JPH03253713A - 内燃機関の脱硝装置 - Google Patents
内燃機関の脱硝装置Info
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- JPH03253713A JPH03253713A JP4734890A JP4734890A JPH03253713A JP H03253713 A JPH03253713 A JP H03253713A JP 4734890 A JP4734890 A JP 4734890A JP 4734890 A JP4734890 A JP 4734890A JP H03253713 A JPH03253713 A JP H03253713A
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- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関（火花点火ガソリンエンジン、ガスエ
ンジン、ディーゼルエンジン）に適用される内燃機関の
脱硝装置に関する。
ンジン、ディーゼルエンジン）に適用される内燃機関の
脱硝装置に関する。
従来ディーゼルエンジンでは、ボイラと同様に排ガス中
のＮＯｘとほぼ等モルのアンモニアを加えた後、ＮＯｘ
還元触媒と接触させてＮ２と１１２０に転換する方法が
採用されている。また火花点火ガソリンエンジン及びガ
スエンジンについては、従来排ガス流路に白金−ロジウ
ムーパラジウム系の：元系触媒層をおき、排ガス中の酸
素濃度をほぼ０％となるように理論混合比にて燃焼させ
運転することによってＮＯｘの接触分解を高脱硝率に維
持する方法が採られている。
のＮＯｘとほぼ等モルのアンモニアを加えた後、ＮＯｘ
還元触媒と接触させてＮ２と１１２０に転換する方法が
採用されている。また火花点火ガソリンエンジン及びガ
スエンジンについては、従来排ガス流路に白金−ロジウ
ムーパラジウム系の：元系触媒層をおき、排ガス中の酸
素濃度をほぼ０％となるように理論混合比にて燃焼させ
運転することによってＮＯｘの接触分解を高脱硝率に維
持する方法が採られている。
ところが従来例で述べたアンモニア還元触媒脱硝法では
、ＮＯｘと等モルのアンモニアが必要という変動費上の
負担があり、さらにＮＯｘに対する過剰なアンモニアの
投入はアンモニア排出による環境二次汚染を引き起す懸
念がある。
、ＮＯｘと等モルのアンモニアが必要という変動費上の
負担があり、さらにＮＯｘに対する過剰なアンモニアの
投入はアンモニア排出による環境二次汚染を引き起す懸
念がある。
又過剰空気量の多いディーゼルエンジンでは三元触媒を
使用する方法では火花点火エンジンに於りる効率のよい
リーンバーンシステムでの脱硝が不可能である。
使用する方法では火花点火エンジンに於りる効率のよい
リーンバーンシステムでの脱硝が不可能である。
そこで銅〔Ｃｕ（ＩＩ）〕イオン交換型高シリカゼオラ
イトあるいはメタロシリカ系触媒を用いると、灯油や軽
油等の低級不飽和炭化水素により、ディーゼルエンジン
ヤ火花点火リーンバーンエンジンの排ガス中のＮＯｘを
０□存在下でも効率よく脱硝させることが出来るが、こ
れを実現させる為には雰囲気が高温であることが望まし
い。従って、シリンダからの排気の直前又は直後の温度
の高い時期に少量の燃料をシリンダ内あるいは排気管内
に投入し、排気中のＮＯｘの分解効率を高めることを考
えた。
イトあるいはメタロシリカ系触媒を用いると、灯油や軽
油等の低級不飽和炭化水素により、ディーゼルエンジン
ヤ火花点火リーンバーンエンジンの排ガス中のＮＯｘを
０□存在下でも効率よく脱硝させることが出来るが、こ
れを実現させる為には雰囲気が高温であることが望まし
い。従って、シリンダからの排気の直前又は直後の温度
の高い時期に少量の燃料をシリンダ内あるいは排気管内
に投入し、排気中のＮＯｘの分解効率を高めることを考
えた。
なお、シリンダ又は排気管内に投入する少量の前記燃料
が過剰のときは未反応の炭化水素（ＩＩＣ）や−酸化炭
素（Ｃｏ）を排出することになる。また炭化水素量が不
十分であると十分に酸化窒素は還元できない。そこでさ
らに供給するＮＯｘ還元用燃料（炭化水素）の量を適正
