[发明专利]排气净化方法

说明书

技术领域

本发明关于对内燃机排出的排气中的NOx进行净化的排气净化方法。

背景技术

作为有利于减少燃料消耗的内燃机，已知的有，将空燃比控制在比理论空燃比偏向稀 薄侧的稀薄燃烧内燃机、通过向燃烧室直接喷射燃料进行稀薄燃烧的直喷型内燃机(以下 总称为稀薄燃烧引擎)。以稀燃侧的空燃比运转(稀燃运转)而提高行驶里程的稀薄燃烧 引擎中，具备有用于净化排气中的NOx(氮氧化物)的排气净化催化剂(NOx捕集催化 剂)。

NOx捕集催化剂的特征是，在还原成分浓度较低的氧化环境(稀燃空燃比)中吸收作 为硝酸盐X-NO₃的排气中的NOx，在CO(一氧化碳)或HC(烃)等还原成分大量存在 的还原环境(理论空燃比或过燃空燃比)中，将吸收的NOx还原为N₂。

此种NOx捕集催化剂中，通过稀燃空燃比的运转吸收排气中的NOx、防止向大气排 放的同时，定期将空燃比控制在过燃一侧，放出·还原吸收的NOx。为了得到此种功能， NOx捕集催化剂，例如在由陶瓷材料形成的蜂巢结构的载体上，负载有含有铂(以下称 为Pt)、钯(以下称为Pd)、铑(以下称为Rh)等的贵金属、碱金属或碱土类金属等的 NOx捕集剂、以及氧化铝等的耐火性无机氧化物。

近年来，稀薄燃烧引擎中，为了充分发挥燃费的优势，稀燃运转的领域得到扩大。因 此，即使是在理论空燃比或过燃空燃比的运转的加速时，也会实施稀燃运转。由于加速时 燃料消耗量较大，通过加速时进行稀燃运转，可大幅提高行驶里程。

在扩大了稀燃领域的现状下，对于NOx捕集催化剂的性能要求也越来越高，要求在 高温下具有较高的NOx净化性能。相关技术的NOx捕集催化剂，是在堇青石等的陶瓷材 料的载体上，负载碱金属或碱土类金属(NOx捕集剂)。

稀燃运转领域扩大的话，催化剂温度变高，高温的NOx吸收剂容易移动，而移动了 的NOx捕集剂会与堇青石的成分结合。NOx捕集剂与堇青石的成分结合的话，催化剂层 的NOx捕集剂会减少，可能降低NOx的净化性能。因此，作为负载催化剂层的载体，研 究了在高温时也不会与NOx捕集剂结合的金属载体的使用。

金属载体，由平板和波板构成的板材卷曲，构成多个单元。因此，使用了金属载体的 NOx捕集催化剂，单个单元中的角为锐角，不可避免，锐角部分的催化剂层较厚。催化 剂层出现厚度不均时，在催化剂层较厚部位可能出现排气的扩散性下降，目前的现状是无 法充分提高排气净化性能(特别是NOx)。

此外，作为NOx捕集催化剂的关联技术，有人提出具备了含碱金属或碱土类金属的 催化剂活性成分和载体，载体间含有氧化镁或氧化钙粒子的技术(例如，参照 WO2002/62468号公报)。WO2002/62468号公报所记载的关联技术，是通过含有氧化镁或 氧化钙粒子，物理性·结构性地抑制高温时催化剂层的碱金属或碱土类金属的移动，使用 了金属载体时也可抑制热劣化的技术。

发明内容

因此，本发明的目的是提供使用了金属载体时也可提高NOx净化性能的排气净化方 法。

为了达成上述目的，通过本发明可提供一种排气净化方法，即，

在内燃机的排气道设置有NOx捕集催化剂，

上述NOx捕集催化剂，

具备有：具有角部分为锐角的单元的金属载体；以及

负载于上述金属载体上、含有贵金属、耐火性无机氧化物以及NOx捕集剂、具 有通过添加空孔形成促进剂而形成的空孔的催化剂层，

上述NOx捕集催化剂，在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，当排气空燃 比为理论空燃比或过燃状态时放出·还原所吸收的NOx，通过排气空燃比在稀燃状态和过 燃状态间的变动来净化NOx。

上述空孔形成促进剂可为粒径0.1μm～3.0μm的氧化镁(MgO)。

上述NOx捕集剂可为碱金属或碱土类金属。

上述碱金属或碱土类金属可为钾(K)。

上述催化剂层中可添加稳定上述K的沸石。

上述贵金属为Pt，上述催化剂层中可含有氧化铈(CeO2)。

上述催化剂层中，可含有抑制硫(S)中毒的二氧化钛(TiO2)。