本发明专利技术提供通过巧妙地配置各后处理单元即可有效地利用排气的热量并实现了小型化的柴油机的排气净化装置以及使用了该排气净化装置的排气净化方法。排气净化装置(17)具备：配置在柴油机(1)的排气通路(7)上且净化废气中的CO、HC的氧化催化剂(19)；配置在氧化催化剂(19)的下游且用于通过向废气中喷雾尿素水来生成氨的尿素喷射喷嘴(22)；配置在尿素喷射喷嘴(22)的下游且搅拌所喷雾的尿素水来促进尿素分解的涡轮增压器(9)的涡轮(13)；配置在涡轮(13)的下游且捕集废气中的PM的DPF(20)；以及配置在DPF(20)的下游且通过使废气中的NOx与氨发生还原反应来实现无害化的选择性还原型催化剂(23)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及柴油机的排气浄化装置及排气净化方法。
技术介绍
在搭载于货车、公共汽车等车辆中的柴油机的废气中存在颗粒物(PM)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)等有害物质。近年来，为了減少来自车辆的这些有害物质的排放量，采取了下列对策通过改良柴油机的燃烧来減少有害物质的产生本身；以及通过在柴油机的排气通路中配置氧化催化剂(DOC Diesel Oxidation Catalyst,柴油机氧化催化剂)、柴油颗粒过滤器(DPF DieselParticulate Filter)、尿素选择性还原型催化剂(尿素 SCR :Urea_Selective CatalyticReduction)或NOx吸藏还原型催化剂(LNT Lean NOx Trap,稀油氮氧化物捕集器)等多个后处理单元来尽可能地从废气中除去上述有害物质(參照专利文献1、2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-264147号公报专利文献2 日本特开2009-257226号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，当改良柴油机的燃烧来减少有害物质的产生本身吋，从发动机的排气ロ流出的废气的温度比以往(改良前)降低3(T50°C或者降低更多。 另外，当在排气通路中配设多个后处理单元吋，由这些后处理单元构成的排气净化装置大型化，其热容量増大。热容量増大了的排气浄化装置根据发动机的运转状况的不同有时很难确保催化剂活性温度。此外，大型的排气浄化装置由于设置空间的问题而被配置在远离发动机排气ロ的位置上，越发难以确保催化剂活性温度。其结果是，会削弱排气浄化装置的各后处理单元中的有害物质的減少效果。鉴于以上情况而完成的本专利技术的目的在于提供通过巧妙地配置各后处理单元即可有效地利用废气的热量并能实现小型化的柴油机的排气浄化装置以及使用了该排气净化装置的排气净化方法。用于解决技术问题的手段为了实现上述目的，本专利技术的柴油机的排气浄化装置具备配置在柴油机的排气通路上、且净化废气中的CO、HC的氧化催化剂；配置在该氧化催化剂的下游的上述排气通路上、且用于通过向废气中喷雾尿素水来生成氨的尿素喷射喷嘴；配置在该尿素喷射喷嘴的下游的上述排气通路上、且搅拌所喷雾的尿素水来促进尿素分解的涡轮增压器的涡轮；配置在该涡轮的下游的上述排气通路上、且捕集废气中的颗粒物的柴油颗粒过滤器；以及配置在该柴油颗粒过滤器的下游的上述排气通路上、且通过使废气中的NOx与氨发生还原反应来实现无害化的选择性还原型催化剂。上述柴油颗粒过滤器可以是未涂布氧化催化剂的过滤器或涂布有不氧化氨而氧化颗粒物的氧化催化剂的过滤器。在上述选择性还原型催化剂的下游的上述排气通路上，可以进一歩配置用于将从上述选择性还原型催化剂流出的氨进行氧化来实现无害化的后段氧化催化剂。上述氧化催化剂可以具有配置于上述柴油机的排气岐管的各汽缸部分上的岐管氧化催化剂和配置于上述排气岐管的集合部分上的涡轮前氧化催化剂(pre-turbineoxidation catalyst),上述岐管氧化催化剂在CO净化上优于上述润轮前氧化催化剂,上述涡轮前氧化催化剂在HC浄化上优于上述岐管氧化催化剂。上述岐管氧化催化剂可以是包含具有氧吸藏材料的氧化物和氧化物半导体的催化剂，上述涡轮前氧化催化剂可以是金属催化剂。上述具有氧吸藏材料的氧化物可以是含有Ce的氧化物，上述氧化物半导体可以是 Ti02、Zn0 或 Y203。在上述具有氧吸藏材料的氧化物上可以担载有贵金属。使用了以上所述的柴油机的排气浄化装置的排气净化方法的特征在于，由从上述尿素喷射喷嘴喷雾的尿素水生成的氨(NH3)与废气中的硫氧化物(SOx)反应而发生 2NH3+S04— (NH4)2SO4，在上述柴油颗粒过滤器中使颗粒物燃烧后产生的灰分成分即CaCO3与上述(NH4)2SO4 反应而发生(NH4) 2S04+CaC03— (NH4) 2C03+CaS04，该(NH4) 2C03 热解而发生(NH4)2CO3 — 2NH3+H20+C02,该NH3被上述选择性还原型催化剂捕捉并被用于NOx的还原反应。