JP2004084494A

JP2004084494A - Diesel exhaust emission control device

Info

Publication number: JP2004084494A
Application number: JP2002243568A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kakihana; 垣花　大; Seiji Ogawara; 大河原　誠治
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: JP4228623B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diesel exhaust emission control device that can more efficiently burn particulates. <P>SOLUTION: The diesel exhaust emission control device comprises a filter part serving as a filter for particulates in a gas flow, and an easy flow part receiving a prior inflow of exhaust gas to the filter part and communicating with the filter part for gas passage. The filter part has an oxidation catalyst, and the easy flow part supports a NO<SB>x</SB>adsorbent. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジンからの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒子状物質）を捕集するとともに、排ガス中の有害成分を浄化するディーゼル排ガス浄化用装置に関し、詳しくはＮＯ_Ｘ吸着材を用いてパティキュレートの酸化速度を向上させたディーゼル排ガス浄化用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジンについては、排ガスの厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排ガス中の有害成分は確実に減少されてきている。しかし、ディーゼルエンジンについては、有害成分がパティキュレート（粒子状物質：炭素微粒子、サルフェート等の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子）として排出されるという特異な事情から、規制も技術の進歩もガソリンエンジンに比べて遅れている。
【０００３】
現在までに開発されているディーゼルエンジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ型の排ガス浄化装置（ウォールフロー）と、オープン型の排ガス浄化装置（ストレートフロー）とが知られている。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦとする））が知られてる。このＤＰＦは、セラミックハニカム構造体のセル下流端の開口部を目詰めしたガス流入側セルと、セル上流端の開口部を目詰めしたガス流出側セルと、ガス流入側セルとガス流出側セルを区画し、ガス流通の際のフィルタとなるセル隔壁を持つものであり、セル隔壁の細孔で排ガスを濾過してセル隔壁にパティキュレートを捕集することで排出を抑制するものである。
【０００４】
このようなＤＰＦとしては、ＤＰＦのセル隔壁にアルミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金（Ｐｔ）などの酸化触媒を担持した連続再生式ＤＰＦが主に用いられている。この連続再生式ＤＰＦによれば、捕集されたパティキュレートが酸化触媒によって比較的低温で酸化・燃焼されるため、パティキュレートを捕集と同時にあるいは捕集と連続して燃焼させることでＤＰＦを再生することができる。
【０００５】
連続再生式ＤＰＦとしては、様々なものが知られている。例えば特許３０１２２４９号公報には、排ガスからＮＯ_ｘを生成させる触媒モノリス体とＤＰＦとを別々に設け、触媒モノリス体をフィルタ上流に配し、そこで生じたＮＯ_ｘを下流側のＤＰＦで捕集されたパティキュレートに供給するパティキュレート除去装置が開示されている。この場合、ＮＯ_Ｘはパティキュレートに対する気体酸化剤として作用し、ＮＯ_Ｘとパティキュレートの気体−固体間の反応によってパティキュレートの燃焼はおこなわれる。
【０００６】
また、特公平７−１０６２９０号公報には、アルカリ土類金属酸化物に白金族金属を担持した酸化触媒をＤＰＦにコートし、パティキュレートと触媒金属との間に起こる固体−固体間の反応を利用したパティキュレート連続酸化フィルタが開示されている。
【０００７】
この他にも、パティキュレートの連続酸化が起こり難い低温条件下において排ガス中のＮＯ_Ｘを吸着し、高温条件下でこのＮＯ_Ｘを放出し供給する様な、ＮＯ_Ｘ吸着材を用いたディーゼル排ガス浄化用フィルタ型触媒も開発されている。このディーゼル排ガス浄化用フィルタ型触媒によると、ＮＯ_Ｘによってパティキュレートを燃焼させる固体−気体間の反応と触媒金属とパティキュレートとの間に起こる固体−固体間の反応との両方を用いることで、パティキュレートの燃焼をより良好におこなうことができる。さらに、このパティキュレートの燃焼パティキュレートの連続酸化が起こりやすい高温条件下でおこなわれることから、パティキュレートの燃焼はより効率よくおこなわれることとなる。
【０００８】
しかし、近年排ガス浄化への要求は高まる一方であり、更なる排ガス浄化技術の向上が求められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、パティキュレートの燃焼をより効率よくおこなうことのできるディーゼル排ガス浄化用装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明のディーゼル排ガス浄化用装置は、排ガス流路に設けられるディーゼル排ガス浄化用装置であって、ガス流通の際のパティキュレートのフィルタとなるフィルタ部と、該フィルタ部よりも優先的に排ガスが流入し該フィルタ部とガス流通可能に連通している易流部とを有し、該フィルタ部には酸化触媒が設けられ、該易流部にはＮＯ_Ｘ吸着材が担持されていることを特徴とする。
【００１１】
一般に、連続再生式ＤＰＦにおいては、フィルタとなるセル隔壁（以下、フィルタ隔壁とする）に堆積したパティキュレートを完全に燃焼させ除去することは非常に困難である。したがって、ＤＰＦを再生した後でもパティキュレートの燃え残りがフィルタ隔壁上に堆積し、この堆積が進行すると、フィルタ隔壁に目詰まりが生じる場合がある。また、ＤＰＦの場合、周方向の外周側は温度の上昇しにくい部分であることから、この部分に位置するフィルタ隔壁は特にパティキュレートの堆積が進行しやすい部分となる。
【００１２】
パティキュレートの堆積が進行し、フィルタ隔壁に目詰まりが生じた場合、フィルタ隔壁上に捕集されたパティキュレートと触媒金属との固体−固体間の反応は起こり難いものとなる。さらに、目詰まりによってパティキュレートへの気体酸化剤の供給もおこなわれ難くなり、パティキュレートと気体酸化剤との固体−気体間の反応もまた起こり難いものとなる。このため、目詰まりを起こしたＤＰＦは排ガスの浄化能が低下する。この場合ＤＰＦを交換する必要があるが、ＤＰＦを頻繁に交換することはコスト面から好ましくない。
【００１３】
本発明のディーゼル排ガス浄化用装置においては、パティキュレートを捕集しパティキュレートのフィルタとなるフィルタ部と、ＮＯ_Ｘ吸着材が担持されている易流部とが別々に設けられ、易流部はフィルタ部よりも優先的に排ガスが流入する構成となっている。ここで、ＮＯ_Ｘ吸着材とは上述したように低温条件下でＮＯ_Ｘを吸着し高温条件下ではＮＯ_Ｘを放出する作用を持つものである。
【００１４】
このため、この構成によると低温条件下では排ガス中のＮＯ_Ｘは主に易流部に吸着され、パティキュレートはフィルタ部に主に捕集されることとなる。また、易流部とフィルタ部とはガス流通可能に連通していることから、高温条件下では、易流部のＮＯ_Ｘ吸着材に吸着されたＮＯ_Ｘが放出され、フィルタ部へ流入し、このフィルタ部に捕集されているパティキュレートを酸化・燃焼することとなる。したがって、パティキュレートが堆積するフィルタ部へのＮＯ_Ｘ、すなわち気体酸化剤の供給は、フィルタ部のパティキュレートの堆積に関わらず良好におこなわれることとなり、パティキュレートの燃焼は効率よくおこなわれることとなる。
【００１５】
また、上記易流部は上記フィルタ部の周方向の外周側に配置され上記易流部は上記フィルタ部と接する壁面で上記フィルタ部に対してガス流通可能に連通し、上記易流部の排ガス流れ方向の上流側には上記易流部へのガス流入を低温条件下で開放し高温条件下で遮蔽する上流側ガス開閉弁が設けられている構成とすることもできる。さらに、上記易流部の排ガス流れ方向の下流側に、上記易流部からのガス流出を低温条件下で開放し高温条件下で遮蔽する下流側ガス開閉弁を配置することもできる。
【００１６】
上記フィルタ部および前記易流部の排ガス流れ方向の下流部には、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒が設けられたＮＯ_Ｘ浄化部が配置されているものとすることができる。
【００１７】
そして、上記フィルタ部および上記易流部の排ガス流れ方向の下流部には、ガス流通の際のパティキュレートのフィルタとなり上記酸化触媒が設けられた第２のフィルタ部を配置することもできる。
【００１８】
さらに、上記第２のフィルタ部と並列に、排ガス流通抵抗の小さいバイパス部を配置し、上記第２のフィルタ部と上記バイパス部とはバイパス切換弁によって切換されるものとすることもできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるディーゼル排ガス浄化用装置は、フィルタ部と易流部とを有する。
【００２０】
フィルタ部は、ガス流通の際のパティキュレートのフィルタとなる部分である。このフィルタ部の基材としては、上述したような通常のウオールフロー型のもの、すなわちＤＰＦを用いることができる。フィルタ部にはパティキュレートのフィルタとなるフィルタ隔壁が設けられ、フィルタ部に流入した排ガスはこのフィルタ隔壁を通過してフィルタ部外部へ流出する。
【００２１】
また、フィルタ部のフィルタ隔壁には、酸化触媒が設けられている。酸化触媒としては、多孔質酸化物と触媒金属とを含みパティキュレートを酸化・燃焼させることができるものであれば、通常のＤＰＦに用いられるものを用いることができる。例えば、多孔質酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＳｉＯ_２などの酸化物あるいはこれらの複数種からなる複合酸化物を使用することが好ましい。このうち、ＣｅＯ_２やＣｅＯ_２／ＺｒＯ_２は酸素吸蔵放出能を有することから、浄化性能をより向上させるためにはこれらをを用いることがより好ましい。
【００２２】
また、これら多孔質酸化物にＰｒ，Ｌａ，Ｙ等の耐熱性向上剤をさらに加えることもできる。
【００２３】
触媒金属としてはＰｔ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇなどの既知の触媒金属から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
【００２４】
なお、多孔質酸化物の量は基材の体積１リットルあたり５０ｇ〜３００ｇであることが好ましく、触媒金属の量は基材の体積１リットルあたり０．５ｇ〜１５ｇが好ましい。これより多くなるとフィルタ部の圧損が上昇し、これより少なくなるとパティキュレートの酸化・燃焼が良好に行われない。なお、本明細書において基材の体積とは、基材の嵩の量を表す。
【００２５】
易流部は、フィルタ部よりも優先的に排ガスが流入する部分である。この易流部は、例えばフィルタ部の排ガス流れ方向の上流側に配置することで、この易流部にフィルタ部よりも優先的に排ガスが流入する構成とすることもできる。あるいは、易流部の基材をフィルタ部の基材よりもガス流通抵抗が低くなるように形成し、この易流部を排ガス流れ方向に対してフィルタ部と並列に配置することもできる。さらには、易流部とフィルタ部とを同じ基材で形成し、易流部への触媒等のコート量をフィルタ部よりも少ないものとすることもできる。
【００２６】
易流部の基材をフィルタ部よりもガス流通抵抗の低いものとするためには、易流部をストレートフロー型のものとすることもできるし、フィルタ部と比較してガス流通抵抗の低いウォールフロー型のものとすることもできる。ここで、ウォールフロー型のものとする場合、フィルタ隔壁のパティキュレート捕集能によって、使用前の状態でのガス流通抵抗が同じであっても、使用開始後の状態でのガス流通抵抗は異なる場合がある。このことから、この場合のガス流通抵抗とは、ディーゼル排ガス浄化用装置を使用している状態、すなわち、パティキュレートが堆積した条件下におけるガス流通抵抗を指し、本発明においては、基材１リットルあたりパティキュレートが１ｇ堆積した状態でのガス流通抵抗を指す。
【００２７】
易流部の基材をフィルタ部と比較してガス流通抵抗の低いウォールフロー型のものとする場合には、例えばフィルタ部の基材に対して易流部の基材の細孔径を大きなものにしたり，気孔率を高くしたり，セル径を大きくしたりすることで、所望のガス流通抵抗を有する易流部を形成することができる。
【００２８】
易流部に担持されるＮＯ_Ｘ吸着材としては、ＺｒＯ_２，ゼオライト，スピネル，ＭｇＡｌ_２Ｏ_４，Ａｌ_２Ｏ_３等の塩基性を持つものまたは酸性および塩基性の両性を持つもので、低温条件下でＮＯ_Ｘを吸着し高温条件下でＮＯ_Ｘを脱離するものが使用できる。ここで本発明でいう低温条件および高温条件とは、通常の酸化触媒の酸化活性が発揮される温度域である３５０℃を基準とし、これより高い温度域を高温条件としこれより低い温度域を低温条件とするものである。例えばＺｒＯ_２は、室温〜３５０℃の温度条件下でＮＯ_Ｘを吸着し、３５０℃〜４００℃の温度条件下でＮＯ_Ｘを脱離する特性をもつ。
【００２９】
また、ＮＯ_Ｘ吸着材にＬａ，Ｋ，Ｃａの少なくとも一種を添加することが好ましい。ＮＯ_Ｘ吸着材にこれらを添加することで、ＮＯ_Ｘ吸着材の耐久性を向上させることができる。このＬａ，Ｋ，Ｃａは、ＺｒＯ_２をＮＯ_Ｘ吸着材として用いる場合に添加することが特に好ましい。
【００３０】
また本発明において、易流部はＮＯ_Ｘ吸着材とともに触媒金属を担持する構成とすることもできる。ＮＯ_Ｘ吸着材とともに触媒金属を担持することで、ＮＯ_Ｘ吸着材へ吸着されるＮＯ_Ｘ量を増大させることができる。
【００３１】
ここで用いる触媒金属としては、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇなどの酸化触媒能を持つ貴金属を用いることが好ましい。ここで、例えばＰｄは、それ自体にＮＯ_Ｘ吸着能を持つことから、ＮＯ_Ｘ吸着能をさらに向上させたい場合にはＰｄを用いることが好ましい。さらに酸化触媒は、アンミン系Ｐｔおよび硝酸Ｐｄのどちらか一種あるいは二種の混合物の状態で用いることが好ましく、また、コロイドＰｔ，Ｐｔ−Ｐｄ複合コロイド，もしくはＰｔコロイドと硝酸Ｐｄの混合物の状態で用いることがより好ましい。
【００３２】
コロイド状のＰｔやＰｄはメタルに近い状態で担持される。このような状態で担持されたＰｔやＰｄは、担持された後に焼成などによって高温条件下に曝された場合にも酸化され触媒活性が低下する不具合を回避することができ、より高い触媒活性を保持することができる。
【００３３】
なお、ＮＯ_Ｘ吸着材の量は基材の体積１リットルあたり５０ｇ〜３００ｇであることが好ましく、触媒金属の量は基材の体積１リットルあたり０．５ｇ〜１０ｇが好ましい。これより多くなるとフィルタ部の圧損が上昇し、これより少なくなるとＮＯ_Ｘの良好な吸着が行われない。
【００３４】
いずれの場合も、易流部とフィルタ部とはガス流通可能に連通した構造を有するものである。ここで、フィルタ部と易流部との連通はガス流通可能なものであればよく、例えばガスのみでなくパティキュレートが流通可能な構成であっても良い。すなわち、排ガスが優先的に流通する易流部よりフィルタ部方向へのパティキュレートの流通をおこなうことも可能である。
【００３５】
また、このＮＯ_Ｘ吸着材は易流部のみならずフィルタ部にも担持させることができる。ＮＯ_Ｘ吸着材をフィルタ部にも担持させる場合、フィルタ部の基材にまずＮＯ_Ｘ吸着材を担持させ、その上層にフィルタ部の酸化触媒を設けることが好ましい。その理由は以下の通りである。
【００３６】
酸化触媒とパティキュレートとの反応は固体−固体間の反応であるため、酸化触媒はパティキュレートと接触し易い位置に配置されることが好ましい。したがって、酸化触媒はパティキュレートが捕集される表層部に設けられていることが好ましい。これに対して、ＮＯ_Ｘ吸着材より放出されるＮＯ_Ｘとパティキュレートとの反応は気体−固体間の反応である。このため、ＮＯ_Ｘ吸着材とパティキュレートとは多少離間して配置されていてもガス流通が可能な状態であれば反応が生じる。一般に酸化触媒は、微細な細孔を有して形成されるものであるため、この酸化触媒はガス流通可能なものである。したがって、ＮＯ_Ｘ吸着材を酸化触媒の下層に設けても、このＮＯ_Ｘ吸着材から放出されたＮＯ_Ｘは酸化触媒を通過してパティキュレートに到達することとなり、ＮＯ_Ｘとパティキュレートとの気体−固体間の反応は生じることとなる。
【００３７】
本発明のディーゼル排ガス浄化用装置において、易流部をフィルタ部の周方向の外周側に配置し、この易流部とフィルタ部とが接する壁面で易流部とフィルタ部とのガス流通をおこなうものとした上で、易流部の排ガス流れ方向の上流側に易流部へのガス流入を低温条件下で開放し高温条件下で遮蔽する上流側ガス開閉弁を設ける構成とすることもできる。
【００３８】
本発明において易流部は排ガスが優先的に流入する部位であることから、低温条件下で上流側ガス開閉弁が易流部へのガス流入を開放した状態では、排ガスは易流部に優先的に流入する。このため、パティキュレートの連続酸化が起こり難い低温条件下においてＮＯ_Ｘは易流部のＮＯ_Ｘ吸着材に吸着される。
【００３９】
上流側ガス開閉弁としては、易流部へのガス流入を低温条件下で開放し高温条件下で遮蔽するものであればよく、その構造や材質を特に限定するものではないが、後述する高温条件下でのパティキュレートの捕集を確実におこなうためには、この高温条件下での易流部への排ガス流れを確実に遮蔽できるものであることが望ましい。この上流側ガス開閉弁の開閉は既知の開閉機構でおこなうことができる。また、高温条件下および低温条件下の判断は、易流部あるいはフィルタ部に既知の温度センサを配置し、ここで検出した温度によっておこなうことができる。また、この上流側ガス開閉弁の開閉は、後述する下流側ガス開閉弁やバイパス切換弁の開閉動作と連動しておこなうものとすることもできる。
【００４０】
ここで、易流部の基材は上述したようにストレートフロー型のものであってもよくウォールフロー型のものであっても良い。易流部の基材をウォールフロー型のものとする場合には、この低温条件下においてパティキュレートの少なくとも一部は易流部のフィルタ隔壁に捕集される。ここで、この易流部とフィルタ部との連通をガスだけでなくパティキュレートも流通可能なものとする場合には、パティキュレートの一部が易流部よりフィルタ部に流入し、フィルタ部のフィルタ隔壁に捕集される場合もある。
【００４１】
また、易流部の基材をストレートフロー型のものとした場合には、この低温条件下においてはパティキュレートは易流部より流出する。易流部より流出したパティキュレートは、易流部とフィルタ部との連通がパティキュレート流通可能なものである場合など、パティキュレートの少なくとも一部がフィルタ部に流入し捕集される場合もあるし、また、パティキュレートの一部が易流部およびフィルタ部によって捕集されることなく流出する場合もある。この場合、後述するような第２のフィルタ部を設けることで、ここで流出するパティキュレートを回収することも可能である。
【００４２】
高温条件下では、上流側ガス開閉弁が易流部へのガス流入を遮断する。易流部へのガス流入が遮断されることで、排ガスはフィルタ部に流入することとなり、この場合、フィルタ部にはパティキュレートとともに排ガス中のＮＯ_Ｘも流入する。さらに、高温条件下では易流部に吸着されていたＮＯ_Ｘが脱離され、このＮＯ_Ｘもまたフィルタ部に流入する。このため、パティキュレートの連続酸化が起こりやすい高温条件下においては、パティキュレートの酸化・燃焼は、酸化触媒，高温条件下で排ガス中に存在するＮＯ_Ｘとともに低温条件下でＮＯ_Ｘ吸着材によって吸着されていたＮＯ_Ｘによってもおこなわれることとなり、効率の良いパティキュレートの酸化が行われこととなる。
【００４３】
また、この構成によるとＮＯ_Ｘはフィルタ部の外周部よりフィルタ部内部に流入することとなる。ウォールフロー型フィルタの外周部は、通常パティキュレートの酸化が起こり難くパティキュレートの堆積が進行し易い部位であるが、この構成によると、フィルタ部の外周部に捕集されたパティキュレートはさらにその外周側より流入したＮＯ_Ｘによって酸化されることとなる。したがって、パティキュレートの堆積は抑制されることとなり、フィルタ隔壁の目詰まり等のパティキュレート堆積に由来する不具合が抑制されるこことなる。
【００４４】
またさらに、易流部の排ガス流れ方向の下流側に、易流部からのガス流出を低温条件下で開放し高温条件下で遮蔽する下流側ガス開閉弁を設けることもできる。この下流側ガス開閉弁は、易流部からのガス流出を低温条件下で開放し高温条件下で遮蔽するものであるため、低温条件下において易流部のＮＯ_Ｘ吸着材に吸着されたＮＯ_Ｘが高温条件下でより確実にフィルタ部に流入することとなり、パティキュレートの酸化はより効率よくおこなわれることとなる。この下流側ガス開閉弁は上流側ガス開閉弁と同様の形状に形成することができ、上流側ガス開閉弁と同様の開閉機構で開閉することができる。
【００４５】
フィルタ部および易流部の排ガス流れ方向の下流部に、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒が形成されたＮＯ_Ｘ浄化部を配置することもできる。ＮＯ_Ｘはパティキュレートを酸化するとともに自身はＮＯにまで還元されるが、フィルタ部および易流部の排ガス流れ方向の下流部にＮＯ_Ｘ浄化部を配置することで、このＮＯ_Ｘ浄化部に設けられたＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒によってさらにＮ_２にまで還元されて浄化される。
【００４６】
このＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒としては、既知のものを用いることができる。たとえば、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類、Ｌａ、Ｙなどの希土類から選ばれる少なくとも一つのＮＯ_Ｘ吸蔵材と上述した酸化触媒に用いられる触媒金属等を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４７】
また、ＮＯ_Ｘ吸蔵材の量は、基材の体積１リットルあたり０．５ｇ〜３５ｇであることが好ましい。また、触媒金属の量は基材の体積１リットルあたり１ｇ〜１０ｇであることが好ましい。これはＮＯ_Ｘ浄化が良好に行われる範囲である。
【００４８】
ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒の量は、基材の体積１リットルあたり５０ｇ〜３００ｇであることが好ましい。これはＮＯ_Ｘの浄化を良好におこなうことができる範囲である。
【００４９】
また、ＮＯ_Ｘ浄化部を配置しない場合は、フィルタ部のガス流出孔側にＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を設けることが好ましい。ガス流入孔よりフィルタ部に流入した排ガスは、フィルタ隔壁を通過してガス流出孔側に移動する。この際、排ガス中のパティキュレートはフィルタ隔壁のガス流入孔側に捕集されることとなるため、ガス流出孔側にはパティキュレートの酸化・燃焼に用いられた後のＮＯ_Ｘが流入する。したがって、このフィルタ部のガス流出孔側にＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を設けることで、パティキュレートの酸化・燃焼を良好におこないつつ、ＮＯ_Ｘの浄化をおこなうことができる。
【００５０】
また、フィルタ部および易流部の排ガス流れ方向の下流部に、ガス流通の際のパティキュレートのフィルタとなり前記酸化触媒層を有する第２のフィルタ部を設けることもできる。この第２のフィルタ部を設けることで、上述したように、パティキュレートの一部が易流部およびフィルタ部によって捕集されることなく流出する場合にもパティキュレートを回収すること可能となる。この第２のフィルタ部はフィルタ部と同様のものとすることができ、また、この第２のフィルタ部に設けられる酸化触媒はフィルタ部と同様のものである。
【００５１】
ここで、ＮＯ_Ｘ浄化部を設ける場合には、この第２のフィルタ部はＮＯ_Ｘ浄化部の排ガス流れ方向の上流側に配置することが好ましい。第２のフィルタ部に捕集されたパティキュレートを酸化する場合にもＮＯ_Ｘによる気体−固体間の反応を用いる方が、パティキュレートの酸化が良好なものとなるからである。
【００５２】
さらに、第２のフィルタ部と並列に、排ガス流通抵抗の小さいバイパス部を設けることができ、このバイパス部と第２のフィルタ部とはバイパス切換弁によって切換されるものとすることもできる。このバイパス切替弁は、フィルタ部や易流部より流出した排ガスの流路を第２のフィルタ部またはバイパス部方向に切替するものである。このバイパス切替弁は、第２のフィルタ部およびバイパス部の排ガス流れ方向の上流側のみに設けることもできるし、排ガス流れ方向の上流側と下流側の両方に設けることもできる。バイパス切替弁を排ガス流れ方向の下流側にも設ける場合は、第２のフィルタ部より流出した排ガスのバイパス部への逆流や、バイパス部より流出した排ガスの第２のフィルタ方向への逆流を防止することができるため、排ガス流れをより良好に制御することができる。
【００５３】
高温条件下、すなわち易流部への排ガス流入が遮蔽されフィルタ部に排ガスが流入している状態では、パティキュレートはフィルタ部に捕集されるため、第２のフィルタ部でパティキュレートの捕集をおこなう必要はない。また、第２のフィルタ部はウォールフロー型に形成されていることから、第２のフィルタ部でパティキュレートの捕集をおこなう必要がない場合に排ガスを第２のフィルタ部に流通させることで、余計な圧損が発生し、高いエンジンの出力を得ることが難しい場合がある。したがって、エンジンの出力を向上させるためには余計な圧損をなるべく低減させる必要があるが、上述したように、排ガスの浄化のためには第２のフィルタ部を配置してパティキュレートの捕集をより確実におこなう方が好ましいという背反した事象がある。
【００５４】
このため、第２のフィルタ部とは別に、第２のフィルタ部よりも排ガス流通抵抗の低いバイパス部を設けて、第２のフィルタ部が不要となる高温条件下において排ガスの流路をバイパス部方向に切替することで、第２のフィルタ部が不要となる条件下での余計な圧損を低減させて、高いエンジンの出力を得ることが可能となる。
【００５５】
バイパス部は単に管状の形状を有し管内部が排ガス流路となるようなものでも良いし、この管内部にＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒等を担持させたものでも良い。あるいはこのバイパス部をストレートフロー型のものや排ガス流通抵抗が非常に低いウォールフロー型のものとし、さらにＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒等を担持させることも可能である。
【００５６】
ここで、第２のフィルタ部にパティキュレートが捕集されている場合は、このパティキュレートを酸化・燃焼させる必要がある。この場合、バイパス部に排ガスを流通させると第２のフィルタ部の温度はパティキュレートを酸化・燃焼させるのに十分なものとならない。したがって、第２のフィルタ部にパティキュレートが堆積しているような場合は、バイパス開閉弁を第２のフィルタ部方向に切替することによって、ここに堆積しているパティキュレートを酸化・燃焼させた後にバイパス切替弁をバイパス部方向に切替することが好ましい。
【００５７】
第２のフィルタ部へのパティキュレートの堆積は、第２のフィルタ部の排ガス流れ方向の上流側と下流側とにそれぞれ圧力センサを配置して、この２つの圧力センサから検出される圧力の差（差圧）を測定することで、検出することが可能である。ここで用いられる圧力センサは既知のものを用いることができる。また、このバイパス切替弁の切替と、上述した上流側ガス開閉弁および下流側ガス開閉弁の開閉動作とは連動しておこなうものとすることもできる。
【００５８】
また、上述した構成以外にも、フィルタ部でのパティキュレートの排ガス流れの上流側と排ガス流れの下流側とに各々圧力センサを設けて、フィルタ部の圧損を測定し、この圧損をバイパス切替弁の切替に反映させることもできる。すなわち、フィルタ部の基材を細孔径の比較的大きなもので形成するような場合、このフィルタ部へのパティキュレートの堆積量が少ない条件下では、一部のパティキュレートがこのフィルタ部のフィルタ隔壁を通り抜ける場合がある。この場合、バイパス切替弁を第２のフィルタ部方向に切替して排ガスを第２のフィルタ部に流入させ、この第２のフィルタ部によって、第１のフィルタ部を通り抜けたパティキュレートを捕集することもできる。この場合、一定量のパティキュレートがフィルタ部に堆積すると、フィルタ部からのパティキュレートの通り抜けは低減するため、バイパス切替弁をバイパス部方向に切替することで第２のフィルタ部に由来する圧損を低減させることができる。
【００５９】
本発明のディーゼル排ガス浄化用装置は、空燃比でリーン雰囲気にある一般のディーゼル排ガス中でも用いることができるが、常時はリーン雰囲気にあり、間欠的にリッチ雰囲気となるように制御された排ガス中で用いることが望ましい。リーン雰囲気下では捕集されたパティキュレートが酸化触媒あるいはＮＯ_Ｘで酸化・燃焼して除去されるとともに、排ガス中のＨＣおよびＣＯが浄化され、かつＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒にＮＯ_Ｘが吸蔵される。そして間欠的にリッチ雰囲気とすることでＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒からＮＯ_Ｘが脱離・還元され、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒層のＮＯ_Ｘ吸蔵能を回復することができ、高いＮＯ_Ｘ浄化能を長期間維持することができる。このように間欠的にリッチ雰囲気となるようにするには、空燃比を制御してもよいし、排ガス中に燃料などの還元成分を導入することも好ましい。
【００６０】
上述した空燃比の制御や上流側ガス開閉弁，下流側ガス開閉弁およびバイパス切替弁の制御は別途設けた演算手段によっておこなうことができる。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を基にして説明する。
【００６２】
（実施例１）
本発明の実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置は、ストレートフロー型の易流部をフィルタ部の周方向の外周側に配置したものである。また、本実施例１において易流部の排ガス流れ方向の上流側には上流側ガス開閉弁が設けられ、排ガス流れ方向の下流側には下流側ガス開閉弁が設られている。本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置の上流側ガス開閉弁および下流側ガス開閉弁の閉状態における模式断面図を図１に示し、本実施例１の上流側ガス開閉弁の開状態の正面図を図２に，閉状態の正面図を図３に示し、開状態の側面図を図４に示す。
【００６３】
本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１は、ウォールフロー型のフィルタ部２と、このフィルタ部２の周方向の外周側に配置されたストレートフロー型の易流部３とを有する。本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１は断面φ１０３ｍｍ、長さ１５５ｍｍに形成されている。このうち易流部３の部分の基材は、容積０．６５リットル，気孔率４０％，セル密度６２ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２であり、セル上流端４とセル下流端５とがそれぞれ開口して壁厚０．１ｍｍの隔壁６によって区画されたガス流通孔７が形成されているコージェライト製多孔質セラミックハニカム構造体よりなる。本実施例１において、易流部３の基材の各隔壁６の表面および／または内部には、ＺｒＯ_２からなるＮＯ_Ｘ吸着材とＰｔコロイドと硝酸Ｐｄの混合物（Ｐｔ−Ｐｄ複合コロイド）からなる触媒金属が担持されている。本実施例１の易流部３において、ＮＯ_Ｘ吸着材および触媒金属の担持量は、基材の体積１リットルあたりＺｒＯ_２２４０ｇ，Ｐｔコロイド２ｇ，硝酸Ｐｄ２ｇであった。
【００６４】
フィルタ部２の部分の基材は、容積０．６５リットル，気孔率６５％，セル密度４６．５ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２のコージェライト製多孔質セラミックハニカム構造体であり、セル上流端８とセル下流端９とがそれぞれ目詰めされてガス流入孔１０およびガス流出孔１１が形成されているものである。また、ガス流入孔１０とガス流出孔１１とは壁厚０．３ｍｍのフィルタ隔壁１２によって区画されている。また、本実施例１において、フィルタ部２のガス流入孔１０を区画するフィルタ隔壁１２のガス流入孔１０側の表面および／または内部には、ＣｅＯ_２からなる多孔質酸化物とＦｅからなる触媒金属が担持されている。本実施例１のフィルタ部２において、多孔質酸化物および触媒金属の担持量は、基材の体積１リットルあたりＣｅＯ_２１５０ｇ，Ｆｅ７．５ｇであった。
【００６５】
また、易流部３とフィルタ部２とは体積の比率が１：１となるように形成されている。
【００６６】
本実施例１において、易流部３とフィルタ部２とは同心円状に形成されたものであり、このうち易流部３はドーナッツ状に形成されている。本実施例１において、上流側ガス開閉弁（弁１）と下流側ガス開閉弁（弁２）とは同じ形状に形成されている。弁１を例に挙げると、この弁１は同一形状の２枚の弁片１３よりなる。各々の弁片１３は半円平板の円心部分が半円状に切り欠きされた形状に形成され、２枚の弁片１３を合わせると易流部３に対応したドーナッツ状の平板となるように形成されている。各々の弁片１３は、易流部３に対して円直径部分１４を軸として回動するように配置されている。したがって、閉状態において易流部３は各々の弁片１３によって遮蔽され、また、開状態において各々の弁片１３の円直径部分１４を軸とする回動によって開放されることとなる。
【００６７】
易流部３の所定位置には熱電対からなる温度センサ１５が設けられている。この温度センサ１５により測定された温度条件にしたがって上述した弁１および弁２の回動を制御する。すなわち、温度センサ１５によって測定された易流部３内の温度は図示しない演算部に送られる。ここで、易流部３内の温度が３５０℃以上の場合を高温条件とし３５０℃未満の場合を低温条件と判断して、図示しない回動モータの駆動をおこなう。高温条件時には回動モータの駆動により円直径部分１４を中心として各々の弁片１３を易流部３を遮断する方向に回動させる。また、低温条件時には回動モータの駆動により各々の弁片１３を易流部３を開放する方向に回動させる。
【００６８】
以下に本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１の易流部３およびフィルタ部２の製作方法を示す。
【００６９】
本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１の易流部３とフィルタ部２とは、別々にコートをおこない焼成した後に一体に組み合わせられるものである。このうちフィルタ部２は以下のように制作された。
（１）Ｆｅ（ＮＯ_３）_３・９Ｈ_２Ｏ（市販品，純度＝９９ｗｔ％）１９２．３ｇを純粋に溶かした水溶液１リットルを調製した。
（２）ＣｅＯ_２粉末５００ｇを（１）の水溶液に入れ、１２０℃で攪拌した。
（３）６時間後、１２０℃の乾燥機の中に入れて水分をとばした。
（４）乾燥後、５００℃で２時間焼成し、その後に解砕した。
（５）（４）で得られたＦｅ（５ｗｔ％）／ＣｅＯ_２の粉末５２６．３ｇおよびセリアゾル１００ｇを純水に入れコート液を調製した。このとき、固形分量が２０ｗｔ％となるようにした。
（６）フィルタ部２の基材を（５）で調製したコート液に２分間浸漬させた。
（７）フィルタ部２の基材を、浸漬させた方向から５秒間吸引し、その後逆方向から１秒間吸引した。
（８）浸漬・吸引後フィルタ部２の基材を室温で乾燥させた後に１２０℃で乾燥させ、さらに２５０℃で乾燥させ、乾燥終了後秤量した。
（９）基材１リットルあたりのコート量が１５０ｇになるまで（６）〜（８）を繰り返した。
（１０）基材１リットルあたりのコート量が１５０ｇになったら、５００℃で２時間の焼成をおこなった。
【００７０】
（１）〜（１０）の工程によって、フィルタ部２の基体にＦｅおよびＣｅＯ_２が担持されて、ディーゼル排ガス浄化用装置１のフィルタ部２が制作された。
【００７１】
本実施例では上述したように、最初にＦｅ／ＣｅＯ_２を調製する乾固担持法によってＣｅＯ_２へのＦｅの担持をおこなったが、担持法はこれに限定されるものではなく、例えばイオン交換等によっておこなうこともできる。
【００７２】
易流部３の制作は以下のようにおこなった。
（１１）Ｐｔコロイド薬液（Ｐｔ＝４．０ｗｔ％，ＰＶＰ使用）１５０ｇを純水に溶かした水溶液１リットルを調製した。
（１２）（１）のＰｔコロイド水溶液にＺｒＯ_２粉末６００ｇを入れて１２０℃で攪拌した。
（１３）６時間後、１２０℃の乾燥機の中に入れて水分をとばした。
（１４）乾燥後、５００℃で２時間焼成し、その後に解砕した。
（１５）（１４）で得られた粉末６０６ｇおよびジルコニアゾル２００ｇを混ぜた水溶液を調製した。このとき、固形分量が４０ｗｔ％となるようにした。
（１６）易流部３の基材に（１５）で調製したコート液を流し込み、逆側から吸引した。
（１７）コート量が２４２ｇ／Ｌとなるまでコートできたら、１２０℃で乾燥しその後５００℃で２時間焼成した。。
（１８）硝酸Ｐｄ薬液（Ｐｄ＝４．５ｗｔ％）４４．４ｇを純水に溶かした水溶液１リットルを調製した。
（１９）（１７）でコートされた易流部３の基材を９０℃に保った（１８）の水溶液中に繰り返し浸漬し取りだした。
（２０）約３時間後、水溶液の色が透明になったら易流部３を取り出し、１２０℃で乾燥させ５００℃で２時間焼成した。
【００７３】
（１１）〜（２０）の工程によって、易流部３の基体にコロイドＰｔ，硝酸ＰｄおよびＺｒＯ_２が担持されて、ディーゼル排ガス浄化用装置１の易流部３が制作された。
【００７４】
本実施例では乾固担持法によってＺｒＯ_２へのコロイドＰｔの担持をおこなったが、担持法はこれに限定されるものではなく、例えばイオン交換等によっておこなうこともできる。
【００７５】
（１）〜（１０）の工程で制作されたフィルタ部２と（１１）〜（２０）の工程で制作された易流部３とを組み合わせ一体化させて本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１のフィルタ部２と易流部３とを得た。
【００７６】
本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１における排ガスの浄化機構を以下に説明する。
【００７７】
本実施例１において、易流部３はフィルタ部２よりもガス流通抵抗が低く形成されている。したがって、易流部３にはフィルタ部２よりも優先的に排ガスが流入する。
【００７８】
低温条件下において、排ガスがガス流通孔７より易流部３に流入すると、易流部３に担持されたＮＯ_Ｘ吸着材によって排ガス中のＮＯ_Ｘが吸着される。一方、排ガス中のパティキュレートは易流部３より流出して、易流部３の排ガス流れ方向の下流部に配置されているフィルタ部２のガス流入孔１０に流入する。ガス流入孔１０に流入したパティキュレートは、フィルタ隔壁１２に捕集され、フィルタ隔壁１２に担持されている酸化触媒によって一部が酸化・燃焼される。
【００７９】
高温条件下においては、酸化触媒の触媒活性は高くなりフィルタ部２のフィルタ隔壁１２に捕集されているパティキュレートの連続酸化がおこなわれる。
【００８０】
また、高温条件下において、弁１および弁２が易流部３へのガス流入および易流部３からのガス流出を遮蔽するため、排ガスはフィルタ部２に流入することとなる。したがって、排ガス中のパティキュレートがフィルタ隔壁１２に捕集されると同時に、フィルタ部２に捕集されたパティキュレートの酸化・燃焼が排ガス中のＮＯ_Ｘによっておこなわれる。
【００８１】
さらに、易流部３のＮＯ_Ｘ吸着材に吸着されていたＮＯ_Ｘは放出されて易流部３より流出し、ガス流入孔１０よりフィルタ部２に流入するため、このＮＯ_Ｘによってもパティキュレートの酸化・燃焼がおこなわれる。したがって、パティキュレートの酸化・燃焼は、酸化触媒とＮＯ_Ｘとの両方の作用によっておこなわれることとなり、パティキュレートの燃焼は効率の良いものとなる。
【００８２】
そして、この構成によると、高温条件下において易流部３より流出する排ガスは下流側ガス開閉弁によって誘導されて確実にフィルタ部２に流入する。したがって、低温条件下でＮＯ_Ｘ吸着材に吸着されたＮＯ_Ｘは高温条件下で確実にフィルタ部２に流入することとなり、排ガス中のＮＯ_Ｘを気体酸化剤として無駄なく利用することが可能となる。
【００８３】
また、本実施例１において易流部３はフィルタ部２の周方向の外周側に配置されているため、ＮＯ_Ｘ吸着材より放出されたＮＯ_Ｘは易流部３と接するフィルタ部２の外周部よりフィルタ部２に流入する。したがって、パティキュレートの酸化はフィルタ部２の外周部より行われることとなり、フィルタ部２の外周部に堆積したパティキュレートはこのＮＯ_Ｘによって良好に酸化・燃焼されることとなる。このため、本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１においては、パティキュレートの堆積が生じやすいフィルタ部２の外周部においてもパティキュレートの堆積は抑制され、上述した効果に加えて、ディーゼル排ガス浄化用装置１のパティキュレート堆積による劣化を抑制することが可能となる。
【００８４】
さらに、本実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１において、フィルタ部２の周方向の外周部に易流部３が配置されていることから、この易流部３がフィルタ部２の断熱材としての作用も有する。このため、比較的低温となり易いフィルタ部２外周部の温度は高温に保たれ易くなり、外周部におけるパティキュレートの酸化・燃焼はより生じ易いものとなり、パティキュレートの堆積はより抑制されることとなる。
【００８５】
（実施例２）
本発明の実施２のディーゼル排ガス浄化用装置は、ウォールフロー型の易流部を実施例１と同じフィルタ部の周方向の外周側に配置したものである。また、本実施例２のディーゼル排ガス浄化用装置は、易流部の構造以外は実施例１と同様に形成されたものである。本実施例２のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図を図５に示す。
【００８６】
本実施例２のディーゼル排ガス浄化用装置１６において、易流部１７の基材としては、コージェライト製多孔質セラミックハニカム構造体を用いた。この多孔質セラミックハニカム構造体は容積０．６５リットル，気孔率７０％，セル密度４６．５ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２であり、セル上流端１８とセル下流端１９とがそれぞれ目詰めされてガス流入孔２０およびガス流出孔２１が形成されているものである。また、ガス流入孔２０とガス流出孔２１とは壁厚０．３ｍｍのフィルタ隔壁２２によって区画されている。また、本実施例２において、易流部１７のガス流入孔２０およびガス流出孔２１を区画するフィルタ隔壁２２の表面および／または内部には、実施例１と同じＮＯ_Ｘ吸着材および触媒金属が実施例１と同量担持されている。
【００８７】
本実施例２のディーゼル排ガス浄化用装置１６は、易流部１７がウォールフロー型に形成されていることから、易流部１７によってもパティキュレートの捕集がおこなわれること以外は実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置１６と同様の排ガスの浄化機構を有するものである。また、易流部１７に捕集されたパティキュレートの酸化・燃焼は、低温時に流入するＮＯ_Ｘおよび高温時に放出されるＮＯ_Ｘの一部によっておこなわれる。
【００８８】
（実施例３）
本発明の実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置は、実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置のフィルタ部のガス流出孔を区画するフィルタ隔壁に、さらにＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を設けたものである。本実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図を図６に示す。
【００８９】
本実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置２３はＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を有するものであり、このＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒はＢａよりなるＮＯ_Ｘ吸蔵剤とＰｔよりなる触媒金属とより構成されるものである。このＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒はフィルタ部２４のガス流出孔２５を区画するフィルタ隔壁２６の表面および内部に、基材の体積１リットルあたり２７．４ｇのＢａおよび２ｇのＰｔが担持されて形成されている。
【００９０】
また、本実施例３においてＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒は、実施例１における酸化触媒と同様の工程で形成されている。
【００９１】
本実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置２３は、パティキュレートを酸化・燃焼することでＮＯ_Ｘより生成したＮＯが、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒でＮ_２にまで還元されて浄化されること以外は、実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置２３と同様の排ガスの浄化機構を有するものである。
【００９２】
（実施例４）
本発明の実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置は、実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置の排ガス流れ方向の下流側に、さらにＮＯ_Ｘ浄化部を配置したものである。本実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図を図７に示す。
【００９３】
本実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置２７のＮＯＸ浄化部２８は、易流部２９と同じ基材を用い、この基材に実施例３と同じＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を設けたものである。
【００９４】
本実施例４において、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒は基材の体積１リットルあたり２７．４ｇのＢａおよび２ｇのＰｔが担持されて形成されている。
【００９５】
本実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置２７は、パティキュレートを酸化・燃焼することでＮＯ_Ｘより生成したＮＯが、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒でＮ_２にまで還元されて浄化されること以外は、実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置２７と同様の排ガスの浄化機構を有するものである。
【００９６】
また、本実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置２７は実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置２７とは同様の作用を有するが、実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置２７よりも圧損を低減させたものである。すなわち、本実施例４ではＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒がフィルタ部３０とは別に設けたストレートフロー型のＮＯＸ浄化部２８に形成されている。ストレートフロー構造は圧損をほとんど生じないことから、このストレートフロー型のＮＯＸ浄化部２８にＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を設け、フィルタ部３０の触媒コート量を低減させることで、ディーゼル排ガス浄化用装置２７に生じる圧損の総量を低減させることが可能となる。
【００９７】
（実施例５）
本発明の実施例５のディーゼル排ガス浄化用装置は、実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置のＮＯ_Ｘ浄化部の直前に第２のフィルタ部とバイパス部とを並列に配置し、第２のフィルタ部およびバイパス部の排ガス流れ方向の上流側と、下流側とに各々バイパス切替弁を配置したものである。本実施例５のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図を図８に示す。
【００９８】
本実施例５において、第２のフィルタ部３１の基材としては、断面φ１０３ｍｍ、長さ１５５ｍｍのコージェライト製多孔質セラミックハニカム構造体を用いた。この多孔質セラミックハニカム構造体は容積１．３リットル，気孔率６５％，セル密度４６．５ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２であり、セル上流端３２とセル下流端３３とがそれぞれ目詰めされてガス流入孔３４およびガス流出孔３５が形成されているものである。また、ガス流入孔３４とガス流出孔３５とは壁厚０．３ｍｍのフィルタ隔壁３６によって区画されている。また、本実施例５において、第２のフィルタ部３１のガス流入孔３４を区画するフィルタ隔壁３６の表面および内部には、ＣｅＯ_２からなる多孔質酸化物とＦｅからなる触媒金属が担持されている。本実施例５の第２のフィルタ部３１において、多孔質酸化物および触媒金属の担持量は、基材の体積１リットルあたりＣｅＯ_２１５０ｇ，Ｆｅ７．５ｇであった。
【００９９】
また、本実施例５においてバイパス部３７としてはサス製の管を用いた。バイパス部３７と第２のフィルタ部３１との分岐部にはバイパス切替弁３８が設けられている。このうちバイパス部３７およびフィルタ部３９の排ガス流れ方向の上流側に配置されるバイパス切替弁３８を弁３とし、下流側に配置されるバイパス切替弁３８を弁４とする。この弁３および弁４の動作は、弁１および弁２の動作と関連して制御される。
【０１００】
本実施例５においては、実施例１と同じ位置に設けられた温度センサ４０以外にもフィルタ部３９の排ガス流れ方向の上流側および下流側に第１の圧力センサ４１が設けられ、第２のフィルタ部３１の排ガス流れ方向の上流側および下流側に第２の圧力センサ４２が設けられている。
【０１０１】
第１の圧力センサ４１はフィルタ部３９の圧損を測定するものであり、第２の圧力センサ４２は第２のフィルタ部３１の圧損を測定するものである。ここで測定した圧力は図示しない演算部に送られ、この演算部で温度条件とも関連して制御される。この制御機構を示すフローチャートを図９に示し、以下に本実施例５のディーゼル排ガス浄化用装置の浄化機構を説明する。
【０１０２】
エンジンの動作がスタートすると、まず、易流部４３の温度センサ４０の値が演算部にて読み込まれ（ステップ１００）、温度が３５０℃以上か否かの判断がおこなわれる（ステップ１０１）。温度が３５０℃以下の低温条件の場合では、ステップ１０２によって弁１および弁２は開状態となり、易流部４３への排ガスの流入は開放される。このとき、弁３および弁４は第２のフィルタ部３１方向に切替される。このため、易流部４３より流出した排ガスは第２のフィルタ部３１方向に誘導され、この第２のフィルタ部３１によって易流部４３より流出したパティキュレートの捕集がおこなわれる。所定時間が経過した後に、再度ステップ１００に戻り、易流部４３の温度センサ４０の値が演算部にて読み込まれ、ステップ１０１によって温度が３５０℃以上か否かの判断がおこなわれる。このステップ１００および１０１は、温度が３５０℃以上となるまで繰り返しおこなわれる。
【０１０３】
温度が３５０℃以上の高温条件の場合では、ステップ１０３に進み、弁１および弁２が閉状態となり、易流部４３が遮蔽されてフィルタ部３９への排ガスの流入がおこなわれ、フィルタ部３９によるパティキュレートの捕集と燃焼とがおこなわれる。このとき同時に易流部４３のＮＯ_Ｘ吸着材に吸着されていたＮＯ_Ｘがフィルタ部３９方向に流入する。この場合弁３および弁４は第２のフィルタ部３１方向に切替されて、フィルタ部３９より流出した排ガス流れを第２のフィルタ部３１方向に誘導する。この後に、ステップ１０４によってフィルタ部３９前後に配置された圧力センサの値が演算部にて読み込まれ、ステップ１０５によるフィルタ部３９前後での差圧、すなわちフィルタ部３９の圧損が所定の値より大きいか否かの判断がおこなわれる。
【０１０４】
本実施例において、フィルタ部３９はパティキュレートが多少堆積した状態で使用することを想定して形成されており、使用初期段階のパティキュレートの体積が非常に少ない状態においては、フィルタ部３９からのパティキュレートの多少のすり抜けが発生する。したがって、フィルタ部３９前後での差圧が所定の値より小さい場合、すなわち、フィルタ部３９へのパティキュレートの堆積量が少なくフィルタ部３９からのパティキュレートのすり抜けが発生する場合には、ステップ１０６により弁１および弁２の閉状態は維持され、かつ、第２のフィルタ部３１におけるパティキュレートの捕集は継続される。ここでいう差圧の所定の値とは、気孔率や平均細孔径等のフィルタ部３９の構造によって適宜設定されるものである。所定時間が経過した後に、再度ステップ１０４に戻り、フィルタ部３９前後の圧力センサの値が演算部にて読み込まれ、ステップ１０５により差圧が所定の値より大きいか否かの判断がおこなわれる。このステップ１０４および１０５は、差圧が所定の値を超えるまで繰り返しおこなわれる。
【０１０５】
フィルタ部３９前後の差圧が所定の値を超える場合、ステップ１０７に進み、第２のフィルタ部３１前後の圧力センサの値が演算部にて読み込まれ、ステップ１０８によって第２のフィルタ部３１前後での差圧、すなわち第２のフィルタ部３１の圧損が所定の値より大きいか否かの判断がおこなわれる。ここでいう差圧とは、第２のフィルタ部３１へのパティキュレートの堆積が進行しこの第２のフィルタ部３１の再生が必要となるような差圧のことである。差圧が所定の値より大きい場合、ステップ１０９によって第２のフィルタ部３１への排ガスの流入は継続される。したがって、第２のフィルタ部３１は高温条件となり、この第２のフィルタ部３１に捕集されたパティキュレートの酸化が行われる。所定時間が経過した後に、再度ステップ１０７に戻り、第２のフィルタ部３１前後の圧力センサの値が演算部にて読み込まれ、ステップ１０８による差圧が所定の値より大きいか否かの判断がおこなわれる。このステップ１０７および１０８は、差圧が所定の値以下となるまで繰り返しおこなわれる。
【０１０６】
第２のフィルタ部３１前後の差圧が所定の値以下である場合、第２のフィルタ部３１へのパティキュレートの堆積はないため、ステップ１１０に進み、弁２はバイパス部３７方向に切り替えられる。このため、ディーゼル排ガス浄化用装置の圧損はさらに低減される。また、所定時間が経過した後に、再度ステップ１００に戻り、ステップ１００からステップ１１０が繰り返される。
【０１０７】
（比較例）
本比較例のディーゼル排ガス浄化用装置は、ウォールフロー型の基体に酸化触媒を設けたフィルタ部と、実施例５のＮＯ_Ｘ浄化部と同じＮＯ_Ｘ浄化部を有するものである。本比較例のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図を図１０に示す。
【０１０８】
本比較例のディーゼル排ガス浄化用装置において、フィルタ部４４の基材としては、断面φ１０３ｍｍ、長さ１５５ｍｍのコージェライト製多孔質セラミックハニカム構造体を用いた。この多孔質セラミックハニカム構造体は容積１．３リットル，気孔率６５％，セル密度４６．５ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２であり、セル上流端４５とセル下流端４６とがそれぞれ目詰めされてガス流入孔４７およびガス流出孔４８が形成されているものである。また、ガス流入孔４７とガス流出孔４８とは壁厚０．３ｍｍのフィルタ隔壁４９によって区画されている。また、本比較例において、フィルタ部４４のガス流入孔４７を区画するフィルタ隔壁４９の表面および内部には、ＣｅＯ_２からなる多孔質酸化物とＦｅからなる触媒金属が担持されている。本比較例のフィルタ部４４において、多孔質酸化物および触媒金属の担持量は、基材の体積１リットルあたりＣｅＯ_２１５０ｇ，Ｆｅ７．５ｇであった。
【０１０９】
本比較例のディーゼル排ガス浄化用装置においてはこのフィルタ部４４でパティキュレートの捕集がおこなわれるとともに、フィルタ部４４に設けられた酸化触媒によってパティキュレートの酸化・燃焼がおこなわれる。そして、フィルタ部４４より流出した排ガスは、このフィルタ部４４の排ガス流れ方向の下流側に配置されているＮＯ_Ｘ浄化部５０に流入し、このＮＯ_Ｘ浄化部で排ガス中のＮＯ_Ｘは還元される。
【０１１０】
（ディーゼル排ガス浄化用装置性能試験）
実施例５および比較例のディーゼル排ガス浄化用装置について、ディーゼル排ガス浄化用装置性能試験を行った。試験は以下の通り行った。
【０１１１】
（Ｉ）まず、実施例および比較例のディーゼル排ガス浄化用装置の排ガス流れ方向の上流側に１．８Ｌコモンレールディーゼルエンジンを接続した。このエンジンをエンジン回転数２０００ｒｐｍで駆動して、ディーゼル排ガス浄化用装置にこのエンジンより排出される排ガスを流通させた。このとき温度条件は１００℃の低温条件としたことにより、実施例６のディーゼル排ガス浄化用装置においては上流側ガス開閉弁および下流側ガス開閉弁を開状態として、易流部への排ガス流入を開放した。この状態で排ガスを３０分間流通させるとともにＮＯ_Ｘ浄化部より流出したＮＯ_Ｘの総量を測定し、このＮＯ_Ｘの総量と別途測定した３０分間に流通する排ガス中のＮＯ_Ｘの総量とにより１００℃の温度条件におけるＮＯ_Ｘ浄化率を算出した。
【０１１２】
（ＩＩ）次にエンジン回転数はそのままで温度条件を３５０℃の高温条件とした。このとき実施例６のディーゼル排ガス浄化用装置においては上流側ガス開閉弁および下流側ガス開閉弁は閉状態であり、易流部への排ガス流入は遮断されて排ガスはフィルタ部へ流入する。このとき、リーン／リッチ＝５５ｓｅｃ／５ｓｅｃを１サイクルとした雰囲気変動操作をおこない、この１サイクルあたりのＮＯ_Ｘ浄化部より流出したＮＯ_Ｘの総量を測定し、このＮＯ_Ｘの総量と（Ｉ）と同
じ３０分間に流通する排ガス中のＮＯ_Ｘの総量とにより１サイクルあたりのＮＯ_Ｘ浄化率を求めた。また、この操作を４００℃の温度条件においてもおこなった。
【０１１３】
（ＩＩＩ）（ＩＩ）の操作終了後、実施例６のディーゼル排ガス浄化用装置においてはフィルタ部と易流部との一体型フィルタを、比較例のディーゼル排ガス浄化用装置においてはフィルタ部を取り外し、電気炉で６００℃，３時間の温度条件で焼成をおこなった。この焼成でフィルタ部に堆積したパティキュレートが酸化・燃焼しフィルタの再生がおこなわれた。焼成後各々のディーゼル排ガス浄化用装置を組立した。
【０１１４】
（ＩＶ）（Ｉ）の操作を再度行い、そののちに１００℃の温度条件でフィルタ部に３０分間排ガスを流入させて、パティキュレートを堆積させた。
【０１１５】
（Ｖ）フィルタ部にパティキュレートが堆積したディーゼル排ガス浄化用装置に、３５０℃，入りガスのパティキュレート量０．５ｇ／Ｌ・ｈｒの条件で排ガスの流通を開始した。流通開始後、入りガスのパティキュレート量を増加させ、フィルタ部の圧損上昇率が０となるパティキュレート量を測定してフィルタ部のパティキュレート酸化速度を求めた。ガス流通条件はトルク，燃料噴射量，流入空気量を調整することで設定した。
【０１１６】
（ＩＩ）の操作で得られたＮＯ_Ｘ浄化率を図１１に示す。また、（Ｖ）の操作で得られたフィルタ部のパティキュレート酸化速度を図１２に示す。
【０１１７】
図１４に示されるように、実施例のディーゼル排ガス浄化用装置は比較例よりも高いパティキュレート酸化速度を示す。これは、１００℃の低温条件下でＮＯ_Ｘ吸着材により吸着されたＮＯ_Ｘが３５０℃の高温条件下で放出され、フィルタ部内に侵入したことで、このＮＯ_Ｘによってフィルタ部の外周部に堆積したパティキュレートが酸化・燃焼されたためであると考えられる。
【０１１８】
また、図１３に示すように、実施例のディーゼル排ガス浄化用装置は比較例と比べて１００℃の温度条件下におけるＮＯ_Ｘ浄化率が向上している。これは、ＮＯ_Ｘ吸着材によってＮＯ_Ｘが吸着されたためであると考えられる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明のディーゼル排ガス浄化用装置によると、易流部とフィルタ部とを設け、易流部で吸着したＮＯ_Ｘをフィルタ部に供給する構成としたことでＮＯ_Ｘを無駄なく利用することができ効率の良いパティキュレートの酸化を行うことができる。
【０１２０】
さらに、フィルタ部の周方向の外周側に易流部を配置する場合には、フィルタ部におけるパティキュレートの酸化は周方向の外周部よりおこなわれる。このため、パティキュレートが堆積しやすい外周部においてもパティキュレートの酸化が良好におこなわれるため、フィルタ部の圧損の上昇を抑制することができ、また、パティキュレート堆積によるフィルタの劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のディーゼル排ガス浄化用装置の上流側ガス開閉弁および下流側ガス開閉弁の閉状態における模式断面図である。
【図２】本発明の実施例１の上流側ガス開閉弁の開状態の正面図である。
【図３】本発明の実施例１の上流側ガス開閉弁の閉状態の正面図である。
【図４】本発明の実施例１の上流側ガス開閉弁の開状態の側面図である。
【図５】本発明の実施例２のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図である。
【図６】本発明の実施例３のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図である。
【図７】本発明の実施例４のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図である。
【図８】本発明の実施例５のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図である。
【図９】本発明の実施例５のディーゼル排ガス浄化用フィルタ型触媒における各弁の制御機構を示すフローチャートである。
【図１０】比較例のディーゼル排ガス浄化用装置の模式断面図である。
【図１１】本発明のディーゼル排ガス浄化用装置と比較例のディーゼル排ガス浄化用装置とのＮＯ_Ｘ浄化率を表すグラフである。
【図１２】本発明のディーゼル排ガス浄化用装置と比較例のディーゼル排ガス浄化用装置とのフィルタ部のパティキュレート酸化速度を表すグラフである。
【符号の説明】
１：ディーゼル排ガス浄化用装置　２：フィルタ部　３：易流部　４：セル上流端　５：セル下流端　６：隔壁　７：ガス流通孔　８：セル上流端　９：セル下流端　１０：ガス流入孔　１１：ガス流出孔　１２：フィルタ隔壁　１３：弁片１４：円直径部分　１５：温度センサ
１６：ディーゼル排ガス浄化用装置　１７：易流部　１８：セル上流端　１９：セル下流端　２０：ガス流入孔　２１：ガス流出孔　２２：フィルタ隔壁
２３：ディーゼル排ガス浄化用装置　２４：フィルタ部　２５：ガス流出孔　２６：フィルタ隔壁
２７：ディーゼル排ガス浄化用装置　２８：ＮＯ_Ｘ浄化部　２９：易流部　３０：フィルタ部
３１：第２のフィルタ部　３２：セル上流端　３３：セル下流端　３４：ガス流入孔　３５：ガス流出孔　３６：フィルタ隔壁　３７：バイパス部　３８：バイパス切替弁　３９：フィルタ部　４０：温度センサ　４１：第１の圧力センサ
４２：第２の圧力センサ　４３：易流部
４４：フィルタ部　４５：セル上流端　４６：セル下流端　４７：ガス流入孔
４８：ガス流出孔　４９：フィルタ隔壁　５０：ＮＯ_Ｘ浄化部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel exhaust gas purifying apparatus for collecting particulates (particulate matter) contained in exhaust gas from a diesel engine and purifying harmful components in the exhaust gas. NO _X The present invention relates to a device for purifying diesel exhaust gas in which the oxidation rate of particulates is improved using an adsorbent.
[0002]
[Prior art]
With respect to gasoline engines, strict regulations on exhaust gas and the development of technology that can cope with it have steadily reduced harmful components in exhaust gas. However, with respect to diesel engines, regulations and technological advances have been made in gasoline because of the unique circumstances in which harmful components are emitted as particulates (particulate matter: carbon fine particles, sulfur-based fine particles such as sulfate, and high-molecular-weight hydrocarbon fine particles). It is late compared to the engine.
[0003]
As exhaust gas purifying devices for diesel engines that have been developed to date, trap type exhaust gas purifying devices (wall flow) and open type exhaust gas purifying devices (straight flow) are known. Among them, as a trap-type exhaust gas purifying apparatus, a plugged honeycomb body made of ceramic (diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF)) is known. This DPF is composed of a gas inflow side cell having a clogged opening at a cell downstream end of a ceramic honeycomb structure, a gas outflow side cell having a clogged opening at a cell upstream end, a gas inflow side cell and a gas outflow side cell. And has a cell partition as a filter for gas flow. The exhaust gas is filtered through pores of the cell partition and particulates are collected in the cell partition to suppress discharge.
[0004]
As such a DPF, a continuously regenerating DPF in which a coat layer is formed from alumina or the like on the cell partition walls of the DPF and the coat layer carries an oxidation catalyst such as platinum (Pt) is mainly used. According to the continuous regeneration type DPF, the collected particulates are oxidized and burned at a relatively low temperature by the oxidation catalyst. Therefore, by burning the particulates simultaneously with or continuously with the collection, the DPF is reduced. Can be played.
[0005]
Various types of continuous regeneration DPFs are known. For example, Japanese Patent No. 30212249 discloses that NO _x And a DPF are separately provided, and the catalyst monolith is disposed upstream of the filter. _x For supplying particulates to particulates collected by a downstream DPF is disclosed. In this case, NO _X Acts as a gaseous oxidant for particulates, NO _X The combustion of the particulates is performed by the reaction between the gas and the solids of the particulates.
[0006]
Also, Japanese Patent Publication No. 7-106290 discloses that an oxidation catalyst in which a platinum group metal is supported on an alkaline earth metal oxide is coated on a DPF, and a solid-solid reaction occurring between the particulate and the catalyst metal is performed. Utilized particulate continuous oxidation filters are disclosed.
[0007]
In addition, under low temperature conditions where continuous oxidation of particulates does not easily occur, NO _X And adsorb this NO under high temperature conditions. _X Release and supply NO _X A filter catalyst for purifying diesel exhaust gas using an adsorbent has also been developed. According to this filter catalyst for purifying diesel exhaust gas, NO _X By using both the solid-gas reaction for burning the particulates and the solid-solid reaction occurring between the catalyst metal and the particulates, the burning of the particulates can be performed better. Further, the burning of the particulates is performed under a high temperature condition in which continuous oxidation of the particulates is likely to occur, so that the burning of the particulates is performed more efficiently.
[0008]
However, in recent years, the demand for exhaust gas purification is increasing, and further improvement of exhaust gas purification technology is required.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a diesel exhaust gas purifying apparatus that can more efficiently burn particulates.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The diesel exhaust gas purifying apparatus of the present invention that solves the above-mentioned problem is a diesel exhaust gas purifying apparatus provided in an exhaust gas flow path, and a filter unit serving as a particulate filter at the time of gas flow, and a filter unit. An exhaust gas preferentially flowing into the filter portion and an easy-flow portion communicating with the gas portion such that an oxidation catalyst is provided in the filter portion; _X An adsorbent is supported.
[0011]
Generally, in a continuous regeneration type DPF, it is very difficult to completely burn and remove particulates deposited on a cell partition (hereinafter, referred to as a filter partition) serving as a filter. Therefore, even after the regeneration of the DPF, unburned particulates accumulate on the filter partition walls, and when the deposition proceeds, the filter partition walls may be clogged. In the case of DPF, the outer peripheral side in the circumferential direction is a portion where the temperature hardly rises, so that the filter partition located in this portion is a portion where the deposition of particulates is particularly likely to proceed.
[0012]
When the accumulation of particulates proceeds and the filter partition walls are clogged, the solid-solid reaction between the particulate matter collected on the filter partition walls and the catalyst metal is unlikely to occur. Further, the clogging makes it difficult to supply the gaseous oxidizing agent to the particulates, and the solid-gas reaction between the particulates and the gaseous oxidizing agent also hardly occurs. For this reason, the clogged DPF has reduced exhaust gas purification ability. In this case, the DPF needs to be replaced, but frequent replacement of the DPF is not preferable in terms of cost.
[0013]
In the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the present invention, a filter section for collecting particulates and serving as a filter for particulates, _X The easy-flow portion supporting the adsorbent is provided separately, and the easy-flow portion has a configuration in which the exhaust gas flows in with priority over the filter portion. Where NO _X As described above, the adsorbent is NO under low temperature conditions. _X NO under high temperature conditions _X It has the action of releasing.
[0014]
Therefore, according to this configuration, under low temperature conditions, NO _X Is mainly adsorbed to the easy flow portion, and the particulates are mainly collected to the filter portion. Further, since the easy-flow portion and the filter portion communicate with each other so as to allow gas flow, under high-temperature conditions, NO _X NO adsorbed by the adsorbent _X Is discharged, flows into the filter section, and oxidizes and burns the particulates collected in the filter section. Therefore, NO to the filter portion where particulates accumulate _X That is, the supply of the gaseous oxidizing agent is performed satisfactorily irrespective of the accumulation of the particulates in the filter portion, and the burning of the particulates is performed efficiently.
[0015]
The easy-flow portion is disposed on the outer peripheral side in the circumferential direction of the filter portion, and the easy-flow portion communicates with the filter portion through a wall surface in contact with the filter portion so that gas can flow therethrough. An upstream gas opening / closing valve may be provided on the upstream side in the flow direction to open the gas inflow into the easy flow section under a low temperature condition and to shield the gas flow under a high temperature condition. Furthermore, a downstream gas on-off valve that opens the gas outflow from the easy-flow portion under low-temperature conditions and shields it under high-temperature conditions may be disposed downstream of the easy-flow portion in the exhaust gas flow direction.
[0016]
NOx is located downstream of the filter section and the easy flow section in the exhaust gas flow direction. _X NO with storage reduction catalyst _X A purifier may be provided.
[0017]
In addition, a second filter unit, which serves as a particulate filter at the time of gas flow and in which the oxidation catalyst is provided, may be disposed downstream of the filter unit and the easy flow unit in the exhaust gas flow direction.
[0018]
Furthermore, a bypass portion having a small exhaust gas flow resistance may be arranged in parallel with the second filter portion, and the second filter portion and the bypass portion may be switched by a bypass switching valve.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An apparatus for purifying diesel exhaust gas according to the present invention has a filter section and an easy-flow section.
[0020]
The filter part is a part that serves as a filter for particulates during gas flow. As a base material of the filter portion, a normal wall flow type as described above, that is, DPF can be used. The filter section is provided with a filter partition which serves as a particulate filter, and the exhaust gas flowing into the filter section passes through the filter partition and flows out of the filter section.
[0021]
An oxidation catalyst is provided on the filter partition of the filter unit. As the oxidation catalyst, any one that contains a porous oxide and a catalyst metal and that can oxidize and burn particulates and that is used in a normal DPF can be used. For example, as the porous oxide, Al ₂ O ₃ , ZrO ₂ , CeO ₂ , Fe ₂ O ₃ , TiO ₂ , SiO ₂ It is preferable to use an oxide such as these or a composite oxide composed of a plurality of these. Of these, CeO ₂ And CeO ₂ / ZrO ₂ Since they have oxygen storage / release capability, it is more preferable to use them in order to further improve purification performance.
[0022]
Further, a heat resistance improver such as Pr, La, or Y can be further added to these porous oxides.
[0023]
As the catalyst metal, at least one selected from known catalyst metals such as Pt, Fe, Mn, Co, Ni, Cu, Pd, Rh, and Ag can be used.
[0024]
The amount of the porous oxide is preferably 50 g to 300 g per liter of the base material, and the amount of the catalyst metal is preferably 0.5 g to 15 g per liter of the base material. If it is more than this, the pressure loss of the filter part increases, and if it is less than this, the particulates cannot be oxidized and burnt satisfactorily. In addition, in this specification, the volume of a base material represents the amount of bulk of a base material.
[0025]
The easy flow portion is a portion into which the exhaust gas flows in with priority over the filter portion. By arranging this easy flow portion, for example, on the upstream side of the exhaust gas flow direction of the filter portion, the exhaust gas can flow into the easy flow portion with priority over the filter portion. Alternatively, the base material of the easy flow portion may be formed so as to have a lower gas flow resistance than the base material of the filter portion, and the easy flow portion may be arranged in parallel with the filter portion in the exhaust gas flow direction. Further, the easy-flow portion and the filter portion may be formed of the same base material, and the coating amount of the catalyst or the like on the easy-flow portion may be smaller than that of the filter portion.
[0026]
In order to make the base material of the easy flow portion have a lower gas flow resistance than the filter portion, the easy flow portion may be of a straight flow type, or may have a lower gas flow resistance than the filter portion. It may be a wall flow type. Here, in the case of a wall flow type, even if the gas flow resistance in the state before use is the same, the gas flow resistance in the state after start of use is different due to the particulate trapping ability of the filter partition wall. There are cases. From this, the gas flow resistance in this case refers to the gas flow resistance in a state in which the apparatus for purifying diesel exhaust gas is used, that is, the gas flow resistance under the condition where particulates are deposited. It indicates the gas flow resistance in a state where 1 g of the particulates per 1 g is deposited.
[0027]
When the base material of the easy flow portion is a wall flow type having a lower gas flow resistance than that of the filter portion, for example, the pore size of the base material of the easy flow portion is larger than the base material of the filter portion. By increasing the porosity or increasing the cell diameter, an easy-flow portion having a desired gas flow resistance can be formed.
[0028]
NO carried on the easy flow part _X As an adsorbent, ZrO ₂ , Zeolite, spinel, MgAl ₂ O ₄ , Al ₂ O ₃ Etc. or those having both acidic and basic properties. _X Adsorbs NO under high temperature conditions _X Can be used. Here, the low-temperature condition and the high-temperature condition referred to in the present invention refer to a temperature range of 350 ° C., which is a temperature range in which the oxidation activity of a normal oxidation catalyst is exhibited, a higher temperature range being a high temperature condition, It is a low temperature condition. For example, ZrO ₂ Is NO at room temperature to 350 ° C. _X At a temperature of 350 ° C to 400 ° C. _X Has the property of desorbing.
[0029]
NO _X It is preferable to add at least one of La, K, and Ca to the adsorbent. NO _X By adding these to the adsorbent, NO _X The durability of the adsorbent can be improved. This La, K, Ca is ZrO ₂ NO _X It is particularly preferable to add it when used as an adsorbent.
[0030]
In the present invention, the easy flow portion is NO. _X A configuration in which the catalyst metal is supported together with the adsorbent may be employed. NO _X By supporting the catalyst metal together with the adsorbent, NO _X NO adsorbed on adsorbent _X The amount can be increased.
[0031]
As the catalyst metal used here, it is preferable to use a noble metal having an oxidation catalytic ability, such as Pt, Pd, and Ag. Here, for example, Pd itself has NO _X NO because of its adsorption ability _X When it is desired to further improve the adsorption ability, it is preferable to use Pd. Further, the oxidation catalyst is preferably used in the form of one or a mixture of two kinds of ammine-based Pt and Pd nitrate. Further, the oxidation catalyst may be used in the form of a colloid Pt, a Pt-Pd composite colloid, or a mixture of Pt colloid and Pd nitrate. It is more preferable to use.
[0032]
Colloidal Pt and Pd are supported in a state close to metal. Pt or Pd supported in such a state can be oxidized even when exposed to high temperature conditions such as calcination after being supported, thereby avoiding the problem that the catalyst activity is reduced. Can be held.
[0033]
Note that NO _X The amount of the adsorbent is preferably 50 g to 300 g per liter of the base material, and the amount of the catalyst metal is preferably 0.5 g to 10 g per liter of the base material. If it is larger than this, the pressure loss of the filter section increases, and if it is smaller than this, NO _X Does not perform good adsorption.
[0034]
In any case, the easy-flow portion and the filter portion have a structure that communicates with each other so that gas can flow. Here, the communication between the filter section and the easy flow section may be any as long as the gas can be circulated, and for example, may have a configuration in which not only gas but also particulates can be circulated. That is, it is possible to distribute the particulates from the easy-flow portion through which the exhaust gas preferentially flows toward the filter portion.
[0035]
Also, this NO _X The adsorbent can be carried not only in the easy flow portion but also in the filter portion. NO _X When the adsorbent is also carried on the filter part, first, the NO. _X It is preferable that the adsorbent is supported, and an oxidation catalyst for the filter is provided on the adsorbent. The reason is as follows.
[0036]
Since the reaction between the oxidation catalyst and the particulates is a solid-solid reaction, it is preferable that the oxidation catalyst be disposed at a position where the oxidation catalyst easily contacts the particulates. Therefore, it is preferable that the oxidation catalyst is provided on the surface layer where the particulates are collected. On the other hand, NO _X NO released from adsorbent _X Is a gas-solid reaction. Therefore, NO _X Even if the adsorbent and the particulates are arranged slightly apart from each other, a reaction occurs as long as the gas can flow. In general, an oxidation catalyst is formed having fine pores, and therefore, the oxidation catalyst is capable of gas flow. Therefore, NO _X Even if the adsorbent is provided below the oxidation catalyst, this NO _X NO released from adsorbent _X Reaches the particulates through the oxidation catalyst, and NO _X A gas-solid reaction between the gas and the particulate will occur.
[0037]
In the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the present invention, the easy-flow portion is arranged on the outer peripheral side in the circumferential direction of the filter portion, and gas flows between the easy-flow portion and the filter portion on the wall surface where the easy-flow portion and the filter portion are in contact. In addition, it is also possible to provide an upstream gas opening / closing valve on the upstream side of the easy flow portion in the exhaust gas flow direction to open the gas inflow to the free flow portion under low temperature conditions and shield it under high temperature conditions. .
[0038]
In the present invention, the easy-flow portion is a portion into which the exhaust gas flows preferentially. Therefore, when the upstream gas on-off valve opens the gas inflow to the easy-flow portion under low-temperature conditions, the exhaust gas has priority over the easy-flow portion. Inflow. For this reason, under low temperature conditions where continuous oxidation of particulates does not easily occur, NO _X Is the easy flow part NO _X Adsorbed by the adsorbent.
[0039]
The upstream gas on-off valve may be any valve that opens the gas inflow into the easy flow section under low temperature conditions and shields it under high temperature conditions, and its structure and material are not particularly limited. In order to reliably collect the particulates under the conditions, it is preferable that the exhaust gas flow to the easy flow portion under the high temperature condition can be reliably blocked. The opening and closing of the upstream gas opening and closing valve can be performed by a known opening and closing mechanism. The determination under the high temperature condition and the low temperature condition can be performed by arranging a known temperature sensor in the easy-flow portion or the filter portion and detecting the temperature here. Further, the opening and closing of the upstream gas on-off valve may be performed in conjunction with the opening and closing operations of a downstream gas on-off valve and a bypass switching valve described later.
[0040]
Here, the base material of the easy flow portion may be a straight flow type or a wall flow type as described above. When the base material of the easy flow portion is a wall flow type, at least a part of the particulates is collected on the filter partition wall of the easy flow portion under the low temperature condition. Here, in the case where the communication between the easy-flow portion and the filter portion allows not only gas but also particulates to flow, a part of the particulates flows into the filter portion from the easy-flow portion and the filter portion. It may be trapped on the filter partition.
[0041]
When the base material of the easy flow portion is of a straight flow type, the particulates flow out of the easy flow portion under this low temperature condition. The particulates flowing out of the easy-flow portion may be such that at least a part of the particulates flows into the filter portion and is collected, for example, when the communication between the easy-flow portion and the filter portion is such that the particulates can be circulated. Alternatively, some of the particulates may flow out without being collected by the easy-flow portion and the filter portion. In this case, by providing a second filter unit as described later, it is also possible to collect the particulates flowing out here.
[0042]
Under high temperature conditions, the upstream gas on-off valve shuts off the gas from flowing into the easy flow section. When the gas flow into the easy flow section is cut off, the exhaust gas flows into the filter section. In this case, the filter section includes particulates and NO in the exhaust gas. _X Also flows in. Furthermore, under high temperature conditions, NO adsorbed on _X Is desorbed and this NO _X Also flows into the filter section. For this reason, under high-temperature conditions where continuous oxidation of particulates is likely to occur, the oxidation / combustion of particulates is caused by an oxidation catalyst and NO present in exhaust gas under high-temperature conditions. _X Together with NO under low temperature conditions _X NO adsorbed by the adsorbent _X And the oxidation of the particulates is performed efficiently.
[0043]
Further, according to this configuration, NO _X Flows from the outer peripheral portion of the filter portion into the inside of the filter portion. The outer peripheral portion of the wall flow type filter is a portion where oxidation of the particulates is usually difficult to occur and the deposition of the particulates is easy to proceed, but according to this configuration, the particulates collected on the outer peripheral portion of the filter portion are further increased. NO flowing from the outer circumference _X Will be oxidized. Therefore, the accumulation of the particulates is suppressed, and the trouble caused by the particulate accumulation such as the clogging of the filter partition is suppressed.
[0044]
Further, a downstream gas on-off valve that opens the gas outflow from the easy-flow portion under low-temperature conditions and blocks it under high-temperature conditions may be provided downstream of the easy-flow portion in the exhaust gas flow direction. This downstream gas on-off valve opens the gas outflow from the easy-flow portion under low-temperature conditions and shields it under high-temperature conditions. _X NO adsorbed by the adsorbent _X Flows into the filter section more reliably under high temperature conditions, and the particulates are oxidized more efficiently. This downstream gas on-off valve can be formed in the same shape as the upstream gas on-off valve, and can be opened and closed by the same opening and closing mechanism as the upstream gas on-off valve.
[0045]
NO at the downstream of the filter section and the easy flow section in the exhaust gas flow direction _X NO with storage reduction catalyst formed _X A purifier can also be arranged. NO _X Oxidizes the particulates and reduces itself to NO. _X By arranging the purifier, this NO _X NO provided in the purification unit _X Additional N by the storage reduction catalyst ₂ It is reduced to and purified.
[0046]
This NO _X Known storage reduction catalysts can be used. For example, at least one NO selected from alkali metals such as K, Na, Li and Cs, alkaline earths such as Ba and Ca, and rare earths such as La and Y _X An occluding material and a catalyst metal or the like used for the above-described oxidation catalyst can be appropriately used in combination.
[0047]
NO _X The amount of the occluding material is preferably 0.5 g to 35 g per liter of the base material. The amount of the catalyst metal is preferably 1 g to 10 g per liter of the volume of the substrate. This is NO _X This is a range where purification is performed well.
[0048]
NO _X The amount of the storage reduction catalyst is preferably 50 g to 300 g per liter of the base material. This is NO _X This is a range in which the purification of water can be favorably performed.
[0049]
NO _X When the purifying section is not provided, NO is placed on the gas outlet side of the filter section. _X It is preferable to provide a storage reduction catalyst. Exhaust gas flowing into the filter portion from the gas inflow hole passes through the filter partition and moves to the gas outflow hole side. At this time, since the particulates in the exhaust gas are collected on the gas inlet side of the filter partition wall, NO after being used for the oxidation and combustion of the particulates on the gas outlet side. _X Flows in. Therefore, NO is added to the gas outlet side of this filter section. _X By providing the storage reduction catalyst, NOx can be satisfactorily oxidized and burned while _X Can be purified.
[0050]
Further, a second filter portion which serves as a filter for particulates during gas flow and has the oxidation catalyst layer may be provided downstream of the filter portion and the easy flow portion in the exhaust gas flow direction. By providing the second filter section, as described above, it is possible to collect the particulates even when a part of the particulates flows out without being collected by the easy-flow section and the filter section. The second filter section can be the same as the filter section, and the oxidation catalyst provided in the second filter section is the same as the filter section.
[0051]
Where NO _X When the purifying section is provided, this second filter section is NO _X It is preferable to arrange the purifier on the upstream side in the exhaust gas flow direction. NO is also used when oxidizing the particulates collected in the second filter unit. _X This is because the oxidation of particulates is better when the reaction between gas and solid is used.
[0052]
Furthermore, a bypass portion having a small exhaust gas flow resistance can be provided in parallel with the second filter portion, and the bypass portion and the second filter portion can be switched by a bypass switching valve. This bypass switching valve switches the flow path of the exhaust gas flowing out of the filter section or the easy flow section toward the second filter section or the bypass section. The bypass switching valve may be provided only on the upstream side of the second filter section and the bypass section in the exhaust gas flow direction, or may be provided on both the upstream side and the downstream side of the exhaust gas flow direction. When the bypass switching valve is also provided on the downstream side in the exhaust gas flow direction, the back flow of the exhaust gas flowing out of the second filter portion to the bypass portion and the back flow of the exhaust gas flowing out of the bypass portion in the second filter direction are prevented. Therefore, the flow of exhaust gas can be controlled better.
[0053]
Under high temperature conditions, that is, in a state in which the inflow of the exhaust gas into the easy flow portion is blocked and the exhaust gas flows into the filter portion, the particulates are collected by the filter portion, so that the particulates are collected by the second filter portion. You do not need to do it. Further, since the second filter portion is formed in a wall flow type, the exhaust gas is allowed to flow through the second filter portion when it is not necessary to collect particulates in the second filter portion. In some cases, unnecessary pressure loss occurs and it is difficult to obtain a high engine output. Therefore, in order to improve the output of the engine, it is necessary to reduce unnecessary pressure loss as much as possible. However, as described above, in order to purify the exhaust gas, the second filter section is disposed to collect particulates. There is a conflicting event that it is better to do it more reliably.
[0054]
For this reason, a bypass portion having a lower exhaust gas flow resistance than the second filter portion is provided separately from the second filter portion, and the exhaust gas flow path is bypassed under high temperature conditions where the second filter portion becomes unnecessary. By switching in the direction, it is possible to reduce unnecessary pressure loss under the condition that the second filter section is not required, and obtain a high engine output.
[0055]
The bypass section may have a simple tubular shape and the inside of the pipe may serve as an exhaust gas flow path. _X What carried an occlusion reduction catalyst etc. may be used. Alternatively, the bypass section may be a straight flow type or a wall flow type having an extremely low exhaust gas flow resistance, and _X It is also possible to carry a storage reduction catalyst or the like.
[0056]
Here, when particulates are collected in the second filter section, it is necessary to oxidize and burn the particulates. In this case, when the exhaust gas flows through the bypass, the temperature of the second filter is not sufficient to oxidize and burn the particulates. Therefore, in the case where particulates are accumulated in the second filter portion, the particulates accumulated here are oxidized and burned by switching the bypass on-off valve in the direction of the second filter portion. It is preferable that the bypass switching valve be switched to the bypass portion later.
[0057]
The accumulation of particulates in the second filter section is performed by arranging pressure sensors on the upstream side and the downstream side of the second filter section in the exhaust gas flow direction, respectively, and determining the difference between the pressures detected by the two pressure sensors. It can be detected by measuring (differential pressure). Known pressure sensors can be used here. Further, the switching of the bypass switching valve may be performed in conjunction with the opening and closing operation of the upstream gas switching valve and the downstream gas switching valve described above.
[0058]
Further, in addition to the above-described configuration, pressure sensors are provided on the upstream side of the exhaust gas flow of particulates in the filter section and on the downstream side of the exhaust gas flow, respectively, to measure the pressure loss of the filter section. Can be reflected in the switching. That is, in the case where the base material of the filter portion is formed with a relatively large pore diameter, under the condition that the amount of particulates deposited on the filter portion is small, some of the particulates may be removed from the filter partition wall of the filter portion. May pass through. In this case, the bypass switching valve is switched in the direction of the second filter unit to cause the exhaust gas to flow into the second filter unit, and the second filter unit collects the particulates passing through the first filter unit. You can also. In this case, when a certain amount of particulates accumulates in the filter unit, the passage of the particulates from the filter unit is reduced. Therefore, the pressure loss due to the second filter unit is reduced by switching the bypass switching valve toward the bypass unit. Can be reduced.
[0059]
The device for purifying diesel exhaust gas of the present invention can be used even in general diesel exhaust gas in a lean atmosphere at an air-fuel ratio, but it is always in a lean atmosphere, and in an exhaust gas controlled to be an intermittent rich atmosphere. It is desirable to use. Under a lean atmosphere, the trapped particulates are oxidized catalyst or NO _X Oxidized and combusted to remove HC and CO in the exhaust gas, and _X NO for storage reduction catalyst _X Is occluded. And by making it rich atmosphere intermittently, NO _X NO from storage reduction catalyst _X Is desorbed and reduced, NO _X NO in the storage reduction catalyst layer _X The storage capacity can be restored and high NO _X Purification ability can be maintained for a long time. In order to achieve such an intermittent rich atmosphere, the air-fuel ratio may be controlled, and it is also preferable to introduce a reducing component such as fuel into the exhaust gas.
[0060]
The control of the air-fuel ratio and the control of the upstream-side gas on-off valve, the downstream-side gas on-off valve, and the bypass switching valve described above can be performed by a separately provided arithmetic unit.
[0061]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0062]
(Example 1)
In the diesel exhaust gas purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention, a straight-flow type easy-flow portion is disposed on the outer peripheral side in the circumferential direction of the filter portion. In the first embodiment, an upstream gas on-off valve is provided on the upstream side of the easy flow portion in the exhaust gas flow direction, and a downstream gas on-off valve is provided on the downstream side in the exhaust gas flow direction. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the first embodiment in a state where the upstream gas on-off valve and the downstream gas on-off valve are closed. FIG. 2 shows the front view in a closed state, and FIG. 4 shows a side view in an open state.
[0063]
The diesel exhaust gas purifying apparatus 1 according to the first embodiment includes a wall flow type filter section 2 and a straight flow type easy flow section 3 arranged on the outer peripheral side of the filter section 2 in the circumferential direction. The diesel exhaust gas purifying apparatus 1 of the first embodiment has a cross section of 103 mm and a length of 155 mm. Of these, the base material of the easy flow portion 3 has a volume of 0.65 liter, a porosity of 40%, and a cell density of 62 cells / cm. ² It is made of a cordierite porous ceramic honeycomb structure in which a cell upstream end 4 and a cell downstream end 5 are opened and gas flow holes 7 defined by partition walls 6 having a wall thickness of 0.1 mm are formed. . In the first embodiment, ZrO 2 is provided on the surface and / or inside of each partition 6 of the base material of the easy flow portion 3. ₂ NO consisting of _X A catalytic metal comprising a mixture of an adsorbent, a Pt colloid, and Pd nitrate (Pt-Pd composite colloid) is supported. In the easy flow section 3 of the first embodiment, NO _X The loading amount of the adsorbent and the catalytic metal is ZrO / liter of the substrate. ₂ 240 g, Pt colloid 2 g, and Pd nitrate 2 g.
[0064]
The base material of the filter part 2 has a volume of 0.65 liter, a porosity of 65%, and a cell density of 46.5 cells / cm. ² In this case, the cell upstream end 8 and the cell downstream end 9 are plugged to form gas inlet holes 10 and gas outlet holes 11, respectively. The gas inlet 10 and the gas outlet 11 are defined by a filter partition 12 having a wall thickness of 0.3 mm. In the first embodiment, the surface and / or the inside of the filter partition wall 12 on the gas inlet hole 10 side that partitions the gas inlet hole 10 of the filter unit 2 is CeO. ₂ And a catalytic metal composed of Fe. In the filter unit 2 of the first embodiment, the amount of the porous oxide and the amount of the catalyst metal supported is CeO / liter of the substrate. ₂ 150 g and 7.5 g of Fe.
[0065]
Further, the easy flow portion 3 and the filter portion 2 are formed such that the volume ratio is 1: 1.
[0066]
In the first embodiment, the easy-flow portion 3 and the filter portion 2 are formed concentrically, and the easy-flow portion 3 is formed in a donut shape. In the first embodiment, the upstream gas on-off valve (valve 1) and the downstream gas on-off valve (valve 2) are formed in the same shape. Taking the valve 1 as an example, the valve 1 is composed of two valve pieces 13 having the same shape. Each valve piece 13 is formed in a shape in which the center of the semicircular flat plate is cut off in a semicircular shape, and when two valve pieces 13 are combined, a donut-shaped flat plate corresponding to the easy flow portion 3 is formed. Is formed. Each valve piece 13 is arranged so as to rotate about the circular diameter portion 14 with respect to the easy flow portion 3. Therefore, in the closed state, the easy flow portion 3 is shielded by the respective valve pieces 13, and in the opened state, it is opened by rotating the respective valve pieces 13 around the circular diameter portion 14 as an axis.