化することを考えた。
が過剰のときは未反応の炭化水素（ＩＩＣ）や−酸化炭
素（Ｃｏ）を排出することになる。また炭化水素量が不
十分であると十分に酸化窒素は還元できない。そこでさ
らに供給するＮＯｘ還元用燃料（炭化水素）の量を適正
化することを考えた。
本発明に係る内燃機関の脱硝装置は、銅ＣＣｕ（■）〕
イオン交換型シリカゼオライトあるいはメタロシリカ系
触媒を充填した触媒層を内燃機関の排気管内へ装着し、
第１発明では触媒層の上流の排気管からシリンダ内迄の
間の高温の排ガス中に燃料の一部を少量供給し、適当な
分子量の不飽和炭化水素に分解させ、該低級不飽和炭化
水素とＮＯｘを含んだ排ガスとを混合した上胴〔Ｃｕ（
ＩＩ）〕イオン交換型高シリカゼオライトあるいはメタ
ロシリカ系の触媒層を通過させるようにした。
イオン交換型シリカゼオライトあるいはメタロシリカ系
触媒を充填した触媒層を内燃機関の排気管内へ装着し、
第１発明では触媒層の上流の排気管からシリンダ内迄の
間の高温の排ガス中に燃料の一部を少量供給し、適当な
分子量の不飽和炭化水素に分解させ、該低級不飽和炭化
水素とＮＯｘを含んだ排ガスとを混合した上胴〔Ｃｕ（
ＩＩ）〕イオン交換型高シリカゼオライトあるいはメタ
ロシリカ系の触媒層を通過させるようにした。
又第２発明では前記触媒層の下流↓こ酸化窒素センサ１
７を配設して、該センサよりの信号を前記クランク角度
センサ（９）よりの信号と合せてＮＯｘ還元用の少量燃
料弁（３）の開弁コントローラに入力し、シリンダ又は
排気管に注入する還元用の少量燃料量の適正化をはかっ
たものである。
７を配設して、該センサよりの信号を前記クランク角度
センサ（９）よりの信号と合せてＮＯｘ還元用の少量燃
料弁（３）の開弁コントローラに入力し、シリンダ又は
排気管に注入する還元用の少量燃料量の適正化をはかっ
たものである。
内燃機関において第１発明では少量の燃料を排気弁の開
弁直前又は排気中にシリンダ又は触媒層の上流排気管内
に噴射すると、排気ガスは前記タイミングでは比較的高
温なガスであるため、完全に蒸発して適度に分解し、排
気のＮＯｘガスと接触し易くなり触媒上での脱硝反応に
好都合な低級不飽和炭化水素を形成する。また排気中の
酸素濃度は新気に比較して十分に低く、又排気中に注入
されたＮＯｘの還元用少量燃料は、それが発火燃焼に至
るまで排気ガス温度は高くない。従ってＣｕ（ＩＩ）イ
オン交換型高シリカゼオライトあるいはメタロシリカ系
触媒の触媒層により、供給された少量の燃料から生成さ
れる低級不飽和炭化水素ガスと排気中のＮＯｘとが適当
な温度で接触するため、高効率でＮＯｘを還元しＮ２と
８２０とに分解し、排ガスを無公害とすることができる
。
弁直前又は排気中にシリンダ又は触媒層の上流排気管内
に噴射すると、排気ガスは前記タイミングでは比較的高
温なガスであるため、完全に蒸発して適度に分解し、排
気のＮＯｘガスと接触し易くなり触媒上での脱硝反応に
好都合な低級不飽和炭化水素を形成する。また排気中の
酸素濃度は新気に比較して十分に低く、又排気中に注入
されたＮＯｘの還元用少量燃料は、それが発火燃焼に至
るまで排気ガス温度は高くない。従ってＣｕ（ＩＩ）イ
オン交換型高シリカゼオライトあるいはメタロシリカ系
触媒の触媒層により、供給された少量の燃料から生成さ
れる低級不飽和炭化水素ガスと排気中のＮＯｘとが適当
な温度で接触するため、高効率でＮＯｘを還元しＮ２と
８２０とに分解し、排ガスを無公害とすることができる
。
さらに第２発明では触媒層１６の下流にＮＯｘセンセン
サを設け、その出力をクランクの角度センサ９の出力と
共に開弁コントローラ８に入力しているため、還元用の
注入少ｆｌｉ料量が適正化され、−層の高効率のＮＯｘ
の分解作用効果が期待できる。
サを設け、その出力をクランクの角度センサ９の出力と
共に開弁コントローラ８に入力しているため、還元用の
注入少ｆｌｉ料量が適正化され、−層の高効率のＮＯｘ
の分解作用効果が期待できる。
以下第１〜２図を参照し本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１〜２図は第１発明に係わるもので、第１図は第１実
施例の説明図、第２図は第２実施例の説明図である。
施例の説明図、第２図は第２実施例の説明図である。
■はシリンダ、２は燃料噴射弁、３は本発明に係る少量
の燃料を排気弁の開弁直前に噴射供給する少量燃料供給
弁でエンジンのシリンダ内に装着される。４は高圧の燃
料噴射ポンプ、５は高圧燃料噴射管、６は少量燃料供給
ホンプヘ燃料を供給する燃料供給管、７は燃料供給管か
ら分岐された燃料管に設けられた少量燃料噴射ポンプ、
８は少量燃料供給弁の開弁コントローラ、９は開弁時期
を検知するクランク角度センサでその出力を開弁コント
ローラに入力している、１０は少量燃料供給管、１１は
燃料タンク、１２はディーゼルエンジンの給気管、１３
は給気集合管、１４はディーゼルエンジンの排気管、１
５は排気集合管、１６は排気集合管に連結されたＣｕ（
ＩＩ）イオン交換型高シリカゼオライトあるいはメタロ
シリカ系触媒を用いた触媒層である。なお上記クランク
角度センサ９の出力は上記開弁コントローラ８に入力さ
れるようになっている。
の燃料を排気弁の開弁直前に噴射供給する少量燃料供給
弁でエンジンのシリンダ内に装着される。４は高圧の燃
料噴射ポンプ、５は高圧燃料噴射管、６は少量燃料供給
ホンプヘ燃料を供給する燃料供給管、７は燃料供給管か
ら分岐された燃料管に設けられた少量燃料噴射ポンプ、
８は少量燃料供給弁の開弁コントローラ、９は開弁時期
を検知するクランク角度センサでその出力を開弁コント
ローラに入力している、１０は少量燃料供給管、１１は
燃料タンク、１２はディーゼルエンジンの給気管、１３
は給気集合管、１４はディーゼルエンジンの排気管、１
５は排気集合管、１６は排気集合管に連結されたＣｕ（
ＩＩ）イオン交換型高シリカゼオライトあるいはメタロ
シリカ系触媒を用いた触媒層である。なお上記クランク
角度センサ９の出力は上記開弁コントローラ８に入力さ
れるようになっている。
次に前記第１発明に係る第１実施例の作用について説明
する。
する。
この第１実施例では機関に装着されたクランク角度セン
サ９によりクランク角度を検知し、これをＮＯｘ還元用
の少量燃料供給弁３の開弁コントローラ８に入力して、
排気弁の開弁する前あるいは排気期間中に前記少量燃料
供給弁を開弁させる。
サ９によりクランク角度を検知し、これをＮＯｘ還元用
の少量燃料供給弁３の開弁コントローラ８に入力して、
排気弁の開弁する前あるいは排気期間中に前記少量燃料
供給弁を開弁させる。
この時シリンダ内はかなりの高温（５００〜６００℃程
度以」二）であるので、供給された少量の供給燃料（炭
化水素）は適度に分解され、低級不飽和炭化水素を形成
する。該低級不飽和炭化水素と高温のシリンダ内のガス
中のＮＯｘとは十分に混合されながら排出され、排気集
合管の下流に設置された前記触媒層１６に導びかれる。
度以」二）であるので、供給された少量の供給燃料（炭
化水素）は適度に分解され、低級不飽和炭化水素を形成
する。該低級不飽和炭化水素と高温のシリンダ内のガス
中のＮＯｘとは十分に混合されながら排出され、排気集
合管の下流に設置された前記触媒層１６に導びかれる。
このようにして排気中のＮＯｘと、供給生成された前記
低級不飽和炭化水素とは、銅イオン交換型高シリカゼオ
ライトあるいはメタロシリカ系触媒上で反応し、排気中
に酸素が存在していてもＮ２と１１□０に分解され無害
化される。
低級不飽和炭化水素とは、銅イオン交換型高シリカゼオ
ライトあるいはメタロシリカ系触媒上で反応し、排気中
に酸素が存在していてもＮ２と１１□０に分解され無害
化される。
第２図はディーゼルエンジンに適用される第１発明の第
２実施例である。この第２実施例は、前述の第１実施例
において少量燃料供給弁３がシリンダに配設されていた
のに対し、この少量燃料供給弁３０は排気集合部に装着
されている点が相違するのみで、それらの作用効果は殆
ど相違はない。
２実施例である。この第２実施例は、前述の第１実施例
において少量燃料供給弁３がシリンダに配設されていた
のに対し、この少量燃料供給弁３０は排気集合部に装着
されている点が相違するのみで、それらの作用効果は殆
ど相違はない。
なおこれらの実施例は、単にディーゼルエンジンに適用
されるに止まらず、火花点火リーンバーンエンジン（ガ
ソリンエンジン、ガスエンジン）等、排気中の酸素濃度
