專利名稱：內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化方法和廢氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化方法和廢氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
已知的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置具有硫成分保持介質(zhì)和還原介質(zhì)添加裝置，所述硫成分保持介質(zhì)捕集和保持在NOx保持介質(zhì)上游提供的硫成分，其中所述NOx保持介質(zhì)捕集和保持包含在廢氣中的NOx(氮氧化物)，所述還原介質(zhì)添加裝置用來向流進(jìn)NOx保持介質(zhì)中的廢氣添加還原(或脫氧)介質(zhì)，其中，由所述還原介質(zhì)添加裝置添加的還原介質(zhì)中包含的硫成分的濃度低于供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)燃料室的燃料中包含的硫成分的濃度，以防止硫毒化NOx介質(zhì)(參見，例如，專利文獻(xiàn)1(日本專利申請公報No.2004-60596)、專利文獻(xiàn)1(日本專利申請公報No.2004-60596)、專利文獻(xiàn)2(日本專利申請公報No.2000-291422)、專利文獻(xiàn)3(日本專利申請公報No.07-270330)、專利文獻(xiàn)4(日本專利申請公報No.2003-13732)和專利文獻(xiàn)5(日本專利申請公報No.06-58138))。
但是，難以將由所述還原介質(zhì)添加裝置添加的還原介質(zhì)中的硫成分的濃度減到零。因此，即使是在具有上述結(jié)構(gòu)的廢氣凈化裝置中，也會存在硫毒化NOx保持介質(zhì)而帶來NOx去除率降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情形作出了本發(fā)明，其目的為提供一種防止添加的還原介質(zhì)中包含的硫成分流進(jìn)NOx催化劑，從而能夠保持高NOx去除率的技術(shù)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的主要特征為，捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分的步驟，和捕集還原介質(zhì)中包含的硫成分的步驟，其中所述還原介質(zhì)為添加到已通過上述步驟從中捕集了硫成分的廢氣的還原介質(zhì)，從而更可靠地防止了具有NOx存儲能力的催化劑被硫毒化。
具體地，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化方法包括第一步驟，捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分；第二步驟，捕集已經(jīng)在所述第一步驟中從中捕集了硫成分的廢氣之中包含的NOx；第三步驟，響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求，向已經(jīng)在所述第一步驟中從中捕集了硫成分的廢氣添加還原介質(zhì)；第四步驟，捕集已經(jīng)在所述第三步驟中添加了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分；以及第五步驟，借助于已經(jīng)在所述第四步驟中從中捕集了硫成分的還原介質(zhì)，還原在所述第二步驟中捕集的NOx。
根據(jù)該方法，通過第一步驟能夠捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分。并且，當(dāng)響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求添加還原介質(zhì)時，通過第四步驟能夠捕集已經(jīng)添加了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。因此，能夠防止具有NOx存儲能力的催化劑被硫毒化，從而保持了高NOx去除率。
這里，將對還原介質(zhì)添加請求進(jìn)行描述。例如，當(dāng)要實施具有NOx存儲能力的催化劑的再生處理時，需要添加還原介質(zhì)。催化劑再生處理可為，例如，還原地去除在催化劑中存儲(或吸收)的NOx。
優(yōu)選地，該方法還包括，借助于已經(jīng)在所述第四步驟中從中捕集了硫成分的還原介質(zhì)，在第五步驟中還原在所述第二步驟中捕集的NOx之前，激活已經(jīng)從中捕集了硫成分的還原介質(zhì)。
根據(jù)該方法，能夠提高還原介質(zhì)的反應(yīng)性，并能提高NOx還原的效率。因此，能夠進(jìn)一步提高NOx的去除率。
具體地，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置包括第一硫捕集裝置，設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中，用來捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分；催化劑，設(shè)置在所述第一硫捕集裝置的下游，用來捕集已經(jīng)通過所述第一硫捕集裝置從中捕集了硫成分的廢氣之中包含的NOx；還原介質(zhì)添加裝置，在所述催化劑的上游，用來響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求，向已經(jīng)通過所述第一硫捕集裝置從中捕集了硫成分的廢氣中添加還原介質(zhì)；以及第二硫捕集裝置，在所述催化劑的上游，用來捕集由所述還原介質(zhì)添加裝置添加的還原介質(zhì)中包含的硫成分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過第一硫捕集裝置能夠捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分。并且，在響應(yīng)于還原介質(zhì)添加請求而添加了還原介質(zhì)的情形下，通過第二硫捕集裝置能夠捕集已經(jīng)添加了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。因此，能夠防止具有NOx存儲能力的催化劑被硫毒化，從而保持了高NOx去除率。
在上面的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，在所述第二硫捕集裝置與所述催化劑之間還設(shè)有還原介質(zhì)激活裝置，用來激活已經(jīng)通過第二硫捕集裝置從中捕集了硫成分的還原介質(zhì)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高還原介質(zhì)的反應(yīng)性，并能提高NOx還原的效率。因此，能夠進(jìn)一步提高NOx的去除率。
優(yōu)選地，所述第二硫捕集裝置和所述還原介質(zhì)激活裝置與所述催化劑整體地設(shè)置在一起。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置包括硫捕集裝置，設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中，用來捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分；催化劑，設(shè)置在所述硫捕集裝置的下游，用來捕集已經(jīng)通過所述硫捕集裝置從中捕集了硫成分的廢氣之中包含的NOx；以及還原介質(zhì)添加裝置，在所述催化劑的上游，用來響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求，向已經(jīng)通過所述硫捕集裝置從中捕集了硫成分的廢氣中添加還原介質(zhì)；其中，所述催化劑兩端部區(qū)域的NOx存儲能力大于催化劑內(nèi)部區(qū)域的NOx存儲能力。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過硫捕集裝置能夠捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分。并且，在響應(yīng)于還原介質(zhì)添加請求而添加了還原介質(zhì)的情形下，通過催化劑兩端部區(qū)域中的上游區(qū)域能夠捕集已經(jīng)添加了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。另外，通過催化劑兩端部區(qū)域中的下游區(qū)域能夠捕集廢氣中包含的NOx。催化劑內(nèi)部區(qū)域的NOx存儲能力小于催化劑兩端部區(qū)域的NOx存儲能力。當(dāng)設(shè)置這種內(nèi)部區(qū)域時，能夠比不設(shè)置這種內(nèi)部區(qū)域的情形更有效地激活還原介質(zhì)。從而，能提高NOx還原的效率，進(jìn)一步提高NOx的去除率。
