Regenerace filtru pevných částic

Filtr pevných částic (DPF) má vysokou účinnost filtrace částic sazí, která může dosáhnout 60 % až 90 %. Během filtrace se ve filtru pevných částic hromadí pevné částice, což způsobí zvýšení protitlaku výfukových plynů vznětového motoru. Když protitlak výfukových plynů dosáhne 16 kPa až 20 kPa, výkon vznětového motoru se začne zhoršovat. Proto je nutné částice pravidelně odstraňovat, aby se částicový filtr vrátil do původního funkčního stavu, tedy regenerace. Největším problémem, kterému DPF čelí, je problém regenerace. Metodou regenerace částicového filtru je především oxidace částic a prvky oxidace částic jsou vysoká teplota, obohacení kyslíkem a doba oxidace. Ve skutečnosti je teplota výfukových plynů dieselových motorů obecně nižší než 500 stupňů, zvláště teplota výfukových plynů některých autobusů provozovaných v městských podmínkách je dokonce nižší než 300 stupňů. Klíčovou otázkou regenerace částicového filtru je snížení teploty rovnovážného bodu, při které je rychlost tvorby částic a oxidace stejná, protitlak je relativně konstantní a systém je v rovnováze. Teplota rovnovážného bodu souvisí s průtokem, složením částic, obsahem NOx, koncentrací síry, tvorbou sazí a parametry motoru a paliva. Mezi regenerační metody DPF patří aktivní regenerace a pasivní regenerace. Mezi běžné metody aktivní regenerace patří regenerace ohřevu vstřikováním paliva hořáku, regenerace elektrického ohřevu, regenerace mikrovlnného ohřevu a regenerace infračerveného ohřevu. Regenerace ohřevu hořáku spočívá v nastavení hořáku na vstupu filtru pevných částic, rozstřikování nafty a sekundárního vzduchu a zapálení částic sazí ve filtru pevných částic po spalování za účelem regenerace. Tento způsob vyžaduje zajištění přídavného paliva a konstantní teplotu hořáku, takže je vyžadována sada automatického regulačního systému pro nastavení paliva a přívodu sekundárního vzduchu. Tento hořák má navíc určité požadavky na jízdu vozidla, jako je například prudce nezrychlovat při regeneraci. Pokud se regenerace prudce zrychlí, proud vzduchu uhasí regenerovaný plamen, takže palivo není zcela spáleno a z vozidla začne vycházet bílý kouř. Regenerace elektrickým ohřevem je ohřev částicového filtru elektrickým ohřevem, aby se podpořilo vznícení částic sazí. I když tento způsob regenerace nezpůsobí kouř, elektrické vytápění má poměrně vysoké požadavky na řídicí systém a problém s vysokou spotřebou energie je třeba řešit při používání vozidla. U vznětových motorů malých a středních výkonů není snadné splnit požadavky na výkon. Nerovnoměrný ohřev navíc způsobí nerovnoměrnou regeneraci tělesa filtru a těleso filtru je náchylné k místnímu přehřátí a poškození. Regenerace mikrovlnným ohřevem využívá jedinečné charakteristiky selektivního ohřevu a objemového ohřevu mikrovln k vytvoření prostorově rozloženého zdroje tepla uvnitř tělesa filtru, ohřevu částic sazí usazených na tělese filtru a ohřevu a zapálení částic sazí in situ. Realizace regenerace tělesa filtru Mikrovlnným ohřevem se rozumí ohřev objektu na frekvenci 300 MHz až 300 GHz. Liší se od běžných způsobů vytápění. Jde o objemové zahřívání způsobené dielektrickými ztrátami v elektromagnetickém poli. Jeho energie je přenášena ve formě elektromagnetických vln prostorem nebo médiem. Proces zahřívání úzce souvisí s polarizací molekul uvnitř látky. Klíčová technologie regenerace mikrovlnného ohřevu spočívá v tom, jak vybudit v rezonanční dutině co nejvíce režimů a řídit teplotu spalování částic sazí v dutině, aby nedošlo k poškození tělesa filtru v důsledku nadměrné teploty. Ve srovnání s jinými metodami ohřevu má regenerace ohřevu infračerveným zářením vlastnosti selektivního ohřevu, může přímo ohřívat ohřívané těleso, zkrátit dobu potřebnou k ohřevu ohřátého tělesa na požadovanou teplotu a snížit spotřebu energie; technologie infračervené regenerace má vysokou účinnost regenerace; maximální teplota regenerace je vhodná a teplotní gradient tělesa