排氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往在柴油發(fā)動機中有以下結(jié)構(gòu):在引導(dǎo)廢氣的排氣管的中途配設(shè)碳氫化合物(HC)選擇還原型 NOx 催化劑(HC — SCR:Hydro Carbon — Selective CatalyticReduct1n),該HC選擇還原型NOx催化劑提高了反應(yīng)選擇性，以使得即使在氧共存的情況下也能夠選擇性地使NOx (氮氧化物)與作為還原劑的HC (碳氫化合物)反應(yīng)，通過向該HC選擇還原型NOx催化劑的排氣上游側(cè)添加需要量的燃料，使從該燃料分解生成的HC在上述HC選擇還原型NOx催化劑上與排氣中的NOx還原反應(yīng)，由此實現(xiàn)NOx的排出量的降低。
[0003]圖1是表示以往的排氣凈化裝置的一例的圖，I表示裝備有渦輪增壓器2的柴油發(fā)動機，從空氣凈化器3導(dǎo)入的進氣4經(jīng)過進氣管5被向上述渦輪增壓器2的壓縮機2a輸送，被該壓縮機2a加壓的進氣4向中間冷卻器6被輸送并被冷卻，進氣4被從該中間冷卻器6進一步向進氣歧管7引導(dǎo)并分配至柴油發(fā)動機I的各氣缸8 (在圖1中例示了串連6個氣缸的情況)，此外，從上述柴油發(fā)動機I的各氣缸8排出的廢氣9經(jīng)由排氣歧管10向渦輪增壓器2的渦輪2b被輸送，在將該渦輪2b驅(qū)動后被向排氣管11送出。
[0004]并且，在上述排氣管11的中途，從上游側(cè)起依次配設(shè)有鉑族元素類且具有NO的氧化功能的HC選擇還原型NOx催化劑12、一體地載持著氧化催化劑的催化劑化顆粒過濾器13和后段氧化催化劑14，并且在上述HC選擇還原型NOx催化劑12的進入側(cè)裝備有用來對廢氣9添加供給燃料的燃料添加裝置15。
[0005]上述燃料添加裝置15包括儲存燃料的燃料箱16、將儲存在該燃料箱16中的燃料壓送的燃料加壓泵17、和將被該燃料加壓泵17壓送的燃料向上述HC選擇還原型NOx催化劑12的進入側(cè)噴霧的燃料添加噴嘴18，利用燃料加壓泵17將儲存在上述燃料箱16中的燃料向燃料添加噴嘴18壓送，從該燃料添加噴嘴18對流經(jīng)上述排氣管11的廢氣9噴射燃料，在上述HC選擇還原型NOx催化劑12中，使從上述燃料分解生成的HC與廢氣9中的NOx反應(yīng)，從而實現(xiàn)該NOx的排出量的降低。
[0006]此外，上述廢氣9中含有的顆粒(Particulate Matter:粒子狀物質(zhì))為以由碳質(zhì)構(gòu)成的煤成分和由高沸點碳氫化合物成分構(gòu)成的SOF成分(Soluble Organic Fract1n:可溶性有機成分)為主要成分并且還包含微量的硫酸鹽(霧狀硫酸成分)的組成，但該顆粒被一體地載持著上述氧化催化劑的催化劑化顆粒過濾器13捕集，上述廢氣9中含有的HC、CO等被上述后段氧化催化劑14氧化除去。
[0007]另外，作為表示如上述那樣與排氣凈化裝置關(guān)聯(lián)的一般的技術(shù)水準(zhǔn)的技術(shù)，例如有專利文獻I。
[0008]專利文獻1:日本特開2009 - 19556號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，如上述那樣，在使用鉑族元素類的HC選擇還原型NOx催化劑12的排氣凈化裝置中，活性溫度范圍為大約150?300°C，是較窄的，具有不能進行寬廣的溫度范圍中的排氣凈化特別是在300°C以上的高溫度范圍中難以提高NOx降低率的缺點。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述以往的問題而完成的，提供一種能夠?qū)⒒钚詼囟确秶鷶U展、能夠進行寬廣的溫度范圍中的排氣凈化且能夠?qū)崿F(xiàn)NOx降低率的提高的排氣凈化裝置。
[0011]本發(fā)明關(guān)于一種排氣凈化裝置，包括:碳氫化合物選擇還原型NOx催化劑，配設(shè)在從柴油發(fā)動機排出廢氣的排氣管的中途，并且在低于設(shè)定溫度的溫度范圍中能夠降低NOx ；
催化劑化顆粒過濾器，配設(shè)在該碳氫化合物選擇還原型NOx催化劑的下游側(cè)，并且一體地載持有在上述設(shè)定溫度以上的溫度范圍中能夠降低NOx的氧化催化劑；
后段氧化催化劑，配設(shè)在該催化劑化顆粒過濾器的下游側(cè)；
燃料添加裝置，在上述碳氫化合物選擇還原型NOx催化劑的進入側(cè)對廢氣添加供給燃料；
溫度計，計測上述碳氫化合物選擇還原型NOx催化劑與催化劑化顆粒過濾器之間的溫度；和
