JPH1162567A - 排ガス中の窒素酸化物を捕捉(トラッピング)手段を用いて除去するプロセスとそのための組立品(アセンブリ−) - Google Patents
排ガス中の窒素酸化物を捕捉(トラッピング)手段を用いて除去するプロセスとそのための組立品(アセンブリ−)Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希薄燃焼ディーゼルまたは火花点火エンジン
からの排ガス中のNOxを除去するロセスとそのための
アセンブリ−の提供。 【解決手段】 エンジンに連結され排出ラインの一部を
構成し、主排出ラインに配置され、NOx転化係数が一
定係数(Cmin)以下で、別々の温度範囲を有するNOx転
化触媒と、該触媒の上流部分に配置されNOxを捕捉し
転化した後に排出するNOxトラッピング手段からな
り、主排出ラインにバイパス状に接続され、前記トラッ
ピング手段を含むバイパスラインと、転化触媒が規定値
(Cmin)以下の転化係数を有するときにトラッピング手
段がNOxを捕捉できるようにし、トラッピングがNOx
を転化と同時に放出するためバイパスラインと主排出ラ
イン間のガス量を調節できるようにしたバルブからなる
アセンブリ−。
からの排ガス中のNOxを除去するロセスとそのための
アセンブリ−の提供。 【解決手段】 エンジンに連結され排出ラインの一部を
構成し、主排出ラインに配置され、NOx転化係数が一
定係数(Cmin)以下で、別々の温度範囲を有するNOx転
化触媒と、該触媒の上流部分に配置されNOxを捕捉し
転化した後に排出するNOxトラッピング手段からな
り、主排出ラインにバイパス状に接続され、前記トラッ
ピング手段を含むバイパスラインと、転化触媒が規定値
(Cmin)以下の転化係数を有するときにトラッピング手
段がNOxを捕捉できるようにし、トラッピングがNOx
を転化と同時に放出するためバイパスラインと主排出ラ
イン間のガス量を調節できるようにしたバルブからなる
アセンブリ−。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼ディーゼ
ルエンジン、および火花点火エンジンからの排ガスの処
理に関する。この種のエンジンは、多少の有害排気物質
を排出するが、その排出基準が次第に厳しくなっている
ので、さらに効率的に除去する必要がある。環境に対し
て最も有害な影響を与え、しかも最も排出量の多い有害
排気物質の代表例は窒素酸化物NOxである。
ルエンジン、および火花点火エンジンからの排ガスの処
理に関する。この種のエンジンは、多少の有害排気物質
を排出するが、その排出基準が次第に厳しくなっている
ので、さらに効率的に除去する必要がある。環境に対し
て最も有害な影響を与え、しかも最も排出量の多い有害
排気物質の代表例は窒素酸化物NOxである。
【0002】
【従来の技術】エンジン排ガスをNOx転化触媒(以下D
eNOx触媒という)を通過させて、NOxを転化させる
ことにより、この種の有害排気物質を除去する方法はよ
く知られている。ある与えられた温度範囲内で活性を有
する既知の触媒や、別々の成分からなり、それぞれ違っ
た活性範囲を有する数種の触媒を触媒マフラーに配置す
る方法である。これにより触媒が活性化される範囲を拡
大させることができる。しかしながら、このような状況
においては、排出ガスの温度が触媒が活性化されてNO
xの転化が十分に起こる範囲内にない場合に問題が発生
する。
eNOx触媒という)を通過させて、NOxを転化させる
ことにより、この種の有害排気物質を除去する方法はよ
く知られている。ある与えられた温度範囲内で活性を有
する既知の触媒や、別々の成分からなり、それぞれ違っ
た活性範囲を有する数種の触媒を触媒マフラーに配置す
る方法である。これにより触媒が活性化される範囲を拡
大させることができる。しかしながら、このような状況
においては、排出ガスの温度が触媒が活性化されてNO
xの転化が十分に起こる範囲内にない場合に問題が発生
する。
【0003】さらに正確に言えば、第1の触媒が第1の
温度範囲内で活性化され、第2の触媒が第2の温度範囲
内で活性化されるような場合に、排ガスの温度範囲が上
記2つの温度範囲の間に挟まった状態にあるため、NO
xの転化が少なくなる場合に問題が生ずる。
温度範囲内で活性化され、第2の触媒が第2の温度範囲
内で活性化されるような場合に、排ガスの温度範囲が上
記2つの温度範囲の間に挟まった状態にあるため、NO
xの転化が少なくなる場合に問題が生ずる。
【0004】さらに最も温度が低い、つまり排ガスが触
媒の1つによる転化が可能な温度に達する前の時点で、
NOxの転化が不足する状態があることに問題がある。
例えば、低温範囲で使用される触媒としては、白金/ア
ルミナ、または白金/ゼオライト系のものがある。これ
らの触媒が最も活性化する温度は200〜250℃であ
る。また高温触媒とは一般的に300〜500℃で活性
化する触媒のことを指す。これらの例としては、銅/ゼ
オライト系の触媒がある。
媒の1つによる転化が可能な温度に達する前の時点で、
NOxの転化が不足する状態があることに問題がある。
例えば、低温範囲で使用される触媒としては、白金/ア
ルミナ、または白金/ゼオライト系のものがある。これ
らの触媒が最も活性化する温度は200〜250℃であ
る。また高温触媒とは一般的に300〜500℃で活性
化する触媒のことを指す。これらの例としては、銅/ゼ
オライト系の触媒がある。
【0005】これら2つの温度範囲の間にある温度範
囲、つまり250〜300℃の温度の範囲内では、NO
xの転化が効率よく進まないことは明白である。200
