Traitement des FAP et émission particulaire: bilan final

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1 Traitement des FAP et émission particulaire: bilan final

2 Production particulaire “native”
Analyse des productions en absence de filtre - Pas de différence significative entre les points de fonctionnement 1 & 4 [Clusters]PF4 ~< [Clusters]PF1 ~= [Total] Mode ultra-fin à 1.2 nm Mode Aïtken à 70 – 80 nm (SMPS) Le point de fonctionnement 8 présentent de grandes variations: 1- En nombre [Total]PF8 ≈ ½ x [Total]PF1-4 [Clusters]PF8 ≈ ¼ x [Clusters]PF1-4 2- En distribution Déplacement vers des tailles inférieures Modes fins à 25 nm & 35 nm

3 Cas du FAP vide Point de fonctionnement 1

4 Cas du FAP vide Point de fonctionnement 1
1- Efficacité du filtre en “mode filtration” [Total] ≈ 2 x 104 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ 2 x 104 #.cm-3 (moyenne) 2- Efficacité du filtre en “mode régénération” Pic de production [Total] ≈ 9.7 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ #.cm-3 (moyenne) 3- Fraction chargée : 2.8 % Filtre efficace sur toute la gamme de taille en régime filtrant. Production particulaire en régime régénérant.

5 Cas du FAP catalysé (YSZ)
Point de fonctionnement 1

6 Cas du FAP catalysé (YSZ)
Point de fonctionnement 1 1- Efficacité du filtre en “mode filtration” [Total] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) 2- Efficacité du filtre en “mode régénération” Pic de production [Total] ≈ 5.7 x 104 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ #.cm-3 (moyenne) 3- Fraction chargée : 31 % Filtration moins efficace que FAP vide. Production particulaire en régime régénérant moins importante qu’en FAP vide.

7 Cas du FAP catalysé (LSM-Ag)
Point de fonctionnement 1

8 Cas du FAP catalysé (LSM-Ag)
Point de fonctionnement 1 1- Efficacité du filtre en “mode filtration” [Total] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) 2- Efficacité du filtre en “mode régénération” Pic de production [Total] ≈ 3.2 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ #.cm-3 (moyenne) 3- Fraction chargée : 34 % Filtre moins efficace que FAP vide. Production particulaire de clusters supérieure au FAP vide + production supplémentaire de particule > 3nm par / FAP vide et YSZ.

9 Résumé des traitements
Point de fonctionnement 1 Traitement Efficacité de filtration Tot. / Clust. Fraction Chargée FAP vide > 99.9 % 1 2.8 % YSZ 31 % LSM-Ag 3 34 % En absence de catalyse => Processus de nucléation neutre en accord avec Maricq et al. (2006) sur des particules > 5 nm que nous détectons sous 3 nm. Catalyse => Processus chargés => Favorise IMN (?) => Particule + grosse ou croissance favorisée (voir SMPS pour YSZ)

10 Campagne de Mai-Juin 2010 Répétabilité des mesures
Impact du temps de contact dans le diluteur Trois longueurs de tube - Utilisation d’un catalyseur d’oxydation (DOC) en amont du FAP.

11 Analyse quantitative des vapeurs condensable
Répétabilité des mesures Impact du temps de contact dans le diluteur Trois longueurs de tube - Utilisation d’un catalyseur d’oxydation (DOC) en amont du FAP.

12 Fiabilité des mesures effectuées
Test de reproductibilité sur FAP Ibiden non-enduit (PF1): Chargement identique autour de 5x10+4 #/cc en moyenne Régénération variable mais même ordre de grandeur #/cc en moyenne Confirmation de l’effet des gaz additionnels => augmentation de la production particulaire (~x 5). Résultats contradictoire sur l’effet catalytique YSZ: Production particulaire en régénération > chargement contrairement à la campagne de Septembre 2009 (?) ! 1 2 3

13 Analyse quantitative des vapeurs condensable
Utilisation de trois longueurs du tube diluteur : Temps de résidence dans le tube env. 0.13, 0.05 et 0.02 seconde

14 Analyse quantitative des vapeurs condensable
28456 x10+7 23580 x10+7 5783 x10+7 Q ≈ 3718 x10+7 13829 x10+7 2965 x10+7

15 Bilan Comparaison des differents FAP et traitement de FAP:
FAP IBIDEN semble présenter une meilleure régénération (meilleure combustion ?) FAP CTI : La taille des pores semblent jouer un rôle non négligeable lors de la formation de nouvelles particules pendant le processus de régénération. Le traitement YSZ permet une diminution plus important du GR et de la quantité de vapeur condensable disponible par rapport à l’emploi du DOC sur FAP vide. L’utilisation d’un DOC en amont du FAP permet de diminuer considérablement la quantité de vapeur condensable disponible pour la croissance des clusters.

16 MERCI

17 Analyse quantitative des vapeurs condensable
Cas du FAP vide : IBIDEN sans DOC, sans GA : GR estimé à 7.95±x10+3 nm/h => Q ≈ 3718 x10+7 molecules/cc. IBIDEN avec DOC et GA : GR estimé à 1.11±1.26 nm/h => Q ≈ 2965 x10+7 molecules/cc. CTI-20 sans DOC, sans GA : GR estimé à 53.43±9.88 x10+3 nm/h => Q ≈ x10+7 molecules/cc. CTI-20 sans DOC et GA : GR estimé à 64.32±13.8 x10+3 nm/h => Q ≈ x10+7 molecules/cc. CTI-20 avec DOC et GA : Pas de GR calculable mais une diminuation du DGM de 64% donc de la quantité de vapeur condensable disponible. (env ) CTI-15 avec DOC et GA : GR estimé à 12.02±1.38 x10+3 nm/h => Q ≈ 5783 x10+7 molecules/cc. => GR : IBIDEN < CTI-15 < CTI-20 => Le DOC permet la réduction de la quantité de vapeur condensable disponible pour la croissance des particules =>Diminution du DGM mais pas de variation en nombre.

18 Analyse quantitative des vapeurs condensable
Cas du FAP CTI enduit YSZ: - Sans DOC et GA : GR estimé à 31.47x 10+3 nm/h => Q ≈ x10+7 molecules/cc. => Diminution du GR par rapport au FAP CTI-20 non enduit (-50%)