Dr. Merétei Tamás tudományos főmunkatárs. Közlekedéstudományi Intézet Nonprofit Kft.

Átírás

1 Részecskeszűrők utólagos beépítése nehézgépjárművek esetében Előírások, műszaki szempontok, hazai alkalmazás 12. Haszongépjármű Műszaki Konferencia június 2-3. Várgesztes Dr. Merétei Tamás tudományos főmunkatárs Közlekedéstudományi Intézet Nonprofit Kft. 1

2 Tartalom Részecskeszűrés indítékai: A környezeti levegő részecskeszennyezettsége, dízelüzemű gépkocsiállomány növekedése, emissziós előírások szigorítása,alacsony Emissziójú Zónák (LEZ) Részecskék jellemzői, humán-egészségügyi hatások: keletkezés, fizikai-kémiai összetétel, méreteloszlás, méréstechnika A részecske-emisszió csökkentése a motor kialakításával: Befecskendezési és égésfolyamat javítása. Kipufogógáz visszavezetés A dízelmotorok részecskeszűrésének alapelvei: szűrési alapelvek, szűrők anyagai, szűrési, regenerálási technológiák Részecskeszűrők utólagos beépítése: szempontok, minősítés alapelvei, vizsgálati módszerek, követelmények, hatékonyság Külföldi autóbusz-vállalatok tapasztalatai: Berlini Közlekedési Vállalat (BVG 1350busz), Zürichi Autóbusz Társaság(BVZ 164busz) A szűrők utólagos beépítésének hazai tapasztalatai: BKV Zrt., autóbusz-állomány, vizsgált szűrők, vizsgálati módszer, eredmények, költségelemzés Következtetések, javaslatok 2

3 Részecske emisszió csökkentésének hazai indítékai A dízelüzemű gépjármű-állomány és használatának folyamatos növekedése (tgk 80-90%; szgk 12-15%; busz 100%). Benzin felhasználás csökken gázolajé nő. Használt dízelüzemű gépjárművek (buszok, tgk-k, szgk-k behozatala. Gázolaj-felhasználás folyamatos növekedése. Nagyvárosaink levegőjének PM-10 szennyezettsége egészségügyi kockázatot jelent, meghaladja az EUhatárértékeket és csökkenteni kell Az EU kezdeményezésére Környezetvédelmi Zónák (Alacsony Emissziójú Övezetek LEZ) kialakítása az európai és hazai nagyvárosokban. Útdíjkedvezmény (Németország, Svájc) 3

4 A Budapest XI. Kosztolányi Dezső téren mért PM10 és NOx/NO2 havi átlagértékeinek alakulása Adatforrás: Hungarian Air Quality Monitoring System (station BP6 Kosztolanyi ) 4

5 A PM10 24 órás határérték-túllépés évenkénti alakulása Budapest mérőállomásain 5

6 A PM10 24 órás határérték-túllépések évenkénti alakulása Európa nagyvárosainak mérőállomásain 6

7 Az elérhető életkor csökkenésének kockázata a PM 2,5 következtében 2000-ben (baloldalon) és 2020-ban (jobboldalon) Forrás: IIASA 7

8 8

9 Nehéz haszon járművek károsanyag -kibocsátási határértékei (EURO I EURO II - EURO III ) Káros anyagok Egység EURO I EURO III EURO III EEV EURO II dízel dízel/gáz Dízel P<85 kw P>85 kw dízel/gáz ETC ESC/ELR ETC ESC/ELR CO 4,5 4,5 4 2,1 5,45 1,5 3 HC 1,1 1,1 1,1 0,66-0,25 - NMHC ,78-0,4 g/kwh CH ,6-0,65 NOx PM 0,612 0,36 0,15 0,1 0,16 0,02 0,02 Füst m ,8-0,15 - Bevezetés éve: típusvizsgálat Káros anyagok E gység dízel ESC/ELR EURO IV EURO IV EEV EUR O V EURO V EEV dízel/gáz ETC dízel ESC/ELR dízel/gáz ETC dízel ESC/ELR dízel/gáz ETC dízel ESC/ELR CO 1,5 4 1,5 3 1,5 4 1,5 3 HC 0,46-0,25-0,46-0,25 - NMHC - 0,55-0,4-0,55-0,4 g/kwh CH4-1,1-0,65-1,1-0,65 NOx 3,5 3, PM dízel/gáz ETC 0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 Füst m -1 0,5-0,15-0,5-0,15 - Bevezetés éve: típusvizsgálat A nehéz gépjárművek (autóbuszok) kipufogógáz károsanyag-emissziójára vonatkozó határértékek az Európai Unió előírásai szerint 9

10 A haszonjármű motorok kipufogógáz károsanyag kibocsátásra vonatkozó határértékek szigorodása az európai, amerikai és japán előírásokban 10

11 Jóváhagyott és a tervezett Alacsony Emissziójú Zónák (Low Emission Zone) Európa területén 11

12 Alacsony Emissziójú Zónák előírásai Európa országaiban Ország/ városok Gépjármű-kategória Bevezetés Időpontja/ alkalmazás időhat ára Emissziós osztály (tiltott)vagy határ Utólagos emissziócsökken - tő elfogadása Ausztria A 12 autópálya Tirol Nehéz tgk 7,5 t felett Euro-0;1 nem Cseh köztársaság Prága Tgk 3,5t felett hétfő-péntek 8-18h 6,0t felett mindig Dánia: hat nagyváros Tgk 3,5t felett, buszok NSZK: 42 város Szgk benzinüzemű Szgk,tgk dízelüzemű Euro-0;1 nem Hollandia: 16 város Tgk 3,5 t felett ig től Euro-0,1,2 vagy szűrő Euro-0,1,2,3 vagy szűrő Euro-0 Euro-0,1vagy szűrő Euro-3+ szűrő (életkorhatár:8év) Euro-4 alatt Norvégia: 3 nagyváros Tgk, busz 3,5 t felett Euro-4 alatt emissziós osztálytól függő behajtási díj Olaszország: 10 észak-olasz tartomány, Róma, Milánó Szgk benzinüzemű Motorkerékpár Tgk, busz 3,5 t felett Euro-1 alatt Kétütemű Euro-0,1,2 vagy szűrő Svédország: 6 nagyváros Tgk, busz 3,5 t felett 2014-ig Euro-3 alatt nem Egyesült Királyság: London és 2 város Tgk 3,5 t felett Buszok 5 t felett Kistgk 1,2t önsúly felett től Euro-3 alatt vagy szűrő Igen igen igen igen nem igen igen 12

13 Részecske-képződés a motor égésfolyamata során A részecske-emisszió forrásai: - Tökéletlen égés: A részecskék alapvetően elemi szénből (40-45%) és elégetlen tüzelőanyagból/kenőolajból származó szénhidrogénekből (30-35%) állnak. - Mechanikus kopásból származó fémek - Adalékokból és egyéb éghetetlen összetevőkből származó anyagok: ásványok, sók,kénvegyületek Alapvető képződési folyamatok: -Elő-vegyületek (precursorok) kialakulása pirolízissel majd ezekből polimerizációval makromolekulák képződése - Elsődleges részecskeformációk magképződéssel (nucleus) koncentrációjuk: /cm 3, átmérőjük:néhány nm - Méretnövekedés koagulációval - Dehidratáció oxidációs folyamatok révén 13

