Modeling of heat recovery system in diesel particulate filter

• Autorzy: Mitianiec W.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie systemu odzysku ciepła w filtrze cząstek stałych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An additional energy for soot combustion is required for regeneration of particle filters (additional fuel or electric energy) after some period of the engine work as a result of closing of substrate pores by soot. The proposed method takes into account a self-regeneration of diesel particle filter by use of special heat recovery system. The paper shows one of possible design of DPF self-regeneration. The exhaust temperature behind the turbine and catalytic converter is very low and for an increasing of gas temperature before DPF and the heat from soot combustion can be used. The preliminary studies show a possibility of using the special DPF design with a heat recovery system. The paper presents the simulation results of such system and possibility of increasing the heat recovery ratio by change of geometry of DPF. The preliminary results of calculations show the possibility of increase of exhaust gases temperature in front of DPF about 20% which enables a continuous regeneration of DPF. The method enables to recovery some part of energy which is lost in the conventional DPF.

PL

Regeneracja filtra cząstek stałych wymaga dodatkowej energii w celu spalenia sadzy po pewnym czasie pracy, kiedy następuje zatkanie porów filtra. Innowacyjna metoda uwzględnia automatyczną regenerację filtra cząstek stałych przez zastosowanie specjalnego wymiennika ciepła. Artykuł przedstawia jedno z możliwych rozwiązań automatycznej regeneracji. Temperatura gazów spalinowych za turbiną i konwerterem katalitycznym jest bardzo niska i w celu zwiększenia tej temperatury przed DPF, wykorzystuje się do tego celu ciepło ze spalania sadzy. Wstępna analiza wykazuje możliwość zastosowania specjalnego wymiennika ciepła wbudowanego w konstrukcję DPF. Artykuł przedstawia wyniki symulacji numerycznej takiego systemu i możliwości wzrostu stopnia odzysku ciepła przez zmianę geometrii filtra cząstek stałych. Wstępne wyniki obliczeń wykazują możliwość wzrostu temperatury gazów spalinowych o około 20%, co umożliwia ciągłą regenerację filtra. Metoda ta umożliwia odzysk pewnej części traconej energii w konwencjonalnych filtrach cząstek stałych.

Słowa kluczowe

EN

filter regeneration; flue gas; heat recovery; particulate filter; soot

PL

filtr cząstek stałych; gaz spalinowy; odzyskiwanie ciepła; regeneracja filtra; sadza

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2010
• Tom: Nr 4
• Strony: 287--300
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.,Rys., tab.,

Twórcy

autor

Mitianiec W.

• Cracow University of Technology

Bibliografia

• 1. KONSTANDOPOULOS A., KOSTOGLUO M., HOUSIADA P., Multichannel Simulation of Soot Oxidation in Diesel Particulate Filters. SAE 2003-01-0839, SP-1755. SAE World Congress, Detroit 2003.
• 2. NAGÓRSKI Z., TEODORCZYK A., BERNHARDT M.: Regeneracja samochodowych filtrów spalin. Tendencje rozwojowe, modelowanie, badania symulacyjne. Politechnika Warszawska. Warszawa 2003.
• 3. HUYNH C.T., JOHNSON J., YANG S.L., [ET AL.]: A One-Dimensional Computational Model for Studying and Regeneration Characteristics of a Catalyzed Wall-Flow Diesel Particulate Filter. SAE 2003-01-0841, SP-1755. SAE World Congress 2003.
• 4. KONSTANDOPOULOS A.G. [ET AL.]: Fundamental studies of diesel particulate filters. Transient loading regeneration and aging. SAE Paper No. 2000-0101016. Warrendale. USA 2000.
• 5. BISSET E.J., SHADMAN F.: Thermal regeneration of Diesel Particulate. Monolithic Filters, AIChE Journal. Vol. 31, No. 5, pp. 753-758.
• 6. NAKATANI K., [ET AL.]: Simultaneous PM and NOx reduction system for diesel engines. SAE Paper 2002-01-0957. Warrendale. USA 2002.
• 7. MITIANIEC W.: Simulation of heat recovery in diesel particle filter. Combustion Engines, 2009-SC-045, pp. 121-127. Bielsko-Biała 2009.
• 8. MITIANIEC W.: Heat recovery system in a future diesel particle filter. Journal of Kones Powertrain and Transport. Vol. 16, No 4, pp. 333-342. PAN, Warszawa 2009.