在該結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，所述催化劑的所述兩端部區(qū)域中的上游區(qū)域的NOx存儲能力大于所述兩端部區(qū)域中的下游區(qū)域的NOx存儲能力。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在催化劑的上游區(qū)域更可靠地捕集在已經(jīng)添加了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。端部區(qū)域和內(nèi)部區(qū)域都可構(gòu)造成設(shè)置在單一殼體中的分享的催化劑，或者構(gòu)成支撐在公用基底上的催化劑的區(qū)域。
具有NOx存儲能力的催化劑可為，例如，NOx存儲還原催化劑。NOx存儲還原催化劑可支撐在顆粒過濾器上，用來捕集顆粒物質(zhì)(PM)，例如廢氣中包含的炭黑。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠防止添加的還原介質(zhì)中包含的硫成分流進(jìn)NOx催化劑，并能夠保持高NOx去除率。


圖1示意性地示出了根據(jù)實施例1的內(nèi)燃機(jī)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化部分的NOx存儲能力；圖3示意性地示出了根據(jù)實施例2的內(nèi)燃機(jī)。
具體實施例方式
下面，參考附圖，詳細(xì)描述實現(xiàn)本發(fā)明的最佳形式。
(實施例1)圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的為柴油機(jī)形式的內(nèi)燃機(jī)1。
內(nèi)燃機(jī)1為四沖程工作，即進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹(爆炸)沖壓和排氣沖程，以產(chǎn)生輸出動力的柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)1具有在其內(nèi)部形成的氣缸(燃燒室)2。通過活塞3與連桿4的裝置，在氣缸2中產(chǎn)生的燃料爆炸動力(或燃料燃燒動力)轉(zhuǎn)化成曲軸(未示出)的旋轉(zhuǎn)動力。
在氣缸2上設(shè)有組成進(jìn)氣通路5最下游部分的進(jìn)氣口5A和組成排氣通路6最上游部分的排氣口6A。進(jìn)氣口5A與氣缸2之間的界面由進(jìn)氣閥7關(guān)閉/打開。在另一方面，排氣口6A與氣缸2之間的界面由排氣閥8關(guān)閉/打開。
內(nèi)燃機(jī)1具有燃料噴射閥9。燃料噴射閥9為適合于在適當(dāng)正時將由高壓泵等加壓的燃料(柴油)向進(jìn)氣缸2中噴射適當(dāng)?shù)牧康碾姶膨?qū)動閥。
排氣通路6為用來使廢氣從氣缸2排出的通路(廢氣通路)。在排氣通路6中，設(shè)有去除廢氣中包含的NOx、HC(碳?xì)浠衔?和CO(一氧化碳)等的廢氣凈化部分10。
廢氣凈化部分10包括，在下面從上游到下游的順序，組成本發(fā)明中第一硫捕集裝置的S-捕集(硫捕集)催化劑11、組成本發(fā)明中第二硫捕集裝置的S-捕集催化劑12、組成本發(fā)明中還原介質(zhì)激活裝置的還原介質(zhì)活化催化劑13和NOx存儲還原催化劑(在下文，將稱為NOx催化劑)14。
在該實施例中，在兩個S-捕集催化劑11與12之間的排氣通路6中設(shè)有用來添加還原介質(zhì)的還原介質(zhì)添加閥15。還原介質(zhì)添加閥15為類似于燃料噴射閥9的電磁驅(qū)動閥。還原介質(zhì)添加閥15適合于在適當(dāng)正時將用作還原介質(zhì)的燃料(柴油)向兩個S-捕集催化劑11與12之間的排氣通路6中供應(yīng)適當(dāng)?shù)牧俊＿€原介質(zhì)添加閥15組成了本發(fā)明中的還原介質(zhì)添加裝置。