14 A részecskeméretek az emberi haj vastagságához és a strand homok méretéhez viszonyítva 14

15 Finom részecskék szűrése az ember légzőszerveiben 15

16 Dízelmotor részecskék lerakódása a légutakban Lerakódás a tüdőben Részecske átmérő 16

17 Részecske mérés és szűrés történelem 1775 Pott P. összefüggést állapított meg a légúti rákos betegségek és a korom hatása között kéményseprőknél 1868 Tyndall felfedezi a finomrészecskék mérésére szolgáló optikai effektust 1916 Részecskeszám és szilikózis közötti összefüggés megállapítása bányászoknál 1936 Staub folyóirat cikket közöl az 1μm alatti méretű részecskék egyértelmű egészségkárosító hatásáról 1959 a Johannesburgi Egyezményben rögzítik a tüdőbe jutó részecskék méreteloszlását 1978 javaslat a részecskeszűrők alkalmazására gépjárműveknél, 1983 az EPA/US javaslatára az SAE bevezeti az első PM határértéket 0.6 g/mile-t 1985 részecskeszűrővel ellátott Mercedes Kaliforniában Az elmúlt 3 évtizedben több mint utólagosan felszerelt szűrő bányagépek, alagútépítő berendezések és villás targoncák motorjain 2000 a PSA Peugeot a 607HDI 2.2 típusán aktív szűrőt vezet be 2002 végéig szűrővel felszerelt autót adnak el től minden új nehéz tgk-t szűrővel szerelnek fel az USA-ban 17

18 Az füstmérő (opaciméter) mérési elve Opacitás: A fényintenzitás százalékos csökkenése N=((I 0 -I)/I 0 )*100 [%] Fényelnyelési tényező: k = (-1/L)*ln(1-N/100) [m -1 ] 18

19 Részecske emisszió gravimetrikus mérése 19

20 Kondenzációs elven működő részecskeszámláló 20

21 A részecske-emisszió csökkentése a motor kialakításával 1. Szívórendszer kialakítása, beszívott levegő kezelése: Turbótöltés (változtatható geometria, waste gate Töltőlevegő visszahűtése, Szívórendszer kialakítása, (4 szelep hengerenként, dinamikus feltöltés, perdület) Szívócsonk (szívószelep) kialakítása, Kipufogógáz visszavezetés, utókezelés 2. Égési eljárás: Égéstér alakja és helye, Kompresszió-viszony 3. Olajfogyasztás csökkentése: Hengerfal megmunkálása, Gyűrűk, dugattyú kialakítása, Motorolaj jellemzői 4. Tüzelőanyag befecskendező rendszer jellemzői: Befecskendezés kezdete és nyomása (Common Rail rendszer) Befecskendezési törvény Befecskendező fúvóka kialakítása 21

22 A részecskeleválasztás alapelemei 22

23 A kerámia, teljesáramú wallflow részecske-szűrő működési elve 23

24 Metallit részáramú szűrő működési módja 24

25 Szűrőanyagok: Kordierit (kerámia): - Kedvező, egyszerű gyártás, alacsony hőtágulás - Érzékeny a hőmérsékletre, alacsony korombefogadása Szilícium-karbid (kerámia): - Nagy felület, hőálló, stabil - Költségesebb gyártás Szinterfém: - Egyszerű tisztítás, magas hamubefogadó-képesség - Költséges gyártás, nagy tömeg

26 Kordierit vagy szilícium-karbid monolit telítődése hamuval Channels of Cordierite or SiC Monoliths narrowed by Ash High increase of back pressure due to narrowed ducts by ash accumulation. Duct diameter works with power of 4 for the partly pressure drop. Reduced filtration area. 26

27 Szűrőelemek telítődése hamuval Wabenfilter mit Aschebeladung 27

28 Kerámia részecskeszűrők gyártása A poralakú nyersanyagtól a méhsejtszerkezetig Nyersanyag Keverés Extrudálás Szárítás Égetés Darabolás Rétegfelvitel Töltés Ellenőrzés Forrás: DIESELvision 08,

29 Kerámia (cordierit) baloldalon és szilikon-karbid jobboldalon szűrő pórus struktúrája Pore structure of cordierite (left) and silicon carbide (right) soot filter (Forrás: Andreas Mayer et al: Particle Filter Retrofit for all Diesel Engines) 29

30 REM-Pic., Detailed REM-Pic., Up-stream flow side Szinterfém szűrő pórus struktúrája SMF - Filter - Material 30

31 Részecske-szűrő kialakítás, cellasűrűség Cellasűrűség (cpsi = cells per square inch) 100 cpsi Nagy cellasűrűség: 200 cpsi 300 cpsi - Ellennyomás megnő - Katalizátor aktivitása megnő - Felület megnő - Koromtároló képesség megnő 31

32 A szinter-fém szűrő működési elve 32

33 Functionality of the Sintered Metal Filter (SMF ) > Flow direction is from outside to inside of the pockets. Szinter-fém szűrő kialakítása 33

