HÖGSKOLAN I LULEÅ Inst för Arbetsvetenskap Ove Rehnberg 1981-01-22 1 ( 3) Dieselavgasforskning - Luleå resurser vid Högskolan i Avgasforskningen vid Högskolan i Luleå startade 1974 och bedrivs för närvarande med tre huvudinriktningar: Utveckling av avgasrenare. Automatisk motorstyrning och utveckling av belastningscykler för gruvfordon. Undersökning av dieselavgasernas partikelf as (bl a PAH-analyser) som funktion av motor/ bränsle-parametrar. En översikt över genomförda/pågående projekt återfinns i bilaga 1 och rapportförteckning i bilaga 2. Forskningen har bedrivits i samarbete med såväl gruvföretag (LKAB, Boliden Metall AB, SSAB) som andra branschföretag (SAAB-SCANIA, Volvo Lastvagnar AB, NYNÄS Petroleum AB, Unikat AB, Mining Transportation AB).. Arbetet har finansierats med medel från Arbetarskyddsfonden, Norrlandsfonden, Styrelsen för Teknisk utveckling samt från ovan nämnda industriföretag. I de olika projekten har flera av Högskolans avdelningar varit involverade: Bergteknik (motor/avgasrenarprov, oorganiska avgasanalyser, utveckling av körcykler mm) Maskinkonstruktion (katalysatorkonstruktioner, Utveckling av körcykler) Industriell Elektronik (motor/broms-reglering) Kemisk Miljöteknik (PAH- och andra organiska anlyser) Maskinelement (uthyrning av motorbroms) Materialteknik (storleks/elementanalys av dieselpartiklar)
2 Ekologi (biologiska test av avgasprov) Projektarbetet har därmed kunnat genomföras med tvärvetenskaplig kompetens. Utrustningsresurserna beskrivs här kortfattat: Avgaslaboratoriet Avgaslaboratoriets (finns i Bergtekniks lokaler) utrustning är följande: Motorbroms: Schenk 0630-1.e (figur 1 och 2) (630 kw). Minidator (Alpha LSI 4) och trottelservo för automatisk motorstyrning. (figur 3 och 4) Avgasanalysatorer: CO - Beckman 865 (NDIR) (figur 5 och 6) co 2 - Beckman 864 (NDIR) NO /NO - Beckman 951 (CL) X. HC - Ratfisch RSS (FID) Rök - Celesco 107 (figur 7) Fältmätutrustning för Proportionell provtagningsutrustning för PAHanalyser. motorbelastningsregistrering: (figur 8) Reglerstångslägesgivare Turbotryckgivare Maskinhastighetsgivare Avgastemperaturgivare Mätbandspelare Flödesmätare, temp- och tryckmätare. Organisk - kemiska laboratoriet Kemisk Miljöteknik har ett organisk - kemiskt laborator1um där analysresurserna består av: GC (gaskromatografi) - (Pye Unicam 204) (figur 9)
3 HPLC (högtrycksvätskekromatografi) - Spectra Physics Model 3 500 B (med UV- och fluoroscensdetektorer) figur 10 Kapillär-Ge - Carlo Erba Model 4160 (med FID- och EC-detektorer) figur 11. EH GCMS-system av typ Finnigan 1020B (MS = masspektrometri) planeras att inköpas. Elektronmikroskopi För storleks- och elementanalyser av dieselpartiklar utnyttjas Materialtekniks avancerade elektronmikroskop: Svepelektronmikroskop (SEM) med bildanalysator, energidispersiv röntgenanalysator och kristallspektrometer (100 Å upplösning, element från 5B) Transmissionselektroskop (STEM) med sveptillsats, energidispersiv röntgenanalysator och bildanalysator (200 Å upplösning, element från 5B). Ekologilaboratoriet Laboratoriet har följande resurser för undersökning av dieselavgasprov: metoder för mätning av korttidseffekter (tillväxtförsök med alger och andra mikroorganismer). metoder för mätning av långtidseffekte'r (återmutationer hos bananflugor och bakterier). En provtagningsutrustning för exponering av bananf lugelarver med utspädda avgaser ses i figur 12.
Bilaga 1 AVGASFORSKNINGEN VID HÖGSKOLAN I LULEÅ AVGASRENARc KOLVÄTEN TESTCYKLER -74 DIESELAVGASANALYS Ka1ISK-FYSIKALISKA FÖRLOPP VID DIE- SELAVGASREHING -76 TEKNISK UTFORMNING KoL'IÄTEN l DlE- SELAVGASER - FÖRSTUDIE BELASTNINGSCYKEL HOS DIESELDRIVNA FORDON UNDER JORD FÖR RENARE AVGASER AV AVGASRENARE -78 KEMISK AftALYS AV PAii I DIESEL.AV- GASER -80 PARTI KLAR Oot OPTIMERING AV KATA- KOLVÄTEN I DIE- LYSATORERS EFFEKT SELAVGASER PÅ DIESEL.AVGASER förenklad BELAST- NINGSCYKEL HOS DIE- SELDRIVNA FORDON UNDER JORD ~IHG ro EB< I Figur 1. översikt över avgasforskningen vid Högskolan i Luleå under perioden 1974-1981.
RAPPORlLISTA Dieselavagaser - Bilaga 2 '' Dieselavgasanalys. Delrapport 1: Litteraturstudie. Dieselavg~ser!. komponenter - analys - rening. Forskningsrapport TULEA 1975:01. ~ehnberg O Dieselavg~sanalys. Delrapport 2: Kalibrering av mätinstrument för kväveoxider (kemiliuniniscens). Forskningsrapport TULEA 1975:020.,,.... ".,i Re~erg O Rehnberg. -0 Forsberg H Glansberg B Dieselavgasanalys. Slutrapport:. Under= sökning av reningseffekt hos avgasre~arsystern (katalysator-flakkanaler-skrubbers) på Kiruna Truck K-250. Forskningsrapport TULEA 1975:03. 106 s. The analysis of diesel exhaust gases. Diesel exhaust gases-chernical compositioncleaning. Examination of the cleaning effect of an exhaust cleaning system (catalyticafterbu::-ner-channels in body-scrubbers) on a rnining t:ruck, K-250~ Research report TULEA 1975:05. Kemisk-fysikaliska förlopp vid dieselavgasrening o Studie i laboratorieskalaq Forskningsrapport TULEA 1975:08 Q What.are constituents of exhaust f rom underground Diesel trucks? World Minin9 February 1976.. : Rapport från studieresa.i USA/Kanada beträffande dieselavgaser, våren 1976 0 Teknisk rapport TULEA 1976:38T. Kolväten i dieselav~~ser. Förstudie. Forskningsrapport TULEA 1977:06.!~~~!2~-~~~Q~~!~g-~y-~yg~2E~~~E~ Delrapport 1: Strörnningsförluster i katalytiska avgasrenare~ Rapport 1977~58T. Delrapport 2: Katalysatorers effekt på. dieselavgasero Teknisk rapport 1978:47T. Slutrapporto Teknisk rapport 1978:58T. Datoriserad provning av dieselmotorer. Examensarbete 1978:184E. I' Lindqvist P-A Belastningscykel hos dieseldrivna fordon ~~9~E-iQEg_!QE_E~~~E~-~yg~2~E~--------- Delrapport 1: Dieseldrivna fordon i svenska gruvor. Teknisk rapport 1977:63T.
2 Dieselavgaser (forts) ~ :-. '"}~.Lindqvist P-A Sundgren A Schmidtbauer B Nilsson E Christiansson J RehnJ?erg O Delrapport 2: Lastrnaskiners användning. Teknisk rapport 1978:07T. Delrapport 3: ~egistreri~g. av Motorbelastning.under jord. Teknisk rapport 1978:53T. Slutrapport. Teknisk rapport. 1979:01To Kemisk analys av polyarorna-tiska kolväten i dieselavgaser. Teknisk rapport 1979:14T. Avgasemissioner från en Detroit Diesel 12V-71T tvåtaktsrnotoro Teknisk rapport 1979:43T (konfidentiell). Effekten av bränsleadditivet CLEAN POWER på dieselavgaser. Teknisk Rapport 1980:07T. Effekten av adsorptionsrnedlet PURAFIL på dieselavgaser. Teknisk Rapport 1980:08T 0 Avgasanalyser på UNITOX Ux 140 avgasrenare för dieselfordon. Teknisk Rapport 1980 : 09T. t'.:a Norlnnd M Rehnberg.0 Sund gren A Lai Haihui Rehnberg.O Lai Haihui Lai Haihui. För.enklad belastning.scylc~l f9r_ dieseldrivna fordon UJ1der. -jord ; -De'l~a:ppor-t. lg. Realtidsstyrning. av dieselrnotpr.i mot0:r.laboratorium med hjälp av milllidator o -'l'.ekni sk Rapport 1 980 g 34'1 Förenklad belastningscykel fö.r dieseldrivna fordon under. jord. S lut:cappoj:;t o Teknisk Rapport 1980:37To Resenoteringar friin studieresa i Västtyskland samt seminarium i Martin, Tje_ckoslovakieno Teknisk Rapport:l980 41T. General review of the research of diesel exhaust cleaning in Sweden. Nonferrous Metals 32 (1) 1980. (På kinesiska). On the selection of low emission diesel engines for underground mining. Sänd för publicering i Nonferrous Metals. (På kinesiska). The effects of diesel exhaust purifiers for.,_ underground use. Sänd för publicering i Nonferrous Metals. (På kinesiska). / Effekten av UNITOX Ux 2 och UNITOX Ux 40 avgasrenare för bensin- iespektive dieselpersonbilar. Teknisk rapport 1980:87T.