het eindrapport “Reductie van belasting verkeersemissies ... - HMVT

EINDRAPPORT
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte
luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
22 november 2011

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Beleidsregel 2010
Innovaties luchtkwaliteit SRE Regio
Regeling ter stimulering van innovatieve luchtkwaliteitsprojecten
Auteurs
R. Geertsma (HMVT B.V.)
F.J.C.M. Beckers (TUe)
R.W.J. Smulders (Oranjewoud B.V.)
CORONA Team
Technische Universiteit van Eindhoven
F.J.C.M. Beckers
B. van Heesch
G. Pemen
Oranjewoud B.V.
R.W.J. Smulders
Hannover Milieu‐ en Veiligheidstechniek B.V.
M.L.J. van den Brand
M. Hennink
R. Geertsma
22 november 2011
Ten behoeve van de vertaling van de proefresultaten naar een verkeers ‘Hot Spot’ in Eindhoven hebben de
volgende organisaties als lid van het HD Clean Tunnel consortium een belangrijke bijdrage geleverd:
UC Technology (Ventilatiesystemen)
IF Technology (Warmte Koude Opslagsystemen)
NORIT (Deskundige en leverancier van Actief Kool)
Oranjewoud Infra (tunnelbouw)
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Voorwoord
De Nederlandse wetgeving kent strenge normen voor emissie van verkeerslucht. Uitstoot van o.a.
roetdeeltjes, fijnstof en stikstofoxiden is bewezen schadelijk te zijn voor de volksgezondheid. Met
name in stedelijke gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid zijn de risico’s groot. Met dit project
hopen wij een steentje bij te kunnen dragen aan een schonere lucht voor iedereen.
Het Samenwerkingsverband Regio Eindhoven (SRE) en de gemeente Eindhoven werken hard aan de
verbetering van de luchtkwaliteit in Eindhoven en omgeving. Om bedrijven te stimuleren mee te
denken over oplossingen is subsidie beschikbaar gesteld door de provincie Noord‐Brabant. Wij zijn
zeer dankbaar dat de Provincie Noord Brabant de financiële middelen beschikbaar heeft gesteld om
dit project mogelijk te maken. Naast de Provincie Noord Brabant willen we de volgende partijen
bedanken voor hun inzet, steun en vertrouwen in het project:
Samenwerkingsverband Regio Eindhoven
Beter Bereikbaar Zuid‐Oost Brabant
Gemeente Eindhoven
Het Nederlands Spoor (NS)
Prorail
Namens Hannover Milieu‐ en Veiligheidstechniek B.V., Oranjewoud B.V. en de Technische
Universiteit van Eindhoven, bedankt.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Inhoud
Voorwoord ................................................................................................. 3
1 Inleiding ............................................................................................ 6
2 Corona Pulsed Power Technologie ................................................................ 8
3 Fase 1 labonderzoek met NOx .................................................................... 10
3.1 Uitvoering proef ........................................................................... 10
3.2 Samenvatting resultaten .................................................................. 11
3.2.1 Labproef 1 ....................................................................... 11
3.2.2 Labproef 2 ....................................................................... 11
3.3 Conclusie labonderzoeken ................................................................ 12
4 Fase 2 Proef in het Dommeltunneltje ............................................................ 14
4.1 Voorbereiding en Communicatie ......................................................... 14
4.2 Uitvoering proef ........................................................................... 15
4.3 Samenvatting resultaten .................................................................. 16
4.4 Conclusie proef in de Dommeltunnel .................................................... 18
5 Fase 3 Vertaling naar full scale (Eindhovense Hot Spot) ........................................ 20
5.1 Keuze Hot Spot ............................................................................ 20
5.2 Ondertunneling/overkluizing Mauritsstraat ............................................. 20
5.3 Emissies in een tunnel .................................................................... 24
5.3.1 NOx ............................................................................... 24
5.3.2 Fijnstof (PM10) .................................................................. 24
5.4 Luchtbehandeling met de Corona Installatie ............................................. 25
5.4.1 Corona Technologie ............................................................. 25
5.4.2 Optimale toepassing Corona Pulsed Power Technologie: 10KW of 30KW .... 26
5.5 Nabehandeling met Actief Kool........................................................... 27
5.5.1 Praktische uitvoering met Actief Kool .......................................... 28
5.5.2 Rendement op ozonverwijdering met Actief Kool ............................. 29
5.6 Warmteberekening ....................................................................... 29
5.7 Globale kosten aanpak Hot Spot in Eindhoven .......................................... 30
5.7.1 Ondertunneling/overkluizing ................................................... 30
5.7.2 Ventilatie ......................................................................... 30
5.7.3 Corona Air Treatment ........................................................... 30
5.7.4 Nafiltering met Actief Kool ...................................................... 31
5.7.5 Warmte toepassing: WKO ....................................................... 32
5.7.6 Samenvatting van de kostenindicatie .......................................... 32
6 Conclusie toepassing Corona bij Eindhovense ‘Hot Spot’ ....................................... 34
Bijlagen
bijlage 1 Haalbaarheidsstudie verbetering luchtkwaliteit door TUe
bijlage 2 HD Clean Tunnel Systeem
bijlage 3 Uitwerking berekening productie en verwijdering NOx en fijnstof in een tunnel
bijlage 4 Verspreidingsberekening NOx en PM10 Mauritsstraat te Eindhoven
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
5

1 Inleiding
Ten behoeve van het subsidieproject “reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte
luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots” is in samenwerking met TU/e medio 2010 een voorstel
ingediend bij SRE (Samenwerkingsverband Regio Eindhoven) om verkeerslucht in een overkluizing
(bijvoorbeeld in tunnels) te reinigen met de Corona Pulsed Power Technologie. De focus hierbij is op
de reductie van NOx (stikstofoxiden) en fijnstof, de twee stoffen die bij verkeersemissiemetingen
getoetst worden aan de landelijke emissienormen.
Het doel van dit project is om inzicht te krijgen in de mogelijkheid om met de Corona Pulsed Power
Technologie verkeerslucht te reinigen.
Het project kent drie fases. Tijdens fase 1 zijn testen op labschaal uitgevoerd met als subdoel meer
inzicht te krijgen in het verwijderen van de relatief lage concentraties NOx met de Corona
Technologie. Tijdens fase 2 is een proef op kleine schaal uitgevoerd in de Dommeltunnel. De
resultaten van de labproeven samen met de resultaten van de uitgevoerde proef in de
Dommeltunnel dienen als input voor de derde fase waarbij er een vertaalslag is gemaakt naar een
werkelijke verkeersknooppunt (‘Hot Spot’) van Eindhoven.
Naast deze inleiding kent het rapport nog 5 hoofdstukken. In hoofdstuk 2 wordt de Corona Pulsed
Power Technologie geïntroduceerd. Hoofdstuk 3 gaat in op de uitgevoerde labonderzoeken. Om het
rapport leesbaar te houden zijn de technische rapporten van de onderzoeken, gerapporteerd door
de Technische Universiteit van Eindhoven, als bijlage opgenomen. Enkel de samenvattingen en
belangrijkste conclusies per onderzoek zijn opgenomen in het rapport. Hoofdstuk 4 omschrijft de
getroffen voorbereidingen, werkzaamheden en belangrijkste resultaten van de proef in de
Dommeltunnel en in hoofdstuk 5 wordt de vertaalslag gemaakt naar een werkelijke ‘Hot Spot’ van
Eindhoven. In hoofdstuk 6 wordt een samenvatting en algehele conclusie van het project
gepresenteerd.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
6

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
7

2 Corona Pulsed Power Technologie
In de corona reactor wordt een actief plasma gegenereerd. Dit plasma is een soort regen van
duizenden mini bliksempjes. Deze bliksempjes zijn in staat om de schadelijke delen van
verkeersemissies om te vormen tot niet schadelijke producten. Onderstaande schema geeft het
gehele proces van het opwekken van de pulsen tot de omzetting naar onschadelijke stoffen weer.
Figuur 1: Corona Pulsed Power proces
De techniek maakt gebruik van speciale hoogspanningsapparatuur (zie flowschema hieronder:
pulsed power source) om deze mini bliksempjes op te wekken. Vandaar dat de ontwikkeling van de
Corona Pulsed Power Technologie plaatsvindt bij de faculteit Electrical Engineering van de TU in
Eindhoven.
Figuur 2: Flowschema Corona Pulsed Power Technologie
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
8

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
9

3 Fase 1 labonderzoek met NOx
3.1 Uitvoering proef
Om NOx (stilstofoxiden) uit een luchtstroom te verwijderen met de Corona zijn reeds zeer goede
resultaten gehaald. Echter, de uitgevoerde onderzoeken tot nu toe waren gericht op uitstoot van
NOx binnen de industrie waar de voorkomende concentraties, gemeten in ppm (parts per million),
vele malen hoger zijn dan bij verkeerslucht gemeten wordt. Om inzicht te krijgen in het verwijderen
van zeer lage (

3.2 Samenvatting resultaten
3.2.1 Labproef 1
3.2.2 Labproef 2
Uitkomst van de eerste labproef was dat het Corona Team met meer vragen kwam te zitten dan
antwoorden. Tijdens deze proef is onderzoek gedaan naar de verwijdering van lage concentraties (

10ppm NOx
Na uitvoering van de bovengenoemde onderzoeken is besloten om een test uit te voeren met
hogere concentraties (10ppm) NOx. Dit onderzoek heeft tot redelijk goede resultaten geleid met een
verwijderingsrendement van meer dan 60%. Verwachting is echter dat met nauwkeuriger
meetapparatuur het rendement hoger ligt.
Het technisch rapport van de uitgevoerde labonderzoeken is opgenomen in bijlage 1.
3.3 Conclusie labonderzoeken
De labonderzoeken hebben niet geleid tot het gewenste resultaat, namelijk het effectief verwijderen
van zeer lage (

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
13

4 Fase 2 Proef in het Dommeltunneltje
Voor een ‘schaalmodel’ tunnel is de keuze gevallen op de Dommeltunnel als meest geschikte
testlocatie voor ‘proof of principle’ omdat: (1) de afmetingen van deze tunnel een ideale
downscaling zijn van het geplande ontwerp, (2) de tunnel gemakkelijk toegankelijk is, (3) deze
gemakkelijk kan worden voorzien van verkeersemissies en (4) de tunnel dicht bij het TU/e terrein
ligt. In dit hoofdstuk zal worden ingegaan op de voorbereidingen, de uitvoering en de resultaten van
de proef bij de Dommeltunnel.
4.1 Voorbereiding en Communicatie
Bij het uitvoeren van een proef op openbaar terrein komt heel veel bij kijken. Vooraf zijn in overleg
met de Gemeente Eindhoven afspraken gemaakt voor het plaatsen van de installatie en gebruik van
de tunnel tijdens de proef. Aangezien de tunnel een belangrijke doorgangsroute is, werd besloten de
tunnel open te houden voor passanten. In dit soort situaties waarbij omstanders geconfronteerd
worden met een nieuwe situatie, is heldere communicatie van groot belang. Er is vooraf een
communicatieplan opgesteld met als doel het publiek te informeren en zodoende mogelijke
weerstand voor te zijn. Zo zijn er vooraf o.a. persberichten naar de regionale dagbladen gestuurd en
is binnen de TUe bericht gedaan naar de voorgenomen activiteiten omtrent de proef in de
Dommeltunnel. Ook is op de website van HMVT een vraag‐en‐antwoord‐board opgenomen. Tijdens
de proef zijn er informatieborden op de hekken geplaatst en is een grote poster opgehangen met
algemene informatie over de proef. Onderstaande foto geeft een overzicht weer van de opstelling bij
de Dommeltunnel.
Foto 2: opstelling Corona proef bij de Dommeltunnel
Een belangrijk onderdeel van de voorbereiding is het aspect veiligheid. De proef wordt uitgevoerd op
openbaar terrein: met vrachtwagens en kranen wordt de installatie geplaatst; brommers worden
door de tunnel heen en weer geleid, gedurende drie weken is kostbare apparatuur aanwezig en er
worden extra uitlaatgassen gedurende de proef in de tunnel geblazen. Om deze zaken te takelen is
een taak risico analyse opgesteld. Hierin worden de belangrijkste punten opgenomen waar er een
risico ontstaat voor de omgeving en hoe deze risico’s te minimaliseren. Met betrekking tot de extra
uitlaatgassen in de tunnel is de GGD benaderd om een oordeel te geven voor de mogelijke gevolgen
hiervan voor de gezondheid van passanten.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
14

4.2 Uitvoering proef
De proef in de Dommeltunnel heeft in totaal drie weken in beslag genomen. In de 1 ste week (20 t/m
24 juni) is de gehele opstelling inclusief ventilatiebuizen, Corona installatie en toebehoren, koolfilter,
aggregaat en hekwerk geplaatst. Enkele foto’s van de aanleg zijn hieronder weergegeven.
Foto’s 3 t/m 8: aanleg installatie bij de Dommeltunnel
Tijdens de tweede week (27 juni t/m 1 juli) zijn de eerste testruns uitgevoerd met de installatie om
eventuele ‘bugs’ te ontdekken en op te lossen. Het uitlaatgas van het dieselaggregaat is in de tunnel
geblazen om vervolgens weer af te zuigen en te behandelen met de corona reactor. Ook is er
gedurende deze tijd een nulmeting gedaan om de achtergrondwaardes van o.a. NOx dat van nature
voorkomt rondom de tunnel te meten. Met een kleine weerstation konden actuele gegevens van
o.a. de wind snelheid en ‐richting, temperatuur en luchtvochtigheid opgenomen worden. Deze
gegevens zijn van belang om eventuele verbanden te kunnen leggen tussen de onderzoeksresultaten
en omgevingsfactoren.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
15

