[發明專利]廢氣凈化裝置

無效

• 申請號: 200910224327.6
• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN101732992A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 恒川希代香;岡田公二郎;信原惠;畠道博;田代圭介;菊池誠二;川島一仁
• 申請（專利權）人: 三菱自動車工業株式會社
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01J23/46;B01J23/44;B01J23/42;F01N3/10;F01N3/28
• 代理公司: 北京泛誠知識產權代理有限公司 11298
• 代理人: 陳波;楊本良

技術領域

本發明涉及一種廢氣凈化裝置的技術，其氧化包含在廢氣中的各組分。

廢氣凈化裝置，即，廢氣濾清裝置，設置在連接于柴油機并且將從柴油機排放的廢氣引導至車輛的外部的排氣通道中。廢氣凈化裝置具有氮氧化物(NOx)吸附催化劑，以及微粒過濾器。NOx吸附催化劑可以設置在過濾器的上游。在下文中將該微粒過濾器稱為過濾器。

當溫度保持在預定水平，并且廢氣包含大量氧氣，即，在低空燃比的氣氛中時，NOx吸附催化劑吸附包含在流入排氣通道中的廢氣中的氮氧化物(NOx)；而當溫度保持在預定水平，并且廢氣幾乎不包含氧氣，即，在高空燃比的氣氛中時，將吸附的氮氧化物排出，并且通過減少諸如包含在廢氣中的一氧化碳(CO)和碳氫化合物(HC)這樣的作用劑來減少和凈化廢氣。

基于相同的原理，該NOx吸附催化劑還吸附硫氧化物(SO_X)，其是在當燃料或者發動機燃油中含有的硫組分通過內燃機的燃燒而氧化的時候所發生的。

然而，由于硫氧化物(SO_X)隨著時間的流逝在NOx吸附催化劑中生成更加穩定的硫酸鹽，所以硫氧化物的排放比氮氧化物的排放更加困難，并且硫氧化物趨于在NOx吸附催化劑中殘余為硫酸鹽。如果殘余硫酸鹽的量增加，那么能夠吸附氮氧化物的面積減小，并且難以足夠地吸附、減少并且凈化廢氣中含有的氮氧化物。因此，為了長時間穩定地凈化廢氣中含有的氮氧化物，NOx吸附催化劑需要強行地排出吸附的硫氧化物。為了從NOx吸附催化劑強行地排出硫氧化物，需要將NOx吸附催化劑的溫度增加到能夠排出硫氧化物的值。

過濾器具有收集廢氣中含有的顆粒物的功能。過濾器的收集性能在收集顆粒物之后變低。因此，過濾器必須燃燒所收集的顆粒物。為了燃燒所收集的顆粒物，需要將過濾器加熱到能夠燃燒該顆粒物的溫度。

作為增加過濾器溫度的裝置，例如，氧化催化劑單元設置在排氣系統中的NOx吸附催化劑和過濾器的上游。例如，氧化催化劑單元具有氧化催化劑，其中諸如貴金屬的催化活性物質由蜂窩載體攜帶。當廢氣通過氧化催化劑的時候，促進了氧化，即，諸如廢氣中含有的碳氫化合物(HC)和一氧化碳(CO)這樣的還原組分的燃燒，并且廢氣溫度上升，而且可以根據需要增加位于氧化催化劑單元的下游的過濾器和NOx吸附催化劑的溫度。

然而，由經過氧化催化劑單元而增加的廢氣的溫度在到達位于氧化催化劑單元的下游的過濾器和NOx吸附催化劑之前下降。因此，為了將過濾器和NOx吸附催化劑的溫度增加到預定值，需要將廢氣中含有的還原組分的量控制為預定值。出于這個目的，已經提出了在氧化催化劑單元的上游設置一種結構，其控制廢氣中含有的還原組分。

作為該機構的實例，閥，即，用于添加還原劑的還原劑添加閥設置在氧化催化劑單元的上游。當還原劑添加閥排出還原劑的時候，廢氣中含有的還原劑的量增加，并且廢氣的溫度由于氧化催化劑的氧化反應而增加。

已知氧化催化劑單元具有兩種氧化催化劑，以有效地且確定地將還原劑氧化。在該已知的氧化催化劑單元中，被上游氧化催化劑加熱的廢氣被運送到下游氧化催化劑，從而促進了下游氧化催化劑的活性，并且氧化了還原組分。還提出了一種不同類型的氧化催化劑單元。在該氧化催化劑單元中，兩種氧化催化劑中的含有具有低氧化力的金屬的一種氧化劑位于上游，而含有具有高氧化力的金屬的另一種氧化劑位于所述含有具有低氧化力的金屬的氧化劑的下游(參見日本專利申請.KOKAI公開No.2001-9275)。

然而，在具有兩種氧化催化劑的結構中，在廢氣中含有的還原組分之中的一種易于氧化的，即，易于燃燒的，還原組分在上游氧化催化劑中被氧化(燃燒)，而難于燃燒的還原組分難以在下游氧化催化劑中氧化(燃燒)。因此，在下游氧化催化劑中難以增加廢氣的溫度。

結果，通過氧化催化劑單元的廢氣的溫度在通過上游氧化催化劑之后立即達到最大，并且在此后趨于減小。換句話說，通過下游氧化催化劑的廢氣的溫度從最大值下降。

如上所述，希望通過氧化催化劑單元的廢氣的溫度足夠高，以增加位于下游的過濾器和NOx吸附催化劑的溫度。

因此，需要足夠地增加上游氧化催化劑中的廢氣的溫度。上游氧化催化劑中的溫度增加通過假設過濾器和NOx吸附催化劑的溫度減少來計算。因此，需要將上游氧化催化劑的催化力的總和設定為大于下游氧化催化劑的催化力的總和。

然而，假設下游中的溫度減少，氧化催化劑的溫度必須增加為極高。因此，上游和下游氧化催化劑的溫度可能上升為超出耐熱溫度。如果氧化催化劑被加熱為超過耐熱溫度，則性能變差，并且氧化(燃燒)力下降。