Keramiek gebruiken in uitlaatsystemen om emissies te zuiveren

Overheidsinstanties over de hele wereld stellen steeds strengere emissievoorschriften in. Dit heeft geleid tot een impuls om steeds efficiëntere filters te ontwikkelen, vooral voor dieseluitlaatsystemen.
Keramiek in uitlaatsystemen biedt een zeer effectieve manier om voertuigemissies te zuiveren, de luchtkwaliteit te verbeteren en stedelijke omgevingen schoner te maken. Keramische roetfilters (DPF) zijn bijzonder effectief, waarbij sommige bijna 100% van het roet uit de uitlaatemissies verwijderen.
Tegenwoordig worden DPF-systemen standaard gemonteerd op veel dieselvoertuigen, met name grote vrachtwagens, touringcars en zware machines . Om op de weg te werken, zijn ze ontworpen om zeer duurzaam en gemakkelijk te onderhouden te zijn.

Typen keramiek gebruikt in dieseluitlaatsystemen

Keramiek is niet het enige materiaal dat wordt gebruikt in uitlaatfilters. Papier- en metaalvezels kunnen ook worden gebruikt om dieseldeeltjes te filteren. Keramische filters houden de kosten echter laag, zijn gemakkelijk in massa te produceren, extreem duurzaam en zorgen voor een fijne filtratie van deeltjes. De volgende soorten keramiek zijn gemeengoed geworden in DPF-systemen:

Cordieriet

Cordieriet is het meest gebruikte keramiek in wandstroomfilters. Wandstroomfilters dwingen gas rechtstreeks door het filter te stromen, in tegenstelling tot doorstroomfilters zoals katalysatoren.
Cordieriet is een ideaal materiaal voor DPF's omdat het een zeer hoog percentage deeltjes filtert en redelijk goedkoop is.
Het enige nadeel van het gebruik van cordieriet-keramiek is dat het kan smelten als het filter wordt geregenereerd - een onderhoudsproces waarbij filtraatmateriaal wordt verbrand om het schoon te maken. Het risico op beschadiging van het keramiek is vooral groot als er een grote ophoping van roet en deeltjes heeft plaatsgevonden. Daarom hebben cordierietfilters vaak een katalysator nodig om de regeneratietemperatuur te verlagen.
De structuur van het filter is vergelijkbaar met de honingraatkern van een katalysator, maar het DPF heeft verstopte kanalen, wat betekent dat het gas door de wand en de filtraat wordt verzameld op het inlaatvlak.

Siliciumcarbide

Siliciumcarbide is een keramiek dat ook wordt gebruikt in wallflow-filters. Siliciumcarbidefilters zijn niet zo populair als cordierietfilters, om de simpele reden dat ze duurder zijn. De reden voor de extra kosten is dat ze niet thermisch stabiel zijn, dus cement moet de filterkernen scheiden om ze te beschermen tegen warmte-uitzetting. Siliciumcarbide DPF's werken volgens hetzelfde principe als de cordierietfilters. Het rendement van dit soort filters kan oplopen tot 95%. Siliciumcarbide heeft ook een hoog smeltpunt van 2700oC.