支持体１６の細孔１６ａを取り囲む細孔１６ａの内壁面に積層されたＮＯx 選択還元触媒層１９を備えている。このＮＯ_X選択還元触媒ユニット１５は、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４（図１参照）を通過した排ガス中に含まれる残余のＮＯ_Xを浄化するためのものである。

支持体１６としては、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４（図１参照）に使用したものと同様のものを使用することができる。
ＮＯx 選択還元触媒層１９は、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４に使用したＮＯ₂選択還元触媒層１８（図２参照）と同様に構成することができるが、その厚みは、支持体１６の細孔１６ａの単位容積あたりのＮＯx 選択還元触媒層１９（図４参照）の質量に換算して、１５０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌが好ましい。なお、このＮＯx 選択還元触媒層１９は、特許請求の範囲にいう「ＮＯx 選択還元触媒」に相当する。

（還元剤供給装置）
還元剤添加手段１０は、図１に示すように、前記プラズマリアクタ１３の上流側の配管１２内に還元剤を供給するためのものである。この還元剤添加手段１０は、例えば、エンジンの配管内への燃料を噴射するために使用される公知の燃料噴射機構やポストインジェクション機構等で構成することができる。

また、この還元剤添加手段１０は、次に説明する還元剤供給制御装置９（図１参照）から出力される還元剤供給命令信号によって還元剤を供給するとともに、還元剤供給制御装置９から出力される還元剤供給停止命令信号によって還元剤の供給を停止するように構成されている。
なお、この還元剤添加手段１０から供給される還元剤には、例えば、ディーゼルエンジンの燃料（軽油）といった炭化水素ガス等が使用されればよい。

（還元剤供給制御装置）
還元剤供給制御装置９は、図１に示すように、還元剤添加手段１０と電気的に接続されるとともに、前記ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４と電気的に接続されている。この還元剤供給制御装置９は、前記ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４に配設された図示しない温度センサから出力される温度検出信号に基づいて、還元剤添加手段１０が還元剤を供給するタイミングを制御するように構成されている。具体的にいうと、この還元剤供給制御装置９は、前記温度検出信号に基づいて特定したＮＯ₂選択還元触媒層１８（図２参照）の温度が、ＮＯxの浄化温度に達していないと判断したときには、還元剤添加手段１０に向けて還元剤供給停止命令信号を出力し、これとは逆に、ＮＯxの浄化温度に達していると判断したときには、還元剤供給命令信号を出力するように構成されている。

次に、適宜に図面を参照しながら本発明に係る排ガス浄化システムの動作について説明しつつ、この排ガス浄化システムを使用した排ガスの浄化方法について説明する。
参照する図面において、図５は、ＮＯ₂選択還元触媒層が浄化温度に達する前の排気ガス成分の挙動を示す概念図、図６は、ＮＯ₂選択還元触媒層が浄化温度に達した後の排気ガス成分の挙動を示す概念図である。

まず、この排ガス浄化システム１１（図１参照）では、エンジンを起動させることによってプラズマリアクタ１３（図１参照）の電源がオンになるとともに、このプラズマリアクタ１３によって排ガス中のＮＯ₂以外のＮＯxがＮＯ₂に変換される。このとき還元剤供給制御装置９（図１参照）は、前記温度センサから出力される温度検出信号に基づいてＮＯ₂選択還元触媒層１８（図１参照）の温度が浄化温度に達しているか否かを判断する。ここではＮＯ₂選択還元触媒層１８の温度が浄化温度に達していない場合を想定してさらに説明をすすめると、還元剤供給制御装置９は、前記温度検出信号に基づいて還元剤供給停止命令信号を還元剤添加手段１０（図１参照）に向けて出力する。そして、この還元剤供給停止命令信号を受信した還元剤添加手段１０は、還元剤を供給しない。つまりエンジン起動前の還元剤添加手段１０の状態が維持される。

その一方で、プラズマリアクタ１３を通過した排ガスに含まれるＮＯ₂が前記ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４（図１参照）に到達すると、このＮＯ₂は、図５に示すように、支持体１６上に形成されたＮＯ₂選択還元触媒層１８を介してＮＯ₂吸着触媒層１７に移行する。そして、移行したＮＯ₂は、ＮＯ₂吸着触媒層１７に吸着される。

次に、エンジンの起動後、排気ガスの温度が高まってＮＯ₂選択還元触媒層１８（図５参照）が浄化温度に達すると、還元剤供給制御装置９（図１参照）は、前記温度センサからの温度検出信号に基づいて還元剤供給命令信号を還元剤添加手段１０（図１参照）に向けて出力する。そして、この還元剤供給命令信号を受信した還元剤添加手段１０は、還元剤（ＨＣ）をプラズマリアクタ１３（図１参照）の上流側の配管１２（図１参照）内に供給する。供給された還元剤（ＨＣ）は、プラズマリアクタ１３で励起されるとともに、このプラズマリアクタ１３からＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４（図１参照）に向けて送出される。

その一方で、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４に到達した還元剤（ＨＣ）は、図６に示すように、ＮＯ₂選択還元触媒層１８内に取り込まれる。そして、還元剤（ＨＣ）が、ＮＯ₂選択還元触媒層１８とＮＯ₂吸着触媒層１７との接触面近傍に到達すると、この接触面近傍にＮＯ₂吸着触媒層１７から熱拡散したＮＯ₂は、この還元剤（ＨＣ）と反応することによって分解し、ＮＯ₂選択還元触媒層１８中に窒素ガス（Ｎ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ₂）を生起させる。そして、これら窒素ガス（Ｎ₂）、水（Ｈ₂Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ₂）は、排ガス中に放散される。その一方で、ＮＯ₂選択還元触媒層１８とＮＯ₂吸着触媒層１７との接触面近傍でＮＯ₂が消費されると、ＮＯ₂選択還元触媒層１８とＮＯ₂吸着触媒層１７との間にはＮＯ₂の濃度勾配が形成される。その結果、ＮＯ₂吸着触媒層１７に吸着されたＮＯ₂は、ＮＯ₂選択還元触媒層１８に向けて効率よく移行するとともに、前記したと同様に、還元剤（ＨＣ）と反応することによって分解して浄化されていく。

また、この排ガス浄化システム１１（図１参照）では、エンジンから続けて排出されている排ガス中のＮＯxを、プラズマリアクタ１３（図１参照）がＮＯ₂に変換する。そして、このＮＯ₂が還元剤（ＨＣ）とともに、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４（図１参照）に到達すると、図６に示すように、浄化温度に達したＮＯ₂選択還元触媒層１８で、ＮＯ₂と還元剤（ＨＣ）とが反応する。そして、前記したと同様に、ＮＯ₂と還元剤（ＨＣ）とが、窒素ガス（Ｎ₂）、水（Ｈ₂Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ₂）に分解されることによって、ＮＯ₂は浄化される。

また、本実施の形態に係る排ガス浄化システム（図１参照）では、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４（図１参照）を通過した排ガスがＮＯ_X選択還元触媒ユニット１５（図１参照）に到達すると、排ガスに含まれる残余の還元剤（ＨＣ）及び残余のＮＯ_X、すなわちＮＯ₂選択還元触媒層１８（図６参照）で分解されなかったＮＯ₂やプラズマリアクタ１３（図１参照）でＮＯ₂に変換されなかったＮＯ_Xが、ＮＯx 選択還元触媒層１９（図４参照）と接触し、あるいはこの層１９内に取り込まれる。そして、これら残余の還元剤（ＨＣ）と残余のＮＯxとが反応しあうことによって、窒素（Ｎ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ₂）とに分解される。

このような排ガス浄化システム１１によれば、排ガスに含まれるＮＯ₂以外のＮＯ_Xがプラズマリアクタ１３でＮＯ₂に変換されるとともに、エンジンの起動後、ＮＯ₂選択還元触媒層１８が、まだＮＯ₂の浄化温度に達していない場合には、ＮＯ₂がＮＯ₂吸着触媒層１７に吸着される。したがって、この排ガス浄化システムによれば、ＮＯ₂選択還元触媒層１８が、まだ浄化温度に達していない場合でもＮＯ₂の放出量を低減することができる。

また、この排ガス浄化システム１１では、ＮＯ₂選択還元触媒層１８が、まだ浄化温度に達していない場合には、変換したＮＯ₂を吸着させることによって、ＮＯx の放出を防止することができるので、ＮＯx の浄化に必要な還元剤の供給を停止することができる。したがって、この排ガス浄化システム１１によれば、還元剤の使用量を低減することができる。

そして、この排ガス浄化システム１１では、導入される排ガスの熱でＮＯ₂選択還元触媒層１８の温度が浄化温度まで高められたときに、ＮＯ₂吸着触媒層からＮＯ₂選択還元触媒層１８側に向けて熱拡散したＮＯ₂は、還元剤添加手段１０から供給された還元剤と反応して分解する。そして、ＮＯ₂選択還元触媒層１８では、このＮＯ₂の分解によってＮＯ₂が消費されるため、ＮＯ₂吸着触媒層１７とＮＯ₂選択還元触媒層１８との間には、ＮＯ₂の濃度勾配が形成される。したがって、ＮＯ₂吸着触媒層１７に吸着されたＮＯ₂は、効率よくＮＯ₂選択還元触媒層１８に移行するので、ＮＯ₂吸着触媒層１７には、吸着したＮＯ₂が蓄積しない。したがって、ＮＯ₂吸着触媒層１７にあらたに吸着されるＮＯ₂量が増加するので、ＮＯ₂の浄化率が増加する。

この排ガス浄化システム１１では、前記ＮＯ₂選択還元触媒層１８が表側に位置しているので、この排ガス浄化システム１１に導入された排ガスに効率よく晒される。したがって、この排ガス浄化システム１１によれば、ＮＯ₂選択還元触媒層１８の温度が浄化温度まで高められたときに、排ガス中のＮＯ₂は効率よく分解される。

この排ガス浄化システム１１によれば、ＮＯ₂吸着触媒層１７が、多孔質担体で構成されているので、ＮＯ₂吸着触媒層１７へのＮＯ₂の吸着、ＮＯ₂吸着触媒層１７からＮＯ₂選択還元触媒層１８へのＮＯ₂の移行及びＮＯ₂の分解物のＮＯ₂選択還元触媒層１８からの放散が良好に行われるので、ＮＯ₂の浄化率がより高められる。

この排ガス浄化システム１１によれば、細孔１６ａの単位容積あたりのＮＯ₂吸着触媒層１７の質量を５０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌに設定することによって、ＮＯ₂吸着触媒層１７におけるＮＯ₂の吸着率がより高められる。また細孔１６ａの単位容積あたりのＮＯ₂選択還元触媒層１８の質量を１００ｇ／Ｌ〜２５０ｇ／Ｌに設定することによって、ＮＯ₂選択還元触媒層１８におけるＮＯ₂の浄化率がより高められる。

この排ガス浄化システム１１によれば、ＮＯ₂選択還元触媒層１８の銀の担持量を、当該ＮＯ₂選択還元触媒層１８の質量に対して１．５質量％〜５質量％に設定することによって、ＮＯ₂選択還元触媒層１８におけるＮＯ₂の浄化率がより高められる。

この排ガス浄化システム１１によれば、ＮＯ₂選択還元触媒層１８で分解されなかったＮＯ₂やプラズマリアクタでＮＯ₂に変換されなかったＮＯ_Xが、ＮＯx 選択還元触媒ユニット１５で分解されるので、ＮＯ_Xの浄化率がさらに高められる。

この排ガス浄化システム１１によれば、ＮＯ_X選択還元触媒層１９の銀の担持量を１．５質量％〜５質量％に設定することによって、ＮＯ_X選択還元触媒層１９におけるＮＯ_Xの浄化率がさらに高められる。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
（実施例１）
（１）ＮＯ₂吸着還元触媒ユニットに使用する触媒部材Ａの製造
Ｎａ−ＵＳＹ型ゼオライト１００ｇ、硝酸カリウム１３３ｇ及び純水１０００ｇをセパラブルフラスコに入れ、これを９０℃に加熱しながら１４時間撹拌した後にこれをろ過した。そして、得られた固形分を純水で洗浄した後、１５０℃で２時間乾燥させ、次いで、これを４００℃で１２時間、マッフル炉で焼成することによって、Ｋイオン交換ＵＳＹ型ゼオライト粉末を得た。なお、このゼオライト粉末のカリウムのイオン交換率は７５％であった。

