專利名稱：廢氣凈化系統(tǒng)及廢氣凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對由內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣(exhaust gas)中的氮氧化物等進(jìn)行凈化的廢 氣凈化系統(tǒng)以及廢氣凈化方法，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)以及廢氣凈化方法特別是在用于對 汽車發(fā)動機(jī)排出的廢氣進(jìn)行凈化處理時(shí)是較為有效的。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)出了多種除去汽車發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中的氮氧化物的廢氣凈 化系統(tǒng)。例如，在下述專利文獻(xiàn)1中，公開了一種氮氧化物的還原方法，該方法使用氫氣作 為還原性氣體，在0 200°C的溫度較低的區(qū)域(低溫區(qū)域)將上述還原性氣體添加到含有 氮氧化物的廢氣中，使它們與催化劑相接觸而還原除去該廢氣中的氮氧化物。專利文獻(xiàn)1 日本特開平2-194818號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題可是，在200°C以上的高溫區(qū)域中，由于氫氣與廢氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致其不 能發(fā)揮還原劑的功能，因此一般使用氨作為上述還原劑。在使用氨通過還原催化劑進(jìn)行氮 氧化物的還原除去時(shí)，必須抑制未在該還原催化劑作用下反應(yīng)的剩余氨排放到大氣中。另 外，為了抑制剩余的氨排放到大氣中而在該還原催化劑的廢氣流通方向下游側(cè)設(shè)置氧化催 化劑時(shí)，有可能會導(dǎo)致該氧化催化劑過分促進(jìn)氨的氧化而形成氮氧化物。因此，希望在高溫 區(qū)域使用氫作為還原劑通過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化物。因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供在高溫區(qū)域下使用氫作 為還原劑通過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化物的廢氣凈化系統(tǒng)及廢氣凈化方法。解決問題的方法解決上述問題的第1發(fā)明涉及一種廢氣凈化系統(tǒng)，其包括向內(nèi)燃機(jī)的廢氣中添 加作為還原劑的氫的氫添加裝置；設(shè)置在上述氫添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第一還 原催化劑，所述第一還原催化劑使來自上述氫添加裝置的上述氫和上述廢氣中的氮氧化物 反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；調(diào)節(jié)上述廢氣中的氧濃度的氧濃度調(diào)節(jié)裝置；測定上述 內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置；控制上述氧濃度調(diào)節(jié)裝置使得廢氣中的氧濃度低于指 定值的氧濃度控制裝置，其中所述廢氣中的氧濃度是通過下述方法中的至少一種方法計(jì)算 得到的利用上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置測定的上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài) 的數(shù)據(jù)圖(data map)、以及基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和變化量的預(yù)測方程；以及氫添加控制 裝置，當(dāng)上述廢氣中的氧濃度低于指定值時(shí)，該氫添加控制裝置控制上述氫添加裝置使其 向該廢氣中添加上述氫。解決上述問題的第2發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)， 其中，所述廢氣凈化系統(tǒng)還包括向所述廢氣中添加作為還原劑的氨的氨添加裝置；設(shè)置 在上述氨添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第二還原催化劑，所述第二還原催化劑使來自上述氨添加裝置的上述氨和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；以及 氨添加控制裝置，當(dāng)廢氣溫度在指定值以上時(shí)，該氨添加控制裝置控制上述氨添加裝置使 其向上述廢氣中添加上述氨，其中所述廢氣的溫度是通過上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、上述數(shù)據(jù)圖、 以及上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和上述預(yù)測方程中的至少之一計(jì)算出的廢氣溫度。解決上述問題的第3發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1或第2發(fā)明中涉及的廢氣凈 化系統(tǒng)，其中，所述氧濃度控制裝置為下述兩種裝置中的至少一種能夠控制上述內(nèi)燃機(jī)的 燃料的噴射時(shí)期和噴射期間的燃料噴射裝置、以及使上述部分廢氣循環(huán)而使其從上述內(nèi)燃 機(jī)的排氣側(cè)吸入到上述內(nèi)燃機(jī)的吸氣側(cè)的廢氣循環(huán)裝置。解決上述問題的第4發(fā)明涉及一種廢氣凈化系統(tǒng)，其包括向內(nèi)燃機(jī)的廢氣中添 加作為還原劑的氫的氫添加裝置；向上述廢氣中添加作為還原劑的氨的氨添加裝置；設(shè)置 在上述氫添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第一還原催化劑，所述第一還原催化劑使來自 上述氫添加裝置的上述氫和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；設(shè)置 在上述氨添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第二還原催化劑，所述第二還原催化劑使來自 上述氨添加裝置的上述氨和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；測定 上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置；以及還原劑添加控制裝置，在上述廢氣溫度和該 廢氣中的氧濃度中的至少之一低于指定值時(shí)，該還原劑添加控制裝置控制上述氫添加裝置 使其向該廢氣中添加氫，當(dāng)上述廢氣的溫度和上述廢氣中的氧濃度兩者均在指定值以上 時(shí)，該還原劑添加控制裝置控制上述氨添加裝置使其向該廢氣中添加氨，其中所述廢氣溫 度和所述廢氣中的氧濃度是通過由上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置測定得到的上述內(nèi)燃機(jī)的狀 態(tài)、基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖、和基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和變化量的預(yù)測方程中的 至少之一求得的。解決上述問題的第5發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第2 第4發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明所 涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述氨添加裝置利用所述內(nèi)燃機(jī)的燃料來制造所述氨。解決上述問題的第6發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第5發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)，其中，所述氨添加裝置具有第一微反應(yīng)器(micro reactor)，該第一微反應(yīng)器具有由內(nèi) 燃機(jī)的燃料生成氨的催化劑。解決上述問題的第7發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第6發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括與所述第一微反應(yīng)器相鄰設(shè)置且用于吸留(occlude)氨的氨吸留裝置， 該氨吸留裝置吸留該第一微反應(yīng)器中產(chǎn)生的氨。解決上述問題的第8發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第6或第7發(fā)明所涉及的廢氣凈 化系統(tǒng)，其中，將所述第一微反應(yīng)器設(shè)置于排出所述廢氣的排出氣體通路中，使得第一微反 應(yīng)器與所述內(nèi)燃機(jī)熱連接(thermally connect) 0解決上述問題的第9發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第8發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明所 涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述氫添加裝置具有由所述內(nèi)燃機(jī)的燃料制造所述氫的第一 氫制造裝置。解決上述問題的第10發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第9發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)，其中，所述第一氫制造裝置具有第二微反應(yīng)器，該第二微反應(yīng)器具有由內(nèi)燃機(jī)的燃料生 成氫氣的催化劑。解決上述問題的第11發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第10發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括與所述第二微反應(yīng)器相鄰設(shè)置的用于吸留氫的氫吸留裝置，該氫吸留裝 置吸留在該第二微反應(yīng)器中產(chǎn)生的氫。解決上述問題的第12發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第10或第11發(fā)明所涉及的廢 氣凈化系統(tǒng)，其中，所述第二微反應(yīng)器設(shè)置于所述廢氣的排出氣體通路上，使得第二微反應(yīng) 器與內(nèi)燃機(jī)熱連接。解決上述問題的第13發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第12發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明 所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述氫添加裝置具有由水制造氫的第二氫制造裝置。解決上述問題的第14發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第13發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)，其中，所述水是由回收所述廢氣中的水分的水回收裝置所回收的水以及由外部供給的 水中的至少一種水。解決上述問題的第15發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第13或第14發(fā)明所涉及的廢 氣凈化系統(tǒng)，其中，所述第二氫制造裝置具有對所述水進(jìn)行電解來制造所述氫的水電解裝置。解決上述問題的第16發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第15發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括積存所述水的水貯存裝置、以及將上述水貯存裝置中積存的水供給到所 述水電解裝置的水供給裝置。解決上述問題的第17發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第16發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明 所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括捕集所述廢氣中含有的粒子狀物質(zhì)的粒子狀物質(zhì)捕
集裝直ο解決上述問題的第18發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第17發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括分別設(shè)置在上述還原催化劑的廢氣流通方向下游側(cè)、上述微反應(yīng)器的附 近、上述粒子狀物質(zhì)捕集裝置的廢氣流通方向下游側(cè)、以及上述排出氣體通路的出口附近 的測定所述廢氣的溫度和成分的廢氣測定裝置，其中，所述還原劑添加裝置通過來自上述 廢氣測定裝置的信息、基于來自該廢氣測定裝置的信息的上述數(shù)據(jù)圖、以及所述內(nèi)燃機(jī)的 狀態(tài)和所述預(yù)測方程中的至少之一求得上述廢氣的溫度和成分，并對所述還原劑添加裝置 實(shí)施控制從而調(diào)節(jié)所述還原劑的添加量。解決上述問題的第19發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第18發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明 所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述還原催化劑的廢氣流通方向的上游側(cè)和 下游側(cè)中的至少下游側(cè)的氧化催化劑。解決上述問題的第20發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第19發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明 所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)圖為根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、以及相對于吸 入空氣的燃料量的各數(shù)據(jù)預(yù)先作成的所述廢氣的溫度分布和廢氣中的氮氧化物的濃度分 布的圖。解決上述問題的第21發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第20發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明 所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測方程為基于下述參數(shù)來計(jì)算所述廢氣中的氮氧化 物濃度的數(shù)學(xué)式，所述參數(shù)為內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述內(nèi)燃機(jī)的筒內(nèi)壓力、所述內(nèi)燃機(jī)筒內(nèi)燃 燒氣體的溫度、所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速變化量、以及在所述內(nèi)燃機(jī)的特定位置的變化量。解決上述問題的第22發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第1 第21發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā)明 所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝在汽車中，并且所述內(nèi)燃機(jī)為該汽車的發(fā)動機(jī)。
解決上述問題的第23發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)為第13 第16發(fā)明中任一項(xiàng)發(fā) 明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述汽車具有車輛空調(diào)、冷卻水箱、消聲器、雨水儲存箱中 的至少一種裝置，所述水是來自上述車輛空調(diào)的排水、上述冷卻水箱內(nèi)的冷卻水、在上述消 聲器內(nèi)部結(jié)露的水、以及上述雨水儲存箱內(nèi)的水中的至少一種水。解決上述問題的第24發(fā)明涉及一種廢氣凈化方法，其包括調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)廢氣使得 所述廢氣中的氧濃度低于指定值；向所述廢氣中添加作為還原劑的氫；以及使所述廢氣與 還原催化劑相接觸而還原除去該廢氣中的氮氧化物。解決上述問題的第25發(fā)明涉及一種廢氣凈化方法，其包括在內(nèi)燃機(jī)的廢氣溫度 和該廢氣中的氧濃度中的至少之一小于指定值時(shí)，向所述廢氣中添加作為還原劑的氫；在 所述廢氣的溫度和該廢氣中的氧濃度兩者均為指定值以上時(shí)，向所述廢氣中添加作為還原 劑的氨；以及使所述廢氣與還原催化劑相接觸而還原除去該廢氣中的氮氧化物。發(fā)明的效果就第1發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，其包括向內(nèi)燃機(jī)的廢氣中添加作為還 原劑的氫的氫添加裝置；設(shè)置在氫添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第一還原催化劑，所 述第一還原催化劑使來自上述氫添加裝置的上述氫和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還 原除去該氮氧化物；調(diào)節(jié)廢氣中的氧濃度的氧濃度調(diào)節(jié)裝置；測定上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的內(nèi) 燃機(jī)狀態(tài)測定裝置；控制氧濃度調(diào)節(jié)裝置使得廢氣中的氧濃度低于指定值的氧濃度控制裝 置，其中所述廢氣中的氧濃度是通過下述方法中的至少一種方法計(jì)算得到的利用內(nèi)燃機(jī) 狀態(tài)測定裝置測定的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖、以及基于上述內(nèi)燃 機(jī)的狀態(tài)和變化量的預(yù)測方程；以及氫添加控制裝置，當(dāng)上述廢氣中的氧濃度低于指定值 時(shí)，該氫添加控制裝置控制上述氫添加裝置使其向該廢氣中添加上述氫，通過采用上述系 統(tǒng)，即使是在廢氣溫度處于指定值以上的高溫區(qū)域，通過氧濃度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)使得廢氣中 的氧濃度低于指定值，可以抑制來自氫添加裝置的氫與上述廢氣中的氧反應(yīng)，并在第一還 原催化劑作用下使來自于氫添加裝置的氫與廢氣中的氮氧化物反應(yīng)而還原除去該氮氧化 物。因此，在高溫區(qū)域時(shí)，可以使用氫作為還原劑并通過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮 氧化物。就第2發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，其還包括向廢氣中添加作為還原劑的 氨的氨添加裝置；設(shè)置在上述氨添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第二還原催化劑，所述 第二還原催化劑使來自上述氨添加裝置的上述氨和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原 除去該氮氧化物；以及氨添加控制裝置，當(dāng)廢氣溫度在指定值以上時(shí)，該氨添加控制裝置控 制上述氨添加裝置使其向上述廢氣中添加上述氨，其中所述廢氣的溫度是通過上述內(nèi)燃機(jī) 的狀態(tài)、上述數(shù)據(jù)圖、以及上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和上述預(yù)測方程中的至少之一求出的廢氣溫 度，通過采用上述系統(tǒng)，除了可以實(shí)現(xiàn)與上述第1發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用 效果以外，當(dāng)廢氣溫度為指定值以上時(shí)，通過第二還原催化劑使來自氨添加裝置的氨和廢 氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而可以將氮氧化物還原除去。這樣一來，可以在所有溫度區(qū)域中還 原除去廢氣中的氮氧化物，從而凈化該廢氣。就第3發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于氧濃度調(diào)節(jié)裝置為下述兩種裝置中 的至少一種能夠控制上述內(nèi)燃機(jī)的燃料的噴射時(shí)期和噴射期間的燃料噴射裝置、以及使 上述部分廢氣循環(huán)而使其從上述內(nèi)燃機(jī)的排氣側(cè)吸入到上述內(nèi)燃機(jī)的吸氣側(cè)的廢氣循環(huán)裝置，通過采用上述系統(tǒng)，除了可以實(shí)現(xiàn)與第1和第2發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的 作用效果以外，還可以利用上述燃料噴射裝置或廢氣循環(huán)裝置確實(shí)地使廢氣中的氧濃度降 低。就第4發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，其包括向內(nèi)燃機(jī)的廢氣中添加作為還 原劑的氫的氫添加裝置；向上述廢氣中添加作為還原劑的氨的氨添加裝置；設(shè)置在上述氫 添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第一還原催化劑，所述第一還原催化劑使來自上述氫添 加裝置的上述氫和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；設(shè)置在上述氨 添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第二還原催化劑，所述第二還原催化劑使來自上述氨添 加裝置的上述氨和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；測定上述內(nèi)燃 機(jī)的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置；以及還原劑添加控制裝置，在上述廢氣溫度和該廢氣中 的氧濃度中的至少之一低于指定值時(shí)，該還原劑添加控制裝置控制上述氫添加裝置使其向 該廢氣中添加氫，當(dāng)上述廢氣的溫度和上述廢氣中的氧濃度兩者均在指定值以上時(shí)，該還 原劑添加控制裝置控制上述氨添加裝置使其向該廢氣中添加氨，其中所述廢氣溫度和所述 廢氣中的氧濃度是通過由上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置測定得到的上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、基于上 述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖、和基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和變化量的預(yù)測方程中的至少之一求 得的，通過采用上述系統(tǒng)，可以根據(jù)條件來選擇使用氫和氨作為還原劑，通過第一和第二還 原催化劑還原除去廢氣中的氮氧化物，并且，與通常的根據(jù)廢氣的溫度來選擇還原劑的情 況相比較，即使是在廢氣的溫度為指定值以上的高溫區(qū)域的情況下，在該廢氣中的氧濃度 低于指定值時(shí)，也可以利用氫作為還原劑。因此，在高溫區(qū)域，可以使用氫作為還原劑并通 過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化物。另外，在廢氣的溫度和廢氣中的氧濃度兩者 均在指定值以上時(shí)，可以通過第二還原催化劑使來自氨添加裝置的氨和廢氣中的氮氧化物 反應(yīng)來還原除去該氮氧化物，從而可以在所有溫度區(qū)域下還原除去廢氣中的氮氧化物來凈 化該廢氣。就第5發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，氨添加裝置利用內(nèi)燃機(jī)的燃料來制造 氨，該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第2 第4發(fā)明中的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，由于所 述燃料是所述內(nèi)燃機(jī)中所使用的物質(zhì)，因此不需要另外加入其他氨原料的供給源，從而可 以抑制設(shè)備成本的增加。就第6發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，其中，由于氨添加裝置安裝有第一微反 應(yīng)器，并且所述微反應(yīng)器具有使內(nèi)燃機(jī)的燃料生成氨的催化劑，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn) 與第5發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以在廢氣凈化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氨 的制造，從而提高了其通用性。就第7發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)還包括與所述第一微反應(yīng)器 相鄰設(shè)置且用于吸留氨的氨吸留裝置，該氨吸留裝置吸留該第一微反應(yīng)器中產(chǎn)生的氨，因 此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第6發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以通 過上述氨吸留裝置吸留由所述第一微反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余的氨，同時(shí)根據(jù)需要可以將通過該 氨吸留裝置吸留的氨添加到上述廢氣中。因此，可以有效地利用生成的氨。就第8發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，通過將所述第一微反應(yīng)器設(shè)置在排出所 述廢氣的排出氣體通路中，使得第一微反應(yīng)器與內(nèi)燃機(jī)熱連接，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn) 與第6和第7發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以從內(nèi)燃機(jī)獲得上述第一微反應(yīng)器生成氨時(shí)所需的反應(yīng)熱，因此不需要另外設(shè)置其他的熱源，從而可以抑制設(shè) 備成本的增加。就第9發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于氫添加裝置具有由內(nèi)燃機(jī)的燃料來 制造氫的第一氫制造裝置，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第1 第8發(fā)明所涉及的廢氣凈化 系統(tǒng)同樣的作用效果以外，由于上述燃料是所述內(nèi)燃機(jī)中使用的物質(zhì)，因此不需要通過其 他途徑來提供氫原料，從而可以抑制設(shè)備成本的增加。就第10發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于第一氫制造裝置安裝有第二微反 應(yīng)器，所述第二微反應(yīng)器具有使所述內(nèi)燃機(jī)的燃料生成氫的催化劑，因此該系統(tǒng)除了可以 實(shí)現(xiàn)與第9發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以在廢氣凈化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn) 行氫的制造，從而提高了其通用性。就第11發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)還包括與所述第二微反應(yīng)器 相鄰設(shè)置的用于吸留氫的氫吸留裝置，該氫吸留裝置吸留在該第二微反應(yīng)器中產(chǎn)生的氫， 因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第10發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可 以在所述氫吸留裝置中吸留由第二微反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余氫，同時(shí)根據(jù)需要可以將該氫吸留 裝置吸留的氫添加到上述廢氣中。由此，可以有效地利用生成的氫。就第12發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該第二微反應(yīng)器設(shè)置在上述廢氣 的排出氣體通路上，使得第二微反應(yīng)器與內(nèi)燃機(jī)熱連接，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第10 和第11發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以從所述內(nèi)燃機(jī)獲得所述 第二微反應(yīng)器生成氫時(shí)所需的反應(yīng)熱，因此不需要提供其他熱源，從而可以抑制設(shè)備成本 的增加。就第13發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于氫添加裝置具有由水制造所述氫 的第二氫制造裝置，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第1 第12發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同 樣的作用效果以外，除燃料之外，還可以利用水產(chǎn)生氫，從而可以提高其通用性。就第14發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于所述水是由回收所述廢氣中的水 分的水回收裝置所回收的水以及由外部供給的水中的至少一種水，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí) 現(xiàn)與第13發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，由于有多個(gè)水的供給源，因此 可以抑制由于上述水而導(dǎo)致的通用性的降低。就第15發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于第二氫制造裝置安裝有電解所述 水來制造所述氫的水電解裝置，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第13和第14發(fā)明所涉及的廢 氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，由于上述水電解裝置的能量源為電，在將該廢氣凈化系 統(tǒng)使用在車輛中時(shí)，可以利用安裝在該車輛中的電池容量以上的多余產(chǎn)生的電，從而可以 而抑制能量消耗和運(yùn)行成本的增加。就第16發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)還包括積存水的水貯存裝 置、以及將通過上述水貯存裝置積存的水供給到所述水電解裝置的水供給裝置，因此該系 統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第15發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以通過上 述水貯存裝置積存上述水，同時(shí)可以通過上述水供給裝置將上述水貯存裝置中積存的水供 給到上述水電解裝置，可以通過上述水電解裝置確實(shí)地制造氫，從而可以提高其通用性。就第17發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)還包括捕集廢氣中含有的 粒子狀物質(zhì)的粒子狀物質(zhì)吸留裝置，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第1 第16發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以捕集上述粒子狀物質(zhì)從而凈化廢氣。就第18發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)還包括分別設(shè)置在上述還 原催化劑的廢氣流通方向下游側(cè)、上述微反應(yīng)器的附近、上述粒子狀物質(zhì)捕集裝置的廢氣 流通方向下游側(cè)、以及上述排出氣體通路的出口附近的測定所述廢氣的溫度和成分的廢氣 測定裝置，并且所述還原劑添加裝置通過來自上述廢氣測定裝置的信息、基于來自該廢氣 測定裝置的信息的上述數(shù)據(jù)圖、以及所述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和所述預(yù)測方程中的至少之一求得 上述廢氣的溫度和成分，并對所述還原劑添加裝置實(shí)施控制從而調(diào)節(jié)所述還原劑的添加 量，因此通過采用該系統(tǒng)，除了可以實(shí)現(xiàn)與第17發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效 果以外，還可以測定內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)，或者基于測定的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖、以及內(nèi)燃機(jī)狀態(tài) 和預(yù)測方程中的至少之一來推測當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)，從而可以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行更 為適當(dāng)?shù)目刂?，并可以采取瞬時(shí)測量(transient measure) 0就第19發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述還原催 化劑的廢氣流通方向上游側(cè)和下游側(cè)中的至少下游側(cè)的氧化催化劑，因此該系統(tǒng)除了可以 實(shí)現(xiàn)與第1 第18發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以利用上述氧化 催化劑氧化通過了還原催化劑的氨，從而可以更確實(shí)地抑制通過了該還原催化劑的氨釋放 到大氣中。就第20發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于所述數(shù)據(jù)圖為根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的 轉(zhuǎn)速、扭矩、以及相對于吸入空氣的燃料量的各數(shù)據(jù)預(yù)先作成的所述廢氣的溫度分布和廢 氣中的氮氧化物的濃度分布的圖，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第1 第19發(fā)明所涉及的廢 氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果以外，還可以更為準(zhǔn)確地推測內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)。結(jié)果可以更為確 實(shí)地對廢氣進(jìn)行凈化。就第21發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于所述預(yù)測方程為基于下述參數(shù)來 計(jì)算所述廢氣中的氮氧化物濃度的數(shù)學(xué)式，所述參數(shù)為內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述內(nèi)燃機(jī)的筒內(nèi) 壓力、所述內(nèi)燃機(jī)筒內(nèi)的燃燒氣體的溫度、所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化量、以及在所述內(nèi)燃機(jī) 的特定位置的變化量，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第1 第20發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng) 同樣的作用效果以外，即使在通過數(shù)據(jù)圖無法預(yù)測的情況下，也可以準(zhǔn)確地預(yù)測內(nèi)燃機(jī)的 狀態(tài)。從而可以更加確實(shí)地對廢氣進(jìn)行凈化。