℃以下の場合と500℃を越える温度の場合にも同様の
問題が存在する。
囲、つまり250〜300℃の温度の範囲内では、NO
xの転化が効率よく進まないことは明白である。200
℃以下の場合と500℃を越える温度の場合にも同様の
問題が存在する。
【0006】触媒を通過する排ガスの温度がある一定の
範囲にあると、NOxを硝酸塩として吸着する触媒もあ
る。これらの触媒は通常、「NOxトラップ」と呼ばれ
る。触媒に吸着した硝酸塩は、熱処理または、1以上の
空燃比で瞬間的に燃焼させることにより取り除くことが
できる。この瞬間的に燃焼させる方法は希薄燃焼・火花
点火エンジンに好適である。
範囲にあると、NOxを硝酸塩として吸着する触媒もあ
る。これらの触媒は通常、「NOxトラップ」と呼ばれ
る。触媒に吸着した硝酸塩は、熱処理または、1以上の
空燃比で瞬間的に燃焼させることにより取り除くことが
できる。この瞬間的に燃焼させる方法は希薄燃焼・火花
点火エンジンに好適である。
【0007】特許出願番号 EP-A1-0,540,280
号には、NOxトラップからなり、ガス再加熱装置が装
着され、さらにNOx除去触媒が配置されたシステムが
開示されている。このNOxトラップとNOx除去触媒の
両方が主排出ラインにバイパス状に連結された1本のラ
インに取り付けられている。この特許出願書類によれ
ば、NOxトラップが空になっている段階では、バルブ
システムにより、GHSV(排ガスと触媒の接触時間を
示すもので、触媒容積に対するガス流量の比率)を減少
させるようになっている。このようにして、NOx除去
触媒のNOx転化係数の改善が図られている。
号には、NOxトラップからなり、ガス再加熱装置が装
着され、さらにNOx除去触媒が配置されたシステムが
開示されている。このNOxトラップとNOx除去触媒の
両方が主排出ラインにバイパス状に連結された1本のラ
インに取り付けられている。この特許出願書類によれ
ば、NOxトラップが空になっている段階では、バルブ
システムにより、GHSV(排ガスと触媒の接触時間を
示すもので、触媒容積に対するガス流量の比率)を減少
させるようになっている。このようにして、NOx除去
触媒のNOx転化係数の改善が図られている。
【0008】しかしながら、このような構成とした場合
は、主排出ラインを通過するガス流の一部がNOx除去
触媒を通過しないという事態が起こる。さらにNOxト
ラップとNOx除去触媒が活性化する温度範囲があり、
そのときには、除去できた筈のNOxがトラップに吸蔵
されてしまう。従来技術におけるガス流量調節は、前に
蓄積されたNOxを熱で除去するために再加熱の対象と
なるガス量を最適化することではなく、むしろガス流量
調節によりNOx除去触媒上でのNOx転化を改善するこ
とを狙いとしている。
は、主排出ラインを通過するガス流の一部がNOx除去
触媒を通過しないという事態が起こる。さらにNOxト
ラップとNOx除去触媒が活性化する温度範囲があり、
そのときには、除去できた筈のNOxがトラップに吸蔵
されてしまう。従来技術におけるガス流量調節は、前に
蓄積されたNOxを熱で除去するために再加熱の対象と
なるガス量を最適化することではなく、むしろガス流量
調節によりNOx除去触媒上でのNOx転化を改善するこ
とを狙いとしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、ある
温度範囲でNOxの転化が低下するという、上記のよう
な問題を解決することができる。本発明の目的は、希薄
燃焼ディーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガ
ス中のNOxを除去するプロセス、ならびに該排ガス中
のNOxを除去するするためエンジンに連結され排出ラ
インの一部を構成するアセンブリ−を提供することにあ
る。
温度範囲でNOxの転化が低下するという、上記のよう
な問題を解決することができる。本発明の目的は、希薄
燃焼ディーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガ
ス中のNOxを除去するプロセス、ならびに該排ガス中
のNOxを除去するするためエンジンに連結され排出ラ
インの一部を構成するアセンブリ−を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、希薄燃焼ディ
ーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガス中のN
Oxを除去するため、エンジンに連結され排出ラインの
一部を構成するアセンブリ−であり、主排出ラインに配
置されNOx転化係数(C)がある一定の転化係数(Cmin)
以下で、しかも別々の温度範囲を有する少なくとも1個
のNOx転化触媒と、該触媒の上流部分に配置されNOx
を捕捉し転化した後に排出することを目的とする少なく
とも1個の手段からなる。
ーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガス中のN
Oxを除去するため、エンジンに連結され排出ラインの
一部を構成するアセンブリ−であり、主排出ラインに配
置されNOx転化係数(C)がある一定の転化係数(Cmin)
以下で、しかも別々の温度範囲を有する少なくとも1個
のNOx転化触媒と、該触媒の上流部分に配置されNOx
を捕捉し転化した後に排出することを目的とする少なく
とも1個の手段からなる。
【0011】さらに本発明によれば、そのアセンブリ−
は主排出ラインにバイパス状に接続され、前記NOx捕
