Partikelfilter

Filtry cząstek stałych, inaczej FAP (fr. filtre à particules) lub DPF (ang. diesel particulate filter), to elementy stosowane w silnikach wysokoprężnych. Budową przypominają katalizatory, jednak różnią się średnicą kanalików i porowatością ścian.

Cel stosowania

Zadaniem filtrów jest ograniczenie emisji cząstek stałych, czyli sadzy powstałej w trakcie spalania paliwa.

Budowa

Filtr cząstek stałych, niezależnie od rodzaju, stanowi ceramiczną strukturę, wypełnioną wewnątrz kanalikami, z metalową obudową, najczęściej wykonaną ze stali nierdzewnej. Filtry mają podobną do katalizatorów budowę, również posiadają sieć kanalików, ale o mniejszej średnicy. Kanały ułożone są równolegle względem siebie i każdy z nich jest zaślepiony - część na wlocie, a część na wylocie filtra. Ścianki kanałów mają porowatą strukturę.

Rodzaje filtrów

Funkcjonują dwa rodzaje filtrów cząstek stałych., które różnią się sposobem działania- FAP i DPF. FAP (fr. filtre à particules) to mokry filtr cząstek stałych. Do jego prawidłowego funkcjonowania niezbędne jest stosowanie płynu katalitycznego będącego dodatkiem do paliwa. Pozwala on na neutralizację cząstek stałych spalin w niższych temperaturach. DPF to suchy filtr cząstek stałych. Powierzchnię jego kanalików pokrywają tlenek glinu i ceru oraz platyna.

Zasada działania:

Cząstki spalin docierają do kanalików. Ich jednostronne zaślepienie powoduje wymuszenie przepływu spalin przez porowate ścianki. Pory ścian kanalików filtru przepuszczają mniejsze cząstki, a większe, stanowiące substancje toksyczne, pozostają wewnątrz.

Regeneracja:

Po pewnym czasie następuje nagromadzenie cząstek sadzy w filtrach i ich zapchanie. Wtedy należy przeprowadzić proces regeneracji. Istnieją trzy podstawowe sposoby regeneracji filtrów- pasywna, aktywna i wymuszona.

Regeneracja pasywna następuje naturalnie i jest konsekwencją osiągnięcia przez spaliny bardzo wysokiej temperatury dochodzącej do 400oC. Wówczas następują reakcje termochemiczne, które skutkują neutralizacją i unieszkodliwieniem cząstek stałych znajdujących się w filtrze.

Regeneracja aktywna ma miejsce wtedy, gdy nie zostaje osiągnięta odpowiednia temperatura spalin. Wtedy jest ona podwyższana za pomocą dotrysku dodatkowej ilości paliwa podczas „wydechu”. Ten rodzaj regeneracji przeprowadzany jest automatycznie bez udziału człowieka.

Regeneracja wymuszona następuje, gdy poziom spalin przekroczy poziom umożliwiający przeprowadzenie regeneracji aktywnej. Wówczas konieczne jest podłączenie specjalnego urządzenia do wypalenia filtru.

Co ze zużytym filtrem?

Gdy regeneracja jest niemożliwa, konieczne jest usunięcie filtru, który można sprzedać w wybranych punktach skupu. Skup filtrów cząstek stałych wiąże się z możliwością odzyskania z nich metali szlachetnych.