Toepassing van ureum in dieselmotor

Moderne milieuregelgeving stelt strikte limieten aan de emissiewaarden van verontreinigende stoffen in de uitlaatgassen van een dieselmotor. Dit dwingt ingenieurs om nieuwe oplossingen te zoeken om aan de normen te voldoen. Een daarvan was het gebruik van ureum als dieselbrandstof in het SCR-uitlaatgasnabehandelingssysteem (Selective Catalytic Reduction). Daimler-motoren die deze technologie gebruiken, worden Bluetec genoemd.

Wat is het SCR-systeem

Het Euro 6-milieuprotocol is sinds 28 van kracht in 2015 EU-landen. Onder de nieuwe norm worden fabrikanten van dieselauto's aan strenge eisen onderworpen omdat dieselmotoren enorme schade aanrichten aan het milieu en de menselijke gezondheid door roet en stikstofoxiden in de atmosfeer vrij te laten.

Terwijl het gebruik van een driewegkatalysator voldoende is om de uitlaatgassen van een benzinemotor te reinigen, is voor een dieselmotor een meer geavanceerd apparaat nodig om giftige stoffen in de uitlaatgassen te neutraliseren. De efficiëntie van het reinigen van CO (koolmonoxide), CH (koolwaterstoffen) en roetdeeltjes uit uitlaatgassen van dieselmotoren neemt toe bij hoge verbrandingstemperaturen, terwijl NOx juist afneemt. De oplossing voor dit probleem was de introductie van een SCR-katalysator in het uitlaatsysteem, die dieselureum gebruikt als basis voor de afbraak van giftige verbindingen van stikstofoxide (NOx).

Om schadelijke emissies te verminderen, hebben ingenieurs een speciaal dieselreinigingssysteem ontwikkeld - Bluetec. Het complex bestaat uit drie complete systemen, die elk giftige stoffen filteren en schadelijke chemische verbindingen afbreken:

• Katalysator - neutraliseert CO en CH.
• Roetfilter - vangt roetdeeltjes op.
• SCR-katalysator - Vermindert NOx-emissies met ureum.

Het eerste reinigingssysteem werd gebruikt op vrachtwagens en auto's van Mercedes-Benz. Tegenwoordig schakelen veel fabrikanten hun auto's om naar een nieuw reinigingssysteem en gebruiken ze ureum in dieselmotoren om te voldoen aan strenge milieueisen.

Technisch ureum AdBlue

Het eindproduct van het metabolisme van zoogdieren, ureum, is bekend sinds de XNUMXe eeuw. Koolzuurdiomide wordt gesynthetiseerd uit anorganische verbindingen en wordt veel gebruikt in de landbouw. In de auto-industrie een oplossing van Adblue technische vloeistof als actief middel bij het zuiveren van giftige uitlaatgassen uit stikstofoxiden.

Adblue is 40% ureum en 60% gedestilleerd water. De samenstelling wordt in het SCR-systeem geïnjecteerd bij het mondstuk waar de uitlaatgassen doorheen gaan. Er treedt een ontledingsreactie op, waarbij stikstofmonoxide wordt afgebroken tot onschadelijke stikstof- en watermoleculen.

Technisch ureum voor diesel - Adblue heeft niets te maken met ureum ureum, dat gebruikt wordt in de agro-industriële sector en in de farmacologie.

Edblue in dieselmotor

Een vloeibaar uitlaatgasnabehandelingssysteem, of SCR-converter, is een gesloten systeem waardoor roetvrije dieseluitlaatgassen stromen. Adblue-vloeistof wordt in een op zichzelf staande tank gegoten en in een afgemeten dosis in de uitlaatpijp geïnjecteerd voordat het de convertor binnengaat.

Het gemengde gas komt de SCR-neutralisatie-eenheid binnen, waar een chemische reactie plaatsvindt om stikstofmonoxide af te breken ten koste van ammoniak in ureum. In combinatie met stikstofmonoxide breken ammoniakmoleculen het af tot componenten die onschadelijk zijn voor mens en milieu.

