提高柴油和汽油颗粒过滤器的分级效率的方法和装置与流程

1.本公开总体上涉及用于与内燃(“ic”)发动机一起使用的后处理系统。
2.背景
3.排气后处理系统用于接收并处理由发动机产生的废气。排气后处理系统利用若干不同的部件中的任何部件来减少存在于废气中的有害排气排放物的水平。例如，柴油动力的ic发动机的某些废气后处理系统包括选择性催化还原(“scr”)系统，该选择性催化还原系统包括被配制为在氨(nh3)存在的情况下将no
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(成一定比值的no和no2)转化成无害氮气(n2)和水蒸汽(h2o)的催化剂。后处理系统还可以包括过滤器，例如颗粒过滤器，其被配置为从废气中去除颗粒物质(“pm”)，例如烟炱、灰尘、无机粒子等。
4.概述
5.本文描述的实施例总体上涉及用于提高柴油或汽油颗粒过滤器的分级效率的系统和方法。在一个或更多个实施例中，示例性颗粒过滤器包括壳体，该壳体包括入口锥体。过滤器基底位于壳体中。预定量的灰分附着到入口锥体，并被配置为释放到流过入口锥体的废气中。
6.在一个或更多个实施例中，示例性系统是排气后处理系统，其包括颗粒过滤器和位于颗粒过滤器上游的灰分分配器。灰分分配器被配置为在颗粒过滤器的上游将灰分释放到废气中。
7.在一个或更多个实施例中，示例性排气后处理系统包括颗粒过滤器和位于颗粒过滤器上游的过滤器。过滤器被配置为释放产生灰分的添加剂材料。
8.在一个或更多个实施例中，示例性颗粒过滤器包括壳体，过滤器基底位于壳体中。过滤器基底利用水溶液或悬浮液进行预处理，所述水溶液或悬浮液被配置为响应于暴露于热而分解或蒸发成预定量的灰分，从而预处理所述过滤器基底。
9.应理解，前述构思和下面更详细讨论的另外的构思(假定这些构思不相互不一致)的所有组合被设想为本文所公开的主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾的所要求保护的主题的所有组合被设想为本文所公开的主题的一部分。
10.附图简述
11.根据结合附图进行的以下描述和所附权利要求，本公开的前述特征和其它特征将变得更充分明显。应理解，这些附图只描绘根据本公开的数个实施方式并且因此不应认为是对其范围的限制，将通过利用附图更具体且详细地描述本公开。
12.图1是示出由柴油(压缩点火)发动机产生的废气的pm颗粒数和pm粒子质量随pm颗粒直径的归一化分布的图表。
13.图2是示出根据示例性实施例的预处理颗粒过滤器的示例性方法的流程图。
14.图3是根据示例性实施例的包括发动机和流体联接到发动机的排气后处理系统的系统的框图。
15.在整个下面的详细描述中参考了附图。在附图中，相似的符号通常表示相似的部件，除非上下文另有规定。在详细描述、附图和权利要求中描述的例证性实施方式并不意味
着是限制性的。可利用其它实施方式，且可以做出其它变化，而不偏离这里提出的主题的精神或范围。应容易理解，在本文中大致描述和在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的配置中被布置、代替、组合和设计，所有这些配置被明确地设想并构成本公开的一部分。
16.详细描述
17.本文所述的实施例涉及排气后处理系统和颗粒过滤器配置，其可用于例如增加柴油或汽油颗粒过滤器的分级效率(例如，颗粒数过滤效率、过滤效率等)。这些实施例可以在颗粒过滤器的上游将灰分或添加剂材料(灰分由其产生)释放到废气中。
18.pm排放概述
19.pm排放可以用质量或颗粒数量(“pn”)来表征。pm质量是指排放的pm粒子的总质量。颗粒数量是指排放的个体pm粒子的总数量。
