KR101206117B1 - Method of operating a diesel engine with a view to making it easier to regenerate a particle filter in the exhaust system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 방법은 입자 필터에 의해 보유된 그을음 입자가 연소될 수 있는 온도를 낮춰줄 수 있고 철 화합물로 본질적으로 이루어지거나 또는 철 화합물 및 세륨 화합물로 본질적으로 이루어진 첨가제를 함유하는 연료를 엔진에 공급하고, 엔진 내에서의 연료의 연소에 의해 생성되는 배기 가스가 통과하는 입자 필터가 그을음 입자의 연소를 도와주는 촉매로 이루어진 촉매 필터인 것을 특징으로 하는, 입자 필터가 설치된 배기 시스템이 장착된 디젤 엔진 또는 린번 엔진의 작동 방법이다. 본 발명의 방법은 낮은 온도에서 그을음 연소 역학을 가능하게 한다.The method of the present invention can lower the temperature at which the soot particles retained by the particle filter can be burned and supply the engine with fuel containing additives consisting essentially of iron compounds or consisting essentially of iron compounds and cerium compounds. And the particulate filter through which the exhaust gas generated by combustion of the fuel in the engine passes is a catalyst filter composed of a catalyst for assisting combustion of the soot particles. Or how a lean burn engine works. The method of the present invention enables soot combustion kinetics at low temperatures.

디젤 엔진, 린번엔진, 그을음 연소, 촉매 필터, 첨가제 함유 연료Diesel Engine, Lean Burn Engine, Soot Combustion, Catalytic Filter, Fuel with Additives

Description

배기 시스템 내 입자 필터의 재생을 보다 용이하게 하기 위한 디젤 엔진의 작동 방법{METHOD OF OPERATING A DIESEL ENGINE WITH A VIEW TO MAKING IT EASIER TO REGENERATE A PARTICLE FILTER IN THE EXHAUST SYSTEM}TECHNICAL OPERATING A DIESEL ENGINE WITH A VIEW TO MAKING IT EASIER TO REGENERATE A PARTICLE FILTER IN THE EXHAUST SYSTEM}

본 발명은 디젤 엔진 또는 린번 엔진에 장착된 배기 시스템 내에 설치된 입자 필터의 재생을 보다 용이하게 하기 위한 디젤 엔진 또는 린번 엔진의 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of operating a diesel engine or a lean burn engine for easier regeneration of a particle filter installed in an exhaust system mounted on a diesel engine or a lean burn engine.

디젤 엔진 내에서 디젤 오일이 연소할 때, 탄소 함유 생성물이 환경과 건강 모두에게 해로운 그을음을 형성하는 경향이 있다는 것이 알려져 있다. 본원의 이후에 "그을음"으로서 언급될 이들 탄소 함유 입자의 방출을 감소시키는 기술은 오랜 기간 요구되어 왔다.When diesel oil burns in a diesel engine, it is known that carbon-containing products tend to form soot, which is harmful to both the environment and health. Techniques for reducing the release of these carbon containing particles, which will be referred to later as “soot”, have long been required.

이를 수행하기 위해 가장 일반적으로 채택되는 기술은 다양한 연료의 연소에 의해 생성되는 그을음의 전부 또는 매우 높은 비율을 막을 수 있는 입자 필터 (PF)를 배기 회로에 장착하는 것이다.The most commonly adopted technique for doing this is to equip the exhaust circuit with a particle filter (PF) which can prevent all or a very high proportion of soot produced by the combustion of various fuels.

그러나, 필터 내에 그을음이 점차적으로 쌓이면서, 무엇보다도 그을음은 압력 강하의 정도를 증가시키고 이후 필터를 막히게 하여 엔진 기능을 잃게 한다. 따라서 이들 필터에 의해 수집된 그을음을 연소시켜야 한다. "필터 재생"으로 공 지된 이러한 작업은 정기적으로 수행되어야 한다.However, as soot gradually accumulates in the filter, soot, among other things, increases the degree of pressure drop and subsequently clogs the filter, resulting in loss of engine function. Therefore, the soot collected by these filters must be burned. This work, known as "filter regeneration", should be carried out regularly.

그을음이 연소할 수 있는 온도 (약 650℃)는 배기 가스의 온도보다 훨씬 높기 때문에 이 재생을 수행하기 위해서는 상기 온도에 도달하도록 하거나 또는 상기 온도를 낮춰주는 기술이 이행되어야 한다는 것을 인지해야 한다.Since the temperature at which soot can burn (about 650 ° C.) is much higher than the temperature of the exhaust gas, it should be recognized that in order to perform this regeneration, a technique for reaching or lowering the temperature must be implemented.

따라서, 500℃ 미만의 온도에서 그을음이 자기 발화 (self-ignition)하도록 하는 촉매를 그을음에, 특히 연료의 첨가제로서 도입하는 것이 가능하다.Thus, it is possible to introduce a catalyst for the soot self-ignition at temperatures below 500 ° C. in soot, in particular as an additive in the fuel.

또한, 엔진의 팽창기 동안 엔진의 실린더 내로 연료의 후-주입 (post-injection)을 주기적으로 수행함으로써 재생을 수행할 수 있다. 이 후-주입은 배기 가스의 온도 및 그 안에 함유된 탄화수소의 양을 높이는 효과를 나타낸다. 이들 탄화수소는 PF의 상류에 위치한 산화 촉매 전환기 상에서 발열 반응에 의해 전환되어, 배기 가스가 PF 내의 그을음의 층에 도달하였을 때 그을음을 연소시키기에 충분히 높은 온도로 배기 가스의 온도를 올려준다.Regeneration can also be performed by periodically performing post-injection of fuel into the cylinder of the engine during the inflator of the engine. This post-injection has the effect of raising the temperature of the exhaust gas and the amount of hydrocarbon contained therein. These hydrocarbons are converted by exothermic reactions on an oxidation catalytic converter located upstream of the PF, raising the temperature of the exhaust gas to a temperature high enough to burn soot when the exhaust gas reaches the soot layer in the PF.

이들 재생의 빈도 및 지속기간을 감소시킬 수 있고 또한 보다 낮은 온도에서 이를 수행할 수 있는 것이, 한 측면에서 이로 인해 운송 수단의 연료 소비가 감소되어 보다 적은 연료를 후-주입 단계에 사용할 수 있고, 다른 측면에서 이로 인해, 예를 들어, 탄화규소와 같이 내고온성일 필요가 없어 보다 저렴한 물질이 PF에 사용될 수 있기 때문에 유리하다는 것을 인지할 것이다.It is possible to reduce the frequency and duration of these regenerations and also to be able to do this at lower temperatures, in one aspect thereby reducing the fuel consumption of the vehicle so that less fuel can be used in the post-injection stage, In other respects, it will be appreciated that this is advantageous because less expensive materials, such as, for example, silicon carbide, do not need to be used in PF.

본 발명의 목적은 상기한 요구를 충족시킬 수 있는 디젤 엔진 또는 린번 엔진의 작동 방법을 개발하는 것이다.It is an object of the present invention to develop a method of operating a diesel engine or a lean burn engine which can meet the above needs.

이를 위해, 본 발명의 방법은To this end, the method of the present invention

입자 필터에 의해 보유된 그을음 입자의 연소 온도를 낮춰줄 수 있고 철 화합물로 본질적으로 이루어지거나 또는 철 화합물 및 세륨 화합물로 본질적으로 이루어진 첨가제를 함유하는 연료를 엔진에 공급하고,Supplying the engine with fuel which can lower the combustion temperature of the soot particles retained by the particle filter and which contains additives consisting essentially of iron compounds or consisting essentially of iron compounds and cerium compounds,

엔진 내에서의 연료의 연소에 의해 생성되는 배기 가스가 통과하는 입자 필터로서, 촉매가 그을음 입자의 연소를 도와주는 촉매로 이루어진 촉매 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는,A particulate filter through which exhaust gas generated by combustion of fuel in an engine passes, characterized by using a catalyst filter composed of a catalyst which helps the catalyst burn the soot particles.

입자 필터가 설치된 배기 시스템이 장착된 디젤 엔진 또는 린번 엔진의 작동 방법이다.A method of operating a diesel engine or lean burn engine with an exhaust system equipped with a particle filter.

본 발명의 방법은 특히 낮은 온도, 예를 들어 450℃ 미만의 온도에서 그을음의 연소를 가속화할 수 있다. 배기 가스가 240℃ 이상의 온도인 특정 구동 조건 하에, 본 발명의 방법은 그을음을 지속적으로 연소시키고, 이에 따라 PF에 그을음이 충전되는 것을 지연시켜 재생 빈도를 감소시킨다.The process of the invention can accelerate the burning of soot, especially at low temperatures, for example below 450 ° C. Under certain driving conditions where the exhaust gas is at a temperature of 240 ° C. or higher, the method of the present invention continuously burns the soot, thus delaying the filling of the PF with soot, thereby reducing the regeneration frequency.

본 발명의 다른 특징, 세부사항 및 이점은 하기 기재 및 예시의 목적인 다양한 구체적인 그러나 비제한적인 실시예를 읽음으로써 보다 더 명확해 질 것이다.Other features, details, and advantages of the present invention will become more apparent by reading various specific but non-limiting examples which are for the purpose of the following description and illustrations.

본 발명은 디젤 엔진 또는 린번 가솔린 엔진 (여기서, 풍부도 (richness)로도 알려진 연료/산화제 비는 화학량론적 비보다 낮음)에 적용된다. 이들 엔진에, PF가 설치된 배기 시스템 또는 소음기가 공지된 방식으로 장착된다. 통상적으로, 배기 가스가 흐르는, 여과 세라믹 벽 (filtering ceramic wall)이, 예를 들어 근청석 (cordierite) 또는 탄화규소로 만들어진 유형의 필터가 사용된다. 반면, 이는 쉽게 하나 이상의 금속 가제 (gauze) 스크린이거나 또는 대안으로 세라믹 발포체 또는 섬유 물질 유형의 필터일 수 있다.The invention applies to diesel engines or lean burn gasoline engines, where the fuel / oxidant ratio, also known as the richness, is lower than the stoichiometric ratio. In these engines, exhaust systems or silencers equipped with PFs are mounted in a known manner. Typically, a filter of the type in which a filtering ceramic wall, through which exhaust gas flows, is made of cordierite or silicon carbide, for example, is used. On the other hand, it can easily be one or more metal gauze screens or alternatively a filter of the ceramic foam or fiber material type.

본 발명의 방법의 제1 특징에 따라, PF에 보유된 그을음의 연소 온도를 낮추기 위한 촉매를 함유하는 연료를 엔진에 공급한다. 실제로 그것 자체는 "연료 내장형 촉매화 (fuel borne catalysis)" 또는 FBC로서 공지된, 이미 상기 언급된 공지 기술이며, 상기 기술은 연료에 촉매 첨가제가 도입되어, 엔진 내에서 연료가 연소된 후 촉매 첨가제가 그을음에 도입되고, 일반적으로 그을음이 연소되는 온도보다 더 낮은 온도에서 그을음의 연소가 개시되게 하는 기술이다.According to a first aspect of the process of the invention, a fuel containing a catalyst for lowering the combustion temperature of the soot retained in the PF is fed to the engine. Indeed it is the known technique already mentioned above, known as “fuel borne catalysis” or FBC, which is a catalyst additive introduced into the fuel, which is then added to the catalyst after combustion in the engine. Is introduced into the soot and is generally a technique that causes combustion of the soot to commence at a temperature lower than the temperature at which the soot is combusted.

본 발명의 경우, 연료에 존재하는 이 첨가제는 철 화합물 또는 세륨 화합물과 조합된 철 화합물로 본질적으로 이루어진다. "본질적으로 이루어진"은 첨가제가 철 화합물 또는 철 및 세륨 화합물 이외에는 촉매 활성을 갖는 어떠한 화합물도 함유하지 않는 것을 의미한다. 따라서 이 첨가제는 기타 화합물을 함유할 수 있으나, 만약 함유한다면, 이러한 기타 화합물은 그을음이 연소되는 온도를 낮추는데 어떠한 촉매 기능 및 역할도 하지 않는다.In the case of the present invention, this additive present in the fuel consists essentially of the iron compound in combination with the iron compound or cerium compound. "Consisting essentially of" means that the additive does not contain any compound having catalytic activity other than the iron compound or the iron and cerium compounds. Thus, this additive may contain other compounds, but if so, these other compounds do not have any catalytic function and role in lowering the temperature at which soot is combusted.

상기 언급된 철 화합물의 예로서, 페로센 유형의 화합물, 철(II) 및 철(III) 아세틸아세토네이트, 철 나프테네이트, 철 올레에이트, 철 옥토에이트, 철 스테아레이트, 철 네오데카노에이트, 철 알케닐 및 알킬 숙시네이트 및 보다 일반적으로 C6-C24 카르복실산의 철 염을 들 수 있다.Examples of the above-mentioned iron compound include compounds of the ferrocene type, iron (II) and iron (III) acetylacetonate, iron naphthenate, iron oleate, iron octoate, iron stearate, iron neodecanoate, Iron alkenyl and alkyl succinates and more generally iron salts of C6-C24 carboxylic acids.