が高い場合の脱硝でも十分に有効である。
されるに止まらず、火花点火リーンバーンエンジン（ガ
ソリンエンジン、ガスエンジン）等、排気中の酸素濃度
が高い場合の脱硝でも十分に有効である。
第３〜４図は第２発明に係るもので、触媒層１７の下流
の排気管内に酸化窒素センサ１７を設け、該センサから
の信号を第１発明で述べたクランク角度センサ９よりの
信号に合わせて開弁コントローラ８に入力し、特に排気
中のＮＯｘに応した量の少量の燃料をシリンダ内あるい
は排気管内に投入し、排気中のＮＯｘの分解効率をさら
に高めると同時に他の排気有害物質の排出をも抑制しよ
うとしたものである。
の排気管内に酸化窒素センサ１７を設け、該センサから
の信号を第１発明で述べたクランク角度センサ９よりの
信号に合わせて開弁コントローラ８に入力し、特に排気
中のＮＯｘに応した量の少量の燃料をシリンダ内あるい
は排気管内に投入し、排気中のＮＯｘの分解効率をさら
に高めると同時に他の排気有害物質の排出をも抑制しよ
うとしたものである。
第３図は第２発明の第３実施例で、第１発明の第１実施
例と同様に少量燃料供給弁３をシリンダに配設したもの
であり、第４図は第２発明の第４実施例で、少量燃料弁
３０を第１発明の第２実施例と同様に前記触媒層１６の
上流排気集合管１５に配設したのが特徴である。
例と同様に少量燃料供給弁３をシリンダに配設したもの
であり、第４図は第２発明の第４実施例で、少量燃料弁
３０を第１発明の第２実施例と同様に前記触媒層１６の
上流排気集合管１５に配設したのが特徴である。
排気弁の開弁前のシリンダ内のガスあるいは排気弁開弁
直後の排ガスは温度が高い（低負荷でも５００〜６００
℃程度）。従って第１発明では、クランク角センサより
入力した開弁コントローラを介してシリンダ内あるいは
触媒層前の排気集合管内の少量燃料供給弁を開いて少量
の燃料（炭化水素）を排ガス中に供給し、高温で適度に
分解させて低級不飽和炭化水素を生成させ、該低級不飽
和炭化水素をシリンダ内ガスあるいは排ガス中のＮＯｘ
と十分に混合して銅イオン交換型高シリカゼオライトあ
るいはメタロシリカ系触媒上で反応させてＮＯｘを還元
すると、酸素の存在下でも窒素酸化物を効率よく分解さ
せることが出来、又未反応の炭化水素及び−酸化炭素も
効率よく酸化させることができる。なお第２発明では前
記触媒層の下流に酸化窒素センサ１６を配設し、前記少
量燃料供給弁をクランク角度センサ９と前記酸化窒素セ
ンサ１６よりの両信号を人ノｊした前記開弁コントロー
ラ８で制御するようにしたので、排気中のＮｏににさら
に適応した還元用の少量燃料量が供給され、−層の高効
率のＮＯｘの分解効果が期待できる。
直後の排ガスは温度が高い（低負荷でも５００〜６００
℃程度）。従って第１発明では、クランク角センサより
入力した開弁コントローラを介してシリンダ内あるいは
触媒層前の排気集合管内の少量燃料供給弁を開いて少量
の燃料（炭化水素）を排ガス中に供給し、高温で適度に
分解させて低級不飽和炭化水素を生成させ、該低級不飽
和炭化水素をシリンダ内ガスあるいは排ガス中のＮＯｘ
と十分に混合して銅イオン交換型高シリカゼオライトあ
るいはメタロシリカ系触媒上で反応させてＮＯｘを還元
すると、酸素の存在下でも窒素酸化物を効率よく分解さ
せることが出来、又未反応の炭化水素及び−酸化炭素も
効率よく酸化させることができる。なお第２発明では前
記触媒層の下流に酸化窒素センサ１６を配設し、前記少
量燃料供給弁をクランク角度センサ９と前記酸化窒素セ
ンサ１６よりの両信号を人ノｊした前記開弁コントロー
ラ８で制御するようにしたので、排気中のＮｏににさら
に適応した還元用の少量燃料量が供給され、−層の高効
率のＮＯｘの分解効果が期待できる。
第（１〜２）図は第１発明に係わるもので、第１図は第
１実施例の説明図、第２図は同第２実施０ １・・・シリンダ、３，３０・・・少量燃料、８・・・
開弁コントローラ、９・・・クランク角度センサ、１５
・・・排気集合管、１６・・・触媒層、１７・・・酸化
窒素センサ。
１実施例の説明図、第２図は同第２実施０ １・・・シリンダ、３，３０・・・少量燃料、８・・・
開弁コントローラ、９・・・クランク角度センサ、１５
・・・排気集合管、１６・・・触媒層、１７・・・酸化
窒素センサ。
Claims (2)
- （１）銅〔Ｃｕ（II）〕イオン交換型高シリカゼオライ
ト触媒層あるいはメタロシリカ系触媒層により排ガス中
のＮＯｘを選択的に脱硝する脱硝装置において、シリン
ダ内あるいは前記触媒層の上流の排気管内に配設され、
前記ＮＯｘの還元用の僅少な燃料を排ガス中に注入する
少量燃料供給弁（３）、（３０）と、内燃機関に装着さ
れたクランク角度センサ（９）よりの信号を入力し前記
少量燃料供給弁を所定のプログラムに応じて開くように
制御する開弁コントローラ（８）とを有してなる内燃機
関の脱硝装置。 - （２）第１項記載のものにおいて、触媒層下流にさらに
酸化窒素センサ（１７）を設けて排気中の酸化窒素量を
検知し、クランク角センサ（９）の信号と共に開弁コン
トローラ（８）に入力し、所定のプログラムに応じて上
記少量燃料供給弁（３）、（３０）を開弁し適正量のＮ
Ｏｘ還元用燃料を排ガス中に注入するようにした内燃機
関の脱硝装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2047348A JP2798219B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 内燃機関の脱硝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2047348A JP2798219B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 内燃機関の脱硝装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253713A true JPH03253713A (ja) | 1991-11-12 |
| JP2798219B2 JP2798219B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=12772645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2047348A Expired - Lifetime JP2798219B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 内燃機関の脱硝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798219B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04246273A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Mitsubishi Motors Corp | 低公害ディーゼルエンジン |
| JPH0587219U (ja) * | 1992-04-30 | 1993-11-26 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| WO1995004211A1 (en) * | 1993-07-29 | 1995-02-09 | Platinum Plus, Inc. | METHOD FOR REDUCING NOx EMISSIONS FROM DIESEL ENGINES |
| US6006515A (en) * | 1994-11-18 | 1999-12-28 | Komatsu Ltd. | Exhaust denitration device for diesel engine |
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1990
- 1990-03-01 JP JP2047348A patent/JP2798219B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP2798219B2 (ja) | 1998-09-17 |
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