20.图1是示出由柴油(压缩点火)发动机产生的废气的pm颗粒数量102和pm粒子质量104随pm粒子直径106的归一化分布的图表。如图1所示，柴油pm粒子的尺寸的变化呈双峰分布，包括“核模(nuclei mode)”粒子108和“积聚模(accumulation mode)”粒子110。核模粒子108具有大约3
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30纳米(nm)的相对小的直径。核模粒子108占总pm质量的一小部分，但是占总颗粒数量的大部分。积聚模粒子110具有大约30
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500纳米的相对大的直径。积聚模粒子110占总pm质量的大部分，但是占总pm颗粒数量的一小部分。换句话说，核模粒子108具有高颗粒数和低质量，而积聚模式粒子110具有低颗粒数和高质量。
21.与压缩点火式发动机产生的pm不同，火花点火式发动机，例如使用汽油或其他燃料(例如乙醇、压缩天然气、液态石油气等)的发动机，产生的pm绝大多数在直径上较小(例如60
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80nm)。此外，一些压缩点火式发动机，例如用于越野应用的非废气再循环(非egr)发动机，通常具有高的工作温度和高的发动机输出no
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，这降低了pm排放。因此，与压缩点火式发动机相比，火花点火式发动机历来对减少pm排放关注较少。
22.排放法规历来根据质量来限定柴油pm排放限值。然而，鉴于研究表明吸入占颗粒数量大多数的小pm粒子会对健康产生不利影响，近来对颗粒数量的关注越来越多。事实上，某些国家和地区(如欧盟、中国和印度)的排放法规根据pm质量和颗粒数量来限定柴油和汽油发动机的pm限值。美国也在考虑类似的规定。因此，需要设计排气后处理系统，以在质量和颗粒数量方面最小化pm排放。
23.柴油发动机系统通常利用颗粒过滤器来捕获pm，以便将pm排放减少到可接受的水平。用于柴油发动机的颗粒过滤器通常被称为柴油颗粒过滤器(“dpf”)。dpf通常利用包括大量平行通道的多孔陶瓷过滤介质。相邻的通道在每一端被塞子封闭，以迫使废气流过多孔通道壁。废气中的pm聚集在孔隙内(称为深度过滤)和壁的表面上(称为表面过滤)。随着时间的推移，pm在孔隙和通道壁的表面积聚，形成“烟炱饼(soot cake)”烟炱饼通过充当额外的过滤介质来提高分级效率。事实上，dpf分级效率大多数时候是由烟炱饼决定的。
24.某些火花点火发动机系统还利用颗粒过滤器来捕获pm，以便将pm排放减少到可接受的水平。例如，汽油直喷(“gdi”)发动机产生大量的pm(例如，在冷启动和高负荷运行期间)。此外，对pm颗粒数量排放的日益严格的检查和管理可能需要在越来越多类型的火花点火式发动机系统上使用颗粒过滤器。被构造用于汽油发动机的颗粒过滤器通常被称为汽油颗粒过滤器(“gpf”)。类似于dpf，gpf通常利用包括大量平行通道的多孔陶瓷过滤介质。然
而，因为汽油发动机比柴油发动机产生更少的颗粒物质，所以gpf比dpf更不容易形成烟炱饼。因此，gpf显示出比dpf更低的分级效率，特别是对于过滤通常受烟炱饼支配的小pm颗粒而言。
25.烟炱饼由pm形成，pm包括颗粒过滤器中捕获的含碳烟炱和金属灰分的组合。按质量计，含碳烟炱占pm的绝大部分。按质量计，占pm的量相对较小的灰分可能由各种源自润滑剂添加剂、燃料中微量元素和发动机磨损的金属化合物组成。灰分可包括来自降解的润滑剂添加剂(例如，清洁剂、抗氧化剂、抗磨损化合物等)的无机结晶粒子。灰分可以包括例如cj4油(例如，含钙、镁和锌等的油)。