또한 상기 언급된 세륨 화합물의 예로서, 세륨 아세틸아세토네이트, 세륨 나프테네이트, 세륨 올레에이트, 세륨 옥토에이트, 세륨 스테아레이트, 세륨 네오데카노에이트, 세륨 알케닐 및 알킬 숙시네이트 및 보다 일반적으로 C6-C24 카르복실산의 세륨 염을 들 수 있다.Also examples of the above-mentioned cerium compounds include cerium acetylacetonate, cerium naphthenate, cerium oleate, cerium octoate, cerium stearate, cerium neodecanoate, cerium alkenyl and alkyl succinate and more generally C6 Cerium salts of -C24 carboxylic acid;

이 첨가제는 철 화합물 또는 세륨 화합물의 수성 또는 유기 용액의 형태일 수 있다.This additive may be in the form of an aqueous or organic solution of an iron compound or cerium compound.

이 첨가제는 또한 철 화합물 또는 세륨 화합물의 유기 콜로이드 분산액 형태일 수 있다. 이 경우에, 이 철 화합물 또는 세륨 화합물은 보다 특히 철 또는 세륨의 산화물 및/또는 수산화물 및/또는 옥시수산화물 (oxyhydroxide)일 수 있다.This additive may also be in the form of an organic colloidal dispersion of iron compounds or cerium compounds. In this case, this iron compound or cerium compound may more particularly be an oxide and / or hydroxide and / or oxyhydroxide of iron or cerium.

본원에서 표현 "콜로이드 분산액"은 액체상 중에 안정하게 현탁되어 있는 철 화합물 또는 세륨 화합물을 기재로 하는 콜로이드 크기의 미세 고체 입자로 이루어진 임의의 시스템을 나타내며, 여기서 상기 입자는 또한 결합되거나 흡착된 이온, 예를 들어 니트레이트, 아세테이트, 시트레이트 또는 암모늄의 잔여량을 임의로 함유할 수 있다. 콜로이드 크기는 약 1 nm 내지 약 500 nm 사이의 크기를 포함함을 의미한다. 입자는 평균 입자 크기가 더욱 특히 약 250 nm 이하, 특히 100 nm 이하, 바람직하게는 20 nm 이하, 더욱 더 바람직하게는 15 nm 이하일 수 있다. 이러한 분산액 중에서, 철 화합물 또는 세륨 화합물은 바람직하게는 완전히 콜로이드의 형태일 수 있거나 부분적으로 이온 형태인 콜로이드의 형태일 수 있음을 인지할 것이다.The expression “colloidal dispersion” herein refers to any system of colloidal fine solid particles based on iron compounds or cerium compounds that are stably suspended in the liquid phase, wherein the particles are also bound or adsorbed ions, eg For example, it may optionally contain a residual amount of nitrate, acetate, citrate or ammonium. Colloidal size is meant to include a size between about 1 nm and about 500 nm. The particles may more particularly have an average particle size of about 250 nm or less, in particular 100 nm or less, preferably 20 nm or less, even more preferably 15 nm or less. Among such dispersions, it will be appreciated that the iron compound or cerium compound may preferably be in the form of a fully colloid or in the form of a colloid that is partially in ionic form.

상기 및 본원의 이후에 언급되는 입자 크기는 달리 지시하지 않는 한, 통상적 방법으로, 미리 건조하고 구리 격자 상에 지지된 탄소 막 상에 침착시킨 표본에 대해 투과 전자 현미경 (TEM)으로 측정한다.Particle sizes mentioned above and hereinafter are measured by transmission electron microscopy (TEM) on specimens deposited on carbon films that have been previously dried and supported on copper gratings, unless otherwise indicated.

세륨 화합물과 조합된 철 화합물을 사용하는 본 발명의 실시양태에서, 무엇보다 이들 화합물의 혼합물, 예를 들어 세륨 염과 혼합된 철 염 또는 대안으로 철 화합물의 콜로이드 및 세륨 화합물의 콜로이드를 함유하는 콜로이드 분산액일 수 있다는 것을 인지할 것이다. 또한 혼성물 유형의 화합물, 즉 철 및 세륨이 동일한 화학종 내에 함께 존재하는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 혼합된 철 및 세륨 염이거나 또는 콜로이드가 철 및 세륨의 혼합 산화물인 콜로이드 분산액일 수 있다.In an embodiment of the present invention using an iron compound in combination with a cerium compound, a colloid containing a colloid of a mixture of these compounds, for example an iron salt mixed with a cerium salt, or alternatively a colloid of an iron compound and a colloid of a cerium compound It will be appreciated that it may be a dispersion. It may also be a compound type compound, ie a compound in which iron and cerium are present together in the same species. For example, it may be a mixed iron and cerium salt or a colloidal dispersion in which the colloid is a mixed oxide of iron and cerium.

세륨 화합물과 조합된 철 화합물을 사용하는 실시양태의 경우에서, 철 및 세륨의 비율은 0/100 내지 80/20의 비 (Fe 원소에 대한 Ce 원소의 몰비)로 다양할 수 있다. 이 비는 더욱 바람직하게는 10/90 내지 50/50일 수 있다.In the case of an embodiment using an iron compound in combination with a cerium compound, the ratio of iron and cerium may vary in a ratio of 0/100 to 80/20 (molar ratio of Ce element to Fe element). This ratio may more preferably be 10/90 to 50/50.

본 발명의 한 특정 실시양태에 따라, 방법은 본질적으로 철 화합물만을 포함하는 첨가제를 사용하여 수행한다.According to one particular embodiment of the present invention, the process is carried out using additives comprising essentially iron compounds.

본 발명의 또다른 특정 실시양태에 따라, 콜로이드 분산액은 유기상, 비정질 형태의 철 화합물의 입자 및 1종 이상의 양친매성 작용제 (amphiphilic agent)를 함유하는 분산액이다.According to another particular embodiment of the invention, the colloidal dispersion is a dispersion containing organic phase, particles of amorphous form of iron compounds and one or more amphiphilic agents.

상기와 같은 분산액은 특허 출원 WO 03/053560 A1에 기재되어 있으며, 상기 특허 출원의 교시 내용은 본원에 참조로 인용되고, 그의 필수적인 특징을 하기에 요약한다.Such dispersions are described in patent application WO 03/053560 A1, the teachings of which are hereby incorporated by reference and the essential features thereof are summarized below.

이 분산액의 입자는 철 화합물을 기재로 하며, 바람직하게는 비정질일 수 있다. 이러한 비정질 특성은 X-선 분석에 의해 측정할 수 있고, 이 경우 의미 있는 피크가 전혀 없는 X-선 도 (diagram)가 얻어진다.The particles of this dispersion are based on the iron compound and may preferably be amorphous. This amorphous property can be measured by X-ray analysis, in which case an X-ray diagram with no significant peaks is obtained.

