[發明專利]排氣凈化器

無效

• 申請號: 200680010101.0
• 申請日: 2006-03-14
• 公開（公告）號: CN101151441A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 小野泰右
• 申請（專利權）人: 洋馬株式會社
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/02;F01N3/08;F01N3/24;F01N3/28;F01N3/36;B01D53/50;B01D53/81;B01D53/94
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 胡曉萍

技術領域

本發明涉及一種凈化諸如柴油機、燃氣發動機、汽油發動機和燃氣渦輪發動機的內燃機或諸如焚化爐或鍋爐的燃燒設備的排氣的裝置。更具體地說，本發明涉及一種安裝在排氣通道中并主要除去氮氧化物等的排氣凈化器。

背景技術

進行排氣凈化的目標物質是例如氮氧化物、一氧化碳、未燃烴、炭煙等的顆粒物質。迄今為止已研發出多種用于凈化這些物質的裝置。

作為還原氮氧化物(NOx)的裝置，一種脫硝裝置或類似裝置已進入實際使用，其中將氨或尿素作為還原劑的還原催化劑被安裝在排氣通道中，從而有選擇地還原氮氧化物。此外，在比較小型的燃氣發動機或汽車用汽油發動機中，已研發出能同時分解包括氮氧化物、一氧化碳(CO)和未燃烴(HC)的三種成分的三用催化物，該三用催化物有助于排氣的有效凈化。

然而，已知該三用催化物在工作于理想空氣燃料比或接近理想空氣燃料比的范圍內的情形下能夠有效地起到凈化作用，但在其它狀態下，尤其是在空氣(氧氣)過剩的排氣中無法有效地工作。為了解決這個問題，在工作于空氣過剩狀態下的燃氣發動機或汽油發動機中實際使用一種氮氧化物吸留催化系統，該系統在在空氣(氧氣)過剩狀態下工作時暫時使氮氧化物吸留在吸留材料中，并隨后通過使之在燃料過剩狀態下工作而排出并還原被吸留的氮氧化物。

不過，已知在氮氧化物吸留催化系統中，催化劑被燃料中的硫磺成分所產生的排氣中的硫氧化物(SOx)破壞，對氮氧化物的凈化能力快速降低，該氮氧化物吸留催化系統在實際狀態下僅用于使用低硫磺含量的燃料的發動機中。人們已經研發出一種凈化器(專利文獻1)，該凈化器的結構可通過利用吸留物質在氮氧化物凈化塔中吸留氮氧化物并在氮氧化物凈化塔中燃燒氮氧化物來減少吸附于吸留物質的氮氧化物并排出硫氧化物或類似物質?？墒牵捎谠摻Y構制造成在具有內置的吸留物質的凈化塔內進行燃燒，吸留物質的耐久性實際上就很成問題。

為了去除諸如炭煙之類的顆粒物質，實際使用電除塵器和DPF。DPF的結構構造成通過過濾器捕獲顆粒物質，并通過電加熱器或類似裝置來燃燒和除去所捕獲的顆粒物質。近來人們已開發出一種DPF，其中在細粒過濾器中帶有具有氧化作用的催化成分并可以連續地除去顆粒物質。

專利文獻1：日本專利特開公報第2003-27927號。

發明內容

如已說明了的，三用催化劑無法在空氣過剩狀態下工作的內燃機或燃燒設備中執行催化功能。此外，在小型燃氣發動機或汽車用汽油發動機中實際使用的氮氧化物吸留催化系統中，很難在含有硫氧化物或顆粒物質的排氣中有效地實現凈化能力。

在工業內燃機中，大多數燃燒設備和海上作業的內燃機在空氣過剩的狀態下工作，且使用含有硫磺成分的燃料。因此，在排氣中含有大量硫氧化物和顆粒物質，就需要一種排氣凈化器，它能在上述排氣中充分地實現其性能。

應予注意的是，通過使用氨、尿素等來有選擇地減少氮氧化物的脫硝裝置應用于相對較大的工業內燃機或燃燒設備。不過，該裝置自身很大又極其昂貴，且諸如氨和尿素之類的還原劑的維護成本也會增加。此外，還有未耗用掉的氨被排出到大氣中的很大可能性。

(發明目的)

本發明的一個目的是提供一種氣體凈化器，它即便在內燃機或燃燒設備主要在空氣過程的狀態下工作時也能完全地除去排出的有害成分。

具體地說，本發明的目的是能完全除去排氣中的氮氧化物、諸如炭煙之類的顆粒、一氧化碳以及未燃烴，以不降低排氣凈化器的凈化能力地保持凈化能力，或者能完全除去排氣中的氮氧化物、硫氧化物等，以即便在燃料含有硫磺成分的情況下也能不降低排氣凈化器的凈化能力地保持凈化能力。

本發明的第一方面是提供一種排氣凈化器，該排氣凈化器設置在內燃機或燃燒設備的排氣通道中，該排氣凈化器的特點是包括：氮氧化物吸附材料，該氮氧化物吸附材料暫時地吸附氮氧化物并通過加熱或還原氣氛來脫附所吸附的氮氧化物；吸附物質脫附裝置，該吸附物質脫附裝置設置在氮氧化物吸附材料的排氣上游側，并加熱排氣或空氣，或者將排氣或空氣轉化成還原氣氛；燃燒裝置，該燃燒裝置設置在氮氧化物吸附材料的排氣下游側，并包括空氣供應裝置、燃料供應裝置以及點火裝置；以及過濾裝置，該過濾裝置設置在燃燒裝置的排氣下游側，以能夠捕獲包含在排氣中的顆粒物質，其中，氮氧化物吸附材料、吸附物質脫附裝置、燃燒裝置以及過濾裝置設置在排氣通道中。

根據本發明的第一方面，可獲得以下的工作效果。