[发明专利]排气净化方法和排气净化装置

说明书

                       技术领域

本发明涉及一种排气净化方法和排气净化装置。

                        背景技术

过去以来，为了除去柴油发动机排气中含有的微粒，在发动机排气通路内配置微粒过滤器，一旦排气微粒被该微粒过滤器捕集，就要通过使微粒过滤器上捕集的微粒着火燃烧来再生微粒过滤器。但是，微粒过滤器上捕集的微粒如果达不到600℃左右以上的高温就不会着火，而柴油发动机的排气温度通常比600℃低得多。因此，难以利用排气热使微粒过滤器上捕集的微粒着火，为了利用排气热使微粒过滤器上捕集的微粒着火，就必须降低微粒的着火温度。

可是，过去已知如果在微粒过滤器上载带催化剂就可以降低微粒的着火温度，因此，过去以来，为了使微粒的着火温度降低而载带催化剂的各种微粒过滤器已为人们所公知。

例如，特公平7-106290号公报中公开了一种在微粒过滤器上载带铂族金属和碱土金属氧化物的混合物的微粒过滤器。在该微粒过滤器中，能够维持在大约350℃～400℃的较低温度下使微粒着火，接着连续燃烧。

如果柴油发动机的负荷提高，排气温度就会达到350℃～400℃，因此，在上述的微粒过滤器中，乍一看时，似乎发动机负荷提高时，排气热可使微粒着火燃烧。但实际上，会产生这样一些问题：有时即使排气温度达到350℃～400℃，微粒也没有着火，而且即使微粒着火，也只能使一部分微粒燃烧，而大量的微粒残留下来。

也就是说，当排气中含有的微粒量少时，微粒过滤器上附着的微粒量也就少，如果此时排气温度达到350℃～400℃，就能使微粒过滤器上的微粒着火，接着连续燃烧。

但是，如果排气中含有的微粒量多时，则微粒过滤器上附着的微粒在完全燃烧之前，该微粒之上会堆积其他的微粒，其结果，微粒积层状地堆积到微粒过滤器上。这样一来，如果微粒积层状地堆积在微粒过滤器上，虽然能够使易与氧接触的那部分微粒燃烧，但不能使接触不到氧气的其他微粒燃烧，于是大量的微粒就残留下来。因此，一旦排气中含有的微粒量增多，微粒过滤器上就会继续堆积大量微粒。

另一方面，如果大量的微粒堆积到微粒过滤器上，这些堆积着的微粒就变得不那么容易逐渐地着火燃烧。这种不易燃烧被认为是由于堆积着的微粒中的碳变成不易燃烧的石墨等。事实上，一旦大量的微粒继续堆积到微粒过滤器上，在350℃～400℃的较低温度下，堆积着的微粒不会着火，为了使堆积着的微粒着火，需要600℃以上的高温。但是，柴油发动机中，排气温度通常达不到600℃以上的高温，因此，一旦大量的微粒继续堆积到微粒过滤器上，则排气热难以使堆积着的微粒着火。

另一方面，如果能够使此时的排气温度达到600℃以上的高温，堆积着的微粒就会着火，但该场合下还会产生其他的问题。即，该场合下，如果能使堆积着的微粒着火，则发生火焰而燃烧，此时微粒过滤器的温度在堆积着的微粒燃烧完了的长时间内维持在800℃以上。但是，如果象这样使微粒过滤器长时间地处于800℃以上的高温下，则微粒过滤器会提前劣化，于是就产生必须提前更新微粒过滤器的问题。

另外，一旦使堆积着的微粒燃烧，则灰分凝结成大疙瘩，这些灰粒会造成微粒过滤器的细孔堵塞。堵塞的细孔数随着时间的推移而逐渐增多，于是就使微粒过滤器中的排气流的压力降逐渐增大。一旦排气流的压力降增大，则发动机的输出功率降低，从这一点考虑，也会产生必须提前更新微粒过滤器的问题。

一旦大量的微粒积层状地堆积起来，就会产生如上所述的各种问题，因此，考虑到使排气中含有的微粒量与微粒过滤器上能够燃烧的微粒量达到平衡，必须不使大量的微粒积层状地堆积。但是，上述公报中记载的微粒过滤器中，对于排气中含有的微粒量与微粒过滤器上能够燃烧的微粒量的平衡没有任何考虑，于是就产生如上所述的各种问题。

而且，上述公报中记载的微粒过滤器中，如果排气温度在350℃以下，就不能使微粒着火，于是微粒就会堆积到微粒过滤器上。该场合下，如果堆积量少，当排气温度达到350℃～400℃时，就会使堆积着的微粒燃烧，而一旦大量的微粒积层状地堆积，当排气温度达到350℃～400℃时，不会使堆积着的微粒着火，即使着火，也会由于一部分微粒不燃烧而残留下来。

该场合下，如果在大量微粒积层状地堆积之前提高排气温度，就能使堆积着的微粒燃烧而不会残留下来，但上述的公报中记载的微粒过滤器中，对这些问题没有任何考虑，于是在大量微粒积层状地堆积的场合下，只要不使排气温度上升到600℃以上，就不能使堆积着的全部微粒燃烧。