排气净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及排气净化装置。
【背景技术】
[0002]以往在柴油发动机中有以下结构:在引导废气的排气管的中途配设碳氢化合物(HC)选择还原型 NOx 催化剂(HC — SCR:Hydro Carbon — Selective CatalyticReduct1n),该HC选择还原型NOx催化剂提高了反应选择性，以使得即使在氧共存的情况下也能够选择性地使NOx (氮氧化物)与作为还原剂的HC (碳氢化合物)反应，通过向该HC选择还原型NOx催化剂的排气上游侧添加需要量的燃料，使从该燃料分解生成的HC在上述HC选择还原型NOx催化剂上与排气中的NOx还原反应，由此实现NOx的排出量的降低。
[0003]图1是表示以往的排气净化装置的一例的图，I表示装备有涡轮增压器2的柴油发动机，从空气净化器3导入的进气4经过进气管5被向上述涡轮增压器2的压缩机2a输送，被该压缩机2a加压的进气4向中间冷却器6被输送并被冷却，进气4被从该中间冷却器6进一步向进气歧管7引导并分配至柴油发动机I的各气缸8 (在图1中例示了串连6个气缸的情况)，此外，从上述柴油发动机I的各气缸8排出的废气9经由排气歧管10向涡轮增压器2的涡轮2b被输送，在将该涡轮2b驱动后被向排气管11送出。
[0004]并且，在上述排气管11的中途，从上游侧起依次配设有铂族元素类且具有NO的氧化功能的HC选择还原型NOx催化剂12、一体地载持着氧化催化剂的催化剂化颗粒过滤器13和后段氧化催化剂14，并且在上述HC选择还原型NOx催化剂12的进入侧装备有用来对废气9添加供给燃料的燃料添加装置15。
[0005]上述燃料添加装置15包括储存燃料的燃料箱16、将储存在该燃料箱16中的燃料压送的燃料加压泵17、和将被该燃料加压泵17压送的燃料向上述HC选择还原型NOx催化剂12的进入侧喷雾的燃料添加喷嘴18，利用燃料加压泵17将储存在上述燃料箱16中的燃料向燃料添加喷嘴18压送，从该燃料添加喷嘴18对流经上述排气管11的废气9喷射燃料，在上述HC选择还原型NOx催化剂12中，使从上述燃料分解生成的HC与废气9中的NOx反应，从而实现该NOx的排出量的降低。
[0006]此外，上述废气9中含有的颗粒(Particulate Matter:粒子状物质)为以由碳质构成的煤成分和由高沸点碳氢化合物成分构成的SOF成分(Soluble Organic Fract1n:可溶性有机成分)为主要成分并且还包含微量的硫酸盐(雾状硫酸成分)的组成，但该颗粒被一体地载持着上述氧化催化剂的催化剂化颗粒过滤器13捕集，上述废气9中含有的HC、CO等被上述后段氧化催化剂14氧化除去。
[0007]另外，作为表示如上述那样与排气净化装置关联的一般的技术水准的技术，例如有专利文献I。
[0008]专利文献1:日本特开2009 - 19556号公报。
【发明内容】
[0009]但是，如上述那样，在使用铂族元素类的HC选择还原型NOx催化剂12的排气净化装置中，活性温度范围为大约150?300°C，是较窄的，具有不能进行宽广的温度范围中的排气净化特别是在300°C以上的高温度范围中难以提高NOx降低率的缺点。
[0010]本发明是鉴于上述以往的问题而完成的，提供一种能够将活性温度范围扩展、能够进行宽广的温度范围中的排气净化且能够实现NOx降低率的提高的排气净化装置。
[0011]本发明关于一种排气净化装置，包括:碳氢化合物选择还原型NOx催化剂，配设在从柴油发动机排出废气的排气管的中途，并且在低于设定温度的温度范围中能够降低NOx ；
催化剂化颗粒过滤器，配设在该碳氢化合物选择还原型NOx催化剂的下游侧，并且一体地载持有在上述设定温度以上的温度范围中能够降低NOx的氧化催化剂；
后段氧化催化剂，配设在该催化剂化颗粒过滤器的下游侧；
燃料添加装置，在上述碳氢化合物选择还原型NOx催化剂的进入侧对废气添加供给燃料；
温度计，计测上述碳氢化合物选择还原型NOx催化剂与催化剂化颗粒过滤器之间的温度；和
控制器，在由该温度计计测的温度低于设定温度的情况下，向上述燃料添加装置输出用于断续地添加设定流量的燃料并向上述碳氢化合物选择还原型NOx催化剂供给的控制信号，在由上述温度计计测的温度是设定温度以上的情况下，向上述燃料添加装置输出用于暂时性地浓峰添加上述设定流量以上的流量的燃料并使其到达上述催化剂化颗粒过滤器的控制信号。
[0012]在上述排气净化装置中优选的是，使上述设定温度为300°C。
[0013]在此情况下，可以使上述HC选择还原型NOx催化剂为活性金属是铂族元素的催化剂，使载持在上述催化剂化颗粒过滤器上的氧化催化剂为活性金属是铜的催化剂。
[0014]此外，也可以使上述HC选择还原型NOx催化剂为活性金属是铂族元素的催化剂，使载持在上述催化剂化颗粒过滤器上的氧化催化剂为活性金属是银的催化剂。
[0015]根据本发明的排气净化装置，能够起到以下优异效果:能够将活性温度范围扩展，能够进行宽广的温度范围中的排气净化，且能够实现NOx降低率的提高。
【附图说明】
[0016]图1是表示以往的排气净化装置的一例的整体概要结构图。
[0017]图2是表示本发明的排气净化装置的实施例的整体概要结构图。
[0018]图3是将本发明的排气净化装置的实施例中的基于温度的燃料添加的模式与空燃比的对应关系在横轴取时间而表示的线图，图3 (a)是温度低于设定温度T (300°C)的情况下的线图，图3 (b)是温度为设定温度T (300°C)以上的情况下的线图。
[0019]图4 Ca)是表示HC选择还原型NOx催化剂和使活性金属为铜的氧化催化剂分别本来具有的性能的线图，图4 (b)是表示本发明的排气净化装置的实施例(在使载持在催化剂化颗粒过滤器上的氧化催化剂为活性金属是铜的催化剂的情况下)的催化剂温度与NOx降低率的关系的线图。
[0020]图5 (a)是表示HC选择还原型NOx催化剂和使活性金属为银的氧化催化剂分别本来具有的性能的线图，图5 (b)是本发明的排气净化装置的实施例(使载持在催化剂化颗粒过滤器上的氧化催化剂为活性金属是银的催化剂的情况下)的催化剂温度与NOx降低率的关系的线图。
[0021]图6是表示本发明的排气净化装置的另一实施例的整体概要结构图。
【具体实施方式】
[0022]以下参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0023]图2?图5是本发明的排气净化装置的实施例，在图中，带有与图1相同的附图标记的部分表示相同的事物，基本的结构与图1所示的以往的结构是同样的，但作为本实施例的特征的地方在于以下方面:如图2?图5所示，使配设在从柴油发动机I排出废气9的排气管11的中途的HC选择还原型NOx催化剂12为在低于设定温度T (3000C)的温度范围中能够降低NOx的催化剂，并且使在配设于该HC选择还原型NOx催化剂12的下游侧的催化剂化颗粒过滤器13上载持的催化剂为在上述设定温度T (300°C)以上的温度范围中能够降低NOx的氧化催化剂，在上述HC选择还原型NOx催化剂12与催化剂化颗粒过滤器13之间设置温度计19，构成为在由该温度计19计测的温度19a低于设定温度T(300°C)的情况下，从控制器20向燃料添加装置15输出用于断续地添加设定流量Q的燃料(参照图3(a))并向上述HC选择还原型NOx催化剂12供给的控制信号20a，在由上述温度计19计测的温度19a是设定温度T (300°C)以上的情况下，从上述控制器20向燃料添加装置15输出用于暂时性地浓峰添加上述设定流量Q以上的流量Q’的燃料(参照图3 (b))并使其到达上述催化剂化颗粒过滤器13的控制信号20a。
[0024]在本实施例的情况下，在上述燃料添加装置15的燃料加压泵17的放出侧设置控制阀21，通过利用从上述控制器20输出的控制信号20a对该控制阀21进行开