[0067]
A temperature sensor 15 composed of a thermocouple is provided at a predetermined position of the easy flow portion 3. The rotation of the above-described valves 1 and 2 is controlled in accordance with the temperature condition measured by the temperature sensor 15. That is, the temperature in the easy-flow section 3 measured by the temperature sensor 15 is sent to a calculation section (not shown). Here, when the temperature in the easy flow section 3 is 350 ° C. or higher, it is determined as a high temperature condition, and when it is lower than 350 ° C., it is determined as a low temperature condition, and a rotating motor (not shown) is driven. Under high temperature conditions, each valve piece 13 is turned around the circular diameter portion 14 in the direction of blocking the easy flow portion 3 by driving a turning motor. Further, under low temperature conditions, each valve piece 13 is rotated in a direction to open the easy flow portion 3 by driving a rotation motor.
[0068]
Hereinafter, a method of manufacturing the easy flow portion 3 and the filter portion 2 of the diesel exhaust gas purifying apparatus 1 according to the first embodiment will be described.
[0069]
The easy-flow portion 3 and the filter portion 2 of the apparatus 1 for purifying diesel exhaust gas of the first embodiment are separately combined, fired, and then integrally combined. The filter section 2 was produced as follows.
(1) Fe (NO ₃ ) ₃ ・ 9H ₂ One liter of an aqueous solution in which 192.3 g of O (commercial product, purity = 99 wt%) was purely dissolved was prepared.
(2) CeO ₂ 500 g of the powder was placed in the aqueous solution of (1) and stirred at 120 ° C.
(3) After 6 hours, the product was placed in a dryer at 120 ° C. to remove moisture.
(4) After drying, it was baked at 500 ° C. for 2 hours and then crushed.
(5) Fe (5 wt%) / CeO obtained in (4) ₂ Was added to pure water to prepare a coating solution. At this time, the solid content was adjusted to 20 wt%.
(6) The base material of the filter unit 2 was immersed in the coating solution prepared in (5) for 2 minutes.
(7) The base material of the filter unit 2 was sucked for 5 seconds from the direction in which it was immersed, and then for 1 second from the opposite direction.
(8) After the immersion / suction, the base material of the filter unit 2 was dried at room temperature, then at 120 ° C, further dried at 250 ° C, and weighed after the drying was completed.
(9) Steps (6) to (8) were repeated until the coating amount per liter of the substrate became 150 g.
(10) When the coating amount per liter of the substrate reached 150 g, baking was performed at 500 ° C. for 2 hours.
[0070]
Through the steps (1) to (10), Fe and CeO are added to the base of the filter unit 2. ₂ Was carried, and the filter section 2 of the diesel exhaust gas purifying apparatus 1 was produced.
[0071]
In this embodiment, as described above, first, Fe / CeO ₂ Is prepared by the dry solid loading method. ₂ Although Fe was supported on the substrate, the supporting method is not limited to this, and it may be performed by, for example, ion exchange.
[0072]
The production of the easy stream part 3 was performed as follows.
(11) One liter of an aqueous solution was prepared by dissolving 150 g of a Pt colloid drug solution (Pt = 4.0 wt%, using PVP) in pure water.
(12) ZrO is added to the aqueous Pt colloid solution of (1). ₂ 600 g of the powder was added and stirred at 120 ° C.
(13) After 6 hours, the product was placed in a dryer at 120 ° C. to remove moisture.
(14) After drying, it was baked at 500 ° C. for 2 hours and then crushed.
(15) An aqueous solution was prepared by mixing 606 g of the powder obtained in (14) and 200 g of zirconia sol. At this time, the solid content was adjusted to 40 wt%.
(16) The coating solution prepared in (15) was poured into the base material of the easy-flow portion 3 and sucked from the opposite side.
(17) When the coating was completed until the coating amount reached 242 g / L, the coating was dried at 120 ° C. and then fired at 500 ° C. for 2 hours. .
(18) One liter of an aqueous solution prepared by dissolving 44.4 g of a Pd nitrate chemical solution (Pd = 4.5 wt%) in pure water was prepared.
(19) The base material of the free stream portion 3 coated in (17) was repeatedly immersed in the aqueous solution of (18) kept at 90 ° C. and taken out.
(20) After about 3 hours, when the color of the aqueous solution became transparent, the easy flow portion 3 was taken out, dried at 120 ° C., and fired at 500 ° C. for 2 hours.
[0073]
By the steps (11) to (20), the base of the free-flow portion 3 is provided with colloid Pt, Pd nitrate and ZrO. ₂ Was carried, and the easy-flow part 3 of the apparatus 1 for purifying diesel exhaust gas was produced.
[0074]
In the present embodiment, ZrO ₂ The colloid Pt was loaded on the substrate, but the loading method is not limited to this. For example, the loading may be performed by ion exchange or the like.
[0075]
The filter part 2 produced in the steps (1) to (10) and the easy-flow part 3 produced in the steps (11) to (20) are combined and integrated to purify the diesel exhaust gas of the first embodiment. The filter section 2 and the easy-flow section 3 of the apparatus 1 were obtained.
[0076]
An exhaust gas purifying mechanism in the diesel exhaust gas purifying apparatus 1 of the first embodiment will be described below.
[0077]
In the first embodiment, the easy flow portion 3 is formed to have a lower gas flow resistance than the filter portion 2. Therefore, the exhaust gas flows into the easy-flow portion 3 more preferentially than the filter portion 2.
[0078]
When the exhaust gas flows into the easy-flow portion 3 from the gas flow hole 7 under a low temperature condition, the NO carried on the easy-flow portion 3 _X NO in exhaust gas by adsorbent _X Is adsorbed. On the other hand, the particulates in the exhaust gas flow out of the easy flow portion 3 and flow into the gas inflow holes 10 of the filter portion 2 disposed downstream of the easy flow portion 3 in the exhaust gas flow direction. The particulates flowing into the gas inflow holes 10 are collected by the filter partition 12 and partially oxidized and burned by the oxidation catalyst carried on the filter partition 12.
[0079]
Under high temperature conditions, the catalytic activity of the oxidation catalyst increases, and the particulates trapped in the filter partition 12 of the filter unit 2 are continuously oxidized.
[0080]
Further, under a high temperature condition, the valves 1 and 2 shield the gas from flowing into the easy flow portion 3 and the gas outflow from the free flow portion 3, so that the exhaust gas flows into the filter portion 2. Therefore, the particulates in the exhaust gas are trapped by the filter partition 12 and, at the same time, the oxidation and combustion of the particulates trapped in the filter unit 2 are reduced by NO in the exhaust gas. _X It is done by.
[0081]
Furthermore, the NO of the easy flow section 3 _X NO adsorbed by the adsorbent _X Is released and flows out of the easy flow portion 3 and flows into the filter portion 2 through the gas inflow hole 10. _X This also oxidizes and burns the particulates. Therefore, the oxidation / combustion of particulates depends on the oxidation catalyst and NO. _X Therefore, the particulate combustion becomes efficient.
[0082]
Then, according to this configuration, the exhaust gas flowing out of the easy flow section 3 under high temperature conditions is guided by the downstream gas on-off valve and flows into the filter section 2 reliably. Therefore, under low temperature conditions, NO _X NO adsorbed by the adsorbent _X Will surely flow into the filter section 2 under high temperature conditions, and NO in the exhaust gas _X Can be used as a gas oxidant without waste.
[0083]
In the first embodiment, since the easy flow portion 3 is disposed on the outer circumferential side of the filter portion 2 in the circumferential direction, NO _X NO released from adsorbent _X Flows into the filter portion 2 from the outer peripheral portion of the filter portion 2 in contact with the easy flow portion 3. Therefore, the oxidation of the particulates is performed from the outer peripheral portion of the filter portion 2, and the particulates accumulated on the outer peripheral portion of the filter portion 2 _X This results in good oxidation and combustion. For this reason, in the diesel exhaust gas purifying apparatus 1 of the first embodiment, the accumulation of the particulates is suppressed even at the outer peripheral portion of the filter unit 2 where the accumulation of the particulates is likely to occur. It is possible to suppress the deterioration of the device 1 due to particulate deposition.
[0084]
Further, in the diesel exhaust gas purifying apparatus 1 of the first embodiment, since the easy-flow portion 3 is arranged on the outer circumferential portion of the filter portion 2 in the circumferential direction, the easy-flow portion 3 serves as a heat insulating material for the filter portion 2. It also has the action of For this reason, the temperature of the outer peripheral portion of the filter portion 2 which tends to be relatively low is easily maintained at a high temperature, and the oxidation and combustion of particulates in the outer peripheral portion are more likely to occur, and the accumulation of particulates is further suppressed. Become.
[0085]
(Example 2)
The device for purifying diesel exhaust gas according to the second embodiment of the present invention has a wall flow type easy-flow portion arranged on the outer peripheral side in the circumferential direction of the same filter portion as in the first embodiment. The apparatus for purifying diesel exhaust gas of the second embodiment is formed in the same manner as the first embodiment except for the structure of the easy-flow portion. FIG. 5 is a schematic sectional view of the diesel exhaust gas purifying apparatus of the second embodiment.
[0086]
In the apparatus 16 for purifying diesel exhaust gas of the second embodiment, a porous ceramic honeycomb structure made of cordierite was used as a base material of the easy-flow portion 17. This porous ceramic honeycomb structure has a volume of 0.65 liter, a porosity of 70%, and a cell density of 46.5 cells / cm. ² The cell upstream end 18 and the cell downstream end 19 are each plugged to form a gas inflow hole 20 and a gas outflow hole 21. The gas inflow hole 20 and the gas outflow hole 21 are defined by a filter partition 22 having a wall thickness of 0.3 mm. Further, in the second embodiment, the same NO as in the first embodiment is provided on the surface and / or inside of the filter partition wall 22 for partitioning the gas inflow hole 20 and the gas outflow hole 21 of the easy flow portion 17. _X The same amount of adsorbent and catalyst metal as in Example 1 were carried.
[0087]
The diesel exhaust gas purifying apparatus 16 of the second embodiment has the same structure as that of the first embodiment except that the easy-flow section 17 also collects particulates because the easy-flow section 17 is formed as a wall flow type. It has the same exhaust gas purification mechanism as the diesel exhaust gas purification device 16. In addition, the oxidation and combustion of the particulates collected in the easy-flow portion 17 are caused by the NO flowing in at a low temperature. _X And NO released at high temperature _X Is done by a part of
[0088]
(Example 3)
The device for purifying diesel exhaust gas according to the third embodiment of the present invention further includes a NO. _X The storage reduction catalyst is provided. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the third embodiment.
[0089]
The diesel exhaust gas purifying apparatus 23 of the third embodiment has NO _X It has an occlusion reduction catalyst. _X NO for the storage reduction catalyst is made of Ba _X It is composed of an occluding agent and a catalytic metal composed of Pt. This NO _X The occlusion reduction catalyst is formed by supporting 27.4 g of Ba and 2 g of Pt per liter of the volume of the base material on the surface and inside of the filter partition wall 26 that partitions the gas outlet hole 25 of the filter section 24.
[0090]
In the third embodiment, NO _X The storage reduction catalyst is formed in the same process as the oxidation catalyst in the first embodiment.
[0091]
The device 23 for purifying diesel exhaust gas of the third embodiment oxidizes and burns particulates to reduce NO. _X NO generated from _X N with storage reduction catalyst ₂ It has the same exhaust gas purifying mechanism as the diesel exhaust gas purifying apparatus 23 of the first embodiment except that the exhaust gas is purified by being reduced to.
[0092]
(Example 4)
The device for purifying diesel exhaust gas according to the fourth embodiment of the present invention further includes a NO. _X It is one in which a purification unit is arranged. FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the diesel exhaust gas purifying apparatus of the fourth embodiment.
[0093]
The NOx purifying unit 28 of the diesel exhaust gas purifying apparatus 27 of the fourth embodiment uses the same base material as the easy-flow unit 29, and uses the same NO _X The storage reduction catalyst is provided.
[0094]
In Example 4, NO _X The storage reduction catalyst is formed by supporting 27.4 g of Ba and 2 g of Pt per liter of the base material.
[0095]
The diesel exhaust gas purifying apparatus 27 of the fourth embodiment oxidizes and burns particulates to reduce NO. _X NO generated from _X N with storage reduction catalyst ₂ It has the same exhaust gas purifying mechanism as the diesel exhaust gas purifying apparatus 27 of the first embodiment, except that the exhaust gas is purified by reduction to.
[0096]
The device 27 for purifying diesel exhaust gas of the fourth embodiment has the same function as the device 27 for purifying diesel exhaust gas of the third embodiment, but has a lower pressure loss than the device 27 for purifying diesel exhaust gas of the third embodiment. Things. That is, in the fourth embodiment, NO _X The storage reduction catalyst is formed in a straight-flow type NOx purification section 28 provided separately from the filter section 30. Since the straight flow structure generates almost no pressure loss, NOx is added to the NOx purification unit 28 of this straight flow type. _X By providing the storage reduction catalyst and reducing the catalyst coating amount of the filter unit 30, it is possible to reduce the total amount of pressure loss generated in the diesel exhaust gas purification device 27.
[0097]
(Example 5)
The device for purifying diesel exhaust gas of the fifth embodiment of the present invention is the same as the device for purifying diesel exhaust gas of the fourth embodiment, _X The second filter unit and the bypass unit are arranged in parallel immediately before the purification unit, and the bypass switching valves are arranged on the upstream side and the downstream side in the exhaust gas flow direction of the second filter unit and the bypass unit, respectively. is there. FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the diesel exhaust gas purifying apparatus of the fifth embodiment.
[0098]
In Example 5, a cordierite porous ceramic honeycomb structure having a cross section of 103 mm and a length of 155 mm was used as a base material of the second filter portion 31. This porous ceramic honeycomb structure has a volume of 1.3 liters, a porosity of 65%, and a cell density of 46.5 cells / cm. ² The cell upstream end 32 and the cell downstream end 33 are each plugged to form a gas inflow hole 34 and a gas outflow hole 35. The gas inflow hole 34 and the gas outflow hole 35 are defined by a filter partition 36 having a wall thickness of 0.3 mm. Further, in the fifth embodiment, the surface and inside of the filter partition wall 36 for partitioning the gas inflow hole 34 of the second filter portion 31 are made of CeO. ₂ And a catalytic metal composed of Fe. In the second filter unit 31 of the fifth embodiment, the amount of the porous oxide and the amount of the catalyst metal supported is CeO / L of the base material. ₂ 150 g and 7.5 g of Fe.
[0099]
In the fifth embodiment, a suspension tube was used as the bypass portion 37. A bypass switching valve 38 is provided at a branch between the bypass unit 37 and the second filter unit 31. The bypass switching valve 38 disposed upstream of the bypass section 37 and the filter section 39 in the exhaust gas flow direction is the valve 3, and the bypass switching valve 38 disposed downstream is the valve 4. The operation of the valves 3 and 4 is controlled in relation to the operations of the valves 1 and 2.
[0100]
In the fifth embodiment, in addition to the temperature sensor 40 provided at the same position as the first embodiment, a first pressure sensor 41 is provided on the upstream side and the downstream side of the filter unit 39 in the exhaust gas flow direction, and the second pressure sensor 41 is provided. A second pressure sensor 42 is provided upstream and downstream of the filter unit 31 in the exhaust gas flow direction.
[0101]
The first pressure sensor 41 measures the pressure loss of the filter unit 39, and the second pressure sensor 42 measures the pressure loss of the second filter unit 31. The measured pressure is sent to an arithmetic unit (not shown), and the arithmetic unit controls the pressure in association with the temperature condition. FIG. 9 is a flowchart showing this control mechanism. Hereinafter, a purification mechanism of the diesel exhaust gas purification apparatus according to the fifth embodiment will be described.
[0102]
When the operation of the engine starts, first, the value of the temperature sensor 40 of the easy flow section 43 is read by the calculation section (step 100), and it is determined whether the temperature is 350 ° C. or higher (step 101). In the case of a low temperature condition of 350 ° C. or less, the valves 1 and 2 are opened in step 102, and the flow of the exhaust gas into the easy flow portion 43 is released. At this time, the valves 3 and 4 are switched in the direction of the second filter unit 31. Therefore, the exhaust gas flowing out of the easy-flow portion 43 is guided toward the second filter portion 31, and the particulates flowing out of the easy-flow portion 43 are collected by the second filter portion 31. After the elapse of the predetermined time, the flow returns to step 100 again, the value of the temperature sensor 40 of the easy flow section 43 is read by the calculation section, and it is determined in step 101 whether the temperature is 350 ° C. or higher. Steps 100 and 101 are repeated until the temperature becomes 350 ° C. or higher.
[0103]
If the temperature is 350 ° C. or higher, the process proceeds to step 103, where the valves 1 and 2 are closed, the easy-flow portion 43 is blocked, and the exhaust gas flows into the filter portion 39. Particulates are collected and burned. At this time, the NO _X NO adsorbed by the adsorbent _X Flows toward the filter unit 39. In this case, the valves 3 and 4 are switched in the direction of the second filter section 31 to guide the flow of the exhaust gas flowing out of the filter section 39 in the direction of the second filter section 31. Thereafter, the values of the pressure sensors disposed before and after the filter unit 39 are read by the calculation unit in step 104, and the differential pressure across the filter unit 39 in step 105, that is, the pressure loss of the filter unit 39, is greater than a predetermined value. A determination is made as to whether the
[0104]
In this embodiment, the filter unit 39 is formed on the assumption that the filter unit 39 is used in a state in which the particulates are slightly accumulated. A slight escape of particulates occurs. Therefore, when the differential pressure before and after the filter unit 39 is smaller than the predetermined value, that is, when the amount of accumulated particulates on the filter unit 39 is small and the particulates pass through from the filter unit 39, step 106 is performed. As a result, the closed state of the valves 1 and 2 is maintained, and the collection of particulates in the second filter unit 31 is continued. The predetermined value of the differential pressure here is appropriately set according to the structure of the filter section 39 such as the porosity and the average pore diameter. After the lapse of the predetermined time, the flow returns to step 104 again, the values of the pressure sensors before and after the filter unit 39 are read by the calculation unit, and it is determined in step 105 whether the differential pressure is larger than the predetermined value. Steps 104 and 105 are repeated until the differential pressure exceeds a predetermined value.
[0105]
If the differential pressure across the filter unit 39 exceeds a predetermined value, the process proceeds to step 107, where the values of the pressure sensors around the second filter unit 31 are read by the calculation unit, and the values are read by the step 108 before and after the second filter unit 31. , That is, the pressure loss of the second filter unit 31 is larger than a predetermined value. The differential pressure referred to here is a differential pressure at which particulates accumulate on the second filter unit 31 and regeneration of the second filter unit 31 is required. When the differential pressure is larger than the predetermined value, the flow of the exhaust gas into the second filter unit 31 is continued in step 109. Therefore, the temperature of the second filter unit 31 becomes high, and the particulates collected by the second filter unit 31 are oxidized. After the predetermined time has elapsed, the flow returns to step 107 again, the values of the pressure sensors before and after the second filter unit 31 are read by the calculation unit, and it is determined in step 108 whether the differential pressure is larger than the predetermined value. It is carried out. Steps 107 and 108 are repeated until the differential pressure becomes equal to or less than a predetermined value.
[0106]
If the differential pressure across the second filter unit 31 is equal to or less than a predetermined value, there is no accumulation of particulates in the second filter unit 31, so the process proceeds to step 110 and the valve 2 is switched to the bypass unit 37. . For this reason, the pressure loss of the device for purifying diesel exhaust gas is further reduced. After a predetermined time has elapsed, the process returns to step 100 again, and steps 100 to 110 are repeated.
[0107]
(Comparative example)
The apparatus for purifying diesel exhaust gas of the present comparative example includes a filter section in which an oxidation catalyst is provided on a wall-flow type base, and a NO. _X NO same as purifier _X It has a purifying unit. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the diesel exhaust gas purifying apparatus of this comparative example.
[0108]
In the diesel exhaust gas purifying apparatus of this comparative example, a cordierite porous ceramic honeycomb structure having a cross section of 103 mm and a length of 155 mm was used as a base material of the filter section 44. This porous ceramic honeycomb structure has a volume of 1.3 liters, a porosity of 65%, and a cell density of 46.5 cells / cm. ² The cell upstream end 45 and the cell downstream end 46 are each plugged to form a gas inflow hole 47 and a gas outflow hole 48. The gas inlet hole 47 and the gas outlet hole 48 are defined by a filter partition 49 having a wall thickness of 0.3 mm. Further, in this comparative example, CeO is provided on the surface and inside of the filter partition 49 that partitions the gas inflow hole 47 of the filter section 44. ₂ And a catalytic metal composed of Fe. In the filter section 44 of this comparative example, the loading amounts of the porous oxide and the catalyst metal were CeO per liter of the base material. ₂ 150 g and 7.5 g of Fe.
[0109]
In the diesel exhaust gas purifying apparatus of this comparative example, the particulates are collected by the filter section 44, and the oxidation and combustion of the particulates are performed by the oxidation catalyst provided in the filter section 44. The exhaust gas flowing out of the filter unit 44 is disposed on the downstream side of the filter unit 44 in the exhaust gas flow direction. _X The NO flows into the purifying section 50 and the NO _X NO in exhaust gas at purification section _X Is reduced.
[0110]
(Diesel exhaust gas purification equipment performance test)
With respect to the diesel exhaust gas purifying apparatuses of Example 5 and the comparative example, a diesel exhaust gas purifying apparatus performance test was performed. The test was performed as follows.
[0111]
(I) First, a 1.8 L common rail diesel engine was connected to the upstream side in the exhaust gas flow direction of the diesel exhaust gas purifying devices of the example and the comparative example. The engine was driven at an engine speed of 2000 rpm, and the exhaust gas discharged from the engine was passed through a diesel exhaust gas purifying apparatus. At this time, the temperature condition was set to a low temperature condition of 100 ° C., so that in the diesel exhaust gas purifying apparatus of the sixth embodiment, the upstream gas on-off valve and the downstream gas on-off valve were opened, and the exhaust gas flow into the easy flow portion was prevented. Opened. In this state, exhaust gas is allowed to flow for 30 minutes and NO _X NO spilled from the purification section _X Is measured and this NO _X In the exhaust gas flowing for 30 minutes separately measured with the total amount of _X In a temperature condition of 100 ° C. depending on the total amount of _X The purification rate was calculated.
[0112]
(II) Next, the temperature condition was set to a high temperature condition of 350 ° C. while keeping the engine speed unchanged. At this time, in the diesel exhaust gas purifying apparatus of the sixth embodiment, the upstream gas on-off valve and the downstream gas on-off valve are in the closed state, the inflow of exhaust gas into the easy flow portion is cut off, and the exhaust gas flows into the filter portion. At this time, an atmosphere change operation was performed with lean / rich = 55 sec / 5 sec as one cycle, and NO per cycle was determined. _X NO spilled from the purification section _X Is measured and this NO _X And the same as (I)
In exhaust gas flowing for 30 minutes _X NO per cycle depending on the total amount of NO _X Purification rates were determined. This operation was also performed at a temperature of 400 ° C.
[0113]
(III) After the operation of (II) is completed, the integrated filter including the filter portion and the easy-flow portion is removed in the device for purifying diesel exhaust gas of Example 6, and the filter portion is removed in the device for purifying diesel exhaust gas of Comparative Example. The firing was performed in an electric furnace at a temperature of 600 ° C. for 3 hours. The particulates deposited on the filter part were oxidized and burned by this firing, and the filter was regenerated. After firing, each diesel exhaust gas purification device was assembled.
[0114]
(IV) The operation of (I) was performed again, and thereafter, exhaust gas was allowed to flow into the filter section at a temperature of 100 ° C. for 30 minutes to deposit particulates.
[0115]
(V) The exhaust gas was started to flow into the diesel exhaust gas purifying apparatus in which the particulates were deposited on the filter under the conditions of 350 ° C. and the amount of particulates of the incoming gas of 0.5 g / L · hr. After the start of the circulation, the amount of particulates of the entering gas was increased, and the amount of particulates at which the pressure loss increase rate of the filter became zero was measured to determine the particulate oxidation rate of the filter. The gas flow conditions were set by adjusting the torque, fuel injection amount, and inflow air amount.
[0116]
NO obtained in the operation of (II) _X The purification rate is shown in FIG. FIG. 12 shows the particulate oxidation rate of the filter section obtained by the operation (V).
[0117]
As shown in FIG. 14, the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the example shows a higher particulate oxidation rate than the comparative example. This is because NO under a low temperature condition of 100 ° C. _X NO adsorbed by the adsorbent _X Was released under the high temperature condition of 350 ° C. and entered the filter section, and this NO _X It is considered that the particulates accumulated on the outer peripheral portion of the filter portion were oxidized and burned.
[0118]
Further, as shown in FIG. 13, the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the embodiment is different from the comparative example in that the NO. _X Purification rate is improving. This is NO _X NO by adsorbent _X Is considered to have been adsorbed.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the apparatus for purifying diesel exhaust gas of the present invention, the easy-flow portion and the filter portion are provided, and NO adsorbed in the easy-flow portion is provided. _X NO to the filter _X Can be used without waste, and the particulates can be oxidized efficiently.
[0120]
Further, when the easy flow portion is arranged on the outer peripheral side in the circumferential direction of the filter portion, the oxidation of the particulates in the filter portion is performed from the outer peripheral portion in the circumferential direction. For this reason, the particulates are oxidized satisfactorily even in the outer peripheral portion where the particulates are likely to accumulate. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a diesel exhaust gas purifying apparatus according to a first embodiment of the present invention in a state where an upstream gas on-off valve and a downstream gas on-off valve are closed.
FIG. 2 is a front view of the upstream side gas on-off valve according to the first embodiment of the present invention in an open state.
FIG. 3 is a front view of the upstream gas on-off valve according to the first embodiment of the present invention in a closed state.
FIG. 4 is a side view of the upstream side gas on-off valve according to the first embodiment of the present invention in an open state.
FIG. 5 is a schematic sectional view of an apparatus for purifying diesel exhaust gas according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view of a diesel exhaust gas purifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a diesel exhaust gas purifying apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic sectional view of a diesel exhaust gas purifying apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a control mechanism of each valve in the filter catalyst for purifying diesel exhaust gas according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic sectional view of a device for purifying diesel exhaust gas of a comparative example.
FIG. 11 shows the NO of the diesel exhaust gas purifying apparatus of the present invention and the diesel exhaust gas purifying apparatus of the comparative example. _X It is a graph showing a purification rate.
FIG. 12 is a graph showing the particulate oxidation rates of the filter sections of the diesel exhaust gas purification apparatus of the present invention and the diesel exhaust gas purification apparatus of the comparative example.
[Explanation of symbols]
1: Diesel exhaust gas purification device 2: Filter section 3: Easy flow section 4: Cell upstream end 5: Cell downstream end 6: Partition wall 7: Gas flow hole 8: Cell upstream end 9: Cell downstream end 10: Gas inflow hole 11 : Gas outlet 12: Filter partition 13: Valve piece 14: Circular diameter part 15: Temperature sensor
16: Diesel exhaust gas purification device 17: Easy flow section 18: Cell upstream end 19: Cell downstream end 20: Gas inflow hole 21: Gas outflow hole 22: Filter partition
23: Diesel exhaust gas purification device 24: Filter section 25: Gas outlet 26: Filter partition
27: Diesel exhaust gas purification device 28: NO _X Purification unit 29: Easy flow unit 30: Filter unit
31: second filter section 32: cell upstream end 33: cell downstream end 34: gas inflow hole 35: gas outflow hole 36: filter partition 37: bypass section 38: bypass switching valve 39: filter section 40: temperature sensor 41: First pressure sensor
42: second pressure sensor 43: easy flow portion
44: Filter part 45: Cell upstream end 46: Cell downstream end 47: Gas inflow hole
48: Gas outlet hole 49: Filter partition wall 50: NO _X Purification department

Claims

A device for purifying diesel exhaust gas provided in an exhaust gas flow path, wherein a filter portion serving as a particulate filter at the time of gas flow, and exhaust gas flows preferentially over the filter portion so that gas can flow through the filter portion. And an easy-flow portion communicating with the
Oxidation catalyst is provided in the filter unit, device for diesel exhaust gas purification, characterized in that the NO _X adsorbent is carried on the easy flow unit.

The easy-flow portion is disposed on the outer circumferential side of the filter portion in the circumferential direction, and the easy-flow portion communicates with the filter portion through a wall surface that is in contact with the filter portion so that gas can flow therethrough. 2. The apparatus for purifying diesel exhaust gas according to claim 1, further comprising an upstream gas on-off valve that opens the gas inflow into the easy flow section under a low temperature condition and shields the gas flow into the easy flow portion under a high temperature condition.

Further, a downstream gas on-off valve is provided downstream of the easy-flow portion in the exhaust gas flow direction to open the gas outflow from the easy-flow portion under low-temperature conditions and shield it under high-temperature conditions. The apparatus for purifying diesel exhaust gas according to the above.

The downstream portion of the exhaust gas flow direction of the filter unit and the easy flow unit, diesel exhaust gas purification according to claim 1, NO _X purifying unit _the NO _X storage reduction catalyst is provided is located Equipment.

5. A second filter section, which serves as a particulate filter at the time of gas flow and is provided with the oxidation catalyst, is disposed downstream of the filter section and the easy-flow section in the exhaust gas flow direction. 6. A device for purifying diesel exhaust gas according to item 1.

The diesel exhaust gas purifying apparatus according to claim 5, wherein a bypass portion having a small exhaust gas flow resistance is disposed in parallel with the second filter portion, and the second filter portion and the bypass portion are switched by a bypass switching valve. apparatus.