Regenerácia filtra pevných častíc

Filter pevných častíc (DPF) má vysokú účinnosť filtrácie sadzí, ktorá môže dosiahnuť 60 % až 90 %. Počas filtrácie sa častice hromadia vo filtri pevných častíc, čo spôsobí zvýšenie protitlaku výfukových plynov naftového motora. Keď protitlak výfukových plynov dosiahne 16 kPa až 20 kPa, výkon dieselového motora sa začne zhoršovať. Častice sa preto musia pravidelne odstraňovať, aby sa časticový filter vrátil do pôvodného pracovného stavu, teda regenerácie. Najväčšou výzvou, ktorej DPF čelí, je problém s regeneráciou. Spôsob regenerácie filtra častíc je hlavne oxidácia častíc a prvkami oxidácie častíc sú vysoká teplota, obohatenie kyslíkom a čas oxidácie. V skutočnosti je teplota výfukových plynov dieselových motorov vo všeobecnosti nižšia ako 500 stupňov, najmä teplota výfukových plynov niektorých autobusov jazdiacich v mestských podmienkach je dokonca nižšia ako 300 stupňov. Kľúčovou otázkou regenerácie časticového filtra je zníženie teploty rovnovážneho bodu, pri ktorej je rýchlosť tvorby častíc a oxidácie rovnaká, protitlak je relatívne konštantný a systém je v rovnováhe. Teplota rovnovážneho bodu súvisí s prietokom, zložením častíc, obsahom NOx, koncentráciou síry, tvorbou sadzí a parametrami motora a paliva. Medzi metódy regenerácie DPF patrí aktívna regenerácia a pasívna regenerácia. Bežné metódy aktívnej regenerácie zahŕňajú regeneráciu ohrevu vstrekovaním paliva horáka, regeneráciu elektrického ohrevu, regeneráciu mikrovlnného ohrevu a regeneráciu infračerveného ohrevu. Regenerácia ohrevu horáka spočíva v nastavení horáka na vstupe filtra pevných častíc, rozprašovaní nafty a sekundárneho vzduchu a zapálení častíc sadzí vo filtri pevných častíc po spaľovaní na účely regenerácie. Táto metóda vyžaduje zabezpečenie dodatočného paliva a konštantnú teplotu horáka, takže je potrebný súbor automatického riadiaceho systému nastavenia na nastavenie prívodu paliva a sekundárneho vzduchu. Okrem toho má tento horák určité požiadavky na jazdu vozidla, napríklad pri regenerácii prudko nezrýchľovať. Ak sa regenerácia prudko urýchli, prúd vzduchu uhasí regenerovaný plameň, takže palivo nie je úplne spálené a vozidlo začne vydávať biely dym. Elektrická regenerácia ohrevu je ohrev časticového filtra elektrickým ohrevom, aby sa podporilo vznietenie častíc sadzí. Aj keď tento spôsob regenerácie nespôsobí žiadne dymenie, elektrické vykurovanie má pomerne vysoké požiadavky na riadiaci systém a pri používaní vozidla je potrebné vyriešiť problém vysokej spotreby energie. Pre malé a stredne výkonné naftové motory nie je jednoduché splniť požiadavky na výkon. Okrem toho nerovnomerné zahrievanie spôsobí nerovnomernú regeneráciu telesa filtra a teleso filtra je náchylné na lokálne prehriatie a poškodenie. Regenerácia mikrovlnným ohrevom využíva jedinečné selektívne ohrievacie a objemové ohrievacie charakteristiky mikrovĺn na vytvorenie priestorovo rozloženého zdroja tepla vo vnútri telesa filtra, ohrievanie častíc sadzí usadených na tele filtra a zahrievanie a zapálenie častíc sadzí in situ. Realizácia regenerácie telesa filtra Mikrovlnným ohrevom sa rozumie ohrev objektu na frekvencii 300 MHz až 300 GHz. Líši sa od bežných spôsobov vykurovania. Ide o objemové zahrievanie spôsobené stratou dielektrika v elektromagnetickom poli. Jeho energia sa prenáša vo forme elektromagnetických vĺn cez priestor alebo médium. Proces zahrievania úzko súvisí s polarizáciou molekúl vo vnútri látky. Kľúčová technológia regenerácie mikrovlnného ohrevu spočíva v tom, ako vybudiť v rezonančnej dutine čo najviac režimov a riadiť teplotu spaľovania častíc sadzí v dutine, aby nedošlo k poškodeniu telesa filtra v dôsledku nadmernej teploty. V porovnaní s inými metódami vykurovania má regenerácia vykurovania infračerveným žiarením vlastnosti selektívneho vykurovania, môže priamo zahriať vyhrievané teleso, skrátiť čas potrebný na zahriatie vyhrievaného telesa na požadovanú teplotu a znížiť spotrebu energie; technológia infračervenej regenerácie má vysokú účinnosť regenerácie; maximálna teplota regenerácie je vhodná a teplotný gradient telesa