Tijdens de laatste week (4 t/m 8 juli) zijn de werkelijke proeven met NOx, fijnstof en koolwaterstof
uitgevoerd en gedocumenteerd. Op het laatste moment heeft de mogelijkheid zich geopenbaard om
een meting uit te voeren van de extreem fijne stofdeeltjes (kleiner dan PM0.25) met een ander type
meetapparaat. Hiermee kon inzicht verschaft worden in de aanwezigheid van deze zeer fijne
stofdeeltjes in verkeerslucht en de mogelijke verwijdering hiervan met de corona. Een unieke kans
dat, gezien de aanwezige proefopstelling, niet gemist kon worden.
Op de donderdag (7 juli) is tevens een extra dimensie toegevoegd aan de proef door old‐timer
brommers door de tunnel te laten rijden (zie foto’s hieronder). De twee‐taks benzine motoren van
deze brommers kennen doorgaans een slechte verbranding waardoor er in de tunnel een mooi
mengsel van zowel diesel als benzine uitlaatgassen ontstond. Reden om de brommers erbij te
betrekken is om een zo representatief mogelijke omgeving te creëren, vergelijkbaar met een echte
verkeerstunnel waar ook diesel‐ en benzine uitlaatgassen aanwezig zijn. Daarnaast stoten
benzinemotoren meer koolwaterstoffen uit dan dieselmotoren, hetgeen tijdens deze dag
meegenomen is in de meting.
Foto’s 9 t/m 13: Old‐timer brommers in de Dommeltunnel
4.3 Samenvatting resultaten
Voor een uitvoerige rapportage van de behaalde resultaten tijdens de proef in de Dommeltunnel
wordt verwezen naar bijlage 1. Hieronder wordt puntsgewijs een samenvatting gegeven van de
belangrijkste resultaten.
Met beginconcentraties van 10ppm aan NOx in de tunnel is een verwijderingsrendement
gehaald van 80 ‐ 90% bij 10 J/l en circa 525 m 3 /uur.
Bij 5 J/l (525m 3 /uur) wordt met een beginconcentraties van 10ppm NOx een rendement van
70 – 80% gehaald. Dit is opmerkelijk omdat het rendement nagenoeg hetzelfde is als bij het
dubbele aan energiedichtheid (10 J/l).
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
16

Het gemiddelde verwijderingsrendement van koolwaterstoffen is vastgesteld op 50%. Een
hogere verwijderingsrendement is gehaald bij lagere influent concentraties.
Voor fijnstof zijn simultaan drie verschillende fractiegroottes gemeten: PM0.25 – PM1.0,
PM1.0 – PM2.5 en PM2.5 – PM10. Er blijkt al een behoorlijke verwijdering (tot 60%) van de
fractie aan fijnstof boven PM1.0 te zijn zonder dat de corona reactor actief is. Wanneer de
corona actief wordt neemt de verwijdering verder toe:
o PM0.25 – PM1.0: verwijderingsrendement van 60%
o PM1.0 – PM2.5: verwijderingsrendement van 90%
o PM2.5 – PM10: verwijderingsrendement van 95%
Van het totaal aan gemeten fijnstof valt het overgrote deel binnen de kleinste fractie tussen
PM0.25 en PM1.0 of lager (kleiner dan PM0.25).
Er kon geen conclusie getrokken worden over de verwijdering van de aller kleinste deeltjes
(kleiner dan PM0.25) met de Corona. De metingen vertoonden onverklaarbare storingen
tijdens de proef.
Foto’s 14, 15 en 16: Uitvoering metingen tijdens proef en meetapparatuur
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
17

4.4 Conclusie proef in de Dommeltunnel
Eind juni / begin juli is de Dommeltunnel in Eindhoven omgetoverd tot een ware testlocatie voor het
behandelen van verkeerslucht. Omdat met name fietsers gebruik maken van deze tunnel was er
aanvankelijk onvoldoende verkeerslucht aanwezig om een representatieve proef uit te voeren.
Zodoende is artificieel verkeerslucht (uitlaatgassen) de tunnel ingeblazen. Naast dieseluitlaatgassen
zijn tevens benzineuitlaatgassen gecreëerd in de tunnel door old‐timer twee‐taks brommer door de
tunnel heen en weer te laten rijden. Al met al is een goed mengsel van uitlaatgassen ontstaan
vergelijkbaar met een echte verkeerstunnel. Om de overlast voor passanten te minimaliseren zijn de
proeven buiten het spitsuur uitgevoerd.
Eenmaal op concentratie niveau is de lucht in de tunnel afgezogen en naar de Corona
luchtbehandelingsinstallatie geleid. Hier zijn metingen verricht aan NOx en fijnstof, de twee stoffen
die bij verkeersemissiemetingen getoetst worden aan de landelijke emissienormen. Daarnaast zijn
ook metingen gedaan naar koolwaterstoffen. Door concentraties vóór en na de installatie te meten,
kon het verwijderingsrendement bepaald worden.
In de tunnel zijn NOx concentraties tussen de 4 en de 10 ppm gemeten. Na behandeling bij 5 J/l en
10 J/l lagen de concentraties in beide situaties rond de 1 ppm hetgeen resulteert in een
verwijderingsrendement van respectievelijk 75% en 90%. Hieruit kan geconcludeerd worden dat het
systeem een beter rendement haalt bij hogere concentraties en dat het verwijderingsrendement bij
5 J/l vergelijkbaar is met 10 J/l. Overigens zijn er betere resultaten in de Dommeltunnel gehaald dan
op labschaal. Uit het onderzoek is tevens naar voren gekomen dat het verwijderen van influent
concentraties beneden de 3 ppm bij 10J/l energetisch minder interessant is omdat de
verwijderingspercentages fors teruglopen beneden deze waarde.
Wat betreft het afvangen van fijnstof met de Corona dat als ‘bijvangst’ beschouwd werd zijn
verbazingwekkend goede resultaten behaald. Landelijk wordt er een norm gehanteerd voor fijnstof
met fractiegrootte PM10. Verwacht wordt dat er binnen enkele jaren de norm wordt aangescherpt
waarbij een norm wordt gegeven voor de kleinere fractiedeeltjes PM2.5. Tijdens de proef in het
Dommeltunneltje zijn metingen verricht naar zowel de PM10 als de PM2.5 facties aan fijnstof.
Daarnaast zijn ook metingen gedaan naar de nog fijnere stofdeeltjes onder de PM2.5.
Voor de fractiegrootte tussen de PM2.5 en de PM10 is een verwijderingsrendement rond de 95%
gehaald. Tussen PM1.0 en PM2.5 is 90% verwijderd en tussen PM0.25 en PM1.0 is een
verwijderingsrendement van 60% gehaald. Er kon helaas geen conclusie worden getrokken
betreffende de resultaten van de nano partikels (

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
19

5 Fase 3 Vertaling naar full scale (Eindhovense Hot Spot)
Tijdens fase 1 en 2 zijn respectievelijk op labschaal en op ‘schaalmodel’ in de Dommeltunnel proeven
uitgevoerd met het verwijderen van schadelijke stoffen uit verkeerslucht. De resultaten bieden
voldoende basis om een vertaalslag te kunnen maken naar een werkelijke verkeersknooppunt (Hot
Spot) in Eindhoven. In dit hoofdstuk zal zowel op de mogelijkheden en onmogelijkheden worden
ingegaan hiertoe. Tevens zal een globale kostenraming worden gepresenteerd waarin de
verschillende componenten uiteen worden gezet.
5.1 Keuze Hot Spot
De keuze voor de hotspot in Eindhoven is in overleg met de Milieudienst gevallen op de kruising
Mauritsstraat‐ Willem de Zwijgerstraat samen met de kruising Mauritsstaat‐ Hoogstraat. Het betreft
een complex kruispunt in de binnenring van Eindhoven. Ter plaatse wordt op dit moment een
luchtkwaliteitsonderzoek uitgevoerd. De eerste signalen wijzen erop dat de luchtkwaliteitsnorm voor
buitenlucht op deze kruising wordt overschreden voor zowel fijn stof als NOx.
Figuur 3: Overzicht van de hot spot Mauritsstraat Eindhoven (route van noord west naar zuid oost op de foto)
5.2 Ondertunneling/overkluizing Mauritsstraat
Om de verkeersemissie rondom bovengenoemde hot spot aan te pakken, zal een overkluizing of
ondertunneling ontwikkeld moeten worden. Dit is makkelijker gezegd dan gedaan. Ter plaatse is
namelijk de bebouwing dermate kort op de weg aanwezig dat overkluizing een heel lastige, maar
niet onmogelijke optie vormt. Daarentegen zal ondertunneling in verband met aanwezige
ondergrondse infrastructuur ook een moeilijke operatie vormen. Voor deze case wordt uitgegaan
van een fictieve overkluizing/ondertunneling. In figuur 4 wordt een voorbeeldschets gepresenteerd
van een combinatie overkluizing/ondertunneling van de Hot Spot aan de Mauritsstraat. In bijlage 2
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
N
20

wordt het HD Clean Tunnel systeem nader toegelicht waar ondertunneling/overkluizing van een
weggedeelte & ventileren en reinigen van de tunnellucht centraal staat.
Figuur 4: Voorbeeldschets overkluizing/ondertunneling Hot Spot Mauritsstraat
Het gaat in de Mauritsstraat om een weglengte van 170 meter over de kruising met de Willem de
Zwijgerlaan en de Mecklenburgstraat enerzijds en de kruising met de Hoogstraat anderzijds.
In verband met de tunnelveiligheid en de beleving van de weggebruikers zal het noodzakelijk zijn
om de kruisingen zelf te overkappen met een koepel, vergelijkbaar met de Duurzame Weg, terwijl
de aan‐ en afvoer wegen wel gesloten getunneld kunnen worden evenals het gedeelte van de
Mauritsstraat tussen de twee kruisingen in.
De tunnel is dermate kort (

A 40
Mecklenburgstraat
B 30
C 30 m
Willem de
Zwijgerstraat
Figuur 5: Schematisch overzicht van de hot spot kruispunten met aantallen rijstroken en lengtes
De aan‐ en afvoer wegen naar de twee kruisingen worden over een korte afstand van 30‐40 meter
overkluisd/ ondertunnelt omdat daar juist het wachtend verkeer voor de stoplichten op de kruising
veel emissie veroorzaakt. Het complex van aan‐ en afvoerwegen en de twee kruisingen worden
volledig gesloten uitgevoerd om de verontreinigde lucht daar te lokaliseren, te concentreren en de
mogelijkheid te realiseren deze af te zuigen en te filteren. Het tracé wordt daarmee autoluw en een
waar eldorado voor voetgangers en fietsers. De busbanen kunnen ook vrij gebruik maken van de
bovengrondse ruimte omdat deze (veelal) aardgasbussen en zeer beperkte uitstoot kennen. De
consequentie van het verkeersluw maken betekent ook dat er niet meer geparkeerd kan worden in
dit gebied, hetgeen nu ook al grotendeels het geval is.
De omgeving kruising Hoogstraat wordt gedomineerd door een bankgebouw en enkele andere
kantoorpanden. Langs de zijwegen naar de kruisingen toe is wel woningbouw en
appartementenbouw aanwezig, zie figuren 6a en 6b. De kruising Willem de Zwijgerlaan, nabij het
meetpunt luchtkwaliteit wordt gedomineerd door woningbouw kort op de rijweg (zie figuren 6c, d
en f).
Figuur 6a: Kruising gezien vanuit Mauritsstraat
richting zuid‐oost (punt A figuur 3)
Mauritsstraat
Hoogstraat
Figuur 6b: Kruising Mauritsstraat Hoogstraat
richting noord‐west (punt G figuur 3)
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
D 90
Bus
E 30 m
F 30
G 40
22

Figuur 6c: Mauritsstraat‐Willem de Zwijgerlaan
richting noord met woningbouw direct op de kruising
Figuur 6d: Mauritsstraat richting Willen de
Zwijgerstraat met woningbouw kort op de rijweg
Figuur 6e: Mauritsstraat richting
Mecklenburgstraat met file verkeer
De buslijnen blijven bovengronds en de rijstroken worden in het model 5 meter breed aangenomen.
De tunnel wordt 5 meter hoog met relatief steile op‐ en afritten. Aanpassen van de verkeerssnelheid
tot 30 km/uur in de tunnel is daarbij vanuit veiligheidsoogpunt gewenst.
In verband met de tunnelventilatie is de totale inhoud van de tunnel en het minimale ventilatievoud
bepalend voor de ventilatiecapaciteit en de luchtbehandelingscapaciteit. Zonder in detail de
tunnelconfiguratie te kennen wordt op basis van de ruwe lengte van de tunneldelen A t/m G (zie
figuur 5) de tunnelinhoud ingeschat op 26.000 m3 (zie tabel 1).
Tabel 1: Inhoud van de tunnel Mauritsstraat
Berekening inhoud tunnel Mauritsstraat
hoogte 5 m
breedte rijstrook 5 m
Tunneldeel lengte in m aantal rijstroken inhoud in m3
A 40 3 3000
B 30 2 1500
C 30 3 2250
D1 45 4 4500
D2 45 6 6750
E 30 1 750
F 30 3 2250
G 40 5 5000
Totaal: 290 26000
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
23

5.3 Emissies in een tunnel
De berekeningen en getallen die genoemd worden in deze paragraaf staan uitgewerkt in een
rekensheet in bijlage 3. Met betrekking tot het aantal voertuigen dat per dagperiode op de
Mauritsstraat rijdt wordt uitgegaan van de meetgegevens van Milieudienst. Voor de uitstoot van
NOx en fijnstof wordt gebruik gemaakt van kengetallen van het RIVM.
Op basis van de meetgegevens van het luchtkwaliteit meetstation bij de Mauritsstraat rijden er
gemiddeld 550 personenvoertuigen en 55 vrachtwagens per 30 minuten in de periode tussen 6.00
en 18.00. Totaal 1.210 voertuigen/uur. In de avond‐ en de nachtperiode zijn deze aantallen
aanzienlijk lager en zal het systeem niet in werking hoeven te zijn. Het is gebleken dat de aantallen
voertuigen over de dag redelijk constant is met een dip rond 9.00 's morgens en een lichte piek rond
17.00. In de berekeningen wordt daar geen rekening mee gehouden.
5.3.1 NOx
Indien geen centrale afzuigventilatie zou worden toegepast in de tunnel, stijgt de concentratie NOx
bij de gemiddeld aangenomen verkeersdrukte in de tunnel met bijna 10 mg NOx/m 3 per uur (zie
rekensheet in bijlage 3). Daarbij is geen rekening gehouden met de natuurlijke trek in de tunnel die
ervoor zal zorgen dat (een deel van) de verontreiniging via de tunnelmonden naar buiten wordt
afgevoerd. De verwachting is echter dat de lucht in de tunnel door de aanwezigheid van het
autoverkeer zonder centrale afzuiging een aanzienlijke verhoging van de NOx en fijnstof
concentraties bij de tunnelmonden zal laten zien.
Een eerste berekening van de NOx productie bij gemiddeld 1.210 personenvoertuigen en 110
vrachtwagens per uur door de Mauritsstraat levert een NOx productie op van 257 g NOx /uur (op
basis van kengetallen van het RIVM). Dit resulteert bij het ontwerp‐afzuigdebiet van 15 m 3 /sec in een
concentratie in de tunnel van 4,75 mg NOx /m 3 (4.750 µg NOx /m 3 ). Bij een verlaging van de
ventilatiecapaciteit neemt de concentratie in de tunnel, bij gelijk blijvende aantallen
motorvoertuigen toe. Voor een optimale werking van de Corona reactor is in fase 1 en 2 van dit
onderzoek gebleken dat een ingangsconcentratie tussen 4 en 10 ppm (ca. 8‐20 mg/m 3 ) NOx is aan te
bevelen. Voor de berekening van de kosten en het ventilatievermogen gaan we
voorzichtigheidshalve uit van de ontwerpdebiet‐capaciteit van de totale Corona installatie van 15
m 3 /s.
In de praktijk kan de totale ventilatie bij het aangenomen gemiddelde aantal voertuigen worden
teruggebracht tot ca. 9 m 3 /sec met een NOx concentratie van ca. 8 mg NOx /m 3 in de tunnel. Bij
toename van het aantal voertuigen op spitsmomenten kan de installatie dan moeiteloos naar 15
m 3 /s worden opgevoerd zonder daarbij in te leveren op rendement .
Deze concentraties NOx in de tunnel zijn weliswaar hoog, maar gezien de korte verblijftijd in de
tunnel zal dit niet tot gezondheidsrisico’s leiden.
5.3.2 Fijnstof (PM10)
De productie van PM10 in de tunnel is aanzienlijk lager dan de productie van NOx (zie rekensheet in
bijlage 3) en komt bij de gemiddeld aangenomen aantallen voertuigen uit op een hoeveelheid van 18
g PM10/uur. Dit resulteert in een concentratie in de tunnel van 330 µg PM10/m 3 bij de aangenomen
verversing van 15 m 3 /sec.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
24

