柴油机被认为是热效率最高的内燃机,所以在全世界被广泛地应用在重型车辆上,所有滤材都有各自的优缺点,所以在使用时也应有选择。
陶瓷过滤器
柴油机陶瓷微粒过滤器可以是壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器也可以是缠绕成的滤筒,最常用的是壁流式微粒捕集器(占有70%的市场)。它是整体挤压成型的,主要成分是堇青石或者金刚砂。交替堵住蜂窝状多孔陶瓷的孔两端,柴油机的废气被迫通过这个多孔的墙壁而被过滤。壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器的特点是机械强度好、耐温性好、并且具有良好的过滤效率。这种陶瓷基材可以覆上一层催化剂来降低温度从而再生。
这种过滤器的缺点是热膨胀系数大,当烟尘量较大时,压降也相对较大,从而导致过滤器阻塞。因为它们是易碎的材料,所以容易在热环境中或者机械振动中损坏。
金属基的陶瓷纤维滤筒用连续的陶瓷纤维缠绕在多孔金属支撑筒上,废气被迫通过陶瓷纤维流入金属筒内,使柴油机废气中的微粒停留在纤维中间。通过电加热去除堆积在过滤装置中的微粒,可以使过滤器再生。
有一些陶瓷纤维滤筒使用陶瓷纱线制成的薄布,这种布的制作过程就像造纸一样,然后成型的过滤器要经过烧结处理。FLEETGUARD公司开发了一种由复合过滤介质(覆以SIC的氧化铝纤维)和壁流式蜂窝陶瓷过滤元件组成的过滤器。
一次性/长期使用/可回用的纸质过滤器
一次性的柴油机废气过滤器一般是折成褶状的滤筒,就像一般的发动机进气过滤器,效率可以接近100%。由于过滤器的最高使用温度都低于120℃,这种过滤器需要一个随车的冷却器,如喷水器或者散热器,这种过滤器的设计寿命是最多3次。
一次性/长期使用/可回用的纸质过滤器的最高使用温度可以达到200℃,过滤材料一般使用合成纤维或者与陶瓷纤维混合以达到更高的使用温度。这样的过滤材料可以连续多次使用。
DPF介质的最新进展
由于日益增长的排放法规限制,对经济、可靠的过滤材料和系统的需求日益增长。AHLSTROM公司一直致力于柴油微粒过滤技术的研究,包括一次性过滤器、可重复利用和可再生过滤器。
一次性DPF过滤介质
AHLSTROM公司已成功开发出一种用于公共交通车辆中的微粒捕集器,这是意大利政府赞助的一个名为PROJETTOBLUE的项目的研究成果。据说这种过滤器可以使用2,500KM或者最多达十天(以每天行驶250KM计算)。
纤维素基过滤介质适用于最高为120℃的低温环境,且具有根据需要控制压降和过滤效率的特点。
连续使用/耐高温/可再生的纤维介质
经过过去几年的不断努力,AHLSTROM公司已经开发出100%陶瓷纤维的柴油机微粒过滤器过滤介质,这种过滤介质能耐800℃甚至更高的温度,还能够用作再生过滤器的基材。
利用这种无机纤维过滤介质制成的过滤器,相对目前的陶瓷基过滤器,可以将柴油机微粒过滤器的成本降低至少50%。
AHLSTROM在DPF方面的创新技术
AHLSTROM公司又有一个独特的技术平台,能够轻而易举地开发出DPF市场所需的工程解决方案。
DISRUPTORTTM技术
DISRUPTORTM材料是AHLSTROM公司的纳米氧化铝纤维技术,是利用大约2NM粗、100NM长的的氧化铝陶瓷纤维枝接微米级的玻璃纤维制成的。与其它所有纤维相比,DISRUPTORTM纤维具有最高的纵横比(半径和长度的比)和表面积(最高达600M2/G)。
这种材料作为DPF介质的一个特殊优点是,它可以使极细的粉末(例如催化剂)附着到纳米级的氧化铝纤维中。
柴油机是一种高效率的内燃机,在全世界范围内的应用越来越广泛。然而,近年来日益增长的油价和欧洲日益严格的排放法规已经引起了公众的注意。因此,对高效率、低压降和低成本的柴油机废气过滤器的需求在不断增加。AHLSTROM公司一直积极开发用于柴油机废气后处理系统的一次性、连续使用和可再生的纤维基柴油机微粒过滤器介质。