26.在运行过程中，颗粒过滤器中捕集的pm的量会随着时间的推移而增加。最终，颗粒过滤器中捕获的pm累积到一定水平，导致排气背压增加到一定水平，从而导致发动机性能下降。必须通过再生定期清除烟炱，以将背压降低到可接受的水平。然而，再生后，积聚的灰分仍留在过滤器中。
27.通过在过滤介质的孔中积聚，颗粒过滤器(如dpf)中的灰分积聚会改变过滤器的几何形状(如微观结构等)，从而有效地减小孔径。因此，积聚的灰分用作额外的过滤介质，从而提高颗粒过滤器的整体分级效率。已经发现，即使是相对低水平的灰分负载(例如，小于2g/l)也能充分提高分级效率，从而满足pm排放要求。
28.在传统系统中，在发动机和后处理系统的初始使用期间(例如，磨合期)，灰分在颗粒过滤器中积聚。在发动机的初始磨合期期间，发动机的机加工气缸表面和环表面彼此形状相互符合。由此产生的气缸表面和环表面之间的紧密密封防止了未燃烧的燃料和加压气体泄漏到曲轴箱中，同时也防止了曲轴箱油进入燃烧室中。在磨合过程中，来自机油消耗和发动机磨损的金属化合物会导致颗粒过滤器上灰分形成和灰分积聚。
29.与dpf相关的一个挑战是在dpf的初始使用期间(例如，在新制造的发动机系统或新安装的dpf)满足pm排放要求的能力。清洁的、未使用的dpf的分级效率相对较低，直到dpf积聚了足够量的pm以形成烟炱饼。在初始运行期间，壁上的灰分积聚也会影响dpf的几何形状，并提高分级效率。因此，在dpf的初始运行期间，可能难以满足pm排放要求。
30.用于预处理颗粒过滤器的系统和方法的实施例
31.本公开的各种实施例涉及利用灰分预处理颗粒过滤器以提高颗粒过滤器的分级效率的系统和方法。该系统和方法用于dpf、gpf以及被设计用于其他类型燃料的颗粒过滤器。应当理解，本文描述的系统和方法提供了优于现有pm过滤系统的各种技术优势。例如，与现有的pm过滤器相比，通过本文所述的系统和方法利用灰分来预处理颗粒过滤器提高了颗粒过滤器的分级效率，特别是对于小直径pm和对于发动机系统的初始运行周期。本文描述的预处理系统和方法显著减少了预处理颗粒过滤器所需的时间。例如，通过主动或被动地将灰分分配到颗粒过滤器中，颗粒过滤器的分级效率达到目标分级效率的速度比使用传统磨合方法可能达到的速度快得多。本文所述的系统和方法还提高了火花点火式发动机的颗粒过滤器的分级效率，这些过滤器可能无法通过传统的磨合方法实现足够的灰分积聚。
32.预装载的灰分的量和灰分被分配到颗粒过滤器中的持续时间取决于发动机和后处理部件特性(例如，发动机排量、预期燃料、后处理系统架构、颗粒过滤器体积等)。根据各种实施例，基于颗粒过滤器的初始分级效率和目标分级效率之间的差异来确定预装载的灰分的量，以利用预装载的灰分的量来预调节颗粒过滤器。预装载的灰分的量被分配到颗粒
过滤器中，以便对颗粒过滤器进行预处理。
33.根据各种实施例，灰分可以以各种方式分配到颗粒过滤器中。例如，在一些实施例中，系统包括化学活性过滤介质，该化学活性过滤介质被配置为释放引起灰分(该灰分将预装载颗粒过滤器)产生的材料。释放的添加剂材料的量与产生对颗粒过滤器预处理以实现目标分级效率所需的预装载的灰分的量而所需的量相对应。在一些实施例中，化学活性过滤介质被包含在燃料过滤器中。化学活性过滤介质被配置为在发动机初始运行期间可控地将添加剂材料释放到燃料中。添加剂材料被配置为在燃料燃烧时使灰分的量增加。
34.在其他实施例中，化学活性过滤介质被包含在另一种类型的过滤器中，例如润滑油过滤器。例如，在一些实施例中，该系统包括具有化学活性过滤介质的润滑油过滤器。润滑油过滤器的化学活性过滤介质被配置为在发动机初始运行期间可控地将添加剂材料释放到润滑油中。添加剂材料被配置为在发动机运行期间氧化，以产生释放到废气中的灰分。添加到润滑油中的添加剂材料的量与灰分负载率有关。
