เครื่องยนต์ดีเซลเป็นวัตถุดิบหลักในอุตสาหกรรมต่างๆ มานานแล้ว เนื่องจากมีประสิทธิภาพและความทนทานสูง อย่างไรก็ตาม ข้อเสียเปรียบหลักประการหนึ่งของเครื่องยนต์ดีเซลคือการปล่อยฝุ่นละออง (PM) ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคของแข็งและของเหลวขนาดเล็กที่ลอยอยู่ในอากาศ อนุภาคเหล่านี้อาจมีผลกระทบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ นำไปสู่กฎระเบียบที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษของเครื่องยนต์ดีเซลทั่วโลก ตัวกรองอนุภาคดีเซล (DPF) เป็นองค์ประกอบสำคัญในการลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายเหล่านี้ และในฐานะซัพพลายเออร์ของ DPF ฉันมาที่นี่เพื่ออธิบายว่าตัวกรองดักจับอนุภาคได้อย่างไร
พื้นฐานของฝุ่นละอองในเครื่องยนต์ดีเซล
ก่อนที่จะเจาะลึกว่า DPF ดักจับอนุภาคได้อย่างไร จำเป็นต้องเข้าใจว่าอนุภาคนี้คืออะไร อนุภาคดีเซลเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของอนุภาคของแข็งและของเหลว เศษส่วนที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน (เขม่า) ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลที่ไม่สมบูรณ์ เศษส่วนของเหลวประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน ซัลเฟต และน้ำ อนุภาคเหล่านี้มีขนาดแตกต่างกันไป โดยอนุภาคที่เป็นอันตรายที่สุดคืออนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมโครเมตร (PM2.5) และ 10 ไมโครเมตร (PM10) อนุภาคละเอียดเหล่านี้สามารถเจาะลึกเข้าไปในปอดและแม้กระทั่งเข้าสู่กระแสเลือด ทำให้เกิดโรคทางเดินหายใจและหลอดเลือดหัวใจ
ตัวกรองอนุภาคดีเซลทำงานอย่างไร
ตัวกรองอนุภาคดีเซลได้รับการออกแบบมาเพื่อดักจับและกำจัดฝุ่นละอองออกจากก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล DPF มีหลายประเภท แต่ประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือตัวกรองผนัง - การไหล
การออกแบบตัวกรองผนัง - การไหล
ตัวกรองการไหลแบบผนังทำจากวัสดุเซรามิกที่มีรูพรุน โดยทั่วไปคือ Cordierite หรือซิลิคอนคาร์ไบด์ ตัวกรองมีโครงสร้างแบบรังผึ้งพร้อมช่องสัญญาณคู่ขนานหลายชุด ช่องอื่นๆ ทุกช่องจะถูกปิดกั้นที่ทางเข้าและทางออกที่สิ้นสุดในรูปแบบสลับกัน ซึ่งหมายความว่าก๊าซไอเสียที่เข้าสู่ตัวกรองจะถูกบังคับให้ไหลผ่านผนังที่มีรูพรุนของช่องเพื่อไปถึงช่องทางออก
กลไกการกรอง
มีกลไกหลักสามประการที่ DPF ดักจับฝุ่นละออง:
- การสกัดกั้น: อนุภาคขนาดใหญ่ที่ใหญ่เกินกว่าจะติดตามการไหลของก๊าซผ่านรูพรุนของผนังตัวกรองจะถูกผนังดักไว้ เมื่อก๊าซไอเสียเข้าใกล้ผนังที่มีรูพรุน อนุภาคขนาดใหญ่เหล่านี้จะชนกับพื้นผิวผนังและเกาะติดกับผนัง
- การกระแทกเฉื่อย: เนื่องจากก๊าซไอเสียเปลี่ยนทิศทางเมื่อไหลผ่านผนังที่มีรูพรุน อนุภาคที่มีความเฉื่อยสูง (โดยปกติจะมีอนุภาคขนาดใหญ่กว่า) จะยังคงเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงและส่งผลกระทบต่อผนังตัวกรอง ซึ่งคล้ายกับการที่ผู้โดยสารในรถยังคงเคลื่อนไปข้างหน้าเมื่อรถเลี้ยวกะทันหัน
- การแพร่กระจาย: อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า โดยเฉพาะในช่วงไมโครเมตร จะเกิดการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนแบบสุ่ม การเคลื่อนไหวแบบสุ่มนี้ทำให้อนุภาคเหล่านี้ชนกับผนังตัวกรองและถูกจับได้
การสะสมและการฟื้นฟู
เมื่อ DPF จับอนุภาคได้มากขึ้น แรงดันตกคร่อมตัวกรองจะเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลงและสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้น เพื่อป้องกันสิ่งนี้ จำเป็นต้องสร้าง DPF ใหม่เป็นระยะเพื่อกำจัดอนุภาคที่สะสมอยู่
การฟื้นฟูมีสองประเภทหลัก: แบบพาสซีฟและแบบแอคทีฟ
- การฟื้นฟูแบบพาสซีฟ: เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นภายใต้สภาวะการขับขี่ปกติเมื่ออุณหภูมิก๊าซไอเสียสูงเพียงพอ (โดยปกติจะสูงกว่า 250 - 300°C) เพื่อให้เขม่าออกซิไดซ์ DPF บางตัวถูกเคลือบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันดีเซลเพื่อลดอุณหภูมิที่สามารถออกซิไดซ์เขม่าได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) ในก๊าซไอเสียเป็นไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO₂) NO₂ เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ทรงพลังกว่าออกซิเจน และสามารถออกซิไดซ์เขม่าได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า