5.4 Luchtbehandeling met de Corona Installatie
Er zijn nog maar weinig technieken beschikbaar die NOx of fijnstof te lijf kunnen gaan. Voor fijnstof
wordt de techniek ‘EPS’ toegepast waarbij elektrostatische bolletjes het fijnstof aantrekken. Voor
NOx verwijdering zijn er systemen bekend die gebruik maken van adsorptie aan chemische
verbindingen of Aktief kool die ter plaatse wordt geresorbeerd. Dit zijn echter zeer kostbare en
ingewikkelde processen. Technieken die tegelijk zowel NOx als fijnstof aanpakken zijn nog niet
beschikbaar. De Corona Pulsed Power Technologie kan hier verandering in brengen.
5.4.1 Corona Technologie
Het pilotonderzoek in de Dommeltunnel heeft uitgewezen dat bij concentraties NOx van 4‐10 ppm
(8‐20 mg/m 3 ) een verwijderingsrendement kan worden bereikt van >80%.
Met de configuratie van de Mauritsstraat waarbij sprake is van 4 grote in‐ en uitgangen en 2 kleinere
in‐ en uitgangen richting binnenstad, lijkt het logisch om de afzuiging centraal in het complexe
tunnelsysteem te plaatsen, midden op de Mauritsstraat tussen de twee kruispunten. Daarmee wordt
gelijkmatig via alle in‐ en uitgangen de lucht naar binnen gezogen en centraal afgevoerd. In dit kader
is geen specifieke studie uitgevoerd naar de exacte luchtverplaatsingen rond de tunnelmonden en de
invloed van de natuurlijke trek op het ventilatieregime. Naarmate de tunnelmonden smaller en
kleiner zijn wordt de invloed van de natuurlijke trek verminderd en ontstaat een betere en
efficiëntere centrale afzuiging. Een verdere vermindering van de uitstroom van verontreinigde lucht
via tunnelmonden kan worden bereikt door luchtgordijnen (vergelijkbaar met de luchtgordijnen die
warmte binnenhouden bij de ingangen van grote warenhuizen) bij de tunnelmonden te plaatsen. Deze zijn
echter kostbaar en vergen veel energie.
De behandeling van de lucht uit de tunnel heeft betrekking op zowel NOx als fijn stof.
De proeven in het Dommeltunneltje hebben aangetoond dat op fijn stof (>PM0.25) een reductie van
>60% kan worden bereikt als "bijvangst" bij de afvang van NOx dus zonder additioneel
voorzieningen. Ter voorkoming van emissie van ozon, dat bij de Corona toepassing word gevormd zal
de lucht via een koolfilter worden nagereinigd. Ook daarin zal nog extra afvang van fijn stof deeltjes
plaatsvinden. Door het AK filter na de Corona Technologie zal additioneel nog NOx worden
afgevangen. Schattingen daarvoor gaan uit van minimaal 30% van de overgebleven restemissie van
Corona. Daarmee zou het rendement van de totale installatie komen op 87% NOx verwijdering.
Wat betreft PM10 is de verwachting dat het verwijderingsrendement op >75 % uit zal komen in de
combinatie Corona Technologie en Actief Kool. Dat resulteert in een concentratie van PM10 van 83
µg PM10/m 3 in de gereinigde lucht.
Door dat de gefilterde lucht midden op de autovrije Mauritsstraat kan worden geëmitteerd ontstaat
er plaatselijk een licht verhoogde NOx en PM10 concentratie. De emissie op het emissie punt
bedraagt 54.000 m 3 /uur met een concentratie van

estconcentratie ook wat hoger) dan is nog sprake van een verwaarloosbare bijdrage aan NOx in de
buitenlucht door de Corona Unit. In figuur 8 hebben we die verhoogde emissie qua verspreiding in
beeld gebracht. Zie ook de berekeningen van de verspreidingscontour in de bijlage 4.
Stikstofdioxide (NO2) Fijn stof (PM10)
Figuur 7: Bijdrage NOx en PM10 in µg /m 3 vanuit de luchtbehandeling aan de buitenlucht bij een emissie van 0,6
mg NOx/m 3
Stikstofdioxide (NO2)
Figuur 8: Bijdrage NOx in µg /m3 vanuit
de luchtbehandeling aan de buitenlucht
bij een emissie van 1,5 mg NOx/m3
5.4.2 Optimale toepassing Corona Pulsed Power Technologie: 10KW of 30KW
Gebleken is dat met hogere influent concentraties aan NOx er een beter verwijderingsrendement
gehaald kan worden met de huidige 10KW Corona Pulsed Power installatie. Hogere influent
concentraties kunnen worden bereikt door het ventilatiedebiet te verlagen. Een tweede optie is om
een installatie te bouwen met meer vermogen (30KW). Hiermee kunnen hogere luchtdebieten
behandeld worden met vergelijkbare verwijderingsrendementen.
Voor de 10 kW installatie bij een gewenste energieniveau in het plasma van minimaal 5 en optimaal
10 J/l ligt de grensbelasting in m 3 /uur op resp. 2 en 1 m 3 /sec. ofwel 7.200 en 3.600 m 3 /uur. Daarmee
wordt het gewenste maximale debiet per straat van 18.000 m 3 /uur op dit moment niet gehaald.
De consequentie hiervan is dat de concentratie in de tunnel zal kunnen stijgen bij het gemiddeld
aangenomen verkeersaanbod. Bij 3x2 m 3 /sec onttrekking is de ingangsconcentratie bij het
gemiddelde verkeersaanbod NOx 11,9 mg/m 3 . Voor de werking van de Corona Reactor is dit een hele
gunstige waarde. Omdat bij deze luchtdebieten de energiedichtheid slechts 5 J/l bedraagt zal het
rendement van de reiniging wat lager liggen dan 80% en rond 75 % uitkomen.
Het alternatief is om een extra luchtbehandelingsinstallatie van 10 kW (dus totaal 4x2 m 3 /sec.) te
plaatsen zodat in totaal 40 kW beschikbaar is. Daarmee wordt dit probleem ondervangen en kan bij
een totaal luchtdebiet van 8 m 3 /sec een gemiddeld niveau van ca. 9 mg NOx /m 3 in de tunnel
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
26

worden bereikt. Dit wordt dan bereikt met een gemiddeld verwijderingsrendement van 75 % + het
effect van ca. 30 % in het AK filter ofwel een totaal verwijderingsrendement van.ca. 83%.
De tweede optie bij gebruik van 3 installaties van ieder 30 kW speelt de capaciteit geen beperkende
rol meer. Met een 30 kW installatie kan bij een energiedichtheid van 6 J/l het maximale debiet van 5
m 3 /sec, omgerekend 18.000 m 3 /uur worden bereikt. Omdat bij dit maximale debiet de
ingangsconcentratie beperkt is tot 4,75 mg NOx/m 3 is het wenselijk om bij de gemiddelde intensiteit
van de 1.210 voertuigen door de tunnel het luchtvolume te beperken zodat aan een minimale
concentratie in de aanvoer van ca. 8 mg/m 3 wordt voldaan. Dit wordt bereikt bij het reeds
genoemde debiet van ca. 3 m 3 /sec per straat. De 30 kW installatie kan deze luchtstroom bij de
optimale energiedichtheid van 10 J/l verwerken bij het eerder berekende rendement van 87%.
Samenvattend: voor de luchtbehandeling is sprake van twee opties: toepassing van 3 of 4 x 10 kW
Corona Pulsed Power installaties met een NOx verwijderingsrendement van 83% (deze installatie is
reeds beschikbaar), of 3 x 30 kW installaties met een rendement van 87% verwijdering. De laatste
gaat echter gepaard met hogere elektrakosten.
5.5 Nabehandeling met Actief Kool
Achter de Corona reactor wordt een actief kool filter nageschakeld om de ozon productie in de
Corona reactor te elimineren. De hoeveelheid ozon die wordt geproduceerd is beperkt maar
aangezien ozon giftig is zal emissie naar de omgeving moeten worden voorkomen.
Voor de dimensionering van dit filter en de berekening van de weerstand over het filter, wordt
uitgegaan van een grove koolsoort van 3‐4 mm korrels. Deze z.g. RB4 korrel wordt universeel
toegepast voor luchtfiltering van grote volumes lucht waarbij lage weerstand belangrijk is.
Voor 18.000 m 3 /uur (5 m 3 /s) is bij een maximum snelheid over het filter van 50 cm/s (0,5 m 3 /m 2 .s)
een oppervlak nodig van ca. 10 m 2 . Om de weerstand over het filter zo laag mogelijk te krijgen is een
vergroting van het filterbed tot ca. 30 m 2 nodig, dat is ruwweg de oppervlakte van een 40 voets
container (12 x 2,44 m) (Een TEU is 20 voet (ca. 6 meter) lang, 8 voet (2,44 meter) breed en 8 1/2 voet (2,60 meter)
hoog.). De snelheid zakt dan naar 5m 3 /s/30m 2 =0,17 m ofwel 17 cm/s.
Uitgaande van een noodzakelijke verblijftijd in het koolfilter van minimaal 0,5 seconde
(ervaringscijfer van Norit) om volledige ozon verwijdering te bereiken, is een laagdikte van slechts 10
cm nodig. Omdat vanwege randverschijnselen de laagdikte van een koolfilter minimaal 25 cm moet
zijn (aanbeveling van Norit), wordt dat het vertrekpunt. Dat betekent tevens dat het rendement van
de filtering en ook de filterbed standtijd met sprongen gaat stijgen. De weerstand is bij een snelheid
van 25 cm/s ca. 1‐1,25 kPa/m laagdikte, zoals uit Tabel 2 blijkt.
De weerstand over het koolfilter bedraagt daarmee bij 25 cm laagdikte slechts ca. 0,25‐ 0,31 kPa
ofwel 250‐310 Pa. Met de berekende 17 cm /sec zal de weerstand nog wat lager uitvallen, hetgeen
gunstig is voor het energiegebruik van de ventilatoren.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
27

Tabel 2: Weerstandtabel van Norit actief kool korrels
5.5.1 Praktische uitvoering met Actief Kool
De filterunit kan als een 40 voet container worden uitgevoerd waarbij de lucht horizontaal vanuit de
Corona installatie naar het 2,4 meter brede filter wordt gevoerd. Het filterbed wordt schuin
diagonaal in de container geplaatst met de 25 cm dikke koollaag. Met die schuine stand kan in de 40
voet container toch 30 m 2 filteroppervlak worden bereikt. De lucht doorstroomt zodoende schuin
door het filter heen en hierdoor ontstaan geen afwijkende stroombeelden en delen van het bed die
slecht doorstroomd worden. Schematisch is dat in figuur 9 gevisualiseerd.
Ook andere uitvoeringsvormen met behulp van AK cassettes in een verticaal doorstroomd filter zijn
denkbaar.
Zijaanzicht
Bovenaanzicht
Figuur 9: Schematische verticale en horizontale doorsnede van een AK filter
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
28

5.5.2 Rendement op ozonverwijdering met Actief Kool
Het probleem van mogelijke condensatie in het koolfilter kan een vermindering van het rendement
van het filter veroorzaken. Bij een aangenomen ozon emissie van 10 mg/m 3 uit de Corona reactor en
een rendement van 98% (ervaringscijfer van Norit dat dit rendement gemakkelijk wordt gehaald)
ontstaat een emissie van 0,4 mg/m 3 uit de schoorsteen. Door verdunning in de buitenlucht (die al
gauw een factor 100 bedraagt) zal de concentratie op leefniveau in de Mauritspassage heel ver
beneden de 0,1 mg/m 3 grenswaarde voor ozon blijven. Zou de emissie uit de schoorsteen 1 mg
ozon/m 3 bedragen, dan nog is bij een factor 100 verdunning een heel veilige situatie met betrekking
tot blootstelling van 0,01 mg O3/m 3 op leefniveau aan de hand.
5.6 Warmteberekening
De warmte als gevolg van het autoverkeer door de tunnel kan in theorie worden teruggewonnen. Bij
de schatting van het vermogen dat in de tunnel wordt opgewekt wordt uitgegaan van het
brandstofverbruik van de voertuigen. Aangenomen wordt dat het totale brandstofverbruik, op
(in)directe wijze wordt omgezet in warmte. Zie tabel 3.
De gemiddelde energie‐inhoud bij 50% benzine en 50% diesel bedraagt circa 35 MJ/liter brandstof
(9,7 kWh/liter). Stel dat de auto's in de tunnel (van 290 m lengte) rijden met een gemiddeld verbruik
van 1:12 dan bedraagt het brandstofverbruik in de tunnel 0,024 liter per auto. Dit is 29 liter per uur
voor 1210 auto’s. De 29 liter vertegenwoordigd een energiehoeveelheid van circa 0,28 MWh in dat
uur. Alle energie die in de brandstof zit wordt in feite in warmte omgezet (koeling, wrijving,
luchtweerstand, etc.). De tunnel kan dus een energiebron worden beschouwd met een vermogen
van maximaal circa 0,28 MW.
Voor een snelwegtunnel van 1000 meter bedraagt dat vermogen echter ca. 100 keer zo veel.
Tabel 3: Energie/warmteproductie in een tunnel
Energieproductie in tunnels stadstunnel snelwegtunnel
snelheid 30‐50 100 km/uur
verbruik: 1 liter op 12 7 km
lengte tunnel 290 1000 meter
aantal auto's 1210 20000 auto's/uur
afgelegde km's in een uur 351 20000 km
verbruik per uur 29 2857 liter brandstof
energieinhoud brandstof 9,7 9,7 kWh/l
totale energie per uur 284 27714 kWh
totaal vermogen 0,28 28 MW
Naast de warmteproductie van auto’s wordt met de ventilatie natuurlijk ook verse buitenlucht met
een bepaalde temperatuur in de tunnel gezogen, waar rekening mee moet worden gehouden. Bij
een overkapping met glas, speelt ook de zoninstraling een grote rol.
Voor het terugwinnen van warmte is dit vermogen in een tunnel, zoals die er zou komen bij het
kruispunt bij de Mautitsstraat, dermate laag dat terugwinnen geen reële optie vormt. Dit betekent
dat het HD Clean Tunnel systeem het in dit geval zonder de opbrengsten van warmte toepassing
moet doen. Bovengenoemde snelweg met 4 rijbanen en veel verkeer toont wel een interessant
warmtebeeld en, toegepast op een andere hotspot in Eindhoven zou dit wel tot
warmteterugwinning kunnen leiden (zie bijlage 2).
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
29

5.7 Globale kosten aanpak Hot Spot in Eindhoven
Het HD Clean Tunnel Concept (HD CTC) wordt ondersteund door een aantal partner bedrijven in een
nog op te richten consortium die dit concept naar de markt gaat brengen. Via deze partnerbedrijven
(die allen op specifieke onderdelen kennis en ervaring hebben die in het HD CTC wordt ingebracht)
zijn schattingen gemaakt welke kosten met het hotspot concept gemoeid zouden zijn.
5.7.1 Ondertunneling/overkluizing
Voor de globale kosten van ondertunneling van de Mauritsstraat is de situatie vergeleken met een
andere stadstunnel van, in dit geval, 600 meter. Op basis van de globale kosten per m 3 tunnelinhoud
is de vergelijking gemaakt. Voor een tunnel bij de Mauritsstraat (zie figuur 4) zouden de kosten bij
een aangenomen kostprijs van € 600,‐‐/m 3 tunnelinhoud, indicatief uitkomen op ca. € 15,6 mln.
Indien het tracé zou worden overkluisd met een transparante kapconstructie is de verwachting dat
dit tegen vergelijkbare of iets lagere kosten kan plaatsvinden. (o.b.v. informatie van vakgroep infra van
Oranjewoud Ingenieursbureau)
5.7.2 Ventilatie
Bij de ventilatie van het tunnelsysteem is ervan uitgegaan dat er over alle tunnelopeningen een
netto naar binnen gerichte luchtstroom zal ontstaan.
In de praktijk kan door bovengrondse weersomstandigheden als wind, sprake zijn van beïnvloeding
van de hoeveelheid netto naar binnen tredende lucht. Dit zal lokaal tot een verstoring van de
stromingsomstandigheden leiden. Omdat we echter te maken hebben met een sterk verstedelijkte
omgeving zal de netto windinvloed beperkt blijven. De verwachting is dat > 80‐90% van de
verontreiniging in de tunnel inderdaad via het centraal afzuigsysteem wordt onttrokken.
De ventilatie capaciteit van 54.000 m 3 /uur kan worden verzorgd door een 3‐tal ventilatoren van
ieder 3,5 kW, één per luchtbehandelingsstraat. De meeste weerstand op het systeem zal door de
Actief Koolfilter (AK) nafiltering worden veroorzaakt. Deze weerstand over het AK filter bedraagt
globaal 250‐310 Pa. De weerstand over de reactor is vergelijkbaar met de weerstand over de
leidingen. Uitgegaan wordt van 15 meter leiding per straat. Deze leidingen kunnen zo kort zijn omdat
de installatie direct op het dak van de tunnel wordt gebouwd en de lucht in het brede centrale deel
tussen de twee kruispunten op de Mauritsstraat ongehinderd naar het centrale afzuigsysteem kan
stromen. Het systeem krijgt standaard luchtkanalen met een diameter van 1,2 meter of een
equivalent rechthoekig kanaal van 100 x 88 cm . Ook de reactor ruimte en de AK filtering wordt op
dat niveau gedimensioneerd. Daarmee is de luchtweerstand als gevolg van de luchtsnelheid
minimaal.
De indicatieve kosten van ventilatie met 3 units bedragen qua investering ca. € 5.000,‐‐ per straat.
De exploitatiekosten aan energie bedragen 3 x 3,5 kWh/uur ofwel € 1,90 /uur bij een kWh prijs van
0,18 ct/kWh incl. belasting. Per dag wordt de energierekening ca. € 20,‐‐/dag bij 13 draaiuren/dag op
gemiddeld 80% vermogen. De exploitatiekosten per jaar bij 250 werkdagen bedragen alleen aan
energiegebruik ca. € 5.000,‐‐/jaar. (o.b.v. informatie van UC Technologie)
5.7.3 Corona Air Treatment
Hoewel de Corona Pulsed Power Technologie (CPPT) nog in een doorontwikkeling stadium verkeert,
kan wel een globaal investeringsplaatje voor een installatie geschikt voor een tunnel als die bij de
Mauritsstaat worden gegeven. Uitgaande van een debiet van 15 m 3 /s ofwel 54.000 m 3 /uur moet
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
30

gedacht worden aan minimaal 4 systemen van 10 kW vermogen met ieder een reactorinhoud van ca.
5 m 3 . Daarmee komt de verblijftijd voor de lucht in de maatgevende situatie op ca. 1 sec.
Het proefonderzoek in het Dommeltunneltje heeft uitgewezen dat deze verblijftijd en
energiedichtheid van minimaal 5 J/l voldoende is om een 75‐80% verwijdering van NOx mogelijk te
maken. De verwijdering van fijn stof totaal (PM10) zal met Corona Technologie ca. 80% kunnen
bedragen. Voor de heel kleine fractie PM0,1 ligt het verwijderingsrendement op ca. 50%. Door de AK
filtering t.b.v. het verwijderen van ozon zal zeker nog additioneel de zeer fijn stof fractie verder
worden tegengehouden op het actief kool. Uit recent onderzoek blijkt dat juist de kleinste fracties
fijn stof het meest schadelijk voor de gezondheid zijn. De normen zijn echter gericht op de fracties
PM10 en PM2,5.
De investering in een 10 kW systeem vergt naar verwachting circa 150 k€ per unit. De investering in
een 30 kW systeem waarmee ook grotere luchtdebieten kunnen worden behandeld liggen naar
verwachting in dezelfde ordegrootte van 150‐200 k€.
De kosten van exploitatie van de 4 CPPT units qua energiegebruik bedragen 4 x 10 kWh/uur
ofwel € 7,20/uur bij een kWh prijs van 0,18 ct/kWh incl. belasting. Per dag betekent dit bij een
draaitijd van 8.00 tot 19.00 op gemiddeld 80% van het vermogen € 75,‐‐/dag.
De exploitatiekosten per jaar bij 250 werkdagen bedragen voor 4 x 10 kW ca. € 19.000,‐‐/jaar.
Voor een 3 x 30 kW installatie zijn de exploitatiekosten per uur 3 x 30 kWh/uur ofwel € 16,‐‐/uur. Per
dag wordt dat een rekening van € 168,‐‐/dag bij gemiddeld 80% vermogen.
De exploitatiekosten per jaar bij 250 werkdagen bedragen dan ca. € 42.000,‐‐/jaar.
Verder geldt nog dat er ook onderhoud gepleegd moet worden aan de installatie. Hierbij wordt
uitgegaan van € 50.000,‐/jaar aan onderhoud voor zowel 4 X 10KW als 3 X 30KW installaties. Dit is
inclusief regulier onderhoud, schoonmaken, renoveren plasma switch, jaarlijkse check en groot
onderhoud, vervangende onderdelen en projectleiding. (o.b.v. informatie van HMVT/TUe)
5.7.4 Nafiltering met Actief Kool
De kosten van AK filtering met een capaciteit van 3 x 18.000 m 3 /uur bedragen qua investering in de
filterbehuizing indicatief € 25.000,‐‐ per straat. Daarvoor kan een 40 voets container omgebouwd
worden, voorzien van luiken en condenswaterafvoer en voorzien van een rvs supportbed voor de
koollaag.
Voor het actief kool bed is 7,5 m 3 AK korrels nodig ofwel ca. 4.000 kg. Deze filtervulling kost per
vulling ca. € 8.000,‐‐ per straat, inclusief het aanbrengen/wisselen.
Hierbij zijn niet de kosten van regeneratie van het kool opgenomen. Het is op dit moment niet
duidelijk of bij het verwijderen van ozon kool moet worden geregenereerd of dat het een kwestie is
van bijvullen van kool vanwege de afname van de dikte van het koolbed door verbranding door
ozon.
De jaarlijkse exploitatiekosten in de vorm van wisseling van het aktief kool bed is sterk afhankelijk
van hoe het bed zich in de praktijk van de filtering houdt. Daarmee bestaat nog geen ervaring. (o.b.v.
informatie van Norit)
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
31

5.7.5 Warmte toepassing: WKO
Gezien de lage energie‐inhoud van de tunnel en het kleine opgebouwde bronvermogen in de tunnel
is warmteterugwinning niet verder onderzocht. Voor snelwegtunnels is op andere projecten (o.a A2
Maastricht) wel de haalbaarheid van warmte terugwinning en toepassing uit tunnelventilatielucht
onderzocht. Hier blijkt dat in 4 jaar tijd de investeringen in tunnelventilatie via warmteterugwinning
kunnen worden terugverdiend (dus exclusief de investering in de tunnel zelf). Dit is in lijn met het HD
Clean Tunnel Systeem. Voor meer informatie hierover wordt verwezen naar bijlage 2.
5.7.6 Samenvatting van de kostenindicatie
In onderstaande tabel 4 zijn de indicatieve kosten zowel qua investering als qua exploitatiekosten
samengevat.
Tabel 4: Samenvatting investering‐ en exploitatiekosten luchtbehandeling in tunnel in Mauritsstraat
Investering‐ en exploitatiekosten luchtbehandeling in tunnel
Investering Exploitatie Opmerking bij exploitatie kosten
Reële optie k€ k€/jr
Tunnel 15.600 ‐
Corona Unit 4x10kW 600 19 alleen energiekosten
Onderhoud Corona unit ‐ 50
AK filtering 75 24 bij jaarlijkse filterwisseling
Ventilatie 15 5 alleen energiekosten
Totaal 16.290 98
Gewenste optie k€ k€/jr
Tunnel 15.600 pm
Corona Unit 3x30kW 600 42 alleen energiekosten
Onderhoud Corona Unit ‐ 50
AK filtering 75 24 bij jaarlijkse filterwisseling
Ventilatie 15 5 alleen energiekosten
Totaal 16.290 121
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
32

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
33

6 Conclusie toepassing Corona bij Eindhovense ‘Hot Spot’
De proef op labschaal, uitgevoerd eind 2010, begin 2011, heeft aangetoond dat met de huidige
Corona Pulsed Power Technologie het nog niet mogelijk is om NOx concentraties onder de 1 ppm te
verwijderen. Concentraties tussen 4 en 10 ppm zijn echter wel goed behandelbaar. De proeven bij de
Dommeltunnel bevestigen deze bevinding. Voor NOx zijn verwijderingsrendementen rond de 90%
gehaald en voor fijnstof tussen 80 en 90%. De vraag is echter of concentraties tot 10 ppm aan NOx in
tunnels acceptabel zijn.
Voor de vertaling naar een Eindhovense ‘Hot Spot’ is gekozen voor de verkeersknooppunt
Mauritsstraat‐ Willem de Zwijgerstraat. Deze wordt gekenmerkt door hoge gehalten aan NOx en
PM10 gedurende de dagperiode op werkdagen. De blootstelling aan deze luchtverontreiniging als
gevolg van autoverkeer kan worden verminderd/opgeheven door op deze hotspot een scheiding van
autoverkeer en omgeving te realiseren. In deze rapportage is niet ingegaan op de praktische en
economische mogelijkheden van deze scheiding. Daarvoor staan 2 wegen open: ondertunneling of
overkluizing. In beide gevallen zal, indien geen aanvullende maatregelen worden genomen, de
verontreiniging vanwege het autoverkeer zich gaan concentreren rond de tunnelmonden. Door
afzuiging van de tunnel/overkluizing en behandeling van de afgezogen lucht wordt feitelijk de
emissie van het verkeer vergaand teruggedrongen.
Corona Pulsed Power Technologie biedt de mogelijkheid om zowel fijn stof PM10 als NOx uit de
afgezogen lucht te verwijderen. Het fase 3 onderzoek (vertaling naar een full scale situatie bij een
Hot Spot in Eindhoven) laat zien dat met een beperkte afzuiging een weliswaar hoge, maar optimaal
behandelbare NOx concentratie in de tunnel wordt verkregen en daarbij minimaal 80% en
waarschijnlijk 87% verwijdering kan worden gerealiseerd. Fijn stof wordt naar verwachting tot 75%
verwijderd zonder additionele handelingen. De verspreiding van de gereinigde lucht met
restconcentraties NOx en fijn stof op leefniveau geeft geen significante bijdrage aan de
omgevingsconcentraties in het gebied.
De financiële haalbaarheid van het luchtbehandelingssysteem ziet er in relatie tot de benodigde
investering in een tunnel/overkluizing, gunstig uit. De investering in luchtbehandeling bedraagt ca.
1% van de investering in ondertunneling/overkluizing. De exploitatiekosten komen uit tussen de
circa 95 en 120 K€/jaar aan energiekosten en onderhoud. Het effectief terugwinnen van energie uit
de warmte in de tunnel wordt in deze situatie niet mogelijk geacht omdat het rijdend verkeer niet
genoeg (warmte)energie oplevert. Hierdoor liggen de baten enkel in het creëren van een schoner
leefmilieu, autoluwe Mauritsstraat en ruimte met economische waarde..
Indien wordt besloten tot een verhoogde afzuiging waarbij de concentraties in de tunnel worden
beperkt tot

Hannover Milieu‐ en Veiligheidstechniek B.V.
Maxwellstraat 31
Postbus 174
6710 BD EDE
T (0318) 62 46 24
F (0318) 62 49 13
www.corona‐airtreatment.com
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
35

BIJLAGEN
bijlage 1 Haalbaarheidsstudie verbetering luchtkwaliteit door TUe
bijlage 2 HD Clean Tunnel Systeem
bijlage 3 Uitwerking berekening productie en verwijdering NOx en fijnstof in een tunnel
bijlage 4 Verspreidingsberekening NOx en PM10 Mauritsstraat te Eindhoven
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
36

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

ijlage 1 Haalbaarheidsstudie verbetering luchtkwaliteit door TUe
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Verwijdering van lage concentraties NOx m.b.v. corona technologie
Haalbaarheidstudie verbetering luchtkwaliteit omgeving verkeerstunnels
Datum: 30-09-2011
Auteur: F.J.C.M. Beckers

Inhoud
1. Inleiding...................................................................................................................................................... 5
2. Corona technologie ..................................................................................................................................... 6
3. Proces NOx verwijdering ............................................................................................................................ 8
4. Opzet experimenten .................................................................................................................................... 9
4.1 Lab opstelling ...................................................................................................................................... 9
4.2 Tunnelproef ........................................................................................................................................10
4.3 Diagnostiek .........................................................................................................................................11
4.3.1 NOx ..............................................................................................................................................11
4.3.2 Ozon ............................................................................................................................................14
4.3.3 Fijnstof ........................................................................................................................................14
4.3.4 Totaal C ......................................................................................................................................15
4.3.5 Plasma energie ............................................................................................................................15
4.3.6 Lucht flow ...................................................................................................................................15
5. Resultaten ..................................................................................................................................................16
5.1 Labproeven .........................................................................................................................................16
5.1.1 NOx productie .............................................................................................................................16
5.1.2 10ppm NOx verwijdering .............................................................................................................16
5.2 Tunnel proef .......................................................................................................................................18
5.2.1 NOx verwijdering ........................................................................................................................18
5.2.2 Totaal C verwijdering .................................................................................................................21
5.2.3 Fijnstof verwijdering ...................................................................................................................21
6. Conclusies .................................................................................................................................................27
3

1. Inleiding
HMVT heeft in samenwerking met de EES (Electrical Energy Systems) groep van de Technische
Universiteit Eindhoven in opdracht van Stichting Regio Eindhoven (SRE) een haalbaarheidsonderzoek
uitgevoerd in het kader van verbetering van luchtkwaliteit in stedelijke gebieden met hoge
verkeersemissies. Het onderzoek richt zich op het verwijderen van lage concentraties NOx met behulp van
de corona technologie. De techniek zou kunnen worden toegepast in o.a. verkeerstunnels en
parkeergarages. De studie bestaat uit een vooronderzoek op labschaal om de verwijdering van lage
concentraties NOx m.b.v. de corona ontladingen in kaart te brengen. Tijdens fase 2 van het onderzoek is een
pilot installatie bij het Dommeltunneltje in Eindhoven opgebouwd om de technologie in de praktijk te
testen. Naast verwijdering van NOx is ook het verwijderingrendement van fijnstof nader bekeken.
In dit rapport zal NOx verwijderingproces worden toegelicht. Diagnostieken, meetproblematiek, en opzet
van experimenten is beschreven in H4. Resultaten van lab- en veldwerk zijn te vinden in H5.
5

2. Corona technologie
De corona technologie is een elektrische procestechnologie die gebruik maakt van hoogspanningspulsen op
een set elektroden binnen een reactor. Hierdoor ontstaat in de reactor een wolk van mini vonkjes, een
zogenaamde corona-ontlading. Deze wolk van vonkjes produceert continu actieve deeltjes zoals elektronen,
ionen en radicalen. De actieve deeltjes initiëren fysische en chemische processen die vervolgens leiden tot
conversie van o.a. koolwaterstoffen, NOx, geurcomponenten of tot inactiveren van micro-organismen of tot
filteren van fijnstof. Toepassingen van deze technologie liggen vooral op het terrein van verkeersemissies,
de reductie van geur en ammoniak, fijnstof en vluchtige chemische componenten in luchtstromen, het
inactiveren van micro-organismen in lucht en water en afvalwaterreiniging, en meer in de toekomst,
elektrisch-geactiveerde katalysatoren, biogas conditionering, plasmaconversie en plasma-assisted
combustion. De techniek kan worden toegepast in diverse bedrijfstakken: verkeerstunnels, intensieve
veehouderij, petrochemie, voedings- en genotmiddelenindustrie, composteerbedrijven,
mestverwerkingsbedrijven, afvalverwerkingsbedrijven.
Voor verwezenlijking van deze technologie is een systeem nodig dat bestaat uit een hoogspanningsvoeding
en een reactor. De hoogspanningsvoeding is een apparaat dat continu elektrische pulsen maakt met een
hoog piekvermogen, wel zo’n 100 MW maar met een extreem korte pulstijd in ordergrootte van enkele
tientallen nanoseconden. De hoogspanningspulsen kunnen worden gesuperponeerd op een DC spanning tot
30 kV. Dit verhoogt de inkoppeling van energie en verbeterd tevens het rendement op elektrostatisch stof
afvangen. De pulsen worden continu herhaald, tot duizend keer per seconde. Via een
hoogspanningsdoorvoer gaan de pulsen naar de reactor. De pilot corona reactor bestaat uit 16 metalen
cilinders met in het hart van iedere cilinder een dunne metalen draad (figuur 1). De pulsen maken in het
aanwezige gas elektronen vrij die door de puls voldoende energie meekrijgen om de benodigde chemische
reacties op gang te brengen. Dit is chemie met behulp van elektronen, zonder thermische verhitting van het
gas. Omdat het gas koud kan blijven kost coronachemie veel minder energie dan conventionele chemie. Het
te behandelen gas stroomt door de reactor.
Zijaanzicht Bovenaanzicht
Figuur 1: Schematic weergave HPPS reactor. Figuur 1a: Bovenaanzicht reactor.
6

Boven in de reactor zijn venturi sproeiers geplaatst waarmee water wordt verneveld. Het water heeft een
gunstig effect op de chemische processen en vormt tevens het transportmechanisme voor de afvoer van
vaste deeltjes en gevormde zouten. Een groot deel van de waterdruppeltjes zal geladen worden in de corona
ontladingen en onder invloed van het aanwezige elektrische veld naar de wanden van de cilinders worden
verplaatst. Doordat de gasstroom in het plasma zeer turbulent is worden de gevormde oplosbare moleculen
langs de wand bewogen waar ze kunnen oplossen in de waterfilm.
Nog nader ingaand op de chemie met behulp van een coronareactor kunnen we het volgende toevoegen:
Het basismechanisme van deze chemie is het klieven van moleculen door botsingen met snelle elektronen.
Dat zijn de door de puls vrijgemaakte elektronen. De snelheid die deze elektronen meekrijgen is een
belangrijke parameter. De pulsvorm bepaalt in hoge mate deze parameter. Als snelheid van de elektronen
een specifieke drempel overstijgt kunnen ze de zuurstofmoleculen splitsen in twee zuurstofradicalen (O) en
water in een waterstofdeeltje en een hydroxylradicaal(OH). De reactieve O en OH radicalen zijn in staat om
verontreinigingen oxidatief te degraderen. Het hydroxylradicaal is op Fluor na de meest reactieve
chemische component.
De pilot reactor is ingebouwd in een zeecontainer zodat testen op locatie mogelijk zijn (figuur 2).
Figuur 2: Pilot container.
7

3. Proces NOx verwijdering
De meest elementaire reacties die plaatsvinden in het proces zijn hieronder weergegeven. Hoog
energetische elektronen in het plasma zijn in staat om o.a. O en OH radicalen te maken.
e + O2 → 2O + e
e + H2O → OH + H + e
De O radicalen oxideren NO tot NO2, en indirect via vorming van Ozon(O3). O3 en NO kunnen niet beide
in de gasstroom achter de reactor aanwezig zijn doordat deze stoffen direct met elkaar reageren.
O2 + O → O3
NO + O → NO2
NO + O3 → NO2 + O2
Salpeterzuur wordt gevormd door reactie van NO2 met OH. Deze reactie vindt alleen in het plasma plaats
omdat de OH radicalen zeer kortlevend zijn (typisch µs).
NO2 + OH → HNO3
Salpeterzuur is in tegenstelling tot NO en NO2 zeer goed oplosbaar in water. Een groot deel van de HNO3
zal uit de processtroom worden verwijderd doordat het kleeft aan wanden van de reactor en oplost in het
sproeiwater.
8

4. Opzet experimenten
De uitgevoerde experimenten zijn onderverdeeld in lab- en veldproeven. Voor de labproef is een opstelling
rondom de pilot container opgebouwd waarbij uitlaatgassen van een 35kVA dieselaggregaat zijn gebruikt
als verontreinigingbron. Tijdens de veldproef is de pilot container bij het Dommeltunneltje geplaatst. Via
een leiding is verontreinigde lucht uit de tunnel gezogen en behandeld. Naast NOx is tevens fijnstof
gemeten bij de tunnelproef.
4.1 Lab opstelling
Voor de proeven met uitlaatgassen is een 35kVA dieselaggregaat naast de container geplaatst (figuur 4).
Met behulp van twee kleppen kan een bepaalde hoeveelheid uitlaatgassen in de luchtstroom worden
geïnjecteerd. Slechts een deel van de gassen worden gebruikt, het overige deel wordt direct in het
ventilatiekanaal geblazen.
Sproeiwater wordt via vier venturi sproeiers boven in de reactor verneveld. De sproeiers worden gevoed
met perslucht voor de verneveling. Het sproeisysteem kan in twee configuraties worden gebruikt: 1
continue sproeien met leidingwater waarbij het afval water direct wordt afgevoerd naar het riool. 2
recycleren van sproeiwater via een membraam pomp, waarbij de bodem van de reactor als reservoir wordt
gebruikt. Deze optie kan worden gebruikt om additieven bij het sproeiwater te voegen.
Bij deze proeven is gebruik gemaakt van twee NOx meetapparaten waardoor in- en effluent simultaan
gemeten kon worden. Concentraties ozon (O3) zijn tevens gemeten in het effluent.
Figuur 3: Proces schema lab proef.
9

4.2 Tunnelproef
Figure 4: Dak van container met vervuilingsbron.
Tijdens de proef bij het Dommeltunneltje zijn tevens fijnstof concentraties gemeten. In de reactor wordt
normaal water gesproeid voor de HNO3 verwijdering. Hierdoor ontstaat echter een nevel van minuscule
waterdruppeltjes. De stof meetapparatuur telt deeltjes in verschillende groottes maar maakt geen
onderscheid tussen de druppeltjes en fijnstof. Omdat het vernevelen de meting verstoord is er voor gekozen
om tijdens de stofmetingen niet te sproeien. Nadeel hiervan is dat HNO3 mogelijk minder goed wordt
verwijderd uit de gasstroom, en tevens corrosie veroorzaakt in de reactor. Tijdens de proeven is gelijktijdig
met afzonderlijke meetapparaten (NOx en stof) het in- en effluent bemonsterd. De ventilator is
nageschakeld met een actief koolfilter om te voorkomen dat ozon zou worden geloosd in het werkveld. Het
dieselaggregaat is gebruikt om alle apparatuur op locatie van energie te voorzien. Tijdens een aantal
proeven zijn uitlaatgassen via een aluminium leiding de tunnel ingeblazen om de verontreiniginggraad in
de tunnellucht omhoog te brengen.
Figuur 5: Proces schema.
Corona reaktor
Mengpunt (lucht + uitlaatgassen)
Uitlaat
Diesel aggregaat
10

4.3 Diagnostiek
Figure 6: Pilot container bij het Dommeltunneltje.
In deze paragraaf zullen de diverse diagnostieken en meetproblematiek worden beschreven die zijn
gebruikt tijdens de lab- en veldexperimenten.
4.3.1 NOx
Pilot container
De concentraties NO, NO2 zijn gemeten met meetapperatuur van Recordum, type Airpointer. Deze
geaccrediteerde meetapparatuur wordt gebruikt voor het monitoren van verkeersemissies. Concentraties
van 10 pbb tot 20 ppm NOx kunnen gemeten worden met deze apparaten.
Het meetprincipe is gebaseerd op chemiluminescentie. Een mix van NO en NO2 wordt als volgt
geanalyseerd: In een pad A wordt het sample gas direct de chemiluminescentie cel ingeleid waar een
overmaat O3 aanwezig is die door een ozon generator wordt gemaakt. NO reageert direct met de O3 waarbij
NO2* ontstaat. Dit geactiveerde NO2* valt terug naar NO2 onder emissie van een lichtquantum. Deze
lichtquanta worden via een detector omgezet in een meetsignaal. NO2 in de het gasmengsel reageert niet en
geeft dus geen bijdrage aan het meetsignaal.
Parallel wordt het sample gas via een molybdeen katalysator geleid (pad B). Deze converter zet alle NO2 in
het mengsel om in NO. In de chemoluminiscentie cel zal nu de som van NO+NO2 bijdragen aan het
meetsignaal doordat alle NO2 is geconverteerd naar NO.
De concentratie NO2 volgt indirect uit het verschil van het meetsignaal van pad A minus het signaal van
pad B.
Figuur 7: Schematische weergave chemoluminiscentie meetprincipe.
Uitlaatgas + influent leidingen
Tunnel
Het terugvormen van NO2 met Molybdeen maakt het meetprincipe echter mogelijk kruisgevoelig voor
ozon, N2O3, N2O4, N2O5 en HNO3, en N2O. Deze laatste vijf componenten kunnen mogelijk in de reactor
worden gevormd en kunnen een bijdrage geven aan het NO2 meetsignaal, doordat deze stoffen mogelijk in
de katalysator worden teruggevormd tot NO.
11