捉(トラッピング)手段のうちの少なくとも1個をその中
に含む少なくとも1本のラインと、該トラッピング手段
が特に転化触媒が規定値(Cm in)以下の転化係数を有す
るときに、NOxを捕捉することができるようにし、さ
らに前記NOxトラッピング手段が、NOxの転化と同時
に放出することができるよう、前記のバイパスラインと
主排出ライン間のガス量を調節できるようにした少なく
とも1個の流量分配バルブ6からなっている。さらに、
本発明によるアセンブリ−は、少なくとも1個のNOx
トラッピング手段と連結された1個の加熱手段からな
る。
は主排出ラインにバイパス状に接続され、前記NOx捕
捉(トラッピング)手段のうちの少なくとも1個をその中
に含む少なくとも1本のラインと、該トラッピング手段
が特に転化触媒が規定値(Cm in)以下の転化係数を有す
るときに、NOxを捕捉することができるようにし、さ
らに前記NOxトラッピング手段が、NOxの転化と同時
に放出することができるよう、前記のバイパスラインと
主排出ライン間のガス量を調節できるようにした少なく
とも1個の流量分配バルブ6からなっている。さらに、
本発明によるアセンブリ−は、少なくとも1個のNOx
トラッピング手段と連結された1個の加熱手段からな
る。
【0012】本発明によれば、このアセンブリ−は、少
なくとも上記のバルブを制御できるようにしたコンピュ
ータのような手段からなる。さらに長所として、この手
段はDeNOx触媒の位置より上流部分に配置され、温
度値を伝送する上記制御手段に連結されている少なくと
も1個の第1温度センサー からなっている。
なくとも上記のバルブを制御できるようにしたコンピュ
ータのような手段からなる。さらに長所として、この手
段はDeNOx触媒の位置より上流部分に配置され、温
度値を伝送する上記制御手段に連結されている少なくと
も1個の第1温度センサー からなっている。
【0013】さらにこの手段は、NOxトラッピング手
段の位置よりも上流部分に配置され温度値を伝送する上
記制御手段に連結されている少なくとも1個の第2温度
センサーからなっている。また本発明の範囲を逸脱する
ことなく、加熱手段がその受け取る温度値の関数として
作動するように、前記コンピュータを加熱手段に接続さ
せることも可能である。
段の位置よりも上流部分に配置され温度値を伝送する上
記制御手段に連結されている少なくとも1個の第2温度
センサーからなっている。また本発明の範囲を逸脱する
ことなく、加熱手段がその受け取る温度値の関数として
作動するように、前記コンピュータを加熱手段に接続さ
せることも可能である。
【0014】NOxトラッピング手段の飽和状態を、コ
ンピュータにより同時に考慮に入れることが可能であ
る。前記コンピュータは、特に該コンピュータが受け取
る温度および保存されている規定値の関数として作動
し、したがって流量分配バルブ6を作動させるようにな
っている。
ンピュータにより同時に考慮に入れることが可能であ
る。前記コンピュータは、特に該コンピュータが受け取
る温度および保存されている規定値の関数として作動
し、したがって流量分配バルブ6を作動させるようにな
っている。
【0015】本発明によれば、このアセンブリ−を転化
触媒の位置より上流に配置し、前記のコンピュータで制
御された炭化水素HCを排出ラインに注入する手段で構
成することも可能である。
触媒の位置より上流に配置し、前記のコンピュータで制
御された炭化水素HCを排出ラインに注入する手段で構
成することも可能である。
【0016】本発明は、数種の転化触媒を使用して少な
くとも2つの別々の温度範囲内で、NOxを転化するこ
と、上記NOxを少なくとも1個の特別なトラッピング
手段4上に吸着させる(蓄積させる)ことからなる、希薄
燃焼ディーゼルまたは火花点火内燃エンジンの排ガス中
のNOxを除去するためのプロセスでもある。
くとも2つの別々の温度範囲内で、NOxを転化するこ
と、上記NOxを少なくとも1個の特別なトラッピング
手段4上に吸着させる(蓄積させる)ことからなる、希薄
燃焼ディーゼルまたは火花点火内燃エンジンの排ガス中
のNOxを除去するためのプロセスでもある。
【0017】本発明のプロセスによれば、NOxの吸着
は、触媒転化係数が規定値(Cmin)以下である、少なく
とも1つの排ガス温度範囲において起る。NOxの脱着
が上記の酸化物の転化と同時に起るようにしてもよい。
は、触媒転化係数が規定値(Cmin)以下である、少なく
とも1つの排ガス温度範囲において起る。NOxの脱着
が上記の酸化物の転化と同時に起るようにしてもよい。
【0018】本発明の実施例によれば、吸着したNOx
を、加熱することにより、および/または、排ガスを上
記の特別な捕捉手段を通過させることにより脱着させ
る。本発明の他の実施例によれば、吸着したNOxを、
上記の特別なNOx捕捉手段と連結された特別な加熱手
段で加熱することにより脱着させる。流量分配バルブを
開閉することで、加熱されるガスの量の最適値を選択
し、そうすることで、その加熱手段で消費されるエネル
ギー量を節約することができる。
を、加熱することにより、および/または、排ガスを上
記の特別な捕捉手段を通過させることにより脱着させ
る。本発明の他の実施例によれば、吸着したNOxを、
上記の特別なNOx捕捉手段と連結された特別な加熱手
段で加熱することにより脱着させる。流量分配バルブを
開閉することで、加熱されるガスの量の最適値を選択
し、そうすることで、その加熱手段で消費されるエネル
ギー量を節約することができる。
【0019】本発明のプロセスでは、NOxを主排出ラ
インにバイパス状に連結したバイパスラインの中で吸着
/脱着させ、さらに、排出ライン中のガスの温度、およ
び/またはNOxトラッピング手段の飽和状態と連動し
ている少なくとも1つのパラメータの関数としてのガス
流量を、バイパスラインと主ライン間で調節するように
なっている。
インにバイパス状に連結したバイパスラインの中で吸着
/脱着させ、さらに、排出ライン中のガスの温度、およ
び/またはNOxトラッピング手段の飽和状態と連動し
ている少なくとも1つのパラメータの関数としてのガス
流量を、バイパスラインと主ライン間で調節するように
なっている。
【0020】本発明によれば、ガスの温度を排出ライン
の少なくとも1つの点で測定する。ガス温度は触媒によ
る転化がなされる位置の上流部で測定することが好まし
い。さらにNOxが吸着される位置の上流部分での温度
を測定することができる。
の少なくとも1つの点で測定する。ガス温度は触媒によ
る転化がなされる位置の上流部で測定することが好まし
い。さらにNOxが吸着される位置の上流部分での温度
を測定することができる。
【0021】排出ラインの少なくとも1つの点で測定し
た温度情報を受け取るためのコンピュータを使用するこ
とが好ましい。特に、上記のコンピュータは、触媒によ
る転化がなされる位置とNOxの吸着がなされる位置の
上流で測定された温度情報を受け取り、主排出ラインと
バイパスライン間のガス流量の調節が目的である素子を
制御する。
た温度情報を受け取るためのコンピュータを使用するこ
とが好ましい。特に、上記のコンピュータは、触媒によ
る転化がなされる位置とNOxの吸着がなされる位置の
上流で測定された温度情報を受け取り、主排出ラインと
バイパスライン間のガス流量の調節が目的である素子を
制御する。
【0022】上記のコンピュータがNOx捕捉手段と連
結された排出ガス加熱手段を制御できることは長所であ
る。さらに、DeNOx触媒の上流部分における排出ガ
ス成分中のHC/NOx比(HCに対するNOxの比率)
が、規定範囲内にない場合には炭化水素HCが注入され
る。
結された排出ガス加熱手段を制御できることは長所であ
る。さらに、DeNOx触媒の上流部分における排出ガ
ス成分中のHC/NOx比(HCに対するNOxの比率)
が、規定範囲内にない場合には炭化水素HCが注入され
る。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるNOx除去
のためのアセンブリ−の主要構造を図示したものであ
る。図1において、エンジン1は、主排出ライン2が連
結された状態で図式化されており、本発明はこの主排出
ライン上で実施される。
のためのアセンブリ−の主要構造を図示したものであ
る。図1において、エンジン1は、主排出ライン2が連
結された状態で図式化されており、本発明はこの主排出
ライン上で実施される。
【0024】本発明は、例えばNOx除去の困難な希薄
燃焼ディーゼルエンジンまたは火花点火エンジンに関連
している。1つ以上のDeNOx触媒3を主排出ライン
2上に配置するが、これは技術上周知である。各触媒
は、それぞれの特性により、ある特定の排ガス温度範囲
で活性を発揮する。さらにトラッピング手段4を主排出
ライン2に連結することができる。
燃焼ディーゼルエンジンまたは火花点火エンジンに関連
している。1つ以上のDeNOx触媒3を主排出ライン
2上に配置するが、これは技術上周知である。各触媒
は、それぞれの特性により、ある特定の排ガス温度範囲
で活性を発揮する。さらにトラッピング手段4を主排出
ライン2に連結することができる。
【0025】本発明によれば、主排出ライン2にバイパ
ス状に接続した少なくとも1本のバイパスライン5を具
備しており、該ライン5には少なくとも1個のトラッピ
ング手段(NOx吸着剤)4が配置されている。バイパス
ライン5は、DeNOx触媒3のすぐ上流部分にあっ
て、主排出ライン2に通じている。
ス状に接続した少なくとも1本のバイパスライン5を具
備しており、該ライン5には少なくとも1個のトラッピ
ング手段(NOx吸着剤)4が配置されている。バイパス
ライン5は、DeNOx触媒3のすぐ上流部分にあっ
て、主排出ライン2に通じている。
【0026】さらに、上流部分の主排出ライン2とバイ
パスライン5との交差点に絞り分配手段6が設けられて
いる。この絞り手段としてのバルブ6は、触媒コンバー
タ3に通じている主排出ライン2と、NOxトラッピン
グ手段4が設けられているバイパスライン5との間で流
れるガス量を調節するようになっている。
パスライン5との交差点に絞り分配手段6が設けられて
いる。この絞り手段としてのバルブ6は、触媒コンバー
タ3に通じている主排出ライン2と、NOxトラッピン
グ手段4が設けられているバイパスライン5との間で流
れるガス量を調節するようになっている。
【0027】このNOxトラッピング手段4は、触媒コ
ンバータの転化係数が、後で詳述するような、ある特定
の転化閾値Cmin以下の状態にあり、十分に活性化され
ていない状態のときにNOxを捕捉する。さらに、NOx
トラッピング手段4に連結された加熱手段7が具備され
ている。主排出ライン2上には、少なくとも1個の第1
センサー8が取り付けられている。該センサー8は、バ
イパスライン5の外側近くで、触媒コンバータ3のすぐ
上流部分に配置するのが好ましい。このセンサー8は、
制御手段および/またはマイクロプロセッサ9のような
計算手段に接続されている。
ンバータの転化係数が、後で詳述するような、ある特定
の転化閾値Cmin以下の状態にあり、十分に活性化され
ていない状態のときにNOxを捕捉する。さらに、NOx
トラッピング手段4に連結された加熱手段7が具備され
ている。主排出ライン2上には、少なくとも1個の第1
センサー8が取り付けられている。該センサー8は、バ
イパスライン5の外側近くで、触媒コンバータ3のすぐ
上流部分に配置するのが好ましい。このセンサー8は、
制御手段および/またはマイクロプロセッサ9のような
計算手段に接続されている。
【0028】この計算手段9は、NOxトラッピング手
段4の入口部において、バイパスライン5上に配置され
ている第2センサー10が感知した排ガスの温度情報を
受け取る。コンピュータ9は、受け取った情報や保存し
ている数値を基礎に、数種の構成部を作動させる。
段4の入口部において、バイパスライン5上に配置され
ている第2センサー10が感知した排ガスの温度情報を
受け取る。コンピュータ9は、受け取った情報や保存し
ている数値を基礎に、数種の構成部を作動させる。
【0029】図1における実線の矢印は、コンピュータ
が受け取る情報を示している。上記コンピュータが、稼
動しているエンジンに関する測定データまたは計算デー
タ(速度、温度、有害物質、NOxトラッピング手段の飽
和の状態:図1の線12)を使用することは注目すべきこ
とである。
が受け取る情報を示している。上記コンピュータが、稼
動しているエンジンに関する測定データまたは計算デー
タ(速度、温度、有害物質、NOxトラッピング手段の飽
和の状態:図1の線12)を使用することは注目すべきこ
とである。
【0030】図1の点線は、コンピュータ9が他の構成
部分を制御している関係を示したものである。コンピュ
ータ9は、主排出ライン2とバイパスライン5との間の
ガス流制御バルブ6を作動させる。さらに受け取った情
報にしたがって、コンピュータは加熱手段7を作動させ
る。本発明の範囲を逸脱することなく、コンピュータ
が、ある一定量のHCを主排出ライン2に注入する手段
11を制御することができる。
部分を制御している関係を示したものである。コンピュ
ータ9は、主排出ライン2とバイパスライン5との間の
ガス流制御バルブ6を作動させる。さらに受け取った情
報にしたがって、コンピュータは加熱手段7を作動させ
る。本発明の範囲を逸脱することなく、コンピュータ
が、ある一定量のHCを主排出ライン2に注入する手段
11を制御することができる。
【0031】上記で述べたアセンブリ−の動作につい
て、図2を参照しながら以下に説明する。図のグラフに
おいて、DeNOx触媒3のNOx転化係数(C)は、上記
の触媒のある位置のすぐ上流(第1センサー8)で測定さ
れるガスの温度の関数として与えられる。
て、図2を参照しながら以下に説明する。図のグラフに
おいて、DeNOx触媒3のNOx転化係数(C)は、上記
の触媒のある位置のすぐ上流(第1センサー8)で測定さ
れるガスの温度の関数として与えられる。
【0032】この実施例によれば、成分の違う2つの触
媒が使用されている。一方の触媒は曲線Aを与えるもの
で、最も活性化する温度範囲はT1〜T2である。これは
低温において活性化する成分の触媒である。他方の触媒
は曲線Bを与えるもので、その活性温度範囲はT3〜T4
であり、T3はT2よりも高い温度である。T1,T2,T3,
T4の値は、受け入れ可能な最小値である規定転化係数
(Cmin)に対応するものである。
媒が使用されている。一方の触媒は曲線Aを与えるもの
で、最も活性化する温度範囲はT1〜T2である。これは
低温において活性化する成分の触媒である。他方の触媒
は曲線Bを与えるもので、その活性温度範囲はT3〜T4
であり、T3はT2よりも高い温度である。T1,T2,T3,
T4の値は、受け入れ可能な最小値である規定転化係数
(Cmin)に対応するものである。
【0033】図2のグラフにおいて、Tst1とTst2は、
NOxトラッピング手段がNOxを吸着することのできる
温度範囲の境界を表す。Tdest(不図示)はNOxが熱的
に脱着される温度を表わす。転化係数が図2に示された
ような転化閾値であるCminよりも以下であるような場
合にいつも問題が発生するが、本発明はこれを解決する
ものである。
NOxトラッピング手段がNOxを吸着することのできる
温度範囲の境界を表す。Tdest(不図示)はNOxが熱的
に脱着される温度を表わす。転化係数が図2に示された
ような転化閾値であるCminよりも以下であるような場
合にいつも問題が発生するが、本発明はこれを解決する
ものである。
【0034】[NOx吸蔵段階]排ガスの温度がDeN
Ox触媒の転化係数が閾値であるCmin以下であり、NO
x吸着剤4が活性化されている範囲内にある場合には、
すべての排ガスはNOx吸着剤4を含むライン5に流れ
込む。このことは図2では、Tst1とT1との間、T2と
T3との間、T4とTst2との間で起る。
Ox触媒の転化係数が閾値であるCmin以下であり、NO
x吸着剤4が活性化されている範囲内にある場合には、
すべての排ガスはNOx吸着剤4を含むライン5に流れ
込む。このことは図2では、Tst1とT1との間、T2と
T3との間、T4とTst2との間で起る。
【0035】トラッピング手段4を通過するガス量、ガ
ス中のNOx含有量、トラッピング手段4の吸着係数の
ようなあるパラメータから、トラッピング手段に吸着さ
れたNOx量を推定し、トラッピング手段が飽和状態に
なっているかどうかを決定することが可能である。NO
xプローブにより、トラッピング手段が飽和状態になっ
ているかどうかを直接に点検することも可能である。
ス中のNOx含有量、トラッピング手段4の吸着係数の
ようなあるパラメータから、トラッピング手段に吸着さ