次に、前記ゼオライト粉末９０ｇ、アルミナバインダ（Ａｌ₂Ｏ₃濃度：２０質量％）５０ｇ及び純水１５０ｇを、アルミナボールとともにポットに入れて、これらを１２時間、湿式粉砕することによってスラリ状触媒を調製した。

得られたスラリ状触媒に、ハニカム体積が３０ｍＬであり、単位面積あたりの細孔の密度が６２．０セル／ｃｍ²（４００セル／平方インチ）であり、細孔の開口径が１５２μｍ（６ミル）のコージエライト製ハニカム支持体を浸漬させた。次いで、このハニカム支持体をスラリ状触媒から取り出して、ハニカム支持体に付着した過剰分のスラリ状触媒をエア噴霧により除去した後、ハニカム支持体を１５０℃で１時間乾燥させた。そして、この操作を繰り返すことによって、ハニカム支持体の細孔の内壁面に所定の厚みのＮＯ₂吸着触媒層１７（図２参照）を形成させた後、これをマッフル炉にて５００℃で２時間焼成した。なお、このようにウォッシュコート法で形成したＮＯ₂吸着触媒層１７（ウォッシュコート）の厚みは、細孔の単位容積あたりのＮＯ₂吸着触媒層の質量に換算して、５０ｇ／Ｌであった。以下、この換算厚みを単に「ウォッシュコート量」という。

次に、硝酸銀４．７２ｇ、ベーマイト１３０ｇ及び純水１０００ｇをナス型フラスコに入れ、ロータリエバポレータで余分な水分を除去した後、得られた固形分を２００℃で２時間乾燥させた後、マッフル炉にて６００℃で２時間焼成することによって銀／アルミナ触媒粉末を得た。

次に、この銀／アルミナ触媒粉末９０ｇ、アルミナバインダ（Ａｌ₂Ｏ₃濃度：２０質量％）５０ｇ及び純水１５０ｇを、アルミナボールとともにポットに入れて、これらを１２時間、湿式粉砕することによってスラリ状触媒を調製した。

得られたスラリ状触媒に、ＮＯ₂吸着触媒層１７を形成した前記ハニカム支持体を浸漬させた。次いで、このハニカム支持体をスラリ状触媒から取り出して、ハニカム支持体に付着した過剰分のスラリ状触媒をエア噴霧により除去した後、ハニカム支持体を１５０℃で１時間乾燥させた。そして、この操作を繰り返すことによって、ＮＯ₂吸着触媒層１７上にＮＯ₂選択還元触媒層１８（図２参照）を形成させた後、これをマッフル炉にて５００℃で２時間焼成することにより、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット（図１参照）に使用する触媒部材Ａを製造した。なお、このＮＯ₂選択還元触媒層１８のウォッシュコート量は、１００ｇ／Ｌであり、ＮＯ₂吸着触媒層１７及びＮＯ₂選択還元触媒層１８の合計の厚みを示す全ウォッシュコート量は、１５０ｇ／Ｌであった。また、ＮＯ₂選択還元触媒層１８中の銀の担持量（濃度）は、４．１ｇ／Ｌ（ウォッシュコート量に対する銀の濃度：２．７質量％）であった。

（２）ＮＯ_X選択還元触媒ユニットに使用する触媒部材Ｂの製造
硝酸銀４．７２ｇ、ベーマイト１３０ｇ及び純水１０００ｇをナス型フラスコに入れ、ロータリエバポレータで余分な水分を除去した後、得られた固形分を２００℃で２時間乾燥させ、さらにマッフル炉にて６００℃で２時間焼成することによって銀／アルミナ触媒粉末を得た。

次に、この銀／アルミナ触媒粉末９０ｇ、アルミナバインダ（Ａｌ₂Ｏ₃濃度：２０質量％）５０ｇ及び純水１５０ｇを、アルミナボールとともにポットに入れて、これらを１２時間、湿式粉砕することによってスラリ状触媒を調製した。

