[发明专利]废气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及对由内燃机排出的氮氧化物进行还原的废气净化装置。

背景技术

由柴油发动机、汽油发动机、燃气轮机等内燃机排出的气体(即废气)中含有氮氧化物(NO_X)、粒子状物质(PM)。特别是柴油发动机，由于是在氧过剩的状态下使燃料燃烧，因此在废气中含有大量氮氧化物(NO_X)、粒子状物质(PM)。为此，在内燃机的排气管中设置有用于减少粒子状物质的装置、以及用于减少氮氧化物的装置。作为所述用于减少氮氧化物的装置，该装置向引导废气的排气管中喷射尿素，在排气管内通过尿素来生成氨，并使生成的氨与废气中的氮氧化物反应，从氮氧化物中除去氧使其还原为氮，从而减少废气中的氮氧化物。

例如，在专利文献1中记载了如下废气净化系统：在内燃机的排气通路上，从上游按照如下顺序设置有DPF装置、选择性催化还原型催化装置。另外，在专利文献1中记载了如下装置：在通常运转时，根据通常运转时采用的NO_X排出图(map)计算出NO_X排出量，在DPF装置强制再生时，根据强制再生时采用的NO_X排出量图计算出NO_X排出量，并计算出对应于该计算出的NO_X排出量的氨系水溶液的供给量，从而向选择性催化还原型催化装置的上游侧的废气中供给氨水溶液，并使其量达到上述计算出的供给量。

另外，在专利文献2中，针对脱硝装置记载了如下脱硝方法，其中，该脱硝装置不用于对内燃机的废气进行处理，而是针对垃圾焚烧炉等燃烧工厂排出的废气的脱硝装置，所述脱硝控制方法为：对处理前气体的NO_X浓度、处理后的废气中的氨浓度、废气的NO_X浓度、以及废气的流量进行测定，根据测定结果计算出处理前的NO_X流量、处置后的NO_X浓度、脱硝设备中的脱硝率的实际结果、以及处理后的废气中的氨浓度，并算出已计算得到的各数值与目标值之间的偏差，根据该偏差计算出补正量，基于算出的补正量的至少一种来计算出补正NO_X流量，从而根据算出的补正的NO_X补正量来对注入到处理前的废气中的氨的流量进行控制。

另外，作为用于减少氮氧化物的装置，还有下述装置：使氮氧化物吸留在氮氧化物吸留还原催化剂中，每隔特定的间隔向筒内或配管中喷射轻油，使轻油部分氧化以生成一氧化碳和氢，并利用生成的一氧化碳和氢将吸留在吸留催化剂中的氮氧化物还原。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-154849号公报

专利文献2：日本特开2005-169331号公报

发明内容

发明要解决的问题

在此，就使用氮氧化物吸留还原催化剂(以下称为“NO_X吸留催化剂”)的废气净化装置而言，由于在NO_X吸留催化剂的氮氧化物吸留量方面存在极限，因此如上所述，需要每隔特定的间隔进行还原处理。进行该还原处理的时机可以按照下述方法来计算：基于显示发动机的转速、扭矩、废气的温度及废气中的氮氧化物浓度之间相关关系的数据图来进行计算。利用基于数据图计算出的氮氧化物的排出量，可以在达到该NO_X吸留催化剂的吸留量的极限值之前进行还原处理。

但是，随着催化剂温度的变化，NO_X吸留催化剂能够吸留的氮氧化物的量会发生变化。为此，在非稳定运转时，准确地把握催化剂能够吸留的量是较为困难的。另外，由于在使用中NO_X吸留催化剂会发生劣化，因此催化剂能够吸留的量无法经常保持恒定。因此，即使基于数据图对还原处理的时机进行控制，仍然具有以下问题：在非稳定运转、温度剧烈变化、发生催化剂的劣化等时，无法进行适当的控制。

在此，在NO_X吸留催化剂的还原处理时，如果过量地投入还原剂(例如轻油)，则还原会过度进行而导致产生氨。为此，如果在NO_X吸留催化剂未吸留NO_X的状态下进行还原处理，则会产生氨。因此，会存在如下问题：无法准确地把握NO_X吸留催化剂的吸留量，从而导致进行了必要的还原处理以上的NO_X吸留催化剂的还原处理。