微粒过滤器的工作原理主要包括以下几种方式。
表面型过滤,其滤芯材料上有均匀的标定小孔,能滤除大于标定小孔的固体颗粒,比如线隙式、网式和片式,颗粒污染物几乎全部阻截在过滤元件表面上游一侧。
深度型过滤,滤芯为多孔可透性材料,内部通道曲折迂回,大于孔径的污染颗粒直接被阻截在靠油液上游的外表面,较小颗粒进入内部通道时,因表面张力偏离流束而被吸附在内壁,既有直接阻截又有吸附作用,材料有纸芯、烧结金属、毛毡和各种纤维等。
吸附型过滤,主要指磁性过滤器,依靠磁性材料的磁场力吸引铁屑及磁性磨料等,常与其他形式滤芯制成复合式过滤器,但适用范围受限。
在汽车领域,乘用车汽油微粒过滤器(GPF)是基于柴油颗粒过滤器(DPF)的排放后处理技术,用于控制汽油直喷(GDI)发动机的颗粒排放。自 2018 年开始部分汽车应用了 GPF。
颗粒捕捉器与三元催化器为一体式,安装在三元催化器后面,串联布置。自国六排放法规实施以来,多数主机厂采用以减少空气污染。
柴油烟尘微粒过滤器也采用类似原理,整套装置设计为双室结构,过滤与再生分区进行,特制的蜂窝陶瓷-陶瓷微粒过滤器对废气中的微粒有相当程度的捕集作用。
高效微粒空气过滤器去除微粒的方法和原理主要有机械过滤法、吸附法、静电法、负离子和等离子体法及静电驻极过滤法等。机械过滤法直接拦截微粒,利用微粒惯性碰撞过滤,对细小颗粒物收集效果好但风阻大且需常换滤芯。吸附法利用多孔有吸附力物质如活性炭吸附微粒达到过滤效果。静电法利用高压静电场使气体电离,尘粒带电后吸附到电极上,对大颗粒补集效果差且易再扬尘但风阻小。负离子和等离子体法与静电法相似,使微粒带电凝聚成大颗粒下沉达到过滤效果。静电驻极过滤法效果好,能有效过滤大于 0.1 微米的颗粒,很多车载空调使用这种原理的高效微粒空气过滤器。
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