34 A hamu és a korom eloszlása 34

35 Korom réteg vastagságának növekedése a csatorna mentén 35

36 A szűrő falán kialakuló stabil hamu réteg, amelyen a korom réteg fekszik A korom alakja és struktúrája. 36

37 Korom réteg alatt mindig felismerhető a hamu 37

38 A hamu tartalmaz egyéb anyagokat is Kémiai összetétel 38

39 Hamu és koromrészek a szűrő falán 39

40 A korom nanostruktúrája 40

41 Different State of the Art Diesel Particulate Filters (Forrás: Andreas Mayer et al: Particle Filter Retrofit for all Diesel Engines) Különböző szűrőanyagú szűrők szűrőtest kialakítása 41

42 Részecskeszűrő regenerálási technológiák A szűrők termikus regenerációja ºC-on történik, mivel a a kipufogógáz üzemi hőmérséklete ºC között változik, ezért a regenerációt mesterségesen a következő eljárásokkal segítik elő: -A kipufogógáz hőmérsékletének növelése (égésfolyamat befolyásolása például utó-befecskendezés, kipufogógáz fűtése például befecskendezés a kipufogócsőbe) - A korom (részecskék) gyulladási hőmérsékletének csökkentése (katalitikus bevonat a szűrőn CDPF: Pt, Ag, Mo stb. vagy a tüzelőanyag adalékolása Ce, Mn) - Reaktiv oxidáns -NO2- alkalmazása: (oxidációs katalizátor segítségével az NO oxidációja NO2-vé -CRT- kénmentes gázolaj az előfeltétel) A szűrők regeneráció szerint csoportosítva: aktív vagy passzív 42

43 A korom égési intenzitása levegő, oxigén, NO 2 környezetben a hőmérséklet függvényében 43

44 Regenerációs módszerek 44

45 DPF - Regeneráció Technológiák A különböző technológiák működési tartománya A korom gyulladása külső segítség nélkül Tüzelőanyag adalék Szűrő katalitikus bevonattal CRT -System Termo-elektromos Regeneració Utó-befecskendezés (OE-System) Exhaust Temperature [ C] Járulékos előny CSMF Működési tartomány 45

46 Folyamatos regenerációjú, kerámia szűrő kialakítása 46

47 Tisztítási folyamat: HJS/DES Tisztító berendezés kerámia részecske szűrők számára Átvételi ellenőrzés (szűrősérülés?) Mérlegelés (súlymérés) Izzítás, (felmelegítés a korom gyulladási hőmérsékletére, a korom oxidációjához) Lehűtés,után súlymérés Tisztítás (hamu és oxidált olajmaradványok kifúvatása sűrített levegővel) Súlymérés (tisztítás hatásának értékelése) Munkaidőigény: kb. 16 óra 47

48 Szinter-fém szűrő szerkezeti egységei és tisztítása 48

49 Láng égővel működő regenerációjú kerámia szűrő kialakítása 49

50 Részecskeszűrők utólagos beépítésének alapelemei 1. Szempontok: Kiválasztás alapadatai: regeneráció módja (passzív, aktív),beépítési térfogat és tömeg, belépő kipufogógáz hőmérséklet eloszlása, szűrőelem kialakítása 2. Minősítés alapelvei: Ultrafinom részecske emisszió hatékony csökkentése. A szűrő nem eredményezheti másodlagos károsanyagok kibocsátását. Megbízható és tartós működés (a motor élettartamával összevethető). 3. Vizsgálati módszerek: A motor emissziós szintjének megfelelő ECE R49 Euro fokozat szerinti. A regeneráció során is vizsgálandó az emisszió aktív szűrőknél. 4. Követelmények: Finom részecskék (20-300nm)csökkentési hatásfoka: részecsketömeg legalább 90%, részecskeszám legalább 97%. Megbízhatóság: élettartam km, meghibásodási valószínűség <3%. 50