De leverancier van de Airpointer heeft aangegeven dat het apparaat niet kruisgevoelig is voor O3. Men
heeft dit echter nooit getest voor hoge concentraties (>5 ppm) om de simpele reden dat deze concentraties
niet in de buitenlucht voorkomen. De corona reactor maakt concentraties tot 50ppm. Het was niet duidelijk
of de molybdeen katalysator in staat zou zijn om alle ozon te verwijderen en dus indirect de NO2
meetwaarde zou beïnvloeden.
Op diverse manieren is geprobeerd om ozon uit het samplegas te verwijderen voordat dit de Airpointer in
wordt geleid, om kruisgevoeligheid voor dit gas uit te sluiten. Het is zeer belangrijk dat dit op een manier
gebeurt zodat de concentraties NO en NO2 niet worden beïnvloed. Men kan m.b.v. UV licht met een
golflengte van 254 nm (kwik ontlading) ozon fotochemisch laten ontleden. NO en NO2 absorberen
maximaal bij golflengtes die ver buiten deze golflengte liggen (respectievelijk 60 nm en 391 nm). Initiële
testen hiermee hebben een ozon reductie laten zien van 10 tot 20%. Omdat dit niet voldoende was is
gekozen voor een tweede methode. Door het sample gas enkele seconden te verwarmen tot enkele
honderden graden kan ozon tevens ontleden. Een sample gas heater is gemaakt van een RVS buis waar een
verwarmingslint omheen is gewikkeld. Een temperatuur regelaar is aangesloten op het verwarmingslint. De
temperatuur wordt teruggekoppeld met een K-type thermokoppel die op de metalen buis is geplaatst. Een
temperatuur van 250°C is voldoende om ozon (20 – 60 ppm) te reduceren tot een niveau van enkele
honderden ppb’s. Bij het opstoken van de verwarmingsbuis (0 naar 250°C) in voorbereiding op
experimenten viel het op dat gedurende enkele minuten concentraties NO tot 1 ppm vrij kwamen uit de
buis. Ook na het beëindigen van de experimenten werden concentraties tot 200ppb NO nageleverd uit de
buis. Het is dus duidelijk dat NOx wordt gebonden in de buis. Mogelijk reageert het in de reactor gevormde
HNO3 met het metaal oppervlak van de buis. Onder invloed van hoge temperaturen komt dit op een zeker
moment weer los in de vorm van NO.
De uiteindelijke oplossing is gevonden in een op maat gemaakte boorsilicaat (laboratorium glas) buis die
op identieke wijze is verwarmd. Het inerte glasoppervlak laat geen van de eerder genoemde problemen
zien. Het glas heeft een temperatuur van 350°C nodig om de O3 te verwijderen. Deze hogere temperatuur is
vereist omdat metaaloppervlakken katalytisch werken t.a.v. het ontleden van ozon. Een deel van de NO2
kan mogelijk ook ontleden naar NO bij deze temperatuur. Alleen de totale som NOx mag dus aangenomen
worden tijdens meetsessies. Een schematische weergave van de meetopstelling is weergegeven in figuur 8.
Reactor exhaust
Sample Heater
Temperature
Controller 350°C
Figuur 8: Meetschema O3 verwijdering.
Na het verwarmen van het sample wordt dit weer afgekoeld in een 2 meter lange leiding. Het gas koelt af
naar minder dan 30°C voordat dit via de samplepomp in de samplepoort van de Airpointer wordt geblazen.
Het volgende experiment laat zien dat het apparaat kruisgevoelig is voor ozon. In figuur 9 zijn de
concentraties NO, NO2, NOx en O3 geplot als functie van de tijd tijdens een meetsessie waarbij de
temperatuur van de samplebuis is gevarieerd. Op de volgende punten zijn enkele handelingen verricht:
1 ~1000 ppb NO (cilinder) gedoseerd in de reactor luchtstroom
2 Corona bron ingeschakeld, 3.7J/L
3 Sample heater temperatuur op 100°C instellen.
4 Sample heater temperatuur op 200°C instellen.
5 Sample heater temperatuur op 300°C instellen.
6 Sample heater temperatuur op 350°C instellen.
Tabel 1: Handelingen t.b.v. testen effect verwarmingsbuis.
Sample Cooler Membrane Pump
Airpointer
12

1 2 3
4 5 6 7
Figuur 9a: Effect ozon verwijdering op Airpointer meetwaarden (zoom).
Figuur 9b: Effect ozon verwijdering op Airpointer meetwaarden.
Er wordt een concentratie van ~1000 ppb NO gedoseerd. Nadat de coronabron is ingeschakeld (2) wordt
alle NO omgezet in NO2 (=NOx) en lijkt het erop dat 10 a 15% wordt verwijderd. De ozon concentratie
loopt op tot ~20ppm. De samplegas heater wordt vervolgens opgestookt van kamertemperatuur tot 100°C
(3). De ozon concentratie blijft nagenoeg gelijk. Wanneer de temperatuur wordt verhoogd tot 300°C loopt
de concentratie NOx terug (4→6). Dit effect is niet direct te verklaren. De ozon concentratie stort in (6)
nadat de temperatuur is verhoogd tot 350°C. De concentratie NOx loopt nu tot een hoger niveau op dan de
gedoseerde NO concentratie (1). Dit bevestigd het vermoeden dat een vorm van NOx wordt gemaakt door
het plasma. Wanneer de temperatuur stabiliseert (7) loopt de ozon concentratie terug tot

de converter (ozon reageert direct met NO). Indien NO2 moleculen niet worden omgezet in NO zullen ze
niet reageren met de ozon in de reactie cel en geen bijdrage geven aan het detector signaal. Grote
hoeveelheden ozon in het sample gas zal dus in een verlaagde NO2 gevoeligheid resulteren. Door de ozon
eerst grotendeels te verwijderen uit het gasmengsel is de molybdeen converter wel in staat de ozon te
verwijderen.
Naar verwachting zou alle NO2 in de reactor worden omgevormd tot HNO3 bij voldoende OH radicaal
productie en energiedichtheid. Omdat de molybdeen converter ook HNO3 omzet in NO maakt de
Airpointer geen onderscheid tussen deze stoffen. HNO3 plakt erg op oppervlakten dus is het moeilijk om
deze stof überhaupt via de sample leiding in het meetapparaat te krijgen, echter kennen we het gedrag niet
bij sub ppm concentraties. Met een serie wasflessen is geprobeerd om de het gas sample te wassen. HNO3
lost veel beter op in water dan NO en NO2, het idee is dus dat de HNO3 oplost in het water zonder de
concentraties NO en NO2 te beïnvloeden. Al snel werd duidelijk dat dit niet betrouwbaar is omdat NO al
matig oplosbaar blijkt te zijn. De oplosbaarheid van NO2 was niet te controleren omdat dit gas niet
aanwezig is in een cilinder. NO2 kon alleen worden gemaakt door de gedoseerde NO te oxideren in de
reactor. Het NO2 signaal van de Airpointer kon tot 50% worden gereduceerd naargelang meer wasflessen
met water in serie werden bijgezet in de sample leiding. Het probleem is echter dat er geen onderscheid is
te maken tussen het oplossen van NO2, HNO3 en eventueel andere onbekende NOx varianten die een
bijdrage leveren aan het meetsignaal. Aangezien NO2 in ieder geval beter oplosbaar is dan NO kan worden
aangenomen dat een significant deel NO2 oplost. Er is besloten deze methodiek niet verder te gebruiken
wegens de onzekerheden die worden geïntroduceerd.
NaCl (keukenzout) in vaste vorm is in staat om HNO3 te binden. Een 500ml wasfles met ~300gr zout die in
de sample leiding is geplaatst is tijdens een deel van de experimenten gebruikt als HNO3 scrubber. De
scrubber bindt geen NO of NO2(gecontroleerd met uitlaatgassen van een diesel aggregaat), er is echter een
significant afname van NO2 meetsignaal waar te nemen tijdens experimenten met de reactor. Het lijkt er
dus sterk op dat HNO3 in de meetcellen terechtkomt en wordt gemeten als NO2. We weten echter niet of
alle aanwezige HNO3 gebonden wordt door het zout. Een extra wasfles is voor de scrubber geplaatst om
vocht dat in de sample leidingen terecht komt af te vangen.
Reactor exhaust Demister NaCl Scrubber
4.3.2 Ozon
Figuur 10: Totale sampleconditionering.
De ozon concentraties zijn voor een deel gemeten met de ozoncel die aanwezig is in de Recordum
Airpointer. Het meetprincipe is gebaseerd op UV absorptie, het meetbereik loopt van enkele ppb’s tot 20
ppm. Hoge concentraties (1-50 ppm) concentraties zijn gemeten met een aparte UV absorptiecel (150 mm
weglengte) i.c.m. UV bron(Mikropack D-2000) en Spectrometer (Ocean Optics HR-2000).
4.3.3 Fijnstof
Sample Heater
Temperature
Controller 350°C
Sample Cooler Membrane Pump
Airpointer
Fijn stof is gemeten met de Grimm EDM 365. Het meetprincipe is gebaseerd op verstrooiing van laser
licht. Met deze apparatuur kunnen online stofconcentraties gemeten worden van drie partikel grootten:
14

PM10 (deeltjesgrootte 0.25µm t/m 10µm), PM2.5(deeltjesgrootte 0.25µm t/m 2.5µm), PM1.0
(deeltjesgrootte 0.25µm t/m 1µm). Het meetbereik loopt van 0.1 µgr/m 3 tot >6000 µgr/m 3 , en 1 tot 2e6
partikels/liter.
4.3.4 Totaal C
Een ABB AO2000 FID (Flame Ionisation Detector) is tijdens enkele experimenten gebruikt om
concentraties totaal C te meten in uitlaatgassen. Het apparaat meet koolwaterstoffen(CxHy) integraal. Het
meetbereik loopt van 1 tot 1500 mgC/m 3 .
4.3.5 Plasma energie
De hoeveelheid energie die per puls in het plasma wordt gekoppeld is gemeten met behulp van een
breedbandig D-I meet systeem. De signalen worden vastgelegd met een Lecroy Waverunner LT584L
oscilloscoop. De pulsenergie kan vervolgens sofwarematig worden berekend. De energie wordt over een
reeks pulsen gemiddeld en vermenigvuldigd met het aantal pulsen per seconde om nauwkeurig te bepalen
hoeveel vermogen in het plasma wordt ingekoppeld. Bij meetresultaten zal altijd de hoeveelheid energie
worden geschaald op de hoeveelheid behandelde lucht per tijdseenheid. Deze energiedichtheid wordt
uitgedrukt in joules per liter.
4.3.6 Lucht flow
De luchtflow door de reactor is voor iedere meetsessie gemeten in de aanvoerleiding van de corona reactor
met een Fluke 922 airflow meter. Het meetapparaat is gebruikt om flows te meten in het bereik van 300 tot
600m 3 /h.
15

5. Resultaten
De bevindingen van de labexperimenten hebben als basis gediend voor de opzet van experimenten die later
bij het Dommeltunneltje hebben plaatsgevonden.
5.1 Labproeven
5.1.1 NOx productie
Uit eerder onderzoek is gebleken dat lage concentraties NOx in de corona ontladingen worden gemaakt.
Lucht bestaat uit 78% stikstof (N2) en 21% zuurstof (O2). Mogelijk ontstaan er hotspots rondom de
hoogspanningsdraden in de reactor waar de ontladingen ontstaan. Deze gebieden zijn mogelijk heet genoeg
om stikstof thermisch te dissociëren. Door reactie met gevormde radicalen kan vervolgens NOx ontstaan.
De intrinsieke NOx productie als functie van de energie dichtheid is weergegeven in figuur 11. Tijdens deze
meting is HNO3 niet verwijderd met de NaCl scrubber en is geen NOx toegevoegd aan de luchtstroom. De
productie kan als een absolute ondergrens worden beschouwd voor verwijdering van NOx uit een vervuilde
luchtstroom. Er zal dus een evenwicht bestaan tussen de hoeveelheid energie die nodig is om een bepaalde
concentratie NOx te verwijderen en de hoeveelheid NOx die wordt geproduceerd bij deze energie dichtheid.
NOx [ppb]
2500
2000
1500
1000
500
0
0 5 10 15 20 25 30
Energie Dichtheid [J/L]
Figuur 11: NOx productie van het plasma in droge condities (22,5°C, 33,4% RH, 414m 3 /h).
5.1.2 10ppm NOx verwijdering
Uit verkennende metingen is gebleken dat het verwijderen van >10 ppm NOx in ieder geval gunstig
verloopt i.v.m. met de productie van NOx. Een beperkte hoeveelheid uitlaatgassen is bijgemengd in de
luchtstroom van de reactor om een concentratie van ~10 ppm in te stellen. Er zijn verschillende metingen
verricht onder verschillende condities:
Meting NaCl scrubber Sproeien Flow [m 3 /h] Temp[°C] Hum[%]
1
2
-
x
-
-
506 25,9 68
3
4
-
x
~20L/min
~20L/min
536 22,8 100
Tabel 2: Instellingen tijdens proeven.
16

Omdat vorming en afvangen van HNO3 moeilijk in kaart te brengen is omdat het niet direct in de
gasstroom gemeten kan worden is de effluent NOx concentratie met en zonder NaCl scrubber gemeten.
Tevens is het effect van sproeien nader bekeken. Een minimaal effect van het sproeien is zichtbaar. Tijdens
natte condities is de verwijdering iets beter. Omdat dit effect met en zonder NaCl scrubber optreedt, is het
onwaarschijnlijk dat het verschil ontstaat door het uitwassen van HNO3 tijdens sproeien. De verhoogde
luchtvochtigheid resulteert mogelijk in een hogere OH radicaal productie waardoor het proces gunstiger
verloopt. Het verschil tussen met en zonder NaCl scrubber is wel significant te noemen. Vanaf ~7 J/L is er
een verschil van ~2 ppm tussen de NOx concentraties. Het verschil is toe te rekenen aan HNO3 wat niet op
de reactor wand of in het sproeiwater achterblijft. Verwijdering van NO/NO2 is mogelijk tot 500 ppb,
echter lukt het vooralsnog niet om de laatste 2 ppm HNO3 te verwijderen.
NOx Removal [%]
NOx [ppb]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0 5 10 15 20 25 30
Figuur 12: Labproef 10ppm NOx verwijdering.
Ed [J/L]
Droog
Droog, NaCl scrubber
Nat
Nat, NaCl scrubber
0
0 5 10 15 20 25 30
Figuur 13: Labproef 10ppm NOx verwijdering.
Ed [J/L]
Droog
Droog, NaCl
Nat
Nat, NaCl
Bij meting 1 en 3 is tevens de Ozon concentratie gemeten. De geproduceerde hoeveelheid ozon is in beide
situaties vergelijkbaar en verloopt in het onderzochte gebied lineair als functie van de energie dichtheid ( ~
4.5ppm/(J/L) ).
17

O3 [ppm]
140
120
100
80
60
40
20
0
0 5 10 15 20 25 30
5.2 Tunnel proef
Ed [J/L]
Figuur 14: Labproef O3 productie bij 10ppm NOx verwijdering.
Er zijn initieel enkele meetsessies uitgevoerd om de concentraties NOx in de tunnel in kaart te brengen.
Omdat er weinig tot geen gemotoriseerd verkeer (alleen brommers) gebruik maakt van de tunnel is de
verontreiniginggraad erg laag (

NOx [ppb]
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Start: 05-Jul-2011 11:49:00 GMT
13:12:00 14:24:00
Time
15:36:00
Airpointer 174 out
Airpointer 175 in
Corona enabled
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
Start: 05-Jul-2011 11:49:00 GMT
-100
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
NOx [ppb]
Figuur 15a: In- en effluent NOx concentraties tijdens meetsessie (10J/L). Figuur 15b: Totale verwijdering als functie van de influent NOx concentratie.
NOx [ppb]
2
1.5
1
0.5
0
x 10 4
Start: 06-Jul-2011 09:59:00 GMT
Airpointer 174 out
Airpointer 175 in
Corona enabled
10:48:00 12:00:00 13:12:00
Time
14:24:00 15:36:00
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
Start: 06-Jul-2011 09:59:00 GMT
-100
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
NOx [ppb]
Figuur 16a: In- en effluent NOx concentraties tijdens meetsessie (10.8J/L). Figuur 16b: Totale verwijdering als functie van de influent NOx concentratie.
NOx [ppb]
10000
8000
6000
4000
2000
NOx productie
Start: 07-Jul-2011 06:19:00 GMT
Airpointer 174 out
Airpointer 175 in
Corona enabled
0
08:24:00 09:36:00 10:48:00 12:00:00
Time
13:12:00 14:24:00
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
Negatieve conversie (NOx productie)
Start: 07-Jul-2011 06:19:00 GMT
-100
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
NOx [ppb]
Figuur 17a: In- en effluent NOx concentraties tijdens meetsessie (10.6J/L). Figuur 17b: Totale verwijdering als functie van de influent NOx concentratie.
19

NOx [ppb]
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Start: 08-Jul-2011 10:39:00 GMT
Airpointer 174 out
Airpointer 175 in
Corona enabled
12:00:00 13:12:00
Time
14:24:00 15:36:00
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
Start: 08-Jul-2011 10:39:00 GMT
-100
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
NOx [ppb]
Figuur 18a: In- en effluent NOx concentraties tijdens meetsessie (5.2J/L). Figuur 18b: Totale verwijdering als functie van de influent NOx concentratie.
Behandeling van de lucht met ~10 J/L geeft bij de drie sessies vergelijkbare resultaten. Concentraties onder
3 ppm NOx behandelen zijn energetisch minder interessant. Tussen de 3 en 10 ppm zijn de
verwijderingrendementen nagenoeg gelijk (70 tot 90%). Boven de 10 ppm lijkt het rendement weer af te
nemen. Het verloop van de curve is te verklaren door het evenwicht wat bestaat tussen influent NOx
aanvoer, verwijdering en productie van NOx. Het optimum zit bij deze instelling bij 10 ppm influent NOx
concentratie omdat de grootste vracht NOx kan worden verwijderd.
De behandeling met 5.2 J/L geeft tevens goede resultaten. In figuur 19 zijn de eerste drie datasets
samengevoegd tot een plot (meetsessies bij ~10 J/L). Tevens is de laatste dataset geplot (meetsessie bij 5
J/L). Bij de energie dichtheid van 5.2 J/L is prestatie voor lage concentraties minder. Echter is bij 9 ppm
een minimaal verschil in verwijderingrendement zichtbaar. Opmerkelijk is dus dat 10 ppm NOx in de
energie range van 5 tot 10 J/L met hetzelfde rendement wordt verwijderd.
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
-100
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
NOx[ppb]
Figuur 19: Totale verwijdering als functie van de influent NOx concentratie.
10 J/L
10 J/L
5 J/L
5 J/L
20

TotalC [mg/m3]
5.2.2 Totaal C verwijdering
Tijdens de meetsessie van 07-07-2011 is tevens de concentratie koolwaterstoffen in de tunnellucht
gemeten. De koolwaterstofemissie van het dieselaggregaat bleek erg laag te zijn. Om toch goed meetbare
concentraties in de tunnellucht aan te leggen is gebruik gemaakt van bromfietsen. Benzinemotoren hebben
door de brandstofsamenstelling en lagere ontbrandingstemperatuur een hogere emissie van
koolwaterstoffen dan dieselmotoren. Tijdens een 1 uur durende meetsessie hebben koppels van twee
bromfietsen op en neer door de tunnel gereden. Met een resolutie van 1 minuut is wisselend de in- en
effluent totaalC concentratie gemeten met een FID. Het resultaat van in- en effluent metingen is
weergegeven in figuur 20. De conversie ligt gemiddeld op 50%. Het rendement is hoger voor de lage
influent concentraties.
14
12
10
8
6
4
2
Start:
2011-07-07 14:06:00
In
Out
0
14:00:00 14:30:00 15:00:00 15:30:00
Time
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
Start:
2011-07-07 14:06:00
-20
14:00:00 14:30:00 15:00:00 15:30:00
Time
Figuur 20: In- en effluent concentratie TotaalC (10.6 J/L) Figuur 20b: Verwijdering TotaalC (10.6 J/L)
5.2.3 Fijnstof verwijdering
Tijdens de meetsessies van 5, 7 en 8 juli zijn naast NOx fijnstof metingen uitgevoerd. Voor het afvangen
van stof is DC spanning op de draden in de reactor vereist. Bij deze experimenten is een spanning van ca.
21kV gebruikt. De resultaten zijn weergegeven in figuur 21 tot 32. De influent concentraties van de
verschillende deeltjesgrootte zijn weergegeven in figuren 21a, 25a en 29a. De metingen laten zien dat
vooral kleine deeltjes PM 0.25-PM1.0 aanwezig zijn in de luchtstroom. De verwijdering van de
verschillende deeltjesgrootte is weergegeven in figuren 21b, 25b en 29b. Er blijkt al een behoorlijke
verwijdering van stof te zijn zonder dat de corona reactor actief is. Dit is mogelijk te verklaren door het
grote volume van de reactor. Doordat de luchtsnelheid in reactor vele male lager is dan in de aanvoer
leiding en de opwaartse verticale doorstroming blijft het stof achter in de reactor. Wanneer de reactor actief
wordt neemt de verwijdering nog verder toe. De lage concentraties PM1.0-PM10 worden 90 tot 95%
verwijderd. Het verwijderingrendement op de kleinste deeltjes is ca. 60%.
Voor de drie categorieën deeltjes is van iedere meetsessie apart de in- en effluent stof concentratie
weergegeven in figuren 22a t/m 24a, 26a t/m 28a en 30a t/m 32a. Net als bij de NOx metingen is tevens de
verwijdering als functie van de influent concentratie weergegeven (b figuren). De meetpunten bij in- en uit
geschakeld coronaplasma zijn apart weergegeven.
De grootste deeltjes worden in ieder geval tot een concentratie van 30µg/m 3 voor 95% verwijderd. PM1.0-
PM2.5 wordt tot ca 90% verwijderd, getest tot 10 µg/m 3 . Van beide categorieën is het
verwijderingrendement onafhankelijk van influent stof concentratie. Dit is niet het geval bij de kleinste
categorie deeltjes. Omdat de influent concentraties oplopen tot ca. 300µg/m 3 is afname van het
verwijderingrendement mogelijk wel zichtbaar. De deeltjes worden bij lage concentraties voor ca. 70%
verwijderd, hoge concentraties voor ca. 50%. Verschil in verwijderingrendement bij 10 J/L of 5 J/L is
21

Dust [µgr/m3]
alleen minimaal zichtbaar bij de kleinste deeltjes categorie. Bij een energiedichtheid van 5 J/L is de
verwijdering bij hoge concentraties ca. 40%.
Het afvangen van stof is vooral een effect van de DC spanning op de draden in de reactor. De gepulste
corona ontladingen zijn nodig om de stofdeeltjes op te laden, vervolgens worden de deeltjes door het
elektrostatische veld naar de wand van de cilinders in de reactor verplaatst. Voor het opladen van de
deeltjes zijn blijkbaar in beide situaties (5 en 10J/L) voldoende ontladingen aanwezig. Effect van
verblijftijd in de reactor is in deze studie niet meegenomen.
250
200
150
100
50
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
12:00:00 15:00:00
Time
PM0.25-PM10
PM2.5-PM10
PM1.0-PM2.5
PM0.25-PM1.0
Removal [%]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
12:00:00 15:00:00
Time
Figuur 21a: Influent stof concentraties van verschillende particle sizes. Figuur 21b: Totale verwijdering verschillende particle sizes.
PM2.5-PM10 [µgr/m3]
30
25
20
15
10
5
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
0
12:00:00 15:00:00
Time
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
Removal [%]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
22
PM0.25-PM10
PM2.5-PM10
PM1.0-PM2.5
PM0.25-PM1.0
Corona enabled
10
0 5 10 15 20 25 30 35
Input PM2.5-PM10 [µgr/m3]
Figuur 22a: In- en effluent concentratie PM2.5-10 Figuur 22b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM2.5-10

PM1.0-PM2.5 [µgr/m3]
10
8
6
4
2
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
0
12:00:00 15:00:00
Time
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
Removal [%]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
0
0 2 4 6 8 10 12
Input PM1.0-PM2.5 [µgr/m3]
Figuur 23a: In- en effluent concentratie PM1.0-2.5 Figuur 23b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM1.0-2.5
PM0.25-PM1.0 [µgr/m3]
250
200
150
100
50
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
0
12:00:00 15:00:00
Time
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
Removal [%]
70
60
50
40
30
20
10
0
Date: 05-Jul-2011 11:41:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
-10
0 50 100 150 200 250 300
Input PM0.25-PM1.0 [µgr/m3]
Figuur 24a: In- en effluent concentratie PM0.25-1.0 Figuur 24b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM0.25-1.0
Dust [µgr/m3]
350
300
250
200
150
100
50
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
PM0.25-PM10
PM2.5-PM10
PM1.0-PM2.5
PM0.25-PM1.0
09:00:00 12:00:00
Time
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
09:00:00 12:00:00
Time
PM0.25-PM10
PM2.5-PM10
PM1.0-PM2.5
PM0.25-PM1.0
Corona enabled
Figuur 25a: Influent stof concentraties van verschillende particle sizes. Figuur 25b: Totale verwijdering verschillende particle sizes.
23

PM2.5-PM10 [µgr/m3]
7
6
5
4
3
2
1
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
09:00:00 12:00:00
Time
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
-20
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Input PM2.5-PM10 [µgr/m3]
Figuur 26a: In- en effluent concentratie PM2.5-10 Figuur 26b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM2.5-10
PM1.0-PM2.5 [µgr/m3]
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
09:00:00 12:00:00
Time
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
-20
0 0.5 1 1.5
Input PM1.0-PM2.5 [µgr/m3]
Figuur 27a: In- en effluent concentratie PM1.0-2.5 Figuur 27b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM1.0-2.5
PM0.25-PM1.0 [µgr/m3]
350
300
250
200
150
100
50
0
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
09:00:00 12:00:00
Time
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
Removal [%]
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
Date: 07-Jul-2011 08:00:00 GMT
-20
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Input PM0.25-PM1.0 [µgr/m3]
24
Corona enabled
Corona disabled
Figuur 28a: In- en effluent concentratie PM0.25-1.0 Figuur 28b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM0.25-1.0

Dust [µgr/m3]
400
350
300
250
200
150
100
50
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
PM0.25-PM10
PM2.5-PM10
PM1.0-PM2.5
PM0.25-PM1.0
0
11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00
Time
Removal [%]
80
60
40
20
0
-20
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
12:00:00 13:00:00 14:00:00
PM0.25-PM10
PM2.5-PM10
PM1.0-PM2.5
PM0.25-PM1.0
15:00:00Corona
enabled
Time
Figuur 29a: Influent stof concentraties van verschillende particle sizes. Figuur 29b: Totale verwijdering verschillende particle sizes.
PM2.5-PM10 [µgr/m3]
12
10
8
6
4
2
0
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
12:00:00 13:00:00
Time
14:00:00 15:00:00
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
-80
0 2 4 6 8 10 12 14
Input PM2.5-PM10 [µgr/m3]
25
Corona enabled
Corona disabled
Figuur 30a: In- en effluent concentratie PM2.5-10 Figuur 30b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM2.5-10
PM1.0-PM2.5 [µgr/m3]
2
1.5
1
0.5
0
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
12:00:00 13:00:00
Time
14:00:00 15:00:00
Removal [%]
100
80
60
40
20
0
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
-20
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Input PM1.0-PM2.5 [µgr/m3]
Figuur 31a: In- en effluent concentratie PM1.0-2.5 Figuur 31b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM1.0-2.5

PM0.25-PM1.0 [µgr/m3]
350
300
250
200
150
100
50
0
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
Grimm1 in
Grimm2 out
Corona enabled
12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00
Time
Removal [%]
80
60
40
20
0
-20
-40
Date: 08-Jul-2011 11:13:00 GMT
Corona enabled
Corona disabled
-60
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Input PM0.25-PM1.0 [µgr/m3]
Figuur 32a: In- en effluent concentratie PM0.25-1.0 Figuur 32b: Verwijdering als functie van influent concentratie PM0.25-1.0
26

6. Conclusies
Het meten van lage concentraties NOx met behulp van chemoluminiscentie vereist veel aandacht omdat bij
het NOx verwijderingproces ozon en HNO3 vrijkomt. Hoge concentraties O3 veroorzaken afwijkende
meetwaarden van de werkelijke NO2 concentraties. HNO3 geeft een bijdrage aan de NO2 meetwaarde.
Daarnaast is de apparatuur mogelijk kruisgevoelig voor N2O3, N2O4, N2O5 en N2O. Voor de metingen is
sampleconditionering gebruikt die O3 en HNO3 verwijdert.
In het corona plasma worden intrinsiek zeer lage concentraties NOx gemaakt door thermische dissociatie en
oxidatie van N2. Verwijdering van zeer lage concentraties zijn hierdoor vooralsnog niet mogelijk. Omdat er
een evenwicht bestaat tussen verwijdering en productie van NOx verloopt de omzetting gunstiger bij hogere
concentraties.
Labproeven waarbij een dieselaggregaat is gebruikt als vervuilingsbron laten zien dat een NOx concentratie
van 10 ppm gereduceerd kan worden tot 500 ppb NOx (NO+NO2). Hier is echter wel een energiedichtheid
van ca. 24J/L voor vereist, en blijft een rest concentratie van ca. 2 ppm HNO3 over. De verwijdering van
NOx ligt op 75% bij ca. 10J/L. Ook bij deze energiedichtheid bestaat een rest van ca. 2 ppm HNO3.
Invloed van wassen in de reactor m.b.v. waternevel voor het verwijderen van HNO3 is minimaal. Bij lage
concentraties blijkt het moeilijk te zijn om de goed oplosbare stof HNO3 te verwijderen.
Tijdens de proeven bij het Dommeltunneltje is extra uitlaatgas de tunnel ingeblazen om de
verontreiniginggraad van de lucht op voldoende niveau te krijgen. Het verwijderen van influent
concentraties beneden de 3 ppm bij 10J/L is energetisch minder interessant omdat de
verwijderingpercentages fors teruglopen beneden deze waarde. Tussen de 3 en 10 ppm is de verwijderring
nagenoeg gelijk, ca. 80%. Boven de 10 ppm lijkt de verwijdering weer af te nemen. Bij 5 J/L ligt de
verwijdering beneden de 10 ppm wat lager, echter is verwijdering van ~10 ppm vergelijkbaar met de
verwijdering bij 10 J/L, verklaarbaar door het evenwicht tussen NOx productie en conversie.
Concentraties koolwaterstoffen kunnen gemiddeld met 50% worden gereduceerd bij influent concentraties
van 1 tot 14 mgC/m 3 .
Een deel van het fijnstof blijft al in de reactor achter zonder de aanwezigheid van corona ontladingen. Met
corona ontladingen wordt in totaal 90% tot 95% PM2.5-PM10 verwijderd. PM1.0-PM2.5 wordt tot ca 90%
verwijderd. De verwijdering van de kleinste deeltjes (PM0.25-PM1.0) is ca. 60%. Bij deze categorie loopt
de verwijdering terug bij hogere influent concentraties. Het grootste deel van de totaalmassa bestaat uit de
kleinste categorie stofdeeltjes. Het afvangen van stof is vooral een effect van de DC spanning op de draden
in de reactor. Proeven bij 5 en 10 J/L laten vergelijkbare resultaten zien.
27

ijlage 2 HD Clean Tunnel Systeem
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

HD clean tunnel systeem
Tunnelventilatie. Afzuigen en filteren van concentraties nanofijnstof in tunnels voor een
gezonde leefomgeving langs ringwegen.
HD Clean Tunnel heeft een systeem ontwikkeld dat voorkomt dat de gevaarlijk vervuilde
lucht uit tunnels en snelwegoverkappingen in de buitenlucht terecht komt en dat de
tunnelwarmte verloren gaat. Door gebruik te maken van de door het verkeer veroorzaakte
luchtstromen en het creëren van luchtgordijnen voor de tunnelmonden, zorgt deze
energiezuinige tunnelventilatie dat minimaal 90% van de vervuilde lucht in de tunnel wordt
gehouden. Een filterinstallatie in de tunnel zuigt de vervuilde lucht aan, filtert alle
schadelijke stoffen en gassen en blaast de schone lucht weer in de tunnel terug.
De methode is in samenwerking met Oranjewoud en TNO doorgerekend. De resultaten zijn
overtuigend. Het HD Clean Tunnel systeem is realistisch, uitvoerbaar en betaalbaar en lost
het vervuilingprobleem werkelijk op.
Kernpunten
• De roep om een schone stad neemt toe. De verkeersoverlast in en rondom steden
bedreigt de volksgezondheid en de economie.
• Het overkappen van ringwegen en het afzuigen & filteren van de vervuiling bij tunnel-
en overkappingmonden lost de nanofijnstof- en andere milieuproblemen werkelijk
op.
• Een tunnel of overkapping wordt gedeeltelijk bekostigd uit de opbrengsten van de
daardoor verkregen bouwgrond. Reiniging van de lucht kan door
energieterugwinning gratis zijn.
• Door warmteterugwinning verdient het HD Clean Tunnel systeem zichzelf terug en
kan na 5 jaar geld opleveren.
• Terugwinning van verkeersenergie voor warm tapwater en verwarming van
woningen en gebouwen is binnen een straal van 1 km mogelijk.
• Energiezuinige afzuiging en filtering door gebruikmaking van de natuurlijke
luchtstroming in tunnels in plaats van energie slurpende mechanisch voortstuwing.
• Houdt 90% van de vervuiling/fijnstof binnen de tunnel en verwijdert het uit de lucht
in plaats van de vervuiling bij de tunnelmonden te verspreiden of op grote hoogte uit
te stoten om zo concentraties in simulatieprogramma’s en of op meetlocaties te
verlagen.
• Het HD Clean Tunnel systeem is het enige gecombineerde luchtreiniging- en energie
terugwinningsysteem voor tunnels en wegoverkappingen. Zorgt voor CO2-reductie
en minimale emissie bij tunnelmonden.
• Het HD Clean Tunnel systeem is realistisch, uitvoerbaar, betaalbaar en maakt gebruik
van beproefde, innovatieve technieken.

Werkingsprincipe
• Het verkeer duwt de vuile lucht naar de reinigingsinstallaties bij de tunnelmonden.
• De sterkst vervuilde lucht bij het wegdek wordt afgezogen en daarna gereinigd.
• De schone luchtstroom wordt van onder het wegdek de tunnel ingeblazen en vormt
zo een luchtgordijn bij de tunnelmond waardoor geen vervuilde lucht uit de tunnel
kan ontsnappen.
• Net voor het einde van de tunnel wordt de lucht van de ene tunnelbuis in de andere
tunnelbuis teruggeblazen.
• Door dit proces aan beide uiteinden te realiseren wordt de lucht in de tunnel
gehouden.
Onderstaande schetsen geven het werkingsprincipe schematisch weer.
Schets 1: Tunnel zonder ventilatie en zuivering van de lucht

Schets 2: Afzuiging en reiniging tunnellucht inclusief luchtgordijn (schone lucht van onderen)
Schets 3: Terugblazen schone lucht in tweede tunnelbuis

Schets 4: Lucht blijft in de tunnel door ventilatie aan beide uiteinden te realiseren
Het HD Clean Tunnel Concept gaat uit van een overkluizing of ondertunneling van het kruispunt.
Overkluizing sluit aan bij het concept van de Duurzame Weg van Movares zoals weergegeven in
schets 5.
Schets 5: Voorbeeld van overkluizing van een (snel)weg

De voordelen op een rij
Door het verkeer wordt continu energie in de tunnel gepompt. Het HD Clean Tunnel systeem
slaat deze energie op met behulp van moderne en beproefde technieken. Hiermee kunnen
woonwijken en kantoorparken worden verwarmd, gekoeld en van warm tapwater voorzien
binnen een straal van 1 kilometer van de snelweg.
Door warmteterugwinning verdient het systeem zichzelf terug en kan na 5 jaar zelfs geld
opleveren.
• Verbetering van de leefkwaliteit in de stad en verhoging van de woondichtheid gaan
hierdoor hand in hand.
• Opheffing en voorkoming van bouwstops, versnelling uitbreidingsmogelijkheden
wegennet.
• CO2-reductie en minimale emissie bij tunnelmonden.
• Verdere ontsluiting en samensmelting van stadsdelen: ringweg is geen barrière meer.
• Opbrengsten door bouwmogelijkheden tot vlak voor de overkapping of op het
tunneldak van de ringweg.
• Bekostiging van aanschaf en onderhoud van het ventilatiesysteem uit de
opbrengsten van de energieterugwinning.
• Gebruik van beproefde, innovatieve technieken.
Samengevat
Het HD Clean Tunnel systeem is hèt gecombineerde energieterugwinning- en luchtreiningsysteem
voor tunnels en wegoverkappingen.
BRON: http://www.uctechnologies.nl/nl/verkeer/hd-clean-tunnel-systeem

ijlage 3 Uitwerking berekening productie en verwijdering NOx en
fijnstof in een tunnel
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Productie NOx in Hot Spot
kentallen RIVM 2009 g/km g/km emissie in g/km
stadsweg emissie /voertuig NOx PM10 SRE hotspot aant. voertuigen NOx PM10
licht 0,471 0,065 licht 1100 518,1 71,5
middelzwaar 8,85 0,38 middelzwaar 0 0 0
zwaar 9,02 0,307 zwaar 110 992,2 33,77
totaal 1510,3 105,27
Berekening NOx productie in de Tunnel
Aanname verversing SRE tunnel
inhoud tunnel 26000 m3 totale tunnelinhoud verkeer 1210 voertuigen/uur Mauritsstraat
ventilatie 15 m3/sec onttrekking lengte tunnel 170 meter hoofdas Mauritsstraat
ventilatie /uur 54000 m3/uur prod.NOx 1,510 kg NOx/km bij gegeven aantallen voertuigen in tunnel
verversing iedere 1733 sec. prod.NOx /uur 0,2568 kg NOx /uur bij gegeven lengte van de tunnel
verversing iedere 28,9 min.
Berekening concentratie Nox in tunnel
inhoud tunnel 26000 m3
productie NOx 256,8 gr/uur
toename concentr. NOx 0,00988 gr/uur/m3
toename concentr. NOx 9,88 mg/m3/uur
verversing iedere 28,89 minuten
Concentratie in tunnelbuis bij
gegeven ventilatie 4,75 mg NOx/m3
verwijdering 87%
conc. na Cor.Tech en AC 0,618 mg NOx/m3
Berekening PM10 productie in de Tunnel
Aanname verversing SRE tunnel
inhoud tunnel 26000 m3 totale tunnelinhoud verkeer 1210 voertuigen/uur Mauritsstraat
ventilatie 15 m3/sec onttrekking lengte tunnel 170 meter hoofdas Mauritsstraat
ventilatie /uur 54000 m3/uur prod.NOx 0,105 kg PM10 /km bij gegeven aantallen voertuigen in tunnel
verversing iedere 1733 sec. prod.NOx /uur 0,0179 kg PM10 /uur bij gegeven lengte van de tunnel
verversing iedere 28,9 min.
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”
Berekening concentratie PM10 in tunnel
inhoud tunnel 26000 m3
productie PM10 17,9 gr/uur
toename concentr. PM10 0,00069 gr/uur/m3
toename concentr. PM10 0,69 mg/m3/uur
verversing iedere 28,89 minuten
Concentratie in tunnelbuis bij
gegeven ventilatie 0,33 mg PM10/m3
verwijdering 75%
conc. na Cor.Tech en AC 0,083 mg PM10/m3

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

ijlage 4 Verspreidingsberekening NOx en PM10 Mauritsstraat te
Eindhoven
“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Memo
nummer 210063-20111013
datum 13 oktober 2011
aan Bob Smulders
van Dennis Bouman
projectnummer 210063
betreft Verspreidingsberekening Eindhoven
Aanleiding
Er is een indicatieve verspreidingsberekening uitgevoerd voor een drietal bronnen in de middenberm van de
Mauritsstraat in Eindhoven. In deze notitie zijn de gehanteerde uitgangspunten en berekende concentraties
opgenomen.
Gehanteerde uitgangspunten
De berekeningen zijn uitgevoerd met de module STACKS in het programma Geomilieu (versie 1.91). Dit programma is
door het Ministerie van IenM goedgekeurd voor berekeningen die vallen binnen het toepassingsbereik van alle in de
Rbl2007 genoemde standaardrekenmethoden. Voor de berekening zijn de volgende uitgangspunten per emissiebron
aangehouden (in totaal 3 bronnen):
Emissiehoogte: 5 meter
Diameter: 1,2 meter
Debiet/flux: 5 m 3 /sec
Afgastemperatuur: 25 o C
Concentratie NOx: 0,618 mg/m 3
Concentratie PM10: 0,083 mg/m 3
Emissieduur: 8.760 uur/jaar
De berekeningen zijn uitgevoerd voor het rekenjaar 2011 op basis van de langjarige meteorologie zoals vastgesteld
door het Ministerie van IenM.
Voor de ruwheidslengte is uitgegaan van 0,1 meter. Het rekenen met een dergelijke lage ruwheidslengte leidt tot een
minder goede verspreiding en derhalve tot hogere concentratiebijdragen.
blad 1 van 2

memonummer: 210063-20111013
betreft: Verspreidingsberekening Eindhoven
Concentratiebijdragen
In onderstaande figuren zijn de berekende concentratiebijdragen weergegeven voor de stoffen stikstofdioxide (NO2)
en fijn stof (PM10) in μg/m 3 .
Stikstofdioxide (NO2)
Fijn stof (PM10)
blad 2 van 2

Memo
nummer 210063-20111103 - rev. 01
datum 3 november 2011
aan Bob Smulders
van Dennis Bouman
projectnummer 210063
betreft Verspreidingsberekening Eindhoven
Aanleiding
Er is een indicatieve verspreidingsberekening uitgevoerd voor een drietal bronnen in de middenberm van de
Mauritsstraat in Eindhoven. In deze notitie zijn de gehanteerde uitgangspunten en berekende concentraties
opgenomen.
Gehanteerde uitgangspunten
De berekeningen zijn uitgevoerd met de module STACKS in het programma Geomilieu (versie 1.91). Dit programma is
door het Ministerie van IenM goedgekeurd voor berekeningen die vallen binnen het toepassingsbereik van alle in de
Rbl2007 genoemde standaardrekenmethoden. Voor de berekening zijn de volgende uitgangspunten per emissiebron
aangehouden (in totaal 3 bronnen):
Emissiehoogte: 5 meter
Diameter: 1,2 meter
Debiet/flux: 5 m 3 /sec
Afgastemperatuur: 25 o C
Concentratie NOx: 1,500 mg/m 3
Concentratie PM10: 0,083 mg/m 3
Emissieduur: 8.760 uur/jaar
De berekeningen zijn uitgevoerd voor het rekenjaar 2011 op basis van de langjarige meteorologie zoals vastgesteld
door het Ministerie van IenM.
Voor de ruwheidslengte is uitgegaan van 0,1 meter. Het rekenen met een dergelijke lage ruwheidslengte leidt tot een
minder goede verspreiding en derhalve tot hogere concentratiebijdragen.
blad 1 van 2

memonummer: 210063-20111013
betreft: Verspreidingsberekening Eindhoven
Concentratiebijdragen
In onderstaande figuren zijn de berekende concentratiebijdragen weergegeven voor de stoffen stikstofdioxide (NO2)
en fijn stof (PM10) in μg/m 3 .
Stikstofdioxide (NO2)
Fijn stof (PM10)
blad 2 van 2

“Reductie van belasting verkeersemissies middels efficiënte luchtfiltering in Eindhovense Hot Spots”

Hannover Milieu- en Veiligheidstechniek B.V.
Maxwellstraat 31, Postbus 174, 6710 BD EDE
T (0318) 62 46 24 F (0318) 62 49 13
www.corona-airtreatment.com