철 화합물은 철의 산화물 및/또는 수산화물 및/또는 옥시수산화물이다. 일반적으로 철은 본질적으로 산화 상태 3으로 존재한다.Iron compounds are oxides and / or hydroxides and / or oxyhydroxides of iron. In general iron is essentially in the oxidation state 3.

대안적인 형태에 따라, 입자의 85% 이상, 더욱 특히 90% 이상, 더욱 더 특히 95% 이상이 1차 입자이다. 1차 입자는 완벽하게 개별화되고 임의의 다른 입자 또는 입자들과 함께 응집되지 않은 입자를 의미한다. 이 특징은 TEM을 이용한 분산액의 분석에 의해 측정될 수 있다.According to an alternative form, at least 85%, more particularly at least 90%, even more particularly at least 95% of the particles are primary particles. Primary particles mean particles that are perfectly individualized and do not aggregate with any other particles or particles. This feature can be measured by analysis of the dispersion using TEM.

또한, 이로운 대안적인 형태에 따라, 이 콜로이드 분산액 중의 입자는 미세 입자 크기일 수 있다. 즉, d50이 1 nm 내지 5 nm, 더욱 특히 3 nm 내지 4 nm일 수 있다.In addition, according to an advantageous alternative form, the particles in this colloidal dispersion may be of fine particle size. That is, d 50 may be 1 nm to 5 nm, more particularly 3 nm to 4 nm.

상기 언급된 바와 같이, 콜로이드 분산액 중의 입자는 지방족 탄화수소, 염소화 탄화수소 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있는 유기상 중에 현탁되어 있다.As mentioned above, the particles in the colloidal dispersion are suspended in an organic phase which can be selected from aliphatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons or mixtures thereof.

친용매성 화합물은 일반적으로 10 내지 50개의 탄소 원자, 바람직하게는 15 내지 25개의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산일 수 있고 선형 또는 분지형 산일 수 있다. 이는 아릴산, 지방족산, 아릴지방족산으로부터 선택될 수 있다.The lipophilic compound may generally be a carboxylic acid containing 10 to 50 carbon atoms, preferably 15 to 25 carbon atoms, and may be a linear or branched acid. It may be selected from aryl acids, aliphatic acids, arylaliphatic acids.

예로서, 톨유의 지방산, 대두유, 수지 (tallow), 아마인유, 올레산, 리놀레산, 스테아르산 및 이들의 이성질체, 펠라르곤산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 도데실벤젠술폰산, 2-에틸헥산산, 나프텐산, 헥산산, 톨루엔술폰산, 톨루엔포스폰산, 라우릴술폰산, 라우릴포스폰산, 팔미틸술폰산 및 팔미틸포스폰산을 들 수 있다.For example, fatty acids of soybean oil, soybean oil, tallow, linseed oil, oleic acid, linoleic acid, stearic acid and their isomers, pelagonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 2 Ethylhexanoic acid, naphthenic acid, hexanoic acid, toluenesulfonic acid, toluenephosphonic acid, laurylsulfonic acid, laurylphosphonic acid, palmitylsulfonic acid and palmitylphosphonic acid.

친용매성 화합물은 또한 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 포스페이트 또는 대안으로 디폴리옥시에틸렌 알킬 포스페이트 또는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 카르복실레이트로부터 선택될 수 있다.The lipophilic compound may also be selected from polyoxyethylene alkyl ether phosphates or alternatively dipolyoxyethylene alkyl phosphates or polyoxyethylene alkyl ether carboxylates.

본 발명에서 사용될 수 있는 세륨의 콜로이드 분산액으로서, EP-A-671205에 기재된 분산액을 언급할 수 있다. 이 분산액은 세륨 산화물의 입자, 친용매성 산 화합물 및 유기상 (상기에 기재된 유형)을 포함하며, 입자의 d90이 200 nm 이하인 것을 특징으로 한다. 분산액은 또한 하나 이상의 다음의 특징을 갖는다: (i) 산화 세륨의 입자는 광도 계수 (photometric counting) (고분해능 투과 전자 현미경)에 의해 측정한 d80, 유리하게는 d90이 5 nm 이하인 결정자의 응집체의 형태이고, 응집체의 90% (질량%)가 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개의 결정자를 함유하며, (ii) 친용매성 산 화합물이 산성 수소 (acidic hydrogen) 담지 원자에 대한 알파, 베타, 감마 또는 델타 위치에 하나 이상의 분지를 갖는 11 내지 50개의 탄소 원자를 포함하는 1종 이상의 산을 함유한다.As the colloidal dispersion of cerium that can be used in the present invention, the dispersion described in EP-A-671205 can be mentioned. This dispersion comprises particles of cerium oxide, a lipophilic acid compound and an organic phase (type described above), characterized in that the d 90 of the particles is 200 nm or less. The dispersion also has one or more of the following characteristics: (i) The particles of cerium oxide are agglomerates of crystallites whose d 80 is advantageously determined by photometric counting (high resolution transmission electron microscopy) and advantageously d 90 is 5 nm or less. In which 90% (mass%) of the aggregates contain 1 to 5, preferably 1 to 3 crystallites, and (ii) the lipophilic acid compound is alpha to an acidic hydrogen bearing atom. At least one acid containing 11 to 50 carbon atoms with one or more branches in the beta, gamma or delta position.

또한, 철의 콜로이드 분산액과의 조합으로 본 발명에서 사용될 수 있는 세륨의 콜로이드 분산액을 기재하며, 본 발명에서와 같이 또한 사용될 수 있는 철 및 세륨의 혼합 화합물의 콜로이드 분산액을 기재하는 WO 97/19022의 교시를 참조할 수 있다. WO 97/19022에 기재된 분산액은 세륨 및/또는 철의 화합물의 입자, 친용매성 산 화합물 및 유기상 (상기 기재된 바와 같음)을 함유하며, 입자를 a) 1종 이상의 가용성 염, 일반적으로 세륨의 아세테이트 및/또는 클로라이드 염을 함유하는 용액을 제조하는 단계; b) 용액을 염기성 매질과 접촉시키고 이렇게 생성된 반응 혼합물을 염기성 pH에서 유지시키는 단계; 및 c) 미립화 (atomization) 또는 동결건조화를 이용하여 회수하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, WO 97/19022 describes colloidal dispersions of cerium that can be used in the present invention in combination with colloidal dispersions of iron, and describes colloidal dispersions of mixed compounds of iron and cerium that can also be used as in the present invention. See teaching. The dispersions described in WO 97/19022 contain particles of cerium and / or iron compounds, lipophilic acid compounds and organic phases (as described above), the particles comprising a) at least one soluble salt, generally acetate of cerium. And / or preparing a solution containing a chloride salt; b) contacting the solution with basic medium and maintaining the resulting reaction mixture at basic pH; And c) recovering by using atomization or lyophilization.

