Karbamid alkalmazása dízelmotorokban

A modern környezetvédelmi előírások szigorú határokat szabnak a dízelmotorok kipufogógázaiban lévő szennyező anyagok kibocsátási értékeire. Ez arra kényszeríti a mérnököket, hogy új megoldásokat keressenek, hogy megfeleljenek a szabványoknak. Ezek egyike a karbamid dízel üzemanyagként való felhasználása volt az SCR (Selective Catalytic Reduction) kipufogógáz-utókezelő rendszerben. Azokat a Daimler motorokat, amelyek ezt a technológiát használják, Bluetecnek hívják.

Mi az SCR rendszer

Az Euro 6 környezetvédelmi jegyzőkönyv 28 óta az EU 2015 országában van érvényben. Az új szabvány értelmében a dízelautó-gyártók szigorú követelményeket támasztanak, mert a dízelmotorok hatalmas károkat okoznak a környezetben és az emberi egészségben, kormot és nitrogén-oxidokat bocsátanak ki a légkörbe.

Míg a benzinmotorok kipufogógázainak megtisztításához elegendő a háromutas katalizátor használata, addig a dízelmotoroknál egy kifinomultabb berendezésre van szükség a kipufogógázokban lévő mérgező vegyületek semlegesítésére. A dízelmotorok kipufogógázaiból származó CO (szén-monoxid), CH (szénhidrogén) és koromrészecskék tisztításának hatékonysága magas égési hőmérsékleten növekszik, míg az NOx ezzel szemben csökken. A probléma megoldása egy SCR katalizátor bevezetése volt a kipufogórendszerbe, amely dízel-karbamidot használ a nitrogén-oxid (NOx) mérgező vegyületeinek lebontásának alapjaként.

A káros kibocsátások csökkentése érdekében a mérnökök egy speciális dízeltisztító rendszert fejlesztettek ki - a Bluetec-et. A komplexum három teljes rendszerből áll, amelyek mindegyike kiszűri a mérgező vegyületeket és lebontja a káros kémiai vegyületeket:

• Katalizátor - semlegesíti a CO-t és a CH-t.
• Részecskeszűrő – felfogja a koromrészecskéket.
• SCR katalizátor – Csökkenti az NOx-kibocsátást karbamiddal.

Az első tisztítórendszert Mercedes-Benz teherautókon és személygépkocsikon használták. Manapság sok gyártó új tisztítórendszerre állítja át járműveit, és karbamidot használ a dízelmotorokban, hogy megfeleljen a szigorú környezetvédelmi előírásoknak.

Műszaki karbamid AdBlue

Az emlősök anyagcseréjének végterméke, a karbamid a XNUMX. század óta ismert. A szénsav-diomidot szervetlen vegyületekből állítják elő, és széles körben használják a mezőgazdaságban. Az autóiparban Adblue műszaki folyadék oldata, mint hatóanyag a mérgező kipufogógázok nitrogén-oxidoktól való tisztítására.

Az Adblue 40% karbamidot és 60% desztillált vizet tartalmaz. A kompozíciót az SCR rendszerbe fecskendezik a fúvókán keresztül, amelyen keresztül a kipufogógázok áthaladnak. Bomlási reakció játszódik le, amelyben a nitrogén-monoxid ártalmatlan nitrogén- és vízmolekulákká bomlik.

Műszaki karbamid dízelhez – Az Adblue-nak semmi köze a karbamid-karbamidhoz, amelyet az agráripari szektorban és a gyógyszerészetben használnak.

Edblue dízelmotorban

A folyékony kipufogógáz-utókezelő rendszer vagy az SCR konverter egy zárt rendszer, amelyen keresztül korommentes dízel kipufogógáz áramlik. Az Adblue folyadékot egy önálló tartályba öntik, és kimért adagban a kipufogócsőbe fecskendezik, mielőtt belépnek a konverterbe.

A kevert gáz belép az SCR semlegesítési egységbe, ahol kémiai reakció megy végbe a nitrogén-monoxid lebontására a karbamidban lévő ammónia rovására. A nitrogén-monoxiddal kombinálva az ammónia molekulák az emberre és a környezetre ártalmatlan komponensekre bontják.

A teljes tisztítási ciklus után a minimális mennyiségű szennyezőanyag kerül a légkörbe, a kibocsátási paraméter megfelel az Euro-5 és Euro-6 protokolloknak.

A dízel kipufogógáz-tisztító rendszer működési elve

A teljes dízelmotor utókezelő rendszer egy katalizátorból, egy részecskeszűrőből és egy SCR rendszerből áll. A szakaszos tisztítás működési elve:

1. A kipufogógázok belépnek a katalizátorba és a részecskeszűrőbe. A kormot kiszűrik, az üzemanyagrészecskéket elégetik, a szén-monoxidot és a szénhidrogéneket eltávolítják.
2. Az injektor bizonyos mennyiségű AdBlue befecskendezésére szolgál a dízel részecskeszűrő és az SCR katalizátor közötti csatlakozásba. A karbamid molekulák ammóniára és izociánsavra bomlanak.
3. Az ammónia nitrogén-oxiddal, a használt dízel üzemanyag legkárosabb összetevőjével kombinálódik. A molekulák felhasadnak, ami víz és nitrogén képződéséhez vezet. Ártalmatlan kipufogógázok kerülnek a légkörbe.

Karbamid összetétele dízelhez

A dízelmotor-folyadék látszólagos egyszerűsége ellenére lehetetlen a karbamidot önmagában előállítani szerves műtrágyával. A karbamid molekula (NH2) 2CO képlete fizikailag szagtalan fehér kristály, amely vízben és poláris oldószerekben (folyékony ammónia, metanol, kloroform stb.) oldódik.

Az európai piacra a folyadékot a VDA (Német Autóipari Szövetség) felügyelete alatt állítják elő, amely engedélyeket ad ki gyártó cégeknek, amelyek egy része a hazai piacra szállít folyadékot.

Oroszországban az AdBlue márkanév alatti hamisítás több mint 50%. Tehát, ha egy orosz gyártmányú dízelmotorhoz karbamidot vásárol, az "ISO 22241-2-2009 szabványnak való megfelelés" jelölést kell követnie.

Érvek és ellenérvek

A karbamid használatának előnyei nyilvánvalóak - csak ezzel a reagenssel tud teljes mértékben működni az SCR dízelmotor kipufogógáz-kezelő rendszere és megfelelni az Euro 6 szabvány követelményeinek.

A környezet védelmén túl a karbamid-tisztítás előnyei a következők:

• fogyasztása autóknál mindössze 100 g/1000 km;
• az SCR rendszert a modern dízeljárművekbe integrálták;
• egyes országokban a járműhasználati adó csökken, ha karbamidtisztító rendszert szerelnek fel, és nem áll fenn a bírság veszélye.

Sajnos a rendszernek vannak hátrányai is:

• a karbamid fagyáspontja körülbelül -11 °C;
• rendszeres tankolás szükségessége;
• az autó költsége nő;
• nagy mennyiségű hamis Adblue folyadék;
• fokozott követelmények az üzemanyag minőségére vonatkozóan;
• rendszerelemek költséges javítása.

A dízeljárművekbe épített integrált karbamidmosó rendszer továbbra is az egyetlen módja a mérgező kibocsátás csökkentésének. A működési nehézségek, a teherautó-reagensek magas költsége, a rossz minőségű folyadék és a dízel üzemanyag miatt sok sofőr úgy dönt, hogy letiltja a rendszert és telepíti az emulátorokat.

Fontos azonban megérteni, hogy a karbamid továbbra is az egyetlen dízel vegyszer, amely megakadályozza a nitrogén-monoxid környezetbe jutását, ami rákhoz vezethet.