nieuws

‘Schone’ dieselrook draagt bij aan volksgezondheid

bouwbreed

Reiniging van dieselrook spaart het milieu en draagt bij aan een betere volksgezondheid. Vervuiling ontstaat vooral door stikstofoxiden en roet. G. Mul beschrijft in ‘Catalytic Diesel Exhaust Purification’ *) de verwijdering en omzetting van de roetdeeltjes in relatief onschadelijke koolstofdioxide. Dat lukt het beste met een keramisch filter. De zuurstof in de dieselrook oxideert het roet en voorkomt dat het filter in zeer korte tijd verstopt raakt.

De oxidatie van roet komt echter pas bij een procestemperatuur van om en nabij 600 graden Celsius goed op gang. De temperatuur van de dieselrook komt doorgaans niet hoger dan 400 graden Celsius. Dat gegeven vereist een kunstmatige verhoging van de temperatuur of een katalysator die ook bij lage temperatuur roet verwerkt. Deze omzetter kan als laagje op de wanden van het filter worden aangebracht of als werkstof aan de brandstof worden toegevoegd.

Er bestaan drie soorten katalysatoren voor de oxidatie van roet. Die werken op basis van chloriden, alkali metaaloxiden of met overgangsmetaal. Een gepatenteerde omzetter van de eerste categorie werkt onder meer met koperchloriden. Deze stoffen zijn echter vluchtig en ke in het milieu terechtkomen. Daarbij ke er tijdens het proces dioxines ontstaan. Vervluchtiging maakt ook andere metaalchloriden ongeschikt.

Roet kan ook door middel van alkali metaaloxide katalyseren. De actieve alkali oxide cluster zit met zuurstofbindingen aan het oppervlak van het roet. De aanwezigheid van stikstofoxide bevordert alkali gekataliseerde roetoxidatie bij een temperatuur van meer dan 325 graden Celsius. Bij lagere temperaturen vermindert de opname van stikstofdioxide de werking van de katalysator. Ook bij dit proces vervluchtigen de actieve stoffen zodat alkali oxiden eveneens weinig praktische waarde hebben.

In het geval van de overgangs metaaloxiden doen zich uiteenlopende processen voor. In de onderzochte gevallen ontstonden drie soorten zuurstof die het roet oxideren. Modificaties van de metaaloxiden beinvloeden de oxidatie van het roet. De toevoeging van zilver blijkt een positief effect te hebben. De intensiteit van het contact tussen het metaaloxide en het roetoppervlak bepaalt de uiteindelijk gemeten activiteit van het metaaloxide. De zuurstof die op het metaaloxide inwerkt onderhoudt in grote mate de oxidatie. Het effect van het zilver laat zich verklaren met de aanname dat het oxide van dit metaal een hoge intrinsieke activiteit voor de roetoxidatie bezit. De aanwezigheid van zilver versnelt het transport van geactiveerde zuurstof naar het roetdeeltje.

Aanwijzingen

De kennis over de wijze waarop katalysatoren werken heeft tot op heden alleen maar aanwijzingen opgeleverd voor de ontwikkeling van een mogelijk praktisch bruikbaar systeem. Een afdoende functionerende omzetter is nog niet gemaakt. De resultaten van het tot nog toe verrichte onderzoek onderbouwen onder meer de aanname dat een mogelijk actieve katalysator efficient zuurstof naar het roet moet ke transporteren. Momenteel vindt onderzoek plaats naar mobiele katalysatoren die het contact tussen de omzetter en het roet verbeteren en naar het mengen van additieven met de brandstof.

Het verdient aanbeveling om het effect van andere gasvormige componenten in de dieselrook op de katalytische activiteit van metaal oxiden vast te stellen en de reactie van zwaveldioxide met zuurstof nader te bekijken.

*) G. Mul schreef “Catalytic Diesel Exhaust Purification, A DRIFT Spectroscopic and Mechanistic Study of Soot Oxidation’ voor de afdeling industriele katalyse van de TU Delft.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels