本發(fā)明涉及用于凈化廢氣的還原劑噴射裝置以及廢氣處理方法。

背景技術(shù)：

以往，為了凈化從各種引擎等排出的廢氣中的氮氧化物(nox)，使用選擇性催化還原型nox催化劑(scr催化劑)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1中記載的廢氣凈化裝置具有安裝于引擎的排氣管的催化劑(scr催化劑)、以及向引擎與催化劑之間的排氣管內(nèi)噴射尿素水的單元。并且將尿素水與尾氣混合，利用催化劑使其與尾氣中的特定成分進(jìn)行反應(yīng)，并且在多個(gè)部位設(shè)置用于將尿素水與尾氣混合的尿素水噴射單元。

專利文獻(xiàn)1中記載的廢氣凈化裝置利用廢氣的熱將尿素水分解(需要200℃以上)，因此在因引擎的燃油經(jīng)濟(jì)性提高等而導(dǎo)致廢氣的溫度降低時(shí)，存在尿素變得難以反應(yīng)這樣的問(wèn)題。

因此，提出了一種廢氣處理裝置，其通過(guò)向經(jīng)通電發(fā)熱的蜂窩結(jié)構(gòu)體(蜂窩加熱器)添加尿素，從而促進(jìn)尿素分解為nh3(專利文獻(xiàn)2)。通過(guò)以nh3氣體的形式添加到配管中，從而即使在廢氣的低溫區(qū)域也能夠凈化nox。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-327377號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國(guó)際公開第2014/148506號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，如果將尿素添加到經(jīng)通電發(fā)熱的蜂窩結(jié)構(gòu)體(蜂窩加熱器)，則添加了尿素的部位的溫度降低，在蜂窩加熱器內(nèi)產(chǎn)生溫度不均。因此，有可能在低溫部生成尿素沉積物(deposit：起因于尿素的結(jié)晶)。如果產(chǎn)生尿素沉積物，則蜂窩加熱器的路徑被阻斷，會(huì)阻礙尿素分解為nh3，導(dǎo)致功能損失。

尿素沉積物具有依賴于添加了尿素時(shí)的蜂窩加熱器的溫度的傾向，因此為了抑制尿素沉積物，提高通電功率是有效的。然而，如果尿素添加量增多，則由于蜂窩加熱器的溫度更加降低，因而需要高功率，因此蜂窩加熱器內(nèi)的溫度分布也變大，導(dǎo)致蜂窩加熱器的破損。

本發(fā)明的課題在于提供一種還原劑噴射裝置、以及使用該還原劑噴射裝置的廢氣處理方法，所述還原劑噴射裝置在通過(guò)向經(jīng)通電發(fā)熱的蜂窩結(jié)構(gòu)體(蜂窩加熱器)添加尿素從而促進(jìn)尿素分解為nh3的廢氣處理裝置中，能夠抑制尿素沉積物。

用于解決課題的方法

為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明，提供以下的還原劑噴射裝置、以及廢氣處理方法。

[1]一種還原劑噴射裝置，其具備蜂窩結(jié)構(gòu)體以及將尿素水溶液以霧狀噴出的尿素噴霧裝置，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體具有柱狀的蜂窩結(jié)構(gòu)部和至少一對(duì)電極部，上述蜂窩結(jié)構(gòu)部具有劃分形成多個(gè)孔格的隔壁，上述孔格從作為流體流入側(cè)的端面的第一端面延伸至作為流體流出側(cè)的端面的第二端面并成為流體的流路，上述一對(duì)電極部配設(shè)于上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的側(cè)面且用于使上述蜂窩結(jié)構(gòu)部發(fā)熱以使上述第一端面的溫度為900℃以下；上述一對(duì)電極部分別形成為在上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的孔格延伸方向上延伸的帶狀，在與上述孔格的延伸方向正交的截面上，上述一對(duì)電極部中的一個(gè)上述電極部隔著上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的中心而配設(shè)于上述一對(duì)電極部中的另一個(gè)上述電極部的相反側(cè)；在上述尿素噴霧裝置與上述蜂窩結(jié)構(gòu)體之間具備導(dǎo)入載氣的載氣導(dǎo)入口，上述載氣用于促進(jìn)上述蜂窩結(jié)構(gòu)體中的氣體流動(dòng)；由上述尿素噴霧裝置噴出的上述尿素水溶液從上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述第一端面被供給到上述孔格內(nèi)，被供給到上述孔格內(nèi)的上述尿素水溶液中的尿素在上述第一端面的溫度被通電加熱至900℃以下的上述蜂窩結(jié)構(gòu)部?jī)?nèi)被加熱而水解，生成氨，上述氨從上述第二端面被排出到上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的外側(cè)，并且上述氨被噴射至外部。

[2]根據(jù)上述[1]所述的還原劑噴射裝置，在上述載氣導(dǎo)入口的上游具備用于加熱上述載氣的載氣加熱裝置。

[3]一種廢氣處理方法，其使用上述[1]或[2]所述的還原劑噴射裝置，一邊從上述載氣導(dǎo)入口導(dǎo)入上述載氣，通過(guò)調(diào)整上述載氣的溫度和流量、以及加熱器輸出功率使得上述第一端面的溫度達(dá)到150℃以上，一邊由上述尿素噴霧裝置將上述尿素水溶液從上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述第一端面供給到上述孔格內(nèi)，生成上述氨并噴射至外部，處理含有nox的廢氣。

[4]根據(jù)上述[3]所述的廢氣處理方法，上述蜂窩結(jié)構(gòu)部的溫度為250℃以上。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的還原劑噴射裝置，由尿素噴霧裝置噴出的尿素水溶液被供給到蜂窩結(jié)構(gòu)體的孔格內(nèi)。并且，尿素水溶液中的尿素在經(jīng)通電加熱的蜂窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)被加熱而水解，生成氨，并被噴出。在尿素噴霧裝置與蜂窩結(jié)構(gòu)體之間具備導(dǎo)入載氣(carriergas)的載氣導(dǎo)入口，所述載氣用于促進(jìn)蜂窩結(jié)構(gòu)體中的氣體流動(dòng)。通過(guò)載氣可促進(jìn)蜂窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)的氣體的流動(dòng)。因此，蜂窩結(jié)構(gòu)體的不同部位的溫差不會(huì)變大，不會(huì)因受熱而破損。此外，噴出的尿素水溶液不會(huì)以尿素沉積物(也簡(jiǎn)稱為沉積物)的形式附著。

附圖說(shuō)明

圖1為示出本發(fā)明的還原劑噴射裝置的一個(gè)實(shí)施方式的截面的示意圖。

圖2為示意性示出構(gòu)成本發(fā)明的還原劑噴射裝置的一個(gè)實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的端面的平面圖。

圖3為示意性示出本發(fā)明的廢氣處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的截面的示意圖。

符號(hào)說(shuō)明

1：蜂窩結(jié)構(gòu)體、2：尿素噴霧裝置、3：尿素噴霧空間、4：外筒、5：絕緣保持部、6：連接器、7：電氣配線、8：載氣導(dǎo)入口、11：蜂窩結(jié)構(gòu)部、12：電極部、13：第一端面、14：第二端面、15：隔壁、16：孔格、17：外周壁、18：電極端子突起部、21：(外筒的)入口側(cè)端部、22：(外筒的)出口側(cè)端部、23：噴射口、40：尿素水解催化劑、45：載氣加熱裝置、51：排氣管、51a：分支流路、52：scr催化劑、53：催化劑體、54：收納容器、55：dpf、56：氧化催化劑、100：還原劑噴射裝置、200：廢氣處理裝置、a：從尿素噴霧裝置噴出的尿素水溶液、b：氨、c：廢氣、d：氨與廢氣的混合氣體、e：去除nox后的廢氣、f：載氣

具體實(shí)施方式

以下，一邊參照附圖一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明并非限于以下的實(shí)施方式，只要不脫離本發(fā)明的范圍，就能夠進(jìn)行變更、修改、改良。

(1)還原劑噴射裝置：

圖1為示出本發(fā)明的還原劑噴射裝置100的一個(gè)實(shí)施方式的截面(與蜂窩結(jié)構(gòu)部11的孔格16的延伸方向平行的截面)的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的還原劑噴射裝置100的一個(gè)實(shí)施方式具備蜂窩結(jié)構(gòu)體1(或者也稱為蜂窩加熱器。)以及將尿素水溶液以霧狀噴出的尿素噴霧裝置2。蜂窩結(jié)構(gòu)體1具有柱狀的蜂窩結(jié)構(gòu)部11和至少一對(duì)電極部12、12，所述一對(duì)電極部12、12配設(shè)于蜂窩結(jié)構(gòu)部11的側(cè)面且用于使蜂窩結(jié)構(gòu)部11發(fā)熱以使第一端面13的溫度為900℃以下。蜂窩結(jié)構(gòu)部11具有“劃分形成‘從作為流體流入側(cè)的端面的第一端面13延伸至作為流體流出側(cè)的端面的第二端面14并成為流體流路的多個(gè)孔格16’的隔壁15”。一對(duì)電極部12、12分別形成為在蜂窩結(jié)構(gòu)部11的孔格16的延伸方向上延伸的帶狀。在與孔格16的延伸方向正交的截面上，一對(duì)電極部12、12中的一個(gè)電極部12隔著蜂窩結(jié)構(gòu)部11的中心而配設(shè)于一對(duì)電極部12、12中的另一個(gè)電極部12的相反側(cè)。需要說(shuō)明的是，電極部12最少由一對(duì)構(gòu)成，但為了使加熱器發(fā)熱效率良好，也可以為多對(duì)。此外，在尿素噴霧裝置2與蜂窩結(jié)構(gòu)體1之間具備導(dǎo)入載氣f的載氣導(dǎo)入口8，所述載氣f用于促進(jìn)蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)的氣體流動(dòng)。

由于為可以將載氣f導(dǎo)入尿素噴霧裝置2與蜂窩結(jié)構(gòu)體1之間的結(jié)構(gòu)，因此能夠在蜂窩結(jié)構(gòu)體1中形成氣體的流動(dòng)。因此，熱和尿素水在蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)部停滯的情況減少。其結(jié)果，能夠減小蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)部的溫度不均一。此外，尿素水溶液和加熱生成的nh3通過(guò)該載氣f而被釋放到外部(引擎排氣管等)，從而沉積物被抑制，nh3供給響應(yīng)性也提高。由于通過(guò)導(dǎo)入載氣f能夠減小蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)的溫度不均，因此即使提高所供給的功率，加熱器溫度(蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度)的上限值也會(huì)下降。因此，與無(wú)載氣的情況相比，能夠提高供給功率的上限。由此，能夠?qū)⒎涓C結(jié)構(gòu)體1的溫度維持為較高，能夠抑制沉積物。需要說(shuō)明的是，作為載氣f的供給，也可以供給來(lái)自外部裝置的空氣、或者將廢氣分支而利用。在利用廢氣作為載氣f的情況下，由于與空氣相比溫度高，因而對(duì)載氣f的升溫較少即可，因此是有效率的。進(jìn)一步，通過(guò)預(yù)先將載氣f本身加熱后供給，能夠提高效果。如圖3所示，也優(yōu)選具備加熱載氣f的載氣加熱裝置45。

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100中，由尿素噴霧裝置2噴出的尿素水溶液a從蜂窩結(jié)構(gòu)部11的第一端面13被供給到孔格16內(nèi)。此時(shí)，從載氣導(dǎo)入口8導(dǎo)入的載氣f也被供給到孔格16內(nèi)。然后，供給到孔格16內(nèi)的尿素水溶液中的尿素在經(jīng)通電加熱的蜂窩結(jié)構(gòu)部11內(nèi)被加熱而水解，生成氨(還原劑)。然后，氨b從第二端面14被排出到蜂窩結(jié)構(gòu)部11的外側(cè)。

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100中，用于產(chǎn)生氨的原料為尿素水溶液。因此，可以使用市場(chǎng)上流通的尿素水溶液(例如，adblue(32.5質(zhì)量％的尿素水溶液，德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(vda)的注冊(cè)商標(biāo))。因此，用于產(chǎn)生氨的原料即尿素水溶液的供應(yīng)這方面的便利性也高。

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100中，蜂窩結(jié)構(gòu)體1被收納于筒狀的外筒4內(nèi)。蜂窩結(jié)構(gòu)體1通過(guò)絕緣保持部5而被固定于外筒4內(nèi)。

如圖2所示，蜂窩結(jié)構(gòu)體1中，蜂窩結(jié)構(gòu)部11的第一端面13優(yōu)選為正方形。第一端面13的形狀并不限于正方形，也可以是長(zhǎng)方形、其它多邊形、圓形、橢圓形等形狀。需要說(shuō)明的是，第一端面13的形狀優(yōu)選與第二端面14的形狀相同，進(jìn)一步優(yōu)選與蜂窩結(jié)構(gòu)部11的與孔格16的延伸方向正交的截面的形狀也相同。

此外，優(yōu)選在蜂窩結(jié)構(gòu)部11的第一端面13與尿素噴霧裝置2之間形成有尿素噴霧空間3。尿素噴霧空間3是由蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13、尿素噴霧裝置2和外筒4形成的空間。對(duì)于本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100，在形成有尿素噴霧空間3的情況下，由尿素噴霧裝置2噴出的尿素水溶液a通過(guò)尿素噴霧空間3而從蜂窩結(jié)構(gòu)部11的第一端面13被供給到孔格16內(nèi)。

外筒4是具有作為一個(gè)端部的入口側(cè)端部21和作為另一個(gè)端部的出口側(cè)端部22的筒狀。在出口側(cè)端部22的前端形成有用于噴射氨氣的開口部即噴射口23。在外筒4的入口側(cè)端部21內(nèi)安裝有尿素噴霧裝置2。外筒4的材質(zhì)優(yōu)選為不銹鋼等。

蜂窩結(jié)構(gòu)體1通過(guò)絕緣保持部5被固定(保持)于外筒4內(nèi)。由此，確保了蜂窩結(jié)構(gòu)體1與外筒4的絕緣。絕緣保持部5的材質(zhì)優(yōu)選為氧化鋁。此外，在蜂窩結(jié)構(gòu)體1與外筒4之間，也可以具有未配置絕緣保持部5的部分(空間)。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體1的外周整體也可以被絕緣保持部5覆蓋。

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100構(gòu)成為：從蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第二端面14排出的氨在外筒4的出口側(cè)端部22內(nèi)通過(guò)并從噴射口23噴射。

以下，對(duì)于本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100，進(jìn)一步對(duì)各構(gòu)成要素進(jìn)行說(shuō)明。

(2-1)蜂窩結(jié)構(gòu)體：

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100中，如上所述，蜂窩結(jié)構(gòu)體1具備蜂窩結(jié)構(gòu)部11和一對(duì)電極部12、12。蜂窩結(jié)構(gòu)體1具有劃分形成“從第一端面13延伸至第二端面14并成為流體流路的多個(gè)孔格16”的隔壁15。

蜂窩結(jié)構(gòu)部11在隔壁15的外側(cè)配設(shè)有外周壁17。蜂窩結(jié)構(gòu)部11中，隔壁15和外周壁17的材質(zhì)優(yōu)選為陶瓷。特別是隔壁15和外周壁17的材質(zhì)優(yōu)選為以“硅-碳化硅復(fù)合材料”、“碳化硅”等為主成分的材質(zhì)。其中，進(jìn)一步優(yōu)選為以“硅-碳化硅復(fù)合材料”為主成分的材質(zhì)。通過(guò)使用這樣的材質(zhì)，從而容易通過(guò)變更碳化硅與硅的比率而將蜂窩結(jié)構(gòu)部11的電阻率調(diào)整為任意的值。這里，硅-碳化硅復(fù)合材料含有作為骨料的碳化硅顆粒、以及作為使碳化硅粒子結(jié)合的結(jié)合材料的金屬硅。此外，對(duì)于硅-碳化硅復(fù)合材料，優(yōu)選多個(gè)碳化硅顆粒通過(guò)金屬硅而結(jié)合。此外，上述“碳化硅”是碳化硅顆粒彼此燒結(jié)而形成的。此外，本說(shuō)明書中，“主成分”是指含有90質(zhì)量％以上的成分。

蜂窩結(jié)構(gòu)部11的電阻率優(yōu)選為0.01～500ωcm，更優(yōu)選為0.1～200ωcm。由此，通過(guò)對(duì)一對(duì)電極部12、12施加電壓，能夠有效地使蜂窩結(jié)構(gòu)體1(蜂窩結(jié)構(gòu)部11)發(fā)熱。特別地，為了使用電壓12～200v的電源使蜂窩結(jié)構(gòu)體1(蜂窩結(jié)構(gòu)部11)發(fā)熱至160～600℃，優(yōu)選上述電阻率。需要說(shuō)明的是，蜂窩結(jié)構(gòu)部11的電阻率是在25℃時(shí)的值。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)部11的電阻率是利用四端子法測(cè)定的值。

蜂窩結(jié)構(gòu)部11的每單位體積的表面積優(yōu)選為5cm²/cm³以上，進(jìn)一步優(yōu)選為8～45cm²/cm³，特別優(yōu)選為20～40cm²/cm³。如果小于5cm²/cm³，則與尿素水的接觸面積變小，因此尿素水溶液的處理速度即氨的產(chǎn)生量(產(chǎn)生速度)有時(shí)會(huì)降低。蜂窩結(jié)構(gòu)部11的表面積是蜂窩結(jié)構(gòu)部11的隔壁15的表面面積。

蜂窩結(jié)構(gòu)體1(蜂窩結(jié)構(gòu)部11)中，隔壁15的厚度優(yōu)選為0.06～1.5mm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.10～0.80mm。如果比1.5mm厚，則有時(shí)壓力損失變大，尿素水溶液的處理速度即氨的產(chǎn)生量(產(chǎn)生速度)降低。如果比0.06mm薄，則有可能因通電所引起的熱沖擊而被破壞。在孔格16的形狀(與孔格的延伸方向正交的形狀)為圓形的情況下，隔壁15的厚度是指“孔格彼此間的距離成為最短的部分(隔壁15為最薄的部分)”的隔壁15的厚度?？赘衩芏葍?yōu)選為7～140孔格/cm²，進(jìn)一步優(yōu)選為15～120孔格/cm²。如果小于7孔格/cm²，則與尿素水的接觸面積變小，因此尿素水溶液的處理速度即氨的產(chǎn)生量(產(chǎn)生速度)有時(shí)會(huì)降低。如果大于140孔格/cm²，則壓力損失變大，尿素水溶液的處理速度即氨的產(chǎn)生量(產(chǎn)生速度)有時(shí)會(huì)降低。

本發(fā)明的還原劑噴射裝置還優(yōu)選在“蜂窩結(jié)構(gòu)部11的一部分孔格16的、第一端面13側(cè)的端部”具有封孔部。封孔部的材質(zhì)優(yōu)選與隔壁15的材質(zhì)相同，但也可以是其它材質(zhì)。

關(guān)于蜂窩結(jié)構(gòu)體1的大小，第一端面13(第二端面14)的面積優(yōu)選為50～10000mm²，進(jìn)一步優(yōu)選為100～8000mm²。

關(guān)于蜂窩結(jié)構(gòu)體1，與孔格16的延伸方向正交的截面上的孔格16的形狀優(yōu)選為圓形、橢圓形、四邊形、六邊形、八邊形或者它們的組合。通過(guò)這樣設(shè)定孔格形狀，從而使廢氣流過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu)體1時(shí)的壓力損失變小，能夠有效地水解尿素。圖2所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中，與孔格16的延伸方向正交的截面(第一端面)上的孔格16的形狀為圓形。

一對(duì)電極部12、12分別形成為在蜂窩結(jié)構(gòu)部11的孔格16的延伸方向上延伸的帶狀。進(jìn)一步，電極部12優(yōu)選形成為在蜂窩結(jié)構(gòu)部11的周向也擴(kuò)展的寬幅。此外，在與孔格16的延伸方向正交的截面上，一個(gè)電極部12隔著蜂窩結(jié)構(gòu)部11的中心而配設(shè)于另一個(gè)電極部12的相反側(cè)。由此，在向一對(duì)電極部12、12之間施加電壓時(shí)，能夠抑制在蜂窩結(jié)構(gòu)部11內(nèi)流動(dòng)的電流的不均。并且，由此能夠抑制蜂窩結(jié)構(gòu)部11內(nèi)的發(fā)熱不均。此外，對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)部11施加電壓而使蜂窩結(jié)構(gòu)部11發(fā)熱以使第一端面13的溫度為900℃以下。關(guān)于對(duì)加熱器溫度(蜂窩結(jié)構(gòu)部11的溫度)的控制，可以通過(guò)在加熱器上直接設(shè)置測(cè)溫單元來(lái)控制。或者，也可以根據(jù)載氣溫度、載氣流量、尿素水溶液噴射量推定加熱器溫度來(lái)控制。此外，還可以將引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)條件繪圖并替代載氣溫度、載氣流量測(cè)定。

蜂窩結(jié)構(gòu)體1中，電極部12的主成分優(yōu)選與隔壁15和外周壁17的主成分相同。

電極部12的電阻率優(yōu)選為0.0001～100ωcm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.001～50ωcm。通過(guò)將電極部12的電阻率設(shè)為上述范圍，從而一對(duì)電極部12、12在高溫廢氣流動(dòng)的配管內(nèi)有效地發(fā)揮電極的作用。蜂窩結(jié)構(gòu)體1中，電極部12的電阻率優(yōu)選低于蜂窩結(jié)構(gòu)部11的電阻率。需要說(shuō)明的是，電極部的電阻率是在25℃時(shí)的值。此外，電極部12的電阻率是利用四端子法測(cè)定的值。

可以在各電極部12、12分別配設(shè)有用于連接來(lái)自外部的電氣配線的電極端子突起部18。電極端子突起部18的材質(zhì)可以為導(dǎo)電性陶瓷，也可以為金屬。電極端子突起部18的材質(zhì)優(yōu)選與電極部12相同。此外，電極端子突起部18與外筒4的連接器6優(yōu)選通過(guò)電氣配線7連接。

優(yōu)選在蜂窩結(jié)構(gòu)體1(蜂窩結(jié)構(gòu)部11)中具備尿素水解催化劑40。由此能夠有效地由尿素生成氨。作為尿素水解催化劑40，可以舉出氧化鋁等。

(2-2)尿素噴霧裝置：

尿素噴霧裝置2優(yōu)選為電磁式、超聲波式、壓電執(zhí)行器式或霧化器式。通過(guò)使用它們，能夠?qū)⒛蛩厮芤阂造F狀噴出。此外，其中，如果使用電磁式、超聲波式或壓電執(zhí)行器式，則能夠不使用空氣而將尿素水溶液以霧狀噴出。因此，在蜂窩結(jié)構(gòu)體1中，不需要連尿素噴射所用的空氣也進(jìn)行加熱，能夠減少用于加熱的能量。進(jìn)一步，由于沒(méi)有噴射空氣，從而噴射體積減少，能夠使“霧狀的尿素水溶液”通過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu)體1的速度降低，因此能夠延長(zhǎng)水解所需的反應(yīng)時(shí)間。從尿素噴霧裝置2噴出的尿素水溶液的液滴大小(直徑)優(yōu)選為0.3mm以下。如果大于0.3mm，則有時(shí)會(huì)在從蜂窩結(jié)構(gòu)體1受熱時(shí)難以氣化。

電磁式的尿素噴霧裝置2是通過(guò)“電磁的振動(dòng)”或“由使用了電磁的電場(chǎng)引起的活塞的前后動(dòng)作”將尿素水溶液以霧狀噴出的裝置。

超聲波式的尿素噴霧裝置2是通過(guò)超聲波振動(dòng)將尿素水溶液以霧狀噴出的裝置。

壓電執(zhí)行器式的尿素噴霧裝置2是通過(guò)壓電元件的振動(dòng)將尿素水溶液以霧狀噴出的裝置。

霧化器式的尿素噴霧裝置2例如是一邊用管將液體吸取上來(lái)一邊在空氣中將“吸取至該管的前端的開口部的液體”以霧狀吹出，從而將該液體噴出的裝置。此外，霧化器式的尿素噴霧裝置2也可以是在噴嘴的前端形成多個(gè)小的開口部并從該開口部將液體以霧狀噴出的裝置。

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置優(yōu)選將尿素水溶液從尿素噴霧裝置2朝著蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13噴出。即，尿素噴霧裝置2中，優(yōu)選尿素水溶液的噴霧方向(液滴飛濺的方向)朝向蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13。

(3)還原劑噴射裝置的制造方法：

(3-1)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造：

在蜂窩結(jié)構(gòu)體1為陶瓷制的情況下，蜂窩結(jié)構(gòu)體1的制造方法優(yōu)選為如下所示的制造方法。蜂窩結(jié)構(gòu)體1的制造方法優(yōu)選具有蜂窩成形體制作工序、蜂窩干燥體制作工序、帶有未燒成電極的蜂窩體制作工序、以及蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序。

(3-1-1)蜂窩成形體制作工序：

蜂窩成形體制作工序中，優(yōu)選將成形原料擠出成形，制作蜂窩成形體。成形原料優(yōu)選含有陶瓷原料和有機(jī)粘合劑。在成形原料中，優(yōu)選除了陶瓷原料和有機(jī)粘合劑以外，還含有表面活性劑、燒結(jié)助劑、造孔材料、水等。成形原料可以將這些原料混合而制作。

成形原料中的陶瓷原料為“陶瓷”或“通過(guò)燒成而變成陶瓷的原料”。陶瓷原料是在任意情況下都在燒成后成為陶瓷的原料。成形原料中的陶瓷原料優(yōu)選為：以金屬硅和碳化硅顆粒(碳化硅粉末)為主成分的陶瓷原料、或者以碳化硅顆粒(碳化硅粉末)為主成分的陶瓷原料。由此，所得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體1變成導(dǎo)電性。金屬硅也優(yōu)選為金屬硅顆粒(金屬硅粉末)。此外，“以金屬硅和碳化硅顆粒為主成分”是指金屬硅和碳化硅顆粒的合計(jì)質(zhì)量為整體(陶瓷原料)的90質(zhì)量％以上。此外，作為陶瓷原料中所包含的除主成分以外的成分，可以舉出sio2、srco3、al2o3、mgco3、堇青石等。

