專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及包括催化劑的廢氣凈化系統(tǒng)，所述催化劑設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中并且可以通過(guò)再分散燒結(jié)的鉑顆粒再生。
背景技術(shù)：
：在機(jī)動(dòng)車(chē)中，使用廢氣凈化催化劑去除發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中所包含的諸如HC、CO和NOx的污染物。這種廢氣凈化催化劑的一個(gè)已知實(shí)例是在以理論空燃比燃燒之后從廢氣中同時(shí)除去HC、CO和NOx的三元催化劑。三元催化劑包括由例如堇青石或金屬箔制成的蜂窩狀載體基體、由例如活性氧化鋁粉末或氧化硅粉末制成并涂覆在載體基體表面上的催化劑負(fù)載層、和負(fù)載在該催化劑負(fù)載層上的諸如鉑的貴金屬。三元催化劑通過(guò)氧化除去廢氣中的HC和CO,并還原NOx。氧化催化劑也是已知的，其中貴金屬負(fù)載于由沸石制成的催化劑負(fù)載層上，該催化劑負(fù)載層對(duì)于包含在廢氣中的HC具有優(yōu)異的吸收特性。在氧化催化劑中，通過(guò)催化劑負(fù)載層在低溫下吸收廢氣中包含的HC，并隨著催化溫度的升高釋放。當(dāng)貴金屬處于活化溫度或高于活化溫度時(shí)，貴金屬將所釋放的HC氧化。由此，可以抑制在低溫下HC的排放，例如在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和在冬天時(shí)。此外，為了減少?gòu)U氣氣氛中的變化，具有氧儲(chǔ)存/釋放能力的催化劑和NOx儲(chǔ)存還原催化劑是已知的。在前者中，將諸如氧化鈰的成分負(fù)載于催化劑負(fù)載層上。在后者中，將諸如堿金屬和堿土金屬的NOx儲(chǔ)存材料與貴金屬一起負(fù)載于催化劑負(fù)載層上。對(duì)于用作這種催化劑的活性成分的貴金屬，主要使用鉑(Pt)。但是，當(dāng)鉑長(zhǎng)時(shí)間在高溫下暴露在氧化氣氛中時(shí)，鉑顆粒凝聚(賴(lài)顆粒生長(zhǎng))，由此鉑燒結(jié)，不利地減小賴(lài)顆粒的比表面積，并因此降低催化劑的活性。因此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種方法以使鉑燒結(jié)的廢氣凈化催化劑再生。4例如，日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)JP-A-2000-202309描述了一種用于再生廢氣凈化催化劑的方法。該催化劑由包含選自堿土金屬氧化物和稀土元素氧化物的至少一種成分的載體和負(fù)載于載體上的鉑制成。該方法包括在含氧的氧化氣氛中加熱催化劑的氧化過(guò)程和在氧化過(guò)程之后進(jìn)行的還原過(guò)程。在該再生方法中，在氧化過(guò)程中，在已經(jīng)燒結(jié)并生長(zhǎng)的鉑金屬顆粒的表面上形成氧化鉑。氧化鉑與包含上述特定氧化物的載體發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用。因此，氧化鉑從鉑金屬顆粒的表面移動(dòng)到載體表面，使得在鉑金屬顆粒的表面上出現(xiàn)金屬鉑。金屬鉑被氧化成氧化鉑，又移動(dòng)到載體的表面。通過(guò)重復(fù)這些事件，所負(fù)載的鉑金屬顆粒的直徑逐漸變小并分散在載體的表面上，導(dǎo)致氧化鉑高度分散在載體上。然后，催化劑經(jīng)歷還原過(guò)程，其中氧化鉑被還原成金屬鉑。通過(guò)高度分散的金屬鉑可以恢復(fù)催化劑的活性。上述再生方法包括將流入發(fā)動(dòng)機(jī)中的混合氣的空燃(A/F)比增加到極高程度作為再生鉑的氧化過(guò)程。然而，當(dāng)使用上述再生方法再生廢氣凈化系統(tǒng)中的催化劑時(shí)，鉑再生時(shí)需要的時(shí)間不總是與根據(jù)操作條件增加空燃比的時(shí)間相符，使得難以可靠地再生鉑。