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Baumaschinen | Passive Systeme - Rußpartikelfiltersysteme


Bei passiven Partikelfiltern macht man sich die katalytische Wirkung von Beschichtungen oder Additiven im Dieselkraftstoff zunutze. In beiden Fällen wird die Oxidationstemperatur von Dieselruß abgesenkt. Katalytische Beschichtungen auf Filtern oder offenen Wabenkörpern verbrauchen sich dabei nicht während flüssige Kraftstoffzusätze von Zeit zu Zeit aufgefüllt werden müssen.

Passive Filter eignen sich für Motoren, die zeitweise oder dauerhaft höher belastet werden und dadurch genügend hohe Abgastemperaturen für eine Selbstregeneration erzeugen.

Katalytische Beschichtungen auf Edelmetallbasis können bereits ab ca. 200 Grad C für eine Rußoxidation sorgen. Bei dieser niedrigen Temperatur ist die Oxidationsgeschwindigkeit allerdings noch sehr gering, so dass mehr Rußpartikel gesammelt als verbrannt werden. Erst oberhalb von 280-300 Grad C ist die Oxidationsgeschwindigkeit hoch genug, um die Rußmenge im Filter langsam zu reduzieren. Katalytische Systeme sind daher für kontinuierlich, mit mittlerer bis hoher Last arbeitende Motoren optimal. Dadurch ergibt sich ein konstant hohes Temperaturniveau.

Die Reaktionskinetik bei Additiv Systemen ist anders als bei katalytischen Beschichtungen. Dadurch dass der Ruß katalytisch aktiviert ist – das Additiv ist bei der Verbrennung im Motor präsent und dotiert den Ruß mit katalytisch aktiven Substanzen auf – muss der Ruß nur einmal angezündet werden und brennt dann mit hoher Oxidationsgeschwindigkeit durch. Allerdings werden für das „Anzünden“ Abgastemperaturen von 380 bis 400 Grad C benötigt.

Aus diesem Grund eignen sich Additiv Systeme für intermittierenden Motorbetrieb mit Temperaturspitzen oberhalb von 400 Grad C. Das Kraftstoffadditiv wird mit einem Dosiersystem in den Dieseltank gemischt, entweder kontinuierlich oder beim Nachtanken.

Das Additiv besteht aus Eisenoxid, gelöst in einer kraftstoffähnlichen Substanz. Es verteuert die Kraftstoffkosten um ca. 2 Cent pro Liter.

Die Filtersysteme Mobiclean Basic, Mobiclean Advanced, SMF-CRT und DPX zählen zu den katalytisch beschichteten Filtern. Sie sind skalierbar bis zu Motorleistungen von ca. 400 kW. Noch höhere Leistung können durch Parallelschalten zweier oder mehrerer Filter abgedeckt werden.

Als Filtermaterial kommen keramische Monolithe aus Cordierit (DPX) und Siliziumkarbid (mobiclean) sowie Sintermetall (SMF-CRT) zum Einsatz. Mit einem vorgeschalteten Diesel Oxidationskatalysator (DOC) wie beim mobiclean advanced, SMF-CRT und DPX-2 kann man bereits bei niedrigeren Abgastemperaturen regenerieren. Der mobiclean basic und der DPX-1 haben nur einen beschichteten Filterkörper, bauen aber dafür kompakter.

Der MCE Filter für Großmotoren deckt Schiffsantriebe oder Generatoranlagen bis 4000 kW Leistung ab. Die Filter sind in Kassettenform angeordnet und einzeln auswechselbar. Die Filtermodule sind als Passivfilter katalytisch beschichtet. Optional können Oxi-Kats vorgeschaltet werden. Als Aktivfilter ist der MCE mit Brennermodulen kombinierbar.

SMF-FBC (FBC steht für Fuel Borne Catalyst = kraftstoffbasierter Katalysator) ist ein Additiv System mit Sintermetallfilter. Additivdosierung und Filterüberwachung werden von einer zentralen Elektronikbox gesteuert. Die Obergrenze der Motorleistung liegt bei ca. 300 kW.

mobiclean® advanced

Das mobiclean ® advanced Filtersystem gehört zu den passiv regenerierenden Dieselpartikelfilter-Systemen. Es wird eine geschlossene und katalytisch beschichtete Filterwabe aus Siliziumkarbid (SiC) mit einer Zellendichte von 200 cpsi verwendet.

Der Filtermonolith ist mit dem innovativen „CleanCoat“ Verfahren katalytisch beschichtet. Bei CleanCoat handelt es sich um eine Nanobeschichtung auf Basis von Alkalisilikat. In Verbindung mit dem vorgeschalteten Oxidationskatalysator ermöglicht mobiclean R advanced eine passive Filterregeneration bereits ab 210 °C. Konventionell beschichtete Partikelfilter regenerieren erst ab ca. 260 °C passiv.

Das Filtersystem mobiclean ® advanced eignet sich für den Motorenbetrieb im mittleren bis hohen Lastbereich. Der Voroxidationskatalysator garantiert eine Regeneration in einem breiten Temperaturband.

Mobiclean R wird von einem elektronischen Steuergerät mit Datenloggerfunktion überwacht. Das Anzeigeteil in der Fahrzeugkabine verfügt über LED Bänder für die Abgastemperatur und den Gegendruck sowie für Alarmcodes.

Dadurch ist der Fahrer immer über den Status der Filterbeladung/Regeneration informiert. Sollten die Abgastemperatur über einen längeren Zeitraum nicht ausreichend für eine passive Regeneration sein, wird der Fahrer durch ein rotes Gegendruck LED Band sowie akustischem Alarm aufgefordert, die Abgastemperatur für einige Minuten zu erhöhen. Er kann den Einfluss der Maßnahme an dem Temperatur LED Band erkennen. Durch die eingeleitete Verbrennung der angesammelten Partikel im Filter reduziert sich in der Folge der Gegendruck und die Druck LED’s gehen wieder auf Grün zurück.

Die Filterüberwachung verfügt zudem über eine Datenlogger Funktion in Echtzeit. Damit lassen sich alle Filter-relevanten Daten sowie Fehlermeldungen bei Bedarf über eine Schnittstelle auf einen Computer herunterladen und analysieren. Die Speichertiefe für die Sensoren reicht für ca. 30 Tage Fahrbetrieb. Fehlerdaten bleiben permanent im Speicher erhalten.


HJS CRT-SMF für Baumaschinen

Die modulare SMF®-Technologie wurde speziell für Anwendungen im mittleren bis hohen Leistungsbereich entwickelt. Der Sintermetallfilter ist Kernbestandteil des SMF-CRT Systems. Die Systeme ersetzen in der Regel den Original-Schalldämpfer und lassen sich individuell an die Maschinen und stationären Anwendungen anpassen.

Zum Abbau des im SMF® angesammelten Rußes wird die bewährte SMF®-CRT Technologie mit passiver Regeneration genutzt. Das System kombiniert einen hocheffizienten, vorgeschalteten Dieseloxidationskatalysator (DOC) mit einem Sintermetallfilter. Durch eine optimale Systemabstimmung wird der Filter kontinuierlich und effektiv vom abgelagerten Ruß befreit. Azu sind Abgastemperaturen im Mittel von 260 Grad C erforderlich.

Die modularen SMF®-Systeme erfordern keine zusätzlichen Regenerationshilfen, Additive oder Eingriffe in das Motormanagement. Über die Anzeige-Einheit kann der jeweilige Betriebszustand und Reinigungsbedarf des Filtersystems jederzeit abgelesen werden.

Für einflutige Abgasanlagen bis 160 kW Motorleistung ist der CRT-SMF geeignet.


DPX Rußfilter

Die DPX Filter Technologie beruht auf einer keramischen »Wall Flow Filter (WFF)« Struktur, welche es erlaubt, Abgase durch die mikroporösen Wände durchströmen zu lassen. Beim Passieren der Wandstruktur werden Rußpartikel und andere partikulären Bestandteile aus dem Abgasstrom herausgefiltert. Rußpartikel werden durch einen katalytischen Oxydationsprozess verbrannt. Die dazu notwendige Edelmetall Beschichtung ist direkt auf dem Filtermonolith aufgebracht (DPX-1) bzw. durch einen zusätzlichen Diesel Oxidationskatalysator (DPX-2) sichergestellt.

Die katalytisch aktive Oberfläche generiert NO2, wodurch die Rußoxidation bereits ab 240 Grad C einsetzt. Der Prozess arbeitet kontinuierlich.

Das DPX Katalysator-Rußfilter System benötigt keine Brennstoffadditive, Brenner oder zusätzliche Stromquellen und enthält keine beweglichen Teile.

DPX-1 und DPX-2 Filter gibt es in verschiedenen Größen, passend für Motoren bis ca. 350 kW.