れたNOx量を推定し、トラッピング手段が飽和状態に
なっているかどうかを決定することが可能である。NO
xプローブにより、トラッピング手段が飽和状態になっ
ているかどうかを直接に点検することも可能である。
【0036】[NOx除去段階]NOx吸着剤4に捕捉さ
れたNOxの脱着は熱的に行われる。つまり脱着のため
の熱エネルギーは、排ガスそのものを利用するか、或い
は排ガスの熱エネルギーが十分でない場合は、加熱手段
7のような追加の加熱システムを用いて供給される。
れたNOxの脱着は熱的に行われる。つまり脱着のため
の熱エネルギーは、排ガスそのものを利用するか、或い
は排ガスの熱エネルギーが十分でない場合は、加熱手段
7のような追加の加熱システムを用いて供給される。
【0037】トラッピング手段4が飽和状態になった
か、或いはNOx除去条件が最適で、DeNOx触媒3を
通過する排ガスの温度が十分なNOx転化係数を与える
水準になっていることを理由に、トラッピング手段4に
蓄積されたNOxを除去しようとする場合は、排ガスの
一部または全部をバイパスライン5内を通過させる。
か、或いはNOx除去条件が最適で、DeNOx触媒3を
通過する排ガスの温度が十分なNOx転化係数を与える
水準になっていることを理由に、トラッピング手段4に
蓄積されたNOxを除去しようとする場合は、排ガスの
一部または全部をバイパスライン5内を通過させる。
【0038】NOxトラッピング手段4での排ガスの温
度がNOx除去を確実に行うに十分な水準に達してない
場合には、加熱手段7が、その温度をNOx除去が可能
なレベルになるように加熱する。その後、ガスの一部だ
けが加熱されるように、バルブ6を使用してバイパスラ
イン5を通過する流量を制御する。トラッピング手段4
により捕捉されたNOxの除去を行っている際に、加熱
手段7を加熱するために必要なエネルギー供給を制限・
節約することができる。
度がNOx除去を確実に行うに十分な水準に達してない
場合には、加熱手段7が、その温度をNOx除去が可能
なレベルになるように加熱する。その後、ガスの一部だ
けが加熱されるように、バルブ6を使用してバイパスラ
イン5を通過する流量を制御する。トラッピング手段4
により捕捉されたNOxの除去を行っている際に、加熱
手段7を加熱するために必要なエネルギー供給を制限・
節約することができる。
【0039】[NOx削減段階]DeNOx触媒によるN
Oxの削減は、温度、GHSV(触媒を通過するガス量と
触媒量の比率)、HC/NOx比などのパラメータに依存
する。エンジンでの燃焼から発生する不完全燃焼の炭化
水素HCの量が十分でない場合には、最適のNOx削減
条件にするために追加のHCの注入を行うことができ
る。
Oxの削減は、温度、GHSV(触媒を通過するガス量と
触媒量の比率)、HC/NOx比などのパラメータに依存
する。エンジンでの燃焼から発生する不完全燃焼の炭化
水素HCの量が十分でない場合には、最適のNOx削減
条件にするために追加のHCの注入を行うことができ
る。
【0040】内燃エンジンでは、下記のようないくつか
のHC注入ゾーンが考えられる。 (1)取り入れバルブの上流部分にあって、注入されたH
Cの全部または一部が、不完全燃焼のHCの形で排出口
に向かうようになっているもの、(2)主注入の前後で使
用され燃焼室の中にあって、HCの全部または一部が不
完全燃焼のHCの形で排出口に行くようになっているも
の、および、(3)排出ラインの中にあってDeNOx触媒
3の上流部分にあるもの等である。
のHC注入ゾーンが考えられる。 (1)取り入れバルブの上流部分にあって、注入されたH
Cの全部または一部が、不完全燃焼のHCの形で排出口
に向かうようになっているもの、(2)主注入の前後で使
用され燃焼室の中にあって、HCの全部または一部が不
完全燃焼のHCの形で排出口に行くようになっているも
の、および、(3)排出ラインの中にあってDeNOx触媒
3の上流部分にあるもの等である。
【0041】DeNOx触媒3によるNOx削減段階で
は、ガスの全部または一部は、DeNOx触媒3を通過
する前に主排出ライン2に送られる。このNOx削減段
階は、エンジンおよび/またはNOxトラッピング手段
から直接に出てくるNOxの除去に必要な補足的な処理
である。
は、ガスの全部または一部は、DeNOx触媒3を通過
する前に主排出ライン2に送られる。このNOx削減段
階は、エンジンおよび/またはNOxトラッピング手段
から直接に出てくるNOxの除去に必要な補足的な処理
である。
【0042】上記で述べたシステムの簡単な操作法を以
下に述べる。コンピュータ7が、測定値または算出値の
関数であるDeNOx触媒3の転化係数Cが、Cminより
も大きいかそうでないかを判断する。
下に述べる。コンピュータ7が、測定値または算出値の
関数であるDeNOx触媒3の転化係数Cが、Cminより
も大きいかそうでないかを判断する。
【0043】転化係数がCmin以上であれば、NOx転化
係数Cを最適にするために、追加のHCを注入すること
によりHC/NOx比を調整する。同時に、その時点以
前にNOxトラッピング手段4に吸蔵されているNOxを
除去するかしないか(これは特にトラッピング手段の飽
和状態の関数としての意味がある)を決める。除去プロ
セスの進行中に、コンピュータ9が、DeNOx触媒が
活性化する温度範囲にある、トラッピング手段の上流で
のT10(第2センサー)の温度(Tdestより高い)とT8
(第1センサー)の中間温度を達成するために、加熱手段
7を制御し、バルブ6の開閉を行う。