35.在一些实施例中，排气后处理系统包括位于颗粒过滤器上游的灰分分配器。灰分分配器被配置为在磨合期间将灰分(例如，灰分粉末)和/或添加剂材料(该添加剂材料被配置为一旦分配到废气中就产生灰分)分配到废气中。释放到废气中的灰分和/或添加剂材料的量与产生对颗粒过滤器预处理以实现目标分级效率所需的预装载的灰分的量而所需的量相对应。
36.在一些实施例中，分配设备是主动设备，其被配置为响应于接收控制信号来分配灰分和/或添加剂材料。在其他实施例中，分配设备是被动设备，其被配置为响应于暴露于某些环境条件(例如，暴露于热)，而不是响应于接收控制信号来分配灰分和/或添加剂材料。在每个实施例中，灰分被分配到颗粒过滤器中，以便在过滤介质上形成均匀分布。
37.在一些实施例中，水溶液被预先施加到颗粒过滤器，水溶液被配置为响应于暴露于热而分解或蒸发成灰分层。水溶液的量(例如，体积或质量)和/或成分与产生对颗粒过滤器预处理以实现目标分级效率所需的预装载的灰分的量而所需的量相对应。
38.在一些实施例中，灰分在磨合期之前被沉积(例如，粘结、粘附等)到排气部件上，以便在磨合期期间从排气部件释放。例如，在一些实施例中，分配到颗粒过滤器中的灰分进一步包括与灰分粉末混合的粘合剂材料，以便于灰分附着到颗粒过滤器上游的排气部件或颗粒过滤器的入口锥体。
39.在一些实施例中，过滤器基底用有机金属溶液预处理。有机金属溶液被配置为将预定量的灰分形成材料分配到发动机的燃料或发动机使用的润滑剂中，使得灰分在磨合期期间形成。
40.图2是示出根据示例性实施例的预处理颗粒过滤器的示例性方法200的流程图。
41.在202，确定排气后处理系统的颗粒过滤器的初始分级效率。过滤器的分级效率是过滤器的过滤介质所捕获的颗粒物质的量与进入颗粒过滤器的颗粒物质的量的比值。初始分级效率可以通过各种方式确定，例如根据iso 29463
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1规定的程序来测试过滤器。在一些实施例中，使用发明人开发的经验模型来确定分级效率。例如，在一些实施例中，分级效率根据过滤介质的物理特性(例如孔隙率、孔径和壁厚)来确定。
42.在204，确定颗粒过滤器的目标分级效率。目标分级效率是使离开颗粒过滤器的废气具有低于阈值颗粒物质排放水平的测量颗粒物质排放水平所需的分级效率。如上所述，
分级效率是由过滤器的过滤介质捕获的颗粒物质的量与进入颗粒过滤器的颗粒物质的量的比值。颗粒物质排放水平是离开颗粒过滤器的颗粒物质的量，它是进入颗粒过滤器的颗粒物质的量和过滤器的过滤介质所捕获的颗粒物质的量之间的差值。因此，通过将进入颗粒过滤器的颗粒物质的量和阈值颗粒物质水平之间的差除以进入颗粒过滤器的颗粒物质的量来确定目标分级效率。
43.在206，基于目标分级效率和初始分级效率之间的差来确定待释放到颗粒过滤器上的预装载的灰分的量。目标分级效率是所要求的(例如，法规等所要求的)最小分级效率。目标分级效率可以是发动机、过滤器和其他要求(例如认证要求、当地法规要求等)的函数。预装载的灰分的量可以通过测量没有灰分(例如，在0灰分装载时等)、灰分装载量为0.1gm/l、灰分装载量为0.5gm/l以及灰分装载量为1gm/l情况下的颗粒过滤器的颗粒数效率来确定，并利用这些测量值与目标分级效率之间的相关性(例如线性相关性、最佳拟合曲线等)来确定预装载的灰分的量。
44.在208，灰分被分配到颗粒过滤器中，以便对颗粒过滤器进行预处理。
45.在210，确定分配到颗粒过滤器中的灰分的量是否小于在206确定的预装载的灰分的量。如果210的结果是“否”，则在208继续分配灰分。如果210的结果是“是”，则意味着预装载的灰分的量已经分配到颗粒过滤器中，则在212停止对灰分的分配。
