Ga naar hoofdinhoud

Schone roetfilters voor lagere temperaturen

Bij voertuigen met een dieselmotor zorgen roetfilters er voor dat geen schadelijke deeltjes uit de uitlaat in de lucht terecht komen. De uitlaatgassen van moderne motoren zijn echter vaak niet heet genoeg meer om het filter regelmatig van roet te ontdoen. Een nieuwe methode haalt het vuil ook bij een lagere uitlaatgastemperatuur weg.

De tijden waarin vrachtwagens en tractoren zwarte wolken uitlaatgassen in de lucht bliezen, is voorbij. Filters houden de meeste roet-deeltjes tegen. Als een filter na enige tijd te veel deeltjes bevat, wordt het geregenereerd doordat het roet wordt verbrand.

Het probleem is, dat de roetpartikels pas bij een temperatuur van 500°C à 600°C verbranden. De uitlaatgastemperatu-ren van dieselmotoren gaan echter steeds verder omlaag, opdat de motoren zo min mogelijk stikstofoxiden produceren.

Naverbranden
Om het roet toch uit het filter te verwijderen, zijn er twee mogelijkheden. Bij de eerste optie zet een oxidatiekatalysator het stikstofmonoxide in het uitlaatgas om in stikstofdioxide. Als men vervolgens de stikstofdioxide door het filter voert, verbrandt het roet bij lagere temperaturen.

Bij bepaalde bedrijfstoestanden van de motor, bijvoorbeeld als deze koud is, voldoet deze regeneratiemethode niet. Dan wordt vloeibare brandstof geïnjecteerd, die met de overblijvende zuurstof in het uitlaatgas reageert, verbrandt en daarmee het filter verhit.

Dit reinigingsproces functioneert alleen bij uitlaatgastemperaturen van meer dan 230°C. Beneden deze temperatuur komt het brandstofmengsel niet tot ontbranding, wat bovendien de katalysator kan beschadigen. Het probleem is dat uitlaatgassen van nieuwe bedrijfswagenmotoren soms maar 160°C tot 180°C halen.

Nieuwe methoden
Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hebben een methode ontwikkeld om de filters ook bij een uitlaatgas-temperatuur van 140°C betrouwbaar te regenereren. Ze voegen aan de uitlaatgassen een synthetisch gas van koolmonoxide en waterstof toe. Dit gasmengsel brengen ze in de oxidatiekatalysator en kunnen zo de ont-stekingstemperatuur laten dalen tot 140 °C, zodat ook de filter bij de lagere uitlaatgastemperaturen van roet wordt ontdaan.

Het synthesegas is op twee manieren te verkrijgen. Bij de eerste methode wordt diesel zonder lucht verhit zodat waterstof en koolstof ontstaat. De koolstof wordt in de volgende stap met het uitlaatgas verbrand en vormt koolmonoxide (pyrolyse). Bij de tweede methode wordt diesel met zeer weinig lucht geoxideerd, zodat de diesel onvolledig verbrandt (partiële oxidatie).

De onderzoekers hebben prototypen voor beide processen ontwikkeld en getest. In samenwerking met een industriële partner onderzoeken ze nu de partiële oxidatie nauwkeuriger.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven