Dirk Jan Boudeling
Cover Image

Vandaag wil ik u iets vertellen over een toepassing waarbij massflowmeters worden ingezet bij Umicore in Suzhou (China). Umicore is een van 's werelds grootste producenten van katalysators voor uitlaatgassystemen in auto’s. Het bedrijf ontwikkelt en produceert kwalitatief hoogstaande katalysators voor onder andere benzine- en dieselmotoren, waarmee verontreinigende uitstoot wordt omgezet in onschadelijke gassen, zodat de lucht schoner wordt.

Op de productielocatie van Umicore in Suzhou - ‘Umicore Technical Materials’ - worden massflowmeters en dampsystemen van Bronkhorst toegepast voor het onderzoeken en testen van materialen voor katalysators in auto’s. De nieuw ontwikkelde katalytisch actieve materialen van Umicore bestaan uit oxiden en kostbare metalen zoals platina en palladium, opgenomen in een poreuze structuur die rechtstreeks contact met het uitlaatgas mogelijk maakt.

Welke katalysator materialen test Umicore?

Umicore in Suzhou gebruikt diverse testbanken waarop nieuw ontwikkelde katalysatormaterialen op hun prestaties worden getest (lees: lage uitstoot van giftige uitlaatgassen). “Umicore ontwikkelt nieuwe katalysators in nauwe samenwerking met vooraanstaande autofabrikanten in China. We testen nieuwe materiaalsamenstellingen en katalysatorvormen op hun prestaties” aldus de heer Yang Jinliang.

Referentieproject Umicore Suzhou Referentieproject Umicore Suzhou

Hoe worden de massflowmeters en -regelaars toegepast voor identieke tests en simulaties?

De massflowmeters en -regelaars van Bronkhorst worden gebruikt om met grote nauwkeurigheid de juiste hoeveelheden gassen te leveren in een verhouding die de uitstoot van een motor onder verschillende omstandigheden simuleert. “Om de prestaties van nieuw ontwikkelde samenstellingen goed met elkaar te kunnen vergelijken, moeten we zeker weten dat de operationele omstandigheden van onze tests identiek zijn.” De heer Yang legt uit dat dit vraagt om het gebruik van hoogwaardige massflowregelaars voor het nauwkeurig mengen van het gesimuleerde uitlaatgas.

“We hebben flowregelaars nodig die betrouwbaar zijn en een uitstekende herhaalbaarheid hebben tijdens onze simulatiesessies. Daarom heeft Umicore de testapparatuur samen met de flowspecialisten van Bronkhorst ontwikkeld." Umicore voert diverse simulaties uit. “We simuleren uitlaatgassen van motoren in verschillende fasen van hun levensduur en onder uiteenlopende bedrijfsomstandigheden. De uitlaatgassen van een auto zijn bijvoorbeeld anders als de motor nog koud is of als die veel toeren maakt."

Testbank voor het simuleren van veroudering

Een speciale testbank van Umicore simuleert de veroudering van katalysatormaterialen. Dat wordt bereikt door de omgevingstemperatuur van de katalysator in een testsessie enkele uren tot zelfs 24 uur te verhogen tot 800 °Celsius, waarbij tegelijkertijd het gesimuleerde uitlaatgas wordt toegevoerd. “Hier bewijzen de instrumenten van Bronkhorst hun grote stabiliteit onder zware testomstandigheden,” aldus de heer Yang.

Testbank voor het simuleren van veroudering Testbank voor het simuleren van veroudering

Recept voor de simulatie van uitlaatgassen

Om de uitlaatgassen van een motor te simuleren, mengt Umicore meerdere gassen. In het algemeen vinden in de katalysator de volgende reacties plaats:

  • Reductie van stikstofoxiden tot stikstof en zuurstof: 2NOx → xO2 + N2
  • Oxidatie van koolmonoxide tot kooldioxide: 2CO + O2 → 2CO2
  • Oxidatie van onverbrande koolwaterstoffen (HC) tot kooldioxide en water: CxH2x+2 + [(3x+1)/2]O2 → xCO2 + (x+1)H2O.

Voor het mengen van deze gassen worden digitale EL-FLOW Select-massflowregelaars gebruikt. En om het gasmengsel onder dezelfde druk te houden, wordt een EL-PRESS-drukregelaar gebruikt, die de druk simultaan met de stroom regelt.

Uitlaatgassen van motoren bevatten ook verdampte H2O. Daarvoor wordt de 'Controlled Evaporation Mixer' (CEM) van Bronkhorst gebruikt. Alle digitale massflowregelaars, de drukregelaar en de CEM zijn aangesloten op een computer die een programma draait dat de instrumenten aanstuurt.

Op Umicore's testbank voor verouderingssimulatie worden de hogetemperatuur-massflowregelaars van Bronkhorst toegepast. De EL-FLOW Select-regelaars van Bronkhorst hebben elektronica op afstand, kunnen gastemperaturen tot 110 °Celsius verdragen en regelen de gassen met een grote nauwkeurigheid en een uitstekende herhaalbaarheid.

De heer Yang Jinliang De heer Yang Jinliang voor de testapparatuur van Umicore voor het simuleren van de katalysatorveroudering.

Wat vindt u van de ondersteuning van de Bronkhorst-producten in China?

Als hem gevraagd wordt naar de ondersteuning en service van Bronkhorst in China, is de heer Yang heel enthousiast: “Alle experts van Bronkhorst in China zijn erg professioneel en reageren snel. Vooral tijdens de opstartfase van ons project, toen we er de meeste behoefte aan hadden, deden mijn contactpersonen er alles aan om ons te helpen. Nu draait het systeem soepel, maar als we behoefte hebben aan kalibratie of service, is het prettig om te weten dat Bronkhorst een van zijn Global Service Offices in Shanghai heeft."

Global Services Offices Global Services Offices

• Bekijk hier een andere toepassing op deze markt: Simulatie van uitlaatgassen voor het testen van lambdasondes.

Wilt u ook na de vakantie op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen op het gebied van flowmeting?