在使用碳化硅作為陶瓷原料的主成分的情況下，通過(guò)燒成來(lái)燒結(jié)碳化硅。此外，在使用金屬硅和碳化硅顆粒作為陶瓷原料的主成分的情況下，可以通過(guò)燒成，將金屬硅作為結(jié)合材料而使作為骨料的碳化硅彼此結(jié)合。

在使用碳化硅顆粒(碳化硅粉末)和金屬硅顆粒(金屬硅粉末)作為陶瓷原料的情況下，相對(duì)于碳化硅顆粒的質(zhì)量與金屬硅顆粒的質(zhì)量的合計(jì)，金屬硅顆粒的質(zhì)量?jī)?yōu)選為10～40質(zhì)量％。碳化硅顆粒的平均粒徑優(yōu)選為10～50μm，進(jìn)一步優(yōu)選為15～35μm。金屬硅顆粒的平均粒徑優(yōu)選為0.1～20μm，進(jìn)一步優(yōu)選為1～10μm。碳化硅顆粒和金屬硅顆粒的平均粒徑是用激光衍射法測(cè)定的值。

作為有機(jī)粘合劑，可以舉出甲基纖維素、甘油、羥丙基甲基纖維素等。作為有機(jī)粘合劑，可以使用一種有機(jī)粘合劑，也可以使用多種有機(jī)粘合劑。關(guān)于有機(jī)粘合劑的含量，當(dāng)將陶瓷原料的合計(jì)質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，優(yōu)選為5～10質(zhì)量份。

作為表面活性劑，可以使用乙二醇、糊精等。作為表面活性劑，可以使用一種表面活性劑，也可以使用多種表面活性劑。關(guān)于表面活性劑的含量，當(dāng)將陶瓷原料的合計(jì)質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，優(yōu)選為0.1～2.0質(zhì)量份。

作為燒結(jié)助劑，可以使用sio2、srco3、al2o3、mgco3、堇青石等。作為燒結(jié)助劑，可以使用一種燒結(jié)助劑，也可以使用多種燒結(jié)助劑。關(guān)于燒結(jié)助劑的含量，當(dāng)將陶瓷原料的合計(jì)質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，優(yōu)選為0.1～3質(zhì)量份。

作為造孔材料，只要是在燒成后形成氣孔的材料就沒(méi)有特別限定，例如可以舉出石墨、淀粉、發(fā)泡樹脂、吸水性樹脂、硅膠等。作為造孔材料，可以使用一種造孔材料，也可以使用多種造孔材料。關(guān)于造孔材料的含量，當(dāng)將陶瓷原料的合計(jì)質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，優(yōu)選為0.5～10質(zhì)量份。

關(guān)于水的含量，當(dāng)將陶瓷原料的合計(jì)質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，優(yōu)選為20～60質(zhì)量份。

在將成形原料擠出成形時(shí)，首先，優(yōu)選將成形原料混煉而形成坯土。

接著，優(yōu)選將坯土擠出成形而形成蜂窩成形體。蜂窩成形體具有多孔質(zhì)的隔壁15，該隔壁15劃分形成“從作為流體流入側(cè)的端面的第一端面延伸至作為流體流出側(cè)的端面的第二端面并成為流體流路的多個(gè)孔格”。此外，蜂窩成形體以具有位于最外周的外周壁的方式形成也是優(yōu)選的方式。蜂窩成形體的隔壁為未干燥、未燒成的隔壁。

(3-1-2)蜂窩干燥體制作工序：

蜂窩干燥體制作工序優(yōu)選為使所得到的蜂窩成形體干燥而制作蜂窩干燥體的工序。干燥條件沒(méi)有特別限定，可以使用公知的條件。例如，優(yōu)選以80～120℃干燥0.5～5小時(shí)。

(3-1-3)帶有未燒成電極的蜂窩體制作工序：

帶有未燒成電極的蜂窩體制作工序中，首先，優(yōu)選在蜂窩干燥體的側(cè)面涂布含有陶瓷原料和水的電極形成用漿料。并且，之后，優(yōu)選使電極形成用漿料干燥而形成未燒成電極，制作帶有未燒成電極的蜂窩體。

帶有未燒成電極的蜂窩體優(yōu)選在蜂窩干燥體上形成有寬幅的長(zhǎng)方形的未燒成電極，該未燒成電極在孔格延伸方向上以帶狀延伸的同時(shí)也向周向擴(kuò)展。周向是指在與孔格的延伸方向正交的截面上沿著蜂窩干燥體側(cè)面的方向。

帶有未燒成電極的蜂窩體制作工序中使用的電極形成用漿料含有陶瓷原料和水，除此之外，優(yōu)選含有表面活性劑、造孔材料、水等。

作為陶瓷原料，優(yōu)選使用制作蜂窩成形體時(shí)所使用的陶瓷原料。例如，在將制作蜂窩成形體時(shí)使用的陶瓷原料的主成分設(shè)為碳化硅顆粒和金屬硅的情況下，作為電極形成用漿料的陶瓷原料，優(yōu)選也使用碳化硅顆粒和金屬硅。

在蜂窩干燥體的側(cè)面涂布電極形成用漿料的方法沒(méi)有特別限定。例如，可以使用毛刷進(jìn)行涂布或者使用印刷方法進(jìn)行涂布。

電極形成用漿料的粘度優(yōu)選在20℃時(shí)為500pa·s以下，進(jìn)一步優(yōu)選為10～200pa·s。如果超過(guò)500pa·s，則有時(shí)難以將電極形成用漿料涂布于蜂窩干燥體的側(cè)面。

優(yōu)選在將電極形成用漿料涂布于蜂窩干燥體后，使電極形成用漿料干燥，形成未燒成電極(帶有未燒成電極的蜂窩體)。干燥溫度優(yōu)選為80～120℃。干燥時(shí)間優(yōu)選為0.1～5小時(shí)。

(3-1-4)蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序：

蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序是將帶有未燒成電極的蜂窩體燒成而制作蜂窩結(jié)構(gòu)體1的工序。

燒成條件可以根據(jù)蜂窩成形體的制造中使用的陶瓷原料、以及電極形成用漿料中使用的陶瓷原料的種類來(lái)適當(dāng)確定。

此外，在使帶有未燒成電極的蜂窩成形體干燥后，優(yōu)選在燒成前進(jìn)行預(yù)燒成，以便去除粘合劑等。預(yù)燒成優(yōu)選在大氣氣氛中于400～500℃進(jìn)行0.5～20小時(shí)。

