DPF是Diesel ParticulateFilter的縮寫,中文譯名為顆粒捕捉器由堇青石或碳化硅燒制而成,顧名思義,DPF就是安裝在柴油發動機排放系統中的一個過濾裝置,主要吸附尾氣中的顆粒物,例如微粒、碳氫化合物、氮氧化合物以及硫等等,防止他們排入大氣層造成環境污染。國內DPF降低PM效率可達90%。
DPF一般采用壁流式過濾器依靠交替封堵載體孔進出口,強迫氣流通過多孔壁而實現顆粒的捕捉。為了降低DPF再生的溫度,DPF孔道表面都會涂上貴金屬涂層, 若微粒和活性金屬的接觸程度不夠,微粒自然溫度的降低效果就不顯著。一般可降到450℃左右,仍不能保證微粒捕集器再生放熱正常進行。
DPF再生分被動再生和主動再生。
主動再生:實際運行工況時,排氣溫度達不到被動再生條件( 排氣溫度250-450 °C ),需通過噴油在DOC中發生氧化反應,將排氣溫度提高到550°C以上,使碳燃燒氧化反應生成二氧化碳。
主動再生又分為行車再生和原地再生,其中行車再生為在發動機運行到中負荷后時自動執行;例如跑高速,跑省道,發動機都會自動執行行車再生;而在城市工況、堵車等低速低負荷工況運行一段時間后,需要司機停車后按動車上的再生按鈕來執行再生,通常當再生指示燈點亮后就可以執行原地再生。
被動再生:將NO在DOC中氧化為NO2, NO2比O2活躍,在250-450 °C時氧化碳顆粒。
被動再生當DPF指示燈常亮,DPF捕捉到一定量的顆粒后,燃油中的硫會在高溫下形成硫酸鹽顆粒,造成顆粒排放升高;其次硫酸鹽附著在載體涂層表面,破壞了涂層,產生有毒有害物質,阻礙氣態催化反應使再生失效,造成發動機出現限扭,除了灰分燃燒不充分外,燒機油也會造成DPF徹底堵塞,排氣背壓上升,影響到發動機性能。排放的碳煙顆粒物堵塞DPF載體的氣道后PM無法完全再生燒掉。出現這種情況只有采用人工方式清理。這些情況都需要把DPF拆下來,再用專業的設備進行清理。
常見方式有高溫加熱、超聲波+清洗劑、水+清洗劑循環的清潔方式。
高溫加熱清潔方式是通過600℃高溫標準流程加熱DPF載體,從而降解碳顆粒物,自然降溫后再通過吹掃方式將DPF載體清潔干凈。此方式符合載體設計的技術要求。再生時間短、節能環保無污染、效果高,也是國外DPF載體清潔普遍采用的再生方式。
其次超聲波及水循環的方式是通過化學清洗劑進行清洗,清洗劑的成分不同,無統一標準對DPF孔道內的貴金屬涂層影響無法保證,清洗后的污水處理麻煩,清洗劑成本高、用量大,因此水洗方式暫時不推薦使用。