當(dāng)氧濃度低時(shí)，可能沒(méi)有足量的氧到達(dá)催化劑的下游側(cè)，即使增加空燃比也是如此。在該情況下，不能有效地進(jìn)行再生過(guò)程。還提出了在催化劑的上游側(cè)提供空氣供給裝置。然而，利用該布置，對(duì)于普通的三元催化劑而言，難以利用所供給的過(guò)量氧除去廢氣中的NOx。結(jié)果，可能不利地排放出NOx。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供再生鉑并且甚至在再生鉑的過(guò)程中也維持廢氣凈化性能的廢氣凈化系統(tǒng)。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)。用于內(nèi)燃機(jī)的該廢氣凈化系統(tǒng)包括相互平行地設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道上并具有包含堿性氧化物的載體和負(fù)載于該載體上的鉑的至少兩個(gè)催化劑；和用于將氧供給到所述至少兩個(gè)催化劑的氧供給裝置。在上述方面中，氧供給裝置在廢氣凈化期間可以不同時(shí)將氧供給到所有的催化劑，在第一催化劑供給有氧時(shí)可以不將廢氣供給到該第一催化劑，在第一催化劑供給有氧時(shí)可以將廢氣供給到未供給氧的第二催化劑。在本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)中，可以通過(guò)設(shè)置在廢氣通道中的氧供給裝置將第一催化劑暴露于氧化氣氛，使得通過(guò)氧化/還原再分散已燒結(jié)的賴(lài)。所述至少兩個(gè)催化劑相互平行地設(shè)置在廢氣通道上，但是不同時(shí)將氧供給到所有的催化劑，而是僅只供給到催化劑中的一些。因此，即使在催化劑的再生過(guò)程中，可以在未正進(jìn)行再生過(guò)程的另一個(gè)催化劑處凈化廢氣，防止再生期間NOx凈化率的降低。參照附圖，從以下優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得顯而易見(jiàn)，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示類(lèi)似的要素/元件，其中圖l是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的廢氣凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的控制廢氣凈化系統(tǒng)中的催化劑la再生的方法的流程圖。圖3是才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的控制廢氣凈化系統(tǒng)中的催化劑lb再生的方法的流程圖。圖4是顯示對(duì)比例1中的廢氣凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是顯示對(duì)比例2中的廢氣凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案和第二實(shí)施方案的廢氣凈化系統(tǒng)包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中并具有包含堿性氧化物的載體和負(fù)載于該載體上的鉑的催化劑(在下文稱(chēng)為"負(fù)載鉑的催化劑")；三元催化劑或NOx儲(chǔ)存還原催化劑；和氧供給裝置。包含在負(fù)載鉑的催化劑的載體中的堿性氧化物可以是選自堿土金屬和稀土元素的至少一種元素的氧化物。或者，載體可以包含氧化鋯和/或氧化鋁和選自包括堿土金屬、稀土元素和第3A族元素的組的至少一種元素的復(fù)合氧化物。堿土金屬氧化物可以是各種價(jià)數(shù)的Mg、Ca、Sr、Ba和Ra的氧化物，并且可以選自氧化鎂(MgO)、氧化鉤(CaO)和氧化鋇(BaO)的至少一種，其與金屬Pt和Pt氧化物強(qiáng)烈相互作用并因此對(duì)金屬Pt和Pt氧化物具有高的親和力。稀土氧化物可以是各種價(jià)數(shù)的諸如Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Yb和Lu的金屬的氧化物，并且優(yōu)選為選自氧化鑭(La203)、氧化鈰(Ce02)、氧化釔(Y203)和氧化釹(Nd203)中的至少一種，其與金屬Pt和Pt氧化物強(qiáng)烈相互作用并由此對(duì)金屬Pt和Pt氧化物具有高的親和力。氧化鋯(Zr02)和/或氧化鋁(A1203)和選自包括堿土金屬、稀土元素和第3A族元素的組的至少一種元素的復(fù)合氧化物可以是氧化鋯和/或氧化鋁和選自上ii^金屬M(fèi)g、Ca、Sr、Ba和Ra和上述稀土元素如Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Yb和Lu的至少一種元素的復(fù)合氧化物，并且可以是與Mg、Ca、Ba、La、Ce、Y或Nd的復(fù)合氧化物，其與金屬Pt和Pt氧化物強(qiáng)烈相互作用并由此對(duì)金屬Pt和Pt氧化物具有高的親和力。一些復(fù)合氧化物包括例如Ce02-Zr02-Y20s、Zr02-La203、Ce02-Zr02和Ce02-Zr02-La203-Pr203。不具體限定氧化鋯和/或氧化鋁相對(duì)于選自包括堿土金屬、稀土元素和第3A族元素的組的至少一種元素的比例(復(fù)合比例)。從效果的角度來(lái)看，復(fù)合氧化物中氧化鋯和/或氧化鋁的比例可以為10卯重量％，并且可以為30~90重量％。為了有效，負(fù)載鉑的催化劑的載體只需要包含上逸喊性氧化物，甚至少量即可。載體可以包含例如50重量％的堿性氧化物，或者可以全部由堿性氧化物構(gòu)成。在使用堿性氧化物作為載體的一部分的情形中，載體的其余部分可以是氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化珪-氧化鋁。不具體限定載體的生產(chǎn)方法。例如，該方法可以包括在氨的存在下從包含作為堿性氧化物原料的金屬鹽(例如，硝酸鹽)和必要時(shí)的表面活性劑(例如，非離子表面活性劑)的水溶液中沉淀待制備的上逸喊性氧化物，并過(guò)濾，清洗，干燥，然后煅燒所得沉淀。負(fù)載鉑的催化劑至少包括將鉑負(fù)載于載體上的粉末。負(fù)載于載體上的鉑的量為0.01~10重量％，并且可以為0.1~5重量％。如果負(fù)載的鉑的量小于下限，則作為廢氣凈化催化劑的催化劑的活性?xún)A向于不足。另一方面，如果負(fù)載的催化劑的量大于上限，則催化劑的活性未提高，并且增加了成本。不具體限定將鉑負(fù)載于載體上的方法。例如，該方法可以包括使包含鈿鹽(例如二硝基二胺鹽)或鉑的^物(例如四胺#物)的水溶液接觸載體，并干燥，然后煅燒載體。不具體限定負(fù)載鉑的催化劑的形式。例如，負(fù)載鉑的催化劑可以是蜂窩狀形式的整體催化劑或球粒形式的球狀催化劑。也不具體限定基體，可以根據(jù)例如待獲得的催化劑的使用目的而恰當(dāng)?shù)剡x擇。例如，基體可以是DPF(例如，柴油^L粒過(guò)濾器)基體、整體式基體、球狀基體和板狀基體。也不具體限定基體的材料?；w可由陶瓷如堇青石、碳化硅和莫來(lái)石和金屬如含鉻和鋁的不銹鋼制成。此外，不具體限定生產(chǎn)該催化劑的方法。例如，可以通過(guò)在由堇青石或金屬箔制成的蜂窩狀基體上形成上述載體粉末的涂層并將鉑負(fù)載到涂層上，生產(chǎn)整體催化劑。生產(chǎn)催化劑的另一種方法包括首先將鉑負(fù)載到上述載體粉末上，然后利用負(fù)載鉑的粉末在基體上形成涂層。不具體限定根據(jù)該實(shí)施方案的用于廢氣凈化系統(tǒng)中的氧供給裝置，只要它可以供給氧或空氣即可，該氧供給裝置可以實(shí)現(xiàn)為例如空氣閥?？梢灾苯庸┙o環(huán)境空氣。為了有效地再生催化劑，可以供給例如利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上的熱交換器預(yù)熱的空氣。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的廢氣凈化系統(tǒng)中，當(dāng)確定負(fù)載鉑的催化劑中的柏已經(jīng)燒結(jié)時(shí)，進(jìn)行氧化過(guò)程和還原過(guò)程，以將細(xì)鉑顆粒再*在載體上并恢復(fù)催化劑的活性。才艮據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方案的用于廢氣凈化系統(tǒng)中的負(fù)載鉑的催化劑的載體包含與金屬鉑強(qiáng)烈相互作用的堿性氧化物。因此，通過(guò)在含氧的氧化氣氛中在5001000。C下加熱負(fù)載鉑的催化劑，可以容易地氧化負(fù)載于載體上并且尺寸增加和變粗大的鉑顆粒的表面，使得在粗大的鉑顆粒表面上容易地形成氧化鉑。然后，對(duì)載體具有高親和力的氧化鉑從粗大的鉑顆粒表面移動(dòng)到載體表面，在粗大的鉑顆粒的表面暴露金屬鉑。通過(guò)氧化氣氛中存在的氧使暴露的金屬鉑氧化變成氧化鉑，氧化鉑又移動(dòng)到載體表面。通過(guò)重復(fù)這些事件，所負(fù)載的并且變粗大的鉑顆粒的直徑逐漸變小并且如濕態(tài)一樣*在載體表面上，使得氧化鉑高度M在載體上。然后，進(jìn)行還原過(guò)程，該還原過(guò)程容易地將氧化鉑還原成金屬鉑。因此，細(xì)的金屬鉑顆粒高度^t在載體上，由此恢復(fù)催化劑的活性。在負(fù)載鉑的催化劑的再生過(guò)程期間的催化劑的溫度由氧化過(guò)程產(chǎn)生，該氧化過(guò)程包括通過(guò)設(shè)置在催化劑上游的氧供給裝置將氧供給到催化劑，和在含氧的氧化氣氛中加熱催化劑。氧化氣氛只需要含氧，甚至是氧化相應(yīng)摩爾數(shù)鉑的少量的氧。氧的濃度可以為1體積％或更多，或者進(jìn)一步限定為1~20體積％。除氧之外，氧化氣氛不應(yīng)該含還原性氣體，但是可以含氮?dú)饣蚨栊詺怏w。氧化過(guò)程期間的催化劑溫度可以是氧化由催化劑負(fù)載的金屬鉑的任意溫度，可以為500~1000。C。根據(jù)氧化過(guò)程的溫度確定氧化過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。較低的溫度需要較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，較高的溫度需要較短的持續(xù)時(shí)間。在氧化過(guò)程期間催化劑的溫度為5001000'C的情形中，氧化過(guò)程的持續(xù)時(shí)間可以為約2秒~1小時(shí)?？梢酝ㄟ^(guò)催化劑處的反應(yīng)熱加熱催化劑。但是，如果催化劑的溫度低于上述范圍的下限，則可以通過(guò)加熱裝置加熱催化劑?？梢酝ㄟ^(guò)在還原性氣體如氫和碳氧化物的存在下加熱進(jìn)行還原過(guò)程。例如，可以在將處于化學(xué)計(jì)量平衡的化學(xué)計(jì)量氣氛的或氧濃度低的濃氣氛的廢氣供給到負(fù)載鉑的催化劑的同時(shí)，進(jìn)行還原過(guò)程。以此方式，可以在廢氣通道內(nèi)的負(fù)載鉑的催化劑上進(jìn)行氧化過(guò)程和還原過(guò)程，使得作為發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制的一部分在催化劑上進(jìn)行再生過(guò)程。還原過(guò)程期間催化劑的溫度可以是還原氧化鉑的任意溫度，可以為200。C或更高，可以為400~1000'C。根據(jù)還原過(guò)程的溫度恰當(dāng)?shù)剡x擇還原過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。較低的催化劑溫度需要較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，較高的催化劑溫度需要較短的持續(xù)時(shí)間。在還原過(guò)程期間催化劑的溫度為300。C或更高的情形中，還原過(guò)程的持續(xù)時(shí)間可以為約2秒5分鐘?？梢酝ㄟ^(guò)催化劑處的反應(yīng)熱加熱催化劑。但是，如果催化劑的溫度低于上述范圍的下限，則可以通過(guò)加熱裝置加熱催化劑。設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中的負(fù)載鉑的催化劑可以隨著催化劑性能的劣化而實(shí)時(shí)地進(jìn)行再生過(guò)程。