46.图3是根据示例性实施例的系统300的框图，系统300包括发动机302和流体联接到发动机302的排气歧管(未示出)的排气后处理系统304。发动机302可以是压缩点火式或火花点火式发动机，并且可以由各种燃料(例如柴油、天然气、汽油等)中的任何一种提供动力。在一个实施例中，发动机302是柴油或稀燃汽油发动机。在运行中，发动机302排出废气，废气从发动机302向下游流动通过废气后处理系统304。通常，排气后处理系统304被配置为去除废气中存在的各种化学和颗粒排放物。
47.排气后处理系统304包括排气通路306和颗粒过滤器308。排气通路306与发动机302流体连通，以便接收废气。颗粒过滤器308可操作地联接到排气通路306(例如，沿着排气通路306定位)，使得颗粒过滤器308与发动机302流体连通，并将经由排气通路306接收废气。颗粒过滤器308被配置为从废气(从发动机302接收的废气)中去除pm(例如烟炱、灰尘、无机粒子等)。
48.颗粒过滤器308可以包括入口锥体310和出口锥体312。入口锥体310位于颗粒过滤器308的上游端，出口锥体312位于颗粒过滤器308的下游端。应当理解，这里使用的术语“上游”和“下游”是相对于从发动机302出来并通过排气通路306的废气的流动方向来限定的。
49.各种结构、设备等可以被提供来利用灰分来预处理颗粒过滤器308，以便提高颗粒过滤器的分级效率。应当理解，根据各种实施例，颗粒过滤器308可以以各种方式利用灰分进行预处理。预装载的灰分的量和灰分被分配到颗粒过滤器308中的持续时间取决于发动机302、颗粒过滤器308和整个排气后处理系统304的特性(例如，发动机排量、预期燃料、后处理系统结构、颗粒过滤器体积等)。根据各种实施例，基于颗粒过滤器的初始分级效率和目标分级效率之间的差来确定预处理颗粒过滤器308所使用的灰分的预装载的量。例如，预装载的灰分的量通过图2的方法200来确定。预装载的灰分的量被分配到颗粒过滤器308，以便对颗粒过滤器308进行预处理。
50.在排气后处理系统304的一个实施例中，颗粒过滤器308可以通过包括灰分粉末
316的灰分分配器314利用灰分进行预处理。灰分分配器314被配置为在颗粒过滤器308的上游将灰分粉末316分配到废气中。当被分配到废气中时，灰分粉末316分散在废气中并流入颗粒过滤器308，以便利用均匀分布的灰分粉末316预处理颗粒过滤器308。根据各种实施例，灰分分配器314包括压电阀，该压电阀被配置为可控地分配期望的灰分粉末316的量。在其他实施例中，灰分分配器314包括本领域技术人员已知的用于汽车排气后处理系统的另一种类型的阀。在一些实施例中，灰分分配器314是气溶胶喷雾器，灰分粉末316是气溶胶(例如，细粒子的悬浮液等)。气溶胶可以通过筛分产生，并且气溶胶中的粒子的尺寸可以通过用于进行筛分的筛网来控制。
51.灰分粉末316可以通过不涉及内燃发动机(例如，发动机302等)运行的商业过程来生产。例如，灰分粉末316可以通过燃烧过程产生。该燃烧过程可以利用燃烧器装备(例如，柴油颗粒发生器(dpg)、柴油颗粒过滤器测试系统、柴油颗粒过滤器清洁系统等)来产生灰分粉末316。燃烧器装备可以是大规模的，以便快速且廉价地产生灰分粉末316。在其他示例中，灰分粉末316可以通过化学过程产生。这种化学过程可能涉及化学物质，如硫酸钙(caso4)(如硫酸钙粉末等)、油类(如机油、润滑油等)、和/或固体介质。灰分粉末316也可以由老化过程(例如实验室老化过程等)产生。
52.在系统300包括灰分分配器314的一些实施例中，系统300不包括过滤器318或添加剂材料320。类似地，在系统300包括过滤器318的一些实施例中，系统300不包括灰分分配器314或灰分粉末316。