具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)并有用來控制內(nèi)燃機(jī)1的電子控制單元(ECU)20。ECU 20包括邏輯運(yùn)算電路如中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)和備用RAM。ECU 20基于從各種傳感器的信號檢測，例如，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并全面地控制內(nèi)燃機(jī)1的各種部件。
具有上述結(jié)構(gòu)的ECU 20通過外部輸入電路接受各種傳感器的檢測信號，并基于接收的檢測信號執(zhí)行各種關(guān)于內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行狀態(tài)的控制，例如，用來打開/關(guān)閉燃料噴射閥9和還原介質(zhì)添加閥15的控制。
下面，更詳細(xì)地描述NOx催化劑14。
當(dāng)流進(jìn)NOx催化劑14的廢氣的空燃比為稀空燃比(例如，高于理論空燃比，或當(dāng)廢氣為氧化性氣氛時)時，NOx催化劑14存儲流進(jìn)催化劑的廢氣中包含的NOx，以使其不被排向大氣。在另一方面，當(dāng)流進(jìn)NOx催化劑14的廢氣的空燃比為濃空燃比或等于理論空燃比(例如，等于或小于理論空燃比，或當(dāng)廢氣為還原性氣氛時)時，NOx催化劑14還原(或去氧)和去除存儲其中的NOx。
從而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在稀薄燃燒情況下工作時，從內(nèi)燃機(jī)1排出的廢氣的空燃比變?yōu)橄”夥?例如，氧化性氣氛)，并且廢氣中的氧濃度變高。因此，廢氣中包含的NOx存儲在NOx催化劑14中。但是，如果內(nèi)燃機(jī)1的稀薄燃燒運(yùn)行持續(xù)長時間，那么NOx催化劑14的NOx存儲能力飽和，廢氣中包含的NOx不再存儲在NOx催化劑14中，而排向大氣。
特別是在內(nèi)燃機(jī)1為柴油機(jī)的情形中，其在大部分工作范圍中燃燒的為具有稀空燃比的空氣燃料混合物，從而在大部分工作范圍中的廢氣空燃比為稀空燃比。因此，NOx催化劑14的NOx存儲能力容易飽和。這里，在柴油機(jī)的情形中，稀空燃比指的是NOx不能被三元催化劑去除的從20到50A/F的空燃比。
考慮到上述問題，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在稀薄燃燒情況下工作時，需要降低流進(jìn)NOx催化劑14的廢氣中的氧濃度，并在NOx催化劑14的NOx存儲能力飽和之前提高還原介質(zhì)的濃度，以還原(或去氧)NOx催化劑14存儲的NOx。為此目的，ECU 20實行稱為濃空燃比峰值控制(richspike control)的控制，以將流進(jìn)NOx催化劑14的廢氣的空燃比變成在具有相對短的周期的類似峰的方式(短時間)的濃空燃比。
在該濃空燃比峰值控制中，通過ECU 20在預(yù)定的時間間隔做出是否符合執(zhí)行峰值控制的條件的決定。執(zhí)行濃空燃比峰值控制的條件可為，例如，NOx催化劑14處于激活狀態(tài)，或廢氣溫度傳感器的輸出信號值(或廢氣溫度)低于特定的上限值。
如果確定符合執(zhí)行濃空燃比峰值控制的條件，那么ECU 20執(zhí)行控制，通過由還原介質(zhì)添加閥15的直接添加，以類似尖峰的方式將用作還原介質(zhì)的燃料(柴油)添加到排氣通路，以提高廢氣中的還原成分的濃度，從而引起流進(jìn)NOx催化劑14的廢氣的空燃比暫時地等于預(yù)定的目標(biāo)濃空燃比。
如此形成的濃空燃比的廢氣流進(jìn)NOx催化劑14，以還原催化劑存儲的NOx。
這樣，流進(jìn)NOx催化劑14的廢氣的空燃比以相對短的周期在“稀”空燃比與“尖峰似的濃目標(biāo)空燃比”之間交替變化。因此，在NOx催化劑中，能短周期地交替出現(xiàn)NOx的存儲和還原釋放。
下面，描述該實施例的特性。
當(dāng)實行上述濃空燃比峰值控制時，用作還原介質(zhì)的燃料(柴油)添加地供應(yīng)到排氣通路中。在該過程中，如果柴油直接流進(jìn)NOx催化劑14中，那么NOx催化劑14將被廢氣中包含的硫成分毒化?？紤]到這個點，在傳統(tǒng)的技術(shù)中，向NOx催化劑供應(yīng)硫成分濃度低的低硫燃料以降低NOx催化劑被硫的毒化。但是，低硫燃料實際上包含硫成分，非常難以消除硫成分。
根據(jù)該實施例給出的上述結(jié)構(gòu)，除S-捕集催化劑11之外，設(shè)置另外的S-捕集催化劑12。