進(jìn)一步優(yōu)選將尿素水解催化劑40擔(dān)載于蜂窩結(jié)構(gòu)體1。作為尿素水解催化劑40，例如可以使用氧化鋁。作為將尿素水解催化劑40擔(dān)載于蜂窩結(jié)構(gòu)體1的隔壁15的方法，例如使蜂窩結(jié)構(gòu)體1浸漬于存積有尿素水解催化劑40的漿料的容器中。需要說(shuō)明的是，通過(guò)調(diào)整尿素水解催化劑40的漿料的粘度、所含有的尿素水解催化劑40的粒徑等，從而不僅能夠?qū)⒋呋瘎?dān)載于隔壁15的表面，還能夠?qū)⒋呋瘎?dān)載至隔壁15的細(xì)孔的內(nèi)部，進(jìn)而還能夠調(diào)節(jié)所擔(dān)載的催化劑的量。此外，也可以通過(guò)進(jìn)行多次漿料的抽吸，來(lái)調(diào)節(jié)所擔(dān)載的催化劑的量。

(3-2)還原劑噴射裝置的制造：

優(yōu)選在外筒安裝用于連接來(lái)自外部的電氣配線的連接器，將蜂窩結(jié)構(gòu)體1和尿素噴霧裝置2收納于外筒4并固定，從而制作還原劑噴射裝置。

外筒4優(yōu)選將不銹鋼等材料形成為筒狀來(lái)制作。蜂窩結(jié)構(gòu)體1優(yōu)選通過(guò)絕緣保持部固定于外筒4內(nèi)。此外，在蜂窩結(jié)構(gòu)體1與外筒4之間具有未配設(shè)絕緣保持部的部分(空間)的情況下，優(yōu)選填充絕緣部件。

(4)還原劑噴射裝置的使用方法：

本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置100(參照?qǐng)D1)的使用方法如下。

還原劑噴射裝置100可以通過(guò)供給尿素水溶液而將所供給的尿素水溶液中的尿素水解，并噴射氨。尿素水溶液是用于產(chǎn)生氨的原料。更具體而言，優(yōu)選對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體1進(jìn)行通電，使蜂窩結(jié)構(gòu)體1升溫(加熱)，將尿素水溶液供給至尿素噴霧裝置2，從尿素噴霧裝置2向尿素噴霧空間3內(nèi)噴出霧狀的尿素水溶液。在從尿素噴霧裝置2噴出尿素水溶液時(shí)，優(yōu)選向蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13進(jìn)行噴霧。而后，向尿素噴霧空間3內(nèi)噴出的霧狀尿素水溶液(從尿素噴霧裝置2噴出的尿素水溶液a)在蜂窩結(jié)構(gòu)體1中被加熱而蒸發(fā)。然后，由于尿素水溶液的蒸發(fā)，使得尿素噴霧空間3內(nèi)的壓力上升，因此尿素和水從第一端面13進(jìn)入蜂窩結(jié)構(gòu)體1的孔格16內(nèi)。然后，被供給到孔格16內(nèi)的尿素利用被加熱的蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度而水解，生成氨b。

相對(duì)于廢氣中所含的氮氧化物量，尿素水溶液的供給量以當(dāng)量比計(jì)優(yōu)選為1.0～2.0。在以當(dāng)量比計(jì)為1.0以下的情況下，未被凈化而排出的氮氧化物量有時(shí)會(huì)增加。但是，如果對(duì)scr催化劑52設(shè)定nox吸儲(chǔ)功能，則也可以有當(dāng)量比低于1.0的期間。如果以當(dāng)量比計(jì)超過(guò)2.0，則有在廢氣中混入有氨的狀態(tài)下廢氣被排出的可能性變高的擔(dān)憂。

尿素水溶液優(yōu)選為10～40質(zhì)量％的尿素水溶液。如果低于10質(zhì)量％，則為了還原nox需要噴霧大量的尿素水，蜂窩加熱器中使用的電量有時(shí)會(huì)增加。如果高于40質(zhì)量％，則在寒冷地區(qū)尿素有可能發(fā)生凝固。最優(yōu)選的例子是使用市場(chǎng)上廣泛流通的adblue(32.5質(zhì)量％尿素水溶液)。

蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度優(yōu)選為160℃以上，進(jìn)一步優(yōu)選為160～600℃，特別優(yōu)選為250～400℃。如果低于160℃，則有時(shí)難以將尿素水解。如果高于600℃，則氨被燃燒，有時(shí)無(wú)法將氨供給到排氣管。此外，從能夠?qū)⑦€原劑噴射裝置100中析出的硫酸氫銨、硫酸銨等硫化合物去除的方面考慮，優(yōu)選將蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度設(shè)為360℃以上。

對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體1施加的最大電壓優(yōu)選為12～200v，進(jìn)一步優(yōu)選為12～100v，特別優(yōu)選為12～48v。如果低于12v，則有時(shí)難以使蜂窩結(jié)構(gòu)體1升溫。如果高于200v，則使電壓升高的裝置變得昂貴而不優(yōu)選。

(5)廢氣處理裝置：

如圖3所示，本發(fā)明的廢氣處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式(廢氣處理裝置200)具備排氣管51、還原劑噴射裝置100、以及配置在“排氣管51的與噴射氨的位置相比的下游側(cè)”的scr催化劑52。還原劑噴射裝置100向排氣管51內(nèi)噴射氨。排氣管51為使“含有nox的廢氣c”流動(dòng)的配管。

排氣管51為使從各種引擎等排出的廢氣(含有nox的廢氣c)通過(guò)的配管，在其中將廢氣與氨混合。排氣管51的大小沒(méi)有特別限定，可以根據(jù)安裝本實(shí)施方式的廢氣處理裝置200的引擎等排氣系統(tǒng)來(lái)適當(dāng)確定。此外，排氣管51在氣體流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度沒(méi)有特別限定，優(yōu)選為能夠使還原劑噴射裝置100與scr催化劑52之間的距離為適當(dāng)距離的長(zhǎng)度。

排氣管51的材質(zhì)沒(méi)有特別限定，優(yōu)選為不易產(chǎn)生由廢氣導(dǎo)致的腐蝕的材質(zhì)。作為排氣管51的材質(zhì)，例如優(yōu)選為不銹鋼等。

排氣管51在還原劑噴射裝置100的上游分支，分支流路51a連接于載氣導(dǎo)入口8。在該實(shí)施方式中，可以使用廢氣作為載氣f。此外，在分支流路51a中具備用于加熱載氣f的載氣加熱裝置45。

還原劑噴射裝置100安裝于排氣管51中，向排氣管51內(nèi)噴射氨。通過(guò)從還原劑噴射裝置100向排氣管51內(nèi)噴射氨，從而在排氣管51內(nèi)生成氨與廢氣的混合氣體d。

