Aplicació de la urea en motors dièsel
Contingut
Les normatives mediambientals modernes estableixen límits estrictes als valors d'emissió de contaminants en els gasos d'escapament d'un motor dièsel. Això obliga els enginyers a buscar noves solucions per complir amb els estàndards. Un d'ells va ser l'ús d'urea per a gasoil en el sistema de posttractament d'escapament SCR (Reducció Catalítica Selectiva). Els motors Daimler que utilitzen aquesta tecnologia s'anomenen Bluetec.
Què és el sistema SCR
El protocol ambiental Euro 6 està en vigor a 28 països de la UE des del 2015. Segons la nova norma, els fabricants d'automòbils dièsel estan subjectes a requisits estrictes perquè els motors dièsel causen un dany enorme al medi ambient i a la salut humana alliberant sutge i òxids de nitrogen a l'atmosfera.
Tot i que l'ús d'un convertidor catalític de tres vies és suficient per netejar els gasos d'escapament d'un motor de gasolina, per a un motor dièsel és necessari un dispositiu més sofisticat per neutralitzar els compostos tòxics dels gasos d'escapament. L'eficiència de neteja de CO (monòxid de carboni), CH (hidrocarburs) i partícules de sutge dels gasos d'escapament dels motors dièsel augmenta a altes temperatures de combustió, mentre que els NOx, per contra, disminueixen. La solució a aquest problema va ser la introducció d'un catalitzador SCR al sistema d'escapament, que utilitza urea dièsel com a base per a la descomposició de compostos tòxics d'òxid de nitrogen (NOx).
Per tal de reduir les emissions nocives, els enginyers han desenvolupat un sistema especial de neteja dièsel: Bluetec. El complex consta de tres sistemes complets, cadascun dels quals filtra els compostos tòxics i descompon els compostos químics nocius:
- Catalitzador - neutralitza CO i CH.
- Filtre de partícules: atrapa les partícules de sutge.
- Convertidor catalític SCR - Redueix les emissions de NOx amb urea.
El primer sistema de neteja es va utilitzar en camions i cotxes Mercedes-Benz. Avui dia, molts fabricants estan convertint els seus cotxes a un nou sistema de neteja i utilitzen urea en motors dièsel per complir els estrictes requisits de control ambiental.
Urea tècnica AdBlue
El producte final del metabolisme dels mamífers, la urea, es coneix des del segle XIX. La diomida de l'àcid carbònic es sintetitza a partir de compostos inorgànics i s'utilitza àmpliament en l'agricultura. A la indústria de l'automòbil, una solució de fluid tècnic Adblue com a agent actiu en la purificació dels gasos d'escapament tòxics dels òxids de nitrogen.
Adblue és un 40% d'urea i un 60% d'aigua destil·lada. La composició s'injecta al sistema SCR al filtre per on passen els gasos d'escapament. Es produeix una reacció de descomposició, en la qual l'òxid nítric es descompon en molècules inofensives de nitrogen i aigua.
Urea tècnica per al gasoil - L'Adblue no té res a veure amb la urea urea, que s'utilitza en el sector agroindustrial i en farmacologia.
Edblue en motor dièsel
Un sistema de posttractament d'escapament líquid, o convertidor SCR, és un sistema tancat pel qual flueix l'escapament dièsel sense sutge. El líquid Adblue s'aboca en un dipòsit autònom i s'injecta al tub d'escapament en una dosi mesurada abans d'entrar al convertidor.
El gas barrejat entra a la unitat de neutralització SCR, on té lloc una reacció química per descompondre l'òxid nítric a costa de l'amoníac a la urea. En combinació amb l'òxid nítric, les molècules d'amoníac el descomponen en components inofensius per als humans i el medi ambient.
Després d'un cicle de neteja complet, la quantitat mínima de contaminants s'emet a l'atmosfera, el paràmetre d'emissió compleix els protocols Euro-5 i Euro-6.
El principi de funcionament del sistema de purificació d'escapament dièsel
Un sistema complet de posttractament del motor dièsel consta d'un convertidor catalític, un filtre de partícules i un sistema SCR. El principi de funcionament de la neteja per etapes:
- Els gasos d'escapament entren al convertidor catalític i al filtre de partícules. El sutge es filtra, les partícules de combustible es cremen i s'eliminen el monòxid de carboni i els hidrocarburs.
- L'injector s'utilitza per injectar una certa quantitat d'AdBlue a la connexió entre el filtre de partícules dièsel i el convertidor catalític SCR. Les molècules d'urea es descomponen en amoníac i àcid isociànic.
- L'amoníac es combina amb l'òxid de nitrogen, el component més nociu del gasoil usat. Les molècules es divideixen, la qual cosa condueix a la formació d'aigua i nitrogen. Els gasos d'escapament inofensius s'alliberen a l'atmosfera.
Composició de la urea per al gasoil
Malgrat l'aparent simplicitat del fluid del motor dièsel, és impossible preparar la urea pel vostre compte amb fertilitzants orgànics. La fórmula de la molècula d'urea (NH2) 2CO, és físicament un cristall blanc inodor, soluble en aigua i dissolvents polars (amoníac líquid, metanol, cloroform, etc.).
Per al mercat europeu, el fluid es produeix sota la supervisió de la VDA (Associació Alemanya de la Indústria de l'Automòbil), que emet llicències a empreses de fabricació, algunes de les quals subministren fluid per al mercat nacional.
A Rússia, la falsificació sota la marca AdBlue supera el 50%. Per tant, quan compreu urea per a un motor dièsel de fabricació russa, us heu de guiar per la marca "Compliment ISO 22241-2-2009".
Pros i Contres
Els avantatges d'utilitzar urea són evidents: només amb aquest reactiu el sistema de tractament de gasos d'escapament del motor dièsel SCR pot funcionar completament i complir els requisits de la norma Euro 6.
A més de protegir el medi ambient, els beneficis de la purificació d'urea inclouen els punts següents:
- el seu consum per als cotxes és de només 100 g per 1000 km;
- el sistema SCR està integrat en els vehicles dièsel moderns;
- en alguns països l'impost sobre l'ús del vehicle es redueix si s'instal·la un sistema de neteja amb urea, i no hi ha risc de multa.
Malauradament, el sistema també té desavantatges:
- el punt de congelació de la urea és d'uns -11 °C;
- la necessitat de recarregar regularment;
- el cost del cotxe augmenta;
- una gran quantitat de líquid Adblue fals;
- augment dels requisits de qualitat del combustible;
- costoses reparacions dels components del sistema.
El sistema integrat de neteja d'urea integrat als vehicles dièsel segueix sent l'única manera de reduir les emissions tòxiques. Les dificultats d'operació, l'alt cost dels reactius de camions, el fluid de mala qualitat i el gasoil fan que molts conductors prefereixin desactivar el sistema i instal·lar emuladors.
Tanmateix, és important entendre que la urea segueix sent l'únic producte químic dièsel que impedeix l'alliberament d'òxid nítric al medi ambient, que pot provocar càncer.