就第22發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于該系統(tǒng)安裝在汽車上，同時(shí)所述內(nèi) 燃機(jī)為該汽車的發(fā)動機(jī)，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第1 第21發(fā)明所涉及的廢氣凈化系 統(tǒng)同樣的作用效果以外，由于能夠通過汽車中使用的燃料來制造所述還原劑，從而可以抑 制由于通過其他途徑提供還原劑所導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜化，并且可以抑制由于設(shè)置有僅 貯存還原劑的設(shè)備而導(dǎo)致的系統(tǒng)的大型化以及成本的增加。就第23發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，由于所述汽車具有車輛空調(diào)、冷卻水 箱、消聲器、雨水儲存箱中的至少一種裝置，所述水是來自上述車輛空調(diào)的排水、上述冷卻 水箱內(nèi)的冷卻水、在上述消聲器內(nèi)部結(jié)露的水、以及上述雨水儲存箱內(nèi)的水中的至少一種 水，因此該系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)與第13 第16發(fā)明所涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的作用效果 以外，由于可以利用來自上述車輛空調(diào)的排水、在上述消聲器內(nèi)部結(jié)露的水、上述冷卻水箱 內(nèi)的冷卻水、以及上述雨水儲存箱內(nèi)的水來制造上述還原劑，因此不需要另外設(shè)置作為上 述還原劑原料的水的其他供給源，從而可以抑制通過其他途徑供給水而導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜化。就第24發(fā)明所涉及的廢氣凈化方法而言，該方法包括調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)廢氣使得所述 廢氣中的氧濃度低于指定值；向所述廢氣中添加作為還原劑的氫；以及使所述廢氣中的氮 氧化物與還原催化劑相接觸而還原除去該氮氧化物，因此采用該方法，即使是無法利用氫 作為還原劑的廢氣溫度為指定值以上的高溫區(qū)域的情況，通過調(diào)節(jié)使得廢氣中的氧濃度低 于指定值，可以抑制氫和廢氣中的氧之間的反應(yīng)，并通過還原催化劑使氫和廢氣中的氮氧 化物反應(yīng)而還原除去該氮氧化物。因此，即使在高溫區(qū)域，也可以使用氫作為還原劑并通過 還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化物。就第25發(fā)明所涉及的廢氣凈化方法而言，該方法包括在內(nèi)燃機(jī)的廢氣溫度和該 廢氣中的氧濃度中的至少之一小于指定值時(shí)，向所述廢氣中添加作為還原劑的氫；在所述 廢氣的溫度和該廢氣中的氧濃度兩者均為指定值以上時(shí)，向所述廢氣中添加作為還原劑的 氨；以及使所述廢氣與還原催化劑相接觸而還原除去該廢氣中的氮氧化物，因此采用該方 法，可以根據(jù)條件選擇氫和氨作為還原劑，并通過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化 物，而且，與以往的根據(jù)廢氣的溫度選擇還原劑的情況相比較，即使當(dāng)廢氣的溫度為指定值 以上的高溫區(qū)域的情況，在該廢氣中的氧濃度低于指定值時(shí)也可以利用氫作為還原劑。因 此，可以在高溫區(qū)域中使用氫作為還原劑并通過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化 物。另外，在廢氣溫度和廢氣中的氧濃度兩者均在指定值以上時(shí)，可以通過還原催化劑使氨 和廢氣中的氮氧化物反應(yīng)而還原除去該氮氧化物，由此可以在所有溫度區(qū)域中還原除去廢 氣中的氮氧化物，從而凈化所述廢氣。


圖1為示出本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2為示出本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的控制流程的圖。圖3為示出與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩相關(guān)的廢氣溫度分布和一氧化氮濃度分布的 一個(gè)實(shí)例的數(shù)據(jù)圖。圖4為示出燃料噴射閥的燃料噴射時(shí)期和噴射期間的一個(gè)實(shí)例的圖。圖5為示出本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。圖6為示出本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的另一例的概略結(jié)構(gòu)圖。圖7為示出本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。圖8為示出本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的第四實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。符號說明1發(fā)動機(jī)主體，2吸氣通路，3排氣集管(manifold)(集合排氣管)，4EGR閥，5廢氣 循環(huán)通路(EGR管)，10發(fā)動機(jī)，11第一氧化催化劑，12第一連接配管，13柴油顆粒過濾器 (DPF)，14第二連接配管，15N0x凈化裝置，16第三連接配管，17第二氧化催化劑，18消聲器， 19微反應(yīng)器，20燃料，21吸附劑，22還原劑供給管，23水回收裝置，24水電解裝置，25第一 水供給管，26連接管，27氧吸附劑，28氧和水的供給管，29氧供給管，30氫加料管，31、32、 33、34傳感器，41電子控制裝置(ECU)，50、60、70、80、90廢氣凈化系統(tǒng)，61氧供給管，62第 一連接配管，63第二連接配管，64第三連接配管，71第四連接配管，81氫連接管，82氫貯存 裝置，83、91氫加料管，98消聲器
1具體實(shí)施例方式基于附圖對本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)和廢氣凈化方法的最佳實(shí)施方式進(jìn)行具 體說明。[第一實(shí)施方式]使用圖1 4對使用本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)和廢氣凈化方法凈化處理汽車排 出的廢氣的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1為廢氣凈化系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2示出其控制流程圖。圖3示出了與發(fā)動 機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩顯示出相關(guān)性廢氣溫度分布和一氧化氮濃度分布的一個(gè)實(shí)例的數(shù)據(jù)圖。圖 4示出了通過燃料噴射閥噴射燃料的時(shí)期和噴射燃料的期間的一個(gè)實(shí)例的圖。如圖1所示，本實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)50用于對柴油發(fā)動機(jī)或汽油發(fā)動機(jī) 等內(nèi)燃機(jī)即汽車發(fā)動機(jī)10中燃料經(jīng)燃燒排出的廢氣進(jìn)行的凈化處理。該廢氣含有氮氧化 物，硫氧化物，顆粒物質(zhì)(粒子狀物質(zhì)，以下稱為PM)。發(fā)動機(jī)10包括如下部分發(fā)動機(jī)主 體1，與發(fā)動機(jī)主體1相連接并用于向發(fā)動機(jī)主體1吸入空氣的吸氣通路2，與發(fā)動機(jī)主體 1相連接并用于從發(fā)動機(jī)主體1排出廢氣的排氣集管(集合排氣管)3。設(shè)置有廢氣循環(huán)通路(以下，稱為EGR管)5，該通路中通過作為開關(guān)閥的EGR閥4 連接集合排氣管3和吸氣通路2，。即，EGR閥4和EGR管5構(gòu)成廢氣循環(huán)裝置。另外，發(fā)動 機(jī)主體1具有常規(guī)方式等電子控制燃料噴射閥(燃料噴射裝置)。電子控制燃料噴射閥可 以在主噴射之后進(jìn)行作為燃料副噴射的后噴射(post-injection)。即，如圖4所示，電子控 制燃料噴射閥可以在tl后的第1規(guī)定期間t 1噴射燃料，在t2( > tl)后的第2規(guī)定期間 x2(> t1)噴射燃料，在t3( > t2)后的第3規(guī)定期間t 3( < x2)噴射燃料，該燃料噴 射閥能夠調(diào)節(jié)燃料的噴射時(shí)刻和噴射期間(噴射量)。通過EGR閥控制線4A連接EGR閥 4和后述的電子控制裝置(以下，稱為E⑶)41的燃燒控制部件41A，通過燃燒控制部件41A 控制EGR閥4的開關(guān)。這樣一來，通過E⑶41調(diào)節(jié)EGR閥4的開關(guān)，并調(diào)節(jié)所述電子控制燃 料噴射閥的燃料噴射時(shí)期和噴射期間，從而可以調(diào)節(jié)廢氣中的氧濃度使其低于規(guī)定值。EGR 閥4，EGR管5和上述電子控制燃料噴射閥構(gòu)成氧濃度調(diào)節(jié)裝置。在集合排氣管3的廢氣流通方向下游側(cè)的端部，通過第一氧化催化劑11，第一連 接配管12，顆粒過濾器(以下，稱為DPF) 13，第二連接配管14連接設(shè)置有NOx凈化裝置15。 NOx凈化裝置15具有吸留NOx的NOx吸留催化劑和選擇性還原催化劑(以下，稱為SCR催 化劑)。在NOx凈化裝置15的廢氣流通方向下游側(cè)，通過第三連接配管16連接設(shè)置有第二 氧化催化劑17。在第二氧化催化劑17的廢氣流通方向下游側(cè)設(shè)置有消聲器18，廢氣通過 消聲器18排放到大氣中。這里，在上述集合排氣管3上連接設(shè)置有作為還原劑添加裝置的微反應(yīng)器19，微 反應(yīng)器19設(shè)置于第一氧化催化劑11的廢氣流通方向上游側(cè)。微反應(yīng)器19和后述E⑶41 的后處理控制部件41B通過反應(yīng)器控制線19A連接，通過后處理控制部件41B對微反應(yīng)器 19進(jìn)行控制。此外，向微反應(yīng)器19中供給下述物質(zhì)烴等燃料20、空氣中的氧或者通過后 述水電解裝置24得到的氧、在箱中貯存的水或者通過后述水回收裝置23得到的水，上述這 些物質(zhì)在第二反應(yīng)部(第二微反應(yīng)器)中反應(yīng)，生成氫、一氧化碳、二氧化碳、水。即，在上 述第二反應(yīng)部中發(fā)生下述過程由燃料20和氧生成氫，二氧化碳和水的部分氧化，由燃料20和水(水蒸氣)生成氫和二氧化碳的蒸汽轉(zhuǎn)化，以及由燃料20、氧和水生成氫和二氧化 碳的自熱重整。另外，供給取出部分上述生成物得到的氫、空氣中的氮?dú)饣蛘邚U氣中的一氧 化氮，使這些物質(zhì)在第一反應(yīng)部(第一微反應(yīng)器)中反應(yīng)從而生成氨。這樣一來，上述微反 應(yīng)器19的第一反應(yīng)部構(gòu)成向內(nèi)燃機(jī)廢氣中添加作為還原劑的氨的氨添加裝置。作為設(shè)置在微反應(yīng)器19中的第二反應(yīng)部的催化劑，可以列舉出蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑、 以及鎳系催化劑、釕系催化劑等金屬負(fù)載型催化劑、鈣鈦礦等復(fù)合氧化物型轉(zhuǎn)化催化劑和 部分氧化催化劑等。另外，作為第一反應(yīng)部的催化劑，可以列舉出Fe3O4等金屬氧化物催化 劑、釕系催化劑等金屬負(fù)載型催化劑等。這些催化劑可以為蜂巢狀或粒狀等任意形狀。但 是，微反應(yīng)器19應(yīng)當(dāng)與集合排氣管3連接設(shè)置，從而使得其與發(fā)動機(jī)10設(shè)置成熱連接。由 此，可以利用從集合排氣管3得到的熱作為在第二反應(yīng)部中蒸汽轉(zhuǎn)化、自熱重整的熱源，以 及第一反應(yīng)部中用作500°C以上反應(yīng)溫度的熱源。這樣一來，不需要另外設(shè)置其他熱源，從 而可以抑制設(shè)備成本的增加。另外，與上述微反應(yīng)器19相鄰設(shè)置有分別貯存該微反應(yīng)器19中產(chǎn)生的氨和氫的 吸附劑(還原劑吸附劑)21。設(shè)置有連接吸附劑21和第二連接配管14的第一還原劑供給 管22。作為氨的吸附劑(氨吸留裝置)，可以列舉出沸石系催化劑等。作為氫的吸附劑(氫 吸留裝置)，可以列舉出碳系材料，或者鈀等金屬系材料(氫吸留合金)等。由于在這樣的 位置設(shè)置有吸附劑21，因此可以貯存微反應(yīng)器19中生成的剩余的氫和氨，同時(shí)可以根據(jù)需 要將貯存的還原劑通過還原劑供給管22供給到NOx凈化裝置15的廢氣流通方向上游側(cè)， 從而通過SCR催化劑可以有效地利用生成的還原劑。需要說明的是，這樣的吸附劑21可以 分別設(shè)置在各反應(yīng)部，也可以僅安裝在與設(shè)置于廢氣流通方向的下游側(cè)的反應(yīng)部相對應(yīng)的 位置。就上述第一氧化催化劑11而言，可以列舉出鉬、鈀、銥等貴金屬系催化劑、或者鈣 鈦礦等復(fù)合氧化物系催化劑等。第一氧化催化劑11是形成為蜂巢狀的，在200°C以上引發(fā) 氧化反應(yīng)的催化劑。由于第一氧化催化劑11的存在，廢氣中的HC、C0、N0被氧化。由此，可 以提高在廢氣流通方向下游側(cè)設(shè)置的SCR催化劑的還原率。就上述DPF13而言，吸附廢氣中的PM，當(dāng)吸附到規(guī)定量時(shí)，通過電子控制燃燒噴射 閥進(jìn)行后噴射(即主噴射之后的副噴射)，使廢氣溫度處于高溫狀態(tài)，從而可以通過燃燒除 去吸附于DPF13的PM。也可以將在下述水電解裝置24中得到的氧供給到DPF13附近的廢 氣流通方向上游側(cè)。 上述SCR催化劑具有下述第一還原催化劑(氫選擇還原催化劑)和第二還原催化 劑(氨選擇還原催化劑)，所述第一還原催化劑使還原劑氫和廢氣中的氮氧化物反應(yīng)從而 還原除去該氮氧化物，所述第二還原催化劑使還原劑氨和廢氣中的氮氧化物反應(yīng)從而還原 除去該氮氧化物。另外，作為第一還原催化劑，可以列舉出沸石系催化劑。該催化劑的反應(yīng) 溫度為100°C以上。作為第二還原催化劑，可以列舉出沸石系催化劑、釩-二氧化鈦等釩氧 化物。該催化劑的反應(yīng)溫度為250°c以上。 作為上述第二氧化催化劑17，可以列舉出與上述第一氧化催化劑11相同的催化 劑等。通過在該位置上設(shè)置第二氧化催化劑17，可以將在廢氣流通方向上游側(cè)的反應(yīng)中沒 有被利用的剩余氨(未反應(yīng)的氨)進(jìn)行氧化，并將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退瑥亩乐拱迸欧诺酱?氣中。另外，該氧化催化劑可以氧化廢氣中的烴和一氧化碳使其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，從而防止烴和一氧化碳排放到大氣中。與上述消聲器18相鄰設(shè)置有回收廢氣中水分(水蒸氣)的水回收裝置、即水回收 裝置23。具體來說，水回收裝置23是回收在消聲器18內(nèi)部結(jié)露而成的水的裝置。水貯存 裝置即水箱等水貯存裝置(圖中未示出)與水回收裝置23相鄰設(shè)置，該水貯存裝置貯存 水回收裝置23中回收的水、由外部供給的水、以及來自車輛空調(diào)(空調(diào)機(jī))的排出水(排 水)。通過圖中未示出的水輸送管(水輸送裝置)，將水回收裝置23回收的水加入到水貯 存裝置中。通過水回收裝置控制用信號線23A連接水回收裝置23和后述的E⑶41后處理 控制部件41B，通過后處理控制部件41B來控制水回收裝置23。需要說明的是，在這樣的水 回收裝置23內(nèi)也可以設(shè)置過濾器等從而從水中除去廢氣中的雜質(zhì)。通過第一水供給管(第一水供給裝置)25，將上述水貯存裝置與水電解裝置24連 接，同時(shí)通過圖中未示出的第二水供給管(第二水供給裝置)連接上述水貯存裝置和微反 應(yīng)器19。另外，汽車安裝了貯存發(fā)動機(jī)10的冷卻水的冷卻水箱(圖中未示出)、和儲存雨 水的雨水儲存箱(圖中未示出)等，上述冷卻水箱和雨水儲存箱經(jīng)由向這些箱加水的配管 與微反應(yīng)器19和水電解裝置24相連接。水電解裝置24電解水產(chǎn)生氫和氧。這樣一來，可 以將上述水貯存裝置中積存的水供給到水電解裝置24和微反應(yīng)器19中，同時(shí)可以有效地 利用水作為水電解裝置24和微反應(yīng)器19的原料。另外，通過微反應(yīng)器19可以確實(shí)地制造 氫，從而能夠提高其通用性。通過水電解裝置控制用信號線24A連接水電解裝置24和后述 的E⑶41的后處理控制部件41B，通過后處理控制部件41B控制水電解裝置24。在水電解裝置24附近設(shè)置有吸留氧的沸石系催化劑等氧吸附劑(氧吸留裝 置)27，經(jīng)由連接管26連接水電解裝置24和氧吸附劑(氧吸留裝置)27。通過設(shè)置氧吸附 劑27，可以貯存水電解裝置24產(chǎn)生的剩余氧和根據(jù)需要脫附剩余氧，從而可以有效地利用 上述氧。通過氧吸附劑控制用信號線27A連接氧吸附劑27和后述的E⑶41的后處理控制 部件41B，通過后處理控制部件41B控制氧吸附劑27。通過氫輸送管30連接水電解裝置24 和吸附劑21，從而將在水電解裝置24中產(chǎn)生的氫輸送到吸附劑21中。這樣一來，水電解裝 置24和上述微反應(yīng)器19的第二反應(yīng)部構(gòu)成向發(fā)動機(jī)10廢氣中添加作為還原劑的氫的氫 添加裝置，另外，微反應(yīng)器19的第二反應(yīng)部和水電解裝置24分別構(gòu)成生產(chǎn)氫的第1和第2 氫制造裝置。由于具有上述這樣利用水制造氫的水電解裝置24，因此除了燃料之外還可以 利用水來產(chǎn)生氫，從而可以提高通用性。設(shè)置有氧和水的供給管28，其將水回收裝置23和 氧吸附劑27以及第二連接配管14連接起來，根據(jù)需要，可以通過氧和水的供給管28向NOx 凈化裝置15的廢氣流通方向上游側(cè)供給氧和水。另外，設(shè)置有連接氧吸附劑27和集合排 氣管3以及第三連接配管16的氧供給管29，根據(jù)需要，可以通過氧供給管29向第一氧化催 化劑11和第二氧化催化劑17供給由水電解裝置24產(chǎn)生的氧(處于活性期的氧)。由于在 水電解裝置24中產(chǎn)生的氧為上述處于活性期的氧，因此其可以促進(jìn)通過第一、第二氧化催 化劑11、17對廢氣進(jìn)行的氧化。在上述集合排氣管3、第二連接配管14、第三連接配管16以及消聲器18上分別設(shè) 置有用作廢氣測定裝置的傳感器31、32、33、34，這些傳感器可以持續(xù)測定廢氣的溫度及其 成分(Ν0χ、02、Η2、ΝΗ3)。作為各傳感器31、32、33、34，可以列舉出分子激光吸收型高速響應(yīng) 性氣體成分濃度傳感器等使用激光的傳感器。通過使用這樣的傳感器，可以實(shí)時(shí)測定廢氣 的溫度和廢氣中的氣體成分。
分別通過信號線31A、32A、33A、34A連接上述各傳感器31、32、33、34和ECU41的 后處理控制部件41B，并將通過各傳感器31、32、33、34測定的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶筇幚砜刂撇考?41B。另外，通過燃燒控制用信號線IA將測定發(fā)動機(jī)10的(運(yùn)轉(zhuǎn))狀態(tài)(發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、 扭矩和相對于吸入空氣的燃料量等)的傳感器(圖中未示出)、上述電子控制燃料噴射閥等 以及ECU41的燃燒控制部件41A連接。利用該傳感器測定的發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)被輸送給燃 燒控制部件41A，另一方面通過燃燒控制部件41A控制該電子控制燃料噴射閥等。通過部件 之間的控制線41C連接燃燒控制部件41A和后處理控制部件41B，從而可以實(shí)現(xiàn)燃燒控制部 件41A和后處理控制部件41B之間的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。按照后述的控制流程，通過燃燒 控制部件41A可以控制EGR閥4的開關(guān)，通過上述電子控制燃料噴射閥可以對后噴射進(jìn)行 控制。另外，通過后處理控制部件41B對微反應(yīng)器19進(jìn)行控制(選擇還原劑的種類和確定 其濃度)，對水回收裝置23進(jìn)行控制、對水電解裝置24進(jìn)行控制，以及對氧吸附劑27進(jìn)行 控制等。需要說明的是，在發(fā)動機(jī)10中設(shè)置有分別測定內(nèi)燃機(jī)的筒內(nèi)壓力、所述內(nèi)燃機(jī)的 筒內(nèi)燃燒氣體的溫度的傳感器(圖中未示出)，將通過這些傳感器得到的測定數(shù)據(jù)傳輸給 ECU41。這里，利用圖2對上述E⑶41的控制流程進(jìn)行具體地說明。首先，在步驟Sl中，將測定內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)得到的數(shù)據(jù)(上述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、相 對于吸入空氣量的燃料量和冷卻水的溫度等)輸入到E⑶41的燃燒制御部件41A中。接下來，進(jìn)入步驟S2，基于與得到的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)的、預(yù)先制作的廢氣溫度 分布圖和廢氣中一氧化氮濃度分布圖，推算出廢氣的溫度、廢氣中氧濃度Cffi和一氧化氮濃 度‘。例如，如圖3所示，ECU41估算出廢氣的溫度T、廢氣中的氧濃度Cffi和一氧化氮濃度 Cno,當(dāng)處于低轉(zhuǎn)速和低扭矩的情況下，廢氣溫度較低，且廢氣含有低濃度的一氧化氮，當(dāng)處 于高轉(zhuǎn)速和高扭矩的情況下，廢氣溫度較高，且廢氣含有高濃度的一氧化氮等。另外，ECU41 在高負(fù)荷區(qū)域和高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在減速和加速過程中，當(dāng)難以通過分布圖預(yù)測下一個(gè)瞬間廢 氣中氮氧化物的濃度時(shí)，可以根據(jù)下述基于上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)和變化量的預(yù)測式來預(yù)測廢氣 中的氮氧化物濃度D·。NOx 的預(yù)測方程Dnox = f(n，Pl，-,Px, Tl,…，Τχ，...，Δη，...，ΔΧ)η:內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速Px 發(fā)動機(jī)特定部分的壓力(例如筒內(nèi)壓力)Tx 發(fā)動機(jī)特定部分的溫度(例如筒內(nèi)燃燒氣體的溫度)Δη:當(dāng)前轉(zhuǎn)速的變化量Δ X 當(dāng)前發(fā)動機(jī)特定部分的變化量(還包括加速踏板的踩進(jìn)量，發(fā)動機(jī)負(fù)荷(斜 坡，滑動)等)接下來，進(jìn)入步驟S3，確定所需的還原劑的種類和其濃度。具體來說，在步驟S3-1 中，判斷廢氣的溫度是處于低于規(guī)定值Tl的低溫度區(qū)域(低溫區(qū)域)，還是處于規(guī)定值Tl 以上的高溫度區(qū)域(高溫區(qū)域)。所述規(guī)定值Tl不依賴于廢氣中的氧濃度，可以列舉出能 夠利用氫作為還原劑的溫度區(qū)域的上限溫度，例如250°C。在該步驟S3-1中，在上述步驟 S2中估算的廢氣溫度如果低于250°C (處于低溫區(qū)域)，則進(jìn)入步驟S4-1，在除此之外的情 況下，即所述廢氣溫度在250°C以上(高溫區(qū)域)時(shí)，進(jìn)入步驟S3-2。在步驟S3-2中，判斷廢氣中的氧濃度Cffi是低于規(guī)定濃度Cl還是廢氣中的氧濃度Cre在規(guī)定濃度Cl以上。作為所述規(guī)定濃度Cl，可以列舉出在添加氫作為還原劑的情況下， 使該氫和廢氣中的氧之間不易發(fā)生反應(yīng)的上限濃度，即1 %。在該步驟S3-2中，如果通過上 述步驟S2推算的廢氣中氧濃度低于所述規(guī)定濃度Cl，則進(jìn)入步驟S4-2，在除此之外的情況 下，即所述廢氣中的氧濃度在規(guī)定濃度Cl以上時(shí)，進(jìn)入步驟S4-3。接下來，在步驟S4-1、S4_2中，選擇氫作為還原劑，并且設(shè)定其添加量。然而，在步 驟S4-2中，由于依據(jù)廢氣中的氧濃度來設(shè)定氫的添加量，因此有時(shí)會出現(xiàn)與在步驟S4-1中 設(shè)定的氫的添加量相比，添加量變得更少的情況。另外，在步驟S4-3中，選擇氨作為還原劑 并設(shè)定其添加量。因此，根據(jù)上述的廢氣凈化系統(tǒng)50還可以實(shí)現(xiàn)下述效果由于在高溫區(qū)域廢氣中 添加的氫與該廢氣中的氧反應(yīng)，因此無法利用氫作為還原劑，然而根據(jù)本系統(tǒng)，即使廢氣的 溫度處于規(guī)定值以上的高溫區(qū)域時(shí)，由于通過電子控制燃料噴射閥進(jìn)行的后噴射、以及通 過EGR閥4和EGR管5使部分廢氣循環(huán)到吸氣通路2從而控制使得發(fā)動機(jī)10排出的廢氣 中的氧濃度低于規(guī)定值，并由此抑制微反應(yīng)器19的氫和廢氣中的氧之間的反應(yīng)，通過SCR 催化劑，可以使微反應(yīng)器19的氫和廢氣中的氮氧化物反應(yīng)從而可以還原除去該氮氧化物。 