[To ECN Homepage]  Uniek systeem haalt dieseldeeltjes uit uitlaatgassen

  [Homepage ECN-Nieuwsbrief] --> [Artikel ECN-Nieuwsbrief]  

Titel : Uniek systeem haalt dieseldeeltjes uit uitlaatgassen
Publicatie datum: : april 2005
Trefwoorden: : Luchtvervuiling, fijn stof, PM10, aerosolen, smog, COPD
Zie ook: : http://www.ecn.nl/sf/products/env_air/index.nl.html

Dieseldeeltjes zijn onderdeel van uitlaatgassen van een dieselmotor. Deze deeltjes zijn zo klein dat ze met de ingeademde lucht meekomen, en achterblijven in onze longen. De deeltjes worden permanent opgeslagen en kunnen mogelijk longkanker veroorzaken. Buiten gezondheidseffecten, hebben deze deeltjes ook invloed op het klimaat daar zij warmte opslaan en zo bijdragen aan een atmosferische instabiliteit. Dit laat zien dat er een grote noodzaak bestaat de uitstoot van deeltjes aan banden te leggen. ECN werkt aan een systeem dat de emissie van deeltjes in uitlaatgassen van dieselmotoren ongeveer halveert.

De binnenvaart is sinds jaar en dag een efficiënt en schoon vervoermiddel voor grote transporten. Hoewel de uitstoot per kilometer vervoerde lading effectief veel minder is dan met wegtransport, wordt het aandeel van de binnenvaart in de emissies, die schadelijk zijn voor onze gezondheid, steeds groter. Daarnaast bestaat er grote zorg over de luchtkwaliteit met betrekking tot fijn stof, waartoe ook dieseldeeltjes behoren. De overheid scherpt de emissienormen stapsgewijs aan. Maar welke techniek is geschikt om dieseldeeltjes uit de uitlaatgassen te halen?


De binnenvaart blijft milieuvriendelijker dan het wegtransport,
al is haar voorsprong de laatste jaren sterk geslonken.

Het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) werkt met grote inzet aan een dergelijke techniek. De eerste stap in het ontwikkelingstraject van de Steam Jet Aerosol Collector, kortweg SJAC genoemd, is het testen van de toepassing in een 15 kW dieselmotor. Uit de eerste testresultaten komt naar voren dat onder stabiele en uitermate gunstige omstandigheden, de SJAC 50 procent van de in de uitlaatgassen aanwezige massa van dieseldeeltjes kan afvangen en verwijderen.

Op dit moment is er nog geen systeem commercieel verkrijgbaar waarmee een grote hoeveelheid dieseldeeltjes -tot circa 50 procent- uit uitlaatgassen van scheepsdieselmotoren verwijderd kunnen worden. Het principe van het SJAC systeem is uitermate geschikt voor toepassingen in de binnenvaart aangezien een aanwezigheid van water, voor het genereren van de te injecteren stoom, noodzakelijk is.

Het grote voordeel van het SJAC systeem is het feit dat álle componenten van een dieseldeeltje verwijderd kunnen worden. Niet alleen de oxideerbare elementaire koolstof (roet) en vloeibare koolwaterstoffen worden afgevangen, maar ook de as en sulfaat-fractie worden verwijderd. Dit in tegenstelling tot een oxidatiekatalysator, die van de deeltjesemissie enkel koolwaterstoffen, en in mindere mate ook elementair koolstof kan verwijderen, en daardoor bij de binnenvaart minder efficiënt is. Door de brandstof die de binnenvaart gebruikt is het roetfilter, dat nu bij personenauto’s gebruikt kan worden, niet toepasbaar voor de binnenvaart.


Schematisch overzicht van de werking van de Steam Jet Aerosol Collector.

De werking van de SJAC is gebaseerd op condensatie: in de koude uitlaatgassen wordt stoom geïnjecteerd. Dit gebeurt tegen de stroomrichting van het uitlaatgas in, om een goede vermenging te verkrijgen. De stoom condenseert en hecht zich aan een, in het uitlaatgas aanwezig dieseldeeltje, ook wel aerosol genoemd. Dit gegroeide deeltje kan vervolgens makkelijker verwijderd worden. Om de effectiviteit van de SJAC te monitoren, zijn er op verschillende punten in de testopstelling meetpunten aangebracht. Daarnaast is een computermodel gemaakt, waarmee de (theoretische) geschiktheid van mogelijke systeemvarianten bepaald kan worden.

Uit de metingen met het SJAC systeem op labschaal, komt naar voren dat slechts onder extreem gunstige omstandigheden tot 70 procent van de massa roetdeeltjes uit de uitlaatgassen afgevangen kan worden. In de praktijk zal het genoemde percentage in de huidige configuratie niet bereikt kunnen worden. Dit maakt het noodzakelijk het SJAC systeem te verbeteren. Uit de simulatie kwamen een aantal verbeteringsvarianten naar voren die eerst in een kleinere opstelling getest zullen gaan worden. Na de doorvoering van de verbeteringen, zal een opschaling naar een 500 kW dieselmotor overwogen worden.

Ir. Geert van Rens, onderzoeker aan het SJAC systeem: “We zijn wel degelijk op de goede weg. Het SJAC systeem in zijn huidige vorm is al een goede stap in de richting van een commercieel aantrekkelijk apparaat voor afvangst van dieseldeeltjes in het uitlaatgas van scheepsmotoren. Ik verwacht dat bij een positief resultaat van de praktijkexperimenten, een opschaling naar een inzetbaar systeem op korte termijn mogelijk is.”

Informatie:
Meer informatie over de Steam Jet Aerosol Collector kunt u vinden op de website van de unit Schoon Fossiel http://www.ecn.nl/sf/products/env_air/particulate.nl.html

Contact:
Ir. Geert van Rens
ECN Schoon Fossiel
Tel. 0224 56 4273
vanrens@ecn.nl


Update: april 2005