Hoe werkt een roetfiltersysteem?
De op deze website vermelde Solfic roetfiltersystemen maken gebruik van hoogwaardige en robuuste Silicium Carbide filterelementen. Deze elementen bestaan uit een poreus keramisch materiaal waarbij de kanaaltjes om-en-om aan één zijde zijn afgedicht. Op deze wijze wordt een zeer goede filtering van de uitlaatgassen verkregen. In de kanaaltjes wordt een dun laagje afgezet dat bestaat uit roet en as. Dit dunne laagje zorgt voor de uiteindelijke fijne filtering van de roetdeeltjes.
De as is afkomstig uit de brandstof en smeerolie en blijft achter in de kanaaltjes terwijl de roet verbrandt. Dit proces wordt regenereren genoemd.
Er zijn twee methodes om de in het filter opgeslagen roet te regenereren:
De eerste methode is de combinatie van oxidatie katalysator (DOC) te combineren met een niet-gecoat roetfilter. Deze methode wordt zeer veel in de automobielindustrie en het wegtransport toegepast. De oxidatiekatalysator is voorzien van edelmetaal zoals platina of palladium en zet een deel van de stikstofmonoxide (NO) die zich in de uitlaatgassen bevindt om in stikstofdioxide (NO2). Deze stikstofdioxide wordt normaliter pas in de atmosfeer gevormd. De stikstofdioxide is een reactieve stof die de in het roetfilter opgeslagen roet (koolstof en koolwaterstoffen) oxideert (verbrandt) tot kooldioxide (CO2) en water (H2O). Het ontwerp van de oxidatiekatalysator dient zorgvuldig op de motor te worden afgestemd om te voorkomen dat er zich teveel stikstofdioxide vormt. Dit kan in bepaalde situaties leiden tot een geel/bruine verkleuring van de uitlaatgassen. Om die reden wordt deze methode van regeneratie meestal gecombineerd met een SCR systeem om de overtollige stikstofoxiden te reduceren.
Een groot voordeel van deze methode is dat de regeneratie van de roetfilters reeds bij lage temperaturen plaatsvindt (tussen 250-400°C) en als het ware continu regenereren. Een belangrijk pluspunt is dat de vervangings- en exploitatiekosten beduidend lager dan bij de tweede methode.
Een beperking is dat de oxidatiekatalysator alleen toegepast kan worden met ultra-laagzwavelige brandstof zoals EN590. Bij zwavelhoudende brandstof zoals DMA of DMX zou de oxidatiekatalysator voortijdig zijn werking verliezen doordat de zwavel zich aan het edelmetaal hecht.
Chemische reacties NO2 regeneratie roetfilter

De tweede methode voor het regenereren van de roetfilters is door de roetfilters te voorzien van een katalytisch laagje of coating. Dit laagje zorgt voor een verlaging van de oxidatie- of verbrandingstemperatuur van het in het filter opgeslagen roet. Zonder deze coating zou roet pas vanaf circa 600°C verbranden. Met het katalytische “hulpje” kan de oxidatietemperatuur tot circa 350 - 400°C worden verlaagd. Omdat deze temperatuur hoger ligt dan bij de eerste methode is in de meeste gevallen een vorm van actieve regeneratie nodig waarbij periodiek de temperatuur van de uitlaatgassen met een brander of elektrisch verwarmingselement tot boven de 500°C wordt verhoogd.
Voordeel van deze methode is dat bepaalde types gecoate roetfilters (cDPF genoemd) redelijk bestand zijn tegen zwavel. De hoge regeneratietemperaturen zorgen er tevens voor dat de zwavel oxideert en niet in het filter achterblijft.
Een nadeel is dat de coating relatief snel verouderd en uiteindelijk de complete roetfilters zullen moeten worden vervangen. Naast het gegeven dat er frequenter actief en op een hogere temperatuur geregenereerd moet worden zijn de exploitatiekosten bij deze methode hoger dat bij de eerste methode.
Chemische reacties O2 regeneratie roetfilter