得られたスラリ状触媒に、ハニカム体積が３０ｍＬであり、単位面積あたりの細孔の密度が６２．０セル／ｃｍ²（４００セル／平方インチ）であり、細孔の開口径が１５２μｍ（６ミル）のコージエライト製ハニカム支持体を浸漬させた。次いで、このハニカム支持体をスラリ状触媒から取り出して、ハニカム支持体に付着した過剰分のスラリ状触媒をエア噴霧により除去した後、ハニカム支持体を１５０℃で１時間乾燥させた。そして、この操作を繰り返すことによって、ハニカム支持体の細孔の内壁面に所定の厚みのＮＯx 選択還元触媒層１９（図４参照）を形成させた後、これをマッフル炉にて５００℃で２時間焼成することにより、ＮＯ_X選択還元触媒ユニット（図１参照）に使用する触媒部材Ｂを製造した。なお、このＮＯx 選択還元触媒層１９のウォッシュコート量は、１５０ｇ／Ｌであった。また、ＮＯx 選択還元触媒層１９中の銀の担持量（濃度）は、４．１ｇ／Ｌ（ウォッシュコート量に対する銀の濃度：２．７質量％）であった。

（３）排ガス浄化システムの構成
実施例１の排ガス浄化システムの構成を図７（ａ）に示す。この排ガス浄化システムは、配管１２の上流側から下流側に向けて、プラズマリアクタ、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット及びＮＯx 選択還元触媒ユニットをこの順番で備えている。そして、プラズマリアクタの上流側の配管１２には、この排ガス浄化システムに導入されるガスを所定の温度まで加熱するための加熱炉が配設され、導入されたガスの排出口には、ガス組成の分析計が配置されるとともに、プラズマリアクタの上流側の配管１２には、ＨＣ（還元剤）が下記の所定量で添加されるようになっている。

この排ガス浄化システムに使用したプラズマリアクタは、図８に示すように、所定間隔で順に並設された金属電極７１、７２、７３、７４、７５、７６のうち、金属電極７２、７３、７４、７５、７６の金属電極７１側の表面が誘電体７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａ、７６ａでそれぞれ被覆されている。金属電極７１、７２、７３、７４、７５、７６は、１．０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのＳＵＳ３１６製板状体で形成されている。誘電体７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａ、７６ａは、金属電極７２、７３、７４、７５、７６上に厚み０．５ｍｍで形成されている。なお、金属電極７１と誘電体７２ａ、金属電極７２と誘電体７３ａ、金属電極７３と誘電体７４ａ、金属電極７４と誘電体７５ａおよび金属電極７５と誘電体７６ａの間隔は、それぞれ０．５ｍｍとした。

このプラズマリアクタ７０では、金属電極７１、７３、７５に、電圧７．６ｋＶ、正弦波２００Ｈｚの交流電流を入力するとともに、金属電極７２、７４、７６を接地することによって、誘電体７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａ、７６ａと金属電極７１、７２、７３、７４、７５との間でプラズマが発生するようになっている。なお、本実施の形態では、金属電極７１、７３、７５に交流電流を入力するときの電力を３．１Ｗに設定することによって、電界強度が７．６ｋＶ／ｍｍとなるように、そして電力密度が１．２Ｗ／ｃｍ³となるように調整されている。

図７（ａ）に示すＮＯ₂吸着還元触媒ユニットは、本実施例１で製造した前記触媒部材Ａを所定のケーシング内に配設することによって構成した。また、図７（ａ）に示すＮＯx 選択還元触媒ユニットは、本実施例１で製造した前記触媒部材Ｂを所定のケーシング内に配設することによって構成した。

（４）排ガス浄化システムの評価試験
実施例１の排ガス浄化システムを使用して次のＮＯ₂吸着率の測定試験を行った。この評価試験には、一酸化窒素（ＮＯ）１００ｐｐｍ、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）３００ｐｐｍ（炭素換算）、一酸化炭素（ＣＯ）１１００ｐｐｍ、二酸化炭素（ＣＯ₂）４体積％、酸素（Ｏ₂）１５体積％、水（Ｈ₂Ｏ）４体積％及び窒素（Ｎ₂）残部で構成されたモデルガスＡを使用した。なお、モデルガスＡ中の各成分の濃度は、２５℃、１０１３ｈＰａ（１気圧）のときの値である。

この評価試験では、１８０℃に維持した前記モデルガスＡを排ガス浄化システムに１００秒間導入するとともに、この排ガス浄化システムから排出されるガス中のＮＯx量を分析計（図７（ａ）参照）で測定することにより、前記ＮＯ₂吸着触媒層に吸着されたＮＯ₂量を算出した。そして、このＮＯ₂量に基づいて１００秒間導入されたモデルガスＡに含まれるＮＯに対するＮＯ₂吸着率を算出した。その結果を図９に示す。

次に、排ガス浄化システムのサイクルテストを行った。このサイクルテストでは、前記ＮＯ₂吸着率測定試験と同様に、１８０℃に維持した前記モデルガスＡを排ガス浄化システムに１００秒間導入した後、導入するモデルガスＡを３５０℃まで昇温するとともに、この３５０℃を維持しながらノルマルヘキサデカン（ｎＣ₁₆Ｈ₃₄）２０００ｐｐｍ（炭素換算）を排ガス浄化システムに導入した。そして、これらの工程を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返してそのサイクルごとの前記ＮＯ₂吸着触媒層におけるＮＯ₂吸着率を求めた。その結果を図１０に示す。

次に、排ガス浄化システムのＮＯx 浄化率の測定試験を行った。この評価試験には、一酸化窒素（ＮＯ）２００ｐｐｍ、ノルマルヘキサデカン（ｎＣ₁₆Ｈ₃₄）２０００ｐｐｍ（炭素換算）、一酸化炭素（ＣＯ）１１００ｐｐｍ、二酸化炭素（ＣＯ₂）４体積％、酸素（Ｏ₂）１５体積％、水（Ｈ₂Ｏ）４体積％及び窒素（Ｎ₂）残部で構成されたモデルガスＢを使用した。なお、モデルガスＢ中の各成分の濃度は、２５℃、１０１３ｈＰａ（１気圧）のときの値である。

この評価試験では、３５０℃の前記モデルガスＢを排ガス浄化システムに導入するとともに、この排ガス浄化システムから排出されるガス中のＮＯx量を分析計９０（図７（ａ）参照）で測定した。そして、次の式（１）を用いて、この排ガス浄化システムのＮＯx 浄化率を算出した。なお、測定開始直後のＮＯx 浄化率を最大ＮＯx 浄化率とした。その結果を図１１に示す。

（実施例２）
ＮＯ₂吸着触媒層１７のウォッシュコート量を、５０ｇ／Ｌから１００ｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして排ガス浄化システムを構成するとともに、実施例１と同様にしてＮＯ₂吸着率の測定試験を行った。その結果を図９に示す。

（実施例３）
ＮＯ₂吸着触媒層１７のウォッシュコート量を、５０ｇ／Ｌから２０ｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして排ガス浄化システムを構成するとともに、実施例１と同様にしてＮＯ₂吸着率の測定試験を行った。その結果を図９に示す。

（実施例４）
ＮＯ₂選択還元触媒層１８のウォッシュコート量を、１００ｇ／Ｌから１５０ｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして排ガス浄化システムを構成するとともに、実施例１と同様にしてＮＯx 浄化率の測定試験を行った。その結果を図１１に示す。

（実施例５）
ＮＯ₂選択還元触媒層１８のウォッシュコート量を、１００ｇ／Ｌから８０ｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして排ガス浄化システムを構成するとともに、実施例１と同様にしてＮＯx 浄化率の測定試験を行った。その結果を図１１に示す。

（比較例）
（１）実施例１のＮＯ₂吸着還元触媒ユニットに代えて使用するＮＯ₂吸着触媒ユニットの触媒部材Ｃの製造
実施例１のＮＯ₂吸着触媒層１７の形成工程と同様にして、実施例１と同様のハニカム支持体の細孔壁面にウォッシュコート量１００ｇ／ＬのＮＯ₂吸着触媒層１７のみを形成することによって、触媒部材Ｃを製造した。

（２）排ガス浄化システムの構成
比較例の排ガス浄化システムの構成を図７（ｂ）に示す。この排ガス浄化システムは、実施例１〜実施例５の排ガス浄化システムにおいて、前記ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット（図７（ａ）参照）に代えて、前記触媒部材Ｃを所定のケーシング内に配設したＮＯ₂吸着触媒ユニット（図７（ｂ）参照）を使用した以外は、実施例１〜５の排ガス浄化システムと同様に構成した。

（３）排ガス浄化システムの評価試験
比較例の排ガス浄化システムについて、実施例１と同様にしてサイクルテスト及び最大ＮＯx 浄化率の測定試験を行った。その結果をそれぞれ図１０及び図１１に示す。

実施例１〜実施例５に係るＮＯ₂吸着触媒層１７及びＮＯ₂選択還元触媒層１８の組成等並びに比較例に係るＮＯ₂吸着触媒層の組成等を表１にまとめて示す。

（実施例１乃至実施例５に係る排ガス浄化システムの評価結果）
図９に示すように、ウォッシュコート量が５０ｇ／Ｌ以上のＮＯ₂吸着触媒層１７を備える排ガス浄化システムは、ＮＯ₂吸着率が優れている。したがって、この排ガス浄化システムは、排ガス温度がＮＯ₂選択還元触媒層１８の浄化温度より低い、例えばエンジンの起動し始めた時期におけるＮＯxの排出をより効率的に防止することができる。

図１０に示すように、ＮＯ₂吸着触媒層１７にＮＯ₂選択還元触媒層１８が積層された触媒部材を有する排ガス浄化システム（実施例１）は、ＮＯ₂吸着触媒層のみの触媒部材を有する排ガス浄化システム（比較例）に比較して、繰返使用されても、ＮＯ₂吸着触媒層におけるＮＯ₂吸着率が低下することがない。このことは、ＮＯ₂吸着触媒層１７がＮＯ₂選択還元触媒層１８に接触していることによって、ＮＯ₂吸着触媒層１７に吸着されたＮＯ₂が、ＮＯ₂選択還元触媒層１８との濃度勾配によってＮＯ₂選択還元触媒層１８に移行するとともに、このＮＯ₂選択還元触媒層１８でＮＯ₂が分解されるため、ＮＯ₂吸着触媒層１７に分解されないＮＯ₂が蓄積しないことによるものと考えられる。

図１１に示すように、ウォッシュコート量が１００ｇ／Ｌ以上のＮＯ₂選択還元触媒層１８を備える排ガス浄化システムは、最大ＮＯx浄化率に優れている。したがって、この排ガス浄化システムは、効率よくＮＯxを浄化することができる。

以上、本発明の排ガス浄化システムを実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、この実施の形態に何ら制限されるものではない。

例えば、本実施の形態に係る排ガス浄化システム１１では、支持体１６の細孔１６ａの内壁面に沿って広がるようにＮＯ₂吸着触媒層１７を形成するとともに、このＮＯ₂吸着触媒層１７上にＮＯ₂選択還元触媒層１８を積層したが、本発明の排ガス浄化システムは、これに限定されるものではなく、支持体１６の細孔の内壁面に沿って広がるようにＮＯ₂選択還元触媒層１８を形成するとともに、このＮＯ₂選択還元触媒層１８上にＮＯ₂吸着触媒層１７を積層してもよい。

また、本実施の形態に係る排ガス浄化システムでは、還元剤供給制御装置９が、還元剤添加手段１０と、ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット１４の図示しない温度センサとのみ接続されているが（図１参照）、本発明の排ガス浄化システムは、これに限定されるものではなく、ＮＯ_x選択還元触媒ユニット１５にその温度を検出する温度センサを設けるとともに、還元剤供給制御装置９が、その温度センサと電気的に接続されていてもよい。この排ガス浄化システムでは、還元剤供給制御装置９を、ＮＯ_x選択還元触媒ユニット１５のＮＯ_x選択還元触媒層１９が浄化温度に達しているか否かを判断するように、そしてその判断に応じて還元剤供給停止命令信号又は還元剤供給命令信号を還元剤添加手段１０に向けて出力するように構成すればよい。

また、本実施の形態に係る排ガス浄化システムでは、ＮＯ_X選択還元触媒ユニット１５に使用する触媒部材に銀を担持させたが、本発明の排ガス浄化システムは、これに限定されるものではなく、銀に代えて白金、パラジウム、イリジウム等を触媒部材に担持させてもよい。