本實(shí)施方式的廢氣處理裝置200具備配置在“排氣管51的與噴射氨的位置相比的下游側(cè)”的scr催化劑52。scr催化劑優(yōu)選以催化劑體(scr催化劑擔(dān)載于陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體而成)的狀態(tài)配置在排氣管51的下游側(cè)。

作為scr催化劑52，具體可以舉出釩系催化劑、沸石系催化劑等。

在使用scr催化劑52作為擔(dān)載于蜂窩結(jié)構(gòu)體的催化劑體53的情況下，優(yōu)選將該催化劑體53收納于收納容器54內(nèi)，將該收納容器54安裝于排氣管51的下游側(cè)。

擔(dān)載scr催化劑52的蜂窩結(jié)構(gòu)體沒(méi)有特別限定，可以使用作為“擔(dān)載scr催化劑的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體”而公知的蜂窩結(jié)構(gòu)體。

在排氣管51的上游側(cè)，優(yōu)選配置有用于捕集廢氣中的顆粒狀物質(zhì)的過(guò)濾器。作為用于捕集顆粒狀物質(zhì)的過(guò)濾器，例如可以舉出蜂窩形狀的陶瓷制的柴油顆粒過(guò)濾器(dpf)55。此外，在排氣管51的上游側(cè)，優(yōu)選配置有用于去除廢氣中的烴、一氧化碳的氧化催化劑56。氧化催化劑優(yōu)選為擔(dān)載于陶瓷制的蜂窩結(jié)構(gòu)體的狀態(tài)(氧化催化劑體)。作為氧化催化劑，可以適合使用鉑(pt)、鈀(pd)、銠(rh)等貴金屬。

在scr催化劑52的下游側(cè)，優(yōu)選配置用于去除氨的氨去除催化劑(氧化催化劑)。由此，在去除廢氣中的nox中未被使用的多余的氨流到下游側(cè)時(shí)，能夠防止該氨向外部排出。作為氧化催化劑，可以適合使用鉑(pt)、鈀(pd)、銠(rh)等貴金屬。

(6)廢氣處理方法：

廢氣處理方法的一個(gè)實(shí)施方式是如下方法：使用圖3所示的本發(fā)明的廢氣處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式(廢氣處理裝置200)，使廢氣c在排氣管51中流動(dòng)，向廢氣c噴射氨b，用scr催化劑52對(duì)混合氣體進(jìn)行還原處理。由此得到去除nox后的廢氣e。上述廢氣c含有nox。上述混合氣體為“混入有氨的廢氣”，是氨與廢氣的混合氣體d。氨b的噴射利用還原劑噴射裝置100進(jìn)行。

本發(fā)明的還原劑噴射裝置100在尿素噴霧裝置2與蜂窩結(jié)構(gòu)體1之間具備導(dǎo)入載氣f的載氣導(dǎo)入口8，該載氣f用于促進(jìn)蜂窩結(jié)構(gòu)體1中的氣體流動(dòng)。本發(fā)明的廢氣處理方法為，一邊從載氣導(dǎo)入口8導(dǎo)入載氣f，一邊由尿素噴霧裝置2將尿素水溶液從蜂窩結(jié)構(gòu)部11的第一端面13供給到孔格16內(nèi)，生成氨并向外部噴射，處理含有nox的廢氣。

通過(guò)使載氣f在蜂窩結(jié)構(gòu)體1中流動(dòng)，蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)部的發(fā)熱分布變小，能夠抑制發(fā)熱不均。由此，能夠向蜂窩結(jié)構(gòu)體1供給更高的功率。通過(guò)使載氣f在蜂窩結(jié)構(gòu)體1中流動(dòng)，能夠抑制尿素殘留在蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)，因此能夠提高沉積物的生成限度。由于能夠利用載氣f將加熱分解后的nh3排出到外部，因此響應(yīng)性提高。通過(guò)將載氣f本身設(shè)為高溫，能夠?qū)⑾蚍涓C結(jié)構(gòu)體1供給的功率設(shè)定為較低。該情況下，當(dāng)尿素噴射量少時(shí)，也可能有功率為0w的情況。

優(yōu)選調(diào)整載氣的溫度和流量、以及加熱器輸出功率以使得蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13的溫度達(dá)到150℃以上。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度優(yōu)選為250℃以上。

為了使蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13的溫度為150℃以上、優(yōu)選為250℃以上，調(diào)整載氣f的溫度和流量。此外，也可以利用從電極部12向蜂窩結(jié)構(gòu)體1供給的功率進(jìn)行調(diào)整。換言之，也可以利用加熱器輸出功率進(jìn)行調(diào)整。作為一個(gè)例子，優(yōu)選載氣f的溫度為180℃以上、流量為10l/分鐘以上。從電極部12向蜂窩結(jié)構(gòu)體1供給的功率優(yōu)選為150～500w。

從還原劑噴射裝置100噴射的氨的噴射量相對(duì)于廢氣中所含的氮氧化物量以當(dāng)量比計(jì)優(yōu)選為1.0～2.0。在以當(dāng)量比計(jì)小于1.0的情況下，未被凈化而排出的氮氧化物量有時(shí)會(huì)增加。如果以當(dāng)量比計(jì)超過(guò)2.0，則有在廢氣中混入了氨的狀態(tài)下廢氣被排出的可能性變高的擔(dān)憂。

尿素水溶液的噴霧量和蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度(所施加的電壓)優(yōu)選通過(guò)電子控制裝置來(lái)控制。此外，優(yōu)選根據(jù)蜂窩結(jié)構(gòu)體1的電阻值來(lái)算出溫度，以算出的溫度成為所希望的溫度的方式控制蜂窩結(jié)構(gòu)體1的溫度。

實(shí)施例

以下，通過(guò)實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

(實(shí)施例1～19、比較例1～8)

制作如圖1所示的還原劑噴射裝置。具體而言如下所述。首先，制作蜂窩結(jié)構(gòu)體1。以下，進(jìn)行具體說(shuō)明。

將碳化硅(sic)粉末與金屬硅(si)粉末以70:30的質(zhì)量比混合，調(diào)制陶瓷原料。然后，在陶瓷原料中添加作為粘合劑的羥丙基甲基纖維素、作為造孔材料的吸水性樹脂，并且添加水，制作成形原料。然后，利用真空練泥機(jī)將成形原料混煉，制作圓柱狀的坯土。當(dāng)將陶瓷原料設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，粘合劑的含量為7質(zhì)量份。當(dāng)將陶瓷原料設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，造孔材料的含量為3質(zhì)量份。當(dāng)將陶瓷原料設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，水的含量為42質(zhì)量份。碳化硅粉末的平均粒徑為20μm，金屬硅粉末的平均粒徑為6μm。此外，造孔材料的平均粒徑為20μm。碳化硅、金屬硅和造孔材料的平均粒徑是利用激光衍射法測(cè)定的值。

