为了满足效率、碳载和背压的需求,应合理的设计GPF孔隙率、孔径及目数/壁厚等结构参数,使其满足率、高碳载量、低背压及耐热性高等特性。同时,为了保证再生可靠和避免二次污染,涂敷少量催化剂有助GPF被动再生。莫来石 DPF 微观结构由大量针状的莫来石晶粒互锁而成,具有大的孔隙率和平均孔直径,以及高的比表面积,适合大的催化剂涂敷量应用;但是其具有大的热膨胀系数,需要做成分割式结构。所谓过滤器的再生是指在长期工作中,捕集器里的颗粒物逐渐增加会引起发动机背压升高,导致发动机性能下降,所以要定期除去沉积的颗粒物,恢复捕集器的过滤性能。
与DPF过滤材料性能要求相似,电焚烧DPF,GPF过滤材料需具备以下性能: 较高的过滤效率、较低的排气阻力; 较小的热膨胀系数、热稳定性好及能承受较高的热负荷; 良好的抗高温性和耐热冲击性、耐腐蚀性。各种催化剂涂敷技术应用于 DPF,以降低再生温度,减少颗粒(PM)排放,以及减少安装空间尺寸 (SCR on DPF 技术) 等,DPF 的内部结构也在不断变化,以适应新的催化剂涂敷技术的发展。这种燃料添加型催化剂包含诸如、铁和铂等金属。这些材料按比例加入到燃料中,在发动机控制系统的帮助下不仅控制微粒排放物质的数量,而且还控制碳氢化合物和污染气体等污染物的排放量。 捕捉器的再生或净化功能必须在可控的基础上完成,以保持捕集器不被烟灰堵塞。
它的工作基本原理是: 如柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、铑、钯,柴油发动机排出的含有炭粒的黑烟,通过专门的管道进入发动机尾气微粒捕集器,经过其内部密集设置的袋式过滤器,将炭烟微粒吸附在金属纤维毡制成的过滤器上。在净化周期结束以后,任何残留灰尘或滤渣终都将在日常维护中被人为地清除。颗粒捕集器可以有效地减少微粒物的排放,它先捕集废气中的微粒物,然后再对捕集的微粒进行氧化,使颗粒捕捉器再生。各种氧化物和非氧化物材料应用于 DPF,各种结构的 DPF 得到发展。由于DPF 工作在高温和腐蚀性尾气中,DPF 材料需要具有抗灰分腐蚀、耐热冲击等优良特性。
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