53.在一些实施例中，排气后处理系统304包括控制器317，控制器317电联接或通信联接到灰分分配器314。控制器317被配置为控制灰分分配器314，以将期望的灰分粉末316的量分配到排气通路306中。控制器317可以包括微处理器、专用集成电路(“asic”)、现场可编程门阵列(“fpga”)等或其组合。控制器317可以包括存储器，该存储器可以包括但不限于电子存储器、光存储器、磁存储器或能够给处理器、asic、fpga等提供程序指令的任何其他储存器或传输设备。存储器可以包括控制器317可以从其读取指令的存储器芯片、电可擦可编程只读存储器(“eeprom”)、可擦可编程只读存储器(“eprom”)、快闪存储器或任何其它合适的存储器。指令可以包括来自任何合适的编程语言的代码。
54.在系统300的一个实施例中，颗粒过滤器308可以通过过滤器318利用灰分进行预处理，过滤器318被配置为释放添加剂材料320，添加剂材料320产生灰分以预装载颗粒过滤器308。过滤器318包括化学活性过滤介质，该化学活性过滤介质被配置为响应于化学活性过滤介质暴露于流体而释放添加剂材料320。
55.在一些实施例中，过滤器318是位于发动机302所使用的燃料中的燃料过滤器。过滤器318包括容纳化学活性过滤介质的壳体，该壳体被配置为在发动机302的初始运行期间可控地将添加剂材料320释放到燃料中。添加剂材料320被配置为当燃料在发动机302中燃烧时产生增加量的灰分。过滤器318被配置为使得其释放到燃料中的添加剂材料320的量(例如，添加剂材料320定量供给到燃料中的速率等)与产生预处理颗粒过滤器以实现目标分级效率所需的预装载的灰分的量而所需的量(例如，灰分装载到颗粒过滤器318上的速率等)相对应。在一些实施例中，过滤器318是另一种类型的过滤器，例如润滑油过滤器、液压油过滤器、冷却剂过滤器、dpf过滤器或另一种类型的过滤器。
56.当灰分被装载到颗粒过滤器318上时(例如，当灰分分配器314在颗粒过滤器308的
上游将灰分粉末316分配到废气中时，当添加剂材料320被定量供给到燃料中并且燃料被引导通过发动机302时，等等)，可以小心地控制发动机302的运行(例如，发动机302的输出轴速度的变化被最小化，发动机302的燃料消耗的变化被最小化，发动机302的节气门位置的变化被最小化，等等)，以便提供对装载到颗粒过滤器318上的灰分的最佳分布(例如，防止灰分不均匀地装载到颗粒过滤器318上，等等)。
57.在排气后处理系统304的一些实施例中，颗粒过滤器308可以由位于颗粒过滤器308上游的排气部件322利用灰分进行预处理。排气部件322包括附着到排气部件322的内表面的灰分和粘合剂材料324的组合。组合的灰分和粘合剂材料324被配置为使得粘合剂材料将响应于暴露于高于预定温度的废气而从排气部件322释放灰分，从而将预定量的灰分预装载到颗粒过滤器308中。
58.在一些实施例中，组合的灰分和粘合剂材料324附着到颗粒过滤器308的入口锥体310。以与上文关于排气部件322所述的类似的方式，组合的灰分和粘合剂材料324被配置为响应于暴露于高于预定温度的废气而从入口锥体310释放，以便将预定量的灰分预装载到颗粒过滤器308中。
59.在一些实施例中，组合的灰分和粘合剂材料324附着到中间排气导管325。中间排气导管325位于排气部件322和颗粒过滤器308之间。灰分分配器314联接到中间排气导管325。组合的灰分和粘合剂材料324可以在灰分分配器314的上游和/或下游附着到中间排气导管325。
60.在一些实施例中，组合的灰分和粘合剂材料324附着到上游排气部件326的内表面。上游排气部件326可以是排气导管、排气歧管、排气端口或涡轮增压器组件(例如涡轮等)的一部分。在这样的实施例中，组合的灰分和粘合剂材料324被配置为响应于高于阈值的温度而从上游排气部件326释放。组合的灰分和粘合剂材料324通过与发动机302的相互作用(例如，通过传导等)和与废气的相互作用(例如，通过对流、通过传导等)而被加热。