51 Részecskeszűrők utólagos felszerelésének alkalmazástechnikai kérdései A szűrőkkel szemben támasztott alapvető követelmények: - A finom részecske emisszió (20-300nm) hatékony csökkentése(90%) - A részecske emisszió tömegének hatékony csökkentése((90%) - Nem növelheti az előírások által korlátozott kipufogógázkomponensek (CO, HC, NO x ) emisszióját és nem okozhat másodlagos emissziót (PAH, dioxin stb) - Nem lehet érdemi negatív hatása a motor teljesítményére és fogyasztására - Megbízható működés és tartósság (10 000üzemóra vagy 5év) - Nem növelheti a jármű elhaladási zaját - Egyszerű be és kiszerelhetőség, tisztíthatóság 51

52 Alkalmazott részecskeszűrő minősítési eljárások 1. California Diesel Risk Reduction-Verification Procedure ( PM (tömeg) csökkentésre három szint van elfogadva:1. min 25%; 2. min 50%; 3. min 85%. 2. EPA Voluntary Diesel Retrofit Program(VDRP) Retrofit Technology Verification Process PM (tömeg)csökkentés % között fokozatmentesen változhat 3. Svájc VERT Filter List (Verminderung der Emissionen von Realmaschinen im Tunnelbau) PM (tömeg és részecskeszám csökkentés min. 95%) 4. StVZO Anlage26 Németország Maßnahmen gegen die Verunreinigung der Luft durch Partikel PM (tömeg) követelmény 4 fokozat: 0,15; 0,10; 0,02; g/kwh 5. ENSZ-EGB (REC) Előírás-tervezet: két kipufogógáz komponensre vonatkozik: PM és NOx (külön és együtt), minősítés az Euro-fokozatok határértékei szerint de kétféle minimális csökkentési hatásfokot rögzít (50% és 90%), a vizsgálat módszere az ENSZ-EGB R-49 előírásai szerinti, 52

53 Külföldi autóbusz-vállalatok tapasztalatai 1.Berlini Közlekedési Vállalat (BVG) Buszállomány: 1350 busz (1/3-a szóló, 1/3-a csuklós és 1/3-a pedig emeletes busz) óta csak CRT működési elvű szűrőket építenek be év végéig 1000 buszt láttak el utólagosan szűrővel. Jelenleg 1250 busz üzemel szűrővel óta csak szinterfém szűrőelemet tartalmazó szűrőt szerelnek fel. Részecskeszűrők utólagos felszerelésére saját beruházásból 11 millió DEM-t fordítottak. A szűrőket utólagosan csak a 0,5-1,0 l/1000 km értéknél kisebb olajfogyasztású autóbuszokra szerelik fel. A szűrőket 250 mbar ellennyomás felett szerelik ki tisztításra. Eddigi tapasztalataik szerint kerámia szűrőbetétek esetében erre átlagosan km után, szinter-fém szűrők esetében pedig km után kerül sor. A szűrők tisztításának szükségességét az ellennyomás folyamatos ellenőrzése alapján állapítják meg, erre minden szűrővel felszerelt busznál egy ún. datalogger szolgál. A szűrők meghibásodásának leggyakoribb oka a motor olajfogyasztásának növekedése. A szűrők ára az említett CRT teljes-áramú kivitel esetében EUR, beszerelésük költsége 150 EUR, a tisztítás költsége pedig 200 EUR. 53

54 Külföldi autóbusz-vállalatok tapasztalatai 2. Zürichi Autóbusz Társaság (BVZ) Buszállományuk: 171 autóbusz, ennek 95%-a fel van szerelve részecske-szűrővel. Az újonnan forgalomba helyezett buszok (Euro-V) már gyárilag fel vannak szűrővel szerelve, a régiekre pedig a motor nagyjavítása, felújítása során kerül felszerelésre. Elsősorban teljes-áramú szűrőket szerelnek fel utólagosan. A szűrők kiszerelést igénylő tisztítását a szűrő előtt mért ellennyomás alapján végzik, erre átlagosan évente kerül sor. Az utólagos szűrő felszerelés költsége CHF körül mozog. 3. Gráci és a londoni autóbusz-vállalatok Az említett két nagyváros autóbuszüzemei a részáramú szűrők utólagos beépítését preferálják, mégpedig kizárólagosan. Grácban a REMUS Londonban pedig a DCL gyártmányt építik be túlnyomóan. Alapvető okok: a kisebb beruházási és üzemi költség, valamint a tisztítás hiánya miatti jóval egyszerűbb karbantartás. 54

