- Regeneracja termiczna DPF polega na utlenianiu cząstek do CO2.
- Dla szybkiej regeneracji konieczne około 600°C; 360–400°C to wolne tempo.
- Regeneracja może zachodzić z tlenem (O2) lub NO2; NO2 działa w niższych temperaturach.
- NO2 dominuje w pasywnej regeneracji; ozon wymaga generatora na pokładzie.
Regeneracja termiczna filtrów cząstek stałych w silnikach diesla polega na utlenianiu cząstek stałych i ich przekształcaniu w produkty gazowe, najlepiej poprzez przekształcenie ich w CO2. W zależności od konstrukcji systemu FAP i warunków pracy silnika (temperatura spalin), utlenianie węgla w sadzy diesla może zachodzić w wyniku reakcji z tlenem lub dwutlenkiem azotu.
Tlen jest obecny w spalinach diesla w wystarczających stężeniach w prawie każdych warunkach pracy. Jednakże, do uzyskania zadowalających prędkości regeneracji za pomocą O2, wymagane są stosunkowo wysokie temperatury. Regeneracja oparta na tlenie jest najczęściej obserwowana w aktywnych systemach FAP.
Regeneracja za pomocą dwutlenku azotu może być realizowana w niższych temperaturach niż regeneracja za pomocą tlenu. Jednak stężenia NO2 muszą być zwiększone, co jest zazwyczaj osiągane przez katalityczne utlenienie NO (tj. zwiększenie stosunku NO2:NO w NOx). Utlenianie sadzy przez NO2 jest dominującym mechanizmem pasywnej regeneracji FAP.
Możliwe są również inne bardziej aktywne utleniacze. Ozon został zaproponowany jako utleniacz sadzy diesla, który mógłby umożliwić regenerację w jeszcze niższych temperaturach niż te możliwe przy użyciu NO2. Wykorzystanie regeneracji ozonem wymagałoby generatora ozonu na pokładzie.
Prędkość regeneracji termicznej jest ograniczona kinetyką utleniania sadzy. Prędkość utleniania sadzy jest znacząco niższa w porównaniu z utlenianiem zanieczyszczających gazów spalinowych, takich jak tlenek węgla. Jest to jeden z powodów, dla których cząstki węgla nie są utleniane w katalizatorach zapewniających stosunkowo krótkie czasy przebywania cząstek. Utlenianie sadzy wymaga filtrów diesla, które wydłużają czas przebywania poprzez fizyczne zatrzymywanie cząstek.
Utlenianie sadzy diesla
W niskich temperaturach (360°C, 400°C) prędkości utleniania są bardzo wolne i regeneracja FAP jest niekompletna. Dopiero przy temperaturach około 600°C sadza może być szybko i całkowicie utleniona. Przy danej temperaturze prędkość utleniania zmienia się wraz z ilością sadzy w próbce. To zachowanie jest również obserwowane w filtrach diesla, które regenerują się szybciej, gdy obciążenie sadzą jest większe.