filtra je malý, čo je veľmi vhodné na regeneráciu voštinovej keramiky. Tieto výhody vykurovania infračerveným žiarením úzko súvisia s jeho vyhrievacím mechanizmom. Z pohľadu mechanizmu ohrevu infračerveným žiarením, keď je vlnová dĺžka žiarenia zdroja žiarenia v súlade s absorpčnou vlnovou dĺžkou ožarovaného objektu, tento absorbuje veľké množstvo infračervenej energie, čím mení a zintenzívňuje pohyb svojich molekúl, čím sa dosiahne účinok vykurovania a vykurovania. Bežné metódy pasívnej regenerácie zahŕňajú systém filtrov na katalytickú regeneráciu palivových aditív, systém CRT (filtra s kontinuálnou regeneráciou) a systém CCRT. Palivová prísada filtračného systému katalytickej regenerácie prísad do paliva je katalyzátor rozpustený v palive. Po spaľovaní v motore vstupuje do výfukových plynov a je zachytený filtrom spolu s časticami, čím sa častice a katalytické aktívne zložky dostanú do tesného kontaktu, čo je ekvivalentné pridania katalyzátora k časticiam na zníženie teploty regenerácie častice. Nevýhodou je, že palivové prísady ohrozia ľudské zdravie pri vstupe do atmosféry s výfukom motorových vozidiel. CRT sa skladá z oxidačného činidla (DOC) a filtra pevných častíc (DPF bez katalytického povlaku). Keď výfukové plyny naftového motora prechádzajú cez oxidačný katalyzátor, pri teplote 200 až 600 stupňov sa CO a HC najskôr takmer úplne zoxidujú na CO2 a H2O a NO sa premení na NO2. Potom sa NO2 oxiduje za vzniku CO2 z častíc vo filtri pevných častíc a NO2 sa redukuje na NO, čím sa dosiahne účel regenerácie častíc. Je potrebné poznamenať, že tento systém je možné použiť len na dieselových motoroch s nízkym obsahom síry, pretože oxidačný katalyzátor môže oxidovať síru a zvýšiť počet častíc. Pasívna regenerácia zároveň vyžaduje vhodnú teplotu výfukových plynov. Nie je dobré, ak je teplota príliš vysoká alebo príliš nízka. Ak je teplota príliš nízka, rýchlosť oxidácie NO2 je príliš nízka; ak je teplota príliš vysoká, rozklad NO2 sa urýchľuje a môže sa vytvárať nedostatočné množstvo NO2. Teplotný rozsah regenerácie CRT je 240 stupňov ~ 450 stupňov a regenerácia vyžaduje, aby bol pomer NOx/PM vo výfukových plynoch vyšší ako 20:1. Systém CCRT sa tiež skladá z oxidačného činidla (DOC) a filtra pevných častíc (DPF), ale nosič filtra pevných častíc (DPF) CCRT je potiahnutý katalyzátorom, takže NO generovaný v oxidačnom zariadení môže pokračovať vo vytváraní NO2 v filter pevných častíc na oxidáciu pevných častíc, aby systém mohol úplnejšie odstrániť pevné častice z filtra. Výhodou systému CCRT je, že má uvoľnenejšie podmienky na regeneráciu a nižšia teplota výfukových plynov a nižší pomer NOx/PM vo výfukových plynoch dokážu regenerovať systém.
Vo vyššie uvedenom procese regenerácie sa však odstránia iba karbónové usadeniny vo vnútri DPF a popolové látky bez karbónových usadenín sa nedajú vôbec zredukovať a rozložiť. Tento popol pochádza hlavne zo zložiek motorového oleja a paliva. Keďže popol nie je možné spáliť, efektívny objem časticového filtra sa zníži a funkcia časticového filtra sa po určitom čase zhorší. Preto pri naftových vozidlách s DPF treba najskôr zvoliť motorový olej s nízkym obsahom popola a pravidelne čistiť a regenerovať DPF, aby sa zabezpečila skutočná účinnosť premeny DPF, znížili sa emisie škodlivín, predĺžila sa životnosť DPF, znížiť neskoršie náklady na údržbu, znížiť stratu výkonu motora a znížiť spotrebu paliva. Na pravidelné čistenie DPF si môžete vybrať nemecký Liqui Moly DPF originálny dovážaný čistiaci prostriedok - LM-5169 čistič filtra pevných častíc a LM-5171 kvapalina na preplachovanie filtra pevných častíc. LM-5169 je veľmi účinný čistiaci disperzant, ktorý dokáže rýchlo rozpustiť látky, ako je uhlíkový dym a popol prichytený na povrchu DPF. LM-5171 je účinná splachovacia kvapalina. Pri použití po použití Liqui Moly Diesel Particle Cleaner dokáže rozložiť častice rozpustené počas procesu čistenia okolo vnútornej steny DPF a spáliť ich. Pravidelné používanie tohto produktu preto môže výrazne predĺžiť životnosť DPF, znížiť náklady na neskoršiu údržbu a výmenu a efektívne znížiť emisie pevných častíc.