2010-01-0301

Revisione e controllo delle emissioni diesel

Ambito
Questa revisione offre un riepilogo dei più recenti sviluppi nelle emissioni diesel in relazione a normative, motori, controllo degli ossidi di azoto (NOx), riduzioni del particolato (PM) e ossidazione degli idrocarburi (HC) e del monossido di carbonio (CO).

Sono state avanzate delle proposte di regolamentazione del numero di particelle (PN) che richiedono la presenza di filtri antiparticolato diesel (DPF) per Euro VI nel 2013-14 mentre in California verranno adottati probabilmente livelli SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle, Veicolo a emissioni ultrabasse) per le emissioni medie dei veicoli per impieghi leggeri (LD), orientativamente per il 2017. Le normative in materia di CO2 incideranno anche sui motori diesel e le emissioni, verosimilmente molto a lungo.

La tecnologia dei motori sta affrontando queste esigenze. I motori per impieghi pesanti (HD) utilizzati nella ricerca mostrano un livello di emissioni di NOx inferiore del 90% a parità di livelli di PM o consumo di carburante di un motore di produzione di riferimento del 2007. Si è iniziato a lavorare sui motori HD a benzina, con risultati promettenti. Negli impieghi leggeri (LD), procede la riduzione delle dimensioni dei motori e l'eliminazione degli ossidi di azoto si sta affermando come strategia per il risparmio di carburante.

Di recente, sono stati prodotti molti dati sui sistemi di riduzione catalitica selettiva (SCR, Selective Catalytic Reduction) ottimizzati. Il catalizzatore SCR può essere posizionato a monte, a valle o sopra il filtro antiparticolato (DPF). Prosegue il lavoro sui sistemi ad ammoniaca senza urea, sui catalizzatori a base di zeoliti misti e sulla piena comprensione di problematiche come lo stoccaggio dell'ammoniaca, l'impatto dello zolfo e i meccanismi di reazione. Gli sviluppi della riduzione degli ossidi di azoto basata su idrocarburi, come i sistemi LNT (Lean NOx Trap), hanno consentito una migliore comprensione della durata, della riduzione delle temperature di desolforazione e dell'uso dei sistemi LNT+SCR, in cui l'LNT è tarato per generare ammoniaca per l'uso in un SCR a valle.

Il controllo del PM è molto efficiente. I motori HD US2007 sono molto puliti e i sistemi DPF forniscono emissioni di PM, HC e CO a livelli inferiori del 10% rispetto a quanto previsto dalla normativa. Vengono segnalati progressi nella rigenerazione DPF a livello di strategia, modellazione del carico di PM e utilizzo dei catalizzatori. Sta migliorando la comprensione dell'effetto dei rivestimenti catalitici sulle emissioni di PM. La rigenerazione della fuliggine basata su NO2 è cruciale per il corretto funzionamento dei filtri parziali. Si stanno chiarendo gli effetti del biodiesel sulle funzioni DPF.

Infine, è in corso lo sviluppo di catalizzatori DOC (Diesel Oxidation Catalyst), per l'uso nelle strategie dei motori a combustione premiscelata, con un funzionamento migliore alle basse temperature, livelli di ossigeno ridotti ed elevati livelli di HC+CO. Il problema della migrazione del platino (Pt) nei catalizzatori SCR dai catalizzatori DOC esposti a temperature elevate per tempi prolungati (850°C, 16 ore) è mitigato in una certa misura dall'uso di palladio (Pd) in sostituzione di parte del platino.

Data di pubblicazione: 12/04/2010
Autore: Timothy V. Johnson - Corning Inc.

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