Emisyon iyileştirmesi için kullanılan yöntemler Ağustos 26 2017 / Cumartesi    6700 Okuma

Son yıllarda, dizel binek araçların şehir içi kullanımının çoğalmasıyla artan partikül madde ve NOx salınımları şehirlerdeki hava kirliliğinin ana nedeni olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle egzoz emisyon standartları giderek daha sıkı hale getirilmektedir. Araç üreticileri zararlı egzoz gazı emisyonunu azaltmak, daha sıkı egzoz emisyon gereksinimlerini karşılamak ve çeşitli teknolojiler geliştirmek için araştırmalar yapmaktadır. Egzoz gazındaki kurumun azaltılması için çözüm, genel olarak iki gruba ayrılabilir.

1- Katkı maddeleri ile yakıt kalitesini artırarak yanma işlemini iyileştirmek,

2- Yanma sonrası dizel partikül filtresi kullanmak.

Yanma sonrası kullanılan filtre teknolojileri, dizel partikül filtreleri ve dizel oksidasyon katalizörleri olarak ikiye ayrılır. Dizel filtre sistemlerinin çoğu tek kullanımlık değildir. Kendini yenileyebilen filtreler ısıl rejenerasyon ile kurumu okside ederek gaz haline dönüştürmekte ve filtrede birikimi engellemektedir. Kendini yenileyebilen partikül filtre sistemlerinin pasif, aktif ve pasif-aktif olmak üzere üç farklı uygulaması bulunmaktadır.

Pasif filtre sistemlerinde, özel katkı maddeleri ve katalizör kullanılarak aracın normal çalışması sırasında rejenerasyonun başlayabilmesi için kurumun okside olma sıcaklığı düşürülmektedir.

Aktif filtre sistemlerinde, aracın normal çalışması sırasında yakıt katkı maddeleri ya da katalizör kullanılmaması nedeniyle egzoz gazı sıcaklığı rejenerasyonun başlaması için yeterli olmamaktadır. Rejenerasyon işlemi harici enerji kaynakları kullanarak biriken kurumun sıcaklığının arttırılması ile başlatılmaktadır. Bu tür sistemlerde temel olarak yakıt ve elektrik olmak üzere iki harici enerji kaynağı kullanılmaktadır. Örnek olarak, sonradan yakıt enjeksiyonu, ek yakıt brülörleri, elektrik ateşleyici, vb. kullanılabilir.

Üçüncü yöntem pasif ve aktif rejenerasyon yöntemlerinin birleşimidir.

Aktif rejenerasyon filtre sistemleri pasif olanlara göre çok daha karmaşık olup gerekli rejenerasyon sıcaklığını sağlamak için daha fazla enerji harcamaktadır. Pasif filtreler ise daha basittir. Ancak, pasif sistemlerdeki rejenerasyon aracın kullanım şekline bağlıdır. Pasif filtre sistemlerinde, yakıt katkı maddeleri ve katalizör kullanılarak aracın normal çalışma koşulları altında kurumun okside olması sağlanmaktadır. Eğer araç uzun süreli düşük yüklerde ya da şehir içinde sık sık rölanti devrine düşerek kullanılırsa dizel partikül filtresinde kurum oksidasyon hızı azalarak aşırı kurum birikmesine neden olur. Bu da filtrenin ömrünü kısaltmaktadır. Gaz filtre malzemesinin gözeneklerinden sıkışarak geçerken partiküller filtrede toplanır. Zamanla filtre gözeneklerinde toplanan partiküller gaz geçişinde direnç yaratır. Partiküllerin filtrede birikip tıkanmayı önlemek için belli periyodlar dahilinde egzoz gazının sıcaklığı 550°C'ın üzerine çıkarılarak rejenerasyon işlemi yapılır. DPF'de biriken kurum partiküllerinin çoğunluğu egzoz gazı sıcaklığının artması ile yakılarak CO²'ye dönüştürülür. Yanmayan kül DPF'de kalır ve zamanla DPF tamamen dolarak değiştirilmesi gerekir.

Aktif sistemlerde rejenerasyon işlemi filtrenin sıcaklığını artırarak başlanmaktadır. Gaz sıcaklığını artırmak için elektrikli ısıtıcılar veya yakıt brülörleri kullanılmaktadır. Ayrıca, "common rail" dizel enjeksiyonlu sistemlerde sonradan ilave enjeksiyon uygulanarak egzoz gazı sıcaklığı artırılmaktadır. Buna ek olarak, yakıt enjeksiyon zamanlaması, enjeksiyon hızı, hava giriş debisinin kısılması ve EGR (Egzoz Gazı Geri Gönderme) gibi diğer motor denetim yöntemleri de uygulanmaktadır.

Düşük yük ve düşük hız koşullarında çalışan dizel motorların egzoz gazı sıcaklığı, 200-300°C seviyesindedir. 600°C'den daha düşük olan bu sıcaklık seviyesi, DPF'de birikmiş kurumu okside etmek için yeterli değildir. Bu nedenle DPF'deki gaz sıcaklığını yükseltmek için ilave yakıt enjeksiyonu yapılması gereklidir. Diğer taraftan, yüksek yük ve yüksek hız çalışma koşullarında ise, egzoz gazı sıcaklığının yaklaşık 700-800°C olması nedeniyle rejenerasyon için daha az miktarda geç enjeksiyon yeterli olmaktadır. Rejenerasyon için gerekli olan ilave yakıt enjeksiyonu motor yağının seyrelmesine neden olmaktadır.

Yorumlar

Kayıtlı Yorum Bulunamadı...

Yeni Yorum Yapın