[发明专利]排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及排气净化装置。

背景技术

一直以来，在柴油发动机中，在废气流通的排气管的途中装备选择还原型催化剂，该选择还原型催化剂具备即使在氧共存下也选择性地使NO_X与还原剂反应的性质，将必要量的还原剂添加至该选择还原型催化剂的上游侧而使该还原剂在选择还原型催化剂上与废气中的NO_X(氮氧化物)发生还原反应，由此能够降低NO_X的排出浓度。

另外，在工厂等的工业的排烟脱硝处理的领域，使用氨(NH₃)作为还原剂而还原净化NO_X的方法的有效性已广为人知，但在汽车的情况下，由于涉及搭载氨而行驶，难以确保安全，因而将无毒性的尿素水用作还原剂的方法被实用化。即，如果在选择还原型催化剂的上游侧将尿素水添加至废气中，那么尿素水在该废气中热分解成氨和二氧化碳，废气中的NO_X在选择还原型催化剂上被氨良好地还原净化。

另一方面，在谋求柴油发动机的排气净化的情况下，仅除去废气中的NO_X是不充分的，也必须通过微粒过滤器来捕集废气中所包含的微粒(Particulate Matter，粒子状物质)，但在通常的柴油发动机的运转状态中，少有机会获得微粒自燃的程度的高的排气温度，因而在微粒过滤器一体地担载以Pt和Pd等作为活性因子的氧化催化剂。即，如果采用这样的担载氧化催化剂的微粒过滤器，那么促进被捕集的微粒的氧化反应且燃点降低，即使排气温度比一直以来更低，也能够燃烧除去微粒。

但是，即使在采用了这样的微粒过滤器的情况下，在排气温度低的运转范围中，微粒的捕集量也超过处理量，因而如果处于这样的低排气温度的运转状态持续，则微粒过滤器的再生不能良好地进行，该微粒过滤器可能陷入过捕集状态。

于是，考虑使流通(flow through)型的氧化催化剂附带装备于微粒过滤器的前段，在微粒的堆积量增加的阶段将燃料添加至比上述氧化催化剂更上游的废气中而将微粒过滤器强制再生。

即，如果将燃料添加至比氧化催化剂更上游的废气中，那么该添加燃料(HC)在通过前段的氧化催化剂的期间发生氧化反应，因而以其反应热升温的废气的流入使得紧随的微粒过滤器的催化剂床温度提高而燃尽微粒，谋求微粒过滤器的再生。

但是，在如总是行驶于堵塞路段的城市地区的公交等那样排气温度低的轻负荷的运转状态长时间持续的行驶方式的车辆中，难以升温至前段的氧化催化剂能够发挥充分的催化剂活性的催化剂床温度，该氧化催化剂处的添加燃料的氧化反应未活跃化，因而存在着不能在短时间之内效率良好地将微粒过滤器再生的问题。

因此，如图1所示，探讨了在装备于排气管10的途中的微粒过滤器1的入侧设置燃烧器2，无论车辆的运转状态如何，通过上述燃烧器2的燃烧而焚烧已捕集的微粒，使微粒过滤器1在短时间之内效率良好地再生。

在此，在图1所示的示例中，燃烧器2构成为具备喷射来自图中未显示的燃料箱的适量的燃料的燃料喷射嘴3和用于对从该喷射口喷射的燃料点火的火花塞4，另外，从图中未显示的涡轮增压器的压缩机的下游分支的燃烧用空气供给管5连接至上述燃烧器2且吸气的一部分作为燃烧用空气而被引导。

此外，在上述微粒过滤器1的下游，装备有选择还原型催化剂6，该选择还原型催化剂6具备即使在氧共存下也选择性地使NO_X与氨反应的性质，在该选择还原型催化剂6的入侧，设有尿素水喷射装置8，该尿素水喷射装置8能够将从图中未显示的尿素水箱引导的尿素水添加至废气7中，在该尿素水喷射装置8添加尿素水的添加位置和上述选择还原型催化剂6之间，设有能够谋求尿素水和废气7的混合促进的气体混合器9。

另外，在此图示的示例中，在上述尿素水喷射装置8添加尿素水的添加位置和微粒过滤器1之间，装备有促进废气7中的NO向NO₂氧化的氧化反应的氧化催化剂11，另外，紧随着选择还原型催化剂6，装备有氧化处理剩余的氨的氧化催化剂12。

另外，作为与这种使用燃烧器而加热排气净化催化剂和废气的技术相关联的先行技术文献信息，具有下述的专利文献1和专利文献2。

专利文献

专利文献1：日本特开2009-68424号公报。

专利文献2：日本特开2009-91909号公报。

发明内容

发明要解决的问题