Askackumulering i dieselpartikelfilter är ett välkänt problem som resulterar i ett förhöjt mottryck och påverkad prestanda hos fordonet. Däremot ges sällan uppmärksamhet åt filtrets katalytiska aktivitet och hur det påverkas vid förekomst av avgasföroreningar. Syftet med denna studie är att undersöka effekten av aska på filtrets katalytisk aktivitet och dess förmåga att oxidera föroreningar som är skadliga för miljön och människors hälsa. Dessutom utvärderas askbeläggningsmetoden varpå filtren laboratoriskt åldras med olika typer, samt varierande mängder, av aska för att försöka simulera åldring i fält. Filtrens ytegenskaper karakteriserades genom analys med optisk mikroskopi, SEM-EDS och XRF. Den katalytiska aktivitet undersöktes i en SCAT-rigg, varpå oxidationstester av NOx och C3H8 utfördes. Det färska och fältåldrade jämfördes med de laboratorieåldrade filtren som dopats med 22 g/L respektive 47 g/L CaSO4 samt ett filter dopat med 79 g/L aska. Den katalytiska aktiviteten för laboratorieåldrade filtren liknande det färska filtret. Det fältåldrade filtret hade däremot låg katalytisk aktivitet för oxidation av NO och nästan helt deaktiverat för oxidation av C3H8. I det åldrade filtret och det laboratorieaskabelagda filtren visade EDS att elementen Ca och S hade väl matchade deponeringsregioner på filterkanalytan, vilket indikerade förekomst av CaSO4. Den mikroskopiska analysen indikerade också att båda proverna hade homogen fördelning av aska på filterkanalytan. Trots likheten i de fysiokemiska egenskaperna hos filterkanalytan hos det fältåldrade och laboratorieaskbelagda filtren hade de signfikant olika resultat vid test av katalytisk aktivitet. Deaktiveringen av det åldrade filtret kan ha orsakats av andra typer av åldringsmekanismer. Den valda metoden är inte adekvat för att efterlikna åldring i fält. Ytterligare studier krävs för att utvärdera metoden och effekterna av aska på den katalytiska aktiviteten / Accumulation of ash on the Catalytic Diesel Particulate Filter (CDPF) is a well-known problem that results in elevated back pressure and affected vehicle performance. However, attention is seldom paid to the catalytic performance of the filter, and how it is affected by impurities from the exhaust. The objective of this study is to address the effect of ash on the catalytic performance of CDPF to oxidise pollutants that are harmful to the environment and human health. In addition, evaluating the feasibility to laboratory age CDPFs with different loads and compositions using the dip-coating method to simulate field aged filters. The filter characterisation was analysed by Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) with Electron dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and X-ray Fluorescence (XRF). The catalytic performance was investigated based on NOx and C3H8 oxidation tests in a Synthetic Catalyst Activity Test (SCAT) rig. A fresh and field aged filter was compared with laboratory aged filters prepared with coatings of 22 g/L and 47 g/L CaSO4, and 79 g/L ash , respectively. The catalytic activity to oxidise NO and C3H8 was unaffected by the ash deposits in the laboratory aged filters, showing similar activity as the fresh filter. While the field aged filter had low catalytic performance to convert NO and was almost completely deactivated for the oxidation of C3H8. EDS mapping for the field aged filter and the laboratory ash coated sample showed that the elements Ca and S were present and had well-matched regions of deposit, respectively, indicating that CaSO4 was present. The microscopic analysis also indicated that both samples had a homogeneous distribution of ash on the filter channel surface. Despite the similarity in the physicochemical properties of the filter channel surface(field aged filter and the laboratory ash coated sample) the catalytic activity had significantly different results. This study suggests that the deactivationof the field aged filter might be caused by other types of ageing mechanism. The laboratory ageing by dip-coating is seen as a non-applicable method to simulate field aged filters. Further studies are required to evaluate both the method and the effects of ash on the catalytic activity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-316081 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Engström, Gisela |
| Publisher | KTH, Kemiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2022:238 |
Page generated in 0.0028 seconds