filtru je malý, což je velmi vhodné pro regeneraci voštinové keramiky. Tyto výhody vytápění infračerveným zářením úzce souvisí s jeho vyhřívacím mechanismem. Z pohledu mechanismu ohřevu infračerveným zářením, kdy je vlnová délka záření zdroje záření v souladu s vlnovou délkou absorpce ozařovaného objektu, tento absorbuje velké množství infračervené energie, čímž mění a zintenzivňuje pohyb svých molekul a dosahuje vliv topení a topení. Mezi běžné metody pasivní regenerace patří systém filtrů pro katalytickou regeneraci palivových aditiv, systém CRT (filtr kontinuální regenerace) a systém CCRT. Palivové aditivum systému katalytické regenerace palivového aditiva je katalyzátor rozpuštěný v palivu. Po spalování v motoru vstupuje do výfuku a je zachycován filtrem spolu s částicemi, díky čemuž jsou částice a katalytické aktivní složky v těsném kontaktu, což je ekvivalentní přidání katalyzátoru k částicím za účelem snížení teploty regenerace částice. Nevýhodou je, že přísady do pohonných hmot ohrožují lidské zdraví při vstupu do ovzduší s výfuky motorových vozidel. CRT se skládá z oxidačního činidla (DOC) a filtru pevných částic (DPF bez katalytického povlaku). Když výfukové plyny vznětového motoru procházejí oxidačním katalyzátorem, při teplotě 200 až 600 stupňů se CO a HC nejprve téměř úplně zoxidují na CO2 a H2O a NO se přemění na NO2. Poté se NO2 oxiduje za vzniku CO2 z částic ve filtru pevných částic a NO2 se redukuje na NO, čímž se dosáhne účelu regenerace částic. Je třeba poznamenat, že tento systém lze použít pouze u dieselových motorů s nízkým obsahem síry, protože oxidační katalyzátor může oxidovat síru a zvýšit počet částic. Pasivní regenerace zároveň vyžaduje vhodnou teplotu výfukových plynů. Není dobré, když je teplota příliš vysoká nebo příliš nízká. Pokud je teplota příliš nízká, rychlost oxidace NO2 je příliš pomalá; pokud je teplota příliš vysoká, rozklad NO2 se urychluje a může vznikat nedostatečné množství NO2. Teplotní rozsah regenerace CRT je 240 stupňů ~ 450 stupňů a regenerace vyžaduje, aby poměr NOx/PM ve výfuku byl větší než 20:1. Systém CCRT se také skládá z okysličovadla (DOC) a filtru pevných částic (DPF), ale nosič filtru pevných částic (DPF) CCRT je potažen katalyzátorem, takže NO generovaný v oxidátoru může nadále generovat NO2 v filtr pevných částic k oxidaci pevných částic, takže systém může úplněji odstranit pevné částice z filtru. Výhodou systému CCRT je, že má uvolněnější podmínky pro regeneraci a nižší teplota výfukových plynů a nižší poměr NOx/PM ve výfuku mohou systém regenerovat.
Při výše uvedeném regeneračním procesu jsou však odstraněny pouze karbonové usazeniny uvnitř DPF a popelové látky bez karbonových usazenin nelze redukovat a rozložit vůbec. Tento popel pochází hlavně ze složek motorového oleje a paliva. Protože popel nelze spálit, snižuje se účinný objem částicového filtru a po určité době se funkce částicového filtru zhorší. U dieselových vozidel s DPF by proto měl být nejprve zvolen motorový olej s nízkým obsahem popela a DPF by měl být pravidelně čištěn a regenerován, aby byla zajištěna skutečná účinnost konverze DPF, snížení emisí škodlivin, prodloužení životnosti DPF, snížit pozdější náklady na údržbu, snížit ztrátu výkonu motoru a snížit spotřebu paliva. Pro pravidelné čištění DPF si můžete vybrat německý Liqui Moly DPF originální dovážený čisticí prostředek - LM-5169 čistič filtru pevných částic a LM-5171 kapalina pro proplachování filtru pevných částic. LM-5169 je velmi účinný čistící disperzant, který dokáže rychle rozpustit látky, jako je uhlíkový kouř a popel přichycený na povrchu DPF. LM-5171 je účinná proplachovací kapalina. Při použití po použití Liqui Moly Diesel Particle Cleaner dokáže rozdělit částice rozpuštěné během procesu čištění kolem vnitřní stěny DPF a spálit je. Pravidelné používání tohoto produktu tedy může výrazně prodloužit životnost DPF, snížit náklady na pozdější údržbu a výměnu a účinně snížit emise pevných částic.