[发明专利]废气净化方法及废气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化方法及废气净化系统，其通过具有NOx吸留还原型催化剂和带催化剂的DPF或氧化催化剂的废气净化系统，能够大幅度改善特别在为NOx吸留还原型催化剂的再生而进行的废气的富空燃比控制时的HC向大气中的流出。

背景技术

作为柴油发动机或缸内汽油直接喷射发动机(GDI)等的废气中的NOx的净化所使用的NOx净化催化剂(DeNOx催化剂)的一种，有称为稀燃NOx捕集器(LNT)的NOx吸留还原型催化剂。该催化剂通过与铂Pt等贵金属一同担载碱金属(例如钾K等)或碱土类金属(例如钡Ba等)的吸留材料而形成。该催化剂在废气为氧过剩的贫空燃比状态下，通过氧化废气中的NO，以吸留材料的硝酸盐的形态吸留NOx。此外，该催化剂在废气为几乎没有氧的富空燃比状态下，释放吸留的NOx，同时通过三元催化剂功能，用HC、CO等还原剂还原该被释放的NOx。通过这些功能，该催化剂使废气中的NOx降低。

为了恢复该NOx吸留还原型催化剂的NOx吸留能力，进行NOx再生控制。在该NOx再生控制中，在废气的空燃比为富状态时，向NOx吸留还原型催化剂中供给HC等还原剂。该还原剂的供给可通过在主喷射后向气缸内喷射燃料的后喷射来进行，或通过向排气管直接喷射燃料的排气管内直接燃料喷射来进行。

但是，在该HC的供给时，有产生HC造成的大气污染的问题。也就是说，如果供给高于被NOx吸留还原型催化剂消耗的量的HC、或NOx吸留还原型催化剂的温度低，则NOx的还原中未被使用的HC向下游侧流出，从而产生HC向大气中的流出即HC滑脱(slip)。

作为其对策，为了强化NOx吸留还原型催化剂中的HC的氧化功能，增加担载的贵金属量、或将发挥氧吸留材料的作用的铈(氧化铈)用作助催化剂。可是，该对策作为HC的流出对策不完善。

此外，例如，如日本特开2000-257417号公报中所述，为了防止烃向大气中释放，提出了一种内燃机的排气净化装置，该排气净化装置的构成是：在排气通路上从上游侧配置有NOx吸留还原型催化剂、可有选择性地吸附排气中的重质烃的HC吸附材料、以及氧化催化剂，当在低温时供给还原剂时，用HC吸附材料吸附在NOx吸留还原型催化剂上没有反应的烃的重质成分，用氧化催化剂净化烃的软质成分，此外，在温度上升后用氧化催化剂净化被HC吸附材料释放的烃。

但是，有时即使HC吸附材料为低温，HC的吸附量也不多，不一定能够将HC充分吸附在HC吸附材料上，因此存在不能彻底阻止HC向废气净化装置的下游侧的流出的问题。另一方面，本发明的发明人等从大量实验中得到下述见识：HC吸附材料的HC吸附能力不仅与HC吸附剂的温度相关，而且也与含有HC的气体中的氧浓度相关。

专利文献1：日本特开2000-257417号公报

发明内容

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供废气净化方法及废气净化系统，其在使用NOx吸留还原型催化剂和带催化剂的DPF或氧化催化剂来净化废气中的NOx的情况下，在为恢复NOx吸留还原型催化剂的NOx吸留能力而进行废气富空燃比控制时，能够改善HC向大气中的流出。

为了达到上述目的的废气净化方法是使用废气净化装置的废气净化方法，所述废气净化装置从内燃机的排气通路的上游侧依次配置有用于净化废气中的NOx的NOx吸留还原型催化剂、用于吸附废气中的烃的HC吸附材料、以及用于净化废气中的PM(颗粒物)的带催化剂的DPF(柴油颗粒过滤器)或氧化催化剂，所述废气净化方法的特征在于，在进行恢复所述NOx吸留还原型催化剂的NOx吸留能力的NOx再生控制时，当以所述HC吸附材料的温度为指标的指标温度在第1判定温度以下时，按空气过剩率换算将废气的空燃比设定为0.8～1.1；当所述指标温度在所述第1判定温度与第2判定温度之间时，按空气过剩率换算将废气的空燃比设定为1.0～1.1；当所述指标温度高于所述第2判定温度时，按空气过剩率换算将废气的空燃比设定为0.8～1.1，由此控制NOx再生。

对于以该HC吸附材料的温度为指标的指标温度，只要能够直接测定HC吸附材料的温度，就使用该温度。可是，一般难以直接测定HC吸附材料的温度。因此，取代该温度，而使用上游侧的废气的温度、或使用下游侧的废气的温度。或者，使用它们的平均温度。该第1判定温度是HC吸附材料能够吸附HC的上限的温度。该第2判定温度是带催化剂的DPF或氧化催化剂的HC起燃温度，即用该带催化剂的DPF或氧化催化剂开始净化滑脱的HC的温度。