乾式排気浄化装置、通称ディーゼル微粒子フィルター（DPF）または乾式黒煙浄化装置は、除去するために使用されるコア後処理装置です。粒子状物質（PM）、 特に炭素すす（黒煙）、 からディーゼル発電機排気。液体添加剤に頼らず物理的な濾過によって作動するため、「ドライ」と呼ばれます。
I. 動作原理：物理的ろ過と再生
その動作原理は、次の 3 つのプロセスに要約できます。「捕獲-蓄積-再生」
- 捕獲（ろ過）:
- エンジンからの高温の排気ガスは浄化装置に入り、多孔質セラミック（コージェライト、炭化ケイ素など）または焼結金属で作られたフィルター要素を通過します。
- フィルター要素の壁は、通常1ミクロン未満の微細孔で覆われており、ガス（窒素、二酸化炭素、水蒸気など）は通過しますが、より大きな粒子は捕捉します。固体粒子（すす、灰）と可溶性有機分画（SOF）フィルターの内側または表面。
- 蓄積する:
- 捕捉された粒子はフィルター内に徐々に蓄積し、「すすケーキ」を形成します。蓄積が進むにつれて、排気背圧は徐々に上昇します。
- 再生:
- 排気背圧が設定された限界値（エンジン性能に影響）に達すると、システムは"再生"フィルターに蓄積した煤を燃焼させて濾過能力を回復させるプロセスです。
- 再生は重要なプロセスである主に以下を通じて達成されます。
- 受動的な再生発電機が高負荷運転すると、排気温度は自然に上昇します（通常350℃以上）。捕捉された煤は排気ガス中の窒素酸化物（NO₂）と反応して酸化されます（ゆっくりと燃焼します）。このプロセスは継続的に行われますが、通常は完全な浄化には不十分です。
- アクティブ再生: 背圧が高すぎて排気温度が不十分な場合に強制的に起動します。
- 燃料補助（バーナー）: 少量のディーゼルがDPFの上流に噴射され、バーナーによって点火され、DPFに入るガスの温度が600°C以上に上昇し、すすが急速に酸化されて燃焼します。
- 電気ヒーター再生: フィルター要素は電気加熱要素を使用してすすの発火点まで加熱されます。
- マイクロ波再生: マイクロ波エネルギーを利用してすす粒子を選択的に加熱します。
II. コアコンポーネント
完全な乾式浄化システムには通常、次のものが含まれます。
- DPFフィルターエレメント: コア濾過ユニット。
- 差圧センサー（上流/下流）: フィルター全体の圧力差を監視し、すすの負荷レベルを決定し、再生信号をトリガーします。
- 温度センサー: 入口/出口温度を監視して再生プロセスを制御し、過熱による損傷を防止します。
- 再生トリガー＆コントロールシステム: 圧力センサーと温度センサーからの信号に基づいて、再生プログラムの開始と停止を自動的に制御します。
- 回生アクチュエータ：ディーゼルインジェクター、バーナー、電気加熱装置など。
- ハウジングと断熱層: 圧力の封じ込めと保温のため。
III. 利点と欠点
| 利点 | デメリット |
| 高い除塵効率: すす（黒煙）のろ過効率が非常に高く、95% 以上に達し、リンゲルマン黒度をレベル 0 ～ 1 に低減します。 | バックプレッシャーを増大させる: エンジンの呼吸効率に影響し、燃料消費量がわずかに増加する可能性があります (約 1 ～ 3%)。 |
| 消耗液は不要: SCR（尿素が必要）とは異なり、動作中に再生に必要なのは電力と少量のディーゼルのみで、追加の消耗品コストはかかりません。 | 複雑なメンテナンス定期的な灰の清掃（不燃性灰の除去）と点検が必要です。再生が不十分だと、フィルターの目詰まりやメルトダウンにつながる可能性があります。 |
| コンパクトな構造: システムは比較的シンプルで、設置面積が小さく、インストールも簡単です。 | 燃料の品質に敏感ディーゼル燃料に含まれる硫黄分が多いと硫酸塩が生成され、灰分が多いとフィルターの目詰まりが促進され、寿命と性能に影響を及ぼします。 |
| PMを主にターゲットとする: 目に見える黒煙や粒子状物質を解決するための最も直接的かつ効果的な装置です。 | NOxを処理しない: 主に粒子状物質を対象としており、窒素酸化物への効果は限定的です。包括的な規制遵守には、SCRシステムとの併用が必要です。 |
| 断続運転に適しています: 持続的な温度条件を必要とする SCR と比較すると、DPF は変化するデューティ サイクルに適応性に優れています。 | 初期投資額が高い: 特に高出力発電機セットに使用される浄化装置向け。 |
IV. 主な適用シナリオ
- 排出基準が厳しい地域: データセンター、病院、高級ホテル、オフィスビルなどの黒煙公害を防ぐバックアップ電源。
- 都市部および人口密集地域: 地域の環境規制を遵守し、苦情を回避する。
- 屋内設置型発電機: 室内の空気の質と換気システムの安全性を確保するために排気を浄化するために不可欠です。
- 特殊産業：通信基地局、地下鉱山（防爆型）、船舶、港湾等
- 統合システムの一部として: SCR（脱窒用）とDOC（ディーゼル酸化触媒）を統合し、国家IV / V以上の排出基準を満たします。
V. 重要な考慮事項
- 燃料とエンジンオイル: 使用必須低硫黄ディーゼル（硫黄含有量が10ppm未満が望ましい）および低灰分エンジンオイル（CJ-4グレード以上）硫黄と灰分の増加は、DPF の中毒、目詰まり、寿命の短縮の主な原因です。
- 動作条件: 発電機セットを極端に低い負荷で長時間運転することは避けてください。これにより排気温度が低下し、受動的な再生が妨げられ、エネルギーを大量に消費する能動的な再生が頻繁に発生します。
- 監視とメンテナンス:
- 注意深く監視する排気背圧そして再生インジケーターライト.
- 定期的に実行するプロの灰掃除サービス（圧縮空気または特殊な洗浄装置を使用）金属灰（カルシウム、亜鉛、リンなど）を除去します。
- メンテナンス記録を確立し、再生頻度と背圧の変化を記録します。
- システムマッチング: 浄化装置は、発電機の型式、排気量、定格出力、排気流量に基づいて選定・適合させる必要があります。適合が不適切な場合、性能とエンジン寿命に重大な影響を及ぼします。
- 安全性再生中は浄化器ハウジングが非常に高温になります。適切な断熱、警告表示、可燃性物質からの遠ざけが不可欠です。
まとめ
乾式排気浄化装置（DPF）は高効率の主流技術解決のために目に見える黒煙と粒子状物質による汚染からディーゼル発電機物理的な濾過によって炭素煤を捕捉し、高温再生によって循環的に作動します。その応用の成功は、適切なサイズ、良好な燃料品質、適切な発電機の運転条件、そして厳格な定期メンテナンスDPF を選択して使用する場合、DPF をエンジン発電機セットシステム全体の不可欠な部分として考慮する必要があります。
投稿日時: 2025年12月16日
