[发明专利]排气净化装置和使用该装置的排气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及排气净化装置和使用该装置的排气净化方法。

背景技术

作为净化从汽油发动机排出的气体的催化剂，所谓的NO_x吸藏催化剂、三元催化剂等正实用化。其中，NO_x吸藏催化剂通常具有下述功能，即在来自内燃机的排气的空燃比处于稀薄状态时，吸藏该排气中的NO_x，在来自内燃机的排气的空燃比处于理论空燃比(理论配比)状态或浓状态时，释放其吸藏的NO_x进行还原。另外，这样的催化剂具有：除了吸藏NO_x以外，还将排气中所含有的硫(S)成分作为硫酸盐吸藏的性质。这样的硫成分，由于其稳定性比NO_x高，仅使排气的空燃比为浓状态时不能从催化剂中释放出来，因此当使用催化剂时是逐渐蓄积的。如果蓄积的硫成分的量增大，则催化剂可吸藏的NO_x量降低。因此，对于这样的催化剂而言，存在起因于硫成分的蓄积，吸藏NO_x的能力降低(这样的现象称为“硫中毒(S中毒)”)的问题。

另一方面，这样的硫中毒了的催化剂，通过提高催化剂的温度且放置在浓厚气氛下可以使硫成分作为硫氧化物(SO_x)脱离，由此可以恢复催化剂的吸藏NO_x的能力。但是，由于SO_x是在催化剂处于脱离温度区时，空燃比越为浓状态就被排出得越多的物质，并且是与硫成分在催化剂上的附着量成比例地被较多排出的物质，因此在使催化剂再生时，大量的SO_x被排出。另外，在空燃比处于浓状态的情况下，所排出的SO_x和排气中的氢反应，生成大量的硫化氢(H₂S)，因此产生强烈的臭气(H₂S臭气)，如果向大气排放则放出恶臭。因此，为了抑制这样的H₂S产生，并净化排气，进行了各种排气净化装置的研究。

例如，在特开2000-161107号公报(文献1)中，记载了一种排气净化装置，其具有：与内燃机连接的排气管；与内燃机接近的配置在排气管的上游侧的小型三元催化剂；配置在排气管的下游侧的NO_x吸藏催化剂；基于硫成分的蓄积量控制硫成分的释放程度的特定的控制装置，进而还记载了，通过使用这样的装置，在所规定的条件下使排气的空燃比接近于理论配比，来抑制从下游侧的催化剂释放出的SO_x的量，从而抑制H₂S产生的方法。

另外，在特开2000-274232号公报(文献2)中记载了一种排气净化装置，其具有：与内燃机连接的排气管；配置在排气管的上游侧的小型三元催化剂；配置在排气管的下游侧的NO_x吸藏催化剂；检测下游侧的催化剂的硫中毒的硫中毒检测单元；在采用硫中毒检测单元检测出NO_x吸藏催化剂的硫中毒时，改变排气的空燃比，使所吸藏的硫成分脱离的空燃比改变单元，还记载了利用上述空燃比改变单元，在检测出NO_x吸藏催化剂的硫中毒时，以基准的浓空燃比为中心改变排气的空燃比，使SO_x慢慢释放出，由此来控制暂时且大量地产生H₂S的方法。

进而，在特开2004-108176号公报(文献3)中，记载了一种排气净化装置，其具有：与内燃机连接的排气管；配置在排气管的上游侧的上游侧催化剂(起始催化剂)；配置在排气管的下游侧的下游侧催化剂(NO_x吸藏催化剂)；在下游侧催化剂的硫中毒再生时控制排气空燃比成为燃料浓的空燃比燃料浓化单元；对上述燃料浓的排气空燃比实施稀薄强化(リ一ンスパィク)的稀薄强化实施单元；基于上述硫成分附着量设定上述稀薄强化的参数的稀薄强化控制单元，还记载了通过上述控制单元以适当的定时实施稀薄强化，从而慢慢释放SO_x，降低H₂S的排出量的方法。