Regenerarea termica a filtrelor de particule diesel implica oxidarea particulelor solide si transformarea lor in produse gazoase, de preferinta transformare in CO2. In functie de proiectarea sistemului DPF si de conditiile de functionare a motorului (temperatura gazelor de esapament), oxidarea carbonului din funinginea diesel poate avea loc prin reactii cu oxigenul sau dioxidul de azot.
Oxigenul este prezent in gazele de evacuare diesel in concentratii suficiente in aproape toate conditiile de functionare. Cu toate acestea, sunt necesare temperaturi relativ ridicate pentru a obtine rate apreciabile de regenerare cu O2. Regenerarea pe baza de oxigen este observata mai ales in sistemele active DPF.
Regenerarea pe baza de dioxid de azot poate fi efectuata la temperaturi mai scazute decat regenerarea cu oxigen. Cu toate acestea, concentratiile de NO2 trebuie crescute, ceea ce se realizeaza de obicei prin oxidarea catalitica a NO (adica prin cresterea raportului NO2:NO in NOx). Oxidarea funinginei de catre NO2 este mecanismul dominant al regenerarii pasive a DPF-ului.
Sunt posibili si alti oxidanti si mai activi. Ozonul a fost sugerat ca un oxidant de funingine diesel care ar putea permite regenerarea la temperaturi chiar mai mici decat cele posibile cu NO2. Utilizarea regenerarii ozonului ar necesita un generator de ozon la bord.
Viteza de regenerare termica este limitata de cinetica oxidarii funinginei. Rata de oxidare a funinginei este semnificativ mai mica decat cea a oxidarii poluantilor gazosi de evacuare, cum ar fi monoxidul de carbon. Acesta este unul dintre motivele pentru care particulele carbonice nu sunt oxidate in catalizatori care asigura timpi de rezidenta relativ scurti ai particulelor. Oxidarea funinginei necesita filtre diesel care prelungesc timpul de rezidenta prin captarea fizica a particulelor.
Oxidarea funinginei diesel
La temperaturi scazute (360°C, 400°C) vitezele de oxidare sunt foarte lente, iar regenerarea dpf-ului este incompleta. Doar la temperaturi de aproximativ 600°C funinginea ar putea fi oxidata rapid si complet. La orice temperatura data, viteza de oxidare se modifica odata cu cantitatea de funingine din proba. Acest comportament se vede si la filtrele de motorina, care se regenereaza mai repede atunci cand incarcarea cu funingine este mai mare.
