[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，在排气通路内对内燃机的废气喷射净化剂而将废气净化或者进行废气净化装置的再生。

背景技术

对于汽车的排气限制增加了严格性，成为仅通过发动机方面的技术开发不能赶上的状况。因此，将废气通过后处理装置净化是不可或缺的。对于用来从柴油发动机或一部分汽油发动机等的内燃机或各种燃烧装置的废气中将NO_X(氮氧化物)还原除去的NO_X催化剂、以及将这些废气中的粒子状物质(微粒物质：以下称作PM)除去的柴油机微粒过滤器装置(以下称作DPF装置)，进行了各种研究及提案。

其中，作为柴油发动机用的NO_X减量催化剂有氨选择还原型NO_X催化剂(Selective Catalystic Reduction：SCR催化剂)、NO_X吸附还原型催化剂、NO_X直接还原型催化剂。

在具备氨选择还原型NO_X催化剂的废气净化系统中，对从发动机出口到氨选择还原型NO_X催化剂的排气管之中喷射尿素水溶液、氨、氨水等的氨类溶液(这里称作“净化剂”)，将废气与氨类溶液混合。并且，通过与产生了氨的NO_X的选择性还原反应，将NO_X净化。

在具备NO_X吸附还原型催化剂的废气净化系统中，NO_X吸附还原型催化剂是担载具有氧化功能的贵金属催化剂、和碱性金属等的具有NO_X吸附功能的NO_X吸附材料而形成的。由此，根据废气中的氧浓度，发挥NO_X吸附和NO_X释放净化的两个功能。并且，在NO_X吸附推测量变为NO_X吸附饱和量时，使废气的空燃比成为富燃状态，进行NO_X吸附能力恢复用的再现控制。在该再现控制的一个中，有向排气管直接供给燃料等的碳化氢(这里称作“净化剂”)的排气管内喷射富燃控制。

此外，在具备NO_X直接还原型催化剂的废气净化系统中，NO_X直接还原型催化剂在作为β型沸石等的担载体上担载作为催化剂成分的铑(Rh)或钯(Pd)等的金属，将NO_X直接还原。并且，如果NO_X还原功能恶化，则进行使废气的空燃比成为富燃空燃比、将催化剂的活性物质再生而活性化的NO_X还原性能恢复用的再现控制。在该再现控制的一个中，有向排气管直接供给燃料等的碳化氢(这里称作“净化剂”)的排气管内喷射富燃控制。

此外，在具备捕集废气中的PM(粒子状物质)的连续再现型DPF的废气净化系统中，将被捕集积存在过滤器部分上的PM燃烧除去来再生过滤器。为此，通过排气管内喷射，对排气管内供给轻油燃料等的碳化氢(这里称作“净化剂”)，通过配置在过滤器的上游侧的氧化催化剂或担载在过滤器上的氧化催化剂，使该碳化氢氧化。通过该氧化，使过滤器的温度上升，进行将过滤器的PM燃烧除去的动作。

在这些排气管内喷射中，如果净化剂在偏倚的状态下到达催化剂或连续再生型DPF，则废气的NO_X净化及NO_X催化剂的再生及连续再生型DPF的再现的效率降低，并且净化剂没有被充分消费而被向下游侧排出。因此将净化剂大致均匀地供给到废气中、使废气与净化剂的混合浓度均匀化是重要的，并进行了各种努力。

其中之一，例如日本特开平2-223624号公报所述，提出了用筒状的气化促进用的引导部包围氨水喷雾嘴的、脱硝装置的氨混合装置。在该装置中，氨水喷雾嘴使其前端突出到形成排气通路的弯头内。此外，该嘴配设为，使氨水的方向成为与废气的流动方向相同的方向。

但是，在设在弯头内的情况下，废气在弯头内较大地弯曲。因此，离心力作用，被喷雾到废气中的净化剂冲撞到弯头的弯曲处的外侧面上。因此，有不能避免未气化的净化剂成为液态而附着到弯头的外侧面上的问题。

此外，如例如日本特开平6-235317号公报所记载的那样，还提出了使从喷雾装置的喷雾口到废气净化装置(净化材料)的距离为100mm～600mm、并且将碳化氢温度调节为300℃～400℃、以便能够在避免碳化氢的热分解的同时使喷雾的碳化氢充分地扩散的废气净化装置。