這樣一來，在高溫區(qū)域，可以使用氫作為還原劑，通過還原催化劑還原除去廢氣中的氮氧化 物。該系統(tǒng)具備ECU41，其控制微反應(yīng)器19，用以在廢氣溫度在規(guī)定值以上時(shí)向廢氣 中添加氨，因此當(dāng)廢氣溫度在規(guī)定值以上時(shí)，在SCR催化劑的存在下來自微反應(yīng)器19的氨 和廢氣中的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)從而可以還原除去該氮氧化物。這樣一來，在全部的溫度區(qū) 域中均可以還原除去廢氣中的氮氧化物從而凈化所述廢氣。由于通過電子控制燃料噴射閥進(jìn)行的后噴射、以及通過EGR閥4和EGR管5降低 廢氣中的氧濃度，因此可以確實(shí)地降低廢氣中的氧濃度。另外，所述系統(tǒng)具有ECU41，當(dāng)廢氣溫度和該廢氣中的氧濃度中的至少之一小于 規(guī)定值時(shí)，所述ECU41控制微反應(yīng)器19向廢氣中添加氫，當(dāng)廢氣溫度和廢氣中氧濃度兩者 均在規(guī)定值以上時(shí)，所述ECU41控制微反應(yīng)器19向廢氣中添加氨，因此可以根據(jù)條件選擇 使用氫和氨作為還原劑，并且通過SCR催化劑可以還原除去廢氣中的氮氧化物，除此之外， 與通常根據(jù)廢氣溫度選擇還原劑的情況相比，即使處于廢氣溫度在規(guī)定值以上的高溫區(qū)域 時(shí)，在該廢氣中的氧濃度低于規(guī)定值的情況下也可以利用氫作為還原劑。因此，在高溫區(qū) 域，可以使用氫作為還原劑通過SCR催化劑還原除去廢氣中的氮氧化物。當(dāng)廢氣溫度和廢 氣中的氧濃度兩者均處于規(guī)定值以上時(shí)，在SCR催化劑存在下，來自微反應(yīng)器19的氨和廢 氣中的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)從而可以還原除去該氮氧化物，這樣一來，在全部的溫度區(qū)域內(nèi) 可以還原除去廢氣中的氮氧化物從而凈化所述廢氣。微反應(yīng)器19在制造氫、氨的時(shí)候，由燃料20來制造，由于燃料20是發(fā)動機(jī)10本來 就使用的，因此不需要提供其他供給氫、氨原料的供給源，從而可以抑制設(shè)備成本的增加。 另外，可以在廢氣凈化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氫或氨的生產(chǎn)。由此，提高了通用性。通過具有水電解裝置24，當(dāng)發(fā)電量為汽車中所裝載的電池的容量以上時(shí)，可以利 用剩余的電來產(chǎn)生氫，從而可以抑制為了使水電解裝置24運(yùn)轉(zhuǎn)而通過其他途徑提供能量 所導(dǎo)致的能量消耗以及運(yùn)行成本的增加。由于上述水為水回收裝置23所回收的水以及從外部供給的水中的至少一種水，
17因此水的供給源為多個(gè)，從而可以抑制所述水導(dǎo)致的通用性的降低。由于所述系統(tǒng)具有傳感器31、32、33、34，由來自各傳感器31、32、33、34信息的數(shù) 據(jù)圖、發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)和上述預(yù)測方程中的至少之一計(jì)算出廢氣的溫度和成分，控制微反 應(yīng)器19來調(diào)節(jié)還原劑的添加量，這樣一來，可以測定發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)，或者由基于測定出 的發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)制作的數(shù)據(jù)圖、發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)和預(yù)測方程中的至少之一推測當(dāng)前發(fā) 動機(jī)10的狀態(tài)，從而可以根據(jù)發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜刂?，并且可以采用瞬時(shí)測量。通過具有設(shè)置在SCR催化劑的廢氣流通方向下游側(cè)的氧化催化劑17，可以利用氧 化催化劑17對通過SCR催化劑的氨進(jìn)行氧化，從而可以更確實(shí)地防止通過該SCR催化劑的 氨排放到大氣中。數(shù)據(jù)圖與發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速、扭矩和相對于吸入空氣的燃料量各數(shù)據(jù)相關(guān)，是預(yù)先 制成的廢氣溫度分布和廢氣中氮氧化物濃度分布的圖譜，因此通過該數(shù)據(jù)圖可以更準(zhǔn)確地 預(yù)測發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)。因此可以更確實(shí)地凈化廢氣。預(yù)測方程是基于下述數(shù)據(jù)計(jì)算上述廢氣中氮氧化物濃度的數(shù)學(xué)式，所述數(shù)據(jù)有 發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速，發(fā)動機(jī)10的筒內(nèi)壓力，發(fā)動機(jī)10筒內(nèi)燃燒氣體的溫度，上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速 的變化量和上述內(nèi)燃機(jī)指定部位的變化量，因此即使在數(shù)據(jù)圖無法進(jìn)行預(yù)測的情況下，根 據(jù)上述預(yù)測方程也可以準(zhǔn)確地預(yù)測發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)。從而可以更為確實(shí)地實(shí)現(xiàn)廢氣的凈 化。由于還原劑可以利用汽車中使用的燃料來制造，因此可以抑制通過其他途徑提供 還原劑給系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成的復(fù)雜化，而且，還可以抑制由于設(shè)置僅貯存還原劑的設(shè)備而造 成的系統(tǒng)的大型化和成本的增加。由于汽車具備車輛空調(diào)、冷卻水箱、消聲器18、以及雨水儲存箱中的至少一種裝 置，因此可以將所述車輛空調(diào)的排水、在所述消聲器內(nèi)部結(jié)露的水、所述冷卻水箱內(nèi)的冷卻 水、以及所述雨水儲存箱內(nèi)的水用于所述還原劑的制造，因此，不需要另外設(shè)置其他途徑來 提供作為所述還原劑原料的水，從而可以抑制由于通過其他途徑供給水所導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn) 的復(fù)雜化。另外，按照上述的廢氣凈化系統(tǒng)50，還可以實(shí)現(xiàn)下述效果。S卩，由于該系統(tǒng)具有使發(fā)動機(jī)10的廢氣中的氮氧化物與還原劑相接觸而還原除 去該氮氧化物的SCR催化劑；對廢氣中的氣體成分進(jìn)行氧化的氧化催化劑11、17 ；電解水來 制造氫和氧的水電解裝置24 ；將水電解裝置24中制造的氫供給到SCR催化劑的廢氣流通 方向上游側(cè)的氫加料管30 ；以及將水電解裝置24中制造的氧供給到上述廢氣中的氧和水 的供給管28以及氧供給管29，因此根據(jù)該系統(tǒng)，在水電解裝置24中制造的氧是處于活性期 的氧，可以將該處于活性期的氧供給到到廢氣中，通過該處于活性期的氧促進(jìn)該廢氣中的 氣體成分的氧化反應(yīng)，對該廢氣中的烴和一氧化碳進(jìn)行氧化，從而可以提高廢氣的凈化能 力。可以有效地利用通過水電解裝置24得到的氧。另外，使水電解裝置24制造的氫和廢 氣中的氮氧化物與SCR催化劑接觸，從而可以還原除去該氮氧化物。將在水電解裝置24中產(chǎn)生的氧供給到氧化催化劑11、17的廢氣流通方向上游側(cè)， 因此如上所述，在該水電解裝置24中產(chǎn)生的氧為處于活性期的氧，該處于活性期的氧可以 促進(jìn)在氧化催化劑11、17存在下廢氣中烴和一氧化碳的氧化，并且如果上述廢氣中含有剩 余氨時(shí)該處于活性期的氧還可以促進(jìn)對剩余氨的氧化，從而可以更進(jìn)一步地凈化廢氣。這樣一來，可以減少用于氧化廢氣中的氣體成分所必須的氧化催化劑11、17的量，可以實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的小型化，并可以謀求降低成本。由于所述系統(tǒng)具有設(shè)置在SCR催化劑的廢氣流通方向上游側(cè)且用于測定廢氣中 的氮氧化物濃度的傳感器31、32 ；設(shè)置在SCR催化劑的廢氣流通方向下游側(cè)且用于測定廢 氣中的氮氧化物和還原劑的濃度的傳感器33、34，因此可以基于廢氣中的氣體成分來確定 向該廢氣中添加的還原劑的種類和其添加量，從而可以更為有效地凈化廢氣。需要說明的是，在上述內(nèi)容中，雖然使用廢氣凈化系統(tǒng)50來進(jìn)行說明，所述廢氣 凈化系統(tǒng)50可以進(jìn)行下述控制僅根據(jù)與內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)相關(guān)的、預(yù)先制成的廢氣溫度分布圖 和廢氣中一氧化氮的濃度分布圖來推測廢氣溫度、廢氣中的氧濃度Qe和一氧化氮濃度Cto 從而選定還原劑的種類，確定其濃度，但是，除了上述廢氣凈化系統(tǒng)50以外，也可以利用反 映廢氣溫度和其氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)圖來進(jìn)行控制，上述數(shù)據(jù)是由傳感器31、32、33、34測 定并且輸送到ECU41的數(shù)據(jù)，也可以利用輸送到ECU41的廢氣溫度和其氣體成分的數(shù)據(jù)，通 過反饋控制進(jìn)行直接微調(diào)節(jié)。利用如上所述進(jìn)行控制的廢氣凈化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)與上述廢 氣凈化系統(tǒng)50同樣的作用效果，除此之外，可以更為準(zhǔn)確地選定還原劑并確定其濃度，并 且可以提高其脫硝性能。另外，可以根據(jù)發(fā)動機(jī)10的狀態(tài)進(jìn)行控制，并可以采用瞬時(shí)測量。雖然對用于凈化具有EGR閥4和EGR管5以及電子控制燃料噴射閥的發(fā)動機(jī)10 的廢氣的廢氣凈化系統(tǒng)50進(jìn)行了說明，但該系統(tǒng)也可以用于凈化僅具有上述EGR閥和EGR 管或者僅具有上述電子控制燃料噴射閥的內(nèi)燃機(jī)的廢氣，也可以實(shí)現(xiàn)與上述廢氣凈化系統(tǒng) 50同樣的作用效果。雖然使用具有微反應(yīng)器19和水電解裝置24作為氫添加裝置的廢氣凈化系統(tǒng)50 進(jìn)行了說明，但也可以是僅具有上述微反應(yīng)器和水電解裝置中任意之一作為氫添加裝置的 廢氣凈化系統(tǒng)，即使利用這樣的廢氣凈化系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)與上述廢氣凈化系統(tǒng)50同樣的 作用效果。該系統(tǒng)具備如下傳感器設(shè)置于SCR催化劑在廢氣流通方向上的上游側(cè)且構(gòu)成 測定廢氣中氮氧化物和氧濃度的第一氣體成分濃度測定裝置的傳感器31、32，以及設(shè)置于 SCR催化劑在廢氣流通方向上的下游側(cè)且構(gòu)成測定廢氣中氮氧化物、氨和氫濃度的第二氣 體成分濃度測定裝置的傳感器33、34，由此，根據(jù)廢氣中的氣體成分，可以確定向該廢氣中 添加的還原劑的種類和其添加量。具體來說，通過測定NOx的濃度，可以確定所需的還原劑 的添加量。通過測定氧的濃度，可以判斷是氫還是氨作為還原劑較為有效。通過測定SCR 催化劑在廢氣流通方向上的下游側(cè)的氨(泄露氨)濃度，可以確定還原劑的添加量。另外， 通過測定SCR催化劑在廢氣流通方向上的下游側(cè)的氫濃度，可以確定還原劑的添加量。由 此，可以控制添加的還原劑的種類和其添加量，從而可以更為有效地凈化廢氣?？梢栽谘鯕夥障吕酶唠妷涸趦善姌O間進(jìn)行低溫放電從而制造臭氧，并將該臭 氧輸送到第一、第二氧化催化劑11、17和DPF13中的至少第一、第二氧化催化劑11、17的廢 氣流通方向上游側(cè)。臭氧本身具有較高活性，因此在第一、第二氧化催化劑11、17的存在 下，利用上述臭氧可以促進(jìn)廢氣中烴、一氧化碳和剩余氨的氧化，從而可以更有效地凈化廢 氣。另外，上述臭氧可以在低溫下燃燒除去DPF13所捕集的粒子狀物質(zhì)，從而可以更進(jìn)一步 地凈化廢氣。這樣一來，可以減少用于氧化廢氣中的氣體成分所必須的第一、第二氧化催化 劑11、17的量，從而可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化和降低成本的目的。
[第二實(shí)施方式]利用下面的圖5，對使用本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)和廢氣凈化方法凈化處理汽 車排出廢氣的第二實(shí)施方式進(jìn)行具體地說明。圖5為廢氣凈化系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。就本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)將上述本發(fā)明第一實(shí)施 方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)所具有的DPF和SCR催化劑的位置進(jìn)行互換，并增加了將水電解 裝置得到的氧輸送到DPF附近的廢氣流通方向上游側(cè)的供給管，除此之外，該系統(tǒng)具有與 第一實(shí)施方式涉及的系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)中，采用相同的符號描述與上述本發(fā) 明第一實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)相同的裝置，并省略對其的說明。本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)60如圖5所示，在發(fā)動機(jī)10的廢氣排 氣路徑上，按照從廢氣流通方向上的上游側(cè)到下游側(cè)方向的順序設(shè)置有集合排氣管3、第一 氧化催化劑11、Ν0χ凈化裝置15、DPF13和第二氧化催化劑17。其中，在第一氧化催化劑11 和NOx凈化裝置15，NOx凈化裝置15和DPF13，DPF13和第二氧化催化劑17之間分別通過 第一、第二、第三連接配管62、63、64連接。另外，設(shè)置有連接氧吸附劑27、第二連接配管63以及第三連接配管64的氧供給管 (第二氧供給裝置)61，根據(jù)需要，可以通過氧供給管61向DPF13和第二氧化催化劑17供 給水電解裝置24得到的氧(處于活性期的氧)。因此，采用上述廢氣凈化系統(tǒng)60，除了可以實(shí)現(xiàn)與上述第一實(shí)施方式涉及的廢氣 凈化系統(tǒng)50同樣的作用效果以外，由于將處于活性期的氧供給到DPF13附近的廢氣流通方 向上游側(cè)，因此可以在比以往的除去溫度600°C低的300°C的低溫下燃燒除去被DPF13捕集 的PM。即，即使不利用電子控制燃料噴射閥進(jìn)行后噴射(副噴射)向廢氣中供給燃料來提 高廢氣的溫度，該系統(tǒng)也可以燃燒除去被DPF13捕集的PM。另外，通過將上述處于活性期的 氧供給到第二氧化催化劑17的廢氣流通方向上游側(cè)，可以將廢氣中含有的烴和一氧化氮 氧化為二氧化氮，同時(shí)可以將剩余的氨氧化成氮?dú)?，從而可以在燃燒DPF13中的PM的同時(shí) 凈化廢氣。由于該系統(tǒng)具有DPF13和向DPF13的廢氣流通方向上游側(cè)供給氧的第一氧供給裝 置61，并且在水電解裝置24中得到的氧為處于活性期的氧，因此利用該處于活性期的氧， 可以在低溫下燃燒除去DPF13捕集的PM，從而可以更進(jìn)一步地凈化廢氣。需要說明的是，也可以在氧氣氛下利用高電壓在兩片電極之間進(jìn)行低溫放電從而 制造臭氧，并將該臭氧輸送到DPF13。由于臭氧本身具有較高活性，在低溫下，上述臭氧可以 燃燒除去DPF13捕集的PM，從而可以更進(jìn)一步地凈化廢氣。雖然使用了在SCR催化劑的廢氣流通方向上游側(cè)設(shè)置有第一氧化催化劑11的廢 氣凈化系統(tǒng)60進(jìn)行說明，但如圖6所示，也可以采用廢氣凈化系統(tǒng)70，該系統(tǒng)70沒有在SCR 催化劑的廢氣流通方向上游側(cè)設(shè)置第一氧化催化劑，而是通過第四連接配管71將NOx凈化 裝置15連接到集合排氣管3的端部。即使利用這樣的廢氣凈化系統(tǒng)70，也可以實(shí)現(xiàn)與上述 廢氣凈化系統(tǒng)60同樣的作用效果。另外，通過將在水電解裝置24中產(chǎn)生的氧供給到NOx凈 化裝置15的廢氣流通方向上游側(cè)，其可以促進(jìn)將廢氣中含有的一氧化氮氧化為二氧化氮， 從而可以省略在NOx凈化裝置15之前設(shè)置氧化催化劑，可以降低設(shè)備成本。
[第三實(shí)施方式]利用圖7對使用本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)和廢氣凈化方法凈化處理汽車排出 廢氣的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖7為本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。就本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)將上述本發(fā)明第一實(shí)施 方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)所具有的DPF和第二氧化催化劑的位置互換，并增加了將在水電 解裝置中得到的氫輸送到NOx凈化裝置的廢氣流通方向上游側(cè)的氫輸送管，另一方面，該 系統(tǒng)還去掉了微反應(yīng)器，除此之外，該系統(tǒng)與上述第一實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)具有 相同的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)中，利用相同的符號描述與上述本發(fā) 明第一實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)相同的裝置，并省略對其的說明。本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)80如圖7所示，在發(fā)動機(jī)10的廢氣排 氣路徑上，按照從廢氣流通方向上的上游側(cè)到下游側(cè)方向的順序設(shè)置有集合排氣管3、第 四連接配管71、NOx凈化裝置15、第二連接配管63、第二氧化催化劑17、第三連接配管64、 DPF13和消聲器18。通過氫連接管81，將水電解裝置24產(chǎn)生的氫輸送到貯存氫的氫貯存裝 置82。氫貯存裝置82與將氫輸送到NOx凈化裝置15的廢氣流通方向上的氫輸送管83相 連接。這樣一來，水電解裝置24利用水產(chǎn)生的氫，通過氫連接管81被輸送到氫貯存裝置 82并進(jìn)行貯存。根據(jù)需要，通過氫輸送管83，將貯存于氫貯存裝置82中的氫輸送到NOx凈 化裝置15的廢氣流通方向上游側(cè)。另一方面，水電解裝置24利用水產(chǎn)生的氧，通過氧輸 送管26被輸送到氧吸附劑27并進(jìn)行貯存。根據(jù)需要，通過氧輸送管61，將貯存于氧吸附 劑27中的氧輸送到第二氧化催化劑17和DPF13的廢氣流通方向上游側(cè)。由此，在NOx凈 化裝置15中，在該裝置內(nèi)設(shè)置的SCR催化劑的存在下，使上述氫和廢氣中的氮氧化物接觸 從而還原除去該氮氧化物。另外，通過向第二氧化催化劑17和DPF13的廢氣流通方向上游 側(cè)供給水電解裝置24產(chǎn)生的氧，并且水電解裝置24制造的氧為處于活性期的氧，該處于活 性期的氧促進(jìn)在第二氧化催化劑17上進(jìn)行的廢氣中的烴和一氧化碳的氧化，當(dāng)上述廢氣 中含有剩余的氨時(shí)，該氧還可以促進(jìn)對于剩余氨的氧化，從而可以更進(jìn)一步地凈化廢氣。另 外，利用上述處于活性期的氧，可以在低溫下燃燒除去DPF13所捕集的微粒子，從而可以更 進(jìn)一步地凈化廢氣。[第四實(shí)施方式]使用附圖，對使用本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)和廢氣凈化方法凈化處理汽車排出 的廢氣的第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖8為廢氣凈化系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。就本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)將上述本發(fā)明第三實(shí) 施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)所具有的NOx凈化裝置安裝在消聲器內(nèi)，除此之外，該系統(tǒng)具 有與第三實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)同樣的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)中，利用相同的符號描述與上述本發(fā) 明第三實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)相同的裝置，并省略對其的說明。本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及的廢氣凈化系統(tǒng)90如圖8所示，在發(fā)動機(jī)10廢氣的排
21氣路徑上，按照從廢氣流通方向上的上游側(cè)到下游側(cè)方向的順序設(shè)置有集合排氣管3、第四 連接配管71、第二連接配管63、第二氧化催化劑17、第三連接配管64、DPF13和消聲器98。其中，在消聲器98內(nèi)設(shè)置有NOx凈化裝置。如上所述，在該NOx凈化裝置中具有 SCR催化劑，在該SCR催化劑的存在下還原劑氫和廢氣中的氮氧化物相接觸從而還原除去 該氮氧化物。通過氫連接管81，將由水電解裝置24產(chǎn)生的氫輸送到貯存氫的氫貯存裝置 82。氫貯存裝置82與將氫輸送到消聲器98的氫加料管91相連接。上述消聲器98具有多個(gè)腔，其不但可以將廢氣溫度降低到例如200°C左右同時(shí)降 低廢氣的壓力，而且可以降低噪音。這樣一來，根據(jù)廢氣凈化系統(tǒng)90，由于NOx凈化裝置設(shè)置在消聲器98內(nèi)，因此如上 所述消聲器98本身可以降低廢氣溫度，從而可以抑制處于低溫的廢氣中含有的氧和作為 還原劑的氫之間的氧化反應(yīng)。可以使廢氣中的氮氧化物和作為還原劑的氫在SCR催化劑上 接觸從而持續(xù)地還原除去該氮氧化物。結(jié)果，不再需要以往在廢氣溫度較高時(shí)使用的還原 劑氨，也不再需要氨制造裝置和用于處理通過了上述SCR催化劑氨的裝置，從而可以實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的小型化，同時(shí)可以降低系統(tǒng)的成本。另外，由于廢氣流過安裝有SCR催化劑的位置處 的流速較慢，因此廢氣中氮氧化物和上述SCR催化劑之間的接觸時(shí)間變長從而提高了氮氧 化物的還原反應(yīng)率。由此，可以減少設(shè)置于上述位置的SCR催化劑的量，從而可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 小型化并且降低成本。
需要說明的是，在上述內(nèi)容中，雖然使用在消聲器98內(nèi)設(shè)置有NOx凈化裝置(SCR 催化劑)的廢氣凈化系統(tǒng)90進(jìn)行了說明，但也可以采用下述廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)在將廢 氣排放到大氣的排氣路徑中廢氣溫度為200°C以下的位置處設(shè)置有上述SCR催化劑，即使 利用這樣的廢氣凈化系統(tǒng)，也與上述廢氣凈化系統(tǒng)90同樣，可以抑制廢氣中含有的氧和作 為還原劑的氫之間的氧化反應(yīng)，通常在還原催化劑上使廢氣中的氮氧化物和作為還原劑的 氫接觸從而還原除去該氮氧化物。結(jié)果，不再需要以往在廢氣溫度較高時(shí)使用的還原劑氨， 也不再需要氨制造裝置和用于處理通過了上述還原催化劑氨的裝置，從而可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 小型化，同時(shí)可以降低系統(tǒng)的成本。[其他實(shí)施方式]就上述本發(fā)明涉及的廢氣凈化系統(tǒng)和廢氣凈化方法的第一 第四實(shí)施方式而言， 是通過用于汽車的廢氣凈化系統(tǒng)50、60、70、80、90進(jìn)行說明的，但也可以將上述廢氣凈化 系統(tǒng)50、60、70、80、90用于具有固定型內(nèi)燃機(jī)的設(shè)備中。即使使用如上這樣的設(shè)備，也可以 實(shí)現(xiàn)與上述廢氣凈化系統(tǒng)50、60、70、80、90同樣的作用效果。
權(quán)利要求
一種廢氣處理系統(tǒng)，其包括向內(nèi)燃機(jī)的廢氣中添加作為還原劑的氫的氫添加裝置；設(shè)置在上述氫添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第一還原催化劑，所述第一還原催化劑使來自上述氫添加裝置的上述氫和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化物；調(diào)節(jié)上述廢氣中的氧濃度的氧濃度調(diào)節(jié)裝置；測定上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置；控制上述氧濃度調(diào)節(jié)裝置使得上述廢氣中的氧濃度低于指定值的氧濃度控制裝置，其中所述廢氣中的氧濃度是通過下述方法中的至少一種方法計(jì)算得到的利用上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置測定的上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖、以及基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和變化量的預(yù)測方程；以及氫添加控制裝置，當(dāng)上述廢氣中的氧濃度低于指定值時(shí)，該氫添加控制裝置控制上述氫添加裝置使其向該廢氣中添加上述氫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述廢氣處理系統(tǒng)還包括向所述廢氣中添加作為還原劑的氨的氨添加裝置；設(shè)置在上述氨添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第二還原催化劑，所述第二還原催化 劑使來自上述氨添加裝置的上述氨和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化 物；以及氨添加控制裝置，當(dāng)廢氣溫度為指定值以上時(shí)，該氨添加控制裝置控制氨添加裝置使 其向上述廢氣中添加上述氨，其中所述廢氣的溫度是通過所述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、所述數(shù)據(jù)圖 以及所述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和所述預(yù)測方程中的至少之一計(jì)算出的廢氣溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述氧濃度控制裝置為下述兩種裝 置中的至少一種能夠控制所述內(nèi)燃機(jī)的燃料的噴射時(shí)期和噴射期間的燃料噴射裝置、以 及使上述廢氣的一部分循環(huán)而使其從上述內(nèi)燃機(jī)的排氣側(cè)吸入到上述內(nèi)燃機(jī)的吸氣側(cè)的 廢氣循環(huán)裝置。
4.一種廢氣凈化系統(tǒng)，其包括向內(nèi)燃機(jī)的廢氣中添加作為還原劑的氫的氫添加裝置；向上述廢氣中添加作為還原劑的氨的氨添加裝置；設(shè)置在上述氫添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第一還原催化劑，所述第一還原催化 劑使來自上述氫添加裝置的上述氫和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化 物；設(shè)置在上述氨添加裝置的廢氣流通方向下游側(cè)的第二還原催化劑，所述第二還原催化 劑使來自上述氨添加裝置的上述氨和上述廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而還原除去該氮氧化 物；測定上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置；以及還原劑添加控制裝置，在上述廢氣溫度和該廢氣中的氧濃度中的至少之一低于指定值 時(shí)，該還原劑添加控制裝置控制上述氫添加裝置使其向該廢氣中添加氫，當(dāng)上述廢氣的溫 度和上述廢氣中的氧濃度兩者均在指定值以上時(shí)，該還原劑添加控制裝置控制上述氨添加 裝置使其向該廢氣中添加氨，其中所述廢氣溫度和所述廢氣中的氧濃度是通過由上述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)測定裝置測定得到的上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)、基于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖、以及基 于上述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和變化量的預(yù)測方程中的至少之一求得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述氨添加裝置利用所述 內(nèi)燃機(jī)的燃料來制造所述氨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述氨添加裝置具有第一微反應(yīng)器，該 第一微反應(yīng)器具有由所述內(nèi)燃機(jī)的燃料生成氨的催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括與所述第一微反應(yīng)器相鄰設(shè)置 的用于吸留氨的氨吸留裝置，該氨吸留裝置吸留該第一微反應(yīng)器中產(chǎn)生的氨。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，將所述第一微反應(yīng)器設(shè)置在排出所 述廢氣的排出氣體通路上，使得第一微反應(yīng)器與所述內(nèi)燃機(jī)熱連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述氫添加裝置具有由所 述內(nèi)燃機(jī)的燃料制造所述氫的第一氫制造裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述第一氫制造裝置具有第二微反應(yīng) 器，該第二微反應(yīng)器具有由內(nèi)燃機(jī)的燃料生成氫的催化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括與所述第二微反應(yīng)器相鄰設(shè) 置的用于吸留氫的氫吸留裝置，該氫吸留裝置吸留在該第二微反應(yīng)器中產(chǎn)生的氫。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述第二微反應(yīng)器設(shè)置在所述 廢氣的排出氣體通路上，使得第二微反應(yīng)器與內(nèi)燃機(jī)熱連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 12中任一項(xiàng)所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述氫添加裝置具有由 水制造氫的第二氫制造裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述水是由回收所述廢氣中的水分 的水回收裝置所回收的水以及由外部供給的水中的至少一種水。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的廢氣處理系統(tǒng)，其中，所述第二氫制造裝置安裝有對 所述水進(jìn)行電解來制造所述氫的水電解裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括積存所述水的水貯存裝置；以及將上述水貯存裝置中積存的水供給到所述水電解裝置的水供給裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1 16中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括捕集所述廢氣 中含有的粒子狀物質(zhì)的粒子狀物質(zhì)捕集裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括分別設(shè)置在上述還原催化 劑的廢氣流通方向下游側(cè)、上述微反應(yīng)器的附近、上述粒子狀物質(zhì)捕集裝置的廢氣流通方 向下游側(cè)、以及上述排出氣體通路的出口附近并測定所述廢氣的溫度和成分的廢氣測定裝 置，其中，所述還原劑添加裝置通過來自上述廢氣測定裝置的信息、基于來自該廢氣測定裝置的 信息的上述數(shù)據(jù)圖、以及所述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)和所述預(yù)測方程中的至少之一求得的上述廢氣 的溫度和成分，并對所述還原劑添加裝置實(shí)施控制從而調(diào)節(jié)所述還原劑的添加量。
19.根據(jù)權(quán)利要求1 18中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述還 原催化劑的廢氣流通方向上游側(cè)以及下游側(cè)中的至少下游側(cè)的氧化催化劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求1 19中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)圖為根據(jù)所述3內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、以及相對于吸入空氣的燃料量的各數(shù)據(jù)預(yù)先作成的所述廢氣的溫度 分布和廢氣中的氮氧化物的濃度分布的圖。
21.根據(jù)權(quán)利要求1 20中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測方程為基于下 述參數(shù)來計(jì)算所述廢氣中的氮氧化物濃度的數(shù)學(xué)式，所述參數(shù)為內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述內(nèi)燃 機(jī)的筒內(nèi)壓力、所述內(nèi)燃機(jī)筒內(nèi)燃燒氣體的溫度、所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速變化量、以及在所述內(nèi) 燃機(jī)的特定位置的變化量。
22.根據(jù)權(quán)利要求1 21中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝在汽車中，并且所 述內(nèi)燃機(jī)為該汽車的發(fā)動機(jī)。
23.根據(jù)權(quán)利要求13 16中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，所述汽車具有車輛空調(diào)、冷卻水箱、消聲器、雨水儲存箱中的至少一種裝置，所述水是來自上述車輛空調(diào)的排水、上述冷卻水箱內(nèi)的冷卻水、在上述消聲器內(nèi)部結(jié) 露的水、以及上述雨水儲存箱內(nèi)的水中的至少一種水。
24.一種廢氣凈化方法，其包括調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)廢氣使得所述廢氣中的氧濃度低于指定 值；向所述廢氣中添加作為還原劑的氫；以及使所述廢氣與還原催化劑相接觸而還原除去 該廢氣中的氮氧化物。
25.一種廢氣凈化方法，其包括在內(nèi)燃機(jī)的廢氣溫度和該廢氣中的氧濃度中的至少 之一小于指定值時(shí)，向所述廢氣中添加作為還原劑的氫；在所述廢氣溫度和該廢氣中的氧 濃度兩者均在指定值以上時(shí)，向所述廢氣中添加作為還原劑的氨；以及使所述廢氣與還原 催化劑相接觸而還原除去該廢氣中的氮氧化物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在更寬的溫度范圍內(nèi)，利用氫作為還原劑通過還原催化劑來還原除去廢氣中的氮氧化物。為此，該系統(tǒng)具備電子控制裝置(41)，該裝置控制EGR閥(4)和EGR管(5)而使得基于發(fā)動機(jī)(10)狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖求出的廢氣中的氧濃度低于指定值，同時(shí)在當(dāng)廢氣中的氧濃度低于指定值時(shí)，該電子控制裝置控制微反應(yīng)器(19)使得其向廢氣中添加氫。
文檔編號F01N3/08GK101874149SQ20088011786
公開日2010年10月27日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日
發(fā)明者上野大司, 氏原裕子, 田浦昌純, 勝木將利, 藤井秀治 申請人:三菱重工業(yè)株式會社