Longevity of Diesel Particulate Filters in Heavy-Duty Vehicles
Tid: Ti 2026-03-10 kl 10.00
Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/67570329235
Språk: Engelska
Ämnesområde: Kemiteknik
Respondent: Samuel af Ugglas , Processteknologi
Opponent: Professor Petr Kočí, University of Chemistry and Technology, Tjeckien
Handledare: Universitetslektor Henrik Kusar, Processteknologi; Professor emeritus Lars Pettersson, Processteknologi; Doktor Anders Ersson, TRATON AB
QC 20260211
Abstract
För minskning av skadliga partikelutsläpp, PM (från engelskans particulate matter), från dieselmotorer används dieselpartikelfilter (DPF) som är en del av avgasefterbehandlingssystemet. Ackumulering av PM i partikelfilter ökar flödesrestriktionerna vilket resulterar i ett ökat mottryck för avgaserna. För att hämma uppbyggnaden av mottrycket genomförs en regenerering där sot avlägsnas genom oxidation. Regenereringen kan effektiviseras genom att DPF-substratet beläggs med en katalysator. Askan, som bildas från tillsatser i motoroljan, förblir i partikelfiltret efter regenereringen och kommer slutligen avgöra dess livslängd. Variation i PM-sammansättning, askans egenskaper och fördelning, och katalysatoråldring har påverkan på DPF-prestandan. Denna avhandling undersöker de olika aspekterna av prestanda och livslängd för partikelfilter. Sotoxidation, katalysatordeaktivering, lågtemperatur-regenerering, och askackumulering har studerats och diskuteras med avseende på dess roll för kontinuerligt och långvarigt användande av partikelfilter. För ökad praktisk relevans har prover från verklig drift undersökts och jämförts med färska och icke-katalyserade prover, varpå experiment har genomförts i flera olika skalor, i både laboratorie- och riktiga avgasmiljöer. Sot från olika källor visade sig ha en liten variation i reaktivitet och ansågs inte vara en kritisk parameter för funktionaliteteten hos partikelfilter. Däremot påvisade partikelfilter från verklig drift en tydlig minskning av förmågan att oxidera NO som ett resultat av katalysatorförgiftning. Den lägre omsättningen av NO skapade ogynnsamma förhållanden för lågtemperatur-regenerering. Välkontrollerad regenerering var viktigt för att styra inlagringsmönstret av aska; däremot visade resultaten att askans packningsdensitet hade en större betydelse för tryckfallet i jämförelse med inlagringsmönstret. Forskningens nytta finns i den ökade förståelsen av åldrandet av partikelfilter vilket är en förutsättning för ökad livslängd och även återanvändande och återtillverkning.