本発明の実施の形態に係る排ガス浄化システムのブロック図である。 図１の排ガス浄化システムに使用されるＮＯ₂吸着還元触媒ユニットに装填する触媒部材を示す部分断面図である。 ＮＯ₂選択還元触媒層中の銀の含有量とＮＯ_X浄化率との関係を示すグラフである。 図１の排ガス浄化システムに使用されるＮＯ_X選択還元触媒ユニットに装填する触媒部材を示す部分断面図である。 ＮＯ₂選択還元触媒層が浄化温度に達する前の排気ガス成分の挙動を示す概念図である。 ＮＯ₂選択還元触媒層が浄化温度に達した後の排気ガス成分の挙動を示す概念図である。 図７（ａ）は、実施例１乃至実施例５の排ガス浄化システムの概念図、図７（ｂ）は、比較例の排ガス浄化システムの概念図である。 実施例１乃至実施例５の排ガス浄化システムに使用するプラズマリアクタの模式図である 実施例１、実施例２及び実施例３の排ガス浄化システムにおいて、ＮＯ₂吸着触媒層のウォッシュコート量に対する１８０℃におけるＮＯ₂吸着率（％）の関係を示すグラフである。 実施例１及び比較例の排ガス浄化システムについて行ったサイクルテストの試験結果を示すグラフである。 実施例１、実施例４、実施例５及び比較例の排ガス浄化システムにおいて、ＮＯ₂選択還元触媒層のウォッシュコート量に対する最大ＮＯ_X浄化率（％）の関係を示すグラフである。

符号の説明

１１ 排ガス浄化システム
１３ プラズマリアクタ
１４ ＮＯ₂吸着還元触媒ユニット（触媒ユニット）
１５ ＮＯ_x選択還元触媒ユニット
１６ 還元剤供給装置
１７ ＮＯ₂吸着触媒層（触媒）
１８ ＮＯ₂選択還元触媒層（触媒）
１９ ＮＯ_x選択還元触媒層（ＮＯ_X選択還元触媒）

Claims (5)

1. 排ガスが流通する上流側から下流側に向かって、プラズマリアクタと、前記排ガス中のＮＯ_Ｘに作用する触媒が装填された触媒ユニットとをこの順番に備えるとともに、前記プラズマリアクタの上流側に還元剤を供給する還元剤供給装置を備える排ガス浄化システムであって、
   前記触媒は、ＮＯ_２吸着触媒層と、多孔質担体に銀を担持させたＮＯ_２選択還元触媒層とを有し、
   前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層は、前記触媒の表面に配置され、前記ＮＯ _２ 吸着触媒層は前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層の内側に接触して配置されており、
   前記プラズマリアクタは、エンジンの起動によってオンとなり、
   前記還元剤供給装置は、前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層がＮＯ _Ｘ の浄化温度に達していないときには前記還元剤を供給せずに、
   前記ＮＯ _２ 選択還元触媒層がＮＯ _Ｘ の浄化温度に達しているときには前記還元剤を供給するとともに、
   前記触媒ユニットの下流側には、ＮＯ _Ｘ 選択還元触媒が装填されたＮＯ _Ｘ 選択還元触媒ユニットがさらに配置されたことを特徴とする排ガス浄化システム。
2. 前記ＮＯ_２吸着触媒層は、多孔質担体にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属の少なくとも１種を担持させたものであることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化システム。
3. 前記ＮＯ_２吸着触媒層は、複数の細孔を有する支持体の当該細孔の内壁面に積層されて、前記細孔の単位容積あたりの前記ＮＯ_２吸着触媒層の質量が５０ｇ／Ｌ以上、１００ｇ／Ｌ以下であるとともに、前記ＮＯ_２選択還元触媒層は、前記ＮＯ_２吸着触媒層上に積層されて、前記細孔の単位容積あたりの前記ＮＯ_２選択還元触媒層の質量が１００ｇ／Ｌ以上、２５０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排ガス浄化システム。
4. 前記ＮＯ_２選択還元触媒層の銀の担持量は、当該ＮＯ_２選択還元触媒層の質量に対して１．５質量％以上、５質量％以下であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の排ガス浄化システム。
5. 前記ＮＯ_Ｘ選択還元触媒は、多孔質担体に銀を担持させたものであり、前記ＮＯ_Ｘ選択還元触媒の銀の担持量は、１．５質量％以上、５質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化システム。

Images