- การฟื้นฟูที่ใช้งานอยู่: เมื่ออุณหภูมิของก๊าซไอเสียไม่สูงพอสำหรับการสร้างพลังงานใหม่แบบพาสซีฟ หน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) จะเริ่มกระบวนการสร้างพลังงานใหม่แบบแอคทีฟ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการฉีดเชื้อเพลิงเพิ่มเติมเข้าไปในระบบไอเสียเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซไอเสีย หรือใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่ DPF เมื่ออุณหภูมิสูงถึงประมาณ 600 - 650°C เขม่าที่สะสมจะเผาไหม้ออกไป ช่วยฟื้นฟูประสิทธิภาพของตัวกรอง
เทคโนโลยีเสริม
นอกจาก DPF แล้ว เทคโนโลยีการควบคุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ยังมักใช้ร่วมกับเทคโนโลยีดังกล่าวเพื่อลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายอีกด้วย
การลดตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกสรร (SCR)
ระบบ SCR ใช้เพื่อลดการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOₓ) จากเครื่องยนต์ดีเซล ตัวเร่งปฏิกิริยา SCR มีสองประเภทหลัก:ตัวเร่งปฏิกิริยา SCR แบบอิง Feและตัวเร่งปฏิกิริยา SCR ที่ใช้ Cu- ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ส่งเสริมปฏิกิริยาระหว่างแอมโมเนีย (โดยปกติจะอยู่ในรูปของสารละลายยูเรีย) และ NOₓ ในก๊าซไอเสียเพื่อผลิตไนโตรเจนและน้ำ ด้วยการลดการปล่อย NOₓ ระบบ SCR ยังช่วยลดมลพิษที่เป็นอันตรายจากเครื่องยนต์ดีเซลโดยรวมอีกด้วย
ประโยชน์ของการใช้ตัวกรองอนุภาคดีเซลคุณภาพสูง
- การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม: ด้วยการดักจับฝุ่นละออง DPF จะช่วยลดปริมาณมลพิษที่เป็นอันตรายที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศได้อย่างมาก ซึ่งจะช่วยในการปรับปรุงคุณภาพอากาศและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเครื่องยนต์ดีเซล
- การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: เนื่องจากรัฐบาลทั่วโลกบังคับใช้มาตรฐานการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เข้มงวดมากขึ้น การใช้ DPF มักเป็นข้อกำหนดสำหรับรถยนต์และอุปกรณ์ดีเซลเพื่อให้เป็นไปตามกฎระเบียบเหล่านี้
- สมรรถนะของเครื่องยนต์: แม้ว่า DPF อาจทำให้แรงดันต้านเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่ DPF สมัยใหม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดผลกระทบนี้ ในความเป็นจริง DPF ที่ทำงานได้ดีสามารถช่วยรักษาประสิทธิภาพของเครื่องยนต์โดยทำให้ระบบไอเสียสะอาด
เหตุใดจึงเลือกตัวกรองอนุภาคดีเซลของเรา
ในฐานะซัพพลายเออร์ของ DPF เรามีความภาคภูมิใจในการนำเสนอ DPF คุณภาพสูงที่ออกแบบมาเพื่อให้ตรงตามมาตรฐานการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เข้มงวดที่สุด ตัวกรองของเราทำจากวัสดุที่ดีที่สุด จึงมั่นใจได้ถึงความทนทานในระยะยาวและการกรองที่มีประสิทธิภาพ เราใช้เทคนิคการผลิตขั้นสูงเพื่อผลิต DPF ด้วยคุณภาพและประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ
ทีม R&D ของเราทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงผลิตภัณฑ์ของเรา ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการกรอง ลดแรงดันตก หรือเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการฟื้นฟู นอกจากนี้เรายังให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่ครอบคลุมแก่ลูกค้าของเรา ช่วยเหลือพวกเขาในการติดตั้ง บำรุงรักษา และการแก้ไขปัญหา
ติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้าง
หากคุณอยู่ในตลาดตัวกรองอนุภาคดีเซลที่เชื่อถือได้ เรายินดีรับฟังจากคุณ ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ผลิตยานพาหนะ ผู้ควบคุมยานพาหนะ หรือเจ้าของอุปกรณ์ DPF ของเราก็สามารถมอบโซลูชันการควบคุมการปล่อยมลพิษที่คุณต้องการได้ ติดต่อเราวันนี้เพื่อเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณ และผลิตภัณฑ์ของเราจะเป็นประโยชน์ต่อการดำเนินงานของคุณอย่างไร
อ้างอิง
- เฮย์วูด เจบี (1988) พื้นฐานเครื่องยนต์สันดาปภายใน แมคกรอว์ - ฮิลล์
- จอห์นสัน ทีวี (2552) การปล่อยไอเสียดีเซล: ลักษณะเฉพาะ ผลกระทบ และการควบคุม เอสเออี อินเตอร์เนชั่นแนล
- คิทเทลสัน, ดีบี (1998) เครื่องยนต์และอนุภาคนาโน: บทวิจารณ์ วารสารวิทยาศาสตร์สเปรย์, 29(5 - 6), 575 - 588.