철의 콜로이드 분산액과의 조합으로 본 발명에서 사용될 수 있는 세륨의 콜로이드 분산액으로서 또한 본 발명에서 위와 같이 사용될 수 있는 철 및 세륨의 혼합 화합물의 콜로이드 분산액으로서, WO 01/10545에 기재된 분산액을 또한 언급할 수 있다. 이들 유기 콜로이드 분산액은 세륨 비율이 산화물로 표현된 Fe + Ce 원소의 총 몰수에 대하여 바람직하게는 10 mol% 이상, 더욱 특히 20 mol% 이상, 더욱 더 특히 50 mol% 이상인 세륨 화합물 및 가능하게는 철 화합물의 입자를 함유한다. 이들 분산액은 상기 기재된 유형의 1종 이상의 산, 바람직하게는 친용매성 산, 및 1종 이상의 희석제, 바람직하게는 비극성 희석제를 함유한다. 이들 분산액은 입자의 90% 이상이 단결정이다. 입자는 또한 d50이 1 내지 5 nm, 바람직하게는 2 내지 3 nm일 수 있다.As a colloidal dispersion of cerium which can be used in the present invention in combination with a colloidal dispersion of iron and also as a colloidal dispersion of a mixed compound of iron and cerium which can be used as above in the present invention, the dispersion described in WO 01/10545 may also be mentioned. Can be. These organic colloidal dispersions are preferably cerium compounds having a cerium proportion of at least 10 mol%, more particularly at least 20 mol%, even more particularly at least 50 mol%, and possibly iron, relative to the total moles of Fe + Ce elements represented by oxides. Contains particles of the compound. These dispersions contain at least one acid of the type described above, preferably a lipophilic acid, and at least one diluent, preferably a nonpolar diluent. At least 90% of the particles in these dispersions are single crystals. The particles may also have a d 50 of 1 to 5 nm, preferably 2 to 3 nm.

첨가제는 보조 탱크에 저장되고 공지된 수단에 의해 필요한 양으로 연료에 첨가될 수 있다. 연료의 질량에 대한 금속 철 원소의 질량으로 표현된 이 양은 예를 들어 0.5 ppm 내지 25 ppm, 더욱 특히 2 ppm 내지 15 ppm, 더욱 더 특히 2 ppm 내지 10 ppm일 수 있다.The additive can be stored in the auxiliary tank and added to the fuel in the required amount by known means. This amount, expressed as mass of the metal iron element relative to the mass of the fuel, can be for example from 0.5 ppm to 25 ppm, more particularly from 2 ppm to 15 ppm, even more in particular from 2 ppm to 10 ppm.

본 발명의 방법의 제2 특징에 따라, 엔진으로부터의 배기 가스는 촉매 PF를 통과한다.According to a second aspect of the process of the invention, the exhaust gas from the engine passes through the catalyst PF.

이 필터 내의 촉매는 그을음 입자의 연소를 돕는 촉매로 이루어진다. "이루어진"은 촉매가 그을음의 연소를 돕는 것 이외의 다른 기능을 갖지 않고 PF가 다른 어떠한 다른 촉매도 함유하지 않는 것을 의미한다.The catalyst in this filter consists of a catalyst that assists in the burning of the soot particles. "Consisted of" means that the catalyst has no function other than helping burn soot and the PF does not contain any other catalyst.

이러한 그을음의 연소에 대한 도움은 촉매가 연소 온도를 낮추는 것에 의해 이 연소를 촉진할 수 있는 한 직접적일 수 있거나, 또는 촉매가 그을음의 연소가 시작되는 부분으로부터 PF 상에 침착된 그을음 층 전체로 고온이 전파되는 것에 도움이 되는 한 간접적일 수 있다.This assistance for the burning of soot may be direct as long as the catalyst can promote this combustion by lowering the combustion temperature, or the catalyst may be hot at the entire soot layer deposited on the PF from the point where the combustion of soot begins. As long as it helps spread, it can be indirect.

이 PF 촉매는 백금 또는 백금 족 금속으로부터 선택된 1종 이상의 금속, 예를 들어 팔라듐을 기재로 한 촉매일 수 있다. 백금과 이들 금속과의 조합 또는 대안으로 이들 금속들 간의 조합이 또한 가능하다.This PF catalyst may be a catalyst based on one or more metals selected from platinum or platinum group metals, for example palladium. Combinations of platinum with these metals or alternatively between these metals are also possible.

촉매 금속은 공지된 방식으로 필터 내에 도입되거나 필터 상에 침착될 수 있다. 예를 들어, 이는 필터 상에 침착된 코팅 (워시코트 (washcoat)) 자체에 포함될 수 있다. 이 코팅은 알루미나, 산화 티타늄, 실리카, 스피넬, 제올라이트, 실리케이트, 결정질 알루미늄 포스페이트 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 알루미나가 매우 특히 사용될 수 있다.The catalytic metal can be introduced into the filter or deposited on the filter in a known manner. For example, it may be included in the coating (washcoat) itself deposited on the filter. This coating may be selected from alumina, titanium oxide, silica, spinel, zeolites, silicates, crystalline aluminum phosphates or mixtures thereof. Alumina can be used very particularly.

PF의 촉매가 그을음의 연소를 돕는 촉매인 한, 이는 소위 일반적으로 70 g/foot3 (2.5 g/dm3) 이하의 양인 비교적 소량으로 필터 상에 존재한다. 이 양은 PF의 부피에 대한 금속 원소의 질량, 예를 들어 백금의 질량으로서 표현된다. 이 양은 더욱 특히 60 g/foot3 (2.1 g/dm3) 이하, 더욱 더 특히 50 g/foot3 (1.8 g/dm3) 이하일 수 있다. 이는 예를 들어 20 g/foot3 (0.7 g/dm3) 내지 50 g/foot3, 특히 20 내지 40 g/foot3 (1.4 g/dm3)을 포함할 수 있다.As long as the catalyst of PF is a catalyst that aids in the combustion of soot, it is present on the filter in relatively small amounts, generally in amounts of up to 70 g / foot 3 (2.5 g / dm 3 ). This amount is expressed as the mass of the metal element relative to the volume of PF, for example the mass of platinum. This amount may be more particularly up to 60 g / foot 3 (2.1 g / dm 3 ), even more particularly up to 50 g / foot 3 (1.8 g / dm 3 ). It may for example comprise 20 g / foot 3 (0.7 g / dm 3 ) to 50 g / foot 3 , in particular 20 to 40 g / foot 3 (1.4 g / dm 3 ).

본 발명의 대안의 형태에 따라, 배기 가스가 PF의 상류 (가스가 흐르는 방향에 대하여)에 위치한 디젤 산화 촉매 전환기를 통과할 수 있다. 이와 같은 촉매 전환기의 기능은 가스에 함유된 탄화수소 및 CO를 CO2 및 수증기로 전환하는 것이다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 촉매 전환기는 공지되어 있으며 일반적으로 백금, 팔라듐, 로듐 및 이들의 혼합물을 기재로 하고, 이들 금속은 알루미나, 산화 티타늄, 실리카 유형의 지지체 상에 순수한 형태 또는 도핑된 형태로 침착된다.According to an alternative form of the invention, the exhaust gas can pass through a diesel oxidation catalytic converter located upstream of the PF (relative to the direction in which the gas flows). The function of such a catalytic converter is to convert the hydrocarbons and CO contained in the gas into CO 2 and water vapor. Catalytic converters capable of performing this function are known and are generally based on platinum, palladium, rhodium and mixtures thereof, and these metals are in pure or doped form on supports of alumina, titanium oxide or silica type. Is calm.

본 발명의 방법을 저온에서 수행할 수 있기 때문에, deNOx 유형의 질소 산화물 (NOx)을 감소시키기 위한 시스템을 포함하는 배기 시스템이 장착된 모터 상에서 이를 수행할 수 있다. 제1 대안 형태에 따라, 이 시스템은 질소 산화물의 선택적 환원을 위한 수단, 예를 들어 질소 산화물을 암모니아로 처리하는 수단을 포함할 수 있다. 이 경우에, 시스템은 촉매 전환기, 예를 들어 산화 티타늄 유형의 지지체 상의 바나듐을 기재로 한 유형, 또는 대안으로 제올라이트 내의 철 또는 구리 금속을 기재로 한 유형의 촉매 전환기를 포함한다. 제2 대안 형태에 따라, 이 시스템은 희박 매질 (lean medium) 내에 NOx를 저장하고 풍부 매질 (rich medium) 내에서 이들을 환원시키는 NOx 트랩을 포함할 수 있다. 이들 NOx 트랩은 예를 들어 알루미나 지지체 상의 바륨 및 백금을 기재로 한 조성물이다. 이 시스템은 deNOx 촉매 전환기를 통과하는 가능한 최고온의 가스를 얻기 위해 PF의 상류에 그리고 엔진에 인접하게 위치할 수 있거나 (인접-결합 시스템) 또는 대안으로, 특히 재생 동안 PF에서 나가는 가스의 온도가 종래 기술의 시스템에서보다 낮기 때문에 PF의 하류에 위치할 수 있다.Since the process of the invention can be carried out at low temperatures, it can be carried out on a motor equipped with an exhaust system comprising a system for reducing deNOx type nitrogen oxides (NOx). According to a first alternative form, the system may comprise means for selective reduction of nitrogen oxides, for example means for treating nitrogen oxides with ammonia. In this case, the system comprises a catalytic converter, for example a type based on vanadium on a support of the titanium oxide type, or alternatively a type based catalytic converter based on iron or copper metal in zeolites. According to a second alternative form, the system may comprise a NOx trap for storing NOx in a lean medium and reducing them in a rich medium. These NOx traps are, for example, compositions based on barium and platinum on alumina supports. This system can be located upstream of the PF and adjacent to the engine (adjacent-coupled system) or alternatively, in order to obtain the highest possible temperature of gas passing through the deNOx catalytic converter or alternatively, It can be located downstream of the PF because it is lower than in prior art systems.

이하, 실시예를 기재한다.Hereinafter, an Example is described.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

본 실시예는 128 kW의 최대 출력 및 400 nm의 최대 토크 (torque)를 발생시키며 2460 cm3 용적을 갖는 직접-분사 터보차저 (TDI) 5-실린더 디젤 엔진을 장착한 여행용 운송 수단에서 얻어진 결과에 관한 것이다.This example is based on the results obtained in a travel vehicle equipped with a direct-injection turbocharger (TDI) 5-cylinder diesel engine with a maximum output of 128 kW and a maximum torque of 400 nm and having a volume of 2460 cm 3 . It is about.

운송 수단 배기 시스템은 백금 (110 g/foot3 (3.9 g/dm3)) 및 알루미나 기재 워시코트를 함유하는 1.2 리터 근청석 단일체 (cordierite monolith)로 만들어진 디젤 산화 촉매 전환기를 포함하였다. 2.9 리터 부피의 탄화규소 PF (200 cpsi)를 배기 시스템에서 디젤 산화 촉매 전환기의 하류에 위치시켰다. 이 PF는 Pt를 분산시켜 필터에 부착시키기 위해 백금 (40 g/foot3 (1.4 g/dm3) 함량) 및 알루미나를 함유하는 워시코트를 PF의 필터 벽 상에서 포함하였다.The vehicle exhaust system included a diesel oxidation catalytic converter made of 1.2 liter cordierite monolith containing platinum (110 g / foot 3 (3.9 g / dm 3 )) and an alumina based washcoat. A 2.9 liter volume of silicon carbide PF (200 cpsi) was located downstream of the diesel oxidation catalytic converter in the exhaust system. This PF included a washcoat containing platinum (40 g / foot 3 (1.4 g / dm 3 ) content) and alumina on the filter wall of the PF to disperse and attach Pt to the filter.

시험을 엔진 속도가 1500 rpm으로 제한되어 PF로 들어가는 평균 가스 온도가 240℃가 되도록 하는, 운송 수단이 소위 "도시" 주행 주기를 수행하도록 함으로써 수행하였다. 총 44분 동안 진행된 주행 주기는 시간의 단지 8% 동안 PF로 들어가는 배기 가스의 온도가 300℃ 이상에 이르게 하였다. 시스템 작동에 허용되는 최대 압력 강하의 퍼센트로서 표현되는 PF에 걸친 특정 압력 강하에 도달하기 위해, 주행 주기는 15번을 수행하였으며, 이는 11시간의 주행을 나타낸다.The test was performed by having the vehicle perform a so-called "urban" drive cycle, with the engine speed limited to 1500 rpm, such that the average gas temperature entering the PF is 240 ° C. The running cycle for a total of 44 minutes led the temperature of the exhaust gas entering the PF to at least 300 ° C. for only 8% of the time. To reach a certain pressure drop over PF, expressed as a percentage of the maximum pressure drop allowed for system operation, the run cycle was performed 15 times, representing 11 hours of travel.

시험을 그을음의 연소를 촉진하기 위한 첨가제 (FBC 첨가제)를 전혀 함유하지 않은 디젤-오일 연료를 사용하여 수행하고, 금속 철 질량으로 7 ppm의 양의 철 콜로이드 분산액을 FBC 첨가제로서 함유하는 디젤-오일 연료를 사용하여 또다른 시험을 수행하였다. 이 분산액은 이소파르 L (Isopar L) 중 금속 철 10 wt%, 이소스테아르산을 함유하고 WO 03/053560의 교시에 따라 제조하였다.The test was carried out using a diesel-oil fuel containing no additives (FBC additives) to promote the combustion of soot, and diesel-oil containing 7 ppm of iron colloidal dispersion as an FBC additive in an amount of metal iron by mass. Another test was performed using the fuel. This dispersion contains 10 wt% metal iron in isopar L, isostearic acid and was prepared according to the teachings of WO 03/053560.

하기 표 1에 PF의 충전 백분율을 나타내었으며, 100%는 시스템 작동에서 허용되는 최대 압력 강하에 해당한다.Table 1 below shows the percentage of filling of PF, 100% corresponding to the maximum pressure drop allowed in system operation.

Figure 112009054479440-pct00001
Figure 112009054479440-pct00001

불리한 조건 하에서, 즉 배기 가스의 온도가 낮게 유지되는 도시 주기에서, 본 발명의 방법은 필터에서 그을음의 축적을 약 50% 늦추어서 필터 재생 작업을 지연시킴을 알 수 있었다. 본 발명의 방법에 의한 그을음의 보다 빠른 연소는 실제로 배기 가스의 온도가 최고인 주기의 단기간 동안 비교용 방법에서의 연소보다 훨씬 더 많은 양의 그을음의 연소를 가능하게 하였다.It was found that under adverse conditions, i.e., in an urban cycle in which the temperature of the exhaust gas is kept low, the method of the present invention delays the filter regeneration operation by slowing the accumulation of soot in the filter by about 50%. The faster burning of soot by the process of the invention has allowed for the combustion of much larger amounts of soot than in the comparative process for a short period of time in which the temperature of the exhaust gas is at its highest.

<실시예 2><Example 2>

본 실시예는 그을음이 엔진에 의해 생성되는 속도와 동일한 속도로 그을음을 시스템이 연소시킬 수 있는 온도로 정의되는 평형점 (balance point)을 측정하기 위해 엔진 시험 장비 상에 위치한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 엔진으로 수행되는 시험의 결과를 제시한다. 이 평형점은 PF에 걸친 압력 강하를 안정시키기 위해 PF의 입구에 적용되어야 하는 온도를 통해 측정하였다.This example is similar to Example 1 except that it is located on the engine test equipment to measure the balance point defined as the temperature at which the soot can burn the system at the same rate as that produced by the engine. The results of tests performed with the same engine are presented. This equilibrium point was measured through the temperature that must be applied to the inlet of the PF to stabilize the pressure drop across the PF.

이 경우의 배기 시스템은 실시예 1에 기재된 PF만으로 구성하였다. 이 촉매 필터와 함께 두개의 시험, 즉 FBC 첨가제가 전혀 없는 디젤-오일 연료로 제1 시험을, FBC 첨가제, 즉 실시예 1에서 사용된 콜로이드 분산액과 동일한 금속 철의 질량으로 5 ppm을 함유하는 첨가제를 함유하는 연료로 제2 시험을 수행하였다. 제3 시험은 FBC 첨가제 (동일한 분산액과 함께 금속 철의 질량으로 5 ppm)를 함유하는 동일한 연료를 사용하지만, 촉매 물질을 전혀 함유하지 않는 탄화규소 PF를 사용하여 수행하였다.The exhaust system in this case consisted only of PF described in Example 1. Two tests with this catalytic filter, the first test with a diesel-oil fuel free of FBC additives, were carried out with an FBC additive, i.e. an additive containing 5 ppm by mass of the same metal iron as the colloidal dispersion used in Example 1 The second test was carried out with a fuel containing. The third test was carried out using silicon carbide PF using the same fuel containing FBC additive (5 ppm by mass of metal iron with the same dispersion) but no catalytic material at all.

평형점을 측정하기 위해 다음 절차를 사용하였다: 그을음 16 g에 해당하는, 모든 3개의 시스템에 걸친 94 mbar의 역압 (backpressure)을 얻기 위해 필터를 약 8시간에 걸쳐 충전하였다. 200℃의 필터 입구 온도에 상응하는 3000 회전/분의 엔진 속도, 40 Nm의 토크를 적용하여 충전하였다.The following procedure was used to measure the equilibrium point: The filter was charged over about 8 hours to obtain a backpressure of 94 mbar across all three systems, corresponding to 16 g of soot. It was charged by applying an engine speed of 3000 revolutions per minute, a torque of 40 Nm, corresponding to a filter inlet temperature of 200 ° C.

필터가 충전되면, 엔진 속도를 2000 회전/분으로 감소시킨 후, 필터에 걸친 압력 강하가 안정될 때까지 (평형점에 도달 할 때까지), 토크를 점차적으로 매 15분마다 45 Nm으로부터 증가시켰다.Once the filter is charged, the engine speed is reduced to 2000 revolutions per minute, then the torque is gradually increased from 45 Nm every 15 minutes until the pressure drop across the filter is stable (until the equilibrium point is reached). .

표 2는 3개의 시험으로부터 측정한 평형점을 나타낸다.Table 2 shows the equilibrium points measured from three tests.

Figure 112009054479440-pct00002
Figure 112009054479440-pct00002

본 발명에 따른 방법이 보다 낮은 온도에서 평형점에 이르고, 낮은 온도에서의 그을음의 연소에서 더욱 효과적인 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다.It has been found that the process according to the invention reaches an equilibrium point at lower temperatures and has a more effective result in the combustion of soot at lower temperatures.

<실시예 3><Example 3>

본 실시예는 고정된 PF 입구 온도에서 그을음의 재생 속도를 측정한 결과를 제시한다.This example presents the results of measuring the regeneration rate of soot at a fixed PF inlet temperature.

촉매 필터와 함께 2개의 시험, 즉 FBC 첨가제가 전혀 없는 디젤-오일 연료로 제1 시험을, FBC 첨가제, 즉 실시예 1에서 사용된 동일한 콜로이드 분산액으로부터 금속 철의 질량으로 5 ppm을 함유하는 첨가제를 함유하는 연료로 제2 시험을 수행하였다. 제3 시험은 첨가제로서 동일한 콜로이드 분산액과 함께 철 금속의 질량으로 5ppm을 함유하는 동일한 연료를 사용하지만, 촉매 물질을 전혀 함유하지 않는 탄화규소 필터를 사용하여 수행하였다.Two tests with a catalytic filter, a first test with a diesel-oil fuel free of FBC additives, were carried out, and an additive containing 5 ppm by mass of metal iron from the FBC additives, ie the same colloidal dispersion used in Example 1 The second test was carried out with the containing fuel. The third test was performed using a silicon carbide filter containing 5 ppm by mass of ferrous metal with the same colloidal dispersion as an additive, but containing no catalytic material.

