Reducción conjunta de NOx y hollín en el escape de automóviles diésel

Martín Sangüesa, Cristina
Abián Vicén, María (dir.) ; Alzueta Anía, María Uxué (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015
Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente department, Tecnologías del Medio Ambiente area

Graduado en Ingeniería Química

Abstract: La contaminación atmosférica es uno de los grandes problemas a combatir en la actualidad. Los principales contaminantes emitidos por los vehículos diésel son la materia particulada tipo hollín y los óxidos de nitrógeno (NOX). En este trabajo se ha llevado a cabo un estudio de la reactividad de distintos tipos de hollín con NO2, en condiciones presentes en los filtros antipartículas diésel (DPF), para analizar la posibilidad de eliminación conjunta de ambos contaminantes de la atmósfera. La composición exacta de las partículas de hollín depende de la tecnología aplicada en el motor, las condiciones de operación y el combustible empleado. El origen de la muestra afecta a las propiedades físicas y químicas del hollín, cambiando la nanoestructura del hollín, y por tanto, la reactividad de la muestra. Por ello, para la realización de este trabajo se utilizan muestras de diferentes tipos de hollín, en concreto se han utilizado hollines formados a partir de distintos combustibles (diésel, biodiésel, GTL y HVO) además de varios modos de operación del motor (modo urbano, modo de mayor presión de inyección y modo de post inyección de O2). Para ello, se ha llevado a cabo un estudio de la interacción de los distintos tipos de hollín (aproximadamente 5 mg/experimento) con 200 ppm de NO2 a 500oC en un reactor de cuarzo, bajo condiciones bien controladas. Posteriormente, con los resultados experimentales obtenidos se ha llevado a cabo el análisis cinético de la interacción de hollín con NO2, utilizando el Modelo de Núcleo Decreciente con control de la reacción química para reacciones sólido-gas, así como un análisis comparativo de la reactividad del hollín en función de las condiciones de formación del mismo. Los resultados de este estudio muestran que en las condiciones del filtro de partículas diésel (DPF) cabe la posibilidad de la reducción de hollín por interacción con NO2 a 500oC. A partir del análisis de los resultados, se ha observado que el hollín menos reactivo es el de combustible diésel, generando los biocombustibles y combustibles alternativos un hollín más reactivo. Además, las nuevas estrategias en el modo de operación del motor (post inyección de oxígeno y aumento de la presión de inyección), son una gran opción para mejorar las emisiones de hollín, ya que generan un hollín más reactivo que el tradicional modo urbano y, por tanto, susceptible de ser minimizado en el sistema de escape del automóvil, en concreto en el filtro de partículas.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado