JPH08294618A - Method and apparatus for purifying exhaust gas - Google Patents
Method and apparatus for purifying exhaust gasInfo
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- JPH08294618A JPH08294618A JP7105440A JP10544095A JPH08294618A JP H08294618 A JPH08294618 A JP H08294618A JP 7105440 A JP7105440 A JP 7105440A JP 10544095 A JP10544095 A JP 10544095A JP H08294618 A JPH08294618 A JP H08294618A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化方法および
排気ガス浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エンジン用燃料にはＳ（イオウ）が含ま
れており、それに起因して排気ガス中にはＳＯｘ（イオ
ウ酸化物）、主としてＳＯ2 が含有されている。2. Description of the Related Art Engine fuel contains S (sulfur), and as a result, exhaust gas contains SOx (sulfur oxide), mainly SO 2 .
【０００３】このＳＯ2 は、混合気の空燃比が理論空燃
比〜リーン域にあるとき触媒表面に吸着されて触媒毒と
して作用し、その被毒により触媒の活性が低下する。This SO 2 is adsorbed on the catalyst surface and acts as a catalyst poison when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is in the stoichiometric air-fuel ratio to lean range, and the poisoning reduces the activity of the catalyst.
【０００４】一方、空燃比がリッチ域にあるときには、
先ず、吸着ＳＯ2 においてＯが解離し、次いでＳが還元
されてＨ2 Ｓ（硫化水素）が生成されると共にそのＨ2
Ｓは触媒表面から脱離する。On the other hand, when the air-fuel ratio is in the rich range,
First, O is dissociated in the adsorption SO 2, then the H 2 together with S is reduced H 2 S (hydrogen sulfide) is generated
S is desorbed from the catalyst surface.
【０００５】このＨ2 Ｓの脱離により触媒の活性は回復
されるが、脱離Ｈ2 Ｓは、それ特有の異臭を放つので、
大気中への放出を極力抑制しなければならない。[0005] While the activity of the catalyst is recovered by desorption of the H 2 S, leaving H 2 S, so emits its distinctive odor,
Release to the atmosphere must be suppressed as much as possible.
【０００６】そこで従来は、触媒に金属酸化物等のＨ2
Ｓトラップ剤を添加する、という手段が採用されてい
る。Therefore, conventionally, H 2 such as metal oxide is used as a catalyst.
The means of adding an S trapping agent is adopted.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の手
段によると、空燃比のリッチ域で生じたＨ2 ＳはＨ2 Ｓ
トラップ剤に、金属硫化物として吸着されるのでＨ2 Ｓ
の大気中への放出は抑制されるが、空燃比のリーン域で
は金属硫化物が酸化されてＳＯ2 が生成されると共にそ
のＳＯ2 はＨ2 Ｓトラップ剤から脱離して、再び触媒表
面に吸着される、という現象が発生する。However, according to the conventional means, H 2 S generated in the rich region of the air-fuel ratio is H 2 S.
Since it is adsorbed as a metal sulfide by the trapping agent, H 2 S
The While release into the atmosphere is suppressed, the SO 2 with the metal sulfide at a lean region of the air-fuel ratio is oxidized SO 2 is generated desorbed from H 2 S trapping agent, again the catalyst surface The phenomenon of being adsorbed occurs.
【０００８】したがって、従来手段によったのでは、Ｓ
Ｏｘによる触媒の被毒低減とＨ2 Ｓの大気中への放出抑
制とを両立させることができない、といった問題があ
る。Therefore, according to the conventional means, S
There is a problem that it is impossible to achieve both reduction of poisoning of the catalyst by Ox and suppression of release of H 2 S into the atmosphere.
【０００９】本発明は前記に鑑み、ＳＯｘによる触媒の
被毒を低減し、またＨ2 Ｓの大気中への放出を抑制する
ことができる前記排気ガス浄化方法および排気ガス浄化
装置を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention provides the above exhaust gas purifying method and exhaust gas purifying apparatus capable of reducing the poisoning of the catalyst by SOx and suppressing the release of H 2 S into the atmosphere. With the goal.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係る排気ガス浄
化方法は、エンジンの排気管路に配設された上流側触媒
コンバータと下流側触媒コンバータとが暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベー
ションを行って、前記上流側触媒コンバータがリッチ雰
囲気にあるとき、その上流側触媒コンバータに貯蔵され
ているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元すると共にそのＨ2 Ｓを前
記上流側触媒コンバータから放出させ、次いで前記下流
側触媒コンバータ側で放出Ｈ2 Ｓの捕獲と放出Ｈ2 Ｓの
酸化を行うことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An exhaust gas purification method according to the present invention increases the air-fuel ratio when an upstream side catalytic converter and a downstream side catalytic converter arranged in an exhaust pipe of an engine are warmed up. , Is temporarily stored in the upstream side catalytic converter when the upstream side catalytic converter is in a rich atmosphere by performing air-fuel ratio perturbation in which the stoichiometric air-fuel ratio is changed to a rich region and a lean region. SOx is reduced to H 2 S, the H 2 S is released from the upstream catalytic converter, and then the released H 2 S is captured and the released H 2 S is oxidized on the downstream catalytic converter side. To do.
