[发明专利]排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及排气净化装置。

背景技术

以前，在柴油发动机中存在下述柴油发动机，其在排气气体流通 的排气管的中途装备选择还原型催化剂，该选择还原型催化剂具备即 使在氧共存下也能够选择性地使NOx与还原剂反应的性质，在该选 择还原型催化剂的上游侧添加需要量的还原剂以使该还原剂在选择 还原型催化剂上与排气气体中的NOx(氮氧化物)进行还原反应，由 此能够减少NOx的排出浓度。

此外，在车间等中的工业性排烟脱硝处理领域中，使用氨(NH₃) 作为还原剂来还原净化NOx的手法的有效性已经广为人知，但在汽 车的情形中，对于搭载氨这个东西本身而行驶，由于难以确保安全， 故近年来使用无毒性的尿素水作为还原剂正受到研究。

即，如果将尿素水在选择还原型催化剂的上游侧添加至排气气体 中，则在该排气气体中尿素水被分解为氨和二氧化碳，使得排气气体 中的NOx在选择还原型催化剂上被氨良好地还原净化(参照例如专 利文献1)。

另一方面，实现柴油发动机的排气净化时，仅除去排气气体中的 NOx并不够，对于排气气体中所含的微粒(Particulate Matter：粒子 状物质)还需要通过微粒过滤器进行捕集，采用这种微粒过滤器时， 需要在排气阻力未因堵塞而增大时将微粒适宜地燃烧除去以实现微 粒过滤器的再生。

因此，考虑在微粒过滤器的前段，附带装备流通型(フロ一スル 一型)氧化催化剂，在微粒堆积量增加了的阶段，向较前述氧化催化 剂更上游的排气气体中添加燃料，以将微粒过滤器强制再生。

简言之，如果向较氧化催化剂更上游的排气气体中添加燃料，则 该添加燃料(HC)在通过前段的氧化催化剂期间发生氧化反应，故因 其反应热而升温的排气气体的流入造成紧接的微粒过滤器的催化剂 床温度上升、微粒被燃烧完，从而实现微粒过滤器的再生化。

此外，将这些微粒过滤器及其前段的氧化催化剂配置在较选择还 原型催化剂的更上游侧时，通过前述氧化催化剂使添加燃料发生氧化 反应、实现排气气体的升温，由此也可以升高下游侧的选择还原型催 化剂的催化剂床温度而提高催化剂活性，因此可从较以往低的排气温 度区域使选择还原型催化剂以高活性状态起作用。

专利文献1：日本特开2004-218475号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，例如在冬季清晨的始发动时等发动机尚处于冷机状态时， 微粒过滤器前段的氧化催化剂是冷透的，尚未上升到能够发挥充分催 化剂活性的活性下限温度，因此存在下述不便，即，始发动开始后暂 时无法实行燃料添加，也无法升高下游侧的选择还原型催化剂的催化 剂床温度、提高催化剂活性，可能产生始发动时不能净化NOx的时 间段。

另一方面，未来的排气气体的净化相关的规定有较现状更为严格 的倾向，正变成无法对可能产生的始发动时不能净化NOx的时间段 置之不理的情况，能够从发动机始发动时就立即获得高NOx减少率 的排气净化装置的开发受到要求。

本发明鉴于上述实际情况而进行，其涉及实现了微粒与NOx的同 时减少的排气净化装置，其目的在于使得能够与运行条件无关地始终 保持高NOx减少率。

解决技术问题的手段

本发明是在排气管的中途具备NOx减少催化剂、且在该NOx减 少催化剂的上游具备微粒过滤器的排气净化装置，其特征在于，在前 述微粒过滤器的前段设置能够喷射适量的燃料并点火燃烧的燃烧器， 同时在前述微粒过滤器与前述NOx减少催化剂之间，安装对排气气 体中的未燃HC进行氧化处理且对排气气体中的NO变为NO₂的氧化 反应进行促进的氧化催化剂。

并且，若这样进行，则排气气体中的微粒被微粒过滤器捕集，同 时通过其下游的NOx减少催化剂，排气气体中的NOx由还原反应或 吸留反应而减少，因此可实现排气气体中的微粒与NOx的同时减少。

而且，即使是在发动机尚处于冷机状态的始发动时等那样的、NOx 减少催化剂未达到活性下限温度的运行状态下，只要通过燃烧器在 NOx减少催化剂的上游侧喷射适量的燃料并点火燃烧，则因该燃烧而 高温化的排气气体被导入至NOx减少催化剂，其催化剂床温度也被 强制性地升温至反应所需的温度，结果可与现状的运行条件无关地使 NOx减少催化剂达到活性状态、实现NOx的良好减少。