55 A szűrők utólagos beépítésének hazai tapasztalatai: BKV Zrt., motortípus emissziós kategória P [kw] állomány 2007 BKV állomány 2008 mind autóbusztípus átlagéletkor Rába D2156 HM6U Euro Ik 260, Ik Rába D2156 MT6U Euro Ik 260, Ik Rába D2356 HM6U Euro Ik Rába D10 UTS 150 Euro Ik 260, Ik DAF LT 160G Euro Ik Rába D10 UTS 155 Euro Ik 260, Ik DAF LT 160L Euro Ik DAF LT 195L Euro Ik 415, Ik Rába D10 UTSLL 160 Euro Ik Rába D10 UTSLL 190 Euro Ik DAF GS 160M Euro Ik DAF GS 200M Euro Ik MAN D 0826 LOH 17 Euro Ik MAN D 2865 LUH 07 Euro Ik Perkins AL Euro Ik Mercedes OM906 hla Euro _ 4 Citaro VB Volvo D7C 275 HS Euro Volvo 3 Iveco Cursor 8 Euro Irisbus Agora 7 MAN D 0826 LOH Euro _ 25 MAN SL223 VT 6 Volvo D7C 290 HS Euro _ 70 AlfaLocaloVT/NV A BKV Zrt. autóbusz állománya emissziós kategóriák szerint autóbusz és motor típusonként 55

56 A BKV Zrt. autóbusz állománya emissziós kategóriánként ( ) E3 11% Normál motoros 10% E0 E2 22% 17% E1 40% 56

57 A vizsgálatok módszere 1. A szűrő minősítő vizsgálata motorfékpadi mérések útján az ENSZ EGB 49. és 24. sz. előírása szerint, és motorikus/emissziós hatásának (ellennyomás, nyomaték, teljesítmény, tüzelőanyag-fogyasztás, emissziócsökkentési hatásfok) értékelése. (Mértük ezenkívül a finom részecske koncentrációt és méreteloszlását a TSI gyártmányú CPC 3022A típusú kondenzációs részecskeszámlálóval és egy GRIMM típusú aeroszol spektrométerrel.) 2. A motorfékpadi vizsgálatok kedvező eredménye alapján a szűrők beépítése a kiválasztott jó műszaki állapotú autóbuszokba és a buszüzemi azaz a tartampróba vizsgálatok végrehajtása. 3. A szűrő működésének folyamatos ellenőrzése datalogger segítségével: (szűrő előtti ellennyomás, a szűrőbe belépő kipufogógáz hőmérséklete, szűrő külső falának hőmérséklete folyamatos (másodpercenkénti) rögzítése és naponként a rögzített adatok kiolvasása, majd egy speciális e célra kifejlesztett szoftver segítségével a kiértékelése.) 4. A szűrők üzemi működésének ellenőrzése: (kipufogógáz-ellennyomás, a szűrő előtt/után mért füst-emisszió, a busz menetdinamikai tulajdonságait jellemző gyorsítóképesség valamint az elhaladási zaj szűrő nélkül /szűrővel.) 57

58 Vizsgálati autóbusz: IKARUS

59 Vizsgálati autóbusz: Volvo 7700A 59

60 Ikarus típusú, BPO-485 forgalmi rendszámú autóbusz kipufogódobbal és BAUMOT BA1012 típusú részecskeszűrővel 60

61 Ikarus típusú, BPO-429 forgalmi rendszámú autóbusz kipufogódobbal és HJS típusú részecskeszűrővel 61

62 Ikarus típusú, BPO-440 forgalmi rendszámú autóbusz kipufogódobbal és REMUS B12 típusú részecskeszűrővel 62

63 Ikarus típusú, BPO-416 forgalmi rendszámú autóbusz kipufogódobbal és DCL B484-SF-XX12-X3 típusú részecskeszűrővel 63

64 VOLVO 7700A típusú, FLR-711 forgalmi rendszámú autóbusz kipufogódobbal és a VOLVO típusú részecskeszűrővel 64

65 A HJS gyártmányú, teljes-áramú szűrő hatása a 13 lépcsős vizsgálatnál a részecske emisszióra méret szerinti számlálással és gravimetrikusan mérve Összrészecske: 7nm- 2mm [#/kwcm 3 ] Finomrészecske: 7nm- 250nm [#/kwcm 3 ] Gyári kip.dob HJS Gyári kip.dob HJS , , ,56 173, ,78 169, ,05 92,83 82,26 58,92 67,66 40,85 49,47 25, Átlag ,99 79,7 80,52 57,99 66,64 40,1 48,65 24, Átlag Gravimetrikus részecske [g/kwh] 0,07 0,06 0,06587 Gyári kip.dob 0,05 HJS ,04 0,03 0,02 0,01 0,

66 A HJS gyártmányú, teljes-áramú szűrő hatása a 13 lépcsős vizsgálatnál az NOx, NO 2 és CO emisszióra NO x [g/kwh] NO 2 [g/kwh] 12 4,5 10 Gyári kip.dob HJS ,5 Gyári kip.dob HJS , , , Átlag Átlag CO [g/kwh] 6 5 Gyári kip.dob HJS Átlag 66

67 A HJS gyártmányú, teljes-áramú szűrő hatása a 13 lépcsős vizsgálatnál a CH emisszióra valamint a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztásra és teljes terhelésnél a fényelnyelés elvén mért füst-emisszióra CH [g/kwh] Fogyasztás [g/kwh] 1,2 500,0 1 0,8 Gyári kip.dob HJS ,0 400,0 350,0 300,0 Gyári kip.dob HJS ,6 250,0 0,4 200,0 150,0 0,2 100,0 50, Átlag 0, Átlag Mért füst K [m -1 ] 0,35 0,3 0,25 Gyári kip.dob HJS ,2 0,15 0,1 0, [rpm] Szab.gyors. 67

68 A részecskeszűrő gyártmánya típusa kialakítása működési elve tömege ellennyomása* emissziócsökkentése [%] Mérés Jegyző- [kg] [mbar] NO x CO HC PM PMdb szgy. füst dátuma: könyv sz.: DCL 3150-FF-5S55-21 méhsejtszerk. teljesáramú 28, ,3 91,3 88,9 91,5 99, DCL 3150-DQ-AS12-X4 részáramú 18, , ,6 21, DCL 9582-FF-5C55-21 méhsejtszerk. teljesáramú 60, ,6 92,4 83, , DCL B416-SF-BN12-X3 részáramú 44, ,8 80,4 66,7 61,4 62, HJS szinterfém teljesáramú ,2 84,4 94,1 92,9 93, Remus B12 részáramú 48, ,2 85,1 77,8 58,5 56, GAT Eurokat DPX I. prototip. méhsejtszerk. teljesáramú 37, ,8 86,1 88,9 88,6 93, GAT Eurokat II. prototip. kerámiaszivacs részáramú 35, ,5 80,2 77,8 58,1 43, GAT Eurokat III. prototip. kerámiaszivacs részáramú 35, , Baumot BA1012 méhsejtszerk. teljesáramú 15, ,8 86,1 88,9 88,3 99, VOLVO teljesáramú 29, ,9 80,0 70,0 93,6 96, ECOCAT ++ I. részáramú ,3 6,2 97,7 97,0 77,0 58, DCL B484-SF-XX12-X3 méhsejtszerk. részáramú , ,8 84,7 49, Városi autóbuszokon vizsgált részecskeszűrők adatai és az emisszió csökkentés A vizsgálati motor típusa: Rába D10 UTSLL A VOLVO részecskeszűrő vizsgálata A RÁBA D10 TLL 225 E3 típusú motoron történt. ++ Az ECOCAT I. tip.részecskeszűrő vizsgálata a RÁBA D10 UTSLL 190 típusú motoron történt. 10. Táblázat 68