係数Cを最適にするために、追加のHCを注入すること
によりHC/NOx比を調整する。同時に、その時点以
前にNOxトラッピング手段4に吸蔵されているNOxを
除去するかしないか(これは特にトラッピング手段の飽
和状態の関数としての意味がある)を決める。除去プロ
セスの進行中に、コンピュータ9が、DeNOx触媒が
活性化する温度範囲にある、トラッピング手段の上流で
のT10(第2センサー)の温度(Tdestより高い)とT8
(第1センサー)の中間温度を達成するために、加熱手段
7を制御し、バルブ6の開閉を行う。
【0044】転化係数Cが係数Cminよりも小さく、N
Oxトラッピング手段における(予想または測定の)ガス
温度の範囲がTst1とTst2の間のトラッピングレベルで
あれば、排ガスの全部がバイパスライン5に流れ込み、
その後NOxトラッピング手段に入る。他方、この温度
がTst2よりも高く、転化係数CがCminよりも小さけれ
ば、排ガスの全部が主排出ライン2に流れ込む。本発明
のその他の特徴や長所の詳細は、非限定的な実施例と共
に示した記載を図面を参照しながら読むことにより明ら
かになる。
Oxトラッピング手段における(予想または測定の)ガス
温度の範囲がTst1とTst2の間のトラッピングレベルで
あれば、排ガスの全部がバイパスライン5に流れ込み、
その後NOxトラッピング手段に入る。他方、この温度
がTst2よりも高く、転化係数CがCminよりも小さけれ
ば、排ガスの全部が主排出ライン2に流れ込む。本発明
のその他の特徴や長所の詳細は、非限定的な実施例と共
に示した記載を図面を参照しながら読むことにより明ら
かになる。
【0045】
【発明の効果】本発明により、希薄燃焼ディーゼルエン
ジンや火花点火エンジンからの排ガス中のNOxを除去
する優れたプロセス、ならびに該排ガス中のNOx除去
に好適なエンジンに連結され排出ラインの一部を構成す
るアセンブリ−が提供される。
ジンや火花点火エンジンからの排ガス中のNOxを除去
する優れたプロセス、ならびに該排ガス中のNOx除去
に好適なエンジンに連結され排出ラインの一部を構成す
るアセンブリ−が提供される。
【図1】本発明の主要構成部を示すダイヤグラム図。
【図2】排ガス温度の関数として与えられるDeNOx
触媒の転化係数を示す曲線図。
触媒の転化係数を示す曲線図。
1 エンジン 2 主排出ライン 3 DeNOx触媒 4 トラッピング手段 5 バイパスライン 6 絞り分配手段 7 加熱手段 8 第1センサー 9 マイクロプロセッサ 10 第2センサー 11 HCを注入する手段 12 稼動エンジンのデータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F01N 3/20 F01N 3/24 E 3/24 L B01D 53/36 101A (72)発明者 マティアス ブッシュ フランス国 92190 ムドン リュ デュ パルク12
Claims (19)
- 【請求項1】 窒素酸化物(NOx)転化係数(C)が一定
係数(Cmin)以下であり、且つ別々の温度範囲を有する
主排出ライン(2)に配置された少なくとも1種類のNO
x転化触媒(3)と、該触媒の上流部分に配置されNOxを
捕捉し排出するための少なくとも1つのNOx捕捉(トラ
ッピング)手段(4)とからなり、さらに主排出ライン
(2)にバイパス状に接続され、前記NOxトラッピング
手段(4)のうちの少なくとも1つが取り付けられた少な
くとも1つのバイパスライン(5)と特に転化触媒(3)が
規定値(Cmin)以下の転化係数(C)を有しているとき
に、前記トラッピング手段(4)がNOxを捕捉でき、該
手段(4)がNOxを転化と同時に排出できるよう前記バ
イパスライン(5)と主排出ライン(2)との間のガス量の
調節を目的に取り付けられた少なくとも1個のバルブ
(6)からなることを特徴とする、希薄燃焼ディーゼルま
たは火花点火エンジン排ガス中のNOxの除去のためエ
ンジンに接続され排出ラインの一部を構成してなる組立
品(アセンブリ−)。 - 【請求項2】 さらに少なくとも1個の、前記NOxト
ラッピング手段(4)に連結された1個の加熱手段(7)か
らなる請求項1記載のアセンブリ−。 - 【請求項3】 さらにコンピュータのような、前記のバ
ルブ(6)を制御する目的の手段からなる請求項1または
2記載のアセンブリ−。 - 【請求項4】 さらに前記転化触媒(3)の位置の上流部
分に配置され、温度情報を伝送する制御手段(9)に接続
された、少なくとも1個の第1温度センサー(8)からな
る請求項3記載のアセンブリ−。 - 【請求項5】 さらにNOxトラッピング手段(4)の位
置の上流部分に配置され、温度情報を送る前記制御手段
(9)に接続された、少なくとも1個の第2温度センサー
(10)からなる請求項4記載のアセンブリ−。 - 【請求項6】 前記加熱手段(7)がコンピュータの受け
取る温度情報および/またはNOxトラッピング手段の
飽和状態の関数として作動するように、前記コンピュー
タ(9)が加熱手段(7)に接続されていることを特徴とす
る、請求項3ないし5のいずれかに記載のアセンブリ
−。 - 【請求項7】 前記コンピュータ(9)が、受け取る温度
の関数として、および保存規定値の関数として作動し、
さらに該コンピュータが流量分配バルブ(6)も稼動させ
ることを特徴とする、請求項3ないし6のいずれかに記
載のアセンブリ−。 - 【請求項8】 さらに前記転化触媒(3)の位置の上流部
分に配置され、前記コンピュータ(9)により制御され、
炭化水素(HC)を排出ライン(2)に注入するための手段
