專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排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)的排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)這樣實(shí)施稀燃的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中配置有用于凈化廢氣中的NOx 的NOx催化裝置。作為這樣的NO5JI化裝置，公知的是將與廢氣一起供給的尿素水解而產(chǎn)生氨，將該氨NH3作為還原劑使用來(lái)選擇性地還原凈化廢氣中的NOx的選擇還原型NOx催化裝置。在這樣的選擇還原型NOx催化裝置中，為了抑制向大氣中放出未被用于NOx還原的氨，提出了在選擇還原型NOx催化裝置的下游側(cè)配置氨氧化催化裝置。但是，在這樣的氨氧化催化裝置中，在比較低的溫度下對(duì)氨進(jìn)行氧化時(shí)，生成一氧化二氮(或氧化亞氮)隊(duì)0。由于不希望向大氣放出隊(duì)0，因此提出了將氨氧化催化裝置升溫，抑制在比較低的溫度下的氨的氧化(參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2008-255899

發(fā)明內(nèi)容
的確，如果將氨氧化催化裝置升溫，使氨氧化，則可以減少隊(duì)0的生成量。但是，為了將氨氧化催化裝置升溫，需要燃料或電能等，無(wú)論如何都會(huì)惡化燃料消耗。因此，本發(fā)明的目的是提供抑制燃料消耗的惡化且能夠充分地減少隊(duì)0的生成量的具備氨氧化催化裝置的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，特征在于，具備氨氧化催化裝置和緊鄰地配置在所述氨氧化催化裝置的上游側(cè)的氨保持裝置，所述氨保持裝置具有固體酸，所述氨氧化催化裝置的溫度在N2O生成溫度范圍內(nèi)時(shí)，保持氨而抑制其流入所述氨氧化催化裝置，所述氨氧化催化裝置的溫度在隊(duì)0生成溫度范圍外時(shí)，將保持的氨脫離而使其流入所述氨氧化催化裝置。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，特征在于，在權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，所述氨氧化催化裝置具有顆粒捕集功能。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備氨氧化催化裝置和緊鄰地配置在氨氧化催化裝置的上游側(cè)的氨保持裝置，氨保持裝置具有固體酸，因?yàn)榘毖趸呋b置的溫度在隊(duì)0生成溫度范圍內(nèi)時(shí)，氨保持裝置保持氨而抑制其流入氨氧化催化裝置，所以氨氧化催化裝置的溫度低至隊(duì)0生成溫度范圍內(nèi)時(shí)，即使不消耗燃料來(lái)將氨氧化催化裝置升溫，也不發(fā)生大量的氨被氧化而生成大量的隊(duì)0，另外，因?yàn)榘毖趸呋b置的溫度在隊(duì)0生成溫度范圍外時(shí)，氨保持裝置將保持的氨脫離而使其流入氨氧化催化裝置，所以如果氨氧化催化裝置的溫度升高至N2O生成溫度范圍外，則可以使從氨保持裝置脫離的氨在不生成大量的N2O的情況下良好地被氧化，可以抑制燃料消耗的惡化，充分地減少N2O的生成量。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，在權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，氨氧化催化裝置具有顆粒捕集功能，不需要另外配置顆粒過(guò)濾器并為了燒掉捕集顆粒而將顆粒過(guò)濾器升溫，在氨氧化催化裝置中捕集的顆?？梢酝ㄟ^(guò)使氨氧化時(shí)的反應(yīng)熱而自動(dòng)地?zé)簟?br>

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的實(shí)施方式的示意圖。圖2是具有顆粒捕集功能的氨氧化催化裝置的放大部分縱剖面圖。圖3是圖2的A-A剖面圖。圖4是表示相對(duì)于氨氧化催化裝置的溫度的N2O生成量的變化以及NO生成量的變化的曲線圖。圖5是表示相對(duì)于沸石的溫度的氨脫離量的變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的示意圖。在該圖中，1是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或直接噴射式火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)之類的實(shí)施稀燃的內(nèi)燃機(jī)的排氣通路。在這樣的內(nèi)燃機(jī)的廢氣中，含有比較多的N0X，因此在排氣通路1上配置有用于凈化NOx的NOx催化裝置2。NO5JI化裝置2是將與廢氣一起供給的尿素水解而產(chǎn)生氨，將該氨NH3作為還原劑使用而選擇性地還原凈化廢氣中的NOx的選擇還原型NOx催化裝置。這樣的選擇還原型NO5JI化裝置2配置于排氣通路1時(shí)，為了抑制向大氣中放出未被用于NOx還原的氨，在選擇還原型NOx催化裝置2的下游側(cè)配置有用于使氨氧化的氨氧化催化裝置3。