[发明专利]柴油机的排气净化装置及排气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机的排气净化装置及排气净化方法。

背景技术

在搭载于货车、公共汽车等车辆中的柴油机的废气中存在颗粒物(PM)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)等有害物质。

近年来，为了减少来自车辆的这些有害物质的排放量，采取了下列对策：通过改良柴油机的燃烧来减少有害物质的产生本身；以及通过在柴油机的排气通路中配置氧化催化剂(DOC：Diesel Oxidation Catalyst，柴油机氧化催化剂)、柴油颗粒过滤器(DPF：Diesel Particulate Filter)、尿素选择性还原型催化剂(尿素SCR：Urea-Selective Catalytic Reduction)或NOx吸藏还原型催化剂(LNT：Lean NOx Trap，稀油氮氧化物捕集器)等多个后处理单元来尽可能地从废气中除去上述有害物质(参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-264147号公报

专利文献2：日本特开2009-257226号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，当改良柴油机的燃烧来减少有害物质的产生本身时，从发动机的排气口流出的废气的温度比以往(改良前)降低30~50℃或者降低更多。

另外，当在排气通路中配设多个后处理单元时，由这些后处理单元构成的排气净化装置大型化，其热容量增大。热容量增大了的排气净化装置根据发动机的运转状况的不同有时很难确保催化剂活性温度。

此外，大型的排气净化装置由于设置空间的问题而被配置在远离发动机排气口的位置上，越发难以确保催化剂活性温度。其结果是，会削弱排气净化装置的各后处理单元中的有害物质的减少效果。

鉴于以上情况而完成的本发明的目的在于提供通过巧妙地配置各后处理单元即可有效地利用废气的热量并能实现小型化的柴油机的排气净化装置以及使用了该排气净化装置的排气净化方法。

用于解决技术问题的手段

为了实现上述目的，本发明的柴油机的排气净化装置具备：配置在柴油机的排气通路上、且净化废气中的CO、HC的氧化催化剂；配置在该氧化催化剂的下游的上述排气通路上、且用于通过向废气中喷雾尿素水来生成氨的尿素喷射喷嘴；配置在该尿素喷射喷嘴的下游的上述排气通路上、且搅拌所喷雾的尿素水来促进尿素分解的涡轮增压器的涡轮；配置在该涡轮的下游的上述排气通路上、且捕集废气中的颗粒物的柴油颗粒过滤器；以及配置在该柴油颗粒过滤器的下游的上述排气通路上、且通过使废气中的NOx与氨发生还原反应来实现无害化的选择性还原型催化剂。

上述柴油颗粒过滤器可以是未涂布氧化催化剂的过滤器或涂布有不氧化氨而氧化颗粒物的氧化催化剂的过滤器。

在上述选择性还原型催化剂的下游的上述排气通路上，可以进一步配置用于将从上述选择性还原型催化剂流出的氨进行氧化来实现无害化的后段氧化催化剂。

上述氧化催化剂可以具有配置于上述柴油机的排气岐管的各汽缸部分上的岐管氧化催化剂和配置于上述排气岐管的集合部分上的涡轮前氧化催化剂(pre-turbine oxidation catalyst)，上述岐管氧化催化剂在CO净化上优于上述涡轮前氧化催化剂，上述涡轮前氧化催化剂在HC净化上优于上述岐管氧化催化剂。

上述岐管氧化催化剂可以是包含具有氧吸藏材料的氧化物和氧化物半导体的催化剂，上述涡轮前氧化催化剂可以是金属催化剂。

上述具有氧吸藏材料的氧化物可以是含有Ce的氧化物，上述氧化物半导体可以是TiO₂、ZnO或Y₂O₃。

在上述具有氧吸藏材料的氧化物上可以担载有贵金属。