S-捕集催化劑11設(shè)置在排氣通路中還原介質(zhì)添加閥15添加地供應(yīng)還原介質(zhì)的上游位置，并捕集從內(nèi)燃機(jī)1排出的廢氣中包含的硫成分。
S-捕集催化劑12設(shè)置在還原介質(zhì)添加閥15向排氣通路添加地供應(yīng)還原介質(zhì)的位置的下游，和NOx催化劑14的上游。在S-捕集催化劑11捕集了硫成分之后，S-捕集催化劑12捕集已經(jīng)通過還原介質(zhì)添加閥15添加地供應(yīng)了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。
在S-捕集催化劑12與NOx催化劑14之間，還設(shè)有還原介質(zhì)活化催化劑13，用來激活已經(jīng)通過S-捕集催化劑12從中捕集了硫成分的還原介質(zhì)。
下面，描述S-捕集催化劑12。
S-捕集催化劑12特征為，具有相對于NOx催化劑14的強(qiáng)堿性。通過該特征，當(dāng)通過還原介質(zhì)添加閥15添加地供應(yīng)還原介質(zhì)時，S-捕集催化劑捕集已經(jīng)添加地供應(yīng)了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。
這里，描述S-捕集催化劑12的堿性。
由于S-捕集催化劑的硫成分存儲能力最終飽和，所以按照慣例需要實施用來釋放(還原)硫成分的再生處理，以將它們從S-捕集催化劑去除。為此目的，有必要設(shè)計S-捕集催化劑使之具有在允許硫成分從催化劑中解除吸附的范圍內(nèi)的堿性。(如果S-捕集催化劑的堿性非常高，那么在某些情形中不能解除吸附。)但是近年來，燃料(柴油)中的硫成分增加了，沒有必要實行S-捕集催化劑的再生處理。在將這種燃料用作還原介質(zhì)的情形下，S-捕集催化劑可具有更強(qiáng)的堿性，從而，能夠更可靠地捕集硫成分。
下面，描述還原介質(zhì)活化催化劑13。
還原介質(zhì)活化催化劑13可為，例如，氧化催化劑。當(dāng)將氧化催化劑用作還原介質(zhì)活化催化劑13時，氧化催化劑氧化已經(jīng)通過S-捕集催化劑12去除了硫成分的還原介質(zhì)。由于氧化為放熱反應(yīng)，所以NOx催化劑14的溫度升高。還原介質(zhì)熱解分解并部分氧化，使得產(chǎn)生具有低沸點的成分(例如，易于蒸發(fā)的成分或具有低密度的成分)。從而，提高了流進(jìn)NOx催化劑14的還原介質(zhì)的活性。
由于如上所述能夠提高在NOx催化劑14中的還原介質(zhì)的活性，所以能夠提高在NOx催化劑14中還原NOx的效率，從而使得能夠進(jìn)一步提高NOx去除率。
下面，對S-捕集催化劑12、還原介質(zhì)活化催化劑和NOx催化劑14中各自的NOx存儲能力進(jìn)行描述。
由于S-捕集催化劑的硫成分存儲能力可看作NOx存儲能力，所以對該實施例中的各催化劑NOx存儲能力進(jìn)行描述。
圖2示出了在S-捕集催化劑12、還原介質(zhì)活化催化劑和NOx催化劑14中的NOx存儲能力(存儲量)。在圖2中，垂直軸表示NOx存儲能力，水平軸表示沿著軸向(沿著廢氣在排氣通路6中流動的方向)的距離。圖2中A、B和C表示的區(qū)域分別對應(yīng)于S-捕集催化劑12、還原介質(zhì)活化催化劑13和NOx催化劑14。
在圖2中，區(qū)域C中的NOx存儲能力或NOx催化劑14的NOx存儲能力表示典型NOx催化劑的存儲能力。
區(qū)域A中的NOx存儲能力或S-捕集催化劑12的NOx存儲能力設(shè)計成大于區(qū)域C中的NOx存儲能力。其通過使S-捕集催化劑12的堿性大于NOx催化劑14的堿性而達(dá)到。
區(qū)域B中的NOx存儲能力或還原介質(zhì)活化催化劑13的NOx存儲能力設(shè)計成小于區(qū)域C中的NOx存儲能力。
如上所述，通過使S-捕集催化劑12的NOx存儲能力大于NOx催化劑14的NOx存儲能力，當(dāng)通過還原介質(zhì)添加閥15添加地供應(yīng)還原介質(zhì)時，能夠更可靠地捕集已經(jīng)添加地供應(yīng)了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。
如上所述，根據(jù)該實施例，能夠借助于S-捕集催化劑11捕集從內(nèi)燃機(jī)1排出的廢氣中包含的硫成分，另外，當(dāng)通過還原介質(zhì)添加閥15向排氣通路6添加地供應(yīng)還原介質(zhì)時，能夠借助于S-捕集催化劑12捕集已經(jīng)添加地供應(yīng)了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。
