Entwicklung und Erprobung eines H2S-Sensors zur On-Board-Überwachung von Desulfatisierungsprozessen von Entstickungskatalysatoren an Verbrennungsmotoren. Schlussbericht. Bewilligungszeitraum: 01.07.2009 - 30.06.2012
(Deutsch)
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Der Dieselmotor ist bis heute die kraftstoffverbrauchsgünstigste Antriebsquelle und damit für die weltweit geforderte CO2-Reduktion unentbehrlich. Von Nachteil sind jedoch seine funktionsbedingt hohen Stickoxid- und Partikelemissionen. Die Einhaltung der zukünftigen Abgasgrenzwerte erfordert neben der weiteren Absenkung der Rohemission durch innermotorische Maßnahmen die Nutzung innovativer Abgasnachbehandlungssysteme. Für die Entstickung von Verbrennungsabgasen aus Motoren kommen zurzeit SCR-Systeme und NOx-Speicherkatalysatoren (NSK) in Betracht. Funktionsbedingt müssen NSK periodisch desulfatisiert werden, wobei als unerwünschtes Nebenprodukt Schwefelwasserstoff (H2S) entstehen kann. Das Projekt beinhaltete die Entwicklung eines neuartigen H2S-Sensors für den Emsatz in Fahrzeugen zur On-Board-Überwachung von Katalysatoren. Der Sensor soll eine gezielte Messung und Überwachung der H2S-Emission bei Desulfatisierungsprozessen von NOx-Speicherkatalysatoren ermöglichen. Das Vorhaben ist als Verbundprojekt zwischen der HTW Dresden und der Hochschule Wismar durchgeführt worden. Als weitere Partner wirkten 5 Unternehmen aus der Automobil- und Sensorbranche sowie 4 wissenschaftliche Einrichtungen mit. Schwerpunkt der Arbeiten an der Hochschule Wismar war die Entwicklung von Sensor- Funktionsmustern. Das Ziel der Untersuchungen auf einem Motorenprüfstand der HTW Dresden bestand darin, die unter Laborbedingungen an der Hochschule Wismar entwickelten Sensoren unter realen Abgasbedingungen zu erproben. Die Untersuchungen auf dem Motorenprüfstand mit 4 Funktionsmustern haben ergeben, dass alle Funktionsmuster im motorischen Abgas Schwefelwasserstoff detektieren können. Der untersuchte Temperaturbereich lag zwischen 200 und 600 °C, die H2S-Konzentrationen im Abgas betrugen 10 bis 80 ppm. Alle Funktionsmuster erlauben eine gezielte Messung und Überwachung der H2S-Emission bei Desulfatisierungsprozessen von NOx-Speicherkatalysatoren. Die Funktionsmuster stehen zur Verfügung, um von interessierenden Firmen zur gezielten Anpassung an spezielle Einsatzgebiete und letztendlich zur Vermarktung genutzt zu werden. Die Sensoren können nicht nur in Fahrzeugen, sondern auch in anderen Bereichen, z.B. in stationären BHKW-Anlagen oder zur Überwachung der Luftqualität in Räumen oder Industrieanlagen, angewendet werden.
The diesel engine is due to its efficiency, robustness and various applicability currently the most efficient drive train. The reduction of NOx in the diesel exhaust gas is still a major challenge for the engine development. Currently two competing systems are available for effective NOx reduction the NOx storage catalyst as well as the SCR catalyst. NOx storage catalysts require a efficient sulfur removal at defined cycle times. During desulfation H2S can be formed and emitted. The aim of the project was the development of a H2S sensor for on board control of desulfation of NOx storage catalysts. The project was carried out in cooperation between Dresden University of Applied Sciences and Wismar University of Applied Sciences, Technology, Business and Design. Within the scope of the project four H2S sensor functional models were developed and tested under laboratory conditions. The aim of investigations on engine test bench was to check if these sensors could monitor the H2S emission under realistic exhaust gas conditions. The results show, that H2S is detected by all investigated functional models. The temperature was between 200 and 600 °C, the H2S concentration of exhaust gas was between 10 and 80 ppm. The sensor also can be used in other fields of gas monitoring such as for the determination of H2S in exhaust gas of stationary emission sources and for check the room air quality.
Entwicklung und Erprobung eines H2S-Sensors zur On-Board-Überwachung von Desulfatisierungsprozessen von Entstickungskatalysatoren an Verbrennungsmotoren. Schlussbericht. Bewilligungszeitraum: 01.07.2009 - 30.06.2012