在内燃机(10)的排气通道(15)中配置有载有催化剂微粒的捕集单元(21)的内燃机排气净化系统(1)中，其中在排气通道(15)中的载有载有催化剂的微粒捕集单元(21)的上游侧并未配置载有氧化催化剂的废气净化单元，其中载有催化剂的微粒捕集单元(21)的过滤器由颗粒过滤器(21a)构成，颗粒过滤器(21a)所承载的催化剂(21b)是不含贵金属的非贵金属催化剂。
Exhaust gas purification system for internal combustion engine and exhaust gas purification method for internal combustion engine
In the exhaust channel (15) of the internal combustion engine (10), an internal combustion engine exhaust purification system (1) has a trap unit carrying a catalyst particle (21), in which an exhaust purification unit carrying an oxidation catalyst is not configured on the upstream side of the particulate trap unit (21) carrying the catalyst in the exhaust channel (15), in which the catalyst is loaded. The filter of the particle trap unit (21) is made up of a particle filter (21a), and the catalyst (21b) carried by the particle filter (21a) is a non precious metal catalyst without precious metals.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机废气净化系统及内燃机废气净化方法
本专利是有关内燃机废气净化系统和内燃机废气净化方法。更为具体而言，公开了一种内燃机废气净化系统和内燃机废气净化方法，其中减少用于净化PM(微粒物质)的废气净化单元中的压力损失，从而使PM的再生为零或使PM再生的频率显著下降，即使使用的燃料中有高含量的硫，贵金属催化剂引发的硫中毒的发生率会减少，由此为了净化PM而耗费的燃料量也会减少。
技术介绍
一般而言，在配备柴油发动机等内燃机的车辆中，如图3所示，采用了PM净化装置30来去除从内燃机中排出废气中的PM(微粒物质)，该PM净化装置30是由前置的氧化催化剂单元31和载有催化剂的微粒捕集单元32构成。通常，氧化催化剂单元31使用贵金属催化剂31b氧化废气Ga当中的CO(一氧化碳)和HC，其中贵金属催化剂31b位于载体31a之上并含有贵金属，从此执行各种功能，例如升温功能，使得废气Ga的温度提升；去除SOOT的功能，将煤烟即PM的一种氧化；以及产生NO2(二氧化氮)的功能，将NO(一氧化氮)氧化而变成二氧化氮。而且设置在下游侧的载有催化剂的微粒捕集单元32能比较轻松的运行各种处理，例如，在平常的燃烧去除PM的处理；当PM再生时通过燃烧将其去除的处理；和载有催化剂的微粒捕集单元32有关的硫中毒再生的脱硫的处理。同时，氧化催化剂单元31使用包含铑(Rh)、钯(Pd)、铂(Pt)等铂族贵金属的贵金属催化剂31b，由此会导致高成本。由此开发了减少贵金属用量的贵金属催化剂31b。此外，仅仅氧化催化剂单元31的话，通过贵金属催化剂31b量少的低贵金属的催化剂涂层，能够净化附着在PM的SOOT之上的SOF(可溶性有机成分)。但是，由于没有过滤功能，因此对PM的净化率很低。因此，虽然设置有载有催化剂的微粒捕集单元32，但为了达到以质量为基准例如小于10％这样的非常小的微粒过滤效率，而对载有催化剂的微粒捕集单元32的过滤器采用多孔陶瓷的蜂窝状的通道的入口和出口交替密封的作为整体式的壁流式过滤器32a等，从而抑制了PM流向下游。另外，通过承载诸如贵金属催化剂、铂和碱性NOx吸收材料的组合、二氧化铈(CeO2)等的PM氧化催化剂等的催化剂32b，作用在于促进燃烧从而去除捕集的PM。再者，在载有催化剂的微粒捕集单元32中，当由于废气Ga持续低温导致被捕集的PM量增加时，会导致载有催化剂的微粒捕集单元32前后的压力差也增加。因此为了将前后的压力差保持在规定的水平以下，必须进行周期性地将PM燃烧和去除的PM再生处理。而且，当载有催化剂的微粒捕集单元32上承载的催化剂32b因硫中毒而使得有关PM燃烧去除的催化功能退化时，必须执行硫中毒再生的处理，在硫中毒再生处理中，将催化剂温度设定在大于或等于例如600摄氏度的高温而且设为浓燃状态下进行脱硫。同时，由于氧化催化剂单元31和载有催化剂的微粒捕集单元32的组合需要两个废气净化单元，因此例如在不设置氧化催化剂单元而采用了壁流式过滤器的载有催化剂的微粒捕集单元中，提出了一种废气净化过滤器，在废气流入侧的隔断墙上，承载由过渡金属和碱金属盐构成第一废气净化催化剂；在废气流出侧的隔断墙上承载含有贵金属的第二废气净化催化剂(例如，请参考专利文献1)。然后，由于废气净化过滤器使用了含有贵金属的第二废气净化催化剂，所以在使用高硫燃料的区域，从废气中排除的硫成分会导致硫中毒，氧化功能会被弱化，PM的净化功能也会被弱化。而且在为了解决硫中毒的脱硫处理中，需要高温的浓燃环境，以至于硫中毒再生时所耗的燃料增加，因此燃料利用的效率也降低了。关于硫中毒的问题，近来由多种金属构成的复合金属氧化物和特定的碱金属硫酸盐的混合催化剂对PM具有高活性并且具有高度的耐受性，因此提出了一种不需要使用铂族金属且替代贵金属催化剂的柴油机废气净化催化剂(参考专利文献2和非专利文献1)。与现有技术中的贵金属催化剂相比较，柴油机废气净化催化剂不是用NO2中的氧去燃烧PM。具体而言，是通过将空气中的氧直接提供给PM来使其燃烧,而且这种催化剂的特征在于使废气中的气态的氧分子被分解，之后被分解的氧分子提供给PM，从而达到高效能的燃烧，进而去除PM。这种柴油机废气净化催化剂不同于贵金属催化剂，几乎不会导致硫中毒。与此同时，代替能去除废气中90％以上的PM的壁流式过滤器，提出了一种柴油机排放处理系统，具有少于10％的细微颗粒可以被过滤掉的细微颗粒过滤效率，并且在以质量为基准具有约30％-60％的范围的颗粒过滤效率的颗粒过滤器(partialfilter)上承载具有NOX转换效果的SCR催化剂(例如，参见专利文献3)。颗粒过滤器由孔隙度在60％到95％之间的金属泡沫过滤器、金属网等组成。另外，粒状的陶瓷也可以作为颗粒过滤器来使用，氧化催化剂和PM氧化催化剂附着在陶瓷粒子的表面上，由此能够通过废气的热来燃烧在颗粒过滤器中捕集并堆积的PM。此外，也存在其他类型的颗粒过滤器，其中壁流式过滤器中单元的一端的封口部分被减少。<引用列表>专利文献专利文献1：日本专利特开2009-247931号公报专利文献2：日本专利特开2014-508号公报专利文献3：日本专利特表2012-528705号公报非专利文献非专利文献1：宫川达郎(TatsuroMIYAGAWA)、中岛隆弘(TakahiroNAKAJIMA)、久保雅大(MasahiroKUBO)和须贺亮介(RyosukeSUGA)，《Catalystconsistingofcombinedmetaloxideandalkalimetalsulfatefordieselexhaustemissions》，第20-24页，第57卷第1号，《PanasonicTechnicalJournal》，2011年4月。
技术实现思路
技术问题同时，在采用了专利文献2和非专利文献1中公开的壁流过滤器的载有催化剂的微粒捕集单元不仅很容易收集PM，其对PM的净化率也很高。然而，载有催化剂的微粒捕集单元也存在一些问题，例如，压力减损巨大、PM捕集时容易造成堵塞，以及因为堵塞之后更容易使载有催化剂的微粒捕集单元之前和之后的压力差变得更加明显。因此，因为PM再生而引起的废气温度的升高，在NO2生成过程中PM再生的频率也增加，因此为了PM再生而耗费的燃料量也会增加，由此导致燃料利用效率变差。此外，在专利文献3中公开的颗粒过滤器，与壁流式过滤器相比较，其初始阶段的压力损失要更小，而且在PM捕集时压力损失的增加也更小。因此，采用颗粒过滤器是降低载有催化剂的微粒捕集单元压力损失的有效的途径。同时，PM的细颗粒过滤的效能也很高，因此PM可能不会被完全净化。本专利所公开的内燃机废气净化系统和内燃机废气净化的方法不仅可以减少因为捕集PM的载有催化剂的微粒捕集单元导致的压力损失的增加，也能够避免在使用含有高浓度的硫的燃料之时的贵金属中的硫中毒，因此有可能在较长时间阶段保持PM净化的能力。结果，载有催化剂的微粒捕集单元的PM再生可以是零或者PM再生频率可能会显著降低。解决问题的手段本专利技术的内燃机废气净化系统包括：设置在内燃机的排气通道中的载有催化剂的微粒捕集单元，其中承载贵金属催化剂的废气净化单元并非设置在所述载有催化剂的微粒捕集单元的上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内燃机废气净化系统，包括：载有催化剂的微粒捕集单元，其设置在内燃机的排气通道中，其中，在排气通道中的所述载有催化剂的微粒捕集单元的上游侧并未设置承载贵金属催化剂的废气净化单元，以及其中，所述载有催化剂的微粒捕集单元的过滤器是由颗粒过滤器构成，以及其中，该颗粒过滤器上承载的催化剂是不含贵金属的非贵金属催化剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.14 JP 2015-2432281.一种内燃机废气净化系统，包括：载有催化剂的微粒捕集单元，其设置在内燃机的排气通道中，其中，在排气通道中的所述载有催化剂的微粒捕集单元的上游侧并未设置承载贵金属催化剂的废气净化单元，以及其中，所述载有催化剂的微粒捕集单元的过滤器是由颗粒过滤器构成，以及其中，该颗粒过滤器上承载的催化剂是不含贵金属的非贵金属催化剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：川岛幸博，上田悠贵，
申请(专利权)人：五十铃自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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