专利技术效果根据本专利技术的柴油机的排气浄化装置及排气净化方法，通过巧妙地配置各后处理単元，即可有效地利用废气的热量并能实现装置的小型化。附图说明图I是表示比较例(非本专利技术的实施方式)的柴油机的排气浄化装置、以及SCR及DOC的温度与浄化率的关系的说明图。图2是表示本专利技术的一个实施方式的柴油机的排气浄化装置、以及SCR及DOC的温度与浄化率的关系的说明图。具体实施例方式结合附图来说明本专利技术的一个实施方式。<比较例>首先，用图I来说明用以与本专利技术的实施方式进行对比的比较例。如图I所示，在柴油机I的吸气岐管2上连接有吸气配管3，在排气岐管4上连接有排气配管5。吸气岐管2和吸气配管3构成吸气通路6，排气岐管4和排气配管5构成排气通路7。在吸气配管3及排气配管5上串联地连接有高压级涡轮增压器(高压级涡轮机)8和低压级涡轮增压器(低压级涡轮机)9。S卩，在排气配管5上配设有高压级涡轮机8的高压级涡轮12和低压级涡轮机9的低压级涡轮13，在吸气配管3上配设有高压级涡轮机8的高压级压缩机10和低压级涡轮机9的低压级压缩机11。在高压级压缩机10的下游的吸气配管3上配置有中间冷却器14。排气岐管4和吸气配管3由EGR配管15连接，在EGR配管15上配设有EGR阀16。另外，还可以在EGR配管15上设置EGR冷却器(未图示)。在低压级涡轮13的下游的排气配管5上配设有净化废气中的有害物质(ΡΜ、Ν0χ、C0、HC等)的排气浄化装置17a。关于排气浄化装置17a，将在后面进行描述。在排气净化装置17a的下游的排气配管5上连接有低压EGR配管18，该低压EGR配管18将流向未图示的消声器的废气的一部分导入吸气配管3 (低压级压缩机11的上游、低压级压缩机11和高压级压缩机10之间、高压级压缩机10的上游中的任一部分)。在低压EGR配管18上设有低压EGR阀(未图示)，当然还可以设置EGR冷却器。排气浄化装置17a具有内部收纳有氧化催化剂(DOC) 19a和柴油颗粒过滤器 (DPF) 20a的第I收纳箱21a ;配置在该第I收纳箱21a下游的排气配管5上且向排气配管5内喷雾尿素水的尿素喷射喷嘴22a ；以及配置在该尿素喷射喷嘴22a下游的排气配管5上且内部收纳有尿素选择性还原型催化剂(尿素SCR) 23a和后段氧化催化剂(R-D0C:RearDiesel Oxidation Catalyst,后段柴油机氧化催化剂)24a的第2收纳箱25a。D0C19a具有在将废气中的CO、HC氧化而净化的同时将NO氧化的功能，DPF20a具有捕集废气中的PM的功能。尿素喷射喷嘴22a具有通过喷雾到排气配管5内的尿素水发生水解、热解来生成氨(NH3)的功能。尿素SCR23a具有通过使废气中的NOx与氨发生还原反应来无害化成水和氮的功能，R-D0C24a具有通过将从尿素SCR23a流出的氨进行氧化以实现无害化的功能。所述排气浄化装置17a由于构成排气浄化装置17a的后处理单元(D0C19a、DPF20a、尿素喷射喷嘴22a、SCR23a、R-D0C24a)全部配置在低压级涡轮13的下游侧，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.25 JP 2010-0134131.一种柴油机的排气浄化装置，其特征在于，具备 配置在柴油机的排气通路上、且净化废气中的CO、HC的氧化催化剂； 配置在所述氧化催化剂的下游的所述排气通路上、且用于通过向废气中喷雾尿素水来生成氨的尿素喷射喷嘴； 配置在所述尿素喷射喷嘴的下游的所述排气通路上、且搅拌所喷雾的尿素水来促进尿素分解的涡轮增压器的涡轮； 配置在所述涡轮的下游的所述排气通路上、且捕集废气中的颗粒物的柴油颗粒过滤器；以及 配置在所述柴油颗粒过滤器的下游的所述排气通路上、且通过使废气中的NOx与氨发生还原反应来实现无害化的选择性还原型催化剂。2.根据权利要求I所述的柴油机的排气浄化装置，其中，所述柴油颗粒过滤器是未涂布氧化催化剂的过滤器或涂布有不氧化氨而氧化颗粒物的氧化催化剂的过滤器。3.根据权利要求I或2所述的柴油机的排气浄化装置，其中，在所述选择性还原型催化剂的下游的所述排气通路上，进ー步配置有用于将从所述选择性还原型催化剂流出的氨进行氧化来实现无害化的后段氧化催化剂。4.根据权利要求广3中任一项所述的柴油机的排气浄化装置，其中， 所述氧化催化剂具有配置于所述柴油机的排气岐管的各汽缸部分上的岐管氧化催化剂和配置于所述排气岐...
【专利技术属性】
技术研发人员：大角和生，
申请(专利权)人：五十铃自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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