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Verfahrenstechnik
Das Wichtigste in kürze
Die Diskussionen rund um die Reduzierung von Feinstaub sind in vollem Gange. Es werden immer strengere Normen für den Abgasausstoß eingeführt und Sperrzonen diskutiert und eingerichtet. Die Ergebnisse dieser Diskussionen betreffen unter anderem alle Bereiche in denen Fahrzeuge im Einsatz sind. Ziel von FilterMaster DPF ist es daher, den stark wachsenden Markt für die Reinigung von Dieselpartikelfiltern für Fahrzeuge und Motoren jeder Bauart und Größe wirtschaftlich und in höchster Qualität zu bedienen. FilterMaster DPF reinigen DPF daher unter Einsatz neuer, schonender und effektiver Reinigungstechnologien. Dadurch bedingt betreiben wir einen erheblichen Entwicklungsaufwand. Um die optimale Reinigungsqualität zu erreichen wenden wir je nach Filtertyp, Verschmutzungsgrad und Art der Verschmutzungen unterschiedliche Reinigungsverfahren zur Partikelfilterreinigung an. Über 90% der Filter werden dabei drucklos gereinigt um die Filterkeramik nicht unnötig zu belasten und so Beschädigungen vorzubeugen.
Für den Bereich LKW-Dieselpartikelfilter und ähnliche Partikelfilter oder Katalysatoren jeder Bauart und Größe ist die von mycon entwickelte CO2-Technologie „FilterMaster for trucks and more“ die Grundlage. Diese Technologie zur DPF-Reinigung und KAT-Reinigung wird ständig weiterentwickelt. Für Standardfilter in diesem Bereich ist ein weiterer Schritt zur Senkung von Reinigungszeit und Reinigungskosten bei höchster Reinigungsqualität in der Entwicklung. Auch hier führt der Weg zu einer voll automatisierten Reinigungsanlage. Ein vollständig automatisiertes Gerät mit einfacher Bedienungsmöglichkeit unter annähernd vollständigem Ausschluss menschlicher Fehler beim Partikelfilter reinigen ist hier das Ziel.
Mit der Reinigungsanlage für Partikelfilter „FilterMaster for cars“ wurde dieses Ziel bereits erreicht. Die Rußpartikelfilter müssen nur in das Gerät eingebracht werden. Der gesamte Reinigungsprozess findet voll automatisiert ohne menschlichen Eingriff statt. Die Reinigung arbeitet mit Druckluft, der im Prozess für eine Gesamtzeit von maximal einer Minute ein Aerosol zugeführt wird. Das Aerosol ist ungiftig und sogar trinkbar. Hierbei werden die Rußpartikelfilter schonend von sämtlichen Verschmutzungen wie Ruß , Asche oder Ölascheablagerungen befreit. Für das Verfahren ist keine Abtrennung des DPF-Gehäuses sowie keine Wiederverschweißung erforderlich. Dadurch können im Gegensatz zu anderen Verfahren Schäden am Gehäuse des Partikelfilters vermieden werden. Das Reinigungsverfahren dauert etwa 9 Minuten. Der DPF wird dann lediglich bei niedriger Temperatur über mehrere Stunden nachgetrocknet.
Mithilfe einer Prüfanlage wird der Dieselpartikelfilter vor und nach der Reinigung auf das Durchströmungsverhalten geprüft. Dies entspricht nach dem Reinigungsprozess nahezu dem Soll-Wert eines Neufilters des jeweiligen Modells. Die Prüfdaten werden detailliert in einem Prüfprotokoll festgehalten und dem Kunden mit dem gereinigten und nahezu neuwertigen Partikelfilter mitgeliefert.
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Details zu den Verfahren
FilterMaster for cars
Das Reinigungsverfahren FilterMaster for cars ist eine gemeinsame Entwicklung der mycon GmbH mit der Schwesterfirma Kipp Umwelttechnik GmbH mit Unterstützung der Universität Paderborn.
Neues Reinigungsverfahren mit Druckluft
Das Reinigungsverfahren wurde unter Begleitung der Universität Paderborn entwickelt. Durch Druckluft wird ein trinkbares Wirkstoffaerosol in den Filter eingebracht. Durch die katalytische Oberfläche des Filters kommt es zu einer Reaktion, die unter anderem durch Gasentwicklung die verbleibenden Schmutzreste aus dem Filter verdrängt. Der Reinigungsvorgang dauert lediglich 7 – 9 Minuten pro Filter und entfernt bis zu 98% an Ruß und Asche. Danach schließt sich ein Trocknungsprozess bei niedriger Temperatur an. Da das übliche Ausbrennen des Filters bei hohen Temperaturen entfällt, kann es auch nicht zu Beschädigungen am Filter (Versinterungen) kommen.
„FilterMaster for cars“ arbeitet mit gereinigter Druckluft, welcher für kurze Zeit eine Wirkstoffkomponente im Promillebereich als Aerosol zugegeben wird. Die Wirkstoffkomponente ist ungiftig und abgesehen vom unangenehmen Geschmack sogar trinkbar. Eine Schädigung der Katalyseflächen durch die Wirkstoffkomponente ist damit nach allen Erkenntnissen und Erfahrungen ausgeschlossen. Mit dem Verfahren wurde bereits eine große Anzahl von Rußpartikelfiltern vollautomatisiert gereinigt.
FilterMaster for trucks and more
Das Reinigungsverfahren FilterMaster for trucks and more ist eine Entwicklung der mycon GmbH.
Reinigungsverfahren – CO2/Trockenschnee
Der Filter wird mit CO2 ausgeblasen. Dabei werden Asche- und Rußreste versprödet und mechanisch von den Oberflächen getrennt, zerkleinert und aus dem Filter entfernt.
Technische Prüfung des Reinigungsverfahrens
Die Filter-Prüfanlage des Herstellers mycon dient der Messung des Durchströmungsverhaltens von Dieselpartikelfiltern. Die Messung wird einmal vor und dann nach der Reinigung vorgenommen. Nach der Reinigung muss das Durchströmungsverhalten annähernd dem von entsprechenden Neufiltern sein. Die Prüfanlage ist geeignet zur Aufnahme von Rußpartikelfiltern bis zu einem Gewicht von ca. 500kg, einer Baulänge von 200-700mm und einem Durchmesser von 200-700mm.
Wissenschaftliche Begleitung durch die Universität Paderborn
Testreihe der Universität Paderborn:
In einer Testreihe sollte der Einfluss der Behandlung eines Partikelfilters (DPF) mit einer chemischen Wirkkomponente (CW) auf dessen Fähigkeit zur Umsetzung von Propylen (2000 ppm in synth. Luft) untersucht werden. Dazu wurden die im Folgenden beschriebenen Experimente mit einem vom Auftraggeber bereitgestellten Stück eines als neuwertig beschriebenen DPF (im Folgenden als Probe bezeichnet) und einer ebenfalls zur Verfügung gestellten Menge der CW durchgeführt. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine Behandlung der Probe mit der CW im Rahmen der Messgenauigkeit der verwendeten Analysegeräte keinen Einfluss auf dessen Fähigkeit zur Umsetzung auf 2000 ppm Propylen in synthetischer Luft bei 420 °C Betriebstemperatur mit geringer relativer Feuchte (8 % rel. Feuchte bei Raumtemperatur) besitzt.
Ergebnisse
Zusammenfassung der Propylen-Umsetzung der Probe im Neuzustand und nach der Behandlung mit der CW bei Raumtemperatur (RT) sowie bei 420 °C Betriebstemperatur.
Die Ergebnisse der zuvor beschriebenen Messungen sind in den folgenden Grafiken zusammengefasst. Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse der verschiedenen Umsetzungstests von Propylen vor und nach der Behandlung der Probe mit der CW. Es ist zu erkennen, dass das Signal für die charakteristische Masse des Propylen (41) bei Betriebstemperatur sowohl im neuen (orange) als auch im behandelten Zustand (dunkelblau, braun) der Probe im Bereich der Messgenauigkeit des Massenspektrometers vergleichbar ist. (Es ist dabei jeweils zu beachten, dass die Probe nicht formschlüssig im Ofenrohr liegt und somit ein Schlupf zu erwarten ist.)
Kalibrierkurve zu den verschiedenen Gasangeboten; Angeboten wurden 200, 400, 800, 1600, 2000 und 4000 ppm Propylen; unterhalb 800 ppm konnte jedoch kein Propylen nachgewiesen werden.
Als zusätzlicher Indikator für die Umsetzung des Propylen wurde die charakteristische Masse für CO2 (44) als ein Produkt der Umsetzung des Propylen dargestellt. Entsprechend zur Verringerung des Propen-Signals steigt die Menge an CO2 bei Betriebstemperatur der Probe deutlich und in beiden Fällen auf vergleichbares Niveau. Ähnliches ist im Kohlenstoffsignal (12) zu beobachten. Der Gegentest, d.h. die Fähigkeit der Propylenumsetzung der kalten Probe, zeigt, dass die die Betriebstemperatur für eine ausreichende katalytische Aktivität der Probe notwendig ist.