可以有規(guī)律地進(jìn)行再生過(guò)程，例如根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間或行駛距離進(jìn)行。或者，可以在負(fù)載鉑的催化劑的下游設(shè)置NOx傳感器或CO傳感器以檢測(cè)催化劑的性能，使得可以在所檢測(cè)的NOx和/或CO的濃度超過(guò)參比值時(shí)進(jìn)行再生過(guò)程。在再生過(guò)程期間，NOx還原凈化性能在氧化過(guò)程中的氧化氣氛的影響下降低。然而，除了待再生的催化劑之外，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)還設(shè)置有三元催化劑或NOx儲(chǔ)存還原催化劑，因此可以防止NOx排放，甚至在再生期間也是如此。圖l是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的廢氣凈化系統(tǒng)的示意圖。廢氣凈化系統(tǒng)包括氧供給裝置2和相互平行地設(shè)置的兩個(gè)負(fù)載鉑的催化劑la、lb。氧供給裝置2和負(fù)載鉑的催化劑la、lb以所述順序i殳置在從內(nèi)燃機(jī)3開(kāi)始的廢氣通道的上游側(cè)。當(dāng)確定任一個(gè)負(fù)載鉑的催化劑la或lb已經(jīng)劣化時(shí)，氧供給裝置2將氧供給到確定為劣化的負(fù)載鉑的催化劑，使得可以再生供給有氧的負(fù)載鉑的催化劑。此時(shí)，切換閥Vl以將廢氣供給到確定劣化的負(fù)載鉑的催化劑la和lb中的一個(gè)(例如，la)，同時(shí)切換閥V2以將氧供給到另一負(fù)載鉑的催化劑(例如，lb)。由此，催化劑lb可以進(jìn)行再生過(guò)程，其間廢氣不供給到催化劑lb,而只是通過(guò)催化劑la凈化廢氣。因此，可以避免在負(fù)載鉑的催化劑的再生期間的NOx排放。圖2和3分別顯示控制本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)中的催化劑la和lb的再生的方法的程序。在再生控制中，如下文所述，基于由負(fù)載鉑的催化劑la和lb的溫度獲得的負(fù)載鉑的催化劑la和lb的劣化程度(累積劣化時(shí)間)控制氧供給裝置(AI)2，以對(duì)負(fù)載鉑的催化劑la和lb進(jìn)行再生過(guò)程。以下描述通過(guò)將空氣供給到催化劑la或lb的氧供給裝置(AI)2進(jìn)行的氧控制。在圖2和3中，"V"是表示閥V1和V2切換狀態(tài)的變量。當(dāng)"V"為0時(shí)，閥Vl切換為將廢氣同時(shí)供給到負(fù)載鉑的催化劑la和lb。當(dāng)"V"為Va時(shí)，切換閥VI和V2以將空氣供給到負(fù)載鉑的催化劑la并將廢氣供給到負(fù)載鉑的催化劑,lb?！ó?dāng):V"為Vb時(shí)，切換閥化劑lb。此外，在圖2和3中，"Ta"代表通過(guò)為負(fù)載鉑的催化劑la設(shè)置的溫度傳感器所檢測(cè)的負(fù)載鉑的催化劑la的溫度，"Tb，，代表負(fù)載鉑的催化劑lb的溫度。"f(Ta)"是用于將負(fù)載鉑的催化劑la的溫度(Ta)轉(zhuǎn)化成劣化時(shí)間的映射，"f(Tb)"是對(duì)于負(fù)載鉑的催化劑lb的相應(yīng)映射。"ta"代表負(fù)載鉑的催化劑la的累積劣化時(shí)間，"tb"代表負(fù)載鉑的催化劑lb的累積劣化時(shí)間。"tla"代表負(fù)載鉑的催化劑la的劣^(guān)化溫度時(shí)間，"tlb，，代表負(fù)載鉑的催化劑lb的劣化溫度時(shí)間。"to"代表負(fù)載鉑的催化劑la和lb的再生開(kāi)始時(shí)間。"f，(Ta)"是用于將負(fù)載鉑的催化劑la的溫度(Ta)轉(zhuǎn)化成再生時(shí)間的映射，"f，(Tb)"是用于負(fù)載鉑的催化劑lb的相應(yīng)映射。"t2a，，代表負(fù)載鉑的催化劑la的再生溫度時(shí)間，"t2b"代表負(fù)載鉑的催化劑lb的再生溫度時(shí)間。"t3a"代表負(fù)載鉑的催化劑la的累積再生時(shí)間，"t3b"代表負(fù)載鉑的催化劑lb的累積再生時(shí)間。