다음과 같이 연소 속도를 측정하였다: 그을음 16 g에 해당하는, 모든 3개의 시스템에 걸친 94 mbar의 역압을 얻기 위해 필터를 약 8시간에 걸쳐 충전하였다. 200℃의 필터 입구 온도에 상응하는 3000 회전/분의 엔진 속도, 40 Nm의 토크를 적용하여 충전하였다. 재생 전 필터에 존재하는 그을음의 양을 측정하기 위해 PF를 제거하고 그을음-충전 단계 전후의 무게를 측정하였다. 충전 전후의 필터 질량의 차이는 충전기 동안 축적된 그을음의 질량을 제시하였다.The combustion rate was measured as follows: The filter was charged over about 8 hours to obtain a back pressure of 94 mbar across all three systems, corresponding to 16 g of soot. It was charged by applying an engine speed of 3000 revolutions per minute, a torque of 40 Nm, corresponding to a filter inlet temperature of 200 ° C. To determine the amount of soot present in the filter before regeneration, the PF was removed and the weight before and after the soot-charging step was measured. The difference in filter mass before and after filling suggested the mass of soot accumulated during the charger.

필터가 충전되면, PF 입구 온도를 425℃에 이르게 하기 위해 엔진 속도를 2000 회전/분으로 감소시키고 이어서 토크를 170 Nm로 설정하였다. 이들 조건을 1시간 동안 유지하고 이후 425℃에서의 재생 동안 그을음 연소 정도를 평가하기 위해 PF를 제거하고 다시 무게를 측정하였다. 재생 종결시 그을음의 질량 (즉, 연소하지 않은 그을음의 질량)은 충전에 앞서 시험 시작시 필터의 질량과 재생 종결시 측정한 필터 질량 사이의 차이에 상응한다.Once the filter was filled, the engine speed was reduced to 2000 revolutions / minute and the torque was then set to 170 Nm to bring the PF inlet temperature to 425 ° C. These conditions were maintained for 1 hour and then PF removed and weighed again to assess the extent of soot burning during regeneration at 425 ° C. The soot mass at the end of regeneration (ie the mass of unburned soot) corresponds to the difference between the mass of the filter at the start of the test prior to filling and the mass of the filter measured at the end of regeneration.

재생 시작 및 종결 사이로부터 계산된, 재생 동안 그을음의 연소 정도를 다음 식을 사용하여 그을음 연소 백분율로 나타냈다.The degree of burning of soot during regeneration, calculated from the start and end of regeneration, is expressed as the soot combustion percentage using the following equation.

그을음 연소 백분율 = (충전 동안 축적된 그을음의 질량 - 재생 종결시 그을음의 질량)/충전 동안 축적된 그을음의 질량 × 100.Soot burning percentage = (mass of soot accumulated during charging minus the soot at the end of regeneration) / mass of soot accumulated during charging × 100.

표 3은 3개의 시험으로부터의 이들의 값을 제시한다.Table 3 shows their values from three tests.

Figure 112009054479440-pct00003
Figure 112009054479440-pct00003

따라서, 본 발명의 조건 하에서의 그을음 연소 정도가 50%인 반면, 연료 내에 첨가제 없이 동일한 필터를 사용하는 경우 그을음 연소 정도가 단지 8%이고 첨가제가 있는 연료를 사용하지만 비-촉매 필터를 사용하는 경우 30%인 것으로부터 본 발명의 방법이 비교용 방법을 능가하여 그을음의 연소율을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있었다.Thus, while the soot combustion degree under the conditions of the present invention is 50%, when using the same filter without additives in the fuel, the soot combustion degree is only 8% and when using a fuel with an additive but using a non-catalyst filter 30 It was found that the method of the present invention can improve the combustion rate of soot by the method of the present invention over the comparative method.

Claims (12)

입자 필터에 의해 보유된 그을음 입자의 연소 온도를 낮춰줄 수 있고 철 화합물로 이루어진 첨가제를 함유하는 연료를 엔진에 공급하고,Supplying the engine with fuel containing an additive consisting of iron compounds, which can lower the combustion temperature of the soot particles retained by the particle filter, 상기 첨가제는 유기 콜로이드 분산액의 형태이고, The additive is in the form of an organic colloidal dispersion, 엔진 내에서의 연료의 연소에 의해 생성되는 배기 가스가 통과하는 입자 필터로서, 촉매가 그을음 입자의 연소를 도와주는 촉매로 이루어진 촉매 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는,A particulate filter through which exhaust gas generated by combustion of fuel in an engine passes, characterized by using a catalyst filter composed of a catalyst which helps the catalyst burn the soot particles. 입자 필터가 설치된 배기 시스템이 장착된 디젤 엔진 또는 린번 엔진의 작동 방법.How to operate diesel or lean burn engines with exhaust systems with particle filters. 제1항에 있어서, 철 화합물이 철의 산화물, 수산화물 또는 옥시수산화물 (oxyhydroxide)인 콜로이드 분산액을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the colloidal dispersion is used, wherein the iron compound is an oxide, hydroxide or oxyhydroxide of iron. 제1항에 있어서, 유기상, 비정질 형태의 철 화합물의 입자 및 1종 이상의 양친매성 작용제 (amphiphilic agent)를 함유하는 콜로이드 분산액을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, characterized in that a colloidal dispersion is used which contains particles of the organic phase, amorphous forms of iron compounds and at least one amphiphilic agent. 제3항에 있어서, 입자의 85% 이상이 1차 입자인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3, wherein at least 85% of the particles are primary particles. 제3항에 있어서, 입자의 90% 이상이 1차 입자인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3 wherein at least 90% of the particles are primary particles. 제3항에 있어서, 입자의 95% 이상이 1차 입자인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3, wherein at least 95% of the particles are primary particles. 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 입자 필터 촉매가 백금 또는 백금 족 금속으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 기재로 하는 촉매이고, 상기 금속이 70 g/foot3 (2.5 g/dm3) 이하의 양으로 필터 상에 침착되는 코팅 (워시코트(washcoat))에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.The particle filter catalyst according to any one of claims 1 to 6, wherein the particle filter catalyst is a catalyst based on at least one metal selected from platinum or platinum group metals, wherein the metal is 70 g / foot 3 (2.5 g / dm). 3 ) a coating (washcoat) deposited on the filter in the following amounts. 제9항에 있어서, 촉매의 양이 50 g/foot3 (1.8 g/dm3) 이하인 것을 특징으로 하는 방법.10. The process of claim 9, wherein the amount of catalyst is less than or equal to 50 g / foot 3 (1.8 g / dm 3 ). 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스가 입자 필터의 상류에 위치한 디젤 산화 촉매 전환기를 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.The process according to claim 1, wherein the exhaust gas passes through a diesel oxidation catalytic converter located upstream of the particle filter. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 산화물 환원 시스템을 포함하는 배기 시스템이 엔진에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 6, wherein an exhaust system comprising a nitrogen oxide reduction system is mounted to the engine.
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