氨氧化催化裝置3例如在整體式載體上利用氧化鋁擔(dān)載有鉬Pt。圖4是表示利用這樣的氨氧化催化裝置使氨氧化時(shí)的N20( —氧化二氮或氧化亞氮)生成量和NO生成量的曲線圖。如圖4所示，在氨氧化催化裝置3的溫度為350°C以下這樣比較低的溫度時(shí)，氨被氧化的情況下，NO的生成量顯著減少，隊(duì)0的生成量顯著增加。不希望向大氣中放出N20。在本實(shí)施方式中，將氨保持裝置4緊鄰地配置在氨氧化催化裝置3的上游側(cè)。如圖1所示，氨保持裝置4與氨氧化催化裝置3配置在同一罩殼內(nèi)。氨保持裝置4在整體式載體上設(shè)有用于保持氨的固體酸，例如，在整體式載體上作為固體酸形成有沸石層。另外，也可以是將沸石形成整塊狀的氨保持裝置。圖5是表示相對(duì)于沸石的溫度的氨脫離量的變化的曲線圖，沸石之類的固體酸在溫度為350°C以下時(shí)良好地保持氨，溫度超過(guò)350°C時(shí)，將保持的氨脫離。由此，設(shè)有沸石層的氨保持裝置4緊鄰地配置在氨氧化催化裝置3的上游側(cè)時(shí)，氨保持裝置4的溫度與氨氧化催化裝置3的溫度幾乎相同，氨氧化催化裝置3的溫度在N2O生成溫度范圍內(nèi)(例如350°C以下時(shí))時(shí)，氨保持裝置4可以良好地保持從選擇還原型NO5JI 化裝置2流出的氨，并充分地抑制氨流入氨氧化催化裝置3。另外，氨氧化催化裝置3的溫度在N2O生成溫度范圍外(例如超過(guò)350°C時(shí))時(shí)， 氨保持裝置4將保持的氨脫離而使其流入氨氧化催化裝置3，氨在氨氧化催化裝置3中被氧化時(shí)，容易生成NO或N2,而不是N20。這樣，不需要特別地將氨氧化催化裝置3升溫，就可以充分地減少使氨氧化時(shí)的隊(duì)0的生成量。氨保持裝置4不限于沸石，只要具有任意的固體酸，就可以在N2O生成溫度范圍內(nèi)保持氨，在N2O生成溫度范圍外使氨脫離，也可以利用氧化鋁使例如二氧化鈦、氧化鋯或二氧化硅之類固體酸擔(dān)載于整體式載體。然而，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中含有顆粒，在排氣通路1上可以設(shè)置用于抑制向大氣中放出顆粒的顆粒過(guò)濾器。由此，也可以使氨氧化催化裝置3作為顆粒過(guò)濾器發(fā)揮功能。 圖2是具有顆粒捕集功能的氨氧化催化裝置3的放大部分縱剖面圖，圖3是圖2的A-A剖面圖。如圖2和圖3所示，氨氧化催化裝置3的載體由堇青石之類的多孔材料形成，具有被多個(gè)在軸線方向延伸存在的隔壁31細(xì)分的多個(gè)軸線方向空間。相鄰的二個(gè)軸線方向空間，一個(gè)在排氣下游側(cè)被栓33封閉，另一個(gè)在排氣上游側(cè)被栓33封閉。這樣，相鄰的二個(gè)軸線方向空間中的一個(gè)成為廢氣的流入通路33，另一個(gè)成為流出通路34，廢氣如圖2的箭頭所示，必定會(huì)通過(guò)隔壁31。廢氣中的顆粒與隔壁31的細(xì)孔的大小相比非常小，沖撞到隔壁31的排氣上游側(cè)表面和隔壁M內(nèi)的細(xì)孔表面上而被捕集。這樣，各隔壁31可以作為捕集顆粒的捕集壁而發(fā)揮功能。各隔壁31的兩側(cè)表面上使用氧化鋁等擔(dān)載作為氧化催化劑的鉬Pt。如果像這樣使氨氧化催化裝置3還作為顆粒過(guò)濾器發(fā)揮功能，則捕集在隔壁31上的顆?？梢酝ㄟ^(guò)使氨氧化時(shí)的反應(yīng)熱而自動(dòng)地?zé)簟Ｓ纱?，與將顆粒過(guò)濾器另外配置于排氣通路的情況相比，不僅可以降低排氣凈化裝置的成本，也不需要為了將捕集顆粒燒掉而例如在顆粒過(guò)濾器上配置氧化催化劑并供給燃料。符號(hào)說(shuō)明1排氣通路2N0X催化裝置3氨氧化催化裝置4氨保持裝置
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，具備氨氧化催化裝置和緊鄰地配置在所述氨氧化催化裝置的上游側(cè)的氨保持裝置，所述氨保持裝置具有固體酸，所述氨氧化催化裝置的溫度在隊(duì)0生成溫度范圍內(nèi)時(shí)，保持氨，抑制氨流入所述氨氧化催化裝置，所述氨氧化催化裝置的溫度在N2O生成溫度范圍外時(shí)，將保持的氨脫離，使氨流入所述氨氧化催化裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，所述氨氧化催化裝置具有顆粒捕集功能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其具備氨氧化催化裝置3和緊鄰地配置在氨氧化催化裝置的上游側(cè)的氨保持裝置4，氨保持裝置具有固體酸，氨氧化催化裝置的溫度在N2O生成溫度范圍內(nèi)時(shí)，保持氨，抑制其流入氨氧化催化裝置，氨氧化催化裝置的溫度在N2O生成溫度范圍外時(shí)，將保持的氨脫離，使其流入氨氧化催化裝置。
文檔編號(hào)F01N3/08GK102482969SQ20098015960
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者梅本壽丈, 淺沼孝充 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社