69 A részecskeszűrő előtti nyomás- és hőmérséklet-adatok regisztrálására kifejlesztett adatgyűjtő készülék 1 részecskeszűrő 2 központi egység 3 kommunikációs egység 4 nyomásmérő csatlakozópontja 5 hőmérő csatlakozópontja 6 áramforrás 7 kondenzvízleválasztó 8 adatátviteli illesztőegység 9 számítógép 69

70 Példa az adatgyűjtő készülék nyomás- és hőmérőjének bekötésére a részecskeszűrő elé 70

71 Az adatgyűjtő készülék kommunikációs egységének elhelyezése az autóbusz vezetőfülkéjében 71

72 A BAUMOT szűrő előtt regisztrált ellennyomás és hőmérséklet gyakoriság-eloszlása 72

73 A REMUS szűrő előtt regisztrált ellennyomás és hőmérséklet gyakoriságeloszlása 73

74 A HJS szűrő (BPO-429 frsz busz) ellennyomás és hőmérsékletek alakulása között 74

75 A HJS szűrő (BPO-429 frsz busz) ellennyomás és hőmérsékletek alakulása között 75

76 Részecskeszűrők utólagos beépítésének költség/haszon elemzése autóbuszokra vonatkozóan Dízelüzemű autóbuszok részecskeszűrővel történő utólagos felszerelésének költség/haszon elemzése Kipufogógáz-emisszió EURO határérték kategória EURO 0-1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 dízelüzemű autóbuszok darabszáma PM határérték [g/kwh] 0,36 0,15 0,1 0,02 kibocsátás a határ 80 %-a [g/kwh] 0,28 0,12 0,08 0,016 évi futásteljesítmény [km] átlagsebesség [km/h] évi üzemidő [óra/év] átlagos teljesítmény [kw] évi PM emisszió [kg/év,busz 100, ,6 kiszűrt PM [kg/év,busz] 90,7 37,8 25,2 5,04 autóbusz hátralévő élettartama [év] összes kiszűrt PM emisszió [kg/év,flotta] ,4 összes kiszűrt PM emisszió [kg/élet, flotta a szűrő ára [EURO] kg PM externális költsége [EURO] egy autóbuszon egy év alatt megtakarított költség [EURO/év,busz] Megtérülés, költség/éves haszon [év] 0,18 0,31 0,66 3,3 76

77 Következtetések, javaslatok A részecskeszűrő utólagos felszerelése hatékony és megbízható eszköz a részecske-emisszió csökkentésére Ezek alkalmazásba vétele több országban már megtörtént kedvező eredményekkel A hazai alkalmazásba vétel feltétele a minősítési követelmények és felügyelet rendszerének, valamint a támogatás stratégiájának a kialakítása A hazai bevezetés elősegítésére indokolt az EU és egyéb külföldi környezetvédelmi támogatási lehetőségek feltárása 77

78 A részecskeszűrő CRT és a szelektív katalizátor SCR együttes alkalmazása SCRT Forrás:Proventia 78

79 SCRT Kialakítása Forrás: Proventia 79

80 A részecskeszűrő és a szelektív katalizátor együttes alkalmazása 80

81 SCRT rendszer beépítése Forrás: HJS

82 SCRT rendszer alkalmazásával elérhető emisszió csökkentés Forrás: HJS

83 Köszönöm a figyelmet! Dr. Merétei Tamás tudományos főmunkatárs Közlekedéstudományi Intézet Járműtechnikai, Környezetvédelmi és Energetikai Tagozat meretei.tamas@kti.hu Tel.:(06-1)

84 Akerman H 14 részecskeszűrő, 2300 üzemóra után kiégetve és kifújva Forrás: DIESELvision 08,

85 Szinter-fém szűrő tisztítás előtt (baloldalon) és tisztítás után (jobboldalon) Ash loaded sintered metal filter before (left) and after (right) cleaning (Forrás: Andreas Mayer et al: Particle Filter Retrofit for all Diesel Engines) 85

86 Magas olajfogyasztás jele Forrás: DIESELvision 08,

87 Szétverődött katalizátorok és szűrők Forrás: DIESELvision 08,

88 Túlmelegedés jele Forrás: DIESELvision 08,

89 Ellenőrizetlen regeneráció általi túlhevülés mint a leggyakoribb károk Forrás: DIESELvision 08,

90 90