【００１１】また本発明は、エンジンの排気管路に、上
流側Ｏ2 センサと、上流側触媒コンバータと、下流側触
媒コンバータとを備えた排気ガス浄化装置であって、前
記上流側および下流側触媒コンバータが暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベー
ションを行うべく、前記下流側触媒コンバータ近傍にお
いて前記排気管路に下流側Ｏ2 センサを配設し、前記上
流側触媒コンバータがリッチ雰囲気にあるとき、その上
流側触媒コンバータに貯蔵されていたＳＯｘの還元によ
り生成されると共に前記上流側触媒コンバータから放出
されたＨ2 Ｓを捕獲すべく、前記下流側触媒コンバータ
側にＨ2 Ｓトラップ剤を配設したことを特徴とする。Further, the present invention is an exhaust gas purifying apparatus comprising an upstream O 2 sensor, an upstream catalytic converter, and a downstream catalytic converter in an exhaust pipe of an engine, wherein the upstream side and the downstream side are provided. When the catalytic converter is in a warm-up state, the exhaust gas is exhausted in the vicinity of the downstream catalytic converter in order to temporarily perform air-fuel ratio perturbation in which the air-fuel ratio is changed to a rich region and a lean region based on the theoretical air-fuel ratio. A downstream O 2 sensor is provided in the pipeline, and when the upstream catalytic converter is in a rich atmosphere, it is generated by the reduction of SOx stored in the upstream catalytic converter and released from the upstream catalytic converter. in order to capture the been H 2 S, characterized by being arranged H 2 S trapping agent to the downstream catalytic converter side.
【００１２】[0012]
【作用】前記方法において、空燃比パーターベーション
(Perturbation、摂動）を行うことにより、上流側触媒
コンバータに貯蔵されているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元し、
またそのＨ2 Ｓを上流側触媒コンバータから放出させる
ので、空燃比パーターベーションの開始時期を、上流側
触媒コンバータにおける貯蔵ＳＯｘ量が少ない時期に設
定することによって、上流側触媒コンバータにおける触
媒の、ＳＯｘによる被毒を低減することが可能である。
この場合、上流側触媒コンバータは、Ｈ2Ｓ放出を行う
べく、Ｈ2 Ｓトラップ剤を具備しない。In the above method, the air-fuel ratio perturbation is performed.
(Perturbation) reduces SOx stored in the upstream catalytic converter to H 2 S,
Further, since the H 2 S is released from the upstream side catalytic converter, the start time of the air-fuel ratio perturbation is set to a time when the stored SOx amount in the upstream side catalytic converter is small, so that the SOx of the catalyst in the upstream side catalytic converter is reduced. It is possible to reduce poisoning caused by.
In this case, the upstream catalytic converter, in order to perform the H 2 S release, does not include the H 2 S trapping agent.
【００１３】一方、下流側触媒コンバータ側では、上流
側触媒コンバータからの放出Ｈ2 Ｓの捕獲と酸化が行わ
れるので、そのＨ2 Ｓの大気への放出を大いに抑制する
ことが可能である。On the other hand, on the downstream catalytic converter side, since the released H 2 S from the upstream catalytic converter is captured and oxidized, it is possible to greatly suppress the release of H 2 S to the atmosphere.
【００１４】前記装置によれば、前記方法が確実に実施
される。The device ensures that the method is carried out.
【００１５】[0015]
【実施例】図１は排気ガス浄化装置１の第１実施例を示
す。エンジン２の排気管路３において、エンジン２の直
下に第１の三元触媒コンバータ４が配設され、また下流
側（床下側）に第２，第３の三元触媒コンバータ５，６
が配設される。したがって第３の触媒コンバータ６を基
準にすると、第１，第２の三元触媒コンバータ４，５が
上流側触媒コンバータＣＡ−１であり、第３の三元触媒
コンバータ６が下流側触媒コンバータＣＡ−２である。1 shows an exhaust gas purifying apparatus 1 according to a first embodiment. In the exhaust pipe line 3 of the engine 2, a first three-way catalytic converter 4 is arranged immediately below the engine 2, and second and third three-way catalytic converters 5, 6 are provided downstream (under the floor).
Is arranged. Therefore, based on the third catalytic converter 6, the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 are the upstream catalytic converter CA-1, and the third three-way catalytic converter 6 is the downstream catalytic converter CA. -2.
【００１６】また排気管路３において、エンジン２と第
１の三元触媒コンバータ４との間に上流側Ｏ2 センサ７
が配設され、また第３の三元触媒コンバータ６の近傍、
図示例では第２，第３の三元触媒コンバータ５，６間に
下流側Ｏ2 センサ８が配設される。In the exhaust pipe line 3, an upstream O 2 sensor 7 is provided between the engine 2 and the first three-way catalytic converter 4.
In the vicinity of the third three-way catalytic converter 6,
In the illustrated example, a downstream O 2 sensor 8 is arranged between the second and third three-way catalytic converters 5 and 6.
【００１７】第３の三元触媒コンバータ６側にＨ2 Ｓト
ラップ剤が配設される。図示例ではＨ2 Ｓトラップ剤は
第３の三元触媒コンバータ６における三元触媒に添加さ
れている。Ｈ2 Ｓトラップ剤としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｍｎ等の金属酸化物、例えばＮｉＯが用いら
れる。第１，第２の三元触媒コンバータ４，５はＨ2Ｓ
トラップ剤を具備しない。An H 2 S trapping agent is provided on the side of the third three-way catalytic converter 6. In the illustrated example, the H 2 S trapping agent is added to the three-way catalyst in the third three-way catalytic converter 6. As the H 2 S trapping agent, Ni, Co, C
A metal oxide such as u, Fe or Mn, for example, NiO is used. The first and second three-way catalytic converters 4, 5 are H 2 S
Does not have a trapping agent.
【００１８】前記構成において、エンジン２が通常の運
転状態にあるときは、上流側Ｏ2 センサ７が作動状態に
あり、一方、下流側Ｏ2 センサ８が不作動状態にあるの
で、その上流側Ｏ2 センサ７のフィードバック能により
混合気の空燃比が理論空燃比に近似するように制御さ
れ、また暖機状態にある第１〜第３の三元触媒コンバー
タ４〜６により排気ガスの浄化が行われる。In the above structure, when the engine 2 is in a normal operating state, the upstream O 2 sensor 7 is in the operating state, while the downstream O 2 sensor 8 is in the inactive state, so that the upstream side thereof is The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled by the feedback capability of the O 2 sensor 7 so as to approximate the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust gas is purified by the warmed-up first to third three-way catalytic converters 4 to 6. Done.
【００１９】この場合、エンジン用燃料にはＳが含まれ
ており、これに起因して排気ガス中にはＳＯｘ、主とし
てＳＯ2 が含有されている。In this case, the engine fuel contains S, and due to this, the exhaust gas contains SOx, mainly SO 2 .
【００２０】図２（ａ）に示すように、排気ガス中のＳ
Ｏ2 は、空燃比が理論空燃比〜リーン域にあるとき、主
として第１，第２の三元触媒コンバータ４，５における
三元触媒（貴金属）９表面の触媒活性点１０に吸着され
て触媒毒として作用し、その被毒により三元触媒９の浄
化能および酸素貯蔵能が低下する。As shown in FIG. 2A, S in the exhaust gas is
When the air-fuel ratio is in the stoichiometric air-fuel ratio to lean region, O 2 is mainly adsorbed at the catalyst active point 10 on the surface of the three-way catalyst (precious metal) 9 in the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 to be a catalyst. It acts as a poison, and its poisoning reduces the purifying ability and oxygen storage ability of the three-way catalyst 9.
【００２１】このような状況が発生すると、以下に述べ
るような三元触媒活性低下抑制処理が実行される。When such a situation occurs, a three-way catalyst activity reduction suppressing process as described below is executed.
【００２２】即ち、図３に示すように、第１，第２の三
元触媒コンバータ４，５におけるＳ貯蔵量はエンジン３
の燃料消費量に略比例する。そこで、先ず、図４に示す
ようにエンジン２の積算燃料消費量を算出し、その積算
燃料消費量が設定値に達したときＳ貯蔵条件を成立させ
る。That is, as shown in FIG. 3, the S storage amount in the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 is the engine 3
Is approximately proportional to the fuel consumption of. Therefore, first, as shown in FIG. 4, the integrated fuel consumption amount of the engine 2 is calculated, and when the integrated fuel consumption amount reaches a set value, the S storage condition is satisfied.
【００２３】次いで、図５に示すように、Ｓ貯蔵条件
に、三元触媒温度条件（推定）、車速条件、エンジン回
転数条件および吸入空気負圧条件を加えてＳ放出条件を
成立させる。Next, as shown in FIG. 5, the S release condition is satisfied by adding the three-way catalyst temperature condition (estimation), the vehicle speed condition, the engine speed condition and the intake air negative pressure condition to the S storage condition.
【００２４】その後、図６に示すように、Ｓ放出条件が
設定条件に合致しているか否かを判定し、合致している
場合には、上流側Ｏ2 センサ７を不作動状態にし、一
方、下流側Ｏ2 センサ８を作動状態にして、その下流側
Ｏ2 センサ８のフィードバック能による空燃比パーター
ベーションを所定時間行う。After that, as shown in FIG. 6, it is judged whether the S release condition matches the set condition, and if it matches, the upstream O 2 sensor 7 is deactivated, and Then, the downstream O 2 sensor 8 is activated, and the air-fuel ratio perturbation is performed for a predetermined time by the feedback capability of the downstream O 2 sensor 8.
【００２５】この空燃比パーターベーションとは、第
１，第２の三元触媒コンバータ４，５が暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に交互に変動させる空燃比制御方
法である。This air-fuel ratio perturbation means that when the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 are in a warm-up state, the air-fuel ratio is temporarily set to a rich region based on the theoretical air-fuel ratio. This is an air-fuel ratio control method that alternately changes in the lean range.
【００２６】即ち、上流側Ｏ2 センサ７を不作動にし、
一方、下流側Ｏ2 センサ８を作動状態にすると、第１，
第２の三元触媒コンバータ４，５が酸素貯蔵放出能を発
揮している間は下流側Ｏ2 センサ８のフィードバック能
により空燃比は理論空燃比に近似するように制御され
る。That is, the upstream O 2 sensor 7 is deactivated,
On the other hand, when the downstream O 2 sensor 8 is activated,
While the second three-way catalytic converters 4, 5 are exhibiting the oxygen storage / release capability, the air-fuel ratio is controlled by the feedback capability of the downstream O 2 sensor 8 so as to approximate the stoichiometric air-fuel ratio.
【００２７】第１，第２の三元触媒コンバータ４，５が
酸素貯蔵放出能を失うと、下流側Ｏ 2 センサ８が、空燃
比のリーン域からリッチ域への反転またはリッチ域から
リーン域への反転を検知して、それに応じた空燃比の制
御を開始する。The first and second three-way catalytic converters 4 and 5 are
When the oxygen storage and release capacity is lost, the downstream O 2The sensor 8 is air-fuel
Ratio reversal from lean to rich or from rich
Detects reversal to the lean range and controls the air-fuel ratio accordingly.
Start.
【００２８】例えば、空燃比がリーン域からリッチ域へ
反転すると、この状態では、第１，第２の触媒コンバー
タ４，５の酸素貯蔵放出能は失われていることから、第
１，第２の三元触媒コンバータ４，５はリッチ雰囲気と
なる。For example, when the air-fuel ratio reverses from the lean range to the rich range, in this state, the oxygen storage and release capacity of the first and second catalytic converters 4 and 5 is lost. The three-way catalytic converters 4 and 5 have a rich atmosphere.
【００２９】これにより、第１，第２の三元触媒コンバ
ータ４，５においては、図２（ｂ）に示すように吸着Ｓ
Ｏ2 において、先ず、Ｏが解離し、次いで図２（ｃ）に
示すようにＳが還元されてＨ2 Ｓが生成されると共にそ
のＨ2 Ｓが三元触媒９表面から脱離する。As a result, in the first and second three-way catalytic converters 4 and 5, as shown in FIG.
In O 2, firstly, O is dissociated, then with S is is reduced H 2 S is produced as shown in FIG. 2 (c) Part H 2 S is released from the three-way catalyst 9 surface.
【００３０】脱離Ｈ2 Ｓは、第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５にＨ2 Ｓトラップ剤が存在しないので、そ
れら４，５から放出されて第３の三元触媒コンバータ６
に向って流下し、その第３の三元触媒コンバータ６にお
いて、放出Ｈ2 Ｓの或ものはＨ2 Ｓトラップ剤により捕
獲され、また或ものはＳＯ2 に酸化されて大気中へ放出
される。The desorbed H 2 S is released from the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 because no H 2 S trapping agent is present in the third and three-way catalytic converters 6 and 6.
Of the released H 2 S is trapped by the H 2 S trapping agent in the third three-way catalytic converter 6, and is also oxidized into SO 2 and released into the atmosphere. .
【００３１】この空燃比パーターベーションが行われて
いる間の排気ガスの浄化は、下流側Ｏ2 センサ８のフィ
ードバック能により第３の三元触媒コンバータ６によっ
て行われる。Purification of the exhaust gas during the air-fuel ratio perturbation is performed by the third three-way catalytic converter 6 by the feedback capability of the downstream O 2 sensor 8.
【００３２】前記のように、空燃比パーターベーション
を行うことにより、上流側の第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５に貯蔵されているＳＯ2 をＨ2 Ｓに還元
し、またそのＨ2 Ｓを第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５から放出させるので、空燃比パーターベーション
の開始時期を、第１，第２の三元触媒コンバータ４，５
における貯蔵ＳＯ2 量（Ｓ貯蔵条件）が少ない時期に設
定することによって、第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５における三元触媒９の、ＳＯ2 による被毒を低減
することが可能である。これにより、三元触媒９の浄化
能および酸素貯蔵能の低下を大いに抑制することができ
る。As described above, by performing the air-fuel ratio perturbation, SO 2 stored in the upstream first and second three-way catalytic converters 4 and 5 is reduced to H 2 S, and Since H 2 S is released from the first and second three-way catalytic converters 4 and 5, the start time of the air-fuel ratio perturbation is set to the first and second three-way catalytic converters 4 and 5.
It is possible to reduce SO 2 poisoning of the three-way catalyst 9 in the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 by setting a time when the stored SO 2 amount (S storage condition) is low. Is. As a result, a decrease in the purifying ability and the oxygen storage ability of the three-way catalyst 9 can be greatly suppressed.
【００３３】一方、第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５からの放出Ｈ2 Ｓは下流側の第３の三元触媒コン
バータ６側で捕獲および酸化されるので、そのＨ2 Ｓの
大気への放出を大いに抑制することが可能である。これ
により、Ｈ2 Ｓによる異臭公害を大幅に低減することが
できる。On the other hand, the released H 2 S from the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 is captured and oxidized on the downstream side of the third three-way catalytic converter 6, so that the H 2 S It is possible to greatly suppress the release into the atmosphere. Thereby, the offensive odor pollution by H 2 S can be significantly reduced.
【００３４】前記空燃比パーターベーションにおいて、
空燃比がリッチ域からリーン域に反転すると、そのリー
ン雰囲気ではＳＯ2 が、第１，第２の三元触媒コンバー
タ４，５においてその三元触媒９に吸着されるが、この
間における貯蔵ＳＯ2 量は微量であるから問題はない。In the air-fuel ratio perturbation,
When the air-fuel ratio reverses from the rich region to the lean region, SO 2 is adsorbed to the three-way catalyst 9 in the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 in the lean atmosphere, and the stored SO 2 during this period. There is no problem because the amount is very small.
【００３５】図７は前記空燃比パーターベーションにお
ける、図１の排気系各部（Ａ）〜（Ｄ）の排気空燃比を
示す。図７から、リーン域およびリッチ域への排気空燃
比の変動は、上流に行くにしたがって大きくなる。つま
り吸着ＳＯ2 の脱離が効率良く行われる。FIG. 7 shows the exhaust air-fuel ratios of the respective parts (A) to (D) of the exhaust system of FIG. 1 in the air-fuel ratio perturbation. From FIG. 7, the variation of the exhaust air-fuel ratio in the lean region and the rich region increases as it goes upstream. That is, desorption of adsorbed SO 2 is efficiently performed.
【００３６】第２の三元触媒コンバータ５における排気
空燃比の変動は、第１の三元触媒コンバータ４のそれに
比べて小さいが、この変動を大きくするためには、第３
の三元触媒コンバータ６の酸素貯蔵放出能の範囲内にお
いて、フィードバックディレーを行う、つまり第２の三
元触媒コンバータ５がリッチ雰囲気にある時間を長くす
ればよい。The fluctuation of the exhaust air-fuel ratio in the second three-way catalytic converter 5 is smaller than that of the first three-way catalytic converter 4, but in order to increase this fluctuation, the third
Within the range of the oxygen storage / release capacity of the three-way catalytic converter 6, the feedback delay may be performed, that is, the time during which the second three-way catalytic converter 5 is in the rich atmosphere may be lengthened.
【００３７】これは、下流側Ｏ2 センサ８の白金電極表
面に付着したＳＯ2 を還元除去して、その出力特性を正
常に維持する上にも有効である。またＰＩＤ制御定数を
変化させて、下流側Ｏ2 センサ８近傍の排気空燃比の変
動を大きくすることも可能である。This is also effective for reducing and removing SO 2 adhering to the platinum electrode surface of the downstream O 2 sensor 8 and maintaining its output characteristics normally. It is also possible to change the PID control constant to increase the fluctuation of the exhaust air-fuel ratio near the downstream O 2 sensor 8.
【００３８】また、第３の三元触媒コンバータ６にて捕
獲されたＨ2 Ｓ、したがってＮｉＳは、リーン雰囲気で
酸化されてＳＯ2 が生成され、そのＳＯ2 のうち或もの
は大気に放出され、また或ものは三元触媒表面に吸着さ
れる。この吸着により、第３の三元触媒コンバータ６の
活性は多少とも損われるが、第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５の活性低下は前記空燃比パーターベーショ
ンの実行により大いに抑制されているから、装置全体の
排気ガス浄化能は十分に維持される。Further, the third three-way catalytic converter 6 trapped H 2 S at, therefore NiS is oxidized in a lean atmosphere SO 2 is produced, certain ones are released into the atmosphere of its SO 2 Alternatively, some are adsorbed on the surface of the three-way catalyst. Due to this adsorption, the activity of the third three-way catalytic converter 6 is impaired to some extent, but the decrease in the activity of the first and second three-way catalytic converters 4 and 5 is greatly suppressed by the execution of the air-fuel ratio perturbation. Therefore, the exhaust gas purifying ability of the entire device is sufficiently maintained.
【００３９】図８は、上流側Ｏ2 センサ７により空燃比
パーターベーションを行った場合における図１の排気系
各部（Ａ）〜（Ｄ）の排気空燃比を示す。この場合に
は、第１の三元触媒コンバータ４の酸素貯蔵放出能によ
り、その三元触媒コンバータ４において排気空燃比は理
論空燃比に近似してしまうので、第１の三元触媒コンバ
ータ４を、ＳＯ2 を還元し得るリッチ雰囲気に保持する
ことができず、その結果、第１の三元触媒コンバータ４
においてはＳＯ2 の吸着が飽和するまで行われる。これ
は第２の三元触媒コンバータ５においても同じである。FIG. 8 shows the exhaust air-fuel ratio of each part (A) to (D) of the exhaust system of FIG. 1 when the upstream O 2 sensor 7 performs the air-fuel ratio perturbation. In this case, the exhaust air-fuel ratio of the first three-way catalytic converter 4 approximates the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen storage / release capacity of the first three-way catalytic converter 4, so that the first three-way catalytic converter 4 is , SO 2 cannot be kept in a rich atmosphere that can be reduced, and as a result, the first three-way catalytic converter 4
In step 1, the adsorption of SO 2 is saturated. The same applies to the second three-way catalytic converter 5.
【００４０】前記Ｓ貯蔵条件において積算燃料消費量を
算出する代りに、エンジン運転時間を計測するようにし
てもよい。Instead of calculating the integrated fuel consumption amount under the S storage condition, the engine operating time may be measured.
【００４１】排気浄化テストの具体例について述べれば
以下の通りである。A specific example of the exhaust gas purification test is as follows.
【００４２】テスト条件は、使用エンジン：２．２リッ
トル、ＥＦＩ；第１の三元触媒コンバータ：１．０リッ
トル；第２，第３の三元触媒コンバータ：０．７リット
ル；積算燃料消費量ΣＴｉ：２３０cc；触媒温度
ＴCAT ：５００℃；車速Ｖ：６０km／ｈ；エンジン回転
数ＮＥ：１７００rpm ；吸入空気負圧ＰＢ：４２０mmＨ
ｇ；燃料中のＳ量：６００ppm ；エンジン運転時間：３
００sec ；空燃比パーターベーションの実行時間：１０
sec ；である。Test conditions are: engine used: 2.2 liters, EFI; first three-way catalytic converter: 1.0 liter; second and third three-way catalytic converters: 0.7 liter; cumulative fuel consumption ΣTi: 230cc; catalyst temperature T CAT : 500 ° C; vehicle speed V: 60km / h; engine speed NE: 1700rpm; intake air negative pressure PB: 420mmH
g; S amount in fuel: 600 ppm; Engine operating time: 3
00sec; Execution time of air-fuel ratio perturbation: 10
sec;.
【００４３】表１は排気ガス浄化テスト結果を示す。Table 1 shows the exhaust gas purification test results.
【００４４】[0044]
【表１】 [Table 1]
【００４５】表１から明らかなように、空燃比パーター
ベーションを行うことによって、排気ガスの浄化率を高
く維持し、また排出Ｈ2 Ｓ量を低減することができる。As is clear from Table 1, by carrying out the air-fuel ratio perturbation, the purification rate of exhaust gas can be maintained high and the amount of exhausted H 2 S can be reduced.
【００４６】図９は第２実施例を示し、この実施例では
下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６の直
下に配設される。その他の構成は第１実施例と同じであ
るから、図９において図１と同一の構成部分には同一符
号を付す。下流側Ｏ2 センサ８を前記のように配設する
と空燃比パーターベーションにおいて、第２，第３の三
元触媒コンバータ５，６間の部位（Ｄ）における排気空
燃比の変動を大きくすることができる。FIG. 9 shows a second embodiment. In this embodiment, the downstream O 2 sensor 8 is arranged immediately below the third three-way catalytic converter 6. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components in FIG. 9 as those in FIG. When the downstream O 2 sensor 8 is arranged as described above, the fluctuation of the exhaust air-fuel ratio at the portion (D) between the second and third three-way catalytic converters 5 and 6 can be increased in the air-fuel ratio perturbation. it can.
【００４７】図１０は第３実施例を示し、この実施例で
は第１，第３の三元触媒コンバータ４，６が用いられ、
また下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６
の直下に配設され、さらに第３の三元触媒コンバータ６
における三元触媒の下流部６ａにＨ2 Ｓトラップ剤が添
加されている。その他の構成は第１実施例と同じである
から、図１０において図１と同一の構成部分には同一符
号を付す。FIG. 10 shows a third embodiment, in which the first and third three-way catalytic converters 4 and 6 are used.
The downstream O 2 sensor 8 is the third three-way catalytic converter 6
Disposed immediately below the third three-way catalytic converter 6
The H 2 S trapping agent is added to the downstream portion 6a of the three-way catalyst in FIG. Since the other structure is the same as that of the first embodiment, the same components in FIG. 10 as those in FIG.
【００４８】図１１は第４実施例を示し、排気管路３の
下流側（床下側）にのみ第２の三元触媒コンバータ（上
流側触媒コンバータＣＡ−１）５と第３の三元触媒コン
バータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ2 Ｓトラッ
プ剤内蔵）６とが配設され、第２の三元触媒コンバータ
５の上流側に電気加熱式触媒コンバータ１１が、またそ
の上流側にＨＣトラップ１２がそれぞれ配設される。そ
の他の構成は第１実施例と同じであるから、図１１にお
いて図１と同一の構成部分には同一符号を付す。FIG. 11 shows a fourth embodiment in which the second three-way catalytic converter (upstream catalytic converter CA-1) 5 and the third three-way catalyst are provided only on the downstream side (underfloor side) of the exhaust pipe line 3. A converter (downstream side catalytic converter CA-2, H 2 S trapping agent built-in) 6 is provided, an electrically heated catalytic converter 11 is provided upstream of the second three-way catalytic converter 5, and an HC is provided upstream thereof. Each trap 12 is provided. Since the other structure is the same as that of the first embodiment, the same components in FIG. 11 as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００４９】図１２〜１７は、ＮＯｘ貯蔵触媒コンバー
タを備えた第５〜第１０実施例を示す。12 to 17 show fifth to tenth embodiments provided with a NOx storage catalytic converter.
【００５０】図１２に示す第５実施例は、図１に示す第
１実施例における第２の三元触媒コンバータ５を、第２
のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３と置換したものであ
る。その他の構成は第１実施例と同じであるから、図１
２において図１と同一の構成部分には同一符号を付す。In the fifth embodiment shown in FIG. 12, the second three-way catalytic converter 5 in the first embodiment shown in FIG.
The NOx storage catalytic converter 13 of FIG. Since the other structure is the same as that of the first embodiment, FIG.
2, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００５１】第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３にお
いては、その触媒に、ＮＯｘ吸収剤としてＢａＯが添加
されている。このＢａＯに、空燃比のリーン域で発生す
るＮＯｘ、主としてＮＯを吸収させて貯蔵する、つま
り、４ＮＯ＋２ＢａＯ＋３Ｏ2→２Ｂａ（ＮＯ3 ）2 の
化学反応を成立させ、次いでリッチ雰囲気で硝酸化合物
を還元するものである。In the second NOx storage catalytic converter 13, BaO is added to the catalyst as an NOx absorbent. NOx generated in the lean region of the air-fuel ratio, mainly NO is absorbed and stored in this BaO, that is, a chemical reaction of 4NO + 2BaO + 3O 2 → 2Ba (NO 3 ) 2 is established, and then a nitric acid compound is reduced in a rich atmosphere. It is a thing.
【００５２】ところが、排気ガス中にＳＯｘ、主として
ＳＯ2 が含まれていると、前記化学反応と並行して２Ｓ
Ｏ2 ＋２ＢａＯ＋Ｏ2 →２ＢａＳＯ4 の化学反応が生
じ、ＳＯ2 がＢａＯに貯蔵されるためＮＯｘ吸収能が低
下する。またこの硫酸化合物は、上流側Ｏ2 センサ７の
フィードバック能による空燃比制御下でのリッチ雰囲気
では還元反応速度が遅いため容易に還元されず、その結
果触媒に漸次蓄積される。However, when SOx, mainly SO 2, is contained in the exhaust gas, 2S is generated in parallel with the chemical reaction.
A chemical reaction of O 2 + 2BaO + O 2 → 2BaSO 4 occurs, and SO 2 is stored in BaO, so that the NOx absorption ability is reduced. Further, this sulfuric acid compound is not easily reduced in the rich atmosphere under the air-fuel ratio control by the feedback ability of the upstream O 2 sensor 7 because the reduction reaction rate is slow, and as a result is gradually accumulated in the catalyst.
【００５３】そこで、前記同様に、下流側Ｏ2 センサ８
のフィードバック能による空燃比パーターベーションを
所定時間行うと、第１の三元触媒コンバータ４および第
２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３に貯蔵されていたＳ
Ｏ2 （ＢａＳＯ4 におけるＳＯ2 分を含む）が、リッチ
雰囲気で還元されてＨ2 Ｓが生成されると共にそのＨ 2
Ｓは三元触媒等から脱離する。そして、前記同様に第３
の三元触媒コンバータ６において、放出Ｈ2 ＳのＨ2 Ｓ
トラップ剤による捕獲および酸化が行われる。Therefore, as described above, the downstream side O2Sensor 8
Air-fuel ratio perturbation by the feedback ability of
After the predetermined time, the first three-way catalytic converter 4 and
S stored in the NOx storage catalytic converter 13 of No. 2
O2(BaSOFourSO in2Rich (including minutes)
H is reduced in the atmosphere2S is generated and its H 2
S is desorbed from the three-way catalyst or the like. Then, as described above, the third
In the three-way catalytic converter 6 of2H of S2S
Capture and oxidation by the trapping agent are performed.
【００５４】図１３は第６実施例を示し、この実施例で
は下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６の
直下に配設される。その他の構成は第５実施例と同じで
あるから、図１３において図１２と同一の構成部分には
同一符号を付す。下流側Ｏ2センサ８を前記のように配
設すると、空燃比パーターベーションにおいて、第２の
ＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３および第３の三元触媒コ
ンバータ６間の部位（Ｄ）における排気空燃比の変動を
大きくすることができる。FIG. 13 shows a sixth embodiment. In this embodiment, the downstream O 2 sensor 8 is arranged immediately below the third three-way catalytic converter 6. Since the other structure is the same as that of the fifth embodiment, the same components in FIG. 13 as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals. When the downstream O 2 sensor 8 is arranged as described above, fluctuations in the exhaust air-fuel ratio at the portion (D) between the second NOx storage catalytic converter 13 and the third three-way catalytic converter 6 during air-fuel ratio perturbation. Can be increased.
【００５５】図１４は第７実施例を示し、この実施例で
は第１の三元触媒コンバータ４と第２のＮＯｘ貯蔵触媒
コンバータ１３とが用いられ、また下流側Ｏ2 センサ８
は第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３の直下に配設さ
れ、さらに第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３におけ
る触媒の下流部１３ａにＨ2 Ｓトラップ剤が添加されて
いる。その他の構成は第５実施例と同じであるから、図
１４において図１２と同一の構成部分には同一符号を付
す。この場合、第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３が
下流側触媒コンバータＣＡ−２である。FIG. 14 shows a seventh embodiment in which the first three-way catalytic converter 4 and the second NOx storage catalytic converter 13 are used, and the downstream O 2 sensor 8 is also used.
Is disposed immediately below the second NOx storage catalytic converter 13, and the H 2 S trapping agent is added to the downstream portion 13a of the catalyst in the second NOx storage catalytic converter 13. Since the other structure is the same as that of the fifth embodiment, the same components in FIG. 14 as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals. In this case, the second NOx storage catalytic converter 13 is the downstream catalytic converter CA-2.
【００５６】図１５は第８実施例を示し、排気管路３の
下流側（床下側）にのみ第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバー
タ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と第３の三元
触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ2
Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第２のＮＯｘ貯蔵
触媒コンバータ１３の上流側に電気加熱式触媒コンバー
タ１１が、またその上流側にＨＣトラップ１２がそれぞ
れ配設される。その他の構成は第５実施例と同じである
から、図１５において図１２と同一の構成部分には同一
符号を付す。FIG. 15 shows an eighth embodiment, in which the second NOx storage catalytic converter (upstream catalytic converter CA-1) 13 and the third three-way catalyst are provided only on the downstream side (underfloor side) of the exhaust pipe line 3. Converter (downstream catalytic converter CA-2, H 2
6) is provided, an electrically heated catalytic converter 11 is provided upstream of the second NOx storage catalytic converter 13, and an HC trap 12 is provided upstream thereof. Since the other structure is the same as that of the fifth embodiment, the same components in FIG. 15 as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals.
【００５７】図１６は第９実施例を示し、排気管路１３
の下流側（床下側）にのみ第１の三元触媒コンバータ
（上流側触媒コンバータ）４と、第２のＮＯｘ貯蔵触媒
コンバータ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と、
第３の三元触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ
−２、Ｈ2 Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第１の
三元触媒コンバータ４の上流側に電気加熱式触媒コンバ
ータ１１が配設される。その他の構成は第５実施例と同
じであるから、図１６において図１２と同一の構成部分
には同一符号を付す。FIG. 16 shows the ninth embodiment, and the exhaust pipe line 13
The first three-way catalytic converter (upstream catalytic converter) 4 and the second NOx storage catalytic converter (upstream catalytic converter CA-1) 13 only on the downstream side (underfloor side) of
Third three-way catalytic converter (downstream catalytic converter CA
-2, H 2 S trapping agent built-in) 6 is provided, and an electrically heated catalytic converter 11 is provided upstream of the first three-way catalytic converter 4. Since the other structure is the same as that of the fifth embodiment, the same components in FIG. 16 as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals.
【００５８】図１７は第１０実施例を示し、排気管路３
の下流側（床下側）にのみ第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバ
ータ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と第３の三
元触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ
2 Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第２のＮＯｘ貯
蔵触媒コンバータ１３の上流側に電気加熱式触媒コンバ
ータ１１が配設される。その他の構成は第５実施例と同
じであるから、図１７において図１２と同一の構成部分
には同一符号を付す。FIG. 17 shows the tenth embodiment, and the exhaust pipe line 3
The second NOx storage catalytic converter (upstream catalytic converter CA-1) 13 and the third three-way catalytic converter (downstream catalytic converter CA-2, H) only on the downstream side (underfloor side) of
2 S trap agent built-in) 6 and the electrically heated catalytic converter 11 is arranged upstream of the second NOx storage catalytic converter 13. Since the other structure is the same as that of the fifth embodiment, the same components in FIG. 17 as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals.
【００５９】[0059]
【発明の効果】本発明によれば、前記のような手段を採
用することによって、ＳＯｘによる被毒を低減し、また
Ｈ2 Ｓの大気への放出を抑制することが可能な排気ガス
浄化方法を提供することができる。According to the present invention, by adopting the above-mentioned means, it is possible to reduce the poisoning by SOx and suppress the release of H 2 S to the atmosphere. Can be provided.
【００６０】また本発明によれば、前記方法を確実に実
施することが可能な排気ガス浄化装置を提供することが
できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purifying apparatus which can surely carry out the method.
【図１】第１実施例の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment.
【図２】ＳＯ2 の吸着、還元メカニズムの説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of SO 2 adsorption and reduction mechanisms.
【図３】燃料消費量とＳ貯蔵量との関係を示すグラフで
ある。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a fuel consumption amount and an S storage amount.
【図４】Ｓ貯蔵条件を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing S storage conditions.
【図５】Ｓ放出条件を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing S release conditions.
【図６】空燃比パーターベーションの実行を示すフロー
チャートである。FIG. 6 is a flowchart showing execution of air-fuel ratio perturbation.
【図７】排気系各部の排気空燃比の一例を示すグラフで
ある。FIG. 7 is a graph showing an example of an exhaust air-fuel ratio of each part of the exhaust system.
【図８】排気系各部の排気空燃比の他例を示すグラフで
ある。FIG. 8 is a graph showing another example of the exhaust air-fuel ratio of each part of the exhaust system.
【図９】第２実施例の概略図である。FIG. 9 is a schematic view of a second embodiment.
【図１０】第３実施例の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a third embodiment.
【図１１】第４実施例の概略図である。FIG. 11 is a schematic view of a fourth embodiment.
【図１２】第５実施例の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of the fifth embodiment.
【図１３】第６実施例の概略図である。FIG. 13 is a schematic view of a sixth embodiment.
【図１４】第７実施例の概略図である。FIG. 14 is a schematic view of a seventh embodiment.
【図１５】第８実施例の概略図である。FIG. 15 is a schematic view of an eighth embodiment.
【図１６】第９実施例の概略図である。FIG. 16 is a schematic view of the ninth embodiment.
【図１７】第１０実施例の概略図である。FIG. 17 is a schematic view of a tenth embodiment.
２ エンジン ３ 排気管路 ７ 上流側Ｏ2 センサ ８ 下流側Ｏ2 センサ ＣＡ−１ 上流側触媒コンバータ ＣＡ−２ 下流側触媒コンバータ2 engine 3 exhaust pipe 7 upstream O 2 sensor 8 downstream O 2 sensor CA-1 upstream catalytic converter CA-2 downstream catalytic converter
Claims (2)
された上流側触媒コンバータ（ＣＡ−１）と下流側触媒
コンバータ（ＣＡ−２）とが暖機状態にあるとき、空燃
比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリッチ域およ
びリーン域に変動させる空燃比パーターベーションを行
って、前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ−１）がリッチ
雰囲気にあるとき、その上流側触媒コンバータ（ＣＡ−
１）に貯蔵されているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元すると共に
そのＨ2 Ｓを前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ−１）か
ら放出させ、次いで前記下流側触媒コンバータ（ＣＡ−
２）側で放出Ｈ2 Ｓの捕獲と放出Ｈ2 Ｓの酸化を行うこ
とを特徴とする排気ガス浄化方法。1. When the upstream catalytic converter (CA-1) and the downstream catalytic converter (CA-2) arranged in the exhaust pipe line (3) of the engine (2) are warmed up, the When the upstream side catalytic converter (CA-1) is in a rich atmosphere by performing air-fuel ratio perturbation in which the fuel ratio is temporarily changed to a rich region and a lean region based on the stoichiometric air-fuel ratio, its upstream side Catalytic converter (CA-
The SOx stored in 1) is reduced to H 2 S, the H 2 S is released from the upstream side catalytic converter (CA-1), and then the downstream side catalytic converter (CA-).
2) A method for purifying exhaust gas, characterized in that the released H 2 S is captured on the side and the released H 2 S is oxidized.
流側Ｏ2 センサ（７）と、上流側触媒コンバータ（ＣＡ
−１）と、下流側触媒コンバータ（ＣＡ−２）とを備え
た排気ガス浄化装置であって、前記上流側および下流側
触媒コンバータ（ＣＡ−１，ＣＡ−２）が暖機状態にあ
るとき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にして
リッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベ
ーションを行うべく、前記下流側触媒コンバータ（ＣＡ
−２）近傍において前記排気管路（３）に下流側Ｏ2 セ
ンサ（８）を配設し、前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ
−１）がリッチ雰囲気にあるとき、その上流側触媒コン
バータ（ＣＡ−１）に貯蔵されていたＳＯｘの還元によ
り生成されると共に前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ−
１）から放出されたＨ2 Ｓを捕獲すべく、前記下流側触
媒コンバータ（ＣＡ−２）側にＨ2 Ｓトラップ剤を配設
したことを特徴とする、排気ガス浄化装置。2. An upstream O 2 sensor (7) and an upstream catalytic converter (CA) are provided in an exhaust pipe line (3) of an engine (2).
-1) and a downstream side catalytic converter (CA-2), wherein the upstream side and downstream side catalytic converters (CA-1, CA-2) are in a warm-up state. , The downstream side catalytic converter (CA) in order to perform the air-fuel ratio perturbation in which the air-fuel ratio is temporarily changed to the rich region and the lean region based on the theoretical air-fuel ratio.
-2) A downstream O 2 sensor (8) is arranged in the exhaust pipe line (3) in the vicinity thereof, and the upstream catalytic converter (CA) is provided.
-1) is in a rich atmosphere, it is generated by the reduction of SOx stored in the upstream catalytic converter (CA-1) and the upstream catalytic converter (CA-).
An exhaust gas purifying device, wherein an H 2 S trapping agent is provided on the downstream side catalytic converter (CA-2) side in order to capture H 2 S released from 1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105440A JPH08294618A (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Method and apparatus for purifying exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105440A JPH08294618A (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Method and apparatus for purifying exhaust gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08294618A true JPH08294618A (en) | 1996-11-12 |
Family
ID=14407661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7105440A Pending JPH08294618A (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Method and apparatus for purifying exhaust gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08294618A (en) |
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1995
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