因此，能夠減少流進(jìn)NOx催化劑14的硫成分，從而能夠保持高的廢氣凈化部分10(NOx催化劑14)的NOx去除率。
(實施例2)在上述實施例1中，S-捕集催化劑12、還原介質(zhì)活化催化劑13和NOx催化劑14是分開的、不同的催化劑。在本發(fā)明的實施例2中，這些催化劑的功能通過單一的催化劑實現(xiàn)。
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例2的內(nèi)燃機(jī)1A。根據(jù)該實施例的內(nèi)燃機(jī)1A的結(jié)構(gòu)與根據(jù)上述實施例的內(nèi)燃機(jī)1的結(jié)構(gòu)相類似，那些與實施例1中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其描述。
在該實施例的廢氣凈化部分10A中，在下面從上游到下游的順序，設(shè)置有組成本發(fā)明中第一硫捕集裝置11或硫捕集裝置的S-捕集催化劑11和NOx催化劑16。
在該實施例的NOx催化劑16中，在下面從上游到下游的順序，設(shè)置有S-捕集部分12A、還原介質(zhì)激活部分13A和NOx存儲部分14A。
S-捕集部分12A構(gòu)成了本發(fā)明中的第二硫捕集裝置或催化劑兩端部區(qū)域中的上游區(qū)域。S-捕集部分12A具有與上面實施例1的描述中描述的S-捕集催化劑12相似的功能。還原介質(zhì)激活部分13A構(gòu)成了本發(fā)明中還原介質(zhì)激活裝置或催化劑中的內(nèi)部區(qū)域。還原介質(zhì)激活部分13A具有與上面實施例1的描述中描述的還原介質(zhì)活化催化劑13相似的功能。NOx存儲部分14A構(gòu)成了本發(fā)明中催化劑或催化劑中兩端部區(qū)域中的下游區(qū)域。NOx存儲部分14A具有與上面實施例1的描述中描述的NOx催化劑14相似的功能。
如上所述，該實施例的特征為，一體地設(shè)置S-捕集部分12A、還原介質(zhì)激活部分13A和NOx存儲部分14A，以組成NOx催化劑16。
在NOx催化劑16中，應(yīng)用不同的存儲材料，并支撐在單一的(公用的)基底上，以形成S-捕集部分12A、還原介質(zhì)激活部分13A和NOx存儲部分14A。
下面，描述制造NOx催化劑16的方法。
首先，應(yīng)用存儲材料，并支撐在基底的上游前端部分和下游后端部分。后端部分設(shè)置在前端部分的相對一端，其間具有中間部分。使支撐在前端部分的存儲材料的密度高于后端部分上的存儲材料的密度。在中間部分中，使存儲材料的量小于后端部分的量，或者可選擇地，在中間部分上沒有存儲材料。
這樣，S-捕集部分12A、還原介質(zhì)激活部分13A和NOx存儲部分14A分別形成在基底的前端部分、中間部分和后端部分中。
這樣形成的NOx催化劑16還具有與參考圖2描述的實施例1中相似的NOx存儲能力特性。
具體地，通過使S-捕集部分12A中的存儲材料密度高于NOx存儲部分14A中的存儲材料密度，能夠使S-捕集部分12A的NOx存儲能力大于NOx存儲部分14A的NOx存儲能力。因此，當(dāng)通過還原介質(zhì)添加閥15添加地供應(yīng)還原介質(zhì)時，能夠更加可靠性地捕集已經(jīng)添加地供應(yīng)了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分。就這一點，在存儲材料未支撐在該實施例中基底的中間部分(或還原介質(zhì)激活部分13A)上的情形下，圖2中所示的區(qū)域B沒有(或有很小)NOx存儲能力。
如前所述，在該實施例中也得到與實施例1相同的有利效果。另外，由于該實施例使用單一的催化劑時提供與實施例1相同的有利效果，所以能夠得到尺寸縮小化的廢氣凈化部分10A。
在該實施例中，通過在單一的基底上以不同的方式應(yīng)用存儲材料而形成NOx催化劑16。但是，該特性不是本質(zhì)的，而是可采用S-捕集部分12A、還原介質(zhì)激活部分13A和NOx存儲部分14A一體地形成的結(jié)構(gòu)。例如，S-捕集部分12A、還原介質(zhì)激活部分13A和NOx存儲部分14A可設(shè)置在分別的基底上，并容納在單一的殼體中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化方法，包括第一步驟，捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分；第二步驟，捕集已經(jīng)在所述第一步驟中從其中捕集了硫成分的廢氣之中包含的NOx；第三步驟，響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求，將還原介質(zhì)添加到已經(jīng)在所述第一步驟中從其中捕集了硫成分的廢氣；第四步驟，捕集已經(jīng)在所述第三步驟中添加了還原介質(zhì)的廢氣之中包含的硫成分；以及第五步驟，借助于已經(jīng)在所述第四步驟中從其中捕集了硫成分的還原介質(zhì)，還原在所述第二步驟中捕集的NOx。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化方法，還包括以下步驟借助于已經(jīng)在所述第四步驟中從其中捕集了硫成分的還原介質(zhì)，在第五步驟中還原在所述第二步驟中捕集的NOx之前，激活已經(jīng)從其中捕集了硫成分的還原介質(zhì)。
3.一種內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置，包括第一硫捕集裝置，設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中，用來捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分；催化劑，設(shè)置在所述第一硫捕集裝置的下游，用來捕集已經(jīng)由所述第一硫捕集裝置從其中捕集了硫成分的廢氣之中包含的NOx；還原介質(zhì)添加裝置，在所述催化劑的上游，用來響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求，將還原介質(zhì)添加到已經(jīng)由所述第一硫捕集裝置從其中捕集了硫成分的廢氣中；以及第二硫捕集裝置，在所述催化劑的上游，用來捕集由所述還原介質(zhì)添加裝置添加的還原介質(zhì)中包含的硫成分。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置，還包括還原介質(zhì)激活裝置，設(shè)置在所述第二硫捕集裝置與所述催化劑之間，用來激活已經(jīng)由第二硫捕集裝置從其中捕集了硫成分的還原介質(zhì)。
5.一種內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置，包括硫捕集裝置，設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中，用來捕集從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中包含的硫成分；催化劑，設(shè)置在所述硫捕集裝置的下游，用來捕集已經(jīng)由所述硫捕集裝置從其中捕集了硫成分的廢氣之中包含的NOx；以及還原介質(zhì)添加裝置，在所述催化劑的上游，用來響應(yīng)還原介質(zhì)添加請求，將還原介質(zhì)添加到已經(jīng)由所述硫捕集裝置從其中捕集了硫成分的廢氣中；其中，所述催化劑兩端部區(qū)域的NOx存儲能力大于催化劑內(nèi)部區(qū)域的NOx存儲能力。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化裝置，其中所述催化劑的所述兩端部區(qū)域中的上游區(qū)域的NOx存儲能力大于所述兩端部區(qū)域中的下游區(qū)域的NOx存儲能力。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防止添加的還原介質(zhì)中包含的硫成分流進(jìn)NOx催化劑，從而能夠保持高NOx去除率的技術(shù)。設(shè)置有S－捕集催化劑11和S－捕集催化劑12，其中S－捕集催化劑11用來捕集從內(nèi)燃機(jī)1排出的廢氣中包含的硫成分，S－捕集催化劑12用來捕集還原介質(zhì)之中包含的硫成分，其中所述還原介質(zhì)被添加到已經(jīng)通過S－捕集催化劑11從中捕集了硫成分的廢氣，從而防止硫毒化NOx催化劑14。
文檔編號F01N3/20GK1950593SQ200580014358
公開日2007年4月18日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者吉田耕平, 廣田信也, 仲野泰彰 申請人:豐田自動車株式會社