[发明专利]排气净化装置和排气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及以氧过剩的空燃比运转的稀燃发动机所使用的排气净化装置、和使用该排气净化装置净化NO_x的排气净化方法。

背景技术

作为以氧过剩的空燃比运转的稀燃发动机所使用的排气净化用催化剂，人们知道NO_x吸藏还原型催化剂(以下称为NSR)。这种NSR是在氧化铝等多孔氧化物上担载Pt等贵金属和选自碱金属和碱土类金属之中的NO_x吸藏材料而成的。稀薄气氛的排气中的NO被贵金属氧化变成NO_x，并与NO_x吸藏材料发生反应作为硝酸盐被吸藏到催化剂中。另外，通过暂时地使排气成为浓气氛，硝酸盐发生分解，NO_x被放出，NO_x吸藏材料恢复NO_x吸藏能力，同时NO_x与气氛中丰富地存在的HC、CO等还原成分发生反应，被还原净化成N₂。

例如，特开平09-085093号公报中曾经记载了一种担载了包含K、Na和Li三种成分的NO_x吸藏材料的NSR。包含K、Na和Li三种成分的NO_x吸藏材料与大气中的二氧化碳发生反应，作为复合碳酸盐而存在。这种复合碳酸盐由于熔点显著低，为400℃以下，因此在催化剂的常用范围(300℃～400℃)的温度下变成不稳定的状态，使NO_x吸藏和脱离的特性提高。

然而，上述公报所述的NSR，在排气温度为300℃以下时，使NO_x吸藏和脱离的特性急剧降低，因此在来自柴油机的排气等的正常温度范围即250℃左右的气氛温度下，难以高效率地净化NO_x。

另外，选自碱金属和碱土类金属之中的NO_x吸藏材料还存在使Pt等的氧化活性降低的问题。因此，虽然增多贵金属的担载量来应对，但容易发生贵金属的粒生长等，不能得到与担载量相应的活性。

此外，选自碱金属和碱土类金属之中的NO_x吸藏材料，不仅存在与堇青石等基材发生反应导致活性降低的不良情况，而且还存在与SO_x发生反应从而导致NO_x吸藏能力消失的硫中毒问题。因此，如上述公报所述，通过成为包含三种成分的NO_x吸藏材料，使之生成易分解的复合硫酸盐，或通过使用酸式的多孔氧化物来抑制SO_x接近。但是，既然使用碱性的NO_x吸藏材料，就不能避免由于与SO_x反应而导致的NO_x吸藏能力的降低。

本发明是鉴定这样的状况而完成的，其主要目的是不使用包含碱性成分的NO_x吸藏材料就能够在200℃～300℃的低温区还原净化NO_x。

发明内容

解决上述课题的技术方案1所述的排气净化装置，其特征在于，具有：

以氧过剩的空燃比运转的稀燃发动机，

配置于来自稀燃发动机的排气中的、将Pd以3重量％以上的高浓度担载于多孔氧化物上而成的Pd催化剂，和

使Pd催化剂的周围的排气气氛暂时地成为浓气氛的浓化单元。

另外，本发明的排气净化方法，其特征在于，在以氧过剩的空燃比运转的稀燃发动机的排气系统中配置本发明的排气净化装置，通过浓化单元使Pd催化剂的周围的排气气氛暂时地成为浓气氛，然后使稀薄气氛和浓气氛交替反复，由此来净化排气中的NO_x。

附图说明

图1是表示本发明的排气净化装置的反应机理的说明图。

图2是表示进气温度与NO_x净化率的关系的曲线图。

图3是表示来自本发明所述的Pd催化剂的排气中的NO_x浓度的曲线图。

图4是表示重量比Pt/Pd的值与NO_x净化率的关系的曲线图。

图5是表示本发明的实施例6所述的排气净化装置的说明图。

图6是表示本发明的实施例6中的进气温度与NO_x净化率的关系的曲线图。

具体实施方式