(11)からなる請求項3ないし7のいずれかに記載のア
センブリ−。 - 【請求項9】 少なくとも2つの別々の温度範囲にある
数種の転化触媒(3)を使用してNOxを転化すること、
およびNOxを少なくとも1つの特別なトラッピング手
段(4)により吸着(または吸蔵)することからなり、NO
xの吸着が、触媒転化係数が既定値よりも小さく、少な
くとも1つの排出ガス温度範囲においてなされ、NOx
の脱着が前記NOx転化と同時になされることを特徴と
する、希薄燃焼ディーゼルまたは火花点火内燃エンジン
の排ガス中のNOxを除去するためのプロセス。 - 【請求項10】 吸着されたNOxを加熱するか、およ
び/または排ガスを前記の特別なトラッピング手段(4)
を通過させることにより、脱着させることを特徴とする
請求項9記載のプロセス。 - 【請求項11】 吸着されたNOxを、前記トラッピン
グ手段(4)に連結された特別な加熱手段(7)で加熱する
ことにより脱着させることを特徴とする、請求項9ない
し10のいずれかに記載のプロセス。 - 【請求項12】 吸着/脱着が、主排出ライン(2)にバ
イパス状に接続されるバイパスライン(5)内でなされ、
該バイパスラインと主排出ライン(2)との間の排ガス量
が、主排出ライン内のガス温度および/またはNOxト
ラッピング手段の飽和の状態と関連している少なくとも
1つのパラメータの関数として調節されることを特徴と
する、請求項9ないし10のいずれかに記載のプロセ
ス。 - 【請求項13】 ガスの温度が排出ラインの少なくとも
1つの点(8,10)で測定されることを特徴とする、請
求項12記載のプロセス。 - 【請求項14】 ガス温度が触媒転化の行われる前に測
定されることを特徴とする、請求項13記載のプロセ
ス。 - 【請求項15】 ガス温度がNOx吸着がなされる位置
の上流で測定されることを特徴とする、請求項12ない
し14のいずれかに記載のプロセス。 - 【請求項16】 排出ライン内の少なくともある一つの
点で測定された温度情報を受け取るコンピュータ(9)が
使用されていることを特徴とする、請求項9ないし15
のいずれかに記載のプロセス。 - 【請求項17】 前記コンピュータ(9)が、触媒転化が
なされる位置の上流部分およびNOx吸着がなされる上
流部分で測定された温度情報を受け取ること、および前
記コンピュータ(9)が主排出ライン(2)とバイパスライ
ン(5)との間の流量を調節するために設けられた装置
(6)を制御することを特徴とする、請求項16記載のプ
ロセス。 - 【請求項18】 前記コンピュータ(9)が、トラッピン
グ手段(4)に連結された排ガス加熱手段(7)を制御する
ことを特徴とする、請求項16または17記載のプロセ
ス。 - 【請求項19】 触媒転化(3)がなされる位置の上流部
分の排ガス中に含まれる成分のHC/NOx比が規定範
囲内にないときに、HCを注入することを特徴とする、
請求項9ないし18のいずれかに記載のプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9707554A FR2764637B1 (fr) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Procede et ensemble d'elimination des oxydes d'azote presents dans des gaz d'echappement, utilisant un moyen de piegeage des oxydes d'azote |
FR97/07554 | 1997-06-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1162567A true JPH1162567A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=9508113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10168491A Pending JPH1162567A (ja) | 1997-06-16 | 1998-06-16 | 排ガス中の窒素酸化物を捕捉(トラッピング)手段を用いて除去するプロセスとそのための組立品(アセンブリ−) |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6018943A (ja) |
EP (1) | EP0886042B1 (ja) |
JP (1) | JPH1162567A (ja) |
DE (1) | DE69817090T2 (ja) |
ES (1) | ES2205403T3 (ja) |
FR (1) | FR2764637B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008126912A1 (ja) | 2007-04-10 | 2008-10-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化システム |
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JP2000303828A (ja) | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Toyota Motor Corp | ハイブリット車の排気浄化装置 |
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