(1)用于控制氧供給裝置(AI)2的ECU利用通過(guò)分別為負(fù)載鉑的催化劑la和lb"&置的溫度傳感器所檢測(cè)的負(fù)栽鉑的催化劑la和lb的溫度(Ta、Tb)和限定負(fù)載鉑的催化劑la和lb的規(guī)定映射(f(Ta)、f(Tb))記錄負(fù)載鉑的催化劑la和lb的每一個(gè)的累積劣化時(shí)間(ta、tb)。(2)ECU基于負(fù)載鉑的催化劑la和lb的累積劣化時(shí)間(ta、tb)和從限定負(fù)載鉑的催化劑la和lb的劣化的映射獲得的劣化溫度時(shí)間(tla、tlb),預(yù)測(cè)負(fù)載鍋的催化劑la和lb的當(dāng)前劣化程度(鉑顆粒的直徑)。當(dāng)確定負(fù)載鉑的催化劑la和lb中任一個(gè)的鉑已經(jīng)燒結(jié)(ta+tla>t0或tb+tlb>t0)時(shí)，ECU向氧供給裝置(AI)2發(fā)送空氣導(dǎo)入信號(hào)。當(dāng)AI將空氣導(dǎo)入負(fù)載鉑的催化劑la和lb中的任一個(gè)時(shí)，需要切換閥VI以使得來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)的廢氣穿過(guò)負(fù)載鉑的催化劑la和lb(在圖2和3中，V=0)。由此，當(dāng)使得來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)的廢氣只穿過(guò)負(fù)載鉑的催化劑la和lb的任意一個(gè)時(shí)，該過(guò)程返回上述步驟(1)。(3)當(dāng)催化劑的溫度為500~1000'C時(shí)再生(再介歉)鉑，但是在該范圍之外鉑的再生是小的。因此，在已經(jīng)劣化的負(fù)載鉑的催化劑達(dá)到可以再生催化劑的5001000。C的溫度范圍的情形中，在上述步驟(2)中發(fā)出空氣導(dǎo)入信號(hào)之后，ECU控制閥VI和V2以通過(guò)氧供給裝置(AI)2將空氣導(dǎo)入已劣化的負(fù)載鉑的催化劑，并且只將廢氣導(dǎo)入另一負(fù)載鉑的催化劑。這^f吏已劣化的負(fù)載鉑的催化劑再生。當(dāng)已劣化的負(fù)載鉑的催化劑的溫度不在該范圍內(nèi)時(shí)，不導(dǎo)入空氣，該過(guò)程返回到上述步驟(1)。例如，假定負(fù)載鉑的催化劑la已經(jīng)劣化，在負(fù)載鉑的催化劑la達(dá)到可以使催化劑再生的5001000r的溫度范圍的情形中，在上述步驟(2)中發(fā)出空氣導(dǎo)入信號(hào)之后，ECU控制閥VI和V2以通過(guò)氧供給裝置(AI)2將空氣導(dǎo)入負(fù)載鉑的催化劑la,并且只將廢氣導(dǎo)入負(fù)載鉑的催化劑lb(在圖2中，V=Va)。這4吏負(fù)載鉑的催化劑la再生。當(dāng)負(fù)載鉑的催化劑la的溫度不在該范圍內(nèi)時(shí)，不導(dǎo)入空氣，該過(guò)程返回到上述步驟(1)。(4)在上述步驟(3)中氧供給裝置(AI)2持續(xù)導(dǎo)入空氣，直到基于負(fù)載鉑的催化劑la和lb中已劣化的負(fù)載鉑的催化劑的再生禾呈度確定已劣化的負(fù)載鉑的催化劑已經(jīng)充分地再生，所述再生程度是基于已劣化的負(fù)載鉑的催化劑的累積再生時(shí)間(t3a或t3b)和從限定已劣化的負(fù)載鉑的催化劑的再生(鉑的再分歉)的預(yù)定映射(f，(Ta)或f，(Tb))所獲得的再生溫度時(shí)間(t2a或t2b)來(lái)預(yù)測(cè)的。當(dāng)負(fù)載鉑的催化劑la和lb中至少一個(gè)的溫度超出5001000。C的范圍時(shí)，氧供給裝置(AI)2停止導(dǎo)入空氣，該過(guò)程返回上述步驟(1)。(5)當(dāng)在上述步驟(4)中確定已經(jīng)完成了劣化的負(fù)載鉑的催化劑的再生之后，氧供給裝置(AI)2停止導(dǎo)入空氣，該過(guò)程又從上述步驟(1)重新開(kāi)始，從而可靠地再生鉑并維持廢氣凈化性能。