[发明专利]废气净化系统及使用其的废气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及可有效地净化来自内燃机的废气的废气净化系统及使用其的废气净化方法。

背景技术

近年来，从对地球环境的考虑出发，呼吁二氧化碳素(CO₂)排出量的降低，以汽车的内燃机的燃耗降低为目的而实现稀薄燃烧化。作为进行稀薄燃烧的发动机，有汽油稀薄混合气发动机、直喷发动机及柴油发动机等。但是，在来自这样的发动机的废气较多地含有氧，不能通过现有的三元催化剂高效对氮氧化物(NO_x)进行还原净化。因此，一直以来，推进用于高效净化这样的废气的各种技术开发。

一种净化上述废气的有效的方法为使用NO_x捕获催化剂。该NO_x捕获催化剂在空燃比为稀时酸化废气中的NO_x并捕获，在空燃比为理论空燃比或浓时，放出捕获的NO_x还原为氮(N₂)。此时，通过使废气中的还原剂(氢(H₂)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC))增加，还原NO_x。但是，存在将剩余的还原剂、特别为剩余的碳氢化合物不使用于NO_x还原而放出，这成为与氧反应使CO₂的排出量增加的原因的情况。另外，由于为增加上述废气中的还原剂，将废气的空燃比急剧地设为理论空燃比或浓而引起运转性或燃耗恶化，因此并不优选。

因此，对于NO_x还原，尝试使用更有效的还原剂、特别为氢。而且，目前，提案有通过水蒸气改性生成氢的催化剂(例如参照专利文献1)。

专利文献1：(日本)专利第3741303号公报

但是，水蒸气改性反应为吸热反应，为了得到充分的反应速度，需要供给热量、即供给高温条件。因此，例如运转负荷低的情况，在实际的运转模式的条件下，难以供给得到NO_x净化效果的足够的氢。另外，若为了提高NO_x转化率(还原率)将空燃比设置浓，则因为未反应的碳氢化合物的排出量增加成为环境恶化的原因，所以，需要追加用于除去该碳氢化合物的催化剂。

这样，在现有的方法中，为了使NO_x的净化效率提高，难以向催化剂供给包含足够的氢或一氧化碳等的还原气体。另外，供给的还原气体不一定处于以使氮氧化物的净化效率提高的方式而有效地被利用的状态。

发明内容

本发明是鉴于这样的现有技术具有的问题而提出的，其目的在于提供由废气中的未燃烧的碳氢化合物生成氢等还原气体并有效利用该还原气体，使氮氧化物的净化效率提高的废气净化系统及使用其的废气净化方法。

本发明的第一方面提供一种废气净化系统，其特征在于，具备，NO_x净化催化剂，其净化配置于废气流路的氮氧化物；HC生成器，其配置于所述NO_x净化催化剂的上游侧的所述废气流路，并将废气中的碳氢化合物生成乙炔、乙炔以外的碳数为2～5的碳氢化合物及芳香族碳氢化合物的至少一种。

本发明第二方面提供一种废气净化方法，其特征在于，包括：准备废气净化系统的工序，该废气净化系统具备，NO_x净化催化剂，其净化配置于废气流路的氮氧化物；HC生成催化剂，其配置于所述NO_x净化催化剂的上游侧的所述废气流路，并将废气中的碳氢化合物生成乙炔、乙炔以外的碳数为2～5的碳氢化合物及芳香族碳氢化合物的至少一种；在空燃比为理论空燃比或浓时，将供给到所述HC生成催化剂的废气中的氧浓度设为0.8～1.5vol％的工序。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的废气净化系统的概略图；

图2是表示用于第一实施方式的废气净化系统的HC生成催化剂的一例的立体图及局部放大图；

图3是表示HC生成催化剂的氧化性脱氢反应的机理的说明图；

图4是表示用于本发明实施方式的废气净化系统的NO_x净化催化剂的一例的立体图及局部放大图；

图5是表示本发明实施方式的废气净化系统的构成的一例的概略图；

图6是表示本发明实施方式的废气净化系统的构成的其它例的概略图；

图7是表示对从HC生成催化剂向NO_x净化催化剂供给的废气中的NO_x转化率相对于乙炔量/HC总量的图表；

图8是表示HC生成催化剂的氢生成浓度相对于乙炔生成倍率的图表；