使用擠出成形機(jī)將所得到的圓柱狀的坯土成形，得到四棱柱狀(與孔格的延伸方向正交的截面為正方形的柱狀)的蜂窩成形體。將所得到的蜂窩成形體進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱干燥后，使用熱風(fēng)干燥機(jī)以120℃干燥2小時(shí)，將兩端面切斷預(yù)定量。

接著，將碳化硅(sic)粉末與金屬硅(si)粉末以60:40的質(zhì)量比混合，制作電極部用陶瓷原料。然后，在電極部用陶瓷原料中添加作為粘合劑的羥丙基甲基纖維素、作為保濕劑的甘油、作為分散劑的表面活性劑，并且添加水，進(jìn)行混合。將混合物混煉而制成電極部形成原料。

接著，將電極部形成原料以帶狀涂布于干燥后的蜂窩成形體的側(cè)面中的平行的兩個(gè)面上。將電極部形成原料以帶狀涂布于干燥后的蜂窩成形體的“具有四個(gè)平面的側(cè)面(四個(gè)側(cè)面)”中的一個(gè)側(cè)面上，并且以帶狀涂布于與該“經(jīng)涂布的側(cè)面”平行的一個(gè)側(cè)面上。將涂布于蜂窩成形體側(cè)面的電極部形成原料的形狀(外周形狀)設(shè)為長(zhǎng)方形。

接著，使涂布于蜂窩成形體的電極部形成原料干燥。干燥條件設(shè)為70℃。

接著，使用與電極形成材料相同的部件，得到電極端子突起部形成用部件。

接著，將兩個(gè)電極端子突起部形成用部件分別粘貼于蜂窩成形體的兩處涂布了電極部形成原料的部分。之后，對(duì)蜂窩成形體進(jìn)行脫脂、燒成，進(jìn)一步進(jìn)行氧化處理，得到蜂窩結(jié)構(gòu)體1。脫脂條件設(shè)為550℃、3小時(shí)。燒成條件設(shè)為氬氣氛下、1450℃、2小時(shí)。氧化處理?xiàng)l件設(shè)為1300℃、1小時(shí)。

所得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體1的隔壁15的厚度為0.152mm，孔格間距為1.11mm。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)部11的每單位體積的表面積為31.1cm²/cm³。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體1的形狀是底面為正方形的柱狀。蜂窩結(jié)構(gòu)體1的底面的一邊為30mm。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體1在孔格16的延伸方向上的長(zhǎng)度為25mm。此外，電極部的電阻率為0.1ωcm，蜂窩結(jié)構(gòu)部11的電阻率為1.4ωcm。在蜂窩結(jié)構(gòu)體1上未形成封孔部。

利用不銹鋼制作外筒4。在外筒4的外周安裝了兩個(gè)電氣配線用的連接器6。在外筒4內(nèi)插入蜂窩結(jié)構(gòu)體1，用絕緣保持部件進(jìn)行固定。然后，用電氣配線將蜂窩結(jié)構(gòu)體1的電極端子突起部18與外筒4的連接器6連接。此外，在外筒4的入口側(cè)端部?jī)?nèi)安裝電磁式的尿素噴霧裝置2，得到還原劑噴射裝置100。

制作在尿素噴霧裝置2與蜂窩結(jié)構(gòu)體1之間具備導(dǎo)入載氣f的載氣導(dǎo)入口8的還原劑噴射裝置100(參照?qǐng)D1)，該載氣f用于促進(jìn)蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)的氣體的流動(dòng)。其中，在試驗(yàn)中，作為載氣f，使用了由壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣。一邊改變尿素添加量、載氣f的溫度、流量、向蜂窩結(jié)構(gòu)體1供給的功率，一邊生成氨。在蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)，在徑向上的5處、軸向上的2處共10處安裝溫度傳感器，測(cè)定蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)的溫度。測(cè)定此時(shí)的第一端面13的最高溫度(加熱器前面最高溫度)和蜂窩結(jié)構(gòu)體1內(nèi)的最低溫度(加熱器最低溫度)。將結(jié)果示于表中。尿素水溶液噴射量為所噴射的尿素水(adblue(32.5質(zhì)量％尿素水溶液))的量。載氣f的測(cè)溫在第一端面13的上游2mm的中心部進(jìn)行。載氣f的流量是在加熱蜂窩結(jié)構(gòu)體1之前，在常溫測(cè)定時(shí)的值。在添加表1中記載的量的尿素的同時(shí)進(jìn)行30分鐘實(shí)驗(yàn)后，調(diào)查了破損、沉積物的產(chǎn)生。將蜂窩結(jié)構(gòu)體1(基材)沒(méi)有破損的情況以a表示，將發(fā)生了破損的情況以b表示。此外，將沒(méi)有產(chǎn)生沉積物的情況以a表示，將產(chǎn)生了沉積物的情況以b表示。關(guān)于加熱器(蜂窩結(jié)構(gòu)體1)的破損，通過(guò)目視觀察，根據(jù)裂紋的有無(wú)進(jìn)行判斷。在破損的情況下，如果從外筒4拆下，則蜂窩結(jié)構(gòu)體1在破損部斷裂，關(guān)于沉積物的產(chǎn)生，目視觀察蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13來(lái)判斷沉積物的有無(wú)。此外，對(duì)于蜂窩結(jié)構(gòu)體1的內(nèi)部，通過(guò)x射線ct(computedtomography，計(jì)算機(jī)斷層掃描)觀察來(lái)判斷沉積物的有無(wú)。

[表1]

比較例1由于未導(dǎo)入載氣f，因此最高溫度超過(guò)900℃。其蜂窩結(jié)構(gòu)體1發(fā)生了破損。另一方面，在導(dǎo)入了載氣f的實(shí)施例1～7中，最高溫度為900℃以下。由此，蜂窩結(jié)構(gòu)體1沒(méi)有因熱而破損。此外，在蜂窩結(jié)構(gòu)體1的第一端面13的最低溫度為150℃以上時(shí)，沒(méi)有產(chǎn)生沉積物。

進(jìn)一步，調(diào)整載氣、加熱器輸出功率，調(diào)查沉積物的產(chǎn)生。需要說(shuō)明的是，表2中還包括與表1相同的數(shù)據(jù)。

[表2]

[表3]

如表所示，在加熱器(蜂窩結(jié)構(gòu)體1)的第一端面13的溫度小于150℃的情況下，產(chǎn)生了沉積物。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的還原劑噴射裝置以及廢氣處理方法能夠適合用于凈化從各種引擎等排出的廢氣中的氮氧化物(nox)。