Effect of ash on catalytic activity for passive regeneration of catalytic diesel particulate filter : Evaluation of ash deposition by laboratory ageing

Sammanfattning: 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