控制器，在由該溫度計計測的溫度低于設(shè)定溫度的情況下，向上述燃料添加裝置輸出用于斷續(xù)地添加設(shè)定流量的燃料并向上述碳氫化合物選擇還原型NOx催化劑供給的控制信號，在由上述溫度計計測的溫度是設(shè)定溫度以上的情況下，向上述燃料添加裝置輸出用于暫時性地濃峰添加上述設(shè)定流量以上的流量的燃料并使其到達上述催化劑化顆粒過濾器的控制信號。
[0012]在上述排氣凈化裝置中優(yōu)選的是，使上述設(shè)定溫度為300°C。
[0013]在此情況下，可以使上述HC選擇還原型NOx催化劑為活性金屬是鉑族元素的催化劑，使載持在上述催化劑化顆粒過濾器上的氧化催化劑為活性金屬是銅的催化劑。
[0014]此外，也可以使上述HC選擇還原型NOx催化劑為活性金屬是鉑族元素的催化劑，使載持在上述催化劑化顆粒過濾器上的氧化催化劑為活性金屬是銀的催化劑。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化裝置，能夠起到以下優(yōu)異效果:能夠?qū)⒒钚詼囟确秶鷶U展，能夠進行寬廣的溫度范圍中的排氣凈化，且能夠?qū)崿F(xiàn)NOx降低率的提高。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示以往的排氣凈化裝置的一例的整體概要結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的實施例的整體概要結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是將本發(fā)明的排氣凈化裝置的實施例中的基于溫度的燃料添加的模式與空燃比的對應(yīng)關(guān)系在橫軸取時間而表示的線圖，圖3 (a)是溫度低于設(shè)定溫度T (300°C)的情況下的線圖，圖3 (b)是溫度為設(shè)定溫度T (300°C)以上的情況下的線圖。
[0019]圖4 Ca)是表示HC選擇還原型NOx催化劑和使活性金屬為銅的氧化催化劑分別本來具有的性能的線圖，圖4 (b)是表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的實施例(在使載持在催化劑化顆粒過濾器上的氧化催化劑為活性金屬是銅的催化劑的情況下)的催化劑溫度與NOx降低率的關(guān)系的線圖。
[0020]圖5 (a)是表示HC選擇還原型NOx催化劑和使活性金屬為銀的氧化催化劑分別本來具有的性能的線圖，圖5 (b)是本發(fā)明的排氣凈化裝置的實施例(使載持在催化劑化顆粒過濾器上的氧化催化劑為活性金屬是銀的催化劑的情況下)的催化劑溫度與NOx降低率的關(guān)系的線圖。
[0021]圖6是表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的另一實施例的整體概要結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0022]以下參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0023]圖2?圖5是本發(fā)明的排氣凈化裝置的實施例，在圖中，帶有與圖1相同的附圖標(biāo)記的部分表示相同的事物，基本的結(jié)構(gòu)與圖1所示的以往的結(jié)構(gòu)是同樣的，但作為本實施例的特征的地方在于以下方面:如圖2?圖5所示，使配設(shè)在從柴油發(fā)動機I排出廢氣9的排氣管11的中途的HC選擇還原型NOx催化劑12為在低于設(shè)定溫度T (3000C)的溫度范圍中能夠降低NOx的催化劑，并且使在配設(shè)于該HC選擇還原型NOx催化劑12的下游側(cè)的催化劑化顆粒過濾器13上載持的催化劑為在上述設(shè)定溫度T (300°C)以上的溫度范圍中能夠降低NOx的氧化催化劑，在上述HC選擇還原型NOx催化劑12與催化劑化顆粒過濾器13之間設(shè)置溫度計19，構(gòu)成為在由該溫度計19計測的溫度19a低于設(shè)定溫度T(300°C)的情況下，從控制器20向燃料添加裝置15輸出用于斷續(xù)地添加設(shè)定流量Q的燃料(參照圖3(a))并向上述HC選擇還原型NOx催化劑12供給的控制信號20a，在由上述溫度計19計測的溫度19a是設(shè)定溫度T (300°C)以上的情況下，從上述控制器20向燃料添加裝置15輸出用于暫時性地濃峰添加上述設(shè)定流量Q以上的流量Q’的燃料(參照圖3 (b))并使其到達上述催化劑化顆粒過濾器13的控制信號20a。
[0024]在本實施例的情況下，在上述燃料添加裝置15的燃料加壓泵17的放出側(cè)設(shè)置控制閥21，通過利用從上述控制器20輸出的控制信號20a對該控制閥21進行開