61.在一些实施例中，颗粒过滤器308包括预先施加到其上的水溶液或悬浮液。水溶液被配置为响应于暴露于热而分解或蒸发成一层灰分。水溶液或悬浮液的量(例如，体积或质量)和/或成分与产生预处理颗粒过滤器308以实现目标分级效率所需的预装载的灰分的量而所需的量相对应。
62.虽然灰分分配器314、过滤器318以及组合的灰分和粘合剂材料324在图3中一起示出，但是应当理解，可以构造实施例，其中可以仅包括它们中的一个或两个来产生用于预处理所使用的灰分。
63.术语“控制器”包括所有种类的处理数据的装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、单个芯片或多个芯片上的系统、可编程处理器的一部分或以上各项的组合。装置可以包括专用逻辑电路(例如，fpga或asic)。除了硬件之外，装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构建处理器固件、协议栈、数据库管理系统、运行系统、跨平台运行环境、虚拟机或它们的一个或更多个的组合的代码。装置和执行的环境可以实现各种不同的计算模型的基础架构，诸如分布式计算基础架构和网格计算基础架构。
64.计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明或过程语言，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程、对象或适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序
可以但不是必须对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或更多个脚本)、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者存储在多个协同文件中(例如，存储一个或更多个模块、子程序或部分代码的文件)。
65.如本文使用的术语“联接”以及类似术语意指两个构件彼此直接或间接的接合。这样的接合可以是静止的(例如，永久的)或可移动的(例如可移除的或可释放的)。这样的接合可以通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件彼此附接或两个构件和任何附加的中间构件彼此附接来实现。
66.重要的是注意到，各种示例性实施例的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施例，但审阅本公开的本领域中的技术人员将容易认识到，很多修改(例如在各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等上的变化)是可能的，而实质上不偏离本文所述的主题的新颖性教导和优点。此外，应理解的是，如本领域普通技术人员将理解的，来自本文所公开的一个实施例的特征可与本文所公开的其他实施例的特征组合。也可在各种示例性实施例的设计、运行条件和布置上做出其它替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。
67.虽然本说明书包含很多具体实施方式细节，但这些不应被解释为限制任何发明的或可以被要求保护的范围，而是作为针对特定发明的特定实施方式的特征的描述。在本说明书中在单独的实施例的背景下描述的某些特征也可组合地在单个实施例中实施。相反地，在单个实施方式的背景下描述的各个特征也可以在多个实施方式中单独地实施或以任何合适的子组合实施。此外，虽然特征在上面可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，且所要求保护的组合可涉及子组合或子组合的变型。