[發(fā)明專利]廢氣后處理裝置中的NOx吸藏還原型催化劑的劣化判定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480017813.X
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN105074151B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 長岡大治
• 申請（專利權(quán)）人: 五十鈴自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;B01D53/86;B01D53/94;F01N3/08;F01N3/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 夏斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用了NOx吸藏還原型催化劑的廢氣后處理裝置，尤其涉及廢氣后處理裝置中的NOx吸藏還原型催化劑的劣化判定方法。

背景技術(shù)

作為柴油發(fā)動機的廢氣后處理裝置，DOC(Diesel Oxidation Catalyst：氧化催化劑)、DPF(Diesel Particulate Filter：柴油顆粒過濾器)、NOx吸藏還原型催化劑(LNT：Lean NOx Trap或者NSR：NOx Strage Reduction)、尿素SCR(Selective Catalystic Reduction：選擇催化還原)系統(tǒng)等被實用化。

DOC和DPF系統(tǒng)是用于減少PM的有力手段。設(shè)置于廢氣流的前級的DOC為，雖然固體的煤煙本身無法氧化，但能夠?qū)φ紦?jù)PM整體的30～70％的可溶性有機成分(SOF)的大部分進行氧化，還能夠同時除去HC、CO，設(shè)置于后級的DPF為，由具有細孔徑的多孔質(zhì)陶瓷等形成，捕捉廢氣中的大部分PM。

NOx吸藏還原型催化劑為，在氧化鋁(Al₂O₃)等催化劑載體上載持有Pt、Pd等貴金屬催化劑、以及Na、K、Cs等堿金屬、Ca、Ba等堿土類金屬、Y、La等稀土類等的具有NOx吸藏功能的吸藏材料，根據(jù)廢氣中的氧濃度來發(fā)揮NOx吸藏和NOx放出凈化這兩個功能。

基于該NOx吸藏還原型催化劑的凈化系統(tǒng)，在通常運轉(zhuǎn)狀態(tài)那樣廢氣中的氧濃度較高的條件(稀空燃比)下，廢氣中的NO由Pt、Pd等貴金屬催化劑等氧化為NO₂，吸藏材料使該NO₂成為硝酸鹽(Ba(NO₃)₂)而吸藏從而凈化NOx。

但是，當(dāng)持續(xù)進行NOx的吸藏時，硝酸鹽飽和而失去吸藏材料的吸藏功能，因此改變運轉(zhuǎn)條件，在低氧濃度的條件下，進行EGR(Exhaust Gas Recirculation：廢氣再循環(huán))、燃料的后噴射、排氣管噴射，形成濃狀態(tài)，在貴金屬催化劑上使燃料還原，由此在廢氣中生成CO、HC、H₂而使NOx還原，從而放出凈化NOx。

如此，基于NOx吸藏還原型催化劑的凈化系統(tǒng)，是在空燃比稀時(氧濃度較高的條件)吸藏NOx，在空燃比濃時對所吸藏的NOx進行還原凈化的系統(tǒng)。

然而，作為NOx吸藏還原型催化劑劣化的主要原因，存在硫中毒和熱劣化。

NOx吸藏還原型催化劑在吸附、吸藏NOx的同時還吸附、吸藏廢氣中的SOx，由此產(chǎn)生硫中毒。SOx與NOx不同，不能夠容易地脫離，為了使蓄積于吸藏材料的S放出，而以使催化劑的氣氛溫度成為700℃以上的高溫、且空燃比成為濃氣氛的方式進行控制，由此Ba₂SO₄成為碳酸鹽+SO₂，而進行硫磺的脫硫。NOx吸藏還原型催化劑需要以一定的行駛間隔來進行脫硫控制(S清除)而進行再生。

熱劣化是如下現(xiàn)象：與通常的氧化催化劑相同，載持于催化劑的貴金屬由于熱而凝聚而比表面積變小，由此活性降低的現(xiàn)象。將該現(xiàn)象稱作燒結(jié)(sintering)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4474775號公報

專利文獻2：日本特開2008-261252號公報

專利文獻3：日本特開2012-87749號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

但是，即使進行S清除而進行再生，也無法通過傳感器來檢測脫硫了的S的量，因此無法得知脫硫的量。因此，在催化劑的性能劣化的情況下，難以區(qū)分熱劣化和硫中毒。

由熱劣化導(dǎo)致的劣化是不能夠恢復(fù)的，需要更換催化劑，但硫中毒存在能夠恢復(fù)的可能性，因此需要提早確定劣化的原因而采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

對于脫硫了的S的量，通過實驗來測定相對于催化劑溫度和拉姆達(λ＝所供給的空氣量/理論上需要的空氣量)的脫硫量，將該脫硫量作為映射而保持，根據(jù)S清除時的催化劑溫度和拉姆達(λ)來推定脫硫量。

但是，在實際中由于各種外部干擾而S清除時的脫硫量產(chǎn)生偏差，因此即使想要完全脫硫，在實際中也存在S逐漸蓄積到NOx吸藏還原型催化劑的可能性。結(jié)果，凈化率會降低，而無法與熱劣化區(qū)分。

因此，本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供一種廢氣后處理裝置中的NOx吸藏還原型催化劑的劣化判定方法，能夠判別NOx吸藏還原型催化劑的硫中毒和熱劣化。

用于解決課題的手段