Na een volledige reinigingscyclus wordt de minimale hoeveelheid verontreinigende stoffen uitgestoten in de atmosfeer, de emissieparameter voldoet aan de Euro-5- en Euro-6-protocollen.

Het werkingsprincipe van het dieseluitlaatreinigingssysteem

Een compleet nabehandelingssysteem voor dieselmotoren bestaat uit een katalysator, een roetfilter en een SCR-systeem. Het werkingsprincipe van reiniging in fasen:

1. Uitlaatgassen komen de katalysator en het roetfilter binnen. Roet wordt gefilterd, brandstofdeeltjes worden verbrand en koolmonoxide en koolwaterstoffen worden verwijderd.
2. De verstuiver wordt gebruikt om een ​​bepaalde hoeveelheid AdBlue in de verbinding tussen het roetfilter en de SCR-katalysator te spuiten. Ureummoleculen vallen uiteen in ammoniak en isocyaanzuur.
3. Ammoniak combineert met stikstofoxide, het meest schadelijke bestanddeel van gebruikte dieselbrandstof. Moleculen worden gesplitst, wat leidt tot de vorming van water en stikstof. Onschadelijke uitlaatgassen komen vrij in de atmosfeer.

Samenstelling van ureum voor diesel

Ondanks de ogenschijnlijke eenvoud van dieselmotorvloeistof, is het onmogelijk om zelf ureum te bereiden met behulp van organische mest. De formule van het ureummolecuul (NH2) 2CO, is fysiek een geurloos wit kristal, oplosbaar in water en polaire oplosmiddelen (vloeibare ammoniak, methanol, chloroform, enz.).

Voor de Europese markt wordt de vloeistof geproduceerd onder toezicht van de VDA (Duitse Vereniging van de Automobielindustrie), die licenties afgeeft aan productiebedrijven, waarvan sommige vloeistof leveren voor de binnenlandse markt.

In Rusland is namaak onder het merk AdBlue meer dan 50%. Dus als u ureum koopt voor een dieselmotor van Russische makelij, moet u zich laten leiden door de markering "ISO 22241-2-2009 Compliance".

Voors en Tegens

De voordelen van het gebruik van ureum liggen voor de hand - alleen met dit reagens kan het uitlaatgasbehandelingssysteem van de SCR-dieselmotor volledig functioneren en voldoen aan de eisen van de Euro 6-norm.

Naast de bescherming van het milieu, omvatten de voordelen van ureumzuivering de volgende punten:

• het verbruik voor auto's is slechts 100 g per 1000 km;
• het SCR-systeem is geïntegreerd in moderne dieselvoertuigen;
• in sommige landen wordt de belasting op het gebruik van het voertuig verlaagd als er een ureumreinigingssysteem is geïnstalleerd en bestaat er geen risico op een boete.

Helaas heeft het systeem ook nadelen:

• het vriespunt van ureum is ongeveer -11 °C;
• de behoefte aan regelmatig tanken;
• de kosten van de auto stijgen;
• een grote hoeveelheid nagemaakte Adblue-vloeistof;
• verhoogde eisen voor brandstofkwaliteit;
• kostbare reparaties aan systeemcomponenten.

Het geïntegreerde ureumwassysteem dat in dieselvoertuigen is ingebouwd, blijft de enige manier om de uitstoot van giftige stoffen te verminderen. Moeilijkheden bij het gebruik, hoge kosten van reagentia voor vrachtwagens, vloeistof en dieselbrandstof van slechte kwaliteit zorgen ervoor dat veel chauffeurs het systeem liever uitschakelen en emulators installeren.

Het is echter belangrijk om te begrijpen dat ureum de enige chemische stof in diesel blijft die voorkomt dat er stikstofmonoxide in het milieu vrijkomt, wat kan leiden tot kanker.