實(shí)施例1用負(fù)載有1重量％鉑的Ce02-Zr02復(fù)合氧化物(Ce/Zr的摩爾比=6/4)以120g/L的涂敷濃度涂敷由堇青石制成的蜂窩狀基體，并且在250。C下干燥。干燥后，在600。C下煅g體l小時(shí)以獲得負(fù)載鉑的催化lb。對(duì)負(fù)載^的催化劑的涂層的一部分取樣，并對(duì)其進(jìn)行JP-A-2005-164391中描述的CO化學(xué)吸附方法以確定賴(lài)顆粒的平均直徑，該平均直徑為1nm。將氧供給裝置和上述負(fù)載鉑的催化劑la和lb設(shè)置在如圖1所示的3.0-L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上。催化劑的耐久性試驗(yàn)在大約化學(xué)計(jì)量比下佳發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行5小時(shí)，使得在上述廢氣凈化系統(tǒng)中負(fù)載鉑的催化劑la或lb的催化劑床溫度為卯O'C。在運(yùn)行期間，打開(kāi)閥V1，使得廢氣流過(guò)兩個(gè)負(fù)載鉑的催化劑la和lblO分鐘。此后，設(shè)定閥VI使得廢氣只流過(guò)負(fù)載鉑的催化劑lb兩分鐘，同時(shí)還設(shè)定岡V2使氧供給裝置2只將氧供給到負(fù)載鉑的催化劑la兩分鐘。此后，打開(kāi)閥VI，使得廢氣流過(guò)負(fù)載鉑的催化劑la和lb10分鐘。對(duì)接下來(lái)的兩分鐘，設(shè)定閥VI和V2以及氧供給裝置2，使得廢氣和氧分別供給到負(fù)載鉑的12催化劑la和lb。重復(fù)這些步驟5小時(shí)。在5小時(shí)的耐久性試驗(yàn)之后，對(duì)負(fù)載鉑的催化劑la和lb的涂層的一部分取才羊，并對(duì)其進(jìn)行如上所述的相同的CO吸收過(guò)程以確定鉑顆粒的平均直徑。通過(guò)比較使用催化劑時(shí)的NOx排放量和不使用催化劑時(shí)的NOx排放量獲得5小時(shí)運(yùn)行期間的NOx凈化率。對(duì)比例1如圖4所示，只使用一個(gè)負(fù)載鉑的催化劑。通過(guò)在以10分鐘的間隔將空氣導(dǎo)入負(fù)載鉑的催化劑la兩分鐘的同時(shí)^吏廢氣流動(dòng)5小時(shí)進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。對(duì)比例2如圖5所示設(shè)置催化劑la和lb，但沒(méi)有氧供給裝置或閥，使得來(lái)自3.0-L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流過(guò)兩個(gè)催化劑la和lb。通過(guò)在不導(dǎo)入空氣的情況下H臾氣流動(dòng)5小時(shí)進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。耐久性試驗(yàn)的結(jié)果示于下表1中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>如表中所示，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)使得在不降低NOx凈化率的情況下再生催化劑。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于示例性實(shí)施方案或結(jié)構(gòu)。而是，本發(fā)明意圖覆蓋各種變化方案和等同布置。此外，雖然以不同的示例性組合和構(gòu)造顯示了優(yōu)選實(shí)施方案的不同要素，但是包括更多、更少或僅單個(gè)要素的其它組合和構(gòu)造也在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，包括相互平行地設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)(3)的廢氣通道中并具有包含堿性氧化物的載體和負(fù)載于所述載體上的鉑的至少兩個(gè)催化劑(1a、1b)；和用于將氧供給到所述至少兩個(gè)催化劑(1a、1b)的氧供給裝置(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述氧供給裝置(2)在廢氣凈化期間不同時(shí)將氧供給到全部的催化劑(la、lb)，在第一催化劑供給有氧時(shí)不將所述廢氣供給到所述第一催化劑，在所述第一催化劑供給有氧時(shí)將所述廢氣供給到未正供給氧的第二催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述氧供給裝置(2)將氧供給到所述廢氣通道的所述催化劑(la、lb)上游的位置處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述堿性氧化物是選自堿土金屬和稀土元素的至少一種元素的氧化物，或者是氧化鋯和/或氧化鋁與選自堿土金屬和稀土元素的至少一種元素的復(fù)合氧化物。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，還包括用于在所述至少兩個(gè)催化劑(la、lb)之間切換所述廢氣的所述供給的第一切換閥(VI);用于在所述至少兩個(gè)催化劑(la、lb)之間切換來(lái)自所述氧供給裝置(2)的所述氧供給的第二切換閥(V2);用于檢測(cè)所述至少兩個(gè)催化劑(la、lb)的每一個(gè)催化劑的溫度的溫度傳感器；和控制器，該控制器用于控制所述第一切換閥(Vl)、所述第二切換閥(V2)和所述氧供給裝置(2),以基于所述催化劑(la、lb)的所述檢測(cè)的溫度確定所述至少兩個(gè)催化劑(la、lb)中的任一個(gè)是否已劣化。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述控制器控制所述第一切換閥(Vl)、所述第二切換閥(V2)和所述氧供給裝置(2)，以在再生已確定為劣化的所述第一催化劑時(shí)停止向所述第一催化劑供給氧并將所述廢氣供給到所述至少兩個(gè)催化劑。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述控制器控制所述氧供給裝置(2)，以在確定催化劑已劣化并且該催化劑處于500~IOO(TC的溫度范圍內(nèi)時(shí)將氧供給到確定已劣化的所述催化劑。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述控制器控制所述氧供給裝置(2)，以在確定已劣化的催化劑處于500~1000°C的溫度范圍內(nèi)時(shí)停止供給氧到確定已劣化的所述催化劑。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述控制器在所述內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)預(yù)定的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間段內(nèi)控制所述氧供給裝置(2)和所述第二切換閥(V2)以將氧供給到所述催化劑的至少一個(gè)，和控制所述第一切換閥(VI)以將所述廢氣只供給到未正供給氧的所述催化劑。10.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所述載體中包含的所述堿性氧化物的量為50重量％或更多。全文摘要一種廢氣凈化系統(tǒng)，包括相互平行地設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)(3)的廢氣通道上并具有包含堿性氧化物的載體和負(fù)載于所述載體上的鉑的至少兩個(gè)催化劑(1a、1b)；和用于將氧供給到所述催化劑(1a、1b)的氧供給裝置(2)。文檔編號(hào)F01N3/22GK101410598SQ200780010714公開(kāi)日2009年4月15日申請(qǐng)日期2007年3月29日優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日發(fā)明者三浦真秀,堂前和彥,山本敏生,松本伸一,池田靖夫,田邊稔貴,畑中美穗,長(zhǎng)井康貴,高木信之申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社