广东DPF颗粒捕集器 净化尾气后处理系统 尿素系统配件
颗粒捕集器是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。颗粒捕集器能够减少发动机所产生的烟灰达90%以上。捕捉到的微粒排放物质随后在车辆运转过程中燃烧殆尽。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; 当微粒的吸附量达到一定程度后，尾端的燃烧器自动点火燃烧，将吸附在上面的炭烟微粒烧掉，变成对人体无害的二氧化碳排出。为了做到这一点，排气后处理系统应用了先进的电控系统、催化涂层和燃料添加型催化剂(FBC)。这种燃料添加型催化剂包含诸如铈、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。在净化周期结束以后，任何残留灰尘或滤渣最终都将在日常维护中被人为地清除。
随着国六排放法规的逐步实施，为了减少汽油机颗粒物排放，GPF已经成为其后处理系统的标准配置。GPF过滤机理与DPF基本相同，排气以一定的流速通过多孔性的壁面，这个过程称为"壁流"(Wall-Flow)。壁流式颗粒捕集器由具有一定孔密度的蜂窝状陶瓷组成，通过交替封堵蜂窝状多孔陶瓷过滤体，排气流被迫从孔道壁面通过，颗粒物分别经过扩散、拦截、重力和惯性四种方式被捕集过滤。大量研究表明，壁流式过滤器是目前减少颗粒排放最有效的手段。
1、GPF过滤材料选择
决定汽油机颗粒捕集器性能的关键是过滤材料，其过滤能力、机械强度、热稳定性、散热能力等物理性能直接影响GPF的结构设计，从而影响GPF的过滤效率、排气背压、使用寿命等指标。与DPF过滤材料性能要求相似，GPF过滤材料需具备以下性能:
1) 较高的过滤效率、较低的排气阻力;
2) 较小的热膨胀系数、热稳定性好及能承受较高的热负荷;
3) 良好的抗高温性和耐热冲击性、耐腐蚀性;
4) 较高的机械强度和抗振动性。
GPF过滤材料主要是堇青石、SIC、AT、合金。
2、装排比设计
低背压设计的GPF捕集器长度与直径的比值(L/D)、安装位置对压降有重要影响，L/D从1.1减小到0.6后，压降将减小52%。综合考虑碳载能力、效率和空间要求，选择GPF装排比为1:1.1，L/D=1:1.1。其中，D=118.4mm，L=127.0mm。
3、结构参数设计
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，使其满足高效率、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。目前，GPF商业化产品应用主要有H1和H2两种技术。其中，H1技术的载体承载低涂敷，为0~50g/L，H2技术的载体承载高涂敷，一般为50~150g/L。显然，H2技术比H1技术的GPF孔隙率大，在相同的排气流量/温度下，背压减小，但目数/壁厚型谱较多，